STUDI PERENCANAAN HIDRAULIK PEREDAM ENERGI TIPE VLUGHTER DENGAN MODEL FISIK DUA DIMENSI

STUDI PERENCANAAN HIDRAULIK PEREDAM ENERGI TIPE VLUGHTER DENGAN MODEL FISIK DUA DIMENSI Jendrik Sitanggang NRP : 0021092

Pembimbing : ENDANG ARIANI., Ir., Dipl. HE

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA BANDUNG

ABSTRAK Peredam energi merupakan salah satu kelengkapan atau bagian dari bendung yang berfungsi untuk meredam energi yang ditimbulkan oleh aliran air dengan energi dan kecepatan tinggi akibat peninggian muka air udik akibat pembendungan, sehingga penggerusan lokal di hilir bendung dapat dikurangi atau minimal tidak membahayakan konstruksi bendung. Model untuk penelitian dilakukan di Laboratorium Hidraulika dan Mekanika Fluida Jurusan Teknik Sipil Universitas Kristen Maranatha. Faktor utama terjadinya penggerusan yang dalam di hilir bendung adalah peredam energi yang belum berfungsi secara optimal. Untuk mengetahui penggerusan yang terjadi di hilir bendung dilakukan dua kali perubahan model. Hasil penelitian dengan peredam energi tipe Vlughter menunjukkan bahwa peredam energi tipe Vlughter perlu dimodifikasi untuk mengurangi terjadinya penggerusan di hilir bendung. Pada kondisi model awal dengan debit 100 % (QThomson = 0,03768900 3 m /detik) penggerusan yang terjadi adalah sedalam 9 cm. Pada model perubahan I dengan debit 100 % (QThomson = 0,0336900 m3/detik) penggerusan yang terjadi adalah sedalam 6 cm. Pada model perubahan II dengan debit 100 % (QThomson = 0,032350049 m3/detik) penggerusan yang terjadi adalah sedalam 3 cm.

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR.......................................................... i SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR....................................... ii ABSTRAK............................................................................................................. iii PRAKATA............................................................................................................. iv DAFTAR ISI..........................................................................................................vi DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN...........................................................viii DAFTAR GAMBAR.............................................................................................ix DAFTAR TABEL................................................................................................. xi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah.........................................................................1 1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian...............................................................2 1.3 Ruang Lingkup Pembahasan.................................................................. 2 1.4 Sistematika Pembahasan........................................................................ 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Bendung............................................................................... 5 2.1.1 Klasifikasi Bendung..................................................................... 6 2.1.2 Komponen Utama Bendung.........................................................7 2.2 Pengertian Peredam Energi.................................................................... 9 2.2.1 Macam-macam Peredam Energi.................................................. 9 2.2.2 Prinsip Pemecahan Energi..........................................................12 2.3 Desain Hidraulik Peredam Energi Tipe Vlughter................................ 13 vi

Universitas Kristen Maranatha

2.4 Rumus-rumus Perhitungan Desain Hidraulik Peredam Energi Tipe Vlughter...................................................................................... 14 BAB 3 PENYAJIAN DATA KASUS 3.1 Deskripsi Model Peredam Energi Tipe Vlughter…………………..... 17 3.2 Data Desain Model Peredam Energi Tipe Vlughter…………….........19 3.3 Prosedur Kerja…………………………………………………..........23

BAB 4 ANALISIS DATA 4.1 Analisis Percobaan Lengkung Debit…………......….......................... 27 4.2 Analisis Penggerusan di Hilir Bendung……………………………... 31 4.2.1 Penggerusan Pada Model Desain Awal..................................... 31 4.2.2 Penggerusan Pada Model Perubahan I....................................... 39 4.2.3 Penggerusan Pada Model Perubahan II......................................46

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan.......................................................................................... 54 5.2 Saran.....................................................................................................56 DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................57

vii

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Data bacaan Thomson……………………………………………........ 19 Tabel 4.1 Perhitungan hThompson dan Qthompson………………….........................30

xi

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR GAMBAR

Halaman 1. Gambar 2.1 Komponen utama bendung.............................................................8 2. Gambar 2.2 Peredam energi tipe Vlughter…….......………………………… 10 3. Gambar 2.3 Peredam energi tipe cekung.............…………………………… 10 4. Gambar 2.4 Peredam energi tipe Schoklitsch...................................................11 5. Gambar 2.5 Peredam energi tipe USBR.......................................................... 12 6. Gambar 2.6 Peredam energi tipe MDO............................................................12 7. Gambar 2.7 Ukuran hidraulik peredam energi tipe Vlughter...........................14 8. Gambar 3.1 Saluran terbuka.............................................................................18 9. Gambar 3.2 Model peredam energi tipe Vlughter............................................19 10. Gambar 3.3 Desain peredam energi tipe Vlughter........................................... 23 11. Gambar 3.4 Bagan alir prosedur kerja............................................................. 26 12. Gambar 4.1 Grafik hubungan QThomson dan ΔhThomson...................................... 31 13. Gambar 4.2 Kondisi model awal......................................................................32 14. Gambar 4.3 Profil aliran dan penggerusan dengan QThomson = 0,01159467 m3/detik....................................................................... 34 10. Gambar 4.4 Profil aliran dan penggerusan dengan QThomson = 0,02021386 m3/detik....................................................................... 36 11. Gambar 4.5 Profil aliran dan penggerusan dengan QThomson = 0,03768900 m3/detik....................................................................... 38 12. Gambar 4.6 Kondisi model setelah dilakukan perubahan I............................. 39 13. Gambar 4.7 Profil aliran dan penggerusan dengan ix

Universitas Kristen Maranatha

QThomson = 0,01159467 m3/detik.......................................................................41 14. Gambar 4.8 Profil aliran dan penggerusan dengan QThomson = 0,02015900 m3/detik....................................................................... 43 15. Gambar 4.9 Profil aliran dan penggerusan dengan QThomson = 0,0336900 m3/detik......................................................................... 45 16. Gambar 4.10 Kondisi model setelah dilakukan perubahan II.......................... 46 17. Gambar 4.11 Profil aliran dan penggerusan dengan QThomson = 0,01063600 m3/detik....................................................................... 49 18. Gambar 4.12 Profil aliran dan penggerusan dengan QThomson = 0,01956100 m3/detik....................................................................... 51 19. Gambar 4.13 Profil aliran dan penggerusan dengan QThomson = 0,032350049 m3/detik..................................................................... 53

x

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

a

= tinggi ambang hilir (m)

2a

= lebar ambang hilir (m)

B

= lebar saluran (m)

c

= koefisien debit (1.39)

D

= Tinggi mercu terhadap lantai kolam olak (m)

g

= percepatan gravitasi (m/detik2) = 9,81 m/detik2

h

= tinggi mercu terhadap muka air udik (m)

hc

= tinggi muka air kritis terhadap mercu (m)

∆h

= bacaan awal - bacaan akhir (m)

hThomson

= bacaan Thomson akhir – bacaan Thomson awal (m)

L

= Panjang lantai kolam olak (m)

Q

= debit aliran (m3/detik)

q

= debit per satuan lebar (m3/detik/m’)

Qthomson

1 = 1.39 x tg  x (hThomson) 5/2 (m3/detik) 2

R

= Jari-jari transisi kaki bendung dan lantai kolam olak (m)

t

= tinggi muka air hilir terhadap kolam olak (m)

z

= elevasi muka air udik bendung – elevasi muka air hilir bendung (m)

viii

Universitas Kristen Maranatha