Modul Sabo

Pradesain Hidrolik Sabodam

Hitung debit desain, debit puncak aliran debris, dimensi pelimpah, slit, apron, dan subdam dengan uraian perhitungan bertahap.

Informasi Analisa

  • Kode Analisa
    SABO-20260707-0001
  • Nama Analisa
    Sabo Dam DAS Petung
  • Nama Pekerjaan
    Pembangunan Sabo Dam sebagai Pengendali Sedimen
  • Sungai
    Sungai Petung
  • Tipe Desain
    Sabodam Tipe Tertutup

Data Dasar

I 0.047
θ 2.691°
B 9.500 m
h 4.000 m
hs 0.000 m
H 4.000 m
Qp 304.000 m³/s
D50 10.000 mm
D95 0.100 m
φ 34.000°
q izin 350.000 kPa
Edit Data Teknis
Catatan: Hasil pradesain ini merupakan hitungan awal. Dimensi final tetap perlu divalidasi dengan desain hidrolik, uji model bila diperlukan, geoteknik, dan pertimbangan tenaga ahli.

Hitung Pradesain Hidrolik

Sistem akan menghitung dan menyimpan hasil pradesain berdasarkan data teknis minimal.

Debit dan Debris

Cd hitung -0.094
Cd desain 0.540
Qp 304.000 m³/s
Qd 468.160 m³/s
Qsp 3,040.000 m³/s
B debris 19.000 m
hd 21.100 m
Vdf 7.586 m/s

Dimensi Utama

B1 14.250 m
B2 17.850 m
h3 3.600 m
F 0.800 m
Mercu 6.500 m
m / n 1.200 / 0.200
b2' 12.100 m

Apron dan Subdam

Tebal apron 1.500 m
L hidrolik 26.775 m
L empiris 10.675 m
L desain 27.000 m
h2 subdam 1.200 m
h1' 0.000 m

Sketsa Hasil Pradesain

Catatan: Sketsa berikut merupakan visualisasi otomatis dari hasil pradesain. Sketsa ini membantu membaca dimensi utama seperti B1, B2, h3, F, panjang apron, tebal apron, dan tinggi subdam.

Sketsa Dimensi Pelimpah

B1 = 14.25 m B2 = 17.85 m h3 = 3.60 m 1 0.5 Pelimpah

Sketsa Memanjang Apron dan Subdam

Sketsa Memanjang Dam Utama - Apron / Kolam Olak - Subdam Garis dasar sungai / fondasi Muka air hulu Apron / Kolam Olak Subdam fondasi / gerusan Dam Utama mercu b2 = 6.50 m H = 4.00 m h3 = 3.60 m F = 0.80 m L apron = 27.00 m t = 1.50 m h2 = 1.20 m h1' = 0.00 m H2 = 2.50 m Dh2 = 1.11 m lw = 12.82 m x = 7.46 m Referensi pelimpah: B1 = 14.25 m ; B2 = 17.85 m Kemiringan tubuh: m = 1.20 ; n = 0.20 arah aliran

Gambar D.2 — Sketsa memanjang hasil pradesain: dam utama, apron/kolam olak, dan subdam.

Uraian Perhitungan

Data yang Digunakan

Kemiringan dasar sungai, I = 0.047
Sudut dasar sungai, θ = 2.691°
Lebar sungai, B = 9.500 m
Tinggi dam rencana dari dasar sungai, h = 4.000 m
Tinggi sedimen, hs = 0.000 m
Tinggi total dam, H = 4.000 m
Debit banjir, Qp = 304.000 m³/s
D50 = 10.000 mm
D95 = 0.100 m
Sudut geser dalam sedimen, φ = 34.000°
ρ = 1.850
σ = 0.370
C* = 0.600
Cs = 0.500
γc = 22.540 kN/m³
γs = 26.000 kN/m³
γw = 9.800 kN/m³

Rumus

Data dasar digunakan sebagai input untuk seluruh tahapan pradesain.

Substitusi

-

Hasil

Data dasar telah dibaca dari input data teknis minimal.

Kesimpulan

Perhitungan pradesain dilanjutkan dengan analisis debit desain dan debit puncak aliran debris.

Data yang Digunakan

ρ = 1.850
σ = 0.370
θ = 2.691°
φ = 34.000°
C* = 0.600

Rumus

Cd = ρ tan θ / ((σ − ρ) × (tan φ − tan θ))
Jika Cd ≥ 0.9 × C*, maka Cd = 0.9 × C*

Substitusi

Cd hitung = -0.094
0.9 × C* = 0.9 × 0.600 = 0.540

Hasil

Cd desain = 0.540

Kesimpulan

Konsentrasi sedimen desain yang digunakan adalah Cd = 0.540.

Data yang Digunakan

Qp = 304.000 m³/s
Cd = 0.540

Rumus

Qd = (1 + Cd) × Qp

Substitusi

Qd = (1 + 0.540) × 304.000

Hasil

Qd = 468.160 m³/s

Kesimpulan

Debit desain untuk perhitungan pelimpah adalah Qd = 468.160 m³/s.

Data yang Digunakan

C* = 0.600
Cd = 0.540
Qp = 304.000 m³/s

Rumus

Qsp = C* / (C* − Cd) × Qp

Substitusi

Qsp = 0.600 / (0.600 − 0.540) × 304.000

Hasil

Qsp = 3,040.000 m³/s

Kesimpulan

Debit puncak aliran debris adalah Qsp = 3,040.000 m³/s.

Data yang Digunakan

Lebar sungai, B = 9.500 m
Faktor lebar aliran debris = 2.000

Rumus

Bdebris = 80% × B

Substitusi

Bdebris = 2.000 × 9.500

Hasil

Bdebris = 19.000 m

Kesimpulan

Lebar aliran debris yang digunakan adalah 19.000 m.

Data yang Digunakan

Qsp = 3,040.000 m³/s
Bdebris = 19.000 m
n Manning = 0.100
θ = 2.691°

Rumus

Qsp = hd × Bdebris × Vdf
Vdf = (1/n) × R^(2/3) × (sin θ)^(1/2)
R = (hd × Bdebris) / (Bdebris + 2hd)

Substitusi

Perhitungan dilakukan dengan trial and error/iterasi terhadap hd sampai Q hitung mendekati Qsp.
R hasil = 6.551 m
Q check = 3,041.131 m³/s

Hasil

hd = 21.100 m
Vdf = 7.586 m/s

Kesimpulan

Tinggi dan kecepatan aliran debris digunakan untuk perhitungan gaya akibat aliran debris.

Data yang Digunakan

B = 9.500 m
Faktor B1 = 1.500
C = 1.500
Qd = 468.160 m³/s

Rumus

B1 = 80% × B
Qd = 2/15 × C × √(2g) × (3B1 + 2B2) × h3^(3/2)
B2 = B1 + 2 × m2 × h3

Substitusi

B1 = 1.500 × 9.500 = 14.250 m
h3 dihitung dengan iterasi terhadap Qd.

Hasil

B1 = 14.250 m
h3 = 3.600 m
B2 = 17.850 m
F = 0.800 m

Kesimpulan

Dimensi pelimpah awal telah dihitung berdasarkan debit desain.

Data yang Digunakan

Tipe sedimen dan sifat hidraulik aliran dipertimbangkan dalam pemilihan lebar mercu.

Rumus

Lebar mercu ditentukan berdasarkan ketentuan tabel desain dan karakter sedimen.

Substitusi

Untuk kondisi sedimen berupa batu-batu besar dan aliran kolektif, digunakan lebar mercu awal.

Hasil

b2 = 6.500 m

Kesimpulan

Lebar mercu pelimpah yang digunakan adalah b2 = 6.500 m.

Data yang Digunakan

H = 4.000 m
h3 = 3.600 m
F = 0.800 m
b2 rekomendasi = 3.000 m
b2 manual = 6.500 m
b2 dipakai = 6.500 m
γc = 22.540 kN/m³
γw = 9.800 kN/m³

Rumus

α = (h3 + F) / H
β = b2 / H
γ = γc / γw
(1 + α)m² + [2(n + β) + n(4α + γ) + 2αβ]m − ... = 0
b2' = mH + nH + b2

Substitusi

α = 1.100
β = 1.625
γ = 2.300
m rekomendasi = 0.500
m manual = 1.200
n rekomendasi = 0.025
n manual = 0.200

Hasil

m hitung = -
m dipakai = 1.200
n dipakai = 0.200
b2 dipakai = 6.500 m
b2' = 12.100 m

Kesimpulan

Kemiringan tubuh dam utama dan lebar dasar dam dihitung dengan mempertimbangkan rekomendasi otomatis dan input manual jika tersedia.

Data yang Digunakan

H = 4.000 m
h3 = 3.600 m

Rumus

Dengan kolam olak:
t = 0.1 × (0.6H1 + 3h3 − 1.0), H1 = H − t

Tanpa kolam olak:
t = 0.2 × (0.6H1 + 3h3 − 1.0), H1 = H − t

Substitusi

Perhitungan dilakukan untuk dua kondisi, yaitu dengan kolam olak dan tanpa kolam olak.

Hasil

t dengan kolam olak = 1.151 m
H1 dengan kolam olak = 2.849 m
t tanpa kolam olak = 2.179 m
H1 tanpa kolam olak = 1.821 m
t desain = 1.500 m

Kesimpulan

Tebal apron desain diambil berdasarkan kondisi dengan kolam olak dan pembulatan konstruktif.

Data yang Digunakan

Qd = 468.160 m³/s
B1 = 14.250 m
B2 = 17.850 m
h3 = 3.600 m
β loncatan = 1.090

Rumus

L = b1 + x + lw
v1 = √(2g(H1 + h3))
q1 = Qd / (0.5 × (B1 + B2))
h1'' = q1 / v1
F1 = v1 / √(g × h1'')
hj = h1''/2 × (√(1 + 8F1²) − 1)
x = β × hj
q0 = Qd / B
v0 = q0 / h3
lw = v0 × √(2(H1 + 0.5h3) / g)

Substitusi

Perhitungan dilakukan berurutan dari kecepatan jatuh, debit per meter, Froude, tinggi loncatan, panjang olakan, dan panjang terjunan.

Hasil

b1 subdam = 6.500 m
v1 = 10.940 m/s
q1 = 29.169 m³/s/m
h1'' = 2.666 m
F1 = 2.139
hj = 6.842 m
x = 7.458 m
q0 = 49.280 m³/s/m
v0 = 13.689 m/s
lw = 12.817 m
L hidrolik = 26.775 m
L empiris = 10.675 m
L desain = 27.000 m

Kesimpulan

Panjang apron desain diambil dari nilai yang lebih konservatif antara perhitungan hidrolik dan empiris.

Data yang Digunakan

H = 4.000 m
t apron = 1.500 m
D50 = 10.000 mm

Rumus

h2 = 1/4H sampai 1/3H
h1' = h2 − t
H2 = h2 + Dh2

Substitusi

h2 minimum = 1/4 × H
h2 maksimum = 1/3 × H
Dh2 diambil sebagai pendekatan awal terhadap potensi scouring.

Hasil

h2 minimum = 1.000 m
h2 maksimum = 1.333 m
h2 desain = 1.200 m
h1' = 0.000 m
Dh2 = 1.105 m
H2 = 2.500 m

Kesimpulan

Dimensi awal subdam telah dihitung. Nilai Dh2 perlu diverifikasi dengan analisis gerusan lokal.
Kembali ke Dashboard Lanjut ke Gaya dan Momen