8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
1/37
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
2/37
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
3/37
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
4/37
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
5/37
II. *E+AIN TAMPUNGAN 6A*U1
5.3 &engkung 1a!asitas 6aduk
Waduk merupakan tempat penampungan air buatan yang
terbentuk akibat pembendungan sungai. Fungsi utama dari waduk
adalah untuk memantapkan aliran air baik dengan cara pengaturan
persediaan air yang berubah-ubah pada suatu sungai alamiah
maupun untuk memenuhi tuntutan kebutuhan yang berubah-ubah
dari para konsumennya. Berhubung fungsi utama dari waduk adalah
menyediakan tampungan air, maka ciri fisiknya yang terpenting
adalah kapasitas tampungan. Kapasitas waduk yang bentuknya
beraturan dapat dihitung dengan penerapan rumus-rumus untuk
menghitung benda padat, sedangkan kapasitas tampungan waduk
pada kedudukan alamiah biasanya ditetapkan berdasarkan
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
6/37
pengukuran topografi. Karakteristik tampungan suatu waduk dapat
dipresentasikan dalam bentuk graik ubungan elevasi - v2lume
tam!ungan- luas genangan# yang biasa disebut lengkung
tampungan atau lengkung kapasitas waduk . (Linsley, 1985:164).
Contoh : Map Image Waduk Selorejo
Contoh : Perspektif Dasar Waduk Selorejo
S. Konto
S. Kwayangan
Tubuh Bendungan
S. Konto
S. Kwayangan
Tubuh Bendungan
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
7/37
;NT;0 3 :
*ata 1arakteristik Tam!ungan 6aduk +el2re$2
Elevasi olume
!uas
"enangan#meter$ #% &'( m)$ #Km*$
+' '.'' '.''
(&' &+.'' &.('
(&+ *+.'' ).''
(*' ).'' ).'
(*+ (+.'' .''
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
8/37
/ari dua grafik diatas terlihat bahwa lengkung kapasitas Waduk
0elore1o dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan berikut 2
+ < #7= > E&7 - 9#?=@ > E&5 8=5#, > E& =3@7,5
A < #37 > E&5 3#8@7 > E& 83?#?,
dimana,
0 3 olume tampungan waduk # % &'( m)$
4 3 !uas genangan waduk #Km*$
E! 3 Elevasi muka air waduk #m$
!engkung dan persamaan tersebut tentu sa1a hanya berlaku spesifik
untuk Waduk 0elore1o, dan tidak berlaku pada waduk yang lain.
&ATI0AN 3 :
/ata topografi suatu waduk disa1ikan pada gambar berikut 2
+ 92,00 m
+ 102,00 m+ 122,00 m
+ 132,00 m
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
9/37
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
10/37
Gambar 2. Pembagian daerah !"one# tampungan pada $aduk !%insle&' ()* :+,#
8ermukaan genangan normal (normal water level) adalah
elevasi maksimum yang dicapai oleh kenaikan permukaan
waduk pada kondisi operasi biasa. 8ada kebanyakan waduk
genangan normal ditentukan oleh elevasi mercu pelimpah atau
puncak pintu-pintu pelimpah.
8ermukaan genangan minimum (low water level) adalah
elevasi terendah yang diperoleh bila genangan dilepaskan
pada kondisi normal. 8ermukaan ini dapat ditentukan oleh
elevasi dari bangunan pelepasan (intae) terendah di dalam
bendungan atau pada elevasi minimum yang disyaratkan untuk
operasi turbine-turbinenya #pada waduk yang dioperasikanuntuk pembangkit listrik$.
6ampungan pada daerah yang terletak antara permukaan
genangan minimum dan normal disebut tampungan efektif
(effective storage) dan daerah di bawah genangan minimum
tampungan mati
(dead storage)
tampungan efektif
(effective storage)
tampungan banjir
(flood storage)
muka air banjir (HWL)
muka air normal (NWL)
muka air renda (LWL)
tubu
bendungan
Saluran pembawa
!a"ar "ungai
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
11/37
disebut tampungan mati (dead storage). 6ampungan mati
merupakan tampungan yang dicadangkan untuk menangkap
sedimen, dan bila volume sedimen yang tertangkap lebih besar
dari kapasitas yang dicadangkan berarti usia guna waduk
tersebut telah berakhir.
2.3 Tampungan Mati (Dead Storage)
6ampungan mati merupakan bagian dari waduk yang disediakan
untuk menampung sedimen. Kapasitas tampungan mati ini akan
sangat ditentukan oleh kadar sedimen dalam aliran sungai dan
usia guna waduk yang ditetapkan. 0uatu waduk dikatakan telah
habis usia gunanya bila sedimen yang tertangkap sudah melebihi
kapasitas tampungan mati yang telah ditetapkan. /alam struktur
waduk tampungan mati terletak pada bagian paling bawah dan
dibatasi oleh dasar waduk dengan muka air rendah dalam waduk
(low water level), dimana pada elevasi tersebut merupakan
kedudukan dari dasar intake. /alam perancangan suatu
bendungan usia guna biasa ditetapkan sebesar +' tahun,
sedangkan kadar sedimen dalam aliran sungai diperoleh melalui
pengukuran langsung di lapangan atau dari analisis berdasarkan
metode empirik yang relevan, misalnya 9etode :0!E. olume
tampungan mati setidak-tidaknya sebesar +; dari total
tampungan waduk.
/alam perencanaan bendungan, parameter yang dicari adalah
tinggi tampungan mati #hds$.
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
12/37
metode :0!E diperoleh &.+ mm=tahun.
- !uas /40 3 *'' Km*
9aka 7
- olume tanah tererosi #>s$3 &.+ % &'-) % *'' % &'( m)=tahun
3 ) % &'+ m)=tahun
- 8erkiraan olume sedimen yang tertangkap di waduk #s$ 2
s 3 >s % t % 6E
3 ) % &'+ % +' % '.?
3 &'.+ % &'( m)
6E 2 6rap efisiensi waduk, yaitu perbandingan antara volumesedimen yang tertangkap di waduk dengan total volume
sedimen yang melewatinya. :ntuk keperluan desain, nilai 6E
dapat ditentukan dengan menggunakan grafik di buku 60/4
@ilid A.
!engan mengg"naan leng"ng a#asitas wad" dari $asil
#er$it"ngan %&'& 1, maa tent"an ed"d"an L*L
#ada +l - m, dan tinggi tam#"ngan mati adala$ (L*L . +l
dasar wad") ata" meter
*/*/0/'
Mekanisme t ransportasi s edimentasi di sungai ;
- Setiap sungai membawa sejumlah sedimen terapung
(suspended sediment) serta menggerakkan bahan-bahan
padat di sepanjang dasar sungai sebagai muatan dasar
(bad load).
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
13/37
- Gerakan dari partikel muatan dasar adalah dengan cara
menggelinding, menggeser dan melompat, sedangkan
pada muatan terapung dipengaruhi oleh turbulensi pada
bidang aliran. Bila didasarkan pada asal dari bahan yang
terangkut maka angkutan material sedimen dibedakan
menjadi angkutan dasar (bed material transport) dan
angkutan material tercuci (wash load).
- Angkutan material dasar berasal dari dasar sungai, berarti
bahwa angkutan tersebut ditentukan oleh keadaan dasar
dan karakteristik aliran. Angkutan material dasar bisaterdiri dari muatan dasar dan muatan tersuspensi.
Material sedimen dari angkutan material tercuci tidak
berhubungan dengan keadaan setempat, tetapi berasal
dari sumber luar akibat erosi lahan. Angkutan material
tercuci biasanya terangkut sebagai muatan tersuspensi
dan umumnya berupa bahan yang sangat halus. Adanya
muatan ini dapat berpengaruh pada turbulensi dan
viskositas karena itu mempunyai pengaruh terhadap
karakteristik aliran yang terjadi. ash load tidak penting
terhadap perubahan dasar sungai, tetapi untuk kasus
sedimentasi di waduk menjadi penting oleh karena
jumlahnya yang cukup besar. Mekanisme angkutan dasar
secara skematis ditunjukkan pada Gambar berikut
(Jansen dkk, 1979 : 90).
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
14/37
Pola umum sebaran sedimen di waduk
!leh karena berat jenis dari material sedimen
rata-rata sebesar ",#$ maka partikel-partikel dari
sedimen terapung cenderung untuk mengendap
ke dasar alur, tetapi akibat turbulensi dapat
menghalangi pengendapan secara gravitasi
tersebut. Bila air yang mengandung sedimen
mencapai suatu waduk, maka kecepatan aliran
dan turbulensinya akan sangat jauh berkurang.
%artikel-partikel terapung agak besar yang
kebanyakan berupa muatan dasar akan
mengendap sebagai suatu delta di hulu waduk.
%artikel-partikel yang lebih kecil akan tetap
terapung lebih lama dan sebagian akan
mengendap lebih jauh di bagian hilir waduk.
#ekani"me
#uatan da"ar(bed load)
#uatan ter"u"pen"i
(suspended load)
$ngkutan material da"ar
(bed material transport)
$ngkutan material
ter%u%i (wash load)
&ondi"i a"li(original)
Gambar : Mekanisme transportasi sedimen (Jansendkk, 1979: 90)
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
15/37
%artikel-partikel yang sangat kecil akan tetap
terapung lebih lama lagi dan sebagian darinya
mungkin akan keluar waduk bersama air yang
mengalir melalui outlet waduk baik melalui intake
maupun pelimpah banjir. &paya untuk menahan
sedimen dari muatan dasar ke dalam waduk dapat
dilakukan lebih e'ekti' dengan cara
menghadangnya langsung oleh karena gerakan
dari jenis partikel ini adalah menggelinding,
menggeser atau melompat. (amun tidak demikian
dengan muatan tersuspensi, oleh sebab itu beban
sedimentasi di waduk lebih didominasi oleh jenis
sedimen dari muatan tersuspensi.
Pergerakan sedimen di dalam waduk
4liran air keruh
/elta
0edimen alus
4ir yang relatif 1ernih
/asar waduk
!utlet pelimpah
0ampah mengambang
Gambar : Pola umum sebaran sedimen di $aduk !%insle&' ()* :-*#
'nflo
Bottom outlet
)ntake
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
16/37
*ua 'aktor yang mempengaruhi pola sebaran sedimen di
waduk adalah 'aktor hidrolis dan 'aktor karakteristik
sedimen. *ari hasil penelitian terdahulu berjudul
+)dentikasi Besaran %arameter Model Aliran *inamis dan
ransportasi Sedimen aduk Selorejo dengan SMS ./0
yang telah dilakukan oleh peneliti pada ahun "//1,
menunjukkan bahwa akibat pembendungan sungai
menjadikan kecepatan aliran di dalam waduk sangat
kecil. %ola sebaran sedimen aduk Selorejo secara rinci
sangat dipengaruhi oleh 'aktor kedalaman alirannya.Bagian palung waduk terdalam cenderung memiliki
endapan yang lebih tebal dibanding palung yang lebih
dangkal. *ari hasil simulasi model juga menunjukkan
bahwa ketebalan rata-rata sedimen di aduk Selorejo
pada rentang waktu # 2enam3 tahun 2ahun 4555 6 ahun
"//73 adalah /,5"1 meter dengan nilai rata-rata /,7/5
meter per dua tahun. Gambar 47 sampai Gambar 4#
menunjukkan proses akumulasi ketebalan sedimen di
waduk. Gambar-gambar tersebut menunjukkan bahwa
proses awal sedimentasi terjadi pada 8one waduk
terdalam, yaitu pada daerah di sekitar tubuh bendungan.
(amun pada suatu kesetimbangan tertentu dimana
konsentrasi sedimen di 8one tersebut telah melampaui
nilai konsentrasi sedimen pada aliran, maka sedimen
akan menyebar pada 8one lain yang memiliki konsentrasi
sedimen lebih rendah. 9enomena tersebut menunjukkan
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
17/37
bahwa sebenarnya secara alamiah proses penimbunan
sedimen dimulai pada bagian tertentu, yaitu bagian
palung waduk yang dalam. Bila pada bagian tersebut
dapat dikendalikan dengan cara mempertahankan
konsentrasi sedimen agar tetap rendah 2nilainya lebih
kecil dari bagian lain di sekitarnya3 maka potensi
penyebaran sedimen bisa ditekan. Secara teknis upaya
tersebut dapat dilakukan dengan segera
mengeluarkannya melalui pipa langsung menuju bottom
outlet.
Gambar 1 : !kumulasi ketebalan sedimen "a#un1999$"a#un %00
Gambar 1& : "opogra' dasar aduk elore*o "a#un1999
Gambar 1+ : "opogra' dasar aduk elore*o "a#un%001
Gambar 1 : "opogra' dasar aduk elore*o "a#un%00
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
18/37
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
19/37
maksimum yang digunakan sebagai batas untuk menentukan tingkat
kebutuhan air yang dapat dipenuhi dari waduk.
&elebian air
&ekurangan air
*andalan
*kebutuan
t (periode)
$kumula"i
olume
(m3)
&emiringan
kebutuan
α
α = kebutuhan (m3 /periode)
olume
ampungan efektif
A
0
B
0-$ -. / #a"a pengi"ian
.--! / #a"a pengo"ongan
C
D
Kura !a""a #anda $D%agram &I'((E)
$kumula"i olume
!ebit 'nflo
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
20/37
;NT;0 5 :
!ieta$"i :
/ebit 4ndalan ' ; #inflow$ waduk diuraikan sebagai berikut 2
Bulan 8eriode @ Anflow#m)=det$
@an & &+ *.&+?
* &( *'.'?'
8eb & &+ &.'+*
* & &.*'(
9ar & &+ &.'?
* &( &.(* 4pr & &+ &?.+
* &+ &+.+'
9ei & &+ &*.(
* &( &'.+'
@un & &+ .'
* &+ ?.)
@ul & &+ ?.)
* &( (.+*
4gt & &+ (.?)
* &( +.(
0ep & &+ +.'& * &+ ?.?'&
Gkt & &+ .+?
* &( &&.*&
Dop & &+ &.&)'
* &+ &?.+)
/es & &+ &.+()
* &( &.*+
ent"an :
olume tampungan efektif yang diperlukan, bila kebutuhan air
ditetapkan sebesar 7 &' m)=detik sepan1ang waktu #konstan$ 5
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
21/37
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
22/37
&ATI0AN 5 :&. /engan menggunakan data debit andalan yang sama dengan
;NT;0 5# hitung volume tampungan efektif yang diperlukan
untuk memenuhi kebutuhan air konstan sebesar &* m)=detik 5
*. Bila volume tampungan efektif yang tersedia di lapangan
#berdasarkan lengkung kapasitas waduk$ sebesar &*' % &'( m),
hitung kebutuhan air maksimum yang dapat dipenuhi #anggap
kebutuhan air merata sepan1ang waktu$ 5
olume ampungan fektif /
+ 0 104 m3
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
23/37
5.8.5 1eseimbangan Air di 6aduk
8ersamaan dasar keseimbangan air di waduk untuk simulasi ini
diuraikan sebagai berikut 2
0t 3 0t-& H At - Et - out - spiiloutt
dengan 7
0t 3 6ampungan waduk pada periode t
0t-& 3 6ampungan waduk pada periode t-&
Et 3 Kehilangan air akibat evaporasi di waduk pada periode t
outt 3 0uplai untuk air untuk memenuhi kebutuhan periode t
spilloutt 3 Gutflow melalui pelimpah ban1ir periode t
t 3 8eriode operasi waduk
tubu
bendungan
Saluran pembawa
!a"ar "ungai
inflo
outflo
Qo_pelimpah#$W (t)
#$W (t+1)
5t 5t61
∆t
Evaporasi (Et)
hujan di waduk (t)
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
24/37
;NT;0 7 :
/iketahui 2
!engkung kapasitas waduk 2
Elevasi olume !uas "enangan#meter$ #% &'( m)$ #Km*$
+' '.'' '.''
(&' &+.'' &.('
(&+ *+.'' ).''
(*' ).'' ).'
(*+ (+.'' .''
/ebit Anflow ke waduk ditun1ukkan pada &ATI0AN 5.
Kebutuhan air menerus sepan1ang waktu sebesar &* m)=detik
olume tampungan 9ati 3 &' % &'( m)
olume tampungan efektif 3 ++ % &'( m)
Pertanyaan :
Buat pola keseimbangan air di waduk 5, dan bagaimana
keandalan waduk dalam upaya memenuhi kebutuhan yang
ditetapkan I
Bila debit tersebut digunakan untuk membangkitkan 8!64, berapa
daya maksimum dan energi tahunan yang dapat dihasilkan dalam
setiap tahunI
eterangan :
8 3 .ε. ,&..eff.ε
dimana 2
8 3 /aya #kWatt$
ε 3 efisiensi #',?'$
3 /ebit pembangkit #m)=det$
eff 3 6inggi tekan efektif #m$ 4nggap nilainya 3 '.+ bruto
6W! 3 H ++,'' m
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
25/37
(+va#orasi dan fator $"2an dia3aian)
!en"elesaian #
&. 9encari hubungan olume 6ampungan 0 Elevasi muka air
waduk seperti ditun1ukkan grafik di bawah ini. /engan
menggunakan persamaan regresi yang sesuai diperoleh 2
E! #m$ 3 ',''') % vol) -',')+ % vol* H &,?(* % vol H +',&*
ol dalam satuan &'( m).
*. /ibuat tabel perhitungan sebagai berikut 2
Tabel : Peritungan 1eseimbangan Air di 6aduk
6ampungan Waduk 2
- 6amp. 9ati 3 &' % &'( m) !W! 3 ('.(
- 6amp. Efektif 3 ++ % &'( m) DW! 3 ()+.*
Cumla 9, > 39 m7
Bulan 8eriode @ Anflow out in-out 0eff 0bruto E!. 94W 0pill
#m)=det$ #%&'( m)$ #m)=det$ #%&'( m)$ #%&'( m)$ #%&'( m)$ #%&'( m)$ #%&'( m)$ #%&'(m)$ #m)=det
D3 D5 D7 D8 D, D9 D? D= D@ D3 D33 D35 D37
++.'' (+.'' ()+.*
@an & &+ *.&+? )&.)'? &*.'' &+.++* &+.?++ ++.'' (+.'' ()+.* &+.?( &*.&(
* &( *'.'? *?.?+ &*.'' &(.+ &&.&+( ++.'' (+.'' ()+.* &&.&( .'?
8eb & &+ &.'+* *.(& &*.'' &+.++* .&) ++.'' (+.'' ()+.* .& ?.'+
* & &.*'( **.'** &*.'' &.+&+ ?.+'? ++.'' (+.'' ()+.* ?.+& (.*&
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
26/37
9ar & &+ &.'? *.?*( &*.'' &+.++* .&? ++.'' (+.'' ()+.* .&? ?.'
* &( &.(* *(.*&) &*.'' &(.+ .(* ++.'' (+.'' ()+.* .(* (.(
4pr & &+ &?.+ **.((& &*.'' &+.++* ?.&' ++.'' (+.'' ()+.* ?.&& +.
* &+ &+.+ *'.&* &*.'' &+.++* .(' ++.'' (+.'' ()+.* .( ).+
9ei & &+ &*.( &(.+? &*.'' &+.++* '.'+ ++.'' (+.'' ()+.* '.' '.?'
* &( &'.+ &.+?' &*.'' &(.+ -*.'& +*. (*. ()).( '.'' '.''
@un & &+ .' &'.' &*.'' &+.++* -+.'(* ?.* +?.* ()'.' '.'' '.''
* &+ ?.) &'.)+ &*.'' &+.++* -+.&) *.?) +*.?) (*?.* '.'' '.''
@ul & &+ ?.) .( &*.'' &+.++* -+.+ )(.? (.? (*.?? '.'' '.''
* &( (.+* .& &*.'' &(.+ -?.(?' *.*' ).*' (**.&) '.'' '.''
4gt & &+ (.?) .' &*.'' &+.++* -(.? **.+ )*.+ (&.? '.'' '.''
* &( +.( ?.+ &*.'' &(.+ -.& &).( *).( (&+.+ '.'' '.''
0ep & &+ +.'& (.+'+ &*.'' &+.++* -.'? .* &.* ('.? '.'' '.''
* &+ ?.?'& .' &*.'' &+.++* -+.+?* '.'' &'.'' ('.( '.'' '.''
Gkt & &+ .+? &*.' &*.'' &+.++* -).& '.'' &'.'' ('.( '.'' '.''
* &( &&.*& &+.(' &*.'' &(.+ -'.' '.'' &'.'' ('.( '.'' '.''
Dop & &+ &.&) &.)&* &*.'' &+.++* *.?(' *.?( &*.?( ('?.) '.'' '.''
* &+ &?.+) **.? &*.'' &+.++* ?.*)( &'.'' *'.'' (&).* '.'' '.''
/es & &+ &.+() *.'+ &*.'' &+.++* .+'( &.+' *.+' (&.&+ '.'' '.''
* &( &.*+ *+.*** &*.'' &(.+ .()) *?.&) )?.&) (*&. '.'' '.''
@an & &+ *.&+? )&.)'? &*.'' &+.++* &+.?++ *. +*. (*?.)* '.'' '.''
* &( *'.'? *?.?+ &*.'' &(.+ &&.&+( +.'+ (.'+ ().+ '.'' '.''
8eb & &+ &.'+* *.(& &*.'' &+.++* .&) ++.'' (+.'' ()+.* .& (.)*
* & &.*'( **.'** &*.'' &.+&+ ?.+'? ++.'' (+.'' ()+.* ?.+& (.*&
9ar & &+ &.'? *.?*( &*.'' &+.++* .&? ++.'' (+.'' ()+.* .&? ?.'
* &( &.(* *(.*&) &*.'' &(.+ .(* ++.'' (+.'' ()+.* .(* (.(
4pr & &+ &?.+ **.((& &*.'' &+.++* ?.&' ++.'' (+.'' ()+.* ?.&& +.
* &+ &+.+ *'.&* &*.'' &+.++* .(' ++.'' (+.'' ()+.* .( ).+
9ei & &+ &*.( &(.+? &*.'' &+.++* '.'+ ++.'' (+.'' ()+.* '.' '.?'
* &( &'.+ &.+?' &*.'' &(.+ -*.'& +*. (*. ()).( '.'' '.''
@un & &+ .' &'.' &*.'' &+.++* -+.'(* ?.* +?.* ()'.' '.'' '.''
* &+ ?.) &'.)+ &*.'' &+.++* -+.&) *.?) +*.?) (*?.* '.'' '.''
@ul & &+ ?.) .( &*.'' &+.++* -+.+ )(.? (.? (*.?? '.'' '.''
* &( (.+* .& &*.'' &(.+ -?.(?' *.*' ).*' (**.&) '.'' '.''
4gt & &+ (.?) .' &*.'' &+.++* -(.? **.+ )*.+ (&.? '.'' '.''
* &( +.( ?.+ &*.'' &(.+ -.& &).( *).( (&+.+ '.'' '.''
0ep & &+ +.'& (.+'+ &*.'' &+.++* -.'? .* &.* ('.? '.'' '.''
* &+ ?.?'& .' &*.'' &+.++* -+.+?* '.'' &'.'' ('.( '.'' '.''
Gkt & &+ .+? &*.' &*.'' &+.++* -).& '.'' &'.'' ('.( '.'' '.''
* &( &&.*& &+.(' &*.'' &(.+ -'.' '.'' &'.'' ('.( '.'' '.''
Dop & &+ &.&) &.)&* &*.'' &+.++* *.?(' *.?( &*.?( ('?.) '.'' '.''
* &+ &?.+) **.? &*.'' &+.++* ?.*)( &'.'' *'.'' (&).* '.'' '.''
/es & &+ &.+() *.'+ &*.'' &+.++* .+'( &.+' *.+' (&.&+ '.'' '.''
* &( &.*+ *+.*** &*.'' &(.+ .()) *?.&) )?.&) (*&. '.'' '.''
). /ari tabel #butir *$, maka dapat dibuat grafik hubungan sebagai
berikut 2
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
27/37
. /ari tabel #butir *$, maka dapat dikembangkan untuk menghitung
daya dan energi sebagai berikut 2
Tabel : Peritungan *a"a dan Energi &istrik Terbangkitkan
NW(
(W(
*+%n
*o+relea"e
*+"p%llout
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
28/37
Bulan 8eriode @ release E!. 94W bruto netto /aya Energi
#hari$ #m)=detik$ #m$ #m$ #m$ #kW$ #%&'( kWh$
J& J* J) J J+ J( J? J J
@an & &+ &*.'' ()+.* +'.* *.+( ),+)&. ,+?(.'
* &( &*.'' ()+.* +'.* *.+( ),+)&. ,&.*
8eb & &+ &*.'' ()+.* +'.* *.+( ),+)&. ,+?(.'
* & &*.'' ()+.* +'.* *.+( ),+)&. ,*?&.(
9ar & &+ &*.'' ()+.* +'.* *.+( ),+)&. ,+?(.'
* &( &*.'' ()+.* +'.* *.+( ),+)&. ,&.*
4pr & &+ &*.'' ()+.* +'.* *.+( ),+)&. ,+?(.'
* &+ &*.'' ()+.* +'.* *.+( ),+)&. ,+?(.'
9ei & &+ &*.'' ()+.* +'.* *.+( ),+)&. ,+?(.'
* &( &*.'' ()).( .( &.)& ),&'.?+ ,?&+.'*
@un & &+ &*.'' ()'.' +.' ).)*& ),&+?.) ,'*.++
* &+ &*.'' (*?.* *.* )+.'+ *,+.?( ),).++
@ul & &+ &*.'' (*.?? ).?? )).'( *,?+.? ),(&'.)?
* &( &*.'' (**.&) )?.&) )&.+(* *,(''.( ),++.)
4gt & &+ &*.'' (&.? ).? *.+(' *,)+.) ),&+(.
* &( &*.'' (&+.+ )'.+ *(.''( *,&*.( *,(*.)
0ep & &+ &*.'' ('.? *).? *'.)?( &,(?.' *,&?(.'
* &+ '.'' ('.( &.( &(.+' - -
Gkt & &+ '.'' ('.( &.( &(.+' - -
* &( '.'' ('.( &.( &(.+' - -
Dop & &+ &*.'' ('?.) **.) &.') &,+(.+' *,')*.??
* &+ &*.'' (&).* *.* *.&+) &,'.)' *,+?.)
/es & &+ &*.'' (&.&+ )).&+ *.&?( *,)*&.* ),''.'
* &( &*.'' (*&. )(. )'.?+ *,++*.+' ),+*.+?
Cumla =#[email protected]=
Min - -
Ma> 7#,73.8= 8#==3.@5
Rerata 5#,,?.=, 7#799.57
eterangan :
T6& < ,=, m
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
29/37
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
30/37
2.4.3. Tampungan $an%ir (&lood Storage)
6ampungan ban1ir merupakan bagian dari waduk yang dapat
berfungsi untuk mereduksi debit ban1ir yang ter1adi. /alam struktur
waduk tampungan ban1ir ini terletak paling atas dan dibatasi oleh
muka air normal (normal water level) dengan muka air tinggi ($ig$
water level). /alam perancangan suatu bendungan, besarnya
tampungan ban1ir ini akan sangat dipengaruhi oleh dimensi pelimpah
ban1ir (s#ill way) dari waduk untuk pembuangan kelebihan airnya
saat musim ban1ir, sehingga secara teknis ketinggiannya harus
ditentukan secara bersama-sama dengan penentuan dimensi
pelimpah ban1ir.
8enentuan besarnya tampungan ban1ir ini #menyangkut
volume dan tingginya$ biasa dikaitkan dengan aspek ekonomi,
disamping keamanan konstruksi. 0ecara teknis penetapannya
dilakukan melalui teknik optimasi dengan fungsi sasaran biaya
konstruksi pelimpah dan tubuh bendungan yang minimum.
Bangunan pelimpah yang sesuai untuk waduk yang berfungsi
sebagai penyedia air adalah berupa ambang overflow=freeflow atau
pelimpah bebas. Kelebihan mendasar dari tipe pelimpah tersebut
adalah murahnya biaya konstruksi, mudahnya biaya operasional
serta ringannya biaya pemeliharaan karena tidak dilengkapi sarana
mekanis.
A. &ebar Pelim!a ;!timum
Konsep optimasi untuk penentuan lebar pelimpah dan tinggi
tampungan ban1ir optimum ditun1ukkan pada gambar berikut 2
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
31/37
/engan mengikuti konsep tersebut, maka alur analisis untuk
menentukan dimensi pelimpah dan tinggi tampungan ban1ir
optimum dapat diuraikan sebagai berikut.
&. 6entukan dimensi lebar pelimpah tertentu #mulai dari B&$
&. !akukan analisis penelusuran ban1ir (flood ro"ting) pada
waduk melalui pelimpah tersebut dengan data inflow berupa
debit ban1ir rancangan kala ulang &''' 6ahun (ses"ai riteria
#erencanaan 3end"ngan). /ari analisis ini akan diperoleh
tinggi tampungan ban1ir #htb$
&. itung tinggi bendungan yang diperlukan sesuai dimensi
pelimpah tersebut,
3 htm H hte H htb H w
dimana w adalah tinggi 1agaan (free 3oard), dalam tahap ini
nilainya dapat diperkirakan terlebih dahulu.
*. 8erkirakan biaya konstruksi pelimpah berdasarkan lebar yang
diasumsikan
%ebar Pelimpah !m#
uta /p
0 .1 .2 .3 . 88 0opt
Cost min
Co"t Tubuh Bendungan
Co"t Bang. 'el%mpah
Co"t Bang. 'el%mpah ,
Co"t Tubuh Bendungan
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
32/37
&. 8erkirakan biaya konstruksi tubuh bendungan
&. 8erkirakan biaya totalnya
&. 8lot hasil perhitungan tersebut pada grafik hubungan antara
lebar pelimpah dan biaya konstruksi, seperti gambar di atas.
. :langi butir & dengan masukan data lebar pelimpah yang lain
#B*$
. entikan perhitungan bila data sudah dianggap
cukup
10 /engan cara grafis maka dapat ditentukan lebar pelimpah
optimum
4nalisis dengan pertimbangan ekonomis bukan satu-satunya
cara untuk menetapkan lebar pelimpah dalam suatu
perencanaan bendungan, pertimbangan lain menyangkut
keamanan konstruksi dan pertimbangan resiko akibat kerusakan
yang mungkin ter1adi seringkali men1adi pertimbangan utama.
!ebar pelimpah yang ideal biasanya berkisar pada lebar efektif
palung sungai dimana site bendungan ditetapkan.
B. Penelusuran Ban$ir Melalui 6aduk
8ada prinsipnya penelusuran ban1ir pada waduk didasarkan
pada persamaan kontinuitas sebagai berikut 2
d0=dt 3 A - G
Bila dinyatakan dalam finite interval waktu 2
t !!t " " # # t t t t t t ∆
−−∆
+=− −+− 9
29
2
11
1
atau,
+∆
=
−∆
+
+ +++
222
111 t t t t t t !
t
# !
t
# " "
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
33/37
@ika,
1
11
2ψ =−
∆Q
t
# dan,
1
22
2ϕ =+
∆Q
t
#
9aka persamaan tersebut dapat diubah men1adi 7
21
21
2ϕ ψ =+
+ " "
dengan,
At 3 4liran masuk waduk pada permulaan waktu ∆t
AtH& 3 4liran masuk waduk pada akhir waktu ∆t
Gt 3 4liran keluar dari waduk pada permulaan waktu ∆t
GtH& 3 4liran keluar dari waduk pada akhir waktu ∆t
0tH& 3 6ampungan waduk pada akhir waktu ∆t
8ersamaan di atas dikembangkan oleh &.G. Puls dari U+
Arm" 2r!s 2 Engineers.
8ersamaan Gutflow melalui pelimpah bebas, dirumuskan
sebagai beri-kut 2
3 < L B L )=*
dengan,
< 3 Koefisien limpahan #&,? M *,* m&=*=det$
B 3 !ebar efektif pelimpah
3 !N - *L#nLKp H Ka$L
!N 3 !ebar kotor mercu pelimpah
n 3 @umlah pilar
Kp 3 Koefisien kontraksi pada pilar
Ka 3 Koefisien kontraksi pada dinding samping
3 6inggi energi di atas ambang pelimpah
3 h Hαv*=*g
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
34/37
h 3 6inggi air di atas pelimpah #m$
α 3 koefisien pembagian kecepatan aliran
v 3 Kecepatan aliran rerata di muka ambang pelimpah
#m=det$
g 3 8ercepatan grafitasi 3 ,& m=det*
;NT;0 8 :
/iketahui data rencana dari analisis sebelumnya sebagai
berikut 2
Bangunan pelimpah tipe bebas (over flow) tidak berpilar
!ebar rencana pelimpah #B$ 3 )* m
DW! 3 *?*,?' m
< dianggap tetap 3 * m&=*=detik
!engkung kapasitas waduk memiliki persamaan 7
0 3 *.&'?. E! - ?((.+) 7 dimana,0 3 tampungan waduk #% &'( m)$E! 3 Elevasi muka air waduk #m$
/ebit inflow &'''6h diuraikan sebagai berikut 2
t t t
#1am$ #m)=det$ #1am$ #m)=det$ #1am$ #m)=det$
'.'' (.'' (.'' )&).'' &*.'' +&.''
'.+' ?.'' (.+' *(&.'' &*.+' .''
&.'' &&.'' ?.'' *&+.'' &).'' ).''
&.+' *+.'' ?.+' &&.'' &).+' )).''
*.'' ??.'' .'' &++.'' &.'' *.''
*.+' &*.'' .+' &)*.'' &.+' *.''
).'' *.'' .'' &&.'' &+.'' *'.''
).+' *'.'' .+' .'' &+.+' &(.''
.'' &.'' &'.'' ?.'' &(.'' &).''
.+' )*.'' &'.+' ?(.'' &(.+' &'.''
+.'' '*.'' &&.'' (.'' &?.'' ?.''
+.+' )(*.'' &&.+' +.''
Tentukan #
'*&
Se+erapa +esar waduk dapat mereduksi +an%ir ,
Pen"elesaian :
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
35/37
PENELUSURAN BANJIR DI WADUK MELALUI PELIMPAH BEBAS (OVER FLOW)
Data teknis pelipa! "
#ipe $O%e&' (ali&an*e*as)
Le*a& $+, ete& (tanpapila&)
As-si "
. Ke/sien 0e*it (1) pelipa! 0ian22ap knstan
. Pa0a saat pe&-laan *an3i& (t$4) ele%asi ai& a0-k setin22i
a*an2 *an2-nan pelipa!
Tabel : 0ubungan elevasi - tam!ungan - debit '0 - + - F)
Elevasi 0 0=∆t ϕ ψ
Jm Jm J&'( m) J m)=det J m)=det J m)=det J m)=det
-/ -2/ -3/ -4/ -0/ -1/ -/
*?*.?' '.'' '.'' '.'' '.'' '.'' '.''
*?*.' '.*' '.+*(* **.)) +.?* *+.*' *.?
*?).&' '.' &.'(() +*.) &(.& (''. +.*
*?).)' '.(' &.(*') ''.&? *.? &+.' +.*
*?).+' '.' *.&?) &*'?. +.? &*)'. &&+.'+
*?).?' &.'' *.?*) &+&+.?* (.'' &+?.?* &).?*
*?).' &.*' ).**) &*).+' .&) &(+.+? &?&.)
*?.&' &.' ).)? *&)+.) &'(.'* *&.' *'*.)
*?.)' &.(' .&*+ *+&.) &*.+) *+&(.&+ *)(.()
*?.+' &.' .&) *?(?.) &+.+( *.(? *('.&&
*?.?' *.'' +.++'& )').) &&.'* )&?).' **.
*?.' *.*' (.&& )).) *'. )+').& )*.?
*?+.&' *.' (.?') )?*(.) *)?.( )+.& )('?.(
*?+.)' *.(' ?.)&) '(+.?* *(.)& &. ))&.+?
Keterangan #
5.$.' 3*2
2 6 32 6 ' 3*2 14.77 6 ' 3*2
t 7.0 %am 8977 detik
Tabel : Penelusuran ban$ir le(at (aduk dengan bangunan !elim!a
' t < ., $am)
t A #A& H A*$=* ψ & ϕ * E!. 94W
J1am J m)=det J m)=det J m)=det J m)=det Jm J m)=det Jm
J& J* J) J J+ J( J? J
'.' (.' '.*'( (.'' *?*.'(
'.+ ?.' (.+' **.+ *.' '.*' (.&' *?*.'
&.' &&.' .'' *+.) )'.) '.*&* (.*+ *?*.&*
&.+ *+.' &.'' )'&.*? )&.*? '.**& (.( *?*.*&
*.' ??.' +&.'' )&.*+ )(+.*+ '.* ?.* *?*.
*.+ &*.' &*.+' )++. +.) '.)*' &&.(& *?).'*'
).' *.' *'.+' (.() ?'+.&) '.+* &.? *?).&+*
).+ *'.' )+.+' (().+( &'*).'( '.() )).'' *?).))
E&. 5?5.? m
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
36/37
.' 883. )'.+' +&.) &)&. '.+ +'. *?).++
.+ )*.' )(.+' &*?(.*& &?&*.?& &.'+? (.+) *?).?+?
+.' '*.' &?.'' &+?+.?' &*.?' &.**+ (.?+ *?).*+
+.+ )(*.' )*.'' &*.&? **&&.&? &.)+( &'&.'+ *?.'+(
(.' )&).' ))?.+' *'*(.+ *)(.+ &. &&&.+' *?.&
(.+ *(&.' *?.'' *&(+.?& *+*.?& &.+'& &&?.(? *?.*'&
?.' *&+.' *).'' **+.(* *).(* &.+& &&.( *?.*&
?.+ &&.' &.'' **?).+ *?&.+ &.+&* &&.'& *?.*&*
.' &++.' &(.'' **(*.?' *)'.?' &. &&(.&* *?.&
.+ &)*.' &).+' ***+.( *)(.& &.+& &&&.) *?.&+&
.' &&.' &*).'' *&?'.'' **).'' &.'+ &'(.+ *?.&'+
.+ .' &'(.+' *&'&.') **'?.+) &.)+ &''.' *?.'+
&'.' ?.' ).'' *'*).(+ *&&(.(+ &.* .?? *?).
&'.+ ?(.' &.+' &&.) *'**. &.*) .( *?).)
&&.' (.' ?*.'' &+(.+' &*.+' &.&( *.( *?).(
&&.+ +.' ().+' &??&.'( &).+( &.&)' ?(.? *?).)'
&*.' +&.' ++.'' &((.'& &?&.'& &.'? ?&.*& *?).??
&*.+ .' ?.+' &('&.)* &(.* &.'& (+.? *?).?&
&).' ).' &.'' &+&?.? &++.? '.(+ ('.(* *?).((+
&).+ )).' )+.+' &)(.) &?&.) '.&* ++.?? *?).(&*
&.' *.' )'.+' &)+?.?) &).*) '.(* +&.*) *?).+(*
&.+ *.' *(.'' &*&.( &)'?.( '.& ?.'' *?).+&
&+.' *'.' **.'' &*'.* &*)&.* '.?( ).'? *?).(
&+.+ &(.' &.'' &&). &&+?. '.?* ).* *?).*
&(.' &).' &.+' &'?).) &'?.) '.(* )(.' *?).)*
&(.+ &'.' &&.+' &'&'.&& &'*&.(& '.(* )*.) *?).)*
&?.' ?.' .+' +'.'( +.+( '.(' )'.'? *?).)'
9aksimum 883. 3.,3@ 33@.=9 5?8.55
@adi 7
W! waduk diperoleh pada H *?,** meter
/ebit ban1ir tereduksi sebesar )',&' m)=detik
8/16/2019 'dokumen.tips_desain-waduk(1).doc
37/37
B III. *IMEN+I TUBU0 BEN*UNGAN TIPE URUGAN
!ebit banjir tereduk"i
olume ban-%r
teredu"%
!ebit 'nflo
!ebit :utflo
Top Related