BAB IV BANGUNAN PENGAMBILAN (INTAKE) DAN BANGUNAN PEMBILAS
4.1
Bangunan Pengambilan (Intake)
Bangunan pengambilan berfungsi untuk mengambil air dari sungai dalam jumlah yang diinginkan. Pengambilan dibuat dekat dengan bangunan pembilas dan as bendung. Bangunan pengambilan dilengkapi dengan pintu dan bagian depannya terbuka untuk menjaga jika terjadi muka air tinggi selama banjir. Besarnya bukaan pintu bergantung kepada kecepatan aliran masuk yang diizinkan. Kecepatan ini bergantung kepada ukuran ukuran butir bahan yang dapat diangkut. diangkut. Elevasi ambang bangunan pengambilan ditentukan dari tinggi dasar sungai. Tinggi ambang (p) direncanakan diatas dasar sungai dengan ketentuan sebagai berikut : - 0,50 m jika sungai hanya mengangkut lanau - 0,50 ~ 1,00 m jika sungai juga mengangkut pasir dan kerikil - 1,00 ~ 1,50 m jika sungai juga mengangkut batu – batu – batu batu bongkah Hal tersebut diatas dimaksudkan agar sedimen – sedimen seperti lanau, pasir, kerikil, dan batu tidak ikut terbawa kedalam saluran pengambilan.
M.A.B beton
M.A.N pintu intake
Q
dasar sungai
ambang dibulatkan
Gambar 4.1 Skema Bentuk Bangunan Pengambilan
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
85
Ketentuan:
Kecepatan aliran adalah 0,6 m/dtk sampai 1 m/dtk
c = 0,6 untuk b < 1 m…………………………..….(1)
c = 0,7 – 0,72 untuk 1,5 < b < 2,0 ………………...(2)
Ukuran penampang b : h = 1
:1
b : h = 1,5 : 1 b : h = 2
:1
Dipilih perbandingan 1 : 1
Tinggi ambang intake tergantung jenis endapannya, yaitu untuk endapan lumpur (t = 0,5 m), pasir + kerikil (t = 0,5 – 1 m) dan bebatuan ( t = 1 – 1,5 m)
Debit pengambilan rencana (Q pr ) = 3,5 m3/dt b = h koefisien debit (c) = 0,7
→ untuk 1,5 < b < 2,0 ; untuk ambang dibulatkan
Kecepatan air (v) diambil = 1 m/dt A =
=
Q v
3,5 1
3,5 m
2
A =b.h = (h) . h = h 2 h
= (A)0,5 = (3,5)
0,5
= 1,871 m ≈ 1,9 m b
=h = 1,9 m ( memenuhi persyaratan (2))
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
86
Diambil lebar pintu 1,9 m Koefisien debit (c) = 0,7 v
z
→ untuk 1,5 < b < 2,0
= c 2.g.z
=
=
v2 c2 . 2 g 12 (0,7) 2 . 2 . 9,81
= 0,104 m Kontrol : Q’ = c A 2 . g . z = c (b . h) 2 . g . z = 0,7 . (1,9.1,9) 2 . 9,81. 0,104 = 3,61 m 3/dt
> Q (OK!)
Keterangan : z
= kehilangan tinggi energi pada bukaan (m)
b
= lebar bukaan (m)
h
= tinggi bukaan (m)
Q = debit pengambilan (m3/dt)
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
87
Tinggi ambang pengambilan 0,5 sampai 1 m (pasir dan kerikil) diambil 1 m dari dasar bendung.
MAB + 225,623 m
MAN + 223,400 m 5.623 m
Q h = 1,9 m
+ 221,000 m 1m
0,5 a
+ 220,000 m
Gambar 4.2 Perencanaan Pintu Pengambilan (Intake)
Elevasi dasar bendung
: + 220,00 m
Elevasi ambang
: + 221,00 m
Elevasi muka air normal
: + 223,40 m
Elevasi muka air banjir
: + 225,623 m
4.1.1 Perencanaan Pintu Pengambilan (Intake) Pada perencanaan pintu saluran intake direncanakan pintu dengan panjang dan lebar sesuai dengan dimensi ekisting Intake yang didapat . Diketahui data-data :
Tinggi M.A.B dari elevasi dasar sungai = 5,623 m
Tinggi ambang di bawah pintu pengambilan diambil = 1,0 m (untuk material yang hanyut berupa batu dan kerikil) h2 = 5,623 – 1 = 4,623 m
Pintu sekat balok yang digunakan adalah papan kayu jati dengan lebar papan adalah 25 cm = 0,25 m h1 = 4,623 – 0,25 = 4,373 m
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
88
MAB + 225,623 m
MAN + 223,400 m 0,25 m
5.623 m
Q h = 1,9 m
+ 221,000 m 1m
0,5 a
+ 220,000 m
Gambar 4.3 Potongan Memanjang Perencanaan Pintu Pengambilan
Tekanan yang diterima masing – masing papan :
. γ . (h + h ) . h w 1 2 = . 1 . (4,373 + 4,623) . 0,25
P =
= 1,125 ton/m
L =b+
+
=b+a = 1,9 + 0,15
dimana : nilai a = 0,15 m
= 2,05 m
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
89
a
b
a
Gambar 4.4 Tampak Atas Perencanaan Pintu Pengambilan
Momen lentur : M
=
=
1 8 1 8
2
P L
1,125 2,052
= 0,591 ton.m
Kayu kelas I, dengan : =
1500 t/m 2 ( PK KI ‘ 61 hal 6)
Kayu terendam air
=
=
2 3
×1500 t/m2 = 1000 t/m2
M M. x
w
Iy
1 t 2 =
M
=
1 12
t2 =
h t 3
M.
1 6
2
h t
6 M h . σ
6 0,591
t
=
t
= 0,119 m = 11,9 cm ≈ 12 cm
0,25 1000
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
90
Keterangan : P
= tekanan air di depan pintu (ton/m)
L
= panjang pintu pengambilan (m)
M
= momen lendutan pada pintu (ton m)
t
= tebal pintu pengambilan (cm)
MAB + 225,623 m
4.623
4.373
5.623 m h = 1,9 m 0,25 m
0,5 a
0,12 m
Gambar 4.5 Diagram Tekanan Pada Masing – Masing Papan
Dimensi Saluran Primer
Q = 3,5 m 3/dt b = 1,9 m v = 1 m/dt Kemiringan talud
=1:1
A = ½ (b + b + 2.h).h = ½ (1,9 + 1,9 + 2.h).h = 1,9.h + h2
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
91
Q = A.v 3,5 = (1,9.h + h2) . 1
h2 + 1,9 h – 3,5 = 0 b
b 2 4ac 2a
Dengan menggunakan rumus ABC :
,
maka didapatkan : h
= 1,148 m ≈ 1,15 m
Tinggi jagaan diambil = 0,60 m (diambil dari tabel untuk Q = 1,0 – 5,0 m 3/dt ) Tinggi saluran : H = 1,15 + 0,60 = 1,75 m Keterangan : Q
= debit pengambilan (m3/dt)
b
= lebar dasar saluran (m)
h
= tinggi air (m)
A
= luas saluran (m2)
V
= kecepatan pengambilan (m/dt)
0,6 m
1,15 m
1,15 m
1,9 m
1,15 m
Gambar 4.6 Sketsa Rencana Dimensi Saluran Primer
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
92
4.2
Bangunan Pembilas (F lu shi ng Gate )
Bangunan pembilas berfungsi untuk mengurangi sebanyak mungkin benda – benda terapung dan fraksi – fraksi sedimen kasar yang yang masuk ke jaringan saluran irigasi. Lantai pembilas merupakan kantong tempat mengendapnya bahan – bahan kasar di depan pembilas pengambilan. Sedimen yang terkumpul dapat dibilas dengan membuka pintu pembilas secara berkala guna menciptakan aliran terkonsentrasi tepat di depan pengambilan. Lebar pintu pembilas (b) = 1,8 m (diambil dari data Bab II Perencanaan Badan Bendung) Rumus kecepatan yang dipakai pada pintu pembilas : = 1.5 c d
vc dimana : vc
= Kecepatan kritis yang diperlukan untuk pengurasan ( m/dt)
c
= Koefisien (tergantung dari bentuk endapan). Harga koefisien 3,2 ~ 5,5
d
= Diameter butir / endapan maksimum
Jadi, kecepatan pembilasan sangat ditentukan oleh diameter butir maksimum yang lewat, dimana dianggap diameter material yang lewat (d) adalah 0,3 m dan c yang diambil adalah 5. Maka : vc = 1.5 c d = 1,5 . 5 .
0,30
= 4,108 m/dt
4.2.1 Pintu Terbuka Sebagian Rumus: vc
= c . 2 . g . z = c . 2 . g . (H - 1/2 y )
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
93
dimana : c
= koefisien (tergantung dari lebar pintu) = 0,7
y
= tinggi bukaan pintu
H
= M.A.N = 3,40 m
vc
= c .
4,108 = 0,7 .
√
4,1082 = 0,72 . 2 . 9,8 . z z
= 1,757 m
z
= H − y
y
= H – z
y
= (3,4 – 1,757) . 2
y
= 3,286 m
MAN + 223,40 m
z
H = 3,4 m
y = 3,286 m
1/2 y
+ 220,00 m
Gambar 4.7 Pintu Pembilas Terbuka Sebagian
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
94
Keterangan : vc
= kecepatan pembilasan (m/dt)
c
= koefisien pengaliran (0.7)
y
= tinggi bukaan pintu (m)
H = MAN = minimum head, tinggi minimum bukaan untuk pengurasan (m)
4.2.2 Pintu Terbuka Penuh Bukaan penuh (tinggi bukaan untuk pengurasan) Rumus : Q
= b d 2 . g . z
Dimana : A =b.d = 1,8 . d = 1,8 d µ = 0,75 g = 9.8 m 2/dt z =
Q
H 3
= b d μ 2 g z = b d μ
2 g
H
3
H = 1,8d 0.75 2 ( 9.8 ) 3
= 1,8d 1,918 H
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
95
Vc
Q
=
A
1,8d 1,918 H
4,108 =
1,8d
H
= 4,587 m
z
=
d
= H – z = 4,6 – 1,533 = 3,067 m ≈ 3,1 m
H
3
4,6 3
4,6 m (tinggi minimum untuk pengurasan/pembilasan)
1,533 m
+ 224,60 m
z = 1,533 m
H = 4,6 m
d = 3,1 m
+ 220,00 m
Gambar 4.8 Pintu Pembilas Terbuka Penuh
Keterangan : vc
= kecepatan pembilasan (m/dt)
c
= koefisien pengaliran (0.7)
y
= tinggi bukaan pintu (m)
H
= tinggi minimum bukaan untuk pengurasan (m)
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
96
4.2.3 Pembebanan dan Perencanaan Dimensi Pintu Pembilas Tinggi balok yang menerima beban paling besar diambil, h = 0,25 m γw
= 1 t/m3
γs
= 0,6 t/m3
Ø
= 30o
Ka
= tan2 (45o - Ø/2) = 1/3
Aki bat tekanan air
h1
= M.A.B = 5,623 m
h2
= 5,623 – 0,25 = 5,373 m
Pw
=
=
air (h 1 h 2 ) 2
h
1 (5,623 5,373) 2
0,25
= 1,375 t/m
Aki bat tekanan lumpur
h3
= 3,40 m (tinggi bendung)
h4
= 3,40 – 0,25 = 3,15 m
lumpur = 0.6 t/m 3 Ps
=
=
γs
h3 h4 2
h
0,6 . (3,40 3,15) 2
0,25
= 0,491 t/m
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
97
Tekanan total yang ter jadi pada pintu
Ptotal
= Pw + Ps = 1,375 + 0,491 = 1,866 t/m
M omen Lentur
a
b
a
Lebar balok (b) = 1,8 m (untuk Q = 3,5 m 3/dt) L
= b + ½ a + ½ a = b + a = 1,8 + 0,15 = 1,95 m
M
=
1 8
1
P tot L2 = 1,866 1,952 = 0,9 ton.m 8
Dipakai Kayu Kelas I, Kayu terendam air,
=
=
2 3
x 1500 = 1000 t/m 2
w M
1
2
h t
0,9 1 6
t
=
= 1500 t/m2 ( PKKI’61 hal 6)
M
6 1000 =
0,25 t 2 0,9
=
1 6
1000 0,25 t
= 0,146 m ≈ 0,15 m = 15 cm
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
98
Keterangan : P
= tekanan air di depan pintu (t/m)
L
= panjang pintu pembilas (m)
M
= momen lentur pada pintu (tm)
t
= tebal pintu pembilas (cm)
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air
99
