Pendidikan Vokasional Konstruksi Bangunan: All About Spillway

Pengertian Spillway

Menurut http://en.wikipedia.org/ yang sudah diterjemahkan, spillway adalah sebuah struktur di dam (bendungan) yang sebenarnya adalah sebuah metode untuk mengendalikan pelepasan air untuk mengalir dari bendungan atau tanggul ke daerah hilir. Sedangkan jika ditinjau dari ilmu bangunan, spillway adalah sebuah struktur bagian dari bendungan yang berfungsi sebagai tempat melewati pelimpahan air yang nantinya akan diteruskan.

Fungsi Spillway
Spillway atau katup ini membantu mencegah banjir sehingga ketinggian air tidak melebihi batas yang ditetapkan yang bisa menghancurkan sebuah bendungan. Hal ini biasanya dilakukan pada saat terjadi banjir. Pada saat normal, digunakanlah pintu air dam untuk mengeluarkan air secara teratur untuk digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik, suplai air dan sebagainya.

Jenis Spillway
Spillway terletak di atas reservoir (waduk penampungan air). Bendungan juga mungkin memiliki pintu air dengan katup atau pintu yang dapat dioperasikan untuk melepaskan arus banjir. Ada dua jenis spillways: terkendali dan tidak terkendali.
Spillway yang terkendali memiliki struktur mekanik atau gerbang untuk mengatur laju aliran air. Desain ini memungkinkan untuk memungkinkan mengatur ketinggian bendungan yang akan digunakan untuk penyimpanan air sepanjang tahun, dan saat banjir bisa dikeluarkan dengan membuka satu atau lebih spillways.
Spillway yang tidak terkendali, tidak memiliki pintu, ketika air naik di atas bibir atau puncak katup yang itu mulai dikeluarkan dari reservoir. Laju debit dikendalikan hanya dengan kedalaman air dalam reservoir. Semua volume penyimpanan dalam reservoir di atas puncak Spillway hanya dapat digunakan untuk penyimpanan sementara air banjir, dan tidak dapat digunakan sebagai tempat penyimpanan air bersih karena biasanya kosong.

Cara Kerja Spillway
Spillway atau katup ini membantu mencegah banjir sehingga ketinggian air tidak melebihi batas yang ditetapkan yang bisa menghancurkan sebuah bendungan. Hal ini biasanya dilakukan pada saat terjadi banjir.
Pada saat normal, digunakanlah pintu air dam untuk mengeluarkan air secara teratur untuk digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik, suplai air dan sebagainya. Spillway terletak di atas reservoir (waduk penampungan air). Bendungan juga mungkin memiliki pintu air dengan katup atau pintu yang dapat dioperasikan untuk melepaskan arus banjir.

Gambar 1. Cara Kerja Spillway Terkendali

Bentuk-bentuk Spillway/ Pelimpah
Ada beberapa macam bentuk spillway, di antaranya adalah:

Siphon Spillway (Pelimpah Sifon)

Pelimpah sifon merupakan salah satu tipe dari bangunan pelimpah yang berbentuk sistem conduit/ terowongan tertutup dalam bentuk U terbalik. Sifon dapat pula berupa saluran tertutup dan saluran terbuka. Pelimpah sifon berupa saluran terbuka jika aliran yang melewati tidak penuh yang dalam hal ini sifon hanya berfungsi sebagai pelimpah bebas. Kondisi ini dapat terjadi pada saat tinggi muka air hulu lebih rendah dari elevasi puncak inlet. Jika aliran diperbesar sehingga tinggi muka air hulu lebih tinggi dari elevasi puncak inlet, kecepatan di dalam sifon bertambah. Jika kondisi ini berlangsung terus dalam arti pada sisi hulu dan hilir sifon berada dalam kondisi tenggelam (submerged flow) pada kondisi tertentu aliran sifon merupakan aliran tertutup atau aliran dalam pipa. Secara umum pelimpah tipe sifon dibentuk dengan lima komponen yaitu lubang masuk (inlet), kaki bagian atas/depan (upper leg), tenggorokan (throat), kaki bagian bawah/ belakang (lower lag), dan lubang keluar (outlet). Penggunaan pelimpah sifon masih relatif sedikit, terutama di Indonesia.

Gambar 2. Siphon spillway di Kanal Genil-Cabra, Spain

Gambar 3. Champlain Canal Lock C9, siphon spillway ada di sebelah kanan

Chute Spillway

Chute Spillways secara umum didesain untuk mentransfer arus air dari bendungan ke sungai yang berada di bawahnya. Pada umumnya demikian, hal ini dimaksudkan untuk melindungi bendungan dari kerusakan jika debit air terlalu banyak dan melindungi topografi. Spillways ini memiliki perangkat pengendali. Selain itu, spillways ini tidak menghilangkan energi seperti stepped spillways. Chute Spillway tertanam dengan baffle blok beton tetapi biasanya memiliki ‘bibir flip’ dan atau cekungan dissipater yang menciptakan hidrolik lompat (hydraulic jump), yaitu untuk melindungi ujung bendungan dari erosi.

Gambar 4. Chute spillway di Bendungan Llyn Brianne, Wales

Gambar 5. Chute Spillway di bendungan Alqueva, di Portugal.

Gambar 6. Chute Spillway di bendungan Mosul di Sungai Tigris, Irak

Stepped spillway

Stepped spillway telah digunakan selama lebih dari 3000 tahun. Baru-baru ini, bahan bangunan baru (misalnya RCC Roller-Compacted Concrete, gabion) dan teknik desain (misalnya perlindungan tanggul overtopping) telah meningkatkan kegunaan Stepped Spillway dan Chute Spillway. Langkah-langkah tersebut untuk menghasilkan disipasi energi yang cukup selama meluncur dan mengurangi ukuran cekungan disipasi energi yang dibutuhkan hilir. Penelitian masih aktif pada topik dengan perkembangan baru pada sistem perlindungan luapan tanggul bendungan, spillway konvergen, dan desain bendungan kecil.

Gambar 7. Chute Spillway di Yeoman Hey Reservoir, England

Gambar 8. Bendungan Croton, New York

Bell Mouth Spillway (Pelimpah Bentuk Sumur / Shaft Spillway/ Morning Glory)

Beberapa spillway didesain seperti lonceng terbalik sehingga air bisa masuk semua di sekeliling. Perangkat spillway yang tidak terkontrol ini disebut juga morning glory, plughole, lubang kemuliaan, atau bell-mouth spillway. Di dearah dimana permukaan reservoir dapat membeku, spillway bell-mouth biasanya dilengkapi dengan pengaturan ice-breaking untuk mencegah spillway dari menjadi pembentukan ikatan es. Chaffey Dam, yang terletak di dekat Tamwaoth, New South Wales di Australia memiliki contoh klasik dari spillway bel-terbalik. Itu adalah yang pertama diciptakan di Australia dari jenisnya. Dalam beberapa kasus Bell-Mouth atau Spillway Morning Glory adalah gerbang yang dikendalikan. Spillway di Bendungan Hungry House (foto kanan), struktur Morning Glory tertinggi di dunia, dikendalikan oleh sebuah gerbang cincin 64-dengan-12-kaki (20 dengan 3,7 m).

Sedangkan di Indonesia, spillway jenis ini terdapat di Bendungan Jatiluhur (Jawa Barat) dan Bendungan Riam Kanan (Kalimantan Selatan).

Gambar 9. Bell mouth spillway di Bendungan Hungry Horse.

Gambar 10. Morning glory hole Bendungan Jatiluhur

Gambar 11. Morning glory hole di Bendungan Riam Kanan

Side Channel Spillway (Pelimpah Luapan Samping)

Side channel spillway digunakan terutama pada bendungan tanggul. Spillway ini terletak hanya di bagian hulu dan di sisi bendungan. Air mengalir melewati saluran samping. Kemudian mengalir turun meluncur dan bergabung dengan sungai hilir bendungan. Kadang-kadang terowongan yang digunakan dapat mengalihkan air ke tempat lain.

Gambar 12. Side channel spillway di Bendungan Hope, Scotland

Gambar 13. Bendungan Corin, Sungai Cotter, Australia

Ogee Spillway (Spillway Muka Air Bebas)

Ogee Spillway atau spillway muka air bebas sangat banyak dipergunakan untuk pembuangan air banjir. Bentuk mercu ogee spillway juga digunakan untuk bendung maupun alat ukur debit. Ogee spillway melimpaskan air dengan debit yang merupakan fungsi dari tinggi air dari mercu dan lebar bendung. Agar ogee spillway dapat melimpaskan debit yang besar maka diperlukan tinggi air di atas mercu besar pula. Jika tinggi bendungan sudah ditetapkan atau dibatasi maka kebutuhan tinggi muka air di atas mercu spillway berarti pengurangan kapasitas bendungan sebagai waduk.