Tahap dan Langkah Desain Hidrolis Bendung

Bismillaahirrohmaanirrohiim – Print Konsep 26/11/2011

Tahap  dan Langkah

Desain Hidrolis Bendung

(CONTOH PERHITUNGAN  DESAINH DROLIS BENDUNG

1.    Tahap  dan Langkah Desain Hidrolis Bendung

(Empat tahap Desain)

Desain Kelompok ke (1) Kelengkapan Bendung

Tahap ke (1)

Serangkaian Desain Kelengkapan dan Komponen

1.    Perhitungan dimensi Saluran (horizontal dan vertical)

2.    Penentuan  dimensi hidrolis Intake

3.    Penentuan  dimensi hidrolis Undersluice

4.    Penentuan  dimensi hidrolis  horizontal Sandtrap

5.    Penentuan  dimensi hidrolis  horizontal Ejektor

6.    Penentuan  dimensi hidrolis  horizontal Pintu Bilas

7.    Penentuan  dimensi hidrolis  horizontal Saluran Pembuang

8.    Penentuan  dimensi hidrolis  horizontal Offtake

9.    Penggambaran Denah Komponen ke 1 sd. Ke 8

Tahap ke (2)

1.    Penentuan dan Perhitungan Potongan Melintang dari Sungai dihilir Saluran Pembuang ke hulu sampai dengan Undersluice

2.    Penentuan dan Perhitungan Potongan Melintang mulai dari  Saluran Induk, Offtake / Ambang Offtake, Forebay Ejektor  sampai sisi Ejektor.

3.    Perhitungan kedalaman  Kantong Sedimen dibawah ujung udik Plat Ejektor

4.    Perhitungan elevasi mercu ambang Offtake / ambang ukur debit

2.    Langkah pertama Perhitungan saluran

Diketahui: 

Debit Saluran Induk = Qsal = QS

Elevasi muka di Saluran Induk = EL+ Hs

Langkah ke 1 Perhitungan Saluran

Perhitungan dimensi hidrolis Saluran unuk mengetahui

1)    Lebar dasar Saluran

2)    Lebar rata-rata Saluran

3)    Kedalaman air di saluran

Perhitungan dengan menggunakan rumus aliran Manning

Gambar Saluran

No	Parameter Geometri dan Aliran	Notasi	Ukuran	Satuan
1.	Elevasi medan / lahan (*)	EL+ Mdns
2.	Debit saluran (*)	Qs		m3/det
3.	Elevasi muka air di saluran di hilir Offtake (*)	El.+ Hs
4.	Lebar dasar saluran	Bs		m
5.	Lebar saluran rata-rata	Bsr		m
6.	Tinggi air di saluran	Ds		m
7.	Elevasi dasar saluran	El.+ Ds
8.	Kemiringan tebing saluran	1 V : m H
9.	Koefisien Perbandingan  Bs / Ds	Ks		1
10.	Freeboard	Fb		m
11.	Kecepatan rata-rata aliran di saluran	Vs		m/det
12.	Luas profil basah saluran	A		m2
13.	Kemiringan dasar  Saluran.	Is
14.	Keliling basah saluran	O		m
15.	Jari-jari hidraulis	R		m
16.	Elevasi dekzerk tanggul	EL.+ Dzt
17.	Kemiringan dasar Saluran.	Is
18.	Koef. Kekasaran . Manning	Mn

           Catatan :  (*)  Ketentuan  diambil dari Dokumen Desain Jaringan Saluran Irigasi

Perlu dihitung:

Lebar dasar Saluran = Bs

Tinggi air di Saluran  = D2

Lebar rata-rata Saluran = Bsr

Pergunakan Tabel  Saluran Irigasi KP (hubungan Q vs. Bs/D2, M, v, K dan Fb)

No	Qs	m	Vs	Ks=Bs/Ds	Fb	Ds^2= Qs/(Vs*(Ks+m))	(Ds^2)^1/2	Bs=Ks*Ds	A=( Ks+m)*Ds^2	Bsr= A/Ds	R= A/O	O= Bs+ 2*Ds*(m^2+1)^1/2	Is=( Vs*1/k)^2/R^4/3	k
1	0.075	1.0	0.275	1.0	0.30	0.1364	0.37	0.37	0.273	0.74	0.18	1.477	0.0107	45
2	0.225	1.0	0.325	1	0.30	0.3462	0.59	0.59	0.692	1.18	0.29	2.353	0.0023	45
3	0.350	1.0	0.375	1.5	0.40	0.3733	0.61	0.92	0.933	1.53	0.34	2.750	0.0017	45
4	0.450	1.0	0.425	1.5	0.40	0.4235	0.65	0.98	1.059	1.63	0.36	2.929	0.0017	45
5	0.625	1.0	0.475	2	0.50	0.4386	0.66	1.32	1.316	1.99	0.40	3.311	0.0015	45
6	1.125	1.0	0.525	2	0.50	0.7143	0.85	1.69	2.143	2.54	0.51	4.226	0.0007	45
7	2.250	1.0	0.575	2.5	0.60	1.1180	1.06	2.64	3.913	3.70	0.67	5.815	0.0003	45
8	3.750	1.5	0.675	3.0	0.60	1.2346	1.11	3.33	5.556	5.00	0.71	7.778	0.0003	45
9	5.250	1.5	0.700	3.5	0.60	1.5000	1.22	4.29	7.500	6.12	0.82	9.186	0.0002	47.5
10	6.750	1.5	0.700	4.0	0.60	1.7532	1.32	5.30	9.643	7.28	0.91	10.593	0.0001	47.5
11	8.250	1.5	0.700	4.5	0.60	1.9643	1.40	6.31	11.786	8.41	0.99	11.913	0.0001	47.5
12	10.000	1.5	0.700	5.0	0.60	2.1978	1.48	7.41	14.286	9.64	1.07	13.342	0.0001	47.5
13	13.000	1.5	0.700	6.0	0.60	2.4762	1.57	9.44	18.571	11.80	1.18	15.736		50
14	20.000	1.2	0.700	8.0	0.75	3.1056	1.76	14.10	28.571	16.21	1.42	20.090		50
15	32.500	1.2	0.750	10.0	1.00	3.8690	1.97	19.67	43.333	22.03	1.64	26.358		50
16	60.000	1.2	0.800	12.0	1.00	5.6818	2.38	28.60	75.000	31.46	2.04	36.708		50

3.    DESAIN DIMENSI HORIZONTAL (DENAH) Intake, Undersluice, Sand trap, Pembilas dan Offtake

·         INTAKE

Lebar bersih Pintu Intake total

Lebar Pilar Intake

Pajamg Pilar Intake

Jumlah Pintu Intake (genap)

Lebar bruto Intake

Forebay Intake

Lebar Forebay = Lebar bruto Intake

Panjang diambil secukupnya untuk penempatan Pintu Intake, Pintu skotbalk darurat

Sponeng Trashrack

Lebar sesuaikan dengan ukuran Trashrack

Dalam sesuai dengan lebar / tekanan dari Trashrack

Sponeng Pintu Intake

Lebar dan dalam disesuaikan dengan tebal dan lebar Pintu

Sponeng Skotbalk

Lebar dan dalam sponneng sesuaikan dengan jenis dan ukuran Pintu Skotbalk

Jarak di antara dua Sponeng

Jembatan layan Pintu

Lebar sesuai dengan Ukuran dan Jenis Pintu

Jembatan Transportasi

Lebar sesuaikan dengan kelas jalan

·      UNDERSLUICE (UND. LURUS)

Lebar bruto Und

Sudut Mulut Und.

Lebar Mulut Und.

Lebar bersih Pintu Und.

Lebar Pintu Und.

Lebar Pilar Tengah Und

Jumlah Pintu Und

Jumlah Pilar Tengah Und

Lebar Pilar Tengah Und

·         UNDERSLUICE (UND. SAMPING)

·         SANDTRAP

 Plane Area of Sedimentation

Dengan debit saluran sebesar (=Qs)=

Hitung  Plane Area of Sedimentation yang optimum

dengan  meggunakan non discrete  sediment  fall velocity (=w)

Insert Grafik-grfik

Tentukan lebar bersih Sandtrap  Bst =  > 2 x Bsr

Hitung Panjang Lst = Qs / Bst

Untuk Debit  Qs > 5 m, bagi Bst menjadi dua Kompartemen

Psang Devider Wall diantara Kompartetmen

Pasang Guide Wllal

Ejektor

Gambar Ejektor

Tentukan Panjang Ejektor / Lebar bruto Sandtrap

Bangunan Pembilas Sandtrap

Tentukan lebar netto Pintu Bilas

Tentukan banyak Pintu Bilas

Tentukan banyak Pilar  Pembilas

Tentukan lebar  Pilar pembilasilas

Lebar bruto Pembilas

·         Offtake

Ambil lebar bruto Offtake = Bs

Ambil  lebar Pilar Offtake = Bpo

Hitung  lebar neto Offtake = Bo

Hitung elev Ma. Diudik Mercu Offtake dengan rumus Qs = C x Bo x  Ho^3/2

Dapat dihitung, Ho =             m

El+ Ho = El +  Mo + Ho  (dihitung kemudian)

Desain Drop-structure Offatake (kemudian)

·         Saluran Penghubung (Transisi) Intake – Sandltrap

Elevasi dasar Saluran Transisi di ambil 0/100 (rata)

4.    Penggambaran Denah bagian (Und, Intake, Sandtrap, Ejektor, Pembilas, Saluran Bilas dan Offtake) dan Perhitungan Elevasi titik-titil transini (titik Dsr, Dspp, Dse, Dsu, Dsfb dan Dsau).

Dari gambar denah dan sungai dihilir Bendung akan diketahui

1)    Cari lokasi Outlet Saluran Pembuang di tebing sungai

2)    Cari elevasi dasar sungai di Outlet EL+Dsr

3)    Ambil elevasi Dasar Outlet Saluran Pembuang = EL+Dsop = EL+(Dsr + 2.00 a 1.50m)

4)    Ambil kemiringan dasar Saluran Pembuang Ipo = 0.50m / 100m

5)    Ukur jarak O-P = Lop

6)    Hitung EL+Dspi = EL+Dsop + Lpo

7)    Ambil elevasi ambang Pintu Bilas = El+(Pi +0.20m)

8)    Ukur jarak  E ke Pi = Lep

9)    Hitung elevasi dasar ujung udik Ejektor = EL+Dse

10) Dalam Kantong Sedimen di ujung udik Ejektor = Te

11) Telah dihitung panjang Sandtrap = Lst = Lue atau Ukur jarak  horizontal dari Udik Sandtrap (Pot. U-U) ke ujung udik Ejektor =  Lue

12) Ambil kemiringan dasar Sandtrap = Iue = (0.6 a 0.8) m / 100m

13)  Hitung elevasi dasar di hilir Sal Transisi U = EL+ Dsu = EL+ [Dse + (Iue x Lst)]

14) Ukur jarak dari ujung Udik Sandtrap ke udik Saluran Transisi = Liu

15) Ambil kemiringan dasar Transisi Iiu = 0m/100m (rata)

16) Hitung elevasi dasar di hilir Pintu Intake = EL+ Dsipi =  EL+ [Dse + (Iue x Lst)]

17)  Ambil elevasi dasar di ambang Pintu = EL+ Api = EL+(Dspi + 0.20m)

18) Ambil elevasi dasar = EL+ Dsfi = EL+ Api

19) Ukur jarak dari Pintu Intake ke Pangkal Bendung (Abutment) (Forebay) = Lai

20)  Ambil elevasi dasar atas plat Undesluice =  EL+ Dsau = EL+ Dsfi

Dapat daiambil lebih tinngi atau lebih rendah dari elevasi dasar Forebay Intake, bergantung pengambilan harga besar lubang Undesluice dan kondisi dasr sungai di udik Undersluice

21)  Tentukan (pilih) tinggi lubang Undersluice (=Du)  di antara (1.00 a 2.00)m.

22)  Hasil perhitungan dan penentuan jarak angka-angka

(1)  elevasi dasar  sungai tempat outlet sakuran Pembuang ditempatkan,

(2)  elevasi dasar sungai di Outlet EL+Dsr

(3)  jarak O-P

(4)  Cari elevasi dasar sungai di Outlet EL+Dsr

(5)  sungai di Outlet EL+Dsr

(6)  jarak P-E

(7)   elevasi dasar EL+Dspi

(8)  Jarak E-U

(9)  Elevasi Dsu

(10)        Jarak  U-I

(11)         Dst.

Maka dapat digambar

(1)  Potongan memanjang dai Undesluice- Intake-Sandtrap dan seterusnya sampai dengan Outlet Saluran Pembuang sampai ke Sungai

(2)  Denah dari Undersluice – Ejektor – Saluran Pemuang sampai dengan Sungai

5.    Perhitungan kedalaman Kantong Sedimen di ujung udik Ejektor dan perhitungan elevasi Mercu Ambang Offtake serta Desain Bangunan Terjun Offtake.

·         Hipotesa – Ketentuan - Perhitungan

(1)  Sedimen fraksi pasir dan yang lebih besar semuanya harus bisa diendapkan di Kantong Sedimen sebelum Ejektor dengan kedalaman (= Te) diatas EL+ Dse

(1)  Untuk dapat mengendapkan pasir maka,pada saat Kantong Sedimen masih dalam keadaan kosong, kecepatan aliran di profil E-E (= Vek) diambil  < 0.2 m /det dan setelah Kantong Sedimen penuh mencapai Plat Ejektor, kecepatan aliran di profil E-E (= Vep) diambil  < 0.3 m /det

(2)  Perhitungan

Qs = Vek x Aee

Qs = 0.20 x (Te + tpe + to + Ho) x Bst

dengan

Qs    = debit saluran

Te    = kedalaman kantong sedimen, harga yang harus dihitung

 tpe  = tebal Plat Ejector diambil (025 a 0.30) m

tpo   = tinggi ambang mercu Offtake dihitung dari Plat Ejektor = (0.25 a 0.50) m

Ho = tinggi aliran di atas elevasi mercu Offtake (= El+ Mo); Telah dihitung pada perhitungan pengaliran di Offtake

Bst =  lebar bersih Sandtrap

Dari rumus Q_S  tersebut diatas, maka Te dapat diketahui dan dengan telah diketahui harga Ho, maka elevasi mercu Offtake (= El+ Mo) diketahui pula.

Persyratan pengaliran aliran sempurna diatas ambang Offtake:

(1)  (El+ Mo) > El+ Hsio

(2)  Hsio = elevasi muka air di saluran di hilir terjunan aliran di Offtake

·         Desain Bangunan Terjun Offtake

Desain Tubuh Bendung dan RO Bangunan Terjun Offtake dipergunakan dengan proses desain tipe MDO sebagai berikut:

(1)  Hitung harga Energy-MD-number = Emd  = [qo / (g x Z³)^1/2]

(2)  Pergunkana grafik MDO – (0,1, 2 dan 3)

(3)  Maka dapat diketahui

D_sro  , Lsro dan (a, 2a),

Dimana

D_sro  = Kedalaman Lantai RO MDO

Lsro  = Panjang Lantai RO MDO

(a, 2a) = ukuran tinggi dan lebar Ensill RO MDO

Insert 4 macam Grafik MDO

6.    Penggambaran Potongan memanjang aliran dan struktur dari Mulut Undersluice sampai dengan Bangunan Terjun