Desain Hidrolis Mercu Bendung (1)

1. Bentuk mercu bendung (merujuk pada KP-02, Bagian 4.2.2)

Untuk menjaga agar kondisi aliran yang melimpah diatas mercu stabil, bentuk mercu bendung harus direncanakan secara hati-hati dari segi hidrolis. Dua tipe mercu bendung tetap di sungai yang biasa digunakan di Indonesia adalah tipe mercu bulat dan tipe mercu ogee, sebagaimana diuraikan di bawah ini:

1.1. Mercu bulat

Mercu bendung bulat mempunyai koefisien debit yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan mercu bendung ambang lebar. Pada sungai, ini akan banyak memberikan keuntungan karena bangunan ini akan mengurangi tinggi muka air hulu selama banjir. Harga koefisien debit menjadi lebih tinggi karena lengkung streamline dan tekanan negatif pada mercu.

1.2. Mercu Ogee

Mercu Ogee berbentuk tirai luapan bawah dari bendung ambang tajam aerasi. Oleh karena itu mercu ini tidak akan memberikan tekanan subatmosfer pada permukaan mercu sewaktu bendung mengalirkan air pada debit rencana. Untuk debit yang lebih rendah, air akan memberikan tekanan ke bawah pada mercu.

Untuk merencanakan permukaan mercu Ogee bagian hilir, US. Army Corps of Engineers telah mengembangkan persamaan berikut :

Y/hd = (I/k) . (X/hd)n

Dimana:

X dan Y : koordinat-koordinat permukaan hilir; hd : tinggi energy rencana diatas mercu; K dan n : parameter yang tergantung pada kecepatan aliran dan kemiringan hilir.

Harga k dan n

Kemiringan permukaan hilir

k N

Vertikal

1 - 0.33

2.000

1.936

1.850

1.836

1 - 0.67

1 - 1

1.939

1.873

1.810

1.776

Bagian hulu mercu bervariasi sesuai dengan kemiringan permukaan hilir, seperti terlihat pada gambar berikut :

Artikel terkait :

Desain Hidrolis Mercu Bendung (2) Desain Hidrolis Mercu Bendung (3) Desain Hidrolis Mercu Bendung (4) Download Desain Hidrolis Bendung Perhitungan Hidrolis dan Stabilitas Bendung dengan Program Excel

Desain Hidrolis Mercu Bendung (2)

2. Lebar Bendung

Lebar bendung yaitu jarak antara pangkal-pangkalnya (abutment), sebaiknya sama dengan lebar rata-rata sungai pada bagian yang stabil. Dibagian ruas bawas sungai, lebar rata-rata ini dapat diambil pada debit penuh (bankfull discharge); di bagian ruas atas mungkin sulit untuk menentukan debit penuh. Dalam hal ini banjir rata-rata tahunan dapat diambil untuk menentukan lebar rata-rata bendung.Lebar maksimum bendung hendaknya tidak lebih dari 1.2 lebar rata-rata sungai pada ruas yang stabil.

Untuk sungai-sungai yang mengangkut bahan-bahan sedimen kasar yang berat, lebar bendung tersebut harus disesuaikan laga terhadap lebar rata-rata sungai, yakni jangan diambil 1.2 kali lebar sungai tersebut. Agar pembuatan bangunan peredam energi tidak terlalu mahal, maka aliran per satuan lebar hendaknya dibatasi sampai sekitar 12-14 m3/dt.m, yang memberikan tinggi energi maksimum sebesar 3.5 – 4.5 m (lihat gambar di bawah ”Lebar efektif mercu”). Lebar efektif mercu (Be) dihubungkan dengan lebar mercu yang sebenarnya (B), yakni jarak antara pangkal-pangkal bendung dan/atau pilar-pilar dengan persamaan berikut :Be = B-2.(n.Kp + Ka).H1 (2)dimana: n : jumlah pilar; Kp : koefisien kontraksi pilar; Ka : koefisien kontraksi pangkal bendung (abutment); H1 : tinggi energi, mHarga koefisien Ka dan Kp diberikan pada tabel berikut (merujuk pada KP-

02, Bagian 4.2.1). Pilar Kp

Untuk pilar berujung segi empat dengan sudut-sudut yang dibulatkan

Dengan jari-jari 0.1 dari tebal pilar. 0.02Untuk pilar berujung bulat 0.01Untuk pilar berujung runcing 0Abutment Ka

Untuk abutment segiempat dengan tembok hulu 90° ke arah aliran 0.20

Untuk abutment bulat dengan tembok hulu 90° Kearah aliran dengan 0.5 H1 > r > 0.15 H1 0.10

Untuk abutment bulat dengan r > 0.5 H1 dan tembok hulu tidak lebih dari 45° ke arah aliran 0

Dalam memperhitungkan lebar efektif, lebar pembilas yang sebenarnya (dengan bagian depan terbuka) sebaiknya diambil 80% dari lebar rencana untuk mengkompensasi perbedaan koefisien debit dibandingkan dengan mercu bendung itu sendiri (lihat gambar “Lebar efektif mercu”)

Desain Hidrolis Mercu Bendung (3)

Debit yang melimpas lewat mercu dan pintu

Persamaan tinggi energy-debit untuk bendung ambang pendek dengan pengontrol segi empat adalah :

Q = Cd . (2/3) . {(2/3).g}½ . b . (H1)1.5 (1)

Dimana: Q : debit, m³/dt

Cd : koefisien debit (Cd = C0.C1.C2)

g : percepatan gravitasi, m/dt² (» 9.8)

b : panjang mercu bendung, m

H1 : tinggi energy diatas mercu, m

Koefisien debit Cd adalah hasil dari:

· C0 : fungsi dari H1/r (lihat gambar berikut)

· C1 : fungsi dari P/H1 (lihat gambar berikut)

· C2 : fungsi dari P/H1 dan kemiringan permukaan hulu bendung (lihat gambar berikut)

C0 mempunyai harga maksimum 1.49 jika H1/r lebih dari 5.0. Harga C0 sahih apabila mercu bendung cukup tinggi diatas dasar rata-rata alur pengarah (p/H1 > 1.5).

Dalam tahap perencanaan P dapat diambil setengah dari jarak dari mercu sampai dasar rata-rata sungai sebelum bendung dibuat. Untuk harga-harga P/H1 yang kurang dari 1.50 maka gambar tersebut dapat dipakai untuk menemukan faktor pengurangan C1.

Harga-harga koefisien koreksi untuk pengaruh kemiringan muka bendung bagian hulu terhadap debit diberikan pada gambar dari koefisien C2 untuk mercu bendung ogee dengan kemiringan permukaan hulu. Koefisien koreksi (C2) diasumsi kurang lebih sama dengan harga factor koreksi untuk bentuk-bentuk mercu tipe ogee.

Harga-harga factor pengurangan aliran tenggelam f sebagai fungsi perbandingan H2/H1 dapat diperoleh pada gambar di bawah. Faktor pengurangan aliran tenggelam mengurangi debit dalam keadaan tenggelam.

Koefisien debit efektif Ce adalah hasil Co, C1, dan C2 (Ce = C0 . C1 . C2).

C0 adalah konstanta (= 1.30)

C1 adalah fungsi P/hd dan H1/hd.

C2 adalah factor koreksi untuk permukaan hulu

Faktor koreksi C1 disajikan pada gambar factor koreksi untuk selain tinggi energy rencana pada bendung mercu Ogee, dan sebaiknya dipakai untuk berbagai tinggi bendung diatas dasar sungai.

Harga-harga C1 pada gambar tersebut berlaku untuk bendung mercu ogee dengan permukaan hulu vertical. Apabila permukaan bendung bagian hulu miring, koefisien koreksi tanpa dimensi C2 harus dipakai; ini adalah fungsi baik kemiringan permukaan bendung maupun perbandingan p/H1. Harga C2 dapat diperoleh pada gambar harga koefisien C2 untuk bendung mercu Ogee dengan kemiringan hulu.

Desain Hidrolis Mercu Bendung (4)

3. Kolam Olak (merujuk pada KP-02, Bagian 4.2.4)Gambar berikut menunjukkan metode perencanaan kolam loncat air.

Dari grafik (q) dengan H1 dan tinggi jatuh z, kecepatan V1 di awal loncatan dapat dihitung dengan persamaan :V1 = { (2g) . [(½ . H1 ) + z]}0.5

dimana : V1 : kecepatan aliran di awal loncatan, m/dt; g : percepatan gravitasi, m/dt² (» 9.8); H1 : tinggi energy diatas ambang, m; z: tinggi jatuh, m Dengan q = V1 . yu, dan persamaan untuk kedalaman konjugasi di loncatan hidrolis adalah : y2 / yu = (1/2) . [1+(8Fr)²]0.5

Fr = V1 / (g . yu)0.5

dimana : y2 : kedalaman air diatas ambang ujung, m; yu : kedalaman air di awal loncatan, m; Fr : bilangan Froude; V1 : kecepatan di awal loncatan, m/dt; g : percepatan gravitasi, m/dt² (» 9.8) Kedalaman konjugasi untuk setiap q dapat ditemukan dan diplot. Untuk menjaga agar loncatan tetap dekat dengan muka miring bendung dan diatas lantai, maka lantai harus diturunkan hingga kedalaman air hilir sekurang-kurangnya sama dengan kedalaman konjugasi. Untuk aliran tenggelam, yakni jika muka air hilir lebih tinggi dari 2/3 H1 diatas mercu, tidak diperlukan peredam energi.

Panjang Kolam Olak

Panjang kolam loncat air di belakang potongan U biasanya kurang dari panjang bebas loncatan tersebut karena adanya ambang ujung (end sill).

Ambang yang berfungsi untuk memantapkan aliran ini umumnya ditempatkan pada jarak:

Lj =5 ( n + y2 )

Dimana : Lj : panjang kolam olak, m; n : tinggi ambang ujung hilir, m; y2 : kedalaman air diatas ambang, m.Tinggi yang diperlukan ambang ujung ini sebagai fungsi bilangan Froude (Fru), kedalaman air yang masuk (yu), dan tinggi muka air hilir, dapat ditentukan dari grafik pada gambar berikut :

Perhitungan Kolam Olak Tipe MDL dan MDOKolam olak tipe MDL adalah kolam olak tipe loncatan air, sedangkan tipe MDO adalah kolam olak datar dengan ambang ujung hilir. Kedua tipe ini merupakan tipe pengembangan dari tipe bak tenggelam dan kolam olak tipe USBR berdasarkan penelitian hidrolis dari Laboratorium Hidrolika DPMA Bandung. Tahapan dalam desain kolam olak tipe MDL adalah sebagai berikut :

1. Dari perencanaan mercu sebelumnya diketahui : Elevasi mercu, lebar bendung efektif Be, jari-jari mercu R (untuk tipe mercu bulat), tinggi muka air banjir diatas mercu h1.

2. Direncanakan kemiringan hilir tubuh bendung (misalnya, 1:1)3. Dihitung degradasi hilir berdasarkan kondisi tanah dasar sungai hilir

(bila tidak ada data yang pasti asumsi kedalaman gerusan minimal 2.00 m)

4. Hitung kedalaman air di hilir, h2 dengan lengkung debit yang diketahui (jika ada), atau dengan pendekatan rumus Manning (dengan parameter hidrolis rata-rata, yaitu : lebar dasar sungai, b; kemiringan talud, m; koefisien kekasaran, n; dan kemiringan dasar sungai, I), atau berdasarkan hasil analisis hidrolika sungai (misalnya dengan analisis hydraulic HEC-RAS)

5. Hitung Z = (Elevasi mercu + h1 – elevasi dasar sungai dengan keadaan degradasi + h2), atau dengan persamaan Z = (P+h1) – h2 – d (degradasi)

6. Hitung debit persatuan lebar, q = Q/B; dengan : Q = debit banjir rencana, m3/dt; B = lebar total kolam olak, m.

7. Hitung parameter energi berdasarkan persamaan : (q/(g.z^3)^0.5)

Dan dengan bantuan grafik MDL untuk tipe MDL (peredam energy cekung) dapat dicari : Dr = dalamnya cekungan; R = radius cekungan; Lr = panjang cekungan; dan e = panjang ambang hilir.Atau dengan bantuan grafik MDO untuk tipe MDO (peredam energy kolam datar dengan ambang hilir)

8. Pasang rip-rap batu dengan diameter d=30/40 cm di hilir ambang hilir cekungan dengan panjang > 3.00 m dan dalam minimum 4-5 lapis.

Sedangkan tahapan untuk desain kolam olak tipe MDO : tahap (1) sampai (6) dan (8) sama seperti diatas, sedangkan untuk tahap (7) adalah :Hitung parameter energi berdasarkan persamaan : (q/(g.z^3)^0.5)Dengan menggunakan grafik MDO (seperti tercantum di bawah) didapat harga Ds dari harga perbandingan Ds/D2, dimana : Ds = elevasi mercu – elevasi kolam olak; D2 = tinggi muka air hilir bendung.Dengan menggunakan grafik MDO diperoleh panjang kolam olak L dari perbandingan L/Ds.

Pengertian BendungSebuah bendung memiliki fungsi, yaitu untuk meninggikan muka air sungai dan mengalirkan sebagian aliran air sungai yang ada ke arah tepi kanan dan tepi kiri sungai untuk mengalirkannya ke dalam saluran melalui sebuah bangunan pengambilan jaringan irigasi. Fungsi bendung ini berbeda dengan fungsi bendungan dimana sebuah bendungan berfungsi sebagai penangkap air dan menyimpannya di musim hujan waktu air sungai mengalir dalam jumlah besar dan yang melebihi kebutuhan. Air yang ditampung di dalam bendungan ini dipergunakan untuk keperluan irigasi, air minum, industri, dan kebutuhan-kebutuhan lainnya. Kelebihan dari sebuah bendungan, yaitu dengan memiliki daya tampung tersebut, sejumlah besar air sungai yang melebihi kebutuhan dapat disimpan dalam waduk dan baru dilepas mengalir ke dalam sungai lagi di hilirnya sesuai dengan kebutuhan saja pada waktu yang diperlukan. Bendung juga dapat didefinisikan sebagai bangunan air yang dibangun secara melintang sungai, sedemikian rupa agar permukaan air sungai di sekitarnya naik sampai ketinggian tertentu, sehingga air sungai tadi dapat dialirkan melalui pintu sadap ke saluran-saluran pembagi kemudian hingga ke lahan-lahan pertanian (Kartasapoetra, 1991: 37).

Suatu konstruksi sebuah bendung dapat dibuat dari urugan tanah, pasangan batu kali, dan bronjong atau beton. Sebuah bendung konstruksinya dibuat melintang sungai dan fungsi utamanya adalah untuk membendung aliran sungai dan menaikkan level atau tingkat muka air di bagian hulu. Sebelum membangun sebuah konstruksi bendung, terlebih dahulu ditentukan lokasi atau di bagian sungai mana bendung tersebut akan dibangun. Ini terkait dengan wilayah atau luas petak-petak sawah yang aliran air irigasinya akan dibantu oleh adanya konstruksi bendung tersebut. Pemilihan lokasi bendung hendaknya memperhatikan beberapa hal-hal seperti, wilayah atau topografi daerah yang akan dialiri, topografi lokasi bendung, keadaan hidrolis aliran sungai, keadaan tanah pondasi, dan lain sebagainya. Selain hal-hal utama yang telah disebutkan tadi, terdapat pula hal-hal khusus yang harus tetap diperhatikan sebelum membangun sebuah konstruksi bendung, misalnya konstruksi bendung harus direncanakan sedemikian rupa agar seluruh daerah dapat dialiri secara proses gravitasi, tinggi bendung dari dasar sungai tidak lebih dari tujuh meter, saluran induk tidak melewati trase yang sulit, letak bangunan pengambilan (intake) harus di letakkan sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelancaran masuknya air, sebaiknya lokasi bendung itu berada pada alur sungai yang lurus, keadaan pondasi cukup baik, tidak menimbulkan genangan yang luas di udik bendung serta tanggul banjir sependek mungkin, dan pelaksanaan tidak sulit dan biaya pembangunan tidak mahal. Untuk keperluan perencanaan dan pembangunan suatu konstruksi bendung, diperlukan pula data-data yang nanti akan dipergunakan untuk menentukan dimensi, luasan, dan bagian-bagian bendung yang perlu dibangun. Data-data tersebut, misalnya data topografi, data hidrologi, data morfologi, data geologi, data mekanika tanah, standar perencanaan (PBI, PKKI, PMI, dll), data lingkungan, dan data ekologi. Selain itu, diperlukan juga data-data terkait tentang curah hujan di derah tersebut, data debit banjir, dan data-data lain yang terkait dengan keadaan hidrologis daerah tersebut. Semua data-data ini dipergunakan untuk perencanaan dan pembangunan sebuah konstruksi bendung.

Syarat-syarat konstruksi bendung harus memenuhi beberapa faktor, yaitu• Bendung harus stabil dan mampu menahan tekanan air pada waktu banjir;• Pembuatan bendung harus memperhitungkan kekuatan daya dukung tanah di bawahnya;• Bendung harus dapat menahan bocoran (seepage) yang disebabkan oleh aliran air sungai dan aliran air yang meresap ke dalam tanah;• Tinggi ambang bendung harus dapat memenuhi tinggi muka air minimum yang diperlukan untuk seluruh daerah irigasi;• Bentuk peluap harus diperhitungkan, sehingga air dapat membawa pasir, kerikil dan batu-batu dari sebelah hulu dan tidak menimbulkan kerusakan pada tubuh bendung.

Pemilihan lokasi pembangunan bendung harus didasarkan atas beberapa faktor, yaitu

• Keadaan Topografio Dalam hal ini semua rencana daerah irigasi dapat terairi, sehingga harus dilihat elevasi sawah tertinggi yang akan diari;o Bila elevasi sawah tertinggi yang akan diairi telah diketahui maka elevasi mercu bendung dapat ditetapkan;o Dari kedua hal di atas, lokasi bendung dilihat dari segi topografi dapat diseleksi.

• Keadaan HidrologiDalam pembuatan bendung, yang patut diperhitungkan juga adalah faktor – faktor hidrologinya, karena menentukan lebar dan panjang bendung serta tinggi bendung tergantung pada debit rencana. Faktor – faktor yang diperhitungkan, yaitu masalah banjir rencana, perhitungan debit rencana, curah hujan efektif, distribusi curah hujan, unit hidrograf, dan banjir di site atau bendung.

• Kondisi TopografiDilihat dari lokasi, bendung harus memperhatikan beberapa aspek, yaitu o Ketinggian bendung tidak terlalu tinggi;o Trase saluran induk terletak di tempat yang baik.

• Kondisi Hidraulik dan Morfologio Pola aliran sungai meliputi kecepatan dan arahnya pada waktu debit banjir;

o Kedalaman dan lebar muka air pada waktu debit banjir;o Tinggi muka air pada debit banjir rencana;o Potensi dan distribusi angkutan sedimen.

• Kondisi Tanah PondasiBendung harus ditempatkan di lokasi dimana tanah pondasinya cukup baik sehingga bangunan akan stabil. Faktor lain yang harus dipertimbangkan pula yaitu potensi kegempaan dan potensi gerusan karena arus dan sebagainya.

• Biaya PelaksanaanBiaya pelaksanaan pembangunan bendung juga menjadi salah satu faktor penentu pemilihan lokasi pembangunan bendung. Dari beberapa alternatif lokasi ditinjau pula dari segi biaya yang paling murah dan pelaksanaan yang tidak terlalu sulit.

Pembagian Jenis-Jenis Bendung

• Berdasarkan cara pembendungannyaPembendungan air dapat tidak hanya dengan puncak pelimpah yang permanen saja, tetapi dapat juga dilengkapi dengan pintu pengatur yang bekerja di atas puncak ambang bendung. Berdasarkan hal tersebut, maka bendung dapat dibagi, yaituo BendungBila seluruh atau sebagian besar dari pembendungannya dilakukan oleh sebuah puncak pelimpah yang permanen. Meskipun bendung juga dilengkapi dengan pintu, tetapi bagian dari pintu ini lebih kecil dalam pelaksanaan pembendungan air.o BaraggeJika seluruh pembendungan atau sebagian besar dari pembendungan dilakukan oleh pintu. Pada barrage yang pembendungannya dilakukan seluruhnya oleh pintu, maka pada waktu banjir pintu tersebut dibuka sehingga peluapannya akan menjadi minimum atau berkurang.

• Berdasarkan Fungsinyao Bendung Pengarah ( Diversion Weir )Diversion Weir adalah suatu bangunan pelimpah dengan atau tanpa pintu penutup dan terletak melintang atau memotong kedalaman dasar sungai. Fungsinya adalah untuk membelokkan air sungai ke saluran primer.o Bendung PenahanFungsinya adalah untuk menyimpan air banjir atau manahan air banjir pada saat banjir datang sebagai penahan atau pengontrol banjir.

• Berdasarkan Bentuk dan Material Konstruksio Masonary Weir With Vertical Drops.Bendung tipe ini terdiri dari sebuah lantai horisontal dan sebuah puncak ambang dari pasangan batu tembok dengan permukaan air hampir tegak. Bendung tipe ini cocok untuk tanah dasar lempung keras.o Rock Dry Stone Weir.Bendung tipe ini adalah tipe yang sederhana, tipe ini cocok untuk tanah dasar berpasir halus seperti

tanah alluvial. Bendung tipe ini juga membutuhkan jumlah batu yang sangat banyak, jadi bendung tipe ini tidak banyak dipakai.

Bangunan Yang Terdapat Pada Bendung

• Tubuh Bendung (Weir)Tubuh bendung merupakan struktur utama yang berfungsi untuk membendung laju aliran sungai dan menaikkan tinggi muka air sungai dari elevasi awal. Bagian ini biasanya terbuat dari urugan tanah, pasangan batu kali, dan bronjong atau beton. Tubuh bendung umumnya dibuat melintang pada aliran sungai. Tubuh bendung merupakan bagian yang selalu atau boleh dilewati air baik dalam keadaan normal maupun air banjir. Tubuh bendung harus aman terhadap tekanan air, tekanan akibat perubahan debit yang mendadak, tekanan gempa,dan akibat berat sendiri.

• Pintu Air (Gates)Pintu air merupakan struktur dari bendung yang berfungsi untuk mengatur, membuka, dan menutup aliran air di saluran baik yang terbuka maupun tertutup. Bagian yang penting dari pintu air, yaituo Daun Pintu (Gate Leaf)Adalah bagian dari pintu air yang menahan tekanan air dan dapat digerakkan untuk membuka, mengatur, dan menutup aliran air.o Rangka pengatur arah gerakan (guide frame)Adalah alur dari baja atau besi yang dipasang masuk ke dalam beton yang digunakan untuk menjaga agar gerakan dari daun pintu sesuai dengan yang direncanakan.o Angker (anchorage)Adalah baja atau besi yang ditanam di dalam beton dan digunakan untuk menahan rangka pengatur arah gerakan agar dapat memindahkan muatan dari pintu air ke dalam konstruksi beton.o HoistAdalah alat untuk menggerakkan daun pintu air agar dapat dibuka dan ditutup dengan mudah.

• Pintu Pengambilan (Intake)Pintu pengambilan berfungsi mengatur banyaknya air yang masuk saluran dan mencegah masuknya benda-benda padat dan kasar ke dalam saluran. Pada bendung, tempat pengambilan bisa terdiri dari

dua buah, yaitu kanan dan kiri, dan bisa juga hanya sebuah, tergantung dari letak daerah yang akan diairi. Bila tempat pengambilan dua buah, menuntut adanya bangunan penguras dua buah pula. Kadang-kadang bila salah satu pintu pengambilam debitnya kecil, maka pengambilannya lewat gorong-gorong yang di buat pada tubuh bendung. Hal ini akan menyebabkan tidak perlu membuat dua bangunan penguras dan cukup satu saja.

• Pintu PengurasPenguras ini bisanya berada pada sebelah kiri atau sebelah kanan bendung dan kadang-kadang ada pada kiri dan kanan bendung. Hal ini disebabkan letak daripada pintu pengambilan. Bila pintu pengambilan terletak pada sebelah kiri bendung, maka penguras pun terletak pada sebelah kiri pula. Bila pintu pengambilan terletak pada sebelah kanan bendung, maka penguras pun terletak pada sebelah kanan pula. Sekalipun kadang-kadang pintu pengambilan ada dua buah, mungkin saja bangunan penguras cukup satu hal ini terjadi bila salah satu pintu pengambilan lewat tubuh bendung. Pintu penguras ini terletak antara dinding tegak sebelah kiri atau kanan bendung dengan pilar, atau antara pilar dengan pilar. Lebar pilar antara 1,00 sampai 2,50 meter tergantung konstruksi apa yang dipakai. Pintu penguras ini berfungsi untuk menguras bahan-bahan endapan yang ada pada sebelah udik pintu tersebut. Untuk membilas kandungan sedimen dan agar pintu tidak tersumbat, pintu tersebut akan dibuka setiap harinya selama kurang lebih 60 menit. Bila ada benda-benda hanyut mengganggu eksploitasi pintu penguras, sebaiknya dipertimbangkan untuk membuat pintu menjadi dua bagian, sehingga bagian atas dapat diturunkan dan benda-benda hanyut dapat lewat diatasnya.

• Kolam Peredam EnergiBila sebuah konstruksi bendung dibangun pada aliran sungai baik pada palung maupun pada sodetan, maka pada sebelah hilir bendung akan terjadi loncatan air. Kecepatan pada daerah itu masih tinggi, hal ini akan menimbulkan gerusan setempat (local scauring). Untuk meredam kecepatan yang tinggi itu, dibuat suatu konstruksi peredam energi. Bentuk hidrolisnya adalah merupakan suatu bentuk pertemuan antara penampang miring, penampang lengkung, dan penampang lurus. Secara garis besar konstruksi peredam energi dibagi menjadi 4 (empat) tipe, yaituo Ruang Olak Tipe VlughterRuang olak ini dipakai pada tanah aluvial dengan aliran sungai tidak membawa batuan besar. Bentuk hidrolis kolam ini akan dipengaruhi oleh tinggi energi di hulu di atas mercu dan perbedaan energi di hulu dengan muka air banjir hilir. o Ruang Olak Tipe SchoklitschPeredam tipe ini mempunyai bentuk hidrolis yang sama sifatnya dengan peredam energi tipe Vlughter. Berdasarkan percobaan, bentuk hidrolis kolam peredam energi ini dipengaruhi oleh faktor-faktor, yaitu tinggi energi di atas mercu dan perbedaan tinggi energi di hulu dengan muka air banjir di hilir. o Ruang Olak Tipe BucketKolam peredam energi ini terdiri dari tiga tipe, yaitu solid bucket, slotted rooler bucket atau dentated roller bucket, dan sky jump. Ketiga tipe ini mempunyai bentuk hampir sama dengan tipe Vlughter, namun perbedaanya sedikit pada ujung ruang olakan. Umumnya peredam ini digunakan bilamana sungai membawa batuan sebesar kelapa (boulder). Untuk menghindarkan kerusakan lantai belakang maka dibuat lantai yang melengkung sehingga bilamana ada batuan yang terbawa akan melanting ke arah hilirnya.o Ruang Olak Tipe USBRTipe ini biasanya dipakai untuk head drop yang lebih tinggi dari 10 meter. Ruang olakan ini memiliki berbagai variasi dan yang terpenting ada empat tipe yang dibedakan oleh rezim hidraulik aliran dan konstruksinya. Tipe-tipe tersebut, yaitu ruang olakan tipe USBR I merupakan ruang olakan datar dimana peredaman terjadi akibat benturan langsung dari aliran dengan permukaan dasar kolam, ruang olakan tipe USBR II merupakan ruang olakan yang memiliki blok-blok saluran tajam (gigi pemencar) di ujung hulu dan di dekat ujung hilir (end sill) dan tipe ini cocok untuk aliran dengan tekanan hidrostatis lebih besar dari 60 m, ruang olakan tipe USBR III merupakan ruang olakan yang

memiliki gigi pemencar di ujung hulu, pada dasar ruang olak dibuat gigi penghadang aliran, di ujung hilir dibuat perata aliran, dan tipe ini cocok untuk mengalirkan air dengan tekanan hidrostatis rendah, dan ruang olakan tipe USBR VI merupakan ruang olakan yang dipasang gigi pemencar di ujung hulu, di ujung hilir dibuat perata aliran, cocok untuk mengalirkan air dengan tekanan hidrostatis rendah, dan Bilangan Froud antara 2,5 - 4,5.o Ruang Olak Tipe The SAF Stilling Basin (SAF = Saint Anthony Falls)Ruang olakan tipe ini memiliki bentuk trapesium yang berbeda dengan bentuk ruang olakan lain dimana ruang olakan lain berbentuk melebar. Bentuk hidrolis tipe ini mensyaratkan Fr (Bilangan Froude) berkisar antara 1,7 sampai dengan 17. Pada pembuatan kolam ini dapat diperhatikan bahwa panjang kolam dan tinggi loncatan dapat di reduksi sekitar 80% dari seluruh perlengkapan. Kolam ini akan lebih pendek dan lebih ekonomis akan tetapi mempunyai beberapa kelemahan, yaitu faktor keselamatan rendah (Open Channel Hidraulics, V.T.Chow : 417-420)

• Kantong LumpurKantong lumpur berfungsi untuk mengendapkan fraksi-fraksi sedimen yang lebih besar dari fraksi pasir halus ( 0,06 s/d 0,07mm ) dan biasanya ditempatkan persis disebelah hilir bangunan pengambilan. Bahan-bahan yang telah mengendap dalam kantung lumpur kemudian dibersihkan secara berkala melalui saluran pembilas kantong lumpur dengan aliran yang deras untuk menghanyutkan endapan-endapan itu ke sungai sebelah hilir.

• Bangunan PelengkapTerdiri dari bangunan-bangunan atau pelengkap yang akan ditambahkan ke bangunan utama untuk keperluan :o Pengukuran debit dan muka air di sungai maupun di saluran sungai.o Pengoperasian pintu.o Peralatan komunikasi, tempat berteduh serta perumahan untuk tenaga eksploitasi dan pemeliharaan.o Jembatan diatas bendung agar seluruh bagian bangunan utama mudah dijangkau atau agar bagian-bagian itu terbuka untuk umum.

Keadaan Tubuh Bendung

• Menentukan Tinggi Muka Air Maksimum Pada SungaiDalam menentukan tinggi muka air maksimum pada sungai dipengaruhi oleh:o Kemiringan dasar sungai ( I );o Lebar dasar sungai (b);o Debit maksimum (Qd).

• Menentukan Tinggi Mercu BendungTinggi mercu bendung dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaituo Elevasi sawah bagian hilir tertinggi dan terjauh;o Elevasi kedalaman air di sawah;o Kehilangan tekanan dari saluran tersier ke sawah;o Kehilangan tekanan dari saluran sekunder ke saluran tersier;o Kehilangan tekanan dari saluran primer ke saluran sekunder;o Kehilangan tekanan karena kemiringan saluran;o Kehilangan tekanan di alat – alat ukur;o Kehilangan tekanan dari sungai ke saluran primer;o Persediaan tekanan untuk eksploitasi;o Persediaan untuk bangunan lain.Tinggi mercu bendung, p, yaitu ketinggian antara elevasi lantai udik atau dasar sungai di udik bendung dan elevasi mercu. Dalam menentukan tinggi mercu bendung maka harus dipertimbangkan terhadap :o Kebutuhan penyadapan untuk memperoleh debit dan tinggi tekan;o Kebutuhan tinggi energi untuk pembilasan;o Tinggi muka air genangan yang akan terjadi;o Kesempurnaan aliran pada bendung;o Kebutuhan pengendalian angkutan sedimen yang terjadi di bendung;o Tinggi mercu bendung, dianjurkan tidak lebih dari 4,00 meter dan minimum 0,5 H (H = tinggi energi di atas mercu).

• Menentukan Tinggi Air di Atas Mercu BendungTinggi air di atas mercu bendung dipengaruhi oleh:o Lebar Bendung (B)Lebar bendung adalah jarak antara dua tembok pangkal bendung (abutment), termasuk lebar bangunan pembilas dan pilar-pilarnya. Ini disebut lebar mercu bruto. Biasanya lebar bendung (B) < 6/5 lebar normal (Bn). Dalam penentuan panjang mercu bendung, maka harus diperhitungkan terhadap :1. Kemampuan melewatkan debit desain dengan tinggi jagaan yang cukup;2. Batasan tinggi muka air genangan maksimum yang diijinkan pada debit desain.Berkaitan dengan itu panjang mercu dapat diperkirakan, yaitu1. Sama lebar dengan lebar rata-rata sungai stabil atau pada debit penuh alur (bank full discharge);2. Umunya diambil sebesar 1,2 kali lebar sungai rata-rata, pada ruas sungai yang telah stabil.Pengambilan lebar mercu tidak boleh terlalu pendek dan tidak pula terlalu lebar. Bila desain panjang mercu bendung terlalu pendek, akan memberikan tinggi muka air di atas mercu lebih tinggi. Akibatnya tanggul banjir di udik akan bertambah tinggi pula. Demikian pula genangan banjir akan

bertambah luas. Sebaliknya bila terlalu lebar dapat mengakibatkan profil sungai bertambah lebar pula sehingga akan terjadi pengendapan sedimen di udik bendung yang dapat menimbulkan gangguan penyadapan aliran ke intake.

• Lebar Efektif BendungLebar efektif bendung adalah lebar bendung yang bermanfaat untuk melewatkan debit. Untuk menetapkan besarnya lebar efektif bendung, pelu diketahui mengenai eksploitasi bendung, karena pengaliran air di atas pintu lebih sukar daripada pengairan air di atas mercu bendung, maka kemampuan pintu pembilas untuk pengaliran air dianggap hanya 80%.

• Menentukan Panjang dan Dalam Kolam OlakKolam olak adalah suatu konstruksi yang berfungsi sebagai peredam energi yang terkandung dalam aliran dengan memanfaatkan loncatan hidraulis dari suatu aliran yang berkecepatan tinggi. Kolam olak sangat ditentukan oleh tinggi loncatan hidraulis, yang terjadi di dalam aliran.

• Menentukan Panjang Lantai MukaAkibat dari pembendungan sungai akan menimbulkan pebedaan tekanan, selanjutnya akan terjadi pengaliran di bawah bendung. Karena sifat air mencari jalan dengan hambatan yang paling kecil yang disebut “Creep Line”, maka untuk memperbesar hambatan, Creep Line harus diperpanjang dengan memberi lantai muka atau suatu dinding vertical. Untuk menentukan Creep Line, maka dapat dicari dengan rumus atau teori :

o Teori BlighMenyatakan bahwa besarnya perbedaan tekanan di jalur pengaliran adalah sebanding dengan panjang jalan Creep Line.

o Teori LaneTeori Lane ini memberikan koreksi terhadap teori Bligh, bahwa energi yang diperlukan oleh air untuk mengalir ke arah vertical lebih besar daripada arah horizontal dengan perbandingan 3:1.

• Menentukan Stabilitas BendungUntuk mengetahui kekuatan bendung, sehingga konstruksi bendung sesuai dengan yang direncanakan dan memenuhi syarat yang telah ditentukan. Stabilitas bendung ditentukan oleh gaya – gaya yang bekerja pada bendung, seperti:o Gaya berat;o Gaya gempa;o Tekanan Lumpur;o Gaya hidrostatis;o Gaya Uplift Pressure (Gaya Angkat).

• Perencanaan PintuPerencanaan pintu berfungsi mengatur banyaknya air yang masuk ke saluran dan mencegah masuknya benda-benda padat dan kasar ke dalam saluran (pintu pengambilan atau intake gate). Pada bendung tempat pengambilan bisa terdiri dari 2 pintu yaitu kanan dan kiri, bisa juga hanya satu tergantung letak daerah yang akan dialiri. Tinggi ambang tergantung pada material yang terbawa

oleh sungai. Ambang makin tinggi makin baik, untuk mencegah masuknya benda padat dan kasar ke saluran, tapi tinggi ini ditentukan atau dibatasi oleh ukuran pintu. Pada waktu banjir, pintu pengambilan cukup ditutup untuk mencegah masuknya benda kasar ke saluran. Penutupan pintu tidak berakibat apa apa karena saat banjir di sungai biaanya tidak lama. Maka yang dianggap air normal pada sungai adalah setinggi mercu. Ukuran pintu ditentukan dari segi praktis dan estetika. Lebar pintu biasanya maksimal 2 m untuk pintu dari kayu. Jika terdapat ukuran yang lebih besar dari 2 m, harus dibuat lebih dari satu pintu dengan pilar-pilar diantaranya.

• Pintu PengurasLebar pintu penguras biasanya diambil dari 1/10 lebar bendung (B), sedangkan pada saat banjir pintu penguras ditutup. Bila banjir lewat di atas pintu, maka tinggi pintu penguras harus setinggi mercu bendung. Oleh karena itu, tebal pintu juga harus diperhitungkan untuk tinggi air setinggi air banjir.

Stabilitas Bendung

Stabilitas suatu bendung harus memenuhi syarat – syarat konstruksi dari bendung, antara lain:• Bendung harus stabil dan mampu menahan tekanan air pada waktu banjir;• Bendung harus dapat menahan bocoran yang disebabkan oleh aliran sungai dan aliran air yang meresap di dalam tanah;• Bendung harus diperhitungkan terhadap daya dukung tanah di bawahnya;• Tinggi ambang bendung atau crest level harus dapat memenuhi tinggi muka air minimum yang diperlukan untuk seluruh daerah irigasi;• Peluap harus berbentuk sedemikian rupa agar air dapat membawa pasir, kerikil, dan batu – batuan dan tidak menimbulkan kerusakan pada puncak ambang.

Tipe-Tipe Mercu Bendung

• Tipe Mercu BulatUntuk bendung dengan mercu bulat memiliki harga koefisien debit yang jauh lebih tinggi (44%) dibandingkan koefisien bendung ambang lebar. Pada sungai – sungai, type ini banyak memberikan

keuntungan karena akan mengurangi tinggi muka air hulu selama banjir. Harga koefisien debit menjadi lebih tinggi karena lengkung stream line dan tekanan negatif pada mercu. Untuk bendung dengan 2 jari – jari hilir akan digunakan untuk menemukan harga koefisien debit.

• Tipe Mercu OgeeBentuk mercu type Ogee ini adalah tirai luapan bawah dari bendung ambang tajam aerasi. Sehingga mercu ini tidak akan memberikan tekanan sub atmosfer pada permukaan mercu sewaktu bendung mengalirkan air pada debit rencananya. Untuk bagian hulu mercu bervariasi sesuai dengan kemiringan permukaan hilir. Salah satu alasan dalam perencanaan digunakan Tipe Ogee adalah karena tanah disepanjang kolam olak, tanah berada dalam keadaan baik, maka tipe mercu yang cocok adalah tipe mercu ogee karena memerlukan lantai muka untuk menahan penggerusan, digunakan tumpukan batu sepanjang kolam olak sehingga dapat lebih hemat.

• Tipe Mercu VlughterTipe ini digunakan pada tanah dasar aluvial dengan kondisi sungai tidak membawa batuan-batuan besar. Tipe ini banyak dipakai di Indonesia.

• Tipe Mercu SchoklitschTipe ini merupakan modifikasi dari tipe Vlughter terlalu besar yang mengakibatkan galian atau koperan yang sangat besar.