View
889
Download
95
Category
Preview:
DESCRIPTION
bangunan ukur ,pengatur dan pengendali aliran
Citation preview
BANGUNAN AIR : BANGUNAN UKUR, BANGUNAN PENGATUR
DAN BANGUNAN PENGENDALI ALIRAN AIR
Makalah Hidrolika Terapan
Dosen Pengampu : Dian Sisinggih, ST.,MT.,Phd
Disusun Oleh :
Munfarid (135060400111035)
Fianda Hifqi (135060401111028)
Ivan Dwi Prabowo (135060401111066)
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
TEKNIK PENGAIRAN
MALANG
2014
I. UMUM
Seiring dengan perkembangan jaman, kebutuhan air tidak dapat lepas dari kehidupan
sehari - hari. Sebagai komponen mutlak penopang kehidupan, maka manusia dengan
berbagai macam upaya berusaha untuk memperoleh manfaat yang optimal dari
pendayagunaannya serta berupaya mengendalikan untuk mencegah kerusakan dan
kerugian yang mungkin ditimbulkan oleh air. Pemanfaatan suatu sungai merupakan salah
satu usaha untuk mencapai tujuan tersebut, dimana perlu dilakukan usaha-usaha
pelestarian, pengendalian dan pengembangan wilayahnya.
Pembangunan bangunan air merupakan salah satu upaya pengembangan wilayah
sungai dengan mendayagunakan air untuk keperluan berbagai keperluan seperti irigasi,
air minum maupun pembangkit listrik. Bangunan air juga dapat berfungsi sebagai
pengatur dan pengendali serta menampung aliran agar air yang yang dibutuhkan dapat
tersalurkan dan tetap ada walaupun dimusim kemarau.
II. PEMBAHASAN
A. Pengertian
Bangunan air adalah bangunan yang berada di daerah yang dialiri air baik di
sungai, danau dll. Bangunan air dibangun untuk berbagai macam kebutuhan seperti
kebutuhan irigasi, air minum maupun pembangkit listrik. Desain bangunan air dapat
disesuaikan dengan kebutuhan dan kondisi geografis ditempatnya. Kebanyakan
kontruksi bangunan air bersifat lebih massif dan tidak memerlukan segi keindahan
dibanding dengan bangunan – bangunan gedung ataupun jembatan.
B. Macam – macam bangunan air menurut fungsinya
Mengingat tempat kedudukan lahan yang akan dialiri dan fungsinya, maka dapat
dibuat beberapa jenis bangunan air, yaitu:
1. Bangunan ukur aliran air
Bangunan ini berfungsi sebagai pengukur debit air pada hulu saluran primer,
pada cabang saluran dan pada bangunan sadap tersier agar pengelolaan air
menjadi efektif. Macam – macam bangunan ukur, yaitu :
a) Bangunan ukur Ambang Lebar
Bangunan ukur ini adalah bangunan aliran atas (overflow), sehingga
tinggi energi hulu lebih kecil daripada panjang mercu. Bangunan ini didesain
untuk mengukur debit pada saluran yang kehilangan tinggi energi sebagai hal
pokok menjadi bahan pertimbangan. Pola aliran diatas bangunan ukur ini
dapat ditangani dengan teori hidrolika yang sudah ada sekarang, sehingga
bangunan ini bisa memiliki bentuk yang berbeda – beda, sementara debitnya
tetap.
i. Gambar jenis – jenis bangunan ukur ambang lebar
Broadcrested Weir
Faiyum Weir
Triangular Broad-Crested Weir
ii. Perencanaan hidrolis
Persamaan debit untuk alat ukur ambang lebar dengan bagian pengontrol
segi empat adalah ;
Q = Cd Cv V 2/3 V g.bc.h1
dimana :
Q = debit, m3/dt
Cd = koefisien debit (0,93 + 0,10 H/L) untuk 0,1 < H/L < 1,0
H1 = tinggi energi hulu, m
L = panjang mercu, m
Cv = koefisien kecepatan datang
g = percepatan gravitasi, m/dt² (9,81)
bc = lebar mercu, m
h1 = kedalaman air hulu terhadap ambang bangunan ukur, m
Persamaan debit untuk alat ukur ambang lebar bentuk trapesium adalah :
Q = Cd bcYc + mc2 2g (H1 – yc ) 0,5
dimana :
• b = lebar mercu pada bagian pengontrol, m
• y = Kedalaman air pada bagian pengontrol
• m = kemiringan samping pada bagian pengontrol, (l,m)
iii. Karakteristik
o Kehilangan tinggi energi untuk memperoleh aliran moduler (yaitu
hubungan khusus antara tinggi energi hulu dengan mercu sebagai
acuan dan debit) lebih rendah jika dibandingkan dengan kehilangan
tinggi energi untuk semua jenis bangunan yang lain.
o Sudah ada teori hidrolika untuk menghitung kehilangan tinggi
energiyang diperlukan ini, untuk kombinasi alat ukur dan saluran apa
saja.
o Karena peralihan penyempitannya yang bertahap (gradual), alat ukur
ini mempunyai masalah sedikit saja dengan benda-benda hanyut.
o Pembacaan debit di lapangan mudah, khususnya jika papan duga diberi
satuan debit (misal m3/dt).
o Pengamatan lapangan dan laboratorium menunjukkan bahwa alat ukur
ini mengangkut sedimen, bahkan di saluran dengan aliran subkritis.
o Bila mercu datar searah dengan aliran, maka tabel debit pada dimensi
purnalaksana (as-built dimensions) dapat dibuat, bahkan jika terdapat
kesalahan pada dimensi rencana selama pelaksanaan sekali pun.
Kalibrasi purnalaksana demikian juga memungkinkan alat ukur untuk
diperbaiki kembali, bila perlu.
o Di bawah kondisi hidrolis dan batas yang serupa, ini adalah yang
paling. ekonomis dari semua jenis bangunan lain untuk pengukuran
debit secara tepat.
iv. Kelebihan
o Bentuk hidrolis luwes dan sederhana
o Konstruksi kuat, sederhana dan tidak mahal
o Benda-benda hanyut bisa dilewatkan dengan mudah
o Eksploitasi mudah.
v. Kelemahan
o Bangunan ini hanya dapat dipakai sebagai bangunan pengukur saja
o Agar pengukuran teliti, aliran tidak boleh tenggelam.
b) Bangunan ukur Crump De Gruyter
Bangunan ukur ini menggunakan prinsip hidrolika aliran yang melalui bukaan
pada bawah pintu. Bagian bawah pintu dibuat dengan sistem bulat sedemikian
rupa sehingga mengurangi hambatan pada aliran.
i. Gambar
Crump-de Gruyter
ii. Rumus
Rumus debit untuk alat crump de gruyter :
Q = Cd . bw . 2g ( h1-w )
Dimana :
Q = debit (m^3/dt)
Cd = Koefisien debit
b = lebar bukaan (m)
w = bukaan pintu (m)
g = percepatan gravirasi (m/dt^2)
h1 = tinggi air diatas ambang (m)
iii. Kelebihan
o Bangunan ini dapat mengukur dan mengukur sekaligus.
o Bangunan ini tidak mempuyai masalah dengan sedimentasi.
o Eksloitasi mudah, pengukuran teliti.
o Bangunan kuat.
iii. Kelemahan
o Pembuatan rumit dan mahal.
o Biaya pemeliharaan mahal.
o Kehilangan tinggi energi besar.
o Bangunan ini mempunyai masalah dengan benda.
iv. Penggunaan
Alat ukur ini dapat dipakai dengan berhasil jika keadaan muka air
disalurkan selalu mengalami fluktusai atau jika orifice harus bekerja pada
keadaan muka air rendah disalurkan. Alat ukur ini mempunyai kehilangan
tinggi energy yang lebih besar daripada alat ukur Romijn. Bila tersedia
kehilangan tinggi energy yang memadai, pemeliharaannya tidak sulit
dibandingkan dengan bangunan – bangunan lain yang serupa.
2. Bangunan pengatur aliran air
Bangunan ini berfungsi untuk mengatur tinggi saluran dan jalannya air untuk
disalurkan ke dalam jaringan – jaringan irigasi. Macam – macam bangunan
pengatur aliran air yaitu :
a) Pintu Scot Balok
Pintu Scot Balok merupakan peralatan yang sederhana. Balok – balok profil
segi empat itu diletakkan tegak lurus terhadap potongan segi empat saluran.
Balok – balok tersebut disangga didalam sponmeg yang lebih besar 0,03 m –
0,05 m dari tebal balok itu sendiri.
i. Gambar
ii. Kelebihan
o Konkruksi ini sederhana dan kuat.
o Biaya palaksanaan kecil
iii. Kelemahan
o Pemasangan dan pemindahan balok memerlukan sediktnya dua orang
dan hanya menghabiskan waktu.
o tinggi muka air dapat diatur selangkah demi selangkan saja, setiap
langkah sama dengan tinggi sebuah balok.
o Ada kemunkinan dicuri orang.
o Scot balk biasanya dioperasikan oleh orang yang tidak berwewenang.
o Karakteristik tinggi debit aliran pada balok belum diketahui secara
pasti.
b) Pintu Sorong
i. Gambar
ii. Rumus
Rumus debit yang dapat dipakai untuk pintu sorong adalah :
Q = K . a . b . 2g . h1
Dimana :
Q = debit (m^3/dt)
K = faktor aliran tenggelam koefisien debit
a = bukaan pintu (m)
g = percepatan gravitasi (m/dt^2)
b = lebar pintu (m)
h1 = kedalaman air didepan pintu di atas ambang (m)
Kelebihan
o Tinggi muka air hulu dapat dikontrol dengan tepat.
o Pintu bilas kuat dan sederhana.
o Sedimen yang diangkut oleh aliran hulu dapat melewati bilas.
iii. Kelemahan
o Kebanyakan benda-benda hanyut bisa tersangkut dipintu.
o Kecepatan aliran dan muka air hulu dapat dikontrol dengan baik jika
aliran moduler.
3. Bangunan pengendali aliran air
Bangunan ini berfungsi sebagai bangunan pengendali aliran air bila pada
daerah berbukit dimana kemiringan saluran dibatasi, agar tidak terjadi suatu
gerusan. Untuk mengendalikan aliran air dan menjaga agar dasar sungai tidak
turun secara berlebih dan diharapkan dengan dibangunlah bangunan terjunan dan
bangunan alternatif ambang agar gerusan lokal pada bangunan sungai dapat
direduksi.
a) Bangunan Terjunan
Bangunan terjunan adalah bangunan yang dibuat di tempat tertentu
memotong saluran, dimana aliran air setelah melewati bangunan tersebut akan
berupa terjunan.
Bangunan terjunan perlu dibangun pada daerah berbukit dimana
kemiringan saluran dibatasi, agar tidak terjadi suatu gerusan. Selain itu pada
saluran terbuka bangunan tersebut berfungsi untuk mengubah kemiringan
saluran yang pada awalnya cukup curam agar menjadi landai, dimana pada
keadaan tersebut kecepatan aliran akan berubah menjadi kecepatan aliran tidak
kritis. Secara keseluruhan bangunan terjun juga dapat berfungsi untuk :
1. Mengendalikan erosi pada selokan dan sungai.
2. Mengendalikan tinggi muka air pada saluran.
3. Mengendalikan kecuraman saluran alam maupun buatan.
4. Mengendalikan air yang keluar, pada spillway atau pipa.
Menurut jenisnya bangunan terjun dapat dibagi menjadi dua, yaitu :
1. Bangunan terjun tegak.
Bangunan terjun tegak menjadi lebih besar apabila ketinggiannya
ditambah,juga kemampuan hidrolisnya dapat berkurang akibat variasi
ditempat jatuhnya pancaran dilantai kolam jika terjadi perubahan debitl.
Bangunan terjun tegak sebaiknya tidak dipakai apabila perubahan tinggi
energy diatas bangunan melebihi 1,50m. Dengan bangunan terjun tegak,
luapan yang jatuh bebas akan mengenai lantai kolam dan bergerak ke hilir
pada potongan U. Akibat luapan dan turbulensi (pusaran air didalam
kolam dibawah tirai luapan, sebagian dari energy diredam didepan
potongan U. Sisa energy hilir yang memakai dasar kolam sebagai bidang
persamaan Hd tidak berbeda jauh dari perbandingan ∆z/H1 (Harga Hd ini
dapat dipakai untuk menentukan ∆z untuk sebuah bangunan terjun tegak
Perencanaan hidrolis
H1 = tinggi energi dimuka ambang, m
∆H = perubahan tinggi energy pada bangunan,m
Hd = tinggi energi hilir pada kolam olak, m
Q = debit persatuan lebar ambang, m3/det/m
G = percepatan gravitasi, m/det2(= 9,8m/det2)
N = tinggi ambang pada ujung kolam olak, m
Besaran – besaran ini dapat digabung untuk membuat perkiraan awal
2. Bangunan terjun miring.
Bangunan ini digunakan bila beda tinggi energi lebih dari 1,5 meter.
Kemiringan bangunan ini dibuat securam mungkin dengan perbandingan
maksimum 1 : 1, agar didapat bangunan yang efisien dari segi biaya.
b) Bangunan Ambang
Ambang merupakan suatu bangunan pengendali sedimen yang bertujuan
untuk menjaga agar dasar sungai tidak turun secara berlebih dan diharapkan
dengan adanya ambang tersebut maka gerusan lokal pada bangunan sungai
dapat direduksi. Macam – macam ambang :
1. Ambang datar (bed gindle work) yaitu ambang yang hampir tidak
mempunyai terjunan dan elevasi mercunya hampir sama dengan
permukaan dasar sungai dan berfungsi menjaga agar permukaan dasar
sungai tidak turun lagi.
2. Ambang pelimpah (head work) yaitu ambang yang mempunyai terjunan
dimana elevasi bagian hulu lebih besar dari elevasi hilir, untuk
melandaikan kemiringan dasar saluran
Gambar
III. PENUTUP
KESIMPULAN
o Bangunan air merupakan bangunan yang digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti
irgasi, PLTA dan air minum
o Bangunan air di sungai terdiri dari 3 bangunan yang saling berhubungan:
1. Bangunan ukur
2. Bangunan pengatur
3. Bangunan pengendali
DAFTAR PUSTAKA
o http://jidinmsirajuddin.wordpress.com/pelajaran-kuliah-ku/rekayasa-irigasi/teori-
irigasi/ 5 September 2014
o http://mohab.wordpress.com/2008/12/05/alat-ukur-ambang-lebar/ 5 September
2014
o http://repository.binus.ac.id/content/S0462/S046248829.ppt 5 September 2014
o http://hmtsunsoed.files.wordpress.com/2011/12/bangunan-bagi-dan-sadap.ppt 5
september 2014
o http://mengkidy.blogspot.com/2012/03/irigasi-dan-bangunan-air.html 5 september
2014
o http://elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/irigasidanbangunanair/bab6-
bangunansilang.pdf 6 September 2014
Recommended