PERHITUNGAN PERENCANAAN DAN DAYA DUKUNG BENDUNG PDF

Preview

Summary

BAB V PERENCANAAN BENDUNG DAN LONG STORAGE 5.1 Tinjauan Umum Dalam suatu perencanaan struktur sangat diperlukan adanya analisis, baik itu analisis hidrologi maupun analisis struktur. Analisis struktur bertujuan mendesain bangunan utama yang meliputi dimensi tanggul untuk long storage, dimensi mercu ...

Description

BAB V PERENCANAAN BENDUNG DAN LONG STORAGE

5.1

Tinjauan Umum Dalam suatu perencanaan struktur sangat diperlukan adanya analisis, baik itu analisis

hidrologi maupun analisis struktur. Analisis struktur bertujuan mendesain bangunan utama yang meliputi dimensi tanggul untuk long storage, dimensi mercu bendung, lebar bendung, kolam olak, panjang lantai muka dan lain-lain. Setelah analisis struktur dilakukan kemudian langkah berikutnya adalah analisis stabilitas. Analisis stabilitas bertujuan untuk mengecek kembali perhitungan dari perencanaan struktur bendung dan long storage untuk memastikan bahwa bangunan tersebut aman dari gaya guling, geser dan eksentrisitas yang bekerja pada struktur tersebut. Long storage yang nantinya akan di bangun di hulu Bendung Cipero diharapkan dapat meningkatkan ketersediaan air di D.I Rambut.

5.2

Kebutuhan Volume Tampungan Berdasarkan neraca air yang diperoleh dari BAB IV total volume kebutuhan air yang

dibutuhkan untuk long storage dapat dilihat pada tabel berikut ini:

164

Tabel 5.1 Analisa kebutuhan volume tampungan

No

Bulan

1

Oktober

2

November

3

Desember

4

Januari

5

Februari

6

Maret

7

April

8

Mei

9

Juni

10

Juli

11

Agustus

12

September

Periode I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II

Volume Kebutuhan Air Debit Andalan (Outflow) (Inflow) m³/detik m³ m³/detik m³ 3,59 4.652.640,00 3,03 3.926.880,00 9,69 12.558.240,00 5,21 6.752.160,00 10,39 13.465.440,00 5,94 7.698.240,00 11,09 14.372.640,00 6,02 7.801.920,00 9,12 11.819.520,00 5,97 7.737.120,00 9,94 12.882.240,00 5,79 7.503.840,00 6,02 7.801.920,00 5,81 7.529.760,00 1,83 2.371.680,00 7,42 9.616.320,00 6,53 8.462.880,00 7,39 9.577.440,00 10,55 13.672.800,00 7,28 9.434.880,00 9,45 12.247.200,00 6,64 8.605.440,00 10,12 13.115.520,00 6,51 8.436.960,00 11,01 14.268.960,00 4,81 6.233.760,00 10,84 14.048.640,00 5,56 7.205.760,00 8,23 10.666.080,00 3,79 4.911.840,00 3,30 4.276.800,00 2,09 2.708.640,00 2,49 3.227.040,00 1,66 2.151.360,00 4,58 5.935.680,00 1,34 1.736.640,00 4,36 5.650.560,00 1,27 1.645.920,00 2,85 3.693.600,00 1,03 1.334.880,00 0,42 544.320,00 0,68 881.280,00 0,19 246.240,00 0,62 803.520,00 0,29 375.840,00 0,55 712.800,00 0,10 129.600,00 0,56 725.760,00 Jumlah

Selisih Inflow-Outflow Defisit Surplus m³ m³ -725.760,00 -5.806.080,00 -5.767.200,00 -6.570.720,00 -4.082.400,00 -5.378.400,00 -272.160,00 7.244.640,00 1.114.560,00 -4.237.920,00 -3.641.760,00 -4.678.560,00 -8.035.200,00 -6.842.880,00 -5.754.240,00 -1.568.160,00 -1.075.680,00 -4.199.040,00 -4.004.640,00 -2.358.720,00 336.960,00 557.280,00 336.960,00 596.160,00 -74.999.520,00 10.186.560,00

Sumber: Perhitungan

165

5.3 Perencanaan Volume Tampungan Long storage direncanakan mampu memenuhi kebutuhan kekurangan air sesuai dengan kebutuhan. Untuk mendapatkan volume tersebut dibuat tampungan memanjang ke hulu sungai dengan panjang tampungan yang mampu memenuhi kebutuhan air tersebut. Long storage dapat direncanakan dengan berseri sampai mendapatkan jumlah volume yang diinginkan. Skema perencanaan long storage dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 5.1 Skema perencanaan long storage Perhitungan dilakukan dengan mencari jumlah volume air pada ketinggian tertentu di setiap potongan melintang penampang sungai. Dengan menghitung luas area setiap potongan dikalikan dengan jarak antar patok maka akan diketahui besarnya volume yang dapat ditampung. Dalam perencanaan kali ini dibuat tampungan long storage secara berseri. Panjang tampungan disesuaikan berdasarkan tinggi elevasi muka air terhadap elevasi dasar sungai. Analisis setiap tampungan dapat dijelaskan berikut ini: 5.3.1 Analisa Tampungan I Tampungan I adalah tampungan berdasarkan tinggi mercu bendung existing atau bendung yang telah ada. Besarnya volume dihitung setiap pias dengan ketinggian setiap 0,5 meter sampai ke muka air tampungan. Perhitungan Tampungan I dapat dijelaskan sebagai berikut:

166

a) Contoh perhitungan pada Tampungan I di ketinggian air 2,5 sampai 3 meter pada cross section P0 dan P1

Gambar 5.2 Perhitungan luas area pada cross section P0 Dari hasil perhitungan dengan AutoCAD pada P0 didapat luas area di ketinggian air 2,5 sampai 3 meter sebesar 170, 520 m².

Gambar 5.3 Perhitungan luas area pada cross section P2 Dari hasil perhitungan dengan AutoCAD pada P1 didapat luas area di ketinggian air 2,5 sampai 3 meter sebesar 93,668 m². 

Perhitungan: Diketahui luas pada P0 = 170, 520 m² dan luas pada P1 = 93,668 m². Luas rata-rata =

m².

Jarak antar titik 100 m. Maka volume pada ketinggian air 2,5 sampai 3 meter di titik P0 dan P1 sebesar: = 132,094 x 100 = 13.209,4 m³

167

1) Tampungan I dengan Tinggi 0 sampai 0,5 meter Tabel 5.2 Jumlah volume pada ketinggian 0 sampai 0,5 meter Tampungan I

No

Titik Patok

Jarak Dari Bendung (m)

Jarak Antar Patok (m)

Elevasi Dasar Saluran

Elevasi Muka Air

Luas Cross (m²)

Rata-rata Luas Cross (m²)

Volume (m³)

Total Volume (m³)

1 2 3 4 5 6 7 8

P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P6+50

0 100 200 300 400 500 600 650

100 100 100 100 100 100 100 50

22,13 23,848 24,859 24,896 24,98 25,151 25,008 25,275

22,63 22,63 22,63 22,63 22,63 22,63 22,63 22,63

170,520 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

85,26 0 0 0 0 0 0 0

8526 0 0 0 0 0 0 0

8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000

Sumber: Perhitungan

168

2) Tampungan I dengan Tinggi 0,5 sampai 1 meter Tabel 5.3 Jumlah volume pada ketinggian 0,5 sampai 1 meter Tampungan I

No

Titik Patok

Jarak Dari Bendung (m)

Jarak Antar Patok (m)

Elevasi Dasar Saluran

Elevasi Muka Air

Luas Cross (m²)

Rata-rata Luas Cross (m²)

Volume (m³)

Total Volume (m³)

1 2 3 4 5 6 7 8

P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P6+50

0 100 200 300 400 500 600 650

100 100 100 100 100 100 100 50

22,13 23,848 24,859 24,896 24,98 25,151 25,008 25,275

23,13 23,13 23,13 23,13 23,13 23,13 23,13 23,13

170,520 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

85,26 0 0 0 0 0 0 0

8526 0 0 0 0 0 0 0

8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000

Sumber: Perhitungan

169

3) Tampungan I dengan Tinggi 1 sampai 1,5 meter Tabel 5.4 Jumlah volume pada ketinggian 1 sampai 1,5 meter Tampungan I

No

Titik Patok

Jarak Dari Bendung (m)

Jarak Antar Patok (m)

Elevasi Dasar Saluran

Elevasi Muka Air

Luas Cross (m²)

Rata-rata Luas Cross (m²)

Volume (m³)

Total Volume (m³)

1 2 3 4 5 6 7 8

P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P6+50

0 100 200 300 400 500 600 650

100 100 100 100 100 100 100 50

22,13 23,848 24,859 24,896 24,98 25,151 25,008 25,275

23,63 23,63 23,63 23,63 23,63 23,63 23,63 23,63

170,520 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

85,26 0 0 0 0 0 0 0

8526 0 0 0 0 0 0 0

8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000 8.526,000

Sumber: Perhitungan

170

4) Tampungan I dengan Tinggi 1,5 sampai 2 meter Tabel 5.5 Jumlah volume pada ketinggian 1,5 sampai 2 meter Tampungan I

No

Titik Patok

Jarak Dari Bendung (m)

Jarak Antar Patok (m)

Elevasi Dasar Saluran

Elevasi Muka Air

Luas Cross (m²)

Rata-rata Luas Cross (m²)

Volume (m³)

Total Volume (m³)

1 2 3 4 5 6 7 8

P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P6+50

0 100 200 300 400 500 600 650

100 100 100 100 100 100 100 50

22,13 23,848 24,859 24,896 24,98 25,151 25,008 25,275

24,13 24,13 24,13 24,13 24,13 24,13 24,13 24,13

170,520 93,536 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

132,0281 46,7681 0 0 0 0 0 0

13202,81 4676,81 0 0 0 0 0 0

13.202,810 17.879,620 17.879,620 17.879,620 17.879,620 17.879,620 17.879,620 17.879,620

Sumber: Perhitungan

171

5) Tampungan I dengan Tinggi 2 sampai 2,5 meter Tabel 5.6 Jumlah volume pada ketinggian 2 sampai 2,5 meter Tampungan I

No

Titik Patok

Jarak Dari Bendung (m)

Jarak Antar Patok (m)

Elevasi Dasar Saluran

Elevasi Muka Air

Luas Cross (m²)

Rata-rata Luas Cross (m²)

Volume (m³)

Total Volume (m³)

1 2 3 4 5 6 7 8

P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P6+50

0 100 200 300 400 500 600 650

100 100 100 100 100 100 100 50

22,13 23,848 24,859 24,896 24,98 25,151 25,008 25,275

24,63 24,63 24,63 24,63 24,63 24,63 24,63 24,63

170,520 93,668 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

132,094 46,834 0 0 0 0 0 0

13209,4 4683,4 0 0 0 0 0 0

13.209,400 17.892,800 17.892,800 17.892,800 17.892,800 17.892,800 17.892,800 17.892,800

Sumber: Perhitungan

172

6) Tampungan I dengan Tinggi 2,5 sampai 3 meter Tabel 5.7 Jumlah volume pada ketinggian 2,5 sampai 3 meter Tampungan I

No

Titik Patok

Jarak Dari Bendung (m)

Jarak Antar Patok (m)

Elevasi Dasar Saluran

Elevasi Muka Air

Luas Cross (m²)

Rata-rata Luas Cross (m²)

Volume (m³)

Total Volume (m³)

1 2 3 4 5 6 7 8

P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P6+50

0 100 200 300 400 500 600 650

100 100 100 100 100 100 100 50

22,13 23,848 24,859 24,896 24,98 25,151 25,008 25,275

25,13 25,13 25,13 25,13 25,13 25,13 25,13 0

170,520 93,668 171,150 92,507 69,148 125,648 78,661 0,000

132,094 132,409 131,8284 80,8272 97,3979 102,1547 39,3306 0

13209,4 13240,9 13182,84 8082,72 9739,79 10215,47 3933,06 0

13.209,400 26.450,300 39.633,140 47.715,860 57.455,650 67.671,120 71.604,180 71.604,180

Sumber: Perhitungan

173

Berdasarkan perhitungan volume di atas didapat perhitungan komulatif tiap ketinggian adalah sebagai berikut: Tabel 5.8 Perhitungan komulatif volume Tampungan I No 1 2 3 4 5 6

Tinggi Tampungan (m) 0 - 0,5 0,5 - 1 1 - 1,5 1,5 - 2 2 - 2,5 2,5 - 3

Volume (m³) 8.526,000 8.526,000 8.526,000 17.879,620 17.892,800 71.604,180

Total Komulatif Volume (m³) 8.526,000 17.052,000 25.578,000 43.457,620 61.350,420 132.954,600

Sumber: Perhitungan Jadi Tampungan I mampu menampung air sebanyak 132.954,600 m³. Jumlah ini masih kurang jika dibandingkan dengan jumah kebutuhan air pada neraca air. Untuk itu direncanakan long storage dengan sistem seri. Grafik total volume pada Tampungan I dapat dilihat berikut ini:

174

Total Volume Tampungan I 3.5

3

132.954.600

Tinggi Air (m)

2.5

61.350.420

2

43.457.620

1.5

25.578.000

1

17.052.000

0.5

8.526.000

0

0 0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

Volume Komulatif (m³)

Gambar 5.4 Grafik komulatif perhitungan volume air Tampungan I

175

5.3.2 Analisa Tampungan II 5.3.2.1 Perencanaan Elevasi Mercu Bendung Baru Perencanan tinggi mercu long storage dapat menggunakan beberapa alternatif perhitungan, yaitu : a) Perhitungan penentuan elevasi mercu long storage dengan mempertimbangkan elevasi sawah tertinggi yang akan diari. b) Perhitungan penentuan elevasi mercu long storage dengan memperhatikan faktor tinggi tekanan yang diperlukan untuk pembilasan sedimen. Perencanan elevasi tinggi mercu bendung dapat menggunakan perhitungan (tinggi mercu direncanakan 6 m), yaitu : 





Elevasi dasar saluran Tinggi mercu bendung baru Elevasi mercu bendung

+ 25,275 6 m + 31,275

Pada perencanaan Tampungan II direncanakan terdapat bangunan bendung long storage pada patok P7 atau sejauh 700 meter dari Bendung Cipero. Ketinggian mercu long storage direncanakan sebesar 6 meter dari dasar sungai. Berdasarkan gambar skema sungai, panjang long storage pada Tampungan II adalah 1.640 meter.

Gambar 5.5 Tinggi rencana long storage pada Tampungan II Analisa perhitungan mengenai daya tampung volume long storage tersebut pada Tampungan II adalah sebagai berikut:

176

a) Contoh perhitungan pada Tampungan II di ketinggian air 5 sampai 5,5 meter pada cross section P7 dan P8

Gambar 5.6 Perhitungan luas area pada cross section P7 Dari hasil perhitungan dengan AutoCAD pada P0 didapat luas area di ketinggian air 2,5 sampai 3 meter sebesar 116,000 m².

Gambar 5.7 Perhitungan luas area pada cross section P8 Dari hasil perhitungan dengan AutoCAD pada P0 didapat luas area di ketinggian air 2,5 sampai 3 meter sebesar 228,725 m². 

Perhitungan: Diketahui luas pada P0 170, 520 m² dan luas pada P1 93,668 m². Luas rata-rata =

m². Jarak antar titik 100 m.

Maka volume = 172,363 x 100 = 17.236,3 m³ 177

1) Tampungan II dengan Tinggi 0 sampai 0,5 meter Tabel 5.9 Jumlah volume pada ketinggian 0 sampai 0,5 meter Tampungan II

No

Titik Patok

Jarak Dari Long Storage (m)

Jarak Antar Patok (m)

Elevasi Dasar Saluran

Elevasi Muka Air

Luas Cross (m²)

Rata-rata Luas Cross (m²)

Volume (m³)

Total Volume (m³)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P23+40

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1640

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

25,275 25,519 26,073 26,235 27,485 27,038 27,684 27,49 28,242 29,08 29,059 29,34 29,633 30,097 30,082 30,971 31,215 31,488

25,775 25,775 25,775 25,775 25,775 25,775 25,775 25,775 25,775 25,775 25,775 25,775 25,775 25,775 25,775 25,775 25,775 25,775

116,000 174,288 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

145,144 87,144 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

14.514,420 8.714,420 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

14.514,420 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840 23.228,840

Sumber: Perhitungan

178

2) Tampungan II dengan Tinggi 0,5 sampai 1 meter Tabel 5.10 Jumlah volume pada ketinggian 0,5 sampai 1 meter Tampungan II

No

Titik Patok

Jarak Dari Long Storage (m)

Jarak Antar Patok (m)

Elevasi Dasar Saluran

Elevasi Muka Air

Luas Cross (m²)

Rata-rata Luas Cross (m²)

Volume (m³)

Total Volume (m³)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P23+40

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1640

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

25,275 25,519 26,073 26,235 27,485 27,038 27,684 27,49 28,242 29,08 29,059 29,34 29,633 30,097 30,082 30,971 31,215 31,488

26,275 26,275 26,275 26,275 26,275 26,275 26,275 26,275 26,275 26,275 26,275 26,275 26,275 26,275 26,275 26,275 26,275 26,275

116,000 228,725 149,586 104,661 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

172,363 189,156 127,124 52,330 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

17.236,250 18.915,560 12.712,350 5.233,040 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

17.236,250 36.151,810 48.864,160 54.097,200 54.097,200 54.097,200 54.097,200 54.097,200 54.097,200 54.097,200 54.097,200 54.097,200 54.097,200 54.097,200 54.097,200 54.097,200 54.097,200 54.097,200

Sumber: Perhitungan

179

3) Tampungan II dengan Tinggi 1 sampai 1,5 meter Tabel 5.11 Jumlah volume pada ketinggian 1 sampai 1,5 meter Tampungan II

No

Titik Patok

Jarak Dari Long Storage (m)

Jarak Antar Patok (m)

Elevasi Dasar Saluran

Elevasi Muka Air

Luas Cross (m²)

Rata-rata Luas Cross (m²)

Volume (m³)

Total Volume (m³)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P23+40

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1640

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

25,275 25,519 26,073 26,235 27,485 27,038 27,684 27,49 28,242 29,08 29,059 29,34 29,633 30,097 30,082 30,971 31,215 31,488

26,775 26,775 26,775 26,775 26,775 26,775 26,775 26,775 26,775 26,775 26,775 26,775 26,775 26,775 26,775 26,775 26,775 26,775

580,000 1.143,625 228,725 196,300 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

861,813 686,175 212,513 98,150 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

86.181,250 68.617,500 21.251,250 9.815,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

86.181,250 154.798,750 176.050,000 185.865,000 185.865,000 185.865,000 185.865,000 185.865,000 185.865,000 185.865,000 185.865,000 185.865,000 185.865,000 185.865,000 185.865,000 185.865,000 185.865,000 185.865,000

Sumber: Perhitungan

180

4) Tampungan II dengan Tinggi 1,5 sampai 2 meter Tabel 5.12 Jumlah volume pada ketinggian 1,5 sampai 2 meter Tampungan II

No

Titik Patok

Jarak Dari Long Storage (m)

Jarak Antar Patok (m)

Elevasi Dasar Saluran

Elevasi Muka Air

Luas Cross (m²)

Rata-rata Luas Cross (m²)

Volume (m³)

Total Volume (m³)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P23+40

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1640

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

25,275 25...