STUDI PERENCANAAN HIDRAULIK PEREDAM ENERGI VLUGHTER Pembimbing

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