1

Pertemuan 1

Matakuliah : S0462/IRIGASI DAN BANGUNAN AIR

Tahun : 2005

Versi : <<versi/revisi>>

2

Learning Outcomes

Pada akhir pertemuan ini, diharapkan :

Mahasiswa dapat menjelaskan mengenai pengertian bangunan pelimpah dan pemecah energi serta perencanaannya

3

• Materi :

- Bangunan Pelimpah

- Bangunan Pemecah Energi

4

Bangunan Pelimpah

• Yang paling umum dipergunakan pada bendungan urugan yaitu pelimpah terbuka dengan ambang tetap.

• 4 bagian utamanya :- saluran pengarah aliran- saluran pengatur aliran- saluran peluncur- peredam energi

• Fungsi :- untuk penuntun dan pengarah saluran- pengatur kapasitas aliran- kelancaran saluran pengatur- mereduksi energi

5

Skema Type Bangunan Pelimpah

6

Type Pelimpah Frontal

7

Type Pelimpah Sorong

8

Type Pelimpah Sypon

9

Type Pelimpah Terowongan

10

PERENCANAAN BANGUNAN PELIMPAH

• Saluran Pengarah Aliran

• Saluran Pengatur Aliran

• Saluran Peluncur

• Peredam Energi

11

Saluran Pengarah Aliran

• Saluran Pengarah Aliran

- Kecepatan yg direncanakan < 4 m/dtk- Lebar saluran makin mengecik ke arah hilir

- Kedalaman saluran > (1.5 x tinggi rencana limpasan diatas mercu ambang pelimpah)

12

Saluran Pengatur Aliran

• Saluran Pengatur Aliran

a. Type Ambang Bebas:

- Berbentuk segi empat :

ho = D/3 dan b =

- Berbentuk Trapesium :

2/3

C 1.704

QD

hoDZbhoDghoCAVoQ

Z

bbZpDho

()(2

10

9.1516Z-b)3(2Zd

222

13

• Dimana :Q = debit banjir (m3/dtk)D = kedalaman air tertinggi didalam saluran

pengarah aliran (m) C = Koefisien pengaliran masuk ke saluran

pengarah (penampang setengah lingkaran C=1 dan penampang persegi empat C=0.82)

A = penampang basah didalam saluran pengarah (m2)

Vo = kecepatan rata-rata aliran didalam saluran pengarah (m/dtk)

14

• Urutan Perhitungan :- Tentukan terlebih dahulu kedalaman air

tertinggi didalam saluran pengarah (D) dan kemiringan dinding saluran pengarah (Z= D cos

- Tentukan lebar ambang dengan menggunakan rumus Q diatas dengan cara coba-coba

15

b. Type Bendung PelimpahDimensi Saluran :- Debit : Q = C.L.H3/2

Dimana :- Q = debit (m3/dtk)- C = koefisien limpahan- L = lebar efektif mercu bendung (m)- H = total tinggi tekanan air diatas mercu

bendung

16

- Koefisien Limpahan (C)

Berkisar antara 2.0 s/d 2.1 dan angka ini dipengaruhi oleh berbagai faktor

- Lebar efektif mercu bendung (L)

L = L – 2(N.Kp + ka)H

17

Dimana :

- L = lebar efektif bendung (m)

- L = panjang bendung sesungguhnya (m)

- Kp = koefisien kontraksi pada pilar (m)

- Ka = koefisien kontraksi pada dinding samping

- H = tinggi tekanan total diatas diatas mercu bendung (m)

18

c. Type Pelimpah Samping- Bangunan pelimpah yang saluran peluncurnya

berposisi menyamping terhadap saluran pengatur aliran diudiknya

- Rumus debit :

Qx = q . x

v = a . xn

hvn

nY

1

19

• Dimana :

- Qx = debit pada titik x- q = debit per unit, lebar yang melintasi bendung

pengatur- x = jarak antara tepi udik bendung dengan suatu titik

pada mercu bendung- v = kecepatan rata-rata aliran air didalam saluran

samping pada suatu titik tertentu- a = koefisien yang berhubung dengan kecepatan aliran

air didalam saluran samping- n = exponen untuk kecepatan aliran air didalam saluran

samping (antara 0.4 s/d 0.8)- y = perbedaan elevasi antara mercu bendung dengan

permukaan air dalam saluran samping pada bidang Ax yang melalui titik tersebut.

20

SALURAN PELUNCUR/FLOOD WAY

• Persyaratan :

- Air yang mengalir berasal dari pelimpah

- Konstruksi saluran peluncur cukup kokoh dan stabil dalam menerima saluran yang timbul

- Biaya konstruksinya diusahakan seekonomis mungkin

21

Perhitungan Hidrolika

1 a. Perhitungan Sistem Coba-coba Banding Pertama (berdasarkan rumus Bernoulli):

Z1+d1+hv1+Z2+d2+hv2+h2dimana :Z = elevasi dasar saluran pada suatu bidang vertikald = kedalaman air pada bidang tsbhv = tinggi tekanan kecepatan pada bidang tersebuth1 = kehilangan tinggi tekanan yang terjadi diantara dua buah bidang vertikal yang ditentukan (m)

22

b.Perhitungan Sistem Coba Banding ke dua

Sistem coba yang lain dengan aliran air didalam saluran peluncur sepanjang L yang dibatasi oleh bidang 1 diuduknya dan bidang 2 yang diambil sembarangan sehingga akan diperoleh persamaan energi sbb:

211

211

41322

tan1

sin1

22

22g

22

ddhe

ddhe

xR

Vn

g

VVhe

23

Dimana :he =perbedaaan elevasi permukaan air pada bidang 1 dan bidang

2

V1 =kecepatan aliran air pada bidang (1)

V2 =kecepatan aliran air pada bidang (2)

d1 =kedalaman air pada bidang (1)

d2 =kedalaman air pada bidang (2)

A11 =panjang lereng dasar diantara bidang (1) dan bidang (2)

A1 =jarak horizontal antara kedua bidang tsb

kekasarankoefisien n

diambil yangsaluran potongan pada rata-rata hidrolis radius

2

VV

salurandasar lerengsudut

21

R

V

24

2.Penentuan Kemiringan dasar Saluran Peluncur

Disesuaikan dengan kondisi topografi sudut kemiringan diubah-ubah dalam berbagai variasi (berbentuk lengkungan)

3. Sudut Pelebaran O

O < tan = F3

1gd

VF

25

• Dimana :

- O : sudut pelebaran

- F : angka Froude

- V : kecepatan aliran air

- D : kedalaman aliran air

- G : gravitasi

26

Peredam Energi

• Sebelum aliran air yang melintasi bangunan pelimpah dikembalikan ke sungai, maka aliran dengan kecepatan tinggi dalam kondisi aliran sub kritis. Dengan demikian kandungan energi dgn daya penggerus yang kuat tersebut harus diredusit.