Setiap waduk memiliki kapasitas tertentu untuk menampung air. Jika waduk mengalami kepenuhan air, maka permukaan waduk akan naik sehingga dapat mengakibatkan air pada waduk meluap. Untuk menghindari hal tersebut, maka kelebihan air harus dialirkan ke bagian hilir. Sehingga memerlukan spillway untuk mengalirkan air tersebut. Bangunan pelimpah atau spillway dapat dibangun menjadi bagian dari bendungan atau terpisah dari bendungan.
Secara definisi, bangunan pelimpah (spillway) adalah adalah bangunan hidrolik yang dibangun untuk menyalurkan aliran banjir lewat bendungan dengan tanpa membahayakan keamanan bendungan.
Bangunan pelimpah (spillway) dapat berupa terkontrol atau tidak terkontrol. Saluran pelimpah yang terkontrol dilengkapi dengan gerbang yang dapat dinaikkan atau diturunkan. Sebaliknya, saluran pelimpah yang tidak terkontrol tidak memiliki gerbang. Saluran tumpah yang terkontrol memiliki keuntungan tertentu. Saat waduk penuh, level airnya akan sama dengan level puncak spillway.
Jenis Bangunan Pelimpah Berdasarkan Fungsinya
Berdasarkan fungsinya penggunaan spilway, spillway diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu:
1. Pelimpah Utama (Service Spillway)
Pelimpah utama dirancang untuk menyalurkan suatu aliran normal atau banjir rencana. Jalur pelimpah ini diperlukan untuk semua bendungan. Sebagian besar bendungan hanya menggunakan bangunan pelimpah utama. Saluran pelimpah utama biasanya sangat kuat, struktur tahan erosi yang sebagian besar terdiri dari beton bertulang dan lapis pelindung rip-rap.
2. Pelimpah Tambahan (Auxiliary Spillway)
Beberapa bendungan dengan lokasi yang tidak mencukupi membangun bangunan pelimpah utama sendiri dengan kapasitas besar, memerlukan jalur pelimpah tambahan. Umumnya, jalur pelimpah tambahan dibangun secara bersamaan dengan bangunan pelimpah utama. Walaupun jarang digunakan, pelimpah tambahan dioperasikan sebagai saluran pelimpah sekunder untuk menambah kapasitas saluran pelimpah utama, jika pelimpah utama tidak mencukupi mengalirkan banjir desain. Spillway tambahan ini tidak dapat dibangun sendiri tanpa adanya pelimpah utama.
3. Pelimpah Darurat (Ermegency Spillway)
Pelimpah darurat dirancang untuk memberikan perlindungan tambahan terhadap perluapan bendungan atau mengalirkan muka air waduk pada kondisi darurat. Dalam hal ini, pelimpah darurat beroperasi ketika adanya keadaan darurat seperti kesalahan operasi atau tidak berpungsinya pelimpah utama yang mungkin bisa terjadi kapan saja selama umur bendungan.
Jenis Bangunan Pelimpah Berdasarkan Bentuknya
Ada beberapa jenis bangunan pelimpah atau spillway berdasarkan bentuknya yang akan dibahas secara singkat di bawah ini:
1. Ambang Jatuh Bebas (Free Overfall atau Straight Drop Spillway)
Pada spillway jenis ini, air dengan jatuh bebas dari mercu pelimpah. Kadang-kadang, mercu pelimpah diperpanjang dalam bentuk bibir yang menjorok ke depan untuk mengarahkan aliran cukup jauh dari permukaan bendungan. Bagian bawah tempatnya air yang jatuh dilengkapi dengan ventilasi sehingga dapat mencegah terjadinya pusaran air. Aliran biasanya terjun langsung ke dasar hilirnya, sehingga dapat membentuk kolam dengan kedalaman tertentu. Sehingga, lantai pelindung (apron) yang kedap air harus dibangun di sisi hilir untuk melindungi struktur dari pengaruh gerusan. Terkadang, pada bagian sisi hilir dibangun kolam olak (stilling basin) yang merupakan kolam buatan kecil berfungsi sebagai peredam energi.
2. Ogee (Overflow Spillway)
Sebuah pelimpah ogee memiliki ambang yang bentuknya menyerupai huruf S atau yang disebut dengan Ogee. Mercu pelimpah dibuat menyesuaikan dengan profil nappe pada bagian bawah dari semburan air dilengkapi dengan ventilasi/aerasi yang jatuh bebas dari ambang yang tajam. Bagian bawah permukaan spillway bersinggungan dengan kurva atas dan menopang lembaran air yang jatuh. Sehingga mercu ini tidak akan memberikan tekanan sub atmosfer pada permukaan mercu sewaktu bendung mengalirkan air pada debit rencananya. Untuk bagian hulu mercu bervariasi sesuai dengan kemiringan permukaan hilir.
3. Pelimpah Luncur (Chute Spillway)
Pelimpah luncur adalah saluran yang pembuangannya dialirkan dari waduk ke bagian hilir permukaan sungai melalui saluran terbuka. Biasanya, ditempatkan pada tumpuan yang berdekatan dengan bendungan atau melalui pelana yang jauh dari lokasi struktur bendungan. Saluran pelimpah ini biasanya terdiri dari saluran masuk, struktur kontrol, saluran pembuangan, struktur terminal, dan saluran keluar. Seringkali, sumbu saluran masuk atau saluran pembuangan harus melengkung menyesuaikan dengan topografi lokasi. Kemiringan saluran pelimpah dirancang sedemikian rupa sehingga aliran harus selalu dalam kondisi superkritis. Untuk meredam energi dari loncatan air di bawah mercu, sehingga peredam energi harus dibangun pada pelimpah luncur.
4. Pelimpah Samping (Side channel Spillway)
Pelimpah ini mirip dengan pelimpah luncur, perbedaan antara keduanya terletak pada sistem pengaliran airnya. Puncak pelimpah samping terletak di salah satu sisinya, sedangkan puncak pelimpah luncur terletak pada dinding kanan dan kiri pelimpah. Limpahan air dialirkan ke bak bandungan yang sempit hingga membentuk sudut siku-siku dan mengalir sejajar dengan puncak pelimpah.
5. Pelimpah Corong (Shaft Spillway)
Pelimpah corong adalah salah satu tempat aliran air masuk melalui lubang yang posisinya horizontal, turun melalui corong vertikal atau miring, dan kemudian mengalir melalui saluran atau terowongan horizontal atau hampir horizontal hingga mencapai bagian hilir. Corong yang dibangun dapat berupa buatan atau alami. Penggalian untuk corong alami hanya mungkin dilakukan jika terdapat lapisan batuan keras di sisi hulu. Saluran horizontal melewati badan bendungan atau melalui fondasi bendungan.
6. Pelimpah Sifon (Siphon Spillway)
Pelimpah sifon pada dasarnya adalah sistem saluran tertutup yang berdasarkan prinsio aksi/tarikan sifon. Sistem saluran berbentuk tabung U terbalik dengan kaki yang tidak sama dengan ujung saluran masuknya pada tingkat penyimpanan waduk normal. Ketika permukaan air waduk naik di atas permukaan normal, aliran air awal serupa dengan aliran di mercu bendung. Aksi sifon terjadi setelah udara di belokan melalui mercu ditarik oleh aliran air. Setiap kali tingkat naik di atas permukaan normal, air masuk ke saluran dan dibuang ke hilir saluran dengan aksi sifonik.
