8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…
1/13
PERE
BENDUNGAN KEU
PROVIN
Diaju
KEMENTE
CANAAN AMBANG PELIMPAH
IRUE (INONG) DI KABUPATEN
SI NANGROE ACEH DARUSSAL
JURNAL
kan untuk memenuhi sebagian persyaratan
emperoleh gelar Sarjana Teknik (ST)
Disusun Oleh :
VIF GALANG ARYO NUGROHO
NIM. 0710640037 - 64
IAN PENDIDIKAN DAN KEBUD
NIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
MALANG
2014
ACEH BESAR
M
YAAN
8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…
2/13
PERE
BENDUNGAN KEU
PROVIN
Diaju
Dosen Pembi
Dr. Ir. Aniek Masre
NIP. 19470612 1
LEMBAR PERSETUJUAN
CANAAN AMBANG PELIMPAH
IRUE (INONG) DI KABUPATEN
SI NANGROE ACEH DARUSSAL
JURNAL
kan untuk memenuhi sebagian persyaratan
emperoleh gelar Sarjana Teknik (ST)
Disusun Oleh :
VIF GALANG ARYO NUGROHO
NIM. 0710640037 - 64
Telah diperiksa dan disetujui oleh :
bing I
aniah, Dipl.HE
7803 2 001
Dosen Pemb
Ir. Mohammad
NIP. 19590703
ACEH BESAR
M
mbing II
Taufiq, MT.
98903 1 003
8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…
3/13
PERENCANAAN AMBANG PELIMPAH
BENDUNGAN KEUMIRUE (INONG) DI KABUPATEN ACEH BESAR
PROVINSI NANGROE ACEH DARUSSALAM
Avif Galang Aryo Nugroho1 ,Aniek Masrevaniah
2 ,Mohammad Taufiq
2
1
Mahasiswa Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang 2 Dosen Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang
e-mail: [email protected]
ABSTRAK Pelimpah merupakan bangunan pelengkap dari suatu bendungan yang berfungsi
untuk membuang kelebihan air ke arah hilir. Perencanaan pelimpah dipengaruhi oleh
beberapa aspek teknis yaitu: kondisi topografi, geologi/geoteknik, jenis material dasar
sungai, morfologi sungai, hidrologi dan hidrolika.
Dari perhitungan hidrologi didapatkan hasil debit banjir rancangan diperoleh debit
inflow Q1000 th = 1943,6 m3/dt, dengan lebar pelimpah 86,0 m tipe overflow, tinggi
pelimpah 3,0 m outflow Q1000 th = 1299,0 m3/dt dan tinggi muka air di atas ambang = 3,73m. Sedangkan untuk inflow QPMF = 3461,1 m
3/det, outflow QPMF = 2512,8 m3/det dan
tinggi muka air di atas ambang = 5,82 m. Dari perhitungan stabilitas konstruksi sesuai
dengan dimensi yang direncanakan, diperoleh hasil bahwa konstruksi ambang pelimpah
yang direncanakan aman terhadap geser, guling dan daya dukung tanah. Pada konstruksi
beton bertulang ambang pelimpah direncanakan kualitas beton f’c = 20 MPa dan fy = 400
MPa tulangan ganda dengan tulangan pokok D10-150 dan tulangan bagi D6-125 serta
tulangan ganda tulangan pokok D14-100 dan tulangan bagi D6-125 pada bagian lantai
pengarah.
Kata kunci : pelimpah, hidrologi, hidrolika, stabilitas, beton bertulang
ABSTRACT Spillway is complementary building of a dam that serves to draine excess water to
downstream. Design spillway is influenced by several technical aspects, such as: condition
of topography, geology/geotechnical, material of riverbed, river morphology, hydrology
and hydraulics.
From the calculation results of design flood inflow discharge obtained Q1000 th = 1943.6
m3 /s, with a overflow spillway width of 86.0 m, 3.0 m of high spillway, outflow Q1000 th =
1299.0 m3 /s and the water level above the crest of spillway = 3.73 m. As for the inflow
QPMF = 3461.1 m3 /s, the outflow QPMF = 2512.8 m3 /s and the water level above the
crest of spillway = 5.82 m. According Construction of the stability calculation to the
planned dimensions, the result that the planned construction of spillway secure from shear
strength, slidding, and bearing capacity of soil. On the reinforced concrete construction
was designed spillway f'c = 20 MPa quality concrete and fy =400MPa with double the
principal reinforcement for D6-125 D10-150 and double reinforcement too D14-100 D6-
125 reinforcement on the floor director.
Key words: spillway, hydrology, hydraulics, stability, reinforced concrete
8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…
4/13
I. PENDAHULUANPelimpah merupakan bangunan
pelengkap dari suatu bendungan yang
berfungsi untuk membuang kelebihan air
ke arah hilir. Untuk bendungan yang
tinggi, konstruksi pelimpah dibuat dari beton sedangkan untuk bendungan rendah
dapat menggunakan pasangan batu kali.
Konstruksi tersebut hendaknya dirancang
sedemikian rupa sehingga kapasitas
konstuksinya cukup untuk mengalirkan
debit banjir, dan memenuhi kondisi
hidraulika yang baik. (Masrevaniah,2012:
1).
Bendungan Keumirue (Inong)
terletak di Krueng Inong dengan luas
tangkapan hujan (catchment area) 324,41km2. Secara umum kondisi daerah studi
adalah pegunungan bergelombang
dengan tumbuhan perdu sampai dengan
tanaman keras yang merupakan hutan
dengan kondisi yang cukup baik. Fungsi
dari Bendungan Keumirue (Inong) adalah
untuk menjaga dan menjamin tersedianya
suplay air irigasi Kr. Aceh, menjamin
tersedianya air baku untuk Kabupaten
Aceh Besar dan Kota Banda Aceh,
PLTA,konservasi air di hutan lindung
Jantho dan juga untuk pengendalian
banjir untuk daerah hilir Kr. Aceh yaitu
Kota Banda Aceh dan Kabupaten Aceh
Besar. Sehingga bendungan Keumirue
(Inong) merupakan bendungan serbaguna
(multipurpose) yang dapat diandalkan
untuk meningkat pertumbuhan ekonomi
di daerah Kabupaten Aceh Besar dan
Kota Banda Aceh. Sumber air bendungan
ini berasal dari Kr. Aceh Hulu yangmempunyai kualitas air yang cukup baik,
bersih dan debit andalan yang cukup.
II. METODOLOGI PERENCANAAN
Analisa HidrologiAnalisa hidrologi dilakukan dalam
perencanaan bangunan air bertujuan
untuk memahami karakteristik hidrologi
dan untuk mendapatkan nilai debit banjir
rancangan (design flood) yang akan
digunakan untuk perhitungan hidrolika
struktur. Lingkup analisa hidrologimeliputi analisa curah hujan rancangan
(design rainfall ) dan analisa debit banjir
rancangan.
Analisa Curah Hujan Rerata DaerahBerdasarkan teori tersebut karena
daerah studi memiliki 2 stasiun penakar
hujan dan luas DAS 324,41 km2
, makadalam penelitian ini menggunakan
metode rata-rata aljabar (Sosrodarsono,
2006:27) :
n R R R R
n R ........
1321
Dimana :
R : Curah hujan rerata daerahn : Jumlah titik-titik (pos) pengamatan
R 1, R 2, R n : Curah hujan di tiap titik
pengamatan 1,2,..n
Distribusi Log Pearson Tipe III
Dalam studi ini dipakai Metode
Log Pearson Type III dengan
pertimbangan bahwa cara ini lebih
fleksibel dan dapat dipakai untuk semua
sebaran data, dimana besar harga
parameter statistiknya (Cs dan Ck) tidak
ada ketentuan.
Adapun langkah-langkah dalam
perhitungan curah hujan rancangan
berdasarkan Log Pearson Type III adalahsebagai berikut (Soemarto, 1987 : 243) :
Data hujan harian maksimumtahunan sebanyak n tahun diubah
dalam bentuk logaritma.
Menghitung harga rata-rata logaritmadengan rumus berikut ini :
n
n
i
Logx i
Logx
1
Menghitung harga standard deviasidengan rumus berikut ini:
1
1
)(2
1
n
n
i
X Log x Log i
S
Menghitung koefisien kepencengandengan rumus berikut ini:
13
21
1
3
S nn
n
i X Log x Log i
Cs
8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…
5/13
Menghitung logaritma debit denganwaktu balik yang dikehendaki
dangan rumus berikut ini :
SiG X Log Q Log .
Menghitung antilog dari log Q untukmendapatkan debit banjir denganwaktu balik yang dikehendaki QT
Dimana :
Log Q = Logaritma curah hujan
rancangan dengan kala ulang T tahun
Log X = rata-rata logaritma data
N = banyaknya tahun pengamatan
S1 = simpangan baku data
Cs = koefisien kepencengan
G = koefisien frekuensi
Curah Hujan Maksimum YangMungkin Terjadi ( Probable Maximum
Precipitation, PMP)Untuk analisa PMP ini digunakan
cara statistik dengan persamaan
Hershfield (Soemarto, 1995:155) :
nmnm S K X X .Dengan:
X m = curah hujan maksimum yang
tercatat (mm/hari)
n X = rata-rata series data hujanharian maksimum tahunan (mm/hari)
K m = variabel statistik, yang
dipengaruhi oleh distribusi
frekuensi nilai-nilai ekstrim
S n = standart deviasi series data
hujan harian maksimum tahunan
(mm/hari)
Distribusi Hujan Jam-jaman Model
PSA 007Untuk mendapatkan curah jam-
jaman selanjutnya sesuai dengan PSA007, distribusi hujan disusun dalam
bentuk genta, dimana hujan tertinggi
ditempatkan di tengah, tertinggi kedua di
sebelah kiri, tertinggi ketiga di sebelah
kanan dan seterusnya.
Tabel 1. Intensitas hujan dalam % yang
disarankan PSA 007
Sumber : Anonim (1999 : 38)
Hidrograf Satuan Sintetik NakayasuHidrograf satuan sintetis Nakayasu
dihitung menggunakan persamaan
(Soemarto 1995:100):
3,0 p0.3T3,6
oCA.R
pQ T
Dengan :
Q p = Debit puncak hidrograf satuan
(m3/det)
R o = Hujan satuan (mm)
T p = Tenggang waktu dari permulaan
hujan sampai puncak banjir (jam)
T0,3= Waktu yang diperlukan oleh
penurunan debit, dari puncak sampai 30%
dari debit puncak CA= Luas daerah aliran sungai (km2)
Untuk menentukan T p dan T0,3 digunakan
pendekatan rumus sebagai berikut :
T p = tg + 0,8 tr T0,3 = tgtr = 0,5 tg sampai tg
tg adalah time lag yaitu waktu antara
hujan sampai debit puncak banjir (jam).
tg dihitung dengan ketentuan sebagai
berikut :
- Sungai dengan panjang alur L 15 km :tg = 0,4 + 0,058 L
Sungai dengan panjang alur L 15 km :tg = 0,21 L0,7
dengan :
tr = Satuan Waktu hujan (jam)
=Koefisien karakteristik hidrograf,untuk
= 2 ( Pada daerah pengaliran biasa) =1,5 (Pada bagian naik hydrograflambat, dan turun cepat
= 3 (Pada bagian naik hidrograf cepat,turun lambat)
tr
0.8 t r tgO
i
lengkung naik lengkung turun
Tp To.3 1.5 To.3
0 . 3 Qp
0.3 Q
Q p
2
t
Gambar 1. Hidrograf Satuan Sintetik Metode Nakayasu
Kala Ulang
(Tahun) 0,5 0,75 1 2 3 6 12 24
5 32 41 48 59 66 78 88 100
10 30 38 45 57 64 76 88 100
25 28 36 43 55 63 75 88 100
50 27 35 42 53 61 73 88 100
100 26 34 41 52 60 72 88 100
1000 25 32 39 49 57 69 88 100
PMP 20 27 34 45 52 64 88 100
Durasi Hujan (Jam) %
8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…
6/13
1. Pada waktu naik : 0 < t ≤ T p
P
P
t QT
t Q .
4,2
)(
Dengan :
Q(t) = Debit pada jam ke t (m
3
/detik)t = Waktu (jam)
2. Pada kurva turun (decreasing limb)
a. Selang nilai : TP t (TP+T0,3)
Q Qpt
t Tp
T ( )
( )
. , ,
0 3 0 3
b.Selang nilai:(Tp+T0,3) t (Tp+T0,3+1,5 T0,3)
Q Qpt
t
( )
( , )
,,
,
,
0 3
0 3
0 3
0 5
15
T T
T
c. Selang nilai : t > (T p + T0,3 + 1,5 T0,3)
Q Qpt
t
( )
( , )
,,
,
,
0 3
0 3
0 3
1 5
2 0
T T
T
Hidrograf BanjirSecara matematik tabulasi
perhitungan hidrograf banjir tersebut
diatas dengan ditambah aliran dasar dapat
dinyatakan dalam bentuk persamaan
sebagai berikut :
n
i
ini f P U BQk 1
1.
Dimana :
Qk = Debit Banjir pada jam ke - k
Ui = Ordinat hidrograf satuan (i = 1,
2, 3 .. .n)
Pn = Hujan netto (hujan efektif)
dalam waktu yang berurutan (n = 1,2,..n)
Bf = Aliran dasar (base flow)
Penelusuran Banjir (Flood Routing )Penelusuran banjir adalah sebuah
cara untuk menentukan modifikasi aliran banjir. Hal ini berdasar pada konfigurasi
gelombang banjir yang bergerak pada
suatu tampungan (saluran atau waduk).
Penelusuran banjir di waduk diperlukan
untuk mengetahui debit outflow
maksimum dan tinggi air maksimum di
atas ambang pelimpah pada debit outflow
yang bersesuaian sebagai dasar
perencanaan hidrolika struktur.
Prosedur penelusuran banjir pada
prinsipnya berdasar pada perhitungan
persamaan kontinuitas massa aliran
sederhana sebagai berikut :
Inflow - outflow = perubahan kapasitas
I – O =dt
dS
Bila dinyatakan dalam finite intervalwaktu:
t OOt I I S S t t t t t t )()( 1211211Atau
222
111 t t t t t t O
t
S O
t
S I I
2
1t t I I
Dimana :
I t =Aliran masuk (inflow hidrograf) pada permulaan waktu t
I 1t =Aliran masuk pada akhir waktu t
O t =Aliran keluar (outflow hidrograf)
pada permulaan waktu t O 1t =Aliran keluar pada akhir waktu
t S t =Aliran masuk pada akhir waktu t
S 1t =Aliran masuk pada akhir waktu t ψ,Φ =Fungsi tampungan untuk
penelusuran banjir
Kurva Kapasitas Tampungan Waduk
( Storage Curve)Untuk menghitung volume antar interval
kontur dapat dihitung dengan rumussebagai berikut (Kumar, 2001 : 882):
h A A
S
2
21
Atau dengan pendekatan :
2121 .3
A A A AhS
Dimana ......,,, 4321 A A A A menunjukkan
luasan diantara garis elevasi berurutan
yang mempunyai interval tingginya
adalah h. Dari kapasitas tampungan
berbagai tinggi permukaan air yang diplot
dan dianalisis, akan diperoleh kurva
kapasitas tampungan waduk.
Analisa Hidrolika
Analisa hidrolika dilaksanakandengan tujuan untuk menganalisis hasil
8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…
7/13
hitungan secara empirik yang kemudian
digunakan sebagai dasar pemilihan
bentuk, tipe dan perlakuan yang akan
direncanakan dan dilaksanakan terhadap
bangunan di lapangan.
Pelimpah Langsung (Overflow)Kapasitas aliran yang melalui pelimpah
merupakan debit keluaran dari
tampungan waduk yang telah mencapai
kapasitas maksimum. Debit yang melalui
mercu pelimpah dihitung dengan rumus
(Sosrodarsono, 2002 : 181) :
Q = C . L . H3/2
Dimana :
Q = debit (untuk perencanaan
digunakan debit banjir-rencana,
m3/det)C = koefisien limpahan
L = lebar efektif ambang (m)
H = total tinggi tekanan air di atas
ambang (termasuk tinggi tekanan
kecepatan aliran pada saluran
pengarah aliran) (m)
Koeffisien debitKoefisien debit dapat juga
ditentukan berdasarkan rumus empiris
Iwasaki. Rumus ini hanya berlaku untuk
tipe standar dan dinding hulu ambang
tegak (Masrevaniah, 2012:16):99,0
0416,0200,2
P
H C d d
d
d
H
ha
H
ha
C
1
21
60,1
Dimana :C = koefisien limpahan untuk semua
tinggi tekan
Cd = koefisien limpahan untuk tinggi
tekan rencana
h = tinggi air di atas mercu ambang
Hd = tinggi tekan rencana di atas mercu
ambang
P = tinggi ambang
a = konstanta (diperoleh pada saat h =
Hd, yang berarti C = Cd)
Lebar efektif ambang pelimpah ( Beff )
Besarnya perbandingan antara Beff dan B
dipengaruhi oleh bentuk pilar bagian
hulu, tembok tepi dan kedalaman air
(Sosrodarsono,2002:183) :
H K K N B B a peff .2Koefisien kontraksi pilar (Kp) ditentukan
sebagai berikut :
- pilar dengan bentuk depan persegi
0,02
- pilar dengan bentuk depan bulat 0,01
- pilar dengan bentuk depan runcing
0,01
Koefisien kontraksi tembok tepi (Ka)
sebagai berikut :
- tembok tepi bersudut runcing
0,2- tembok tepi bersudut bulat/tumpul
0,1
Perencanaan Profil Ambang PelimpahBerdasarkan metode The United
State Army Corps of Engineers telah
menyusun beberapa bentuk baku
pelimpah di Waterways Experiment
Station (WES), dinyatakan berdasar
lengkung Harrold (Chow 1997: 330):
Xn = K . Hdn-1 . Y
Dengan:X, Y = koordinat profil mercu dengan
titik awal pada titik tertinggi mercu,
Hd = tinggi tekan rancangan tanpa
tinggi kecepatan dari aliran yang masuk,
K, n = parameter yang tergantung pada
kemiringan muka pelimpah bagian hulu.
Dari profil lengkung Harrold,
bagian hilir pelimpah dirubah profilnya
menjadi garis lurus dengan kemiringan 1
: 1 atau 1 : 0,8.
Analisa Stabilitas KonstruksiKokoh dan stabilnya konstruksi
bangunan merupakan syarat mutlak yang
harus dipenuhi, sehingga dalam
perencanaan perlu diperhitungkan
dimensi dari bangunan tersebut serta
kondisi kekuatan tanah tempat bangunan
tersebut berdiri.
Adapun dalam perhitungan
stabilitas pelimpah, gaya-gaya yang
bekerja pada pelimpah adalah(Sosrodarsosno, 1994 : 214) :
8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…
8/13
Beban vertikalW = bahan . An
Dimana :
W =berat sendiri (ton)
bahan =berat jenis bahan (t/m3)
An =volume tiap satuan panjang (m3) Tekanan air (hidrostatis dan
hidrodinamis)
Tekanan hidrostatis (Pw) :2
21 H P ww
Tekanan hidrodinamis (Pe) :
2...12
7 H Kh P we
Dimana :
Pw = tekanan air statis (ton)
Pe = tekanan air hidrodinamis (ton)
w = berat jenis air (ton/m3)
Kh = koefisien gempa
H = tinggi muka air (m)
Tekanan tanah (aktif dan pasif)Tekanan Tanah Aktif
Pa = H Kac H Ka .2...2
1 2
Tekanan Tanah Pasif
P p
= .2..2
1 Kpc Kp H
dimana :
Pa = tekanan tanah aktif (ton)
P p = tekanan tanah pasif (ton)
Ka = koefisien tekanan tanah aktif
Pa = tekanan tanah aktif (ton)
P p = tekanan tanah pasif (ton)
Ka = koefisien tekanan tanah aktif
=
sin1
sin1
=
2
45tan 2 o
Kp = koefisien tekanan tanah pasif
=
sin1
sin1
=
2
45tan 2 o
= berat jenis tanah (ton/m3)H = tinggi tanah (m)
C = kohesi tanah (ton/m2)
= sudut geser dalam tanah () Tekanan angkat atau gaya angkat air
(uplift )
d H lo
lp
hUp
.1
Dimana :
Up = tekanan uplift (ton)
h1 = tinggi air di hulu (m)
h2 = tinggi air di hilir (m)
l p = panjang lintasan air rembesan (m)
l o = panjang total lintasan air
rembesan dari titik G ke titiktertentu (m)
ΔH = perbedaan muka air hulu dan hilir
pelimpah (m)
Kekuatan gempa yang diperhitungansecara horisontal terhadap titik
tinjauan paling kritis (turning point )
Berat bangunan :
We = W . kh
Dengan:
We = gaya akibat pengaruh gempa (ton)
W = berat sendiri bangunan (gayavertikal) (ton)
kh = koefisien gempa horisontal
Keamanan stabilitas pelimpah ini
ditinjau terhadap bahaya guling, geser
dan daya dukung tanah pondasi.
Kestabilan terhadap guling dihitung
dengan rumus :
Keadaan normal, SF =h
Mv> 1,5
Keadaan gempa, SF =h
Mv > 1,2
Dengan:
SF =angka keamanan ( safety factor )
Mt = momen tahan (ton.m)
Mg = momen guling (ton.m)
Kestabilan konstruksi terhadap
geser atau gelincir yang disebabkan oleh
gaya horisontal aktif atau gaya geser
dihitung dengan rumus :
SF = H
V f .
V = jumlah gaya vertikal (ton) H = jumlah gaya horisontal jumlah
gaya horisontal aktif (ton)
f = koefisien geser antara tanah
dasar pondasi dengan dasar
pondasi
Kestabilan terhdap daya dukung
pondasi dihitung dengan Menurut Bowles
(1968) mengusulkan persamaan kapasitasdukung ijin neto yang dikaitkan dengan
8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…
9/13
nilai SPT dinaikkan kurang lebih 50%
nya, dan sekaligus memberikan faktor
kedalaman pondasi, sebagai berikut:
Untuk lebar B < 1,2 m : = 20.N.Kd
Untuk lebar B > 1,2 m : = 1,25 ,
Dimana:
= kapasitas dukung ijin neto dalamsatuan kN/m2, untuk penurunan
sebesar 2,54 cm (1”). (kN/m2)
= jumlah pukulan, = faktor kedalaman pondasi,
dengan nilai maksimum Kd =
1,33
= 1 + 0,33 = lebar pondasi (m) = kedalaman pondasi (m)
Letak arah resultan gaya horizontal
dan gaya vertikal berpengaruh terhadap
kestabilan bangunan. Bangunan akan
stabil apabila arak resultan gaya terletak
di dalam batas 1/6 B ke kanan maupun ke
kiri titik tengah panjang pondasi.
Perhitungan eksentrisitas menggunakan
persamaan sebagai berikut: = ∑ ∑ ∑ −
Jika e < B/6, maka:
/ =∑ 1 ±
. <
Jika B/6 < e < B/3, maka:
= .∑
. < = 3 −
Dimana:
σ = besarnya reaksi daya dukung
tanah (t/m2)
e = eksentrisitas pembebanan
= daya dukung tanah ijin∑ = jumlah gaya vertikal (ton)B = lebar pondasi (m)
L = panjang pondasi = 1 meter
A = luas dasar pondasi per meter
panjang (m2)
X = lebar efektif dari kerja reaksi
pondasi (m)
Desain Penulangan dan PembetonanKonstruksi Pelimpah
Berdasarkan SKSNI T-15-1991-03
bahwa dalam perencanaan tubuh
pelimpah menggunakan desain plat.
Untuk pembebanan hidup dan
mati dapat dihitung dengan persamaan :
U = 1,2 D + 1,6 LDimana:
U = kekuatan yang diperlukan
D = beban mati pada keadaan layan
L = beban hidup pada keadaan layan
Tebal efektif merupakan jarak dari
serat tekan ke titik berat tulangan tekan.
Untuk menghitung tebal efektif sebuah
plat dapat menggunakan persamaan :
d = h – p – 1/2.Dimana:
d = tebal efektif (mm) p = tebal penutup beton (mm)
h = tinggi total pelat (mm)
= rencana diamater tulangan pokok(mm)
Gambar 2. Hubungan antara h, d, dan
penutup beton p
Dengan nilai ′ < 30 MPa maka persamaan umum untuk hubungan
momen, ukuran beton, dan mutu baja
beton sebagai berikut:
c
y f
fy f
d b
Mu'2
..588,01...
Dimana:
Mu = momen lapangan (Mpa)
b = panjang per satuan lebar (m)
= faktor reduksi kekuatan = 0,8
d = tebal efektif plat (m)
′ = Kuat Tekan Beton Rencana (MPa) = kuat tarik baja (MPa)ρ = rasio tulangan
Perhitungan luas tulangan perlu
menggunakan persamaan sebagai berikut
AStotal = .b. d
h
p
x
d
xx½ φ
φ tulangan
utama
8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…
10/13
Dengan melihat rasio tulangan
minimum, dapat dihitung pula luas
tulangan minimum menggunakan
persamaan:
Asmin = ρmin. b . d
Dimana :AStotal = luas tulangan perlu (mm
2)
ASmin = luas tulangan minimum (mm2)
ρ = rasio tulangan
ρmin = rasio tulangan minimum
b = panjang per satuan lebar (mm)
d = tebal efektif plat (mm)
Tabel 2. Tulangan minimum (ρmin) yang
disyaratkan
Mutu Beton = 250 Mpa = 400Mpa
Balok danumumnya
0,0056 0,0035
Alternatif 43 .
43 .
Pelat 0,0025 0,0018
Sumber: Vis WC, (1993:51)
Sesuai dengan SKSNI T15-1991-03 Pasal
3.16.12, dalam arah tegak lurus terhadap
tulangan utama harus disediakan tulangan
pembagi (demi tegangan susut dan suhu).
(Vis, 1993:78).
Untuk fy = 240 MPa : As =
, . .
Untuk fy = 400 MPa : As = , . .
Tabel 3. Tulangan maksimum (ρmaks)
yang disyaratkan
MPa(kg/cm2)
′ MPa (kg/cm2)15
(150)
20
(200)
25
(250)
30
(300)
35
(350)
240
(2400)0,0242 0,0323 0,0404 0,0484 0,0538
400
(4000)0,0122 0,0163 0,0203 0,0244 0,0271
Sumber: Vis WC, (1993:52)
III. HASIL DAN PEMBAHASANAnalisa Hidrologi
Dalam pelaksanaan studi ini
menggunakan data hujan dari dua stasiun
penakar hujan yang berpengaruh terhadap
DAS Krueng Aceh yaitu stasiun
Padangtiji dan stasiun Tangse dengan
ketersediaan data curah hujan bulanan
antara tahun 1990 sampai dengan 2005.
Tabel 4. Curah hujan rerata daerah
Tabel 5. Perhitungan curah hujan
rancangan metode Log Pearson Type III
Dari hasil analisa PMP ( Probable Maximum Precipitation) yang dipakai
untuk menganalisa banjir terbesar yang
mungkin terjadi kemudian digunakan
sebagai kontrol terhadap analisa
perencanaan kapasitas pelimpah adalah
sebesar 505,036 mm/hari.
Tabel 6. Distribusi hujan netto jam -
jaman metode PSA 007 (dalam %)
Tabel 7. Perhitungan hujan netto jam-
jaman
Dari data yang diperoleh sebagai
berikut :
Volume tampungan efektif = 60,87 x 106
m3, volume tampungan mati (sedimen) =
14,84 x 106 m3, volume tampungan
waduk bruto = 75,71 x 106 m3. Sehingga
didapatkan nilai elevasi ambang pelimpah
+ 203,00 dan luas genangan air waduk
pada elevasi ambang pelimpah sebesar237,33 Ha.
Curah Hujan
Padangt iji Tangse Maksimum
1 1990 42,0 86,5 86,5
2 1991 62,5 35,0 62,5
3 1992 110,0 32,5 110,0
4 1993 40,0 88,5 88,5
5 1994 43,5 148,5 148,5
6 1995 112,5 47,5 112,5
7 1996 96,5 47,0 96,5
8 1997 127,5 53,0 127,5
9 1998 53,0 25,0 53,0
10 1999 48,5 96,0 96,0
11 2000 57,0 100,0 100,0
12 2001 80,0 30,5 80,0
13 2002 45,0 84,0 84,0
14 2003 51,5 109,0 109,0
15 2004 76,5 190,5 190,5
16 2005 83,0 39,0 83,0
No Tahun Curah Hujan Rerata (mm/hari)
K al a U la ng ( T) P XT (mm/hari)
(tahun) (%)
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]
1 1,01 99,00 99 -2,16 9 0 ,134 -0,2905 1,98 8 1 ,697 49,81
2 5 20 0,830 0,134 0,1111 1,988 2,099 125,56
3 10 10 1,302 0,134 0,1743 1,988 2,162 145,24
4 25 4 1,821 0,134 0,2438 1,988 2,232 170,44
5 50 2 2,163 0,134 0,2897 1,988 2,277 189,44
6 100 1 2,478 0,134 0,3318 1,988 2,320 208,75
7 1000 0,1 3,392 0,134 0,4542 1,988 2,442 276,71
No. K S log X K*(S log X) Log X rerata Log XT
5 10 25 50 100 1000 PMP
1 1 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0
2 2 11,3 12,0 12,3 13,0 13,3 14,3 16,0
3 3 70,0 68,0 67,0 65,0 64,0 61,0 56,0
4 4 6,7 8,0 8,7 10,0 10,7 12,7 16,0
5 5 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0
6 6 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0
No Jam Ke Kala Ulang (Tahun)
Kala ulang (Tahun) 5 10 25 50 100 1000 PMP
Hujan rancangan (mm/hari) 125,563 145,242 170,445 189,445 208,747 276,712 505,035
Koef.Pengaliran 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80
Hujan netto/Hujan efektif (mm/hari) 100,451 116,194 136,356 151,556 166,998 221,370 404,028
5 Th 1 0 Th 25 T h 50 Th 1 00 Th 10 00 T h P MP
1 1,0 3, 42 2 3 ,95 8 4, 645 5 ,1 63 5 ,6 89 7 ,54 1 13 ,7 64
2 2,0 9,696 11,875 14,322 16,779 18,963 27,023 55,055
3 3,0 59,884 67,291 77,806 83,897 91,023 115,003 192,692
4 4,0 5, 703 7,917 10,064 12,90 7 15, 17 1 23,880 5 5,055
5 5,0 3,422 3,958 4,645 5,163 5,689 7,541 13,764
6 6,0 3,422 3,958 4,645 5,163 5,689 7,541 13,764
344,09285,549 98,957 116,128 129,073 142,224 188,530
No. Jam ke t
(hujan efektif)
Hujan netto
Hujan netto jam-jaman (mm/jam)
8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…
11/13
Gambar 3. Hidrograf Banjir Rancangan
HSS Nakayasu DAS BendunganKeumireu Inong
Gambar 4. Grafik hubungan elevasi,
luas genangan dan tampungan waduk
Analisa Hidrolika
Pelimpah didesain dengan Q1000dan dikontrol dengan QPMF, dengan
mempertimbangkan fungsi bendunganKeumireu Inong sebagai pengendali
banjir sebesar 1300 m3/dt maka lebar
ambang pelimpah direncanakan 86 m dan
tinggi 3,0 m. Inflow Q1000 Th = 1943,6 m
3/dt
Hd=3
2
.
LC
Q=
3
2
86.2
6,1943
= 3,73 m
Dalam perhitungan koefisien
limpahan menggunakan rumus Iwasaki,dimana untuk menghitung nilai C pada
hubungan antara kedalaman aliran dan
debit yang melalui ambang pelimpah
diperlukan nilai Hd, sedangkan nilai Hd
diperoleh dari hasil flood routing.
Tabel 8. Rekapitulasi hasil penelusuran banjir melalui pelimpah
Gambar 5. Hidrograf Q1000Th inflow-
outflow pelimpah Bendungan Keumireu
Inong
Profil pelimpah direncanakan
menggunakan OGEE Tipe I :
R 1 =0,2 Hd =0,746 m
Jarak R 1 =0,282 Hd =1,051 m
R 2 =0,5 Hd =1,864 m
Jarak R 2 =0,175 Hd =0,653 mPerhitungan lengkung Harrold:
X1,85 = 2 . Hd 0,85 . Y
Sehingga diperoleh titik potong gradien :
(x,y) = (4,087,2,209).
Analisa Stabilitas
Kondisi struktur ambang pelimpah
dianalisa dengan beberapa kondisi,
bangunan pelimpah perlu diadakan
tinjauan dengan 6 kondisi yaitu:
Kondisi I : Kosong (tanpa gempa)Kondisi II : Kosong pada keadaan
gempa
Kondisi III : Air penuh pada keadaannormal (tanpa gempa)
Kondisi IV : Air penuh pada keadaangempa
Kondisi V : Saat banjir Q pmf padakeadaan normal (tanpagempa)
Kondisi VI : Saat banjir Q pmf pada
keadaan gempaBerikut data-data yang diperlukan dalam
perhitungan :
Berat jenis tanah kering ( t) =1,607ton/m3
Berat jenis beton = 2,4 ton/m3
Spesific gravity (Gs) = 2,738
Void ratio (e) = 1,067
Berat jenis tanah jenuh ( sat) =1,841
ton/m3
Berat jenis tanah terendam ( sub) =0,841
ton/m3
Berat jenis air ( w) = 1,00 ton/m3
Kala Ulang Q Inf low Q Outflow H Maksimum Elevasi
T Maksimum Maksimum Di Atas Ambang Muka Air
P el im pah Ban ji r
(tahun) (m3/d et ik) (m3/detik) (m) (m) (m3/detik) (%)
1 5 924,8 546,3 2,08 205,1 378,5 40,9
2 10 1058,4 639,2 2,31 205,3 419,1 39,6
3 25 1233,3 759,7 2,60 205,6 473,6 38,4
4 50 1358,2 854,6 2,81 205,8 503,5 37,15 100 1488,6 952,8 3,03 206,0 535,8 36,0
6 1000 1943,6 1299,0 3,73 206,7 644,6 33,2
8 PMF 3461,1 2512,8 5,82 208,8 948,4 27,4
NoReduksi Banjir Maksimum
8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…
12/13
Sudut geser dalam ( Ø ) = 28,44°
Koefisien gempa (Kh) = 0,211(Kv) = 0,07
Koefisien geser = 0,7
Dari hasil perhitungan diperoleh hasil pada tabel 9.
Tabel 9. Rekapitulasi analisa stabilitas
Analisa Penulangan dan Pembetonan
Konstruksi Pelimpah
Perhitungan bending momen yangterjadi pada pelimpah dianalisa dengan 2
potongan yaitu potongan A-A, potonganB-B.
Pada potongan A-A pada kondisi penuh tanpa gempa direncanakan dengan
tulangan ganda :
f’c = 20 MPa
fy = 400 MPa
h = 300 mm
b = 1000 mm
P (tebal selimut) = 100 mm
Ǿ utama = 10 mmǾ bagi = 6 mm
1 = 0,85
Sehingga, didapatkan tulangan
utama D10–150 dan tulangan bagi D6 -
125.Pada potongan B-B pada kondisi
penuh tanpa gempa direncanakan dengantulangan ganda :
f’c = 20 MPa
fy = 400 MPa
h = 1500 mm
b = 1000 mm
P (tebal selimut) = 100 mm
Ǿ utama = 14 mm
Ǿ bagi = 6 mm
1 = 0,85
Sehingga, didapatkan tulanganutama D14–100 dan tulangan bagi D6–
125.
Gambar 6. Detail konstruksi penulangan
I. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa perencanaan ambang pelimpah
Bendungan Keumireu Inong diperoleh
hasil sebagai berikut :
(e) (ton/m2) (ton/m2) (ton/m2)
A Tinjauan kondisi normal ( SF= 1,5 )
( SF >= 1,2 ) ( SF >= 1,2 )
Tegangan
maks
Tegangan
min
Teganga
n ijin
(SF Guling) (SF Geser)
No. Tinjauan analisa
stabilitas
Angka keamanan
terhadap guling
Angka
keamanan
terhadap geser
Eksentrisit
asL/6
8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…
13/13
1. Hasil perhitungan debit banjir
rancangan diperoleh debit banjirrancangan maksimum inflow dan
outflow :
Debit banjir rancangan dengan kala
ulang 1000 th sebagai dasar perencanaan ambang pelimpah
Q1000 th = 1943,6 m3/det dan outflow
= 1299,0 m3/det
Debit banjir rancangan maksimum
yang mungkin terjadi (PMF ), QPMF= 3461.50 m3/dt dan outflow =
2512,8 m3/det yang digunakan
sebagai kontrol dalam perencanaan.
2. Dengan mempertimbangkan fungsi
bendungan sebagai pengendali
banjir, dari hasil perhitungan penelusuran banjir melalui pelimpah
(flood routing) diperoleh dimensi pelimpah overflow dengan lebar
pelimpah (B) = 86 m, tinggi
pelimpah (P) = 3,0 m dan tipe mercu
pelimpah OGEE.
3. Dari hasil perhitungan penelusuran banjir melalui pelimpah (flood
routing) diperoleh tinggi muka air
waduk maksimum :
Q1000 th, Hd = 3,73 m (el = +206,73
m)
QPMF,Hd = 5,82 m (el = +208,82m)
4. Dari hasil analisa stabilitas ambang
pelimpah aman terhadap guling,geser, eksentrisitas serta daya
dukung tanah.
5. Pada konstruksi beton bertulang
ambang pelimpah direncanakan
kualitas beton f’c = 20 MPa dan fy =400 MPa tulangan ganda dengan
tulangan pokok D10-150 dan
tulangan bagi D6-125 serta tulangan
ganda tulangan pokok D14-100 dan
tulangan bagi D6-125 pada bagianlantai pengarah.
II. DAFTAR PUSTAKAAnonim. 1986. Buku Petunjuk
Perencanaan Irigasi BagianPenunjang. Jakarta:
Departemen Pekerjaan Umum
Anonim. 1991. Peraturan Beton
Bertulang Indonesia 1971 N.I-2. Jakarta: Departemen
Pekerjaan Umum
Anonim. 1991. SKSNI T-15-1991-03
Tata Cara PerhitunganStruktur Beton Untuk
Bangunan Gedung. Jakarta:
Departemen Pekerjaan Umum
Anonim. 1999. Panduan Perencanaan
Bendungan Urugan. Jakarta:
Departemen Pekerjaan Umum.Chow, V.T. 1997. Hidrolika Saluran
Terbuka. Jakarta : Erlangga
Hardiyatmo, Hary Christady. 1996.
Teknik Pondasi I. Jakarta:
Gramedia Pustaka Utama.Hardiyatmo, Hary Christady. 2006 .
Mekanika Tanah II .
Yogyakarta : UGM Press
Kumar, Santosh. 2001. Irrigation
Engineering and HydrulicStructures. Delhi : Khanna
Publisher
Masrevaniah, Aniek. Prastumi. 2008.
Bangunan Air. Surabaya :
Srikandi
Masrevaniah, Aniek. 2012. KonstruksiBendungan Urugan Pelimpah
(Volume II). Malang : CVAsrori
Soemarto, CD. 1987. Hidrologi Teknik.Surabaya : Usaha Nasional.
Soemarto, CD. 1995. Hidrologi Teknik
Edisi ke-2. Jakarta : Erlangga
Soewarno, 1995. Hidrologi Jilid 1.
Bandung : Nova
Sosrodarsono, Suyono. Takeda, Kensaku.
2002. Bendungan Type
Urugan. Jakarta: PradnyaParamita
Sosrodarsono, Suyono. Takeda, K., 2006.Hidrologi Untuk Pengairan.
Jakarta: Pradnya Paramita.
Vis, WC. Kusuma, Gideon, 1993. Dasar-
Dasar Perencanaan BetonBertulang. Jakarta: Erlangga.
Top Related