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