BAB I
KEBUTUHAN AIR IRIGASI
1.1 UMUM
Irigasi adalah penambahan kekurangan kadar air tanah secara buatan dengan cara menyalurkan air yang perlu untuk pertumbuhan tanaman ke tanah yang diolah dan mendistribusikannya secara sistematis. Sebaliknya pemberian air yang berlebih pada tanah yang diolah itu akan merusakkan tanaman. Jika terjadi curah hujan yang lama yang disebabkan oleh curah hujan yang deras, maka tanah yang diolah itu akan tergenang dan dibanjiri air, yang kadang-kadang mengakibatkan kerusakan yang banyak. Daerah-daerah yang rendah yang kurang baik drainasenya, selalu akan tergenang air. Pada daerah-daerah demikian, pelapukan dan dekomposisi tanah tidak berkembang, sehingga daerah itu tidak akan menjadi lingkungan yang baik untuk pertumbuhan padi. Jadi di daerah-daerah demikian, kelebihan air itu harus di drainase secara buatan dan pengeringan harus dilaksanakan secepat-cepatnya.
Di daerah-daerah dengan distribusi curah hujan yang tidak merata, meskipun curah hujannya itu banyak dengan kondisi meteorologi yang cocok untuk pertumbuhan tanaman, diperlukan juga irigasi buatan, mengingat kadar air tanah tidak dapat dipertahankan dalam interval kadar air efektif oleh curah hujan saja. Pemberian air yang cukup adalah faktor utama yang sangat dibutuhkan oleh pertumbuhan tanaman. Setiap tanaman mencoba mengabsorbsi kadar air secukupnya dari tanah untuk pertumbuhan. Jadi yang terpenting untuk tanaman itu ialah bahwa kebutuhan air dalam tanah mencukupi.
1.2 KEBUTUHAN AIR TANAMAN
Banyaknya air yang diperlukan untuk berbagai tanaman, masing-masing daerah dan masing-masing musim adalah berlainan. Hal ini tergantung dari beberapa faktor antara lain Jenis tanaman, sifat tanah, keadaan tanah, cara pemberian air, pengelolaan tanah, iklim, waktu tanam, kondisi saluran dan bangunan, serta tujuan pemberian air.
1.2.1 Jenis Tanaman
Kebutuhan air untuk berbagai jenis tanaman tidak sama, ada tanaman yang hanya memerlukan air sedikit untuk pertumbuhannya, ada juga tanaman yang akan tumbuh dengan baik kalau tanahnya selalu digenangi air dan pemberian airnya untuk jangka waktu tertentu harus dilakukan terus menerus seperti halnya tanaman padi sawah. Selanjutnya ada tanaman yang sesudah menghisap air dari dalam tanah tidak memerlukan air yang mengalir diatas tanah, dan sebaliknya ada tanaman yang tidak dapat menghisap air yang agak dalam dibawah permukaan tanah. Pada umumnya tanah harus selalu dalam keadaan basah yang sesuai dengan kebutuhan pertumbuhan dari jenis-jenis tanaman.
1.2.2 Keadaan Medan Tanah
Untuk kemiringan medan tanah agak besar, air yang dialirkan diatasnya relatif akan cepat hilang mengalir ke tempat-tempat yang lebih rendah, dengan demikian air tidak atau kurang ada kesempatan untuk meresap ke dalam tanah untuk membasahi tanah tersebut. Untuk pembasahan yang sama pada tanah-tanah yang kemiringannya besar akan memerlukan air yang lebih banyak daripada tanah yang datar.
1.2.3 Sifat tanah
Tekstur tanah mempunyai pengaruh yang besar akan kemampuan tanah di dalam menahan air, jadi akan menentukan kapasitas kapiler tanah. Bilamana tanah mempunyai butir-butir yang seragam, jadi teksturnya beraturan, maka liang reniknya mempunyai volume yang tidak ditentukan oleh besarnya butir.
Permeabiltas tanah banyak dipengaruhi oleh tekstur dan struktur tanah, juga oleh alur-alur pembajakan, akar-akar tumbuh-tumbuhan, lubang-lubang cacing atau keaktifan jenis makhluk yang terdapat di dalam tanah. Memelihara permeabiltas tanah pertanian yang baik untuk sesuatu jenis tanaman akan menjamin hasil baik produksi tanaman.
1.2.4 Cara pemberian air
Cara pemberian air kepada tanaman yang memerlukannya akan mempengaruhi banyaknya air irigasi yang diperlukan. Pada sistim irigasi yang baik dengan adanya saluran pembawa dan pembuang akan membutuhkan air irigasi yang lebih banyak. Cara pemberian air secara bergiliran (rotasi) akan menghemat pemberian air irigasi dari pada dengan cara terus menerus.
1.2.5 Pengolahan tanah
Cara pengolahan tanah untuk tanaman merupakan hal penting yang perlu mendapat perhatian. Pengolahan tanah untuk keperluan penanaman padi di sawah akan membutuhkan air irigasi dari pada pengolahan tanah untuk tanaman palawija. Pada tanaman padi di sawah, banyaknya keperluan air irigasi untuk pengolahan tanah adalah yang paling besar dan banyaknya air pada masa pengolahan tanah ini yang paling menentukan didalam perhitungan- perhitungan kapasitas saluran.
1.2.6 Iklim
Banyaknya hujan yang turun mempengaruhi besarnya air irigasi yang diperlukan untuk tanaman. Apabila tinggi hujan cukup dan selang waktunya sesuai keperluan air untuk pertumbuhan tanaman, maka air irigasi yang diperlukan dipengaruhi pula oleh suhu (temperature), lamanya penyinaran matahari, kelembaban udara, serta kecepatan angin.
1.2.7 Waktu Penanaman
Pada musim hujan air yang diperlukan akan lebih sedikit dari pada waktu musim kemarau. Pada perhitungan banyaknya air irigasi, hujan yang diperhitungkan adalah hujan efektif, yang akan dijelaskan kemudian. Waktu menanam mempengaruhi besarnya kebutuhan air irigasi, termasuk pula sistem pemberian air irigasi, apakah secara terus menerus atau dengan rotasi dalam pemberian air ke lahan-lahan pertanian, sehingga pemberian air tidak serentak secara bersamaan akan tetapi diberikan secara bergiliran bagian demi bagian dengan selang waktu tertentu.
1.2.8 Keadaan saluran dan bangunan
Bilamana keadaan saluran dan bangunan irigasi dalam keadaan kurang baik, maka akan terjadi banyak kehilangan air baik karena rembesan maupun kebocoran, sehingga akan mempengaruhi besarnya kebutuhan air irigasi yang diperlukan.
1.2.9 Tujuan Pemberian Air
Dalam Irigasi tujuan pemberian air ada yang untuk membasahi tanah saja, ada juga yang disamping membasahi tanah juga untuk merabuk. Kalau tujuan pemberian air tersebut disamping untuk membasahi tanah juga untuk merabuk, maka air yang diperlukan akan menjadi lebih banyak. Untuk merabuk ini lebih banyak pemberian air akan lebih baik apalagi bila unsur hara yang diperlukan untuk tanaman tidak terdapat didalam air irigasi.
Apabila air tersebut diperlukan juga untuk menghilangkan zat-zat garam didalam tanah yang mermbahayakan tanaman dan untuk membersihkan air yang kotor, maka banyaknya air irigasi yang diperlukan lebih banyak.
KEBUTUHAN AIR KONSUMTIF TANAMAN (Consumtive Use of Water, CU )
Yang dimaksud kebutuhan air konsumtif tanaman adalah banyaknya air yang diperlukan oleh pertumbuhan tanaman dalam daerah yang diairi. Besarnya kebutuhan air ini tergantung dari pola tata tanam dan faktor iklim .(Kelembaban udara, temperature, radiasi matahari, kecepatan angin, dll).
Perhitungan besarnya kebutuhan air ini dapat diformulasikan sebagai berikut :
Cu = k x Et……………………………………………….( 1-1 )
Cu = Consumtive Use
K = Koefisien tanaman, tergantung dari jenis tanamannya
Et = Evapotranspirasi Potensial
Pada gambar 1.1 dan 1.2 dapat dilihat besarnya nilai koefisien masing masing tanaman. Besarnya nilai Et sangat tergantung dari faktor iklim. Untuk menghitung besarnya Et tersebut dapat dipergunakan metode Penman, Blaney Criddle, Thorn-waith.
1.3 PERKOLASI
Perkolasi didefinisikan sebagai gerakan air ke bawah dari zone tidak jenuh (antara permukaan tanah sampai ke permukaan air tanah ) ke dalam daerah jenuh (daerah di bawah permukaan air tanah ). Perkolasi ini dipengaruhi antara lain oleh:
a. Tekstur tanah, tanah dengan tekstur halus mempunyai angka perkolasi yang rendah, sedangkan tanah dengan tekstur yang kasar mempunyai angka perkolasi yang besar.
b. Permeabilitas tanah, Angka perkolasi dipengaruhi oleh permeabilitas tanah.
c. Tebal lapisan tanah bagian atas, makin tipis lapisan tanah bagian atas ini makin rendah/kecil angka perkolasinya.
Perkolasi ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu perkolasi vertikal dan horizontal. Menurut hasil penelitian di lapangan, perkolasi vertikal lebih kecil dari pada perkolasi horizontal, angkanya berkisar antara 3 sampai 10 kali, hal ini terutama untuk sawah-sawah dengan keadaan lapangan yang mempunyai kemiringan besar yaitu sawah-sawah dengan teras-teras. Akan tetapi perkolasi horizontal ini, masih dapat dipergunakan lagi oleh petak sawah dibawahnya sehingga perkolasi horizontal tidak diperhitungkan. Di Jepang menurut hasil penelitian di lapangan, angka-angka perkolasi untuk berbagai jenis tanah disawah dengan lapisan tanah bagian atas (top soil) lebih tebal dari 50 Cm adalah sebagai berikut:
Tabel – 1
Perkolasi Vertikal (mm/hari)
Macam Tanah Perkolasi
Sandy loam
Loam
Clay Loam 3 - 6
2 - 3
1 - 2
Sumber : Rice Irrigation in Japan, OTCA 1973
Di Indonesia menurut penelitian di lapangan, angka perkolasi ini seperti untuk Proyek Irigasi Sempor adalah 0,70 mm/hari. Didaerah daratan pantai utara pulau Jawa dari percobaan-percobaan yang telah dilakukan berkisar 1 mm/hari. Untuk menentukan besarnya perkolasi secara tepat, satu satunya cara yang diperlukan adalah dengan mengadakan pengukuran di lapangan.
1.4 PENGOLAHAN TANAH ( Puddling Requirement, Pd ) DAN PEMBIBITAN
Untuk penanaman padi, tanah terlebih dahulu harus diolah, untuk pengolahan tanah diperlukan air agar tanah tersebut menjadi lembek. Banyaknya air yang diperlukan dalam periode pengolahan tanah berkisar antara 150-250 mm. Banyaknya air irigasi yang paling banyak adalah saat terjadi pengolahan tanah, apalagi bila tidak terjadi turun hujan atau waktu untuk pengolahan tanah tersebut sangat sempit.
Pengolahan tanah pada umumnya dilakukan 20-30 hari sebelum penanaman dimulai pengolahan tanah ini dilakukan dalam 2 tahap, yaitu pembajakan dan panggarukan.
Banyaknya air yang diperlukan untuk saat pengolahan tanah dapat dihitung dari rumus sebagai berikut :
Wp = [ A . S + A . d (n-1) / 2 ] . 10 (m3)………………………………….(1-2)
Wp = Banyaknya air saat pengolahan tanah
N = Jumlah hari pengolahan tanah
S = Tinggi air untuk pengolahan (mm)
D = Unit water requirement (mm)
(Evapotranspirasi + Perkolasi)
A = Luas daerah yang tanahnya diolah
Banyaknya air untuk pengolahan tanah pada hari ke- X dapat dihitung dari persamaan sebagai berikut:
W px = A/n [ s + (x-1) d ] 10 m3………………………………...…(1-3)
Sebagai contoh :
n = 7 hari, s=200 mm, d=15mm/hari, A= 2100 Ha
Jumlah air yang diperlukan saat pengolahan tanah :
Wp = [ 2100 x 200 +2100 x 15 (7-1)/2] 10 = 5.145.000 m3
Banyaknya air yang di perlukan untuk pengolahan tanah pada hari ke-7:
Wp7 =2100/7 [200 + (7-1) 15] . 10
= 870.000 m3/hari
1.5. PEMBIBITAN / PERSEMAIAN (Nr)
Pekerjaan persemaian tanaman biasanya bersamaan dengan pekerjaan pengolahan tanah, tetapi karena kurang tenaga kerja terkadang dilakukan sekitar 5 hari setelah pengolahan tanah . Untuk persemaian ini biasanya diperlukan waktu 20-25 hari adapun luas yang diperlukan untuk persemaian pada umumnya 5% dari luas lahan. Sedang kebutuhan air untuk persemaian lebih kurang 6 mm/hari.
1.6. CURAH HUJAN EFEKTIF (EFFECTIVE RAINFALL, Re )
Curah hujan efektif adalah curah hujan yang jatuh selama masa pertumbuhan tanaman yang dapat dipergunakan untuk memenuhi air konsumtif tanaman.
Cara mendapatkan Curah Hujan Efektif banyak metode yang bisa digunakan diantaranya adalah : Metode Basic Year. Yang terdiri dari :
1. Metode Gulbel.
2. Metode IWAI.
3. Hazen Plotting.
4. Analisa Frekwensi.
5. R 80.
Metode Hazen Plotting
Batasan – batasannya sebagai berikut
1. Curah hujan harian < 5mm dianggap tidak efektif.
2. Curah hujan antara 5 – 36mm dianggap efektif.
3. Curah hujan yang berturut-turut.
• < 30mm dianggap curah hujan efektif.
• Diselinggi satu hari tak hujan masih dianggap efektif.
Apabila curah hujan yang beturut turut melebihi : Re = 30 + 6x atau CH perhitungan > Re maka CH efektif = CH perhitungan.
• Apabila CH berturut-turut < Re perhitungan, maka untuk CH yang diambil nilai CH berturut-turut.
1.7. EFISIENSI IRIGASI.
Harga Efisiensi Jenis Efisiensi Tanaman Padi Tanaman Lain
Tingkat Tersier Pengunaan air
Di salurkan
Efisiensi keseluruhan 95%
90%
85% 80%
75%
60%
Tingkat Sekunder Disalurkan
Keseluruhan 90%
77% 90%
54%
Tingkat Primer
Di salurkan
Keseluruhan 90%
70% 90%
50%
BAB II
PERENCANAAN JARINGAN IRIGASI
2.1. GAMBAR DAERAH RENCANA
Dalam laporan ini, daerah rencana merupakan suatu daerah yang direncanakan untuk lahan pertanian teknis. Luas daerah kurang lebih 800 Ha. Daerah rencana ini kondisi geografisnya di bagian selatan berbukit-bukit yang merupakan daerah hulu, sedangkan di bagian utara terdiri dari tanah datar dan bergelombang dengan perbedaan elevasi antara 1 sampai 2 meter yang luasnya berkisar 60% dari luas daerah.
Sumber air utama untuk pertanian bergantung pada kapasitas air dari kali yang di hulu yang mengalir dari bagian selatan menuju daerah yang lebih rendah di sebelah utara.
Bendung direncanakan pada daerah hulu yang merupakan pintu pengambilan air dari kali di sebelah selatan kemudian dibawa ke saluran primer yang membagi menjadi saluran sekunder untuk mengairi petak sekunder.
Sebagian besar semua daerah dapat diairi karena kemiringan medan yang merata dan tidak terlalu berbukit-bukit sehingga dengan bantuan gravitasi bumi (kemiringan medan) daerah irigasi dapat terairi.
2.2. LAY OUTING
2.2.1 Umum
Lay outing atau tata letak jaringan adalah merencanakan tata letak dari saluran -saluran, bangunan-bangunan irigasi sesuai dengan kondisi geografi atau peta kontur dari daerah yang direncanakan.
Adapun langkah-langkah me-lay out adalah :
a. Membuat peta, yang didalamnya tergambar batas batas daerah yang jelas, letak sungai, bukit desa, jalan dan sebagainya.
b. Menentukan luas dari suatu daerah rencana.
c. Mengetahui syarat-syarat luas daerah rencana, misalnya
- Petak primer : 3000 Ha
- Petak Sekunder : 750 – 1500 Ha.
- Petak tersier : 50 – 100 Ha.
d. Mengetahui kondisi medan secara umum, yang didalamnya terdapat elemen-elemen medan antara lain : hutan, kuburan, sungai, dan sarana prasarana lingkungan. Kondisi medan ini menunjukan kemiringan medan dan ditunjukkan dengan anak panah misal :
e. Mengetahui sistim saluran, baik saluran pembawa maupun saluran pembuang.
Saluran pembawa :
(1) (2) (3)
(4)
No 1 dan 2 merupakan jaringan irigasi yang searah.
No 3 adalah yang merupakan jaringan yang ideal karena ekonomis.
No 4 sedapat mungkin dihindarkan karena :
• Pendistribusian air menjadi lambat, karena kemiringan medan tidak terlalu besar.
• Kemungkinan penyerobotan air dibagian hilir.
2.2.2 Lay Out Petak Tersier
a. Pendahuluan
Perencanaan teknis petak tersier harus menghasilkan perbaikan kondisi pertanian. Masalah-masalah yang diperkirakan dalam menghalangi tujuan ini harus dikenali dan dipertimbangkan dalam pembuatan Lay out dan perencanaan jaringan irigasi/ tersier. Untuk merencanakan lay out aspek-aspek berikut akan dipertimbangkan :
• Luas petak tersier
• Batas-batas petak tersier
• Bentuk yang optimal
• Kondisi medan
• Jaringan irigasi yang ada
• Ekaploitasi jaringan
Berhubung para petani harus mengelola sendiri jaringan tersier maka kebutuhan untuk eksploitasi dan pemeliharaan harus dibuat minim. Pembagian harus adil, seimbang dan efisien.
b. Petak Tersier Yang Ideal
Petak tersier bisa dikatakan tersier, jika masing-masing sawah milik petani telah memiliki air sendiri / pengambilan air sendiri dan dapat membuang kelebihan langsung ke jaringan pembuang. Juga para petani dapat mengangkut hasil pertanian dan hasil perkebunan dengan peralatan mesin atau ternak mereka ke dan dari sawah melalui jalan yang ada. Untuk mencapai pola pemilikan yang ideal dalam petak-petak sawah mereka dengan cara saling menukar bagian tertentu dari sawah mereka atau dengan cara lain menurut tersebut di atas yang sesuai dengan ketentuan hukum yang berlaku.
Kebalikan dari tersebut di atas adalah mempertahankan situasi yang lama, dimana hal ini perencanaan yang paling cocok adalah memperbaiki situasi yang ada tersebut, kemudian diusahakan sedapat mungkin untuk mencapai karateristik yang ideal misalnya :
• Emam sampai delapan pemilikan sawah yang ada di organisir sendiri
• Air diberikan dari saluran kwarter dan kelebihan air dibuang melalui pembuangan kwarter.
• Pembagian air proporsionaldengan box bagi yang dilengkapi dengan pintu guna memudahkanpembagian air secara berselang seling ke petak-petak kwarter.
c. Ukuran dan Bentuk Petak Tersier dan Kwarter
Ukuran petak tersier tergantung pada besarnya biaya eksploitasi dan pemeliharaan jaringan. Menurut pengalaman ukuran optimum suatu petaktersier adalah 50-100 Ha, ukuran dapat ditambah sampai dengan maksimum 150 Ha jika keadaan topografi memungkinkan demikian. Dipetak tersier yang kecil, efisiensi irigasi menjadi tinggi karena :
• Saluran-saluran yang lebih pendek menyebabkan kehilangan air yang lebih sedikit.
• Diperlukan lebih sedikit titik pembagian air.
• Lebih sedikit petani yang terlibat, jadi kerja lebih baik.
• Pengaturan air yang lebih baik sesuai dengan kondisi tanaman.
• Perencanaan lebih fleksibel sehubungan dengan batas-batas desa.
Bentuk optimum suatu petak tergantung dari biaya minimum pembuatan saluran, jalan dan box bagi. Apabila saluran kwarter diberi air dari saluran tersier, maka panjang total jalan dan saluran menjadi minimum. Dengan dua
saluran tersier untuk areal yang sama, maka panjang total saluran dan jalan bertambah. Bentuk optimum petak tersier adalah bujur sangkar karena pembagian air akan menjadi sulit pada petak tersier dalam bentuk memanjang.
Ukuran petak tersier dan kwarter tergantung pada ukuran sawah, keadaan topografi, tingkat teknologi yang ada, kebiasaan yang ada, kebiasaan bercocok tanam, biasanya pelaksanaan dan sistim pembagian air secara efisien.
Jumlah petani-petak kwarter sebaiknya tidak boleh lebih dari 30 orangagar koordinasi antara petani baik. Ukuran petak sebiknya tidak lebih boleh dari 15 Ha agar pembagian air menjadi lebih efisien. Ukuran optimum petak kwarter adalah 8-15 Ha. kriteria umum untuk mengembangkan petak tersier:
• Ukuran petak tersier 50 – 100 Ha.
• Ukuran petak kwarter 8 -15 Ha.
• Panjang saluran tersier lebih kecil dari 1500 m.
• Jarak antara saluran kwarter dan pembuang kurang dari 300 m.
d. Batas Petak
Batas-batas petak tersier didasarkan pada kondisi topografi. Daerah tersebut hendaknya diatur sebaik mungkin, sehingga petak tersier dalam satu daerah administrasi desa agar eksploitasi jaringan lebih mudah. Jika ada dua desa pada petak tersier yang sama diajurkan untuk membagi petak menjadi dua sub petak tersier yang berdampingan sesuai dengan arah desa masing-masing.
Batas-batas petak kwarter biasanya akan berupa saluran irigasi dan saluran pembuang yang memotong kemiringan medan dan saluran irigasi tersier, pembuang tersier atau yang mengikuti kemiringan medan.
e. Identifikasi Daerah-daerah Yang Dialiri
Dibeberapa petak tersier pada bagian-bagian yang tidak dialiri karena alasan-alasan tertentu, misalnya :
• Tanah tidak cocok untuk tanaman pertanian
• Muka tanah terlalu tinggi
• Tak ada petani penggarap
• Tergenang air
Harus dicek apakah daerah-daerah ini tidak diairi selamanya, atau untuk sementara waktu saja,jika sudah jelas tidak ditanami damasa yang akan dating,maka derah itu ditandai pada petak dan tidak ada fasilitas irigasi yang akan diberikan. Kecocokan tanah di seluruh daerah dipelajari dan dibuat rencana optimalisasi pemanfaatan air irigasi yang tersedia. Berdasarkan hasil penilaian ini dapat diputuskan apakah akan dibuat jaringan tersier atau tidak.
f. Trase Saluran
Ada dua hal yang perlu dipertimbangkan dalam perencanaan trase saluran ini yaitu :
1. Daerah yang sudah diairi
2. Daerah yang belum diairi
Dalam hal mana yang pertama, trase saluran kurang lebih sudah tetap, tetapi saluran-salurannya perlu ditingkatkan atau diperbesar disini sedapat mungkin trase saluran akan mengikuti yang ada.
Jika daerah baru akan dibangun maka kriteri umum yang diberikan di bawah ini akan sangat membantu. Aturan yang akan sebainya diikuti daerah baru adalah menetapkn lokasi saluran pembuang terlebih dahulu, ini biasanya sudah ada di daerah tadah hujan.
3.2.3 Lay Out Jaringan Irigasi
Saluran irigasi tersier adalah saluran pembagi yang membawa air dan mengambil air dari bangunan sadap melalui box atau sampai box terakhir, pada tanah terjal saluran mengikuti kemiringan medan, sadangkan pada tanah bergelombang atau datar saluran mengikuti kaki bukit atau tempat-tempat yang tinggi. Box kwarter akan memberikan air ke saluran saluran kwarter.
Saluran-saluran kwarter adalah saluran saluran bagi, umumnya dimulai dari box sampai ke saluran pembuang. Panjang maksimum yang diijinkan adalah 500m karena jika ada suatu hal yang istimewa. Didasarkan di daerah yang terjal saluran kwarter biasanya merupakan saluran garis tinggi yang tidak memerlukan bangunan terjun, jika hal ini tidak mungkin maka saluran kwarterbiasanya dibuat mengalir mengikuti kemiringan medan dangan menyediakan bangunan terjun rendah yang sederhana. Pada tanah yang bergelombang saluran kwarter mengikuti kaki bukit atau berdasarkan berdampingan dengan saluran tersier. Bangunan ditempatkan di ujung saluran irigasi kwarter yang bertemu pada saluran pembuang dan berfungsi untuk mencegah agar debit kecil tidak terbuang pada ujung saluran pembuang. Didaerah terjal, saluran kwarter juga diperoleh untuk di pakai sebagai saluran pembuang kwarter.
3.2.4 Lay Out Saluran Pembuang
Saluran pembuang intern harus sesuai dengan kerangka kerja saluran primer. Jaringan tersier dipakai untuk :
• Mengeringkan sawah.
• Membuang kelebihan air hujan
• Membuang kelebihan air irigasi.
Saluran pembuang kwarter biasanya berupa saluran buatan yang merupakan garis tinggi pada medan terjal atau alur alami kecil medan yang bergelombang. Kelebihan air ditampung langsung dari sawah di daerah atas atau searah saluran pembuang cacingan di daerah sawah.
Saluran tersier menampung air dari saluran pembuang kwarter sering merupakan batas antara petak-petak tersier. Saluran pembuangan tersier biasanya merupakan saluran yang mengikuti kemiringan medan.diusahakan agar saluran irigasi dan pembuang tidak saling bersebelahan karena saluran pembuang dapat mengikis dan merusak saluran irigasi, jika hal ini tidak mungkin dan kalau ada kemiringan hidrolis antara saluran irigasi akan banyak mengalami kehilangan air akibat rembesan dan kemungkinan bisa runtuh. Jarak antara saluran irigasi dan pembuangan hendaknya cukup jauh agar kemiringan hidrolis tidak kurang.
Berikut ini diberikan paduan untuk menentukan trase saluran baru atau saluran tambahan :
• Sedapat mungkin ikuti batas-batas sawah.
• Rencanakan saluran irigasi pada punggung medan dan saluran pembuangan pada daerah lembah / depresi.
• Hindari persilangan dengan salura pembuangan.
• Saluran irigasi sedapat mungkin mengikuti kemiringan medan.
• Saluran irigasi tidak boleh melewati petak-petak tersier yang lain.
• Hindari pekerjaan tanah yang besar.
• Batasi jumlah bangunan.
• Batas-batas petak tersier-tersier dan kwarter, batas-batas tiap sawah, batas-batas desa danindekasi daerah yang bisa diairi dan yang tidak bisa diairi.
• Saluran-saluran primer, sekunder, tersier primer serta saluran pembuang.
• Semua bangunan termasuk indikasi type bangunan seperti box tersier, gorong-gorong, jembatan dll.
• Jalan-jalan inspeksi dan jalan petani.
• Sistim tata nama (nomenklatur) saluran pembuang dan bangunan.
• Ukuran petak tersier dan masing-masing petak kwarter.
2.3. SKEMA JARINGAN IRIGASI
Skema jaringan irigasi merupakan bagian dari tahap perencanaan irigasi yang berupa tentang jalannya air dari pembendungan, dibawa oleh saluran pembawaprimer, sekunder, tersier, dan kwarter sampai pada laha yang diairi. Dalam skema jaringan juga luas tiap-tiap petak tersier, disertai pula nomen klatur, dari setiap saluran dan bangunan yang ada. Keterangan lain dapat dilihat pada skema jaringan irigasi yang dibuat pada laporan ini.
2.4. PETAK TERSIER PERCONTOHAN
Petak tersier adalahpetak dasar dari jaringan irigasi. Petak ini merupakan bagian dari daerah yang mendapat air irigasi dari bangunan sadap tersier dan dilayani oleh satu jaringan irigasi (jaringan tersier). Petak tersier dibagi-bagi menjadi petak-petak kwarter.
Petak sub tersier diterapkan hanya apabila petak tersier berada di dalam daerah administrasi yang meliputi dua desa atau lebih.
Jaringan tersier terdiri dari :
• Jaringan Bagi :
Saluran dan bangunan yang membawa dan membagi air dari bangunan sadap tersier ke petak kwarter (saluran tersier).
• Jaringan Pemakai :
Saluran dan bangunan yang membawa air dari bangunan bagi ke petak sawah.
• Jaringan Pembuang :
Saluran dan pembangun yang membuang kelebihan air dari petak sawah ke saluran pembuang.
Saluran tersier membawa air dari bangunan sadap tersier pada jaringan utama ke petak kwarter. Batas-batas ujung tersier dalam box bagi kwarter yang terakhir, Para petani tidak diperkenakanmengambil dari saluran tersier. Saluran pembawa membawa air dari box bagi kwarter melalui lubang sadap sawah atau saluran cacingan ke sawah-sawah. Jika pemilikan sawah terletak lebih dari 5m dari saluran kwarter, saluran kwarter sebaiknya berakhir di saluran pembuang agar air irigasi yang terpakai dapat dibuang supaya tidak tergerus, diperlukan bangunan akhir. Box kwarter hanya membagi air irigasi antara saluran kwarter dan saluran tersier.
Saluran pembuang kwarter terletak di dalam petak tersier untuk menampung air langsung dari sawah dan membuang air itu ke saluran pembuang tersier. Saluran pembuang tersier terletak di antara petak-petak tersier dari jaringan irigasi sekunder yang sama, serta menampung air dari saluran pembuang kwarter maupun langsung dari sawah.
BAB III
PERENCANAAN SALURAN IRIGASI
Umum
Untuk membawa air dari sumbernya hingga ke petak tersier sawah diperlukan adanya saluran irigasi. Saluran-saluran itu adalah saluran primer, saluran sekunder, saluran tersier dan saluran kwarter. Sedangkan air yang tidak berguna bagi tanaman dibuang melalui saluran pembuang ( Drainase ).
Dengan dibuatnya saluran pembuang itu, diharapkan tidak terjadi genangan pada petak-petak sawah yang dapat berakibat mati atau menurunnya produksi tanaman.
Pada masing-masing saluran diatas dilengkapi dengan berbagai macam bangunan yang berfungsi untuk mempermudah air pada saluran yang lebih kecil, atau pada petak sawah. Berdasarkan hal diatas dapat diartikan bahwa seluruh saluran beserta bangunannya dalam suatu daerah irigasi disebut jaringan irigasi.
Adapun yang dimaksud bangunan irigasi disini adalah :
1. Bangunan Utama
2. Bangunan Persilangan
3. Bangunan Bagi
4. Bangunan Sadap
5. Bangunan Pengatur Muka
6. Bangunan Pengukur Debit dan lain-lain.
Kriteria dan kemantapan perencanaan teknis dari suatu saluran dalam suatu jaringan irigasi teknis mutlak diperlukan, oleh karena yang dimaksud dengan saluran disini adalah yang mampu menahan erosi. Analisa teknis perencanaan dimensi yang perlu dilakukan antara lain :
1. Tipe Saluran yang paling cocok
2. Efisiensi Hidrolis
3. Metode pelaksanaan yang paling efektif dan efisien
4. Ekonomis
Untuk menunjang perencanan teknis tersebut, maka faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam merencanakan saluran adalah :
1. Macam material yang membentuk tubuh saluran untuk menentukan koefisien kekerasan.
2. Kecepatan aliran minimum yang diijinkan agar tidak terjadi pengendapan apabila air mengandung Lumpur dan sisa kotoran.
3. Kemiringan dasar dan dinding saluran.
4. Tinggi jagaan (free board)
5. Penampung yang paling efisien, baik hidrolis maupun empiris
Perlu diperhatikan pula alternatif pemilihan bangunan pelengkap dalam saluran, tanpa mengabaikan keempat analisa teknis diatas. Terkadang dalam perencanaan ini jarang dilakukan sistem coba banding alternatif, untuk memperoleh perencanaan yang optimal.
Dengan memperhitungkan faktor-faktor tersebut diatas diharapkan kita akan mendapatkan suatu saluran yang betul-betul mampu membawa debit yang kita rencanakan dari bangunan pengambilan utama sampai ke tempat yang memerlukan air tersebut, tanpa menimbulkan efek yang kurang baik terhadap daerah yang dilewatinya, misalnya banjir.
Dalam jaringan irigasi dibedakan menjadi beberapa macam saluran pembawa sesuai dengan fungsinya :
Saluran Primer : Membawa air dari bangunan utama sampai bangunan terakhir.
Saluran Sekunder : Membawa air dari bangunan bagi pada saluran primer sampai bangunan bagi atau sadap akhir.
Saluran Tersier : Saluran yang berfungsi mengairi suatu petak tersier yang mengambil airnya dari saluran sekunder maupun primer.
Saluran Kwarter : Saluran dari mana sawah mengambil air secara langsung.
3.1 MACAM-MACAM SALURAN
Berdasarkan material yang membentuk tubuh saluran macamnya saluran adalah sebagai berikut :
3.1.1 Saluran Tanah
Saluran tanah sudah umum dipakai untuk saluran irigasi, karena biayanya jauh lebih murah jika dibandingkan dangan saluran pasangan. Sedangkan kapasitas dari saluran tersebut ditentukan oleh luas area (A), angka pemberian (q) dan koefisien lengkung tegal (c). kecepatan minimum V = 0.25 m/det. Lebar dasar minimum b = 0.30m, sedangkan kriteria perbandingan b dan h, freeboard, kecepatan air, kemiringan talud tergantung pada debit yang dibawa oleh saluran tersebut.
3.1.2 Saluran Pasangan
Saluran ini dibuat apabila talud mudah longsor, tanahnya porous dan mengandung zat-zat yang merusak atau merugikan tanaman, hewan maupun manusia. Bahannya dapat dibuat dari pasangan batu, beton, aspal maupun blok-blok batu.
Kecepatan maksimum bahan :
1. pasangan batu V = 2.0m/det
2. beton V = 3.0m/det
Kemiringan talud bisa dibuat lebih tegak dari saluran tanah.
3.1.3 Saluran Terowongan (TUNNEL) Saluran Tertutup
Terowongan dibuat apabila penggalian saluran terlalu dalam ( > 15 m ) ataupun bila saluran melalui batuan keras. Sedangkan saluran tertutup dibuat apabila tanggul saluran mudah longsor dan juga dalam keadaan dimana saluran berada dibawah muka air tanah maksimum dihilir bendung.
Dinding saluran bisa menggunakan pasangan batu atau beton, bentuk saluran disesuikan dengan kondisi medan.
Kecepatan air = 3 m/det. Apabila terjadi belokan, maka jari-jari lengkungnya dibuat sebesar mungkin.
Susunan saluran
Eksploitasi atau jaringan irigasi, sekema jalannya air dari sungai atau sumber air dapat disusun sebagai berikut :
a. Bangunan pengambilan
Merupakan salah satu jenis bangunan utama disisi sungai yang berfungsi memberikan air irigasi yang dibutuhkan. Bangunan pengambilan ini bisa berupa Free Intake atau bendung, dan pemilihanya tergantung pada tinggi rendahnya muka air sungai.
b. Bangunan pembawa
Adalah saluran yang berfungsi membawa air dari bangunan utama sampai ketempat yang memerlukan. Saluran pembawa ini berupa
• Saluran primer
• Saluran sekunder
• Saluran tersier
• Saluran kwarter
Untuk daerah irigasi dimana diperkirakan air irigasinya banyak membawa Lumpur, kemungkinan diperlukan bangunan yang disebut pengendap lumpur atau kantong Lumpur. Bangunan ini adalah bagian dari saluran primer di hilir, bangunan pengambilan memberi kesempatan bagi Lumpur yang kasar memperhalus untuk mengendap. Pada waktu-waktu tertentu saluran ini dikuras secara hidrolis atau mekanis.
c. Bangunan Bagi
Adalah bangunan yang terletak pada saluran primer yang membagi air ke saluran-saluran sekunder atau pada saluran sekunder ke saluran sekunder lainya.
d. Bangunan sadap
Bangunan yang terletak pada saluran primer atau[un sekunder yang memberi air saluran tersier.
e. Bangunan Box
Fungsi dari bangunan box tersier atau kwarter untuk membagi air ke saluran kwarter atau langsung ke sawah.
3.2 BENTUK SALURAN
Bentuk penampang saluran direncanakan yang paling efisien, baik secara hidrolis maupun empiris. Penampang saluran tersebut bisa berbentuk :
• Segitiga
• Segiempat
• Trapezium
• Setengah lingkaran
• Ellips
• Dan sebagainya
Pemilihan bentuk penampang saluran berdasarkan pada bentuk penampang yang ekonomis dan mampu untuk membawa debit rencana. Syarat dari penampang ekonomis tersebut adalah bahwa penampang basah dari saluran minimum.
3.3 TEORI PERENCANAAN SALURAN
3.3.1 Rumus de Chrezy
V = C R.S
Dimana :
V = Kecepatan aliran ( m/det ; fps )
R = Jari-jari hidrolis ( m ; ft )
S = Kemiringan aliran = kemiringan dasar saluran
C = Faktor tahanan aliran, tergantung dari :
• Kecepatan rata-rata V
• Jari-jari hidrolis R
• Kekasaran dasar satuan n
• Viskositas
Dalam mencari harga C dapat di gunakan rumus-rumus sbb :
• Rumus Ganguilet – kulter yang dinyalakan dalam satuan Inggris
Dimana :
n adalah koefisien Kutter, yang besarnya sama dengan koefisien Manning n.
• Rumus Bazin, dinyatakan dalam satuan English
(Satuan English)
(Satuan Matriks)
Dimana n adalah koefisien kekasaran dan besarnya dapat dilihat pada table di bawah ini :
Tabel Koefisien Kekasaran n
Macam dasar saluran m
Kayu yang disemen secara sangat halus
Kayu yang tidak rata, beton atau bata
Pasangan batu, pasangan bata
Tanah dalam keadaan baik
Tanah dalam keadaan biasa
Tanah dalam keadaan tidak teratur 0.11
0.21
0.83
1.54
2.36
3.17
• Powell Formula
(English)
Dimana :
Re = angka Reynold VRP
R = jari-jari hidrolis ( ft )
E = Roughness
= density
= dynamic viscosity
Tabel Roughness = E
Keadaan Saluran E
Lama Baru
Permukaan bersemen halus 0.0002 0.0004
Saluran kayu yang ridak rata 0.0010 0.0017
Saluran dengan pasangan beton 0.0040 0.0060
Saluran tanah lurus dan uniform 0.0040
Saluran tanah yang dikeruk 0.0100
3.3.2 Manning
Rumus ini dikembangkan untuk pendimensian saluran, rumus ini diperkuat dari 170 penelitian serta data-data dari Bazin.
Bentuk dari manning sebagai berikut :
R2/3 S1/2 …………….English Unit
R2/3 S1/2 …………….Matric Unit
Dimana :
V = kecepatan aliran ( m/det ; fps )
R = jari-jari hidrolis ( m ; ft )
S = kemiringan dasar saluran
n = koefisien kekerasan Manning
Karena bentuk yang sederhana serta menghasilkan suatu perhitungan yang memuaskan, maka rumus ini sangat luas digunakan sebagai rumus aliran uniform dalam perhitungan aliran saluran terbuka. Dalam menggunakan rumus Manning kesulitan yang timbul ialah dalam mnentukan ketahanan dari saluran terhadap saluran.
Tiga orang ahli telah menentuka besarnya koefisien kekerasan Manning tersebut, yaitu COWAN, HORTON, SCOBY dan RAMSER.
Perhitungan n dengan memakai rumus Manning dapat mempergunakan dua cara , yaitu :
• Perhitungan cara Analis
• Perhitungan cara grafis ( nomogram )
3.3.3 Rumus Strickler
Rumus ini ditentukan pada tahun 1923, bentuknya hampir sama dengan rumus Manning
V = K R2/3 S1/2
Dimana :
V = kecepatan aliran ( m/det ; fps )
K = koefisien kekerasan
R = jari-jari hidrolis ( m ; Ft )
S = kemiringan saluran
Perhitungan diatas dapat pula dengan memakai Nomogram ( grafis )
Tabel harga K untuk saluran secara umum
Macam Dasar Saluran K
Saluran dengan dinding tidak teratur.
Sungi dengan dinding tidak teratur.
Saluran tersier dengan tangkis baru.
Saluran baru tak bertangkis.
Saliran induk dan sekunder dengan Q = 7.5 m3 / det.
Saluran terpelihara dengan Q = 10 m3 / det.
Saluran dengan pasangan batu belah dan plesteran yang baik / beton yang tidak diplester.
Beton licin / papan kayu.
36
38
40
43 ½
45 – 47
½
50
60
90
Tabel hubungan Q dan m
Q ( m3 / det ) m = b / h
0 - 0.5 1
0.5 - 1 1.5
1 - 1.5 2
1.5 - 3 2.5
3 - 4.5 3
4.5 - 6 3.5
6 - 7.5 4
7.5 - 9 4.5
9 - 11 5
Saluran tersier yang dasar salurannya lempung :
K = 40. P = 1 ; P adalah kemiringan talud ; b/h = 1 ; 1,5 ; 2
3.4 Kriteria Perencanaan Saluran Pembawa
Yang termasuk dalam saluran pembawa seperti yang diuraikan diatas adalah : saluran primer, saluran sekunder, saluran tersier dan saluran kwarter. Selanjutnya akan dibahas dibawah ini tentang beberapa point saluran pembawa.
3.4.1 & 3.4.2 Debit Rencana dan Dimensi Saluran
Berdasarkan perhitungan kebutuhan air pada tugas irigasi I, telah didapatkan q = 1.5 lt/dt/ha yang dijadikan patokan perhitungan debit rencana ataupun dimensi saluran.
Berdasarkan hal tersebut dapat diketahui luas areal yang diairi, maka dapat ditentukan besarnya debit rencana ataupun dimensi saluran.
Sedangkan untuk mendimensi saluran dipakai dasar-dasar sebagai berikut :
a. Didasarkan pada aliran seragam ( uniform flow )
b. Besarnya kecepatan ditentukan berdasarkan pengalaman dari De Vos, yang dilihat pada table di bawah ini :
Debit (Q) m3 / dt. Kecepatan aliran (m/dt.)
0 - 0.15 0.25 - 0.30
0.15 - 0.30 0.30 - 0.35
0.30 - 0.40 0.35 - 0.40
0.40 - 0.50 0.40 - 0.45
0.50 - 0.75 0.45 - 0.50
0.75 - 1.50 0.50 - 0.55
1.50 - 3.00 0.55 - 0.60
3.00 - 4.50 0.65 - 0.70
4.50 - 6.00 0.70 -
6.00 - 7.50 0.70 -
c. Luas daerah irigasi seperti pada tugas Irigasi I.
d. Saluran primer dan sekunder berupa pasangan batu kali.
3.4.3 Kecepatan Aliran
Kecepatan rata-rata yang diperkenankan berada antara kecepatan minimal dan maksimal atau antara 0.45 – 0.9 m / det. Tergantung pada jenis tanah (Ir. Th. D. Van Maanen, 1931 ).
a. Pengendapan Lumpur, pada kecepatan minimal Lumpur tidak mengendap ke dasar.
b. Pengikisan dasar saluran, pada kecepatan maksimal aliran air belum mengikis dasar saluran.
3.4.4 Kemiringan Dinding Saluran.
Kemiringan dinding saluran ini tergantung pada :
a. Macam material yang membentuk tubuh saluran
b. Kehilangan air akibat rembesan
c. Geometri dari saluran
d. Cara kontruksi
Ukuran saluran dengan Geometri normal USBR menggunakan angka 1½ : 1 yaitu cotangen sudut lereng. Keuntungan dari lereng ini adalah hampir cocok untuk segala macam material. Untuk saluran yang tak tahan erosi maka penentuan pilihan kemiringan saluran ini harus diteliti secara khusus agar mendapatkan kestabilan yang memuaskan.
3.4.5 Jagaan
Yang di maksud dengan jagaan adalah jarak dari puncak tanggul sampai tinggi muka air perencanaan.
Tujuan untuk mencegah peluapan air akibat :
a. Gelombang atau fluktuasi permukaan air.
b. Kenaikan air pada belokan bagian cembung pada saat air mempunyai kecepatan besar serta sudut defleksi yang besar pula.
c. Bila air mendekati kecepatan kritis maka bila ada halangtan sedikit saja akan terjadi hydraulic jump.
d. Sebab-sebab alamiah yaitu yang disebabkan oleh gerakan air oleh pasang sudut dsb.
Tinggi jagaan ini umumnya dipengaruhi oleh pertimbangan-pertimbangan mengenai besarnya serta lokasi dari saluran, penambahan air akibat hujan, fluktuasi permukaan air tanah, gerakan angina, karakteristik tanah, gradient rembesan, persyaratan mengenai jalan serta bahan-bahan atau material setempat.
Untuk menetapkan tinggi jagaan dapat dilihat pada table dibawah ini :
Tabel Tinggi Jagaan
Debit Saluran (m3/dt.) Jagaan (m)
Saluran tersier Q = 0.5 0.30
Saluran sekunder Q = 0.5 0.40
Saluran induk dan sekunder
Q = 0.5 - 1 0.50
Q = 1 - 2 0.60
Q = 2 - 3 0.60
Q = 3 - 4 0.60
Q = 4 - 5 0.60
Q = 5 - 10 0.75
Q = 10 - 25 0.75 - 1.00
Q = 25 - 100 1.00
3.4.6 Tanggul
Lebar tanggul saluran irigasi dibuat sedemikian rupa hingga dapat dilalui orang. Dan lebar tanggul tidak diberi lapisan. Yang dimaksud lapisan ini adalah lapisan untuk penempatan mesin-mesin untuk pembuatan lapisan keras yang tebalnya berkisar 1.00 sampai 2.00 meter.
Syarat teknis Saluran Kwarter
• Kecepatan minimum = 0,2 m/det
• Lebar minimum dasar saluran = 0,3 m
• Lebar dasar saluran ( b ) = Kedalaman saluran ( h )
3.5 Perhitungan Perencanaan Saluran Irigasi
Luas lahan :
A1 = 14,95 Ha A2 = 14,29 Ha
B1 = 11,16 Ha B2 = 12,19 Ha
C1 = 14,22 Ha C2 = 14,40 Ha
D1 = 10,58 Ha D2 = 13,46 Ha
Menentukan kapasitas rencana dan dimensi dasar saluran :
Perhitungan dimensi saluran menurut syarat minimum
Asumsi
B = H
Bmin = 0,3
A = (2B + 2H) H
2
A = (2H + 2H) H
2
A = 2H2 = 2B2
Amin = 2 (0,3)2
= 0,18 m2
Vmin = 0,2 m/dt
Qmin = Amin – Vmin
= 0,18 x 0,2
= 0,036 m3/dt
Untuk saluran a1 :
Luas Area yang akan diairi : 14,95 Ha
q = 1,5 lt/dt/ha
Q = q x A
= 1,5 x 14,95 Ha = 22,425 lt/dt
karena nilai Q dari saluran a1 lebih kecil dari Qmin, maka Q yang diperlukan untuk saluran a1 adalah Qmin yaitu sebesar 0,036 m3/dt atau 36 lt/dt.
Perhitungan Dimensi Saluran
Untuk saluran dengan Qmin = 36 lt/dt
Diambil perbandingan B = 1,5 H
A = (2B + 2H) H
2
A = (2 . 1,5H + 2H) H
2
A = 2,5H2
P = B + 2H√ (m2 + 1)
P = 1,5H + 2H√ (12 + 1)
P = 4,328H
R = A / P
= 2,5H2 / 4,328H
= 0,58H
Q = A * V
V = K * R2/3 * S1/2
Q = A (K * R2/3 *S1/2)
Dimana : K = 30 dan S = 0,0021/2
0,036 = 2,5H2 (30 * 0,58H2/3 * 0,0021/2)
0,036 = 3,354H2 (0,58H)2/3
0,036 = 1,945H8/3
H = (0,036/1,945)3/8
= 0,224 m
B = 1,5H
= 1,5 x 0,224
= 0,336 m
Cek terhadap Vmin :
V = K *R2/3 * S1/2
V = 30 * 0,58H2/3 * 0,0021/2
V = 30 * (0,58 x 0,224)2/3 * 0,0021/2
V = 0,344 m/dt > 0,2 m/dt ……… OK
Saluran Bs – T1
Luas area yang akan diairi :
A1 + A2 + B1 + B2 + C1 + C2 + D1 + D2
14,95 + 14,29 + 11,16 + 12,19 + 14,22 + 14,40 + 10,58 + 13,46 = 105,25 Ha
Q = q * A
= 1,50 x 105,25 Ha
= 157,88 lt/dt = 0,15788 m3/dt
Perhitungan Dimensi Saluran :
Diambil perbandingan B = 1,5 H
A = (2B + 2H) H
2
A = (2 . 1,5H + 2H) H
2
A = 2,5H2
P = B + 2H√ (m2 + 1)
P = 1,5H + 2H√ (12 + 1)
P = 4,328H
R = A / P
= 2,5H2 / 4,328H
= 0,58H
Q = A * V
V = K * R2/3 * S1/2
Q = A (K * R2/3 *S1/2)
Dimana : K = 30 dan S = 0,0021/2
0,15788 = 2,5H2 (30 * 0,582/3 * 0,0021/2)
0,15788 = 3,354H2 (0,58H)2/3
0,15788 = 1,945H8/3
H = (0,15788/1,945)3/8
= 0,390 m
B = 1,5H
= 1,5 x 0,390
= 0,585 m
Cek terhadap Vmin :
V = K *R2/3 * S1/2
V = 30 * 0,58H2/3 * 0,0021/2
V = 30 * (0,58 x 0,390)2/3 * 0,0021/2
V = 0,498 m/dt > 0,2 m/dt ……… OK
Saluran T1 – T2
Luas area yang akan diairi :
B1 + B2 + C1 + C2 + D1 + D2
11,16 + 12,19 + 14,22 + 14,40 + 10,58 + 13,46 = 76,01 Ha
Q = q * A
= 1,50 x 76.01 Ha
= 114,02 lt/dt = 0,11402 m3/dt
Perhitungan Dimensi Saluran :
Diambil perbandingan B = 1,5 H
A = (2B + 2H) H
2
A = (2 . 1,5H + 2H) H
2
A = 2,5H2
P = B + 2H√ (m2 + 1)
P = 1,5H + 2H√ (12 + 1)
P = 4,328H
R = A / P
= 2,5H2 / 4,328H
= 0,58H
Q = A * V
V = K * R2/3 * S1/2
Q = A (K * R2/3 *S1/2)
Dimana : K = 30 dan S = 0,0021/2
0,11402 = 2,5H2 (30 * 0,582/3 * 0,0021/2)
0,11402 = 3,354H2 (0,58H)2/3
0,11402 = 1,945H8/3
H = (0,11402/1,945)3/8
= 0,345 m
B = 1,5H
= 1,5 x 0,345
= 0,518 m
Cek terhadap Vmin :
V = K *R2/3 * S1/2
V = 30 * 0,58H2/3 * 0,0021/2
V = 30 * (0,58 x 0,345)2/3 * 0,0021/2
V = 0,459 m/dt > 0,2 m/dt ……… OK
Saluran T2 – T3
Luas area yang akan diairi :
C1 + C2 + D1 + D2
14,22 + 14,40 + 10,58 + 13,46 = 52,66 Ha
Q = q * A
= 1,50 x 52,66 Ha
= 78,99 lt/dt = 0,07899 m3/dt
Perhitungan Dimensi Saluran :
Diambil perbandingan B = 1,5 H
A = (2B + 2H) H
2
A = (2 . 1,5H + 2H) H
2
A = 2,5H2
P = B + 2H√ (m2 + 1)
P = 1,5H + 2H√ (12 + 1)
P = 4,328H
R = A / P
= 2,5H2 / 4,328H
= 0,58H
Q = A * V
V = K * R2/3 * S1/2
Q = A (K * R2/3 *S1/2)
Dimana : K = 30 dan S = 0,0021/2
0,07899 = 2,5H2 (30 * 0,582/3 * 0,0021/2)
0,07899 = 3,354H2 (0,58H)2/3
0,07899 = 1,945H8/3
H = (0,07899/1,945)3/8
= 0,301 m
B = 1,5H
= 1,5 x 0,301
= 0,452 m
Cek terhadap Vmin :
V = K *R2/3 * S1/2
V = 30 * 0,58H2/3 * 0,0021/2
V = 30 * (0,58 x 0,301)2/3 * 0,0021/2
V = 0,419 m/dt > 0,2 m/dt ……… OK
Saluran T3 – T4
Luas area yang akan diairi :
D1 + D2
10,58 + 13,46 = 24,04 Ha
Q = q * A
= 1,50 x 24,04 Ha
= 36.06 lt/dt = 0,03606 m3/dt
Perhitungan Dimensi Saluran :
Diambil perbandingan B = 1,5 H
A = (2B + 2H) H
2
A = (2 . 1,5H + 2H) H
2
A = 2,5H2
P = B + 2H√ (m2 + 1)
P = 1,5H + 2H√ (12 + 1)
P = 4,328H
R = A / P
= 2,5H2 / 4,328H
= 0,58H
Q = A * V
V = K * R2/3 * S1/2
Q = A (K * R2/3 *S1/2)
Dimana : K = 30 dan S = 0,0021/2
0,03606 = 2,5H2 (30 * 0,582/3 * 0,0021/2)
0,03606 = 3,354H2 (0,58H)2/3
0,03606 = 1,945H8/3
H = (0,03606/1,945)3/8
= 0,224 m
B = 1,5H
= 1,5 x 0,224
= 0,336 m
Cek terhadap Vmin :
V = K *R2/3 * S1/2
V = 30 * 0,58H2/3 * 0,0021/2
V = 30 * (0,58 x 0,224)2/3 * 0,0021/2
V = 0,344 m/dt > 0,2 m/dt ……… OK
Tabel Dimensi Saluran
BAB IV
KRITERIA DESAIN BANGUNAN DALAM SALURAN IRIGASI
4.1 UMUM
Pada dasarnya pendistribusian air irigasi tidak bisa langsung dimanfaatkan oleh sawah atau yang membutuhkan lainnya. Hal itu disebabkan oleh kondisi medan yang tidak memungkinkan, sehingga diperlukan bangunan-bangunan irigasi supaya air dapat dimanfaatkan oleh yang membutuhkannya separti para petani.
Bangunan irigasi tersebut mulai dari pintu pengambilan sampai pada saluran kwarter dimana sawah mengambil airnya. Sedang macam-macamnya bangunan irigasi tersebut sudah disinggungpada bab terdahulu, dan bab ini akan dijelaskan mengenai difinisi tiap macam konstruksi dan kritiria perencanaannya.
4.2 PINTU PENGAMBILAN / INTAKE
Dibangun untuk dapat mengatur banyaknya air yang masuk saluran sesuai dengan yang dibutuhkan dan menjaga air banjir tidak ke dalam saluran. Ukuran pintu pengambilan dihitung berdasarkan debit maxsimum yang akan dialirkan ke dalam saluran primer, dengan rumus pengaliran untuk ambang lebar dan sempurna. Pintu ini dari jenis pintu sorong.
Adapun rumus yang digunakan adalah :
Q = M * b * h √ ( 2 * g * z )
Dimana :
Q = debit saluran primer ( m3 / det )
M = 0,85
b = lebar pintu ( m )
h = tinggi bukaan pintu ( m )
z = tinggi tekan = 0.05
g = 9.81 m / det2
4.3 BANGUNAN BAGI
Prinsip bangunan bagi adalah untuk membagi air dari saluran primer / sekunder ke saluran sekunder / tersier. Bangunan bagi dilengkapi dengan pintu dan alat ukur. Waktu debit kecil, muka air akan turun. Pintu diperlukan untuk menaikan kembali muka air sampai batas yang diperlukan. Pintu ini dibuat pada bagian saluran yang menembus. Pada cabang saluran dibangun alat ukur guna mengukur debit yang akan dialirkan melalui saluran yang bersangkutan sesuai dengan kebutuhan air irigasi di sawah yang akan diairi.
4.4 BANGUNAN PENGATUR MUKA AIR
Bangunan ini bersifat mengatur muka air di saluran pada elevasi yang dikehendaki. Termasuk disini adalah bangunan yang karena medan yang terjal harus dibuat terjunan, got miring. Sejak tahap perencanaan sudah diduga perlu adanya pelimpah maupun yang akan diatur dalam eksploitasi.
Bangunan Terjun
Bila kemiringan lapangan lebih besar dari pada kemiringan saluran irigasi yang telah ditentukan maka saluran harus dibagi dalam beberapa ruas, yang satu dengan yang lainnya. Bangunan terjun ini dibagi 2 jenis yaitu :
a. Bangunan terjun lurus (tegak)
Bentuk hidrolis dan kritiria.
Bangunan terjun dengan tegak sering dipakai pada saluran induk dan sekunder, bila tinggi terjun tidak terlalu besar.
Tinggi terjun maks. 1,5 m untuk Q < 2,5 m3 / dtk.
Tinggi terjun maks. 0,75 m untuk Q > 2,5 m3 /dtk.
Pada umumnya bangunan terjun tegak dipakai untuk tinggi terjun maks. 2 m.
Perhitungan hidrolis
• Lebar Bukaan Efektif
Q
B =
1,71 M * H2/3
V12
H = h1 *
2*g
Dimana :
B = lebar bukaan efektif ( m )
Q = debit ( m / dtk )
M = koefisien ( m3 = 1 )
H = tinggi garis energi di hulu
H1 = tinggi muka air di hulu ( m )
V1 = kecepatan air di saluran hulu ( m / dtk )
• Tinggi Ambang Hilir
a = ½ * dc
dc = 3 √ Q2 / g * B2
dimana :
a = tinggi ambang hilir ( m )
dc = kedalaman air kritis ( m )
Q = debit rencana ( m3 / dtk )
B = lebar bukaan ( m )
• Panjang Olakan
L = c1 √ Z * dc + 0,25
dc dc
c1 = 2,5 + 1,1 + 0,7 [ ]
Z Z
b. Bangunan Terjun Miring
1. Bentuk hidrolis dan kritiria.
Untuk tinggi terjun > 2,00 m dipakai bangunan terjun dengan bidang miring, lazimnya dipakai tipe vlugter.
2. Perhitungan hidrolis
a. Tinggi air diatas mercu.
Ho = Q / ( 1,17 m x b )2/3
Dimana :
Ho = tinggi air diatas mercu
Q = debit aliran
m = koefisien ( m = 1,2 )
b = lebar mercu
b. Kedalaman dan ruang olakan :
D = L = R = 1,1 x z + H
Dimana :
D = kedalaman ruang olakan
L = panjang ruang olakan
R = jari – jari hidrolis
z = kehilangan tekanan
H = tinggi garis energi terhadap mercu
c. Tinggi dan lebar ambang hilir
a = 0,15 H ( H / z ) 1/2
w = 2a
dimana :
a = tinggi ambang hilir
w = lebar ambang hilir
4.5 Siphon
Direncanakan untuk membawa air irigasi yang mana muka air hanya sedikit lebih tinggi dari muka air di sungai ataupun permukaan jalan raya, jalan kereta api, sehingga harus dilewatkan melalui bawah dengan siphon dengan aliran yang bersifat tertekan.
a. Bentuk Hidrolis dan Kritiria
- Pengaliran pipa yang terisi penuh.
- Siphon dibuat dengan persilangan tegak lurus tegak lurus terhadap sungai maupun jalan raya dan kereta api, supaya siphon tidak terlalu panjang
- Pipa dibuat persegi empat atau bulat.
- Kecepatan tidak terlalu besar agar kehilangan tekanan tidak terlalu besar yang bisa mengurangi areal yang diairi.
- Kecepatan juga tidak terlalu kecil supaya tidak terjadi pengendapan dan penyumbatan pada pipa.
- Kecepatan aliran dalam siphon berkisar antara 1,5 – 2 m / dtk.
- Ukuran minimum pipa diambil 0,70 m demi untuk kepentingan inspeksi.
- Pipa dibuat dari beton tumbuk.
- Untuk pipa siphon yang besar umumnya dibuat segi empat, dan dari beton bertulang.
- Bagian hilir papa dibuat kemiringan tidak lebih dari 1 : 3
- Bagian pemasukan dilengkapi dengan saringan untuk menahan kotoran-kotoran besar.
b. Perhitungan Hidrolis
Q = A * V
Q = A * 2g [ ∆H ] ……… ( pipa ) ½
1 + fi + fm + fL/D
Q = A * 2g [ ∆H ]……… ( persegi )1/2
1 + fi + fm + fLS/4
Dimana :
Q = debit
D = diameter pipa
f1 = koefisien kehilangan tekanan pada pemasukan
fm = total koefisien kehilangan tekanan
L = panjang siphon
∆H = beda M. T. A antara pemasukan dan pengeluaran
S = keliling basah
A = luas penampang basah
Untuk kehilangan tekanan dapat disebabkan oleh :
a. Geseran
hf = f * L/D * v2 / 2g
f = 124,5 * n2 / d4/3…………( pipa bulat ), atau
f = 1,5 ( 0,01989 + 0,0005078/D )
f = 29 n2 / R4/3 …………( pipa persegi ), atau
f = 1,5 ( 0,001989 + 0,0005078 / 4R )
dimana :
hf = kehilangan tekanan karena geseran
f = faktor kehilangan tekanan
L = panjang siphon
v = kecepatan siphon
D = diameter siphon
R = jari-jari hiidrolis
n = koefisien kekasaran manning
b. Pemasukan
hi = fi * v2 / 2g
fi = 1/u2 – 1
dimana :
u = 0,8 -0,9
hi = kehilangan tekanan pada pemasukan
fi = faktor kehilangan tekanan
v = kecepatan pada siphon saringan (screen )
hs = 3 * n * sin 0 ( t/b ) 4/3 Vi 2 /2g
dimana :
u = koefisien batang saringan
persegi = 2.42
bulat = 1.79
θ = sudut kemiringan saringan
t = tebal batang saringan
b = jarak bersih saringan
v = kecepatan di hulu saringan belokan
hb = fb * v2 / 2g
fb tergantung pada besarnya sudut belokan Transmisi
c. Saluran ke Siphon
hc = fc ( v22 – v12 ) / 2g
dimana :
fc = 0,15 – 0,20
v2 = kecepatan pada siphon
v1 = kecepatan pada saluran
d. Saluran ke Saluran
hd = fd ( v12 – v22 ) / 2g
dimana :
fd = 0,25 – 0,3
v1 = kecepatan pada siphon
v2 = kecepatan pada saluran
Total kehilangan tekanan h harus = 10% lebih kecil dari pada perbedaan muka air tanah pemasukan dan pengeluaran ( H ) yang tersedia.
Hf + hi + hs + hb + hc + hd < 90% . H
Faktor kehilangan tekanan karena belokan.
fb
5
10
05
20
25
30
35
40
45 0.013
0.030
0.048
0.067
0.088
0.115
0.146
0.84
0.234
4.6 TALANG
Suatu perlintasan antara saluran irigasi dengan pembuang alam atau sungai.
1. Bentuk Hidrolis dan Kritiria
Pengaliranya seperti pengairan pada saluran dan dapat dibuat dari kayu, beton bertulang atau besi dengan bentuk persegi empat. Bila dari besi dapat berbentuk setengah lingkaran.
Kecepatan pada kayu, beton :
v = 1,5 - 2 m / det
v = 2,5 - 3 m / det
dasar dari tulang harus cukup tinggi dari muka air maksimum si sungai supaya aman dari benda-benda kasar yang hanyut di sungai.
2. Perhitungan Hidrolis
Q = µ bh √ 2 g ( Z + v2 / 2g )
V = k R 2/3 I 1/2
Dimana :
b = lebar talang
h = tinggi talang
Z = kehilangan tekanan
k = koefisien kekasaran
R = jari-jari hidrolis
I = kemiringan memanjang talang
Koefisien kekasaran
Material k
Kayu
Beton
Besi 60
70
80
4.7 Gorong-gorong
Adalah bangunan yang dipakai untuk membawa aliran air ( saluran irigasi atau pembuang ) melewati bawah jalan air lainnya (biasanya saluran), bawah jalan kereta api.
• Pada gorong-gorong aliran bebas = Benda-benda hanyut dapat lewat dengan mudah, biaya mahal.
• Pada gorong-gorong tenggelam = seluruh potongan melintang berada dibawah permukaan air, biaya relative murah, bahaya tersumbat lebih besar.
Kritiria Perencanaan :
1. Kecepatan yang dipakai tergantung pada jumlah kehilangan energi yang ada & geometri lubang masuk dan keluar.
2. Kecepatan diambil = 1,5 m / dtk gorong-gorong saluran untuk irigasi, dan 3,0 m / dtk gorong-gorong untuk saluran pembuang.
3. Diameter minimum di saluran primer 0,60 m ( gorong-gorong lingkaran )
4. Gorong-gorong segi empat dibuat dari beton bertulang atau dari pasangan batu dengan pelat beton bertulang sebagai penutup.
Kehilangan tinggi energi untuk gorong-gorong yang mengalir penuh.
1. Gorong-gorong pendek ( L < 20m )
Q = µ A √2gz
Dimana :
Q = debit ( m3 / dtk )
µ = koefisien debit
A = luas pipa ( m2 )
G = 9,8 m / dtk2
Z = kehilangan tinggi energi pada gorong-gorong ( m )
2. Gorong-gorong > 20 m
Kehilangan masuk : ∆H masuk = ε masuk ( Va – V )2
2g
Kehilangan akibat gesekan ∆Hf = Cf V2 V2
2g C2R
Kehilangan keluar : ∆H keluar = ε keluar ( Va - V )2
2g
TABEL HARGA-HARGA µ DALAM GORONG-GORON PENDEK
Tinggi dasar dibangunan Sama dengan disaluran
Sisi µ
Segi empat 0.80
Bulat 0.90
Tinggi dasar dibangunan Lebih tinggi daripada disaluran
Ambang Sisi µ
Segi empat Segi empat 0.72
Segi empat Segi empat 0.76
Bulat Bulat 0.85
Keterangan untuk notasi gorong-gorong L > 20 m
C = KR1/5, adalah koefisien strickler ( k = 1/n = 70 untuk beton )
R = jari-jari hidrolis
L = panjang pipa
V = kecepatan aliran dalam pipa m/dtk
Va = kecepatan aliran dalam saluran
Gorong-gorong tidak terisi penuh
1. h1 > 2/3 h
Q = µ b.h. √2gz ; z = h – h1
2. h1 = 2/3 h
Q = 0.385 √2gh
Dimana :
µ = 0.85 – 0.9
b = lebar gorong-gorong
h = dalam air didepan gorong-gorong
h1 = dalam air didalam gorong-goromg
z = kehilangan tekanan
BAB V
PERENCANAAN BANGUNAN UTAMA
5.1 PERHITUNGAN KEMIRINGAN DAN KEDALAMAN SUNGAI
5.1.1 Perhitungan Kemiringan Sungai
NO PATOK ELEVASI JARAK Hi = ELHi – EL0 i = (Hi+1+Hi).L/2
1 P.1 129.8 50 129.8–128.00 = 1.80 (1.70+1.80)25=87.50
2 P.2 129.7 50 1.70 82.50
3 P.3 129.6 50 1.60 78.75
4 P.4 129.55 50 1.55 76.25
5 P.5 129.50 50 1.50 73.75
6 P.6 129.45 50 1.45 71.25
7 P.7 129.40 50 1.40 68.75
8 P.8 129.35 50 1.35 66.25
9 P.9 129.30 50 1.30 63.75
10 P.10 129.25 50 1.25 62.25
11 P.11 129.24 50 1.24 61.25
12 P.12 129.21 50 1.21 60.00
13 P.13 129.19 50 1.19 57.25
14 P.14 129.10 50 1.10 54.25
15 P.15 129.07 50 1.07 50.50
16 P.16 128.95 50 0.95 46.25
17 P.17 128.90 50 0.90 43.75
18 P.18 128.85 50 0.85 41.25
19 P.19 128.80 50 0.80 39.50
20 P.20 128.78 50 0.78 38.50
21 P.21 128.76 50 0.76 36.50
22 P.22 128.70 50 0.70 33.75
23 P.23 128.65 50 0.65 28.75
24 P.24 128.50 50 0.50 12.50
25 P.25 128.00 50 0.00 0.00
Hi = 27.50 i = 1335
Contoh Perhitungan :
a. Hi = ELHi – EL0
= H1 – H0
= 129.8 – 128.00
= 1.80
b. i = (Hi + 1 + Hi) .L1
2
= (H2 + H1) .L1
2
= (1.70 + 1.80) * 25 = 87.50
2i
H rata-rata =
Li
2 . (1335)
=
1250
= 2.136
H rata-rata
S rata-rata =
Li
2.136
=
1250
= 0.0017
Jadi kemiringan dasar sungai rata-rata = 0.0017
5.1.2 Perhitungan Kedalaman Sungai Maksimum
Dalam menentukan kedalaman sungai maksimum perlu diketahui penampang melintangnya. Kemudian penampang sungai itu kita bagi dengan kedalaman air tertentu. Berdasarkan kedalaman tersebut kita akan mendapatkan luas penampang basah (A), keliling basah (P), kecepatan aliran (V) dan debit (Q). Untuk kecepatan aliran memakai rumus MANNING :
V = 1/n* R2/3 *S1/2
dan persamaan kontinuitas : Q = V * A
Sketsa penampang sungai pada patok P16 dimana bendung akan diletakkan sebagai berikut :
Elevasi 1 S = 0.0017
1
30 m
Gambar 5.1. Sketsa Penampang Sungai
- Luas penampang basah A = (B + mH)H
- Keliling basah P = B + 2H √ (1 + m2)
- Jari-jari hidrolis R = A/P
Tabel hubungan tinggi muka air dengan debit, dihitung berdasarkan penampang melintang pada patok P18.
Hasil perhitungan pada table diatas dapat disajikan dalam gambar grafik hubungan antara elevasi muka air dan debit pada patok P18.
Dari soal diketahui Q20 = 140 m3/dt
Dari grafik diketahui untuk Q20 = 140 m3/dt
Kedalaman airnya (H) = 130.22 – 128.85
= 1.37 m
5.2 DESAIN COVER DAM HULU
Bendungan pengelak ( cover dam ) dibangun dengan maksud menutupi sungai agar aliran berbelok dan masuk kesaluran pengelak ( diversion channel ) sehingga tidak mengganggu pelaksanaan kontruksi bendung yang sedang dibangun. Cover dam di bangun dibagian hulu dan hilir agar keseluruhan aliran tidak masuk ke lokasi proyek.
- Q10 = 74 m3/dt
- Dari grafik hubungan Q dan H → Q10 = 74 m3/dt
H = 129.85 – 128.85
= 1 m
- Kemiringan sungai rata-rata ( S ) = 0,0017
- Cover dam dibuat dibagian upstream dan down stream
- Elevasi dasar cover dam = elevasi dasar bendung + S . L
= + 128.85 + ( 0,0017 x 100 )
= + 128.85 + 0.17
= + 129.02
- Tinggi jagaan diambil = 1 meter
- Elevasi crest cover dam = elevasi muka air + jagaan
= + 129.85 + 1
= + 130.85
- Jadi tinggi cover dam hulu = elevasi crest cover dam - elevasi dasar
cover dam
= ( + 130.85 ) – ( + 129.02 )
= 1.83 m
+ 131.50 = Elevasi Crest Cover Dam
Tinggi Jagaan
= 1 m
El. Muka Air H = 1.83 m
= + 129.85 Tinggi Cover
Dam Hulu
Elevasi Dasar
Cover Dam + 129.02
Gambar 5.2 Desain Cover Dam
5.3 DESAIN SALURAN PENGELAK SEMENTARA
Saluran pengelak dibuat dengan tujuan membelokkan air sungai selama ada pembangunan bendung disebelah hilirnya. Saluran pengelak biasanya terletak dekat cover dam atau turap baja yang dibangun untuk membelokkan air.
Debit yang dipakai dengan kala ulang 10 tahun.
Data-data yang dipakai :
- Q10 tahun = 74 m3/dt
- Penampang rencana = b = 3H
- Kecepatan rencana = 2 m/dt
- Talud / Dinding Saluran = 1 :1
- Koefisien kekasaran manning = 0,025
H
B
Gambar 5.3. Desain Saluran Pengelak Sementara
- Luas penampang basah → A = ( B + MH ) H
= ( 3H + 1H ) H
= ( 4H ) H
A = 4H2 m2
_ Keliling basah → P = B + 2H √ (1 + m2)
= 3H + 2H √ (1 + 12)
= 3H + 2H √ 2
= 3H + 2H . 1,41
= 3H + 2,82H
P = 5,82H
- Dari hokum kontinuitas → A = Q
V
4H2 m2 = 74 m3/dt
2 m/dt
4H2 m2 = 37 m2
H2 = 37 / 4
H = √9.25
H = 3.04 m
- Dari penampang rencana → B = 3H , jadi
B = 3 ( 3.04 m )
B = 9,12 m
- Jadi luas penampang basah → A = 4H2 m2 = 4 x ( 3.04 )2 = 36.97 m2 = 40m2
- Jadi keliling basah → P = 5,82 H = 5,82 x 3,04
= 17.69
H = 3.04 m
B = 9.12 m
gambar 5.4. Desain Saluran pengelak sementara
5.4. PENENTUAN ELEVASI MERCU BENDUNG
Elevasi mercu harus ditentukan secermat mungkin agar supaya semua petak yang dilayani dapat mendapatkan air dengan baik. Hal ini dapat dilakukan dengan pedoman elevasi sawah tertinggi ditambah dengan seluruh kehilangan tenaga diseluruh sistim pembawa.
Tahapan perhitungan elevasi mercu adalah , sbb :
3. Tentukan dari sistim petak, elevasi sawah yang tertinggi yang akan dialiri.
Muka air disawah untuk penggenangan dan kehilangan tenaga biasanya diambil 0,12 m.
4. Menghitung semua kehilangan tenaga disepanjang saluran mulai dari saluran kwarter, sub tersier, tersier, dan sekunder dan akhirnya saluran primer.
Kehilangan energi ditiap saluran berupa :
- Kehilangan tenaga disepanjang saluran.
- Kehilangan tenaga ditiap bangunan-bangunan silang
- Kehilangan tenaga dikotak-kotak
- Kehilangan tenaga untuk alat ukur
- Kehilangan tanaga untuk persedian eksploitasi, misalnya kehilangan tenaga dipipa-pipa dan pintu-pintu.
Rumus yang digunakan adalah :
ELM = ELS + ho
Dimana : ELM = elevasi mercu bendung
ELS = elevasi sawah tertinggi
= elevasi dasar sungai + H Q20
ho = total kehilangan tinggi tekan
Kehilangan tinggi tekan yang terjadi :
e. Kehilangan tinggi tekan dari saluran tersier ke sawah 0,10 m
f. Kehilangan tinggi tekan dari saluran sekunder - saluran tersier 0,10 m
g. Kehilangan tinggi tekan dari saluran primer – saluran sekunder 0,10 m
h. Kehilangan tinggi tekan dari sungai-sungai primer 0,20 m
i. Tinggi genangan disawah 0,10 m
j. Kehilangan tinggi tekan akibat kemiringan saluran 0,15 m
k. Kehilangan tinggi tekan akibat alat ukur 0,40 m
l. Persediaan tekanan untuk ekaploitasi 0,10 m
m. Persediaan tekanan untuk bangunan – bangunan lain 0,25 m
Perhitungan : ELS = elevasi dasar sungai + H Q20
= + 128.85 + 1,37
= + 130.22
ho = 0,10 + 0,10 + 0,10 + 0,20 + 0,10 + 0,15 + 0,40 + 0,10 + 0,25
= 1,50 m
ELM = ELS + ho
= + 130.22 + 1,50
= + 131.72
5.5. PENENTUAN LEBAR BENDUNG
Dalam menentukan lebar bendung, faktor utama yang dapat dipakai sebagai pertimbangan adalah lebar sungai yang ada dan debit yang direncanakan melimpah di atas mercu bendung.
Lebar efektif bendung ( Be ) dihubungkan dengan lebar bendung yang sebenarnya ( B ), yakni jarak antara pangkal – pangkal bendung dan tiang pancang dengan persamaan :
Be = B1 – 2 ( n . kp + ka ) He
Dimana : Be = lebar efektif bendung
B1 = lebar bendung sebenarnya
Kp = koefisien kontraksi pilar
Ka = koefisien kontraksi dinding
He = tinggi tekan total
n = jumlah pilar
kp = 0,01 ( untuk pilar bulat )
ka = 0,10 ( untuk pilar bulat )
dengan : B’ = B – b - t
B = lebar bendung
b = lebar pintu pengurasan
t = jumlah lebar pilar
Data : - Lebar Bendung (B) = 1.1 * 30 = 33 m
- Jumlah Pilar = 5
- Lebar Pilar (t) = 1 * 5 = 5 m
- Lebar Pintu Pengurasan (b) = 2 m
- Jarak Pilar ke Pilar = 5 m
Perhitungan : Be = B1 – 2 ( n . kp + ka ) He
B’ = B – b - t
= 33 – 2 – 5
= 26 m
Be = B1 – 2 ( n . kp + ka ) He
= 26 – 2(5 * 0.01 + 0.10) He
= 26 – 0.30 He
5.6 PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG
5.6.1 Data dan tipe bendung
Bendung direncanakan dengan tipe Ogee II
Data-data teknis :
- Lebar bendung sebenarnya = 26 m
- Lebar efektif bendung = 26 – 0,30He m
- Debit rencana Q20 = 140 m3/dt
- Elevasi dasar sungai dimuka bendung = + 128.85
- Elevasi mercu bendung = + 131.72
- Tinggi bendung = elevasi dasar mercu bendung –
elevasi dasar muka bendung
= (+ 131.72) – (+ 128.85)
= 2,87 m
Gambar bendung tipe ogee II.
5.6.2 Tinggi muka air dihilir bendung.
Tinggi muka air dihilir bendung dipengaruhi oleh besar debit yang lewat dan kecepatan airnya. Perhitungan debit menggunakan rumus kontinuitas dan kecepatan air menggunakan rumus Manning.
Q = A . V
V = 1 / n . R2/3 . S1/2
A = ( B + mH ) H
P = B + 2H √ (1 + m2)
V = Q / A
Q = 1 . R2/3 . S 1/2
A n
Data – data teknis :
- n = 0,025
- S = 0,0017
- m = 1
- Q20 = 140 m3/dt
Perhitungan : A = ( B + mH ) H
= (26 + 1.H ) H
= 26H + H2
P = B + 2H √(1 + m2)
= 26 + 2H √ (1 + 12)
= 26 + 2H ( 1.4 )
= 26 + 2.8 H
R = A = 26H + H2
P 26 + 2.8
Maka : Q = V . A
Q = V
A
Q = 1 R 2/3 S1/2
A n
Untuk H = 3.5 3.5 (26 + 2.8*3.5)2/3 = 1
(0.041)(26*3.5+3.52) (26*3.5+3.52)2/3
38.06 = 0.40
93.31
Untuk H = 2.5 3.5 (26 + 2.8*2.5)2/3 = 1
(0.041)(26*2.5+2.52) (26*2.5+2.52)2/3
36.05 = 0.72
50.28
Untuk H = 2.04 3.5 (26 + 2.8*2.04)2/3 = 1
(0.041)(26*2.04+2.042) (26*2.04+2.042)2/3
35.11 = 1.007
34.86
Diambil H = 2.04 m
Maka : A = 26H + H2
= 26* 2.04 + 2.042
= 53.04 + 4.16
= 57.2 m2
P = 26 + 2.8H
= 26 + 2.8*2.04
= 31.71
R = A = 57.2
P 31.71
= 1.8 m
5.6.3 Tinggi Muka Air diatas Mercu Bendung ( He )
Debit yang lewat diatas mercu bendung, persamaan yang dipakai :
Q = 2/3 . Cd √(2/3 . g) Be . He3/2
Dimana : Q = debit diatas pelimpah (m3/dt)
Cd = koefisien debit (Cd = C0. C1. C2)
g = percepatan grafitasi (9,81 m/dt2)
Be = lebar efektif bendung (m)
He = tinggi tekan (m)
Penentuan Cd untuk mercu Ogee :
Koefisien debit → Cd = C0, C1, C2
C0 = 1,3 ( konstanta )
C1 = grafik hubungan antara P
hd
C2 = grafik
Langkah – langkah perencanaan Cd ( ogee )
1. Mengasumsikan nilai Cd (1 – 1,3 )
2. Menghitung He dari rumus diatas
3. Co = 1,3 ( konstanta )
4. Menghitung P / Hd → C1
5. Menentukan C2 dari Grafik
6. Cek : Cd asumsi = Cd hitung
Data – data teknis : - Q20 = 140 m3 / dt
- Be = 26 – 0.30 He
- P = 2,87 m
- misal : Cd = 1,3
Perhitungan :
Q = 2/3 Cd √(2/3 . g) . Be . He 3/2
140 = 2/3 * 1,3√(2/3 * 9,81) (26 – 0,30He) (He) 3/2
140 = (0,867) (2,557) (26 – 0.30 He) He3/2
140 = 57.64 He3/2 – 0,665 He5/2
Untuk :
He = 2,50 → 140 = 57.64 (2,50)3/2 – 0,665 (2,50)5/2
140 = 221.27
He = 2,25 → 140 = 57.64 (2,25)3/2 – 0,665 (2,25)5/2
140 = 189.49
He = 1.84 → 140 = 57.64 (1.84)3/2 – 0.665 (1.84)5/2
140 = 140
Diambil He 1.84 m
Maka : Be = 26 – 0,30 He
= 26 – 0,30 * 1.84
= 25.448 m
Ho = P + He
= 2.87 + 1.84
= 4.71 m
A = Be . Ho
= 25.448 . 4.71
= 119.86 m2
V = Q / A
= 140 / 119.86
= 1,168 m/dt
Hd = He – V2
2.g
= 1.84 – (1,168)2 / 2 * 9,81
= 1.84 – 1,364 / 19,62
= 1,77 m
Maka berdasar grafik :
- Co = 1,3 ( konstanta )
- P/Hd = 2.87 / 1.77 = 1,621 → C1 = 0,992
- P/He = 2.87 / 1,84 = 1.56 → C2 = 0,998
Maka : Cd = C0 . C1 . C2
= 1,3 . 0,992 . 0,998
= 1,29 1,3
Cd asumsi = Cd hitung
1,3 1,3
Cek dengan rumus asal :
Q = 2/3 Cd √(2/3 . g) . Be . He3/2
120 = 2/3 (1,3) (2,557) (18,670) He3/2
He3/2 = 120 / 41.395
He = 2,034 m
Dikontrol dengan He = 2,034 m
Be = 19,2 – 0,26 . 2,034
= 18,671 m
Ho = P + He
= 3,49 + 2,034
= 5,524 m
A = Be . Ho
= 18,670 . 5,524
= 103,133 m2
V = Q / A
= 120 / 103,133
= 1,164 m / dt
Hd = He – V2 / 2 .g
= 2,034 – ( 1,164)2 / 19,62
= 1,965 m
Analisa koefisien debit :
Co = 1,3 ( konstanta )
Berdasar grafik :
P / Hd = 3,49 / 1,965 = 1,776 → C1 = 0,992
P / He = 3,49 / 2,034 = 1,716 → C2 = 0,998
Jadi : Cd = C0 . C1 . C2
= 1,3 . 0,992 . 0,998
= 1,29
Cek : Q = 2/3 . Cd √(2/3 . g) . Be . He 3/2
120 = 2/3 . (1,29) (2,557) . (18,671) He3/2
He3/2 = 120 / 41,078
He = 2,9212/3
He = 2,04 m
He = 2,04 He asumsi = 2,04 m
Jadi : He = 2,04 m
Maka lebar efektif bendung (Be) = 19,2 – 0,26 He
= 19,2 – 0,26 (2,04)
= 18,670 m
5.6.4. Kontrol Terhadap Bahaya Kavitasi ( Retak )
Untuk menghindari bahaya kavitasi lokal, tekanan minimum pada mercu bendung harus dibatasi s/d (–4) tekanan air jika mercu terbuat dari beton dan (–1) untuk pasangan batu.
Untuk mengetahui apakah terjadi keretakan atau kavitasi, maka di cek dengan harga He / r.
Berdasarkan grafik maka diperoleh :
Data – data yang ada : He = 2,04 m
r = 1,336 m
Perbandingan He / r = 2,04 / 1,336
= 1,038
maka dari grafik diperoleh : (P/g) = 0,22
He
He = 2,04 m
Maka, P/g = 0,22 x He
= 0,22 x 2,04 m
= 0,449 < - 4 ( aman )
Lengkung Debit Diatas Bendung
Rumus :
Q = Cd 2/3 √(2/3 . g) . Be . He3/2
Data – data : Cd = 1,3
Be = 18,670 m
134,48
120,612
5.7 DESAIN PENAMPANG LINTANG BENDUNG
Dari hasil perhitungan diperoleh Hd = 1,965 m
Penampang Lintang Bendung
5.8 DESAIN KOLAM OLAKAN
5.8.1 Perhitungan Loncatan Hidrolis
Loncatan hidrolis (hydraulic jump) adalah kejadian naiknya muka air tiba-tiba dari air yang mengalir dengan kecepatan tinggi disertai kedalaman rendah bergabung dengan air yang berkecepatan tinggi dengan kedalaman tinggi.
X Y
1 0.294
2 1.049
3 2.207
4 3.743
5 5.639
Perhitungan
Menghitung dalamnya air disetiap titik setelah melalui mercu :
Vz = (2 . g (z + H0 + Yz)
Q = Vz . Yz
Be
Fz = Vz
(g . Yz)
(2 .g (z + H0 + Yz) - Q = 0
Be.Yz
Dimana :
Q = Debit banjir rencana
Be = Lebar efektif bendung
Vz = Kecepatan dititik
Q20 = 120 m3/dt
Be = 18.670
q = Q20 = 120 = 6.427 m3/dt/m
Be 18.670
Elevasi muka air hulu = +134,58
Elevasi energi di hulu = +134,65
Elevasi dasar kolam olakan = +128,60
Tinggi garis energi Hj diatas kolam = (+ 134,58) – (+128,6) = 5,98
Asumsi Yj = 0
5.8.2. Panjang loncatan Hidrolis.
Panjang loncatan hidrolis adalah gerak antara permukaan dengan loncatan hidrolis sampai pada suatu titik permukaan gulungan ombak yang segera menuju kehilir.
Panjang loncatan hidrolis.
Lj = 6,9 ( y2 – y1 )
y2 = kedalaman loncatan hidrolis di hilir
Lj = 6,9 ( 3,326 – 0,608 )
Lj = 18,75 m
5.8.3. Dimensi Kolam Olakan
Dalam pemilihan kolam olak, selain ditentukan oleh topograpi dan tail water, juga ditentukan oleh bilangan Froude (Fr).
Kriteria pemilihan kolam olakan berdasarkan bilangan Froude.
USBR Type IV 2,5 < Fr < 4,5
USBR Type III 4,5 < Fr < 1,3 V1 = 15 + 18 m/dt
USBR Type II Fr < 4,5
Dalam perencanaan ini digunakan kolam olak USBR type IV
Dimensi Chute Block :
W1 = Y1 = 0,608
se = 2,5 . W1
= 2,5 . 0,608
= 1,520
ac = 2 . Y1
= 2 . 0,608
= 1,216
Lc 2 . Y1
Lc diambil = 2 . Y1 = 1,216
as = 1,25 . Y1
= 1,25 . 0,608
= 0,760
Yb = 1,1 . 1/2 . Y1 (1 + 8 Fr2 - 1)
= 1,1 . 1/2 . 0,608 (1 + 8 . 4,2072 - 1)
= 3,659 m
Lb = 6,1 . Yb
= 6,1 . 3,569
= 21,771 m
Keterangan :
Lb = Panjang Kolam Olak
Lc = Panjang Chute Block
Yb = Tinggi muka air didalam Kolam Olak
as = Tinggi End Sills
ac = Tinggi Chute Block
be = Lebar Chute Block
se = Jarak anatara Chute Blocks
SKETSA KOLAM OLAKAN
5.9 KANTONG LUMPUR
5.9.1 Definisi dan Fungsi
Kantong Lumpur merupakan bangunan pembesaran potongan melintang saluran (diperdalam dan diperlebar) sampai panjang tertentu. Fungsi dari kantong lumpur ini adalah untuk mengurangi kecepatan aliran dan memberi kesempatan kepada sedimen yang lewat untuk mengendap, tujuannya untuk mencegah agar sedimen ini tidak mengendap di seluruh saluran irigasi. Kantong lumpur ditempatkan pada bagian awal dari saluran primer persis dibelakang pintu pengambilan. Tampungan ini dibersihkan tiap jangka waktu tertentu (kurang lebih sekali seminggu atau setengah bulan) dengan cara membilas sedimennya kembali ke sungai dengan aliran terkonsentrasi yang berkecepatan tinggi.
Panjang kantong Lumpur berkisar antara 200 sampai 500 m, panjang tersebut bergantung kepada :
a. Diameter sedimen yang akan mengendap 200 m untuk bahan sedimen kasar dan 500 m untuk partikel-partikel yang lebih halus.
b. Topografi dan
c. Kemungkinan dilakukannya pembilasan.
Dalam bagian Kp-03 mengenai saluran, dikatakan bahwa kantong Lumpur tidak akan diperlukan jika volume sediment yang masuk kejaringan irigasi tetapi tidak sampai ke sawah (partikel yang lebih besar dari 0,06 – 0,07 mm) kurang dari 5% (permil)dari kedalaman saluran air diseluruh jaringan irigasi.
5.9.2 Langkah – Langkah Perencanaan
Untuk merencanakan kantong Lumpur dilakukan dengan langkah sebagai berikut :
1. Menentukan ukuran partikel rencana yang akan terangkat ke jaringan irigasi.
2. Menentukan volume kantong lumpur yang diperlukan .
3. Membuat perkiraan awal luas rat-rata permukaan kantong Lumpur dengan menggunakan rumus :
Dimana : L = Panjang kantong Lumpur (m)
B = Lebar rata-rata profil pembawa (m)
Q = Kebutuhan pengambilan rencana (m3/dt)
W = Kecepatan endap partikel rencana (m/dt)
Dalam soal ini W = 0,004 m/dt karena diameter sedimen sebesar
0,07 mm
SKETSA PROFIL KANTONG LUMPUR
PENAMPANG MUKA KANTONG LUMPUR
PENAMPANG MELINTANG KANTONG LUMPUR
Keterangan : L = Panjang kantong Lumpur (m)
B = Lebar rata-rata profil pembawa (m)
W = Kecepatan endap partikel rencana (m/dt)
V = Kecepatan rata-rata aliran
Hn = Tinggi air
Hs = Tinggi sedimen di kantong lumpur
5.9.3 Perhitungan
Dalam perencanaan ini data – data yang diperoleh :
Qn = 1,45 m3/dt
W = 0,004 m/dt karena diameter sedimen sebesar 0,07 mm
Waktu pembilasan 2 miggu sekali
Volume Kantong Lumpur
V = 0,0005 . Qn . T
= 0,0005 . 1,45 . (14 . 24 . 3600)
= 876,96 m3
=
`
Diambil B = 6
L = 54
Penentuan in
in = Kemiringan untuk eksploitasi normal, kantong sedimen hampir penuh)
- Vn diambil 0,4 m/dt untuk mencegah timbulnya vegetasi
- Ks = 40
An = (B + m.Hn)Hn
3,625 = (6 + 1. Hn)Hn
Hn = 0,5531
Penentuan is
is = Pembilasan Kantong Lumpur kosong, sediment didalam kantong berupa pasir kasar
Vs = Kecepatan pembilas diambil 1,4 m/dt
Agar pembilas dapat dilakukan dengan baik, maka kecepatan aliran harus dijaga agar tetap subkritis.
PENAMPANG MUKA KANTONG LUMPUR
BAB VI
PENUTUP
6.1. KESIMPULAN
Setelah diselesaikannya penyusunan tugas irigasi dan bangunan air ini, yang meliputi teori dan perhitungan tentang kebutuhan air irigasi, perencanaan jaringan dan saluran irigasi sampai pada perencanaan bendung dan perlengkapannya, maka dapat kami simpulkan sebagai berikut :
a. Dalam perencanaan mengenai irigasi dan bangunan air sangat diperlukan data-data lapangan yang akurat, sehingga dalam perencanaan dan perhitungan dapat menghasilkan desain yang optimal, yang pada akhirnya bangunan yang dibuat dapat berfungsi dengan baik dan sesuai dengan kebutuhan irigasi pada daerah yang direncanakan serta ekonomis dari segi biaya namun tetap terjaga kualitas sehingga tidak terjadi hal-hal yang diinginkan seperti meluapnya air keluar bendung, terjadinya erosi tanah akibat saluran air yang meluap dan pembagian air disawah yang tidak merata.
b. Sistem irigasi untuk pengairan yang direncanakan dengan baik dan memperhatikan kebutuhan air tanaman akan meningkatkan hasil produksi pertanian terutama pada tanaman padi yang bila diairi dengan mengandalkan curah hujan hanya dapat tanam 2 kali dalam setahun dengan hasil dan kualitas yang kurang optimal, namun bila diairi dengan sistim irigasi yang baik akan dapat tanam 3 kali dalam setahun dengan hasil padi yang optimal dan berkualitas.
6.2. SARAN
a. Mata kuliah irigasi dan bangunan air sebaiknya ditambah sks nya agar ilmu tentang irigasi dan bangunan air dapat diterima seluruhnya dan dapat serap dengan baik, sehingga benar-benar menghasilkan sumber daya manusia yang mempunyai kompetensi tinggi.
b. Pada mata kuliah ini akan lebih baik bila dilakukan tinjauan lapangan sehingga lebih mengetahui sistim irigasi yang direncanakan dengan baik dan tidak, yang pada akhirnya dapat meningkatkan serta memperbaiki sistim jaringan irigasi yang ada.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar