pemahaman irigasi · dan tanamannya. curah hujan di india pada umumnya berubah-ubah tak menentu...

Perencanaan Jaringan Irigasi Brawijaya University 2014

1

versityPENT

1.1 Pendahuluan

Air adalah sumber daya alami

terbesar yang dianugerahkan Tuhan pada umat manusia. Manusia sangat

membutuhkan air untuk

mempertahankan hidupnya. Tercatat

dalam sejarah bahwa permulaan

peradaban di muka bumi ini lahir

pada daerah yang dilalui aliran sungai seperti Sungai Nil di Mesir, Sungai

Indus di India dan Sungai Hwang-Ho

di Cina.

Dalam penggunaannya dalam kebutuhan manusia sehari-hari, sebanyak

kurang lebih 80 % air di bumi ini digunakan untuk lahan bercocok tanam. Terdapat dua sumber air yang dapat kita kenal, sumber air yang berasal

dari permukaan (surface water) seperti danau, aliran sungai dll dan

sumber mata air yang berasal dari dalam tanah (ground water) seperti

mata air.

Dalam ringkasan ini, kita akan mempelajari bagaimana memanfaatkan sumber-sumber air tersebut untuk disalurkan dalam penggunaannya

mengairi lahan-lahan bercocok tanam, atau biasa diistilahkan dengan kata

Irigasi. Irigasi memainkan peranan penting dalam usaha meningkatkan

hasil pangan. Dewasa ini hanya sekitar 15% tanah yang memadai untuk

lahan pertanian menerima irigasi yang terjamin Masih banyak lahan pertanian yang belum tersentuh irigasi.

1.2 Asal Usul Air

Siklus air yang terdapat dalam ilmu Hidrologi menjelaskan pada kita

bahwa air yang terdapat di bumi ini telah diatur oleh suatu sistem. Dari

air laut yang menguap ke udara (atmosfer) dan kembali ke darat baik kepermukaan bumi ataupun didalam tanah melalui berbagai macam

media, baik itu melalui hujan, evaporasi dan transpirasi.

Kemampuan suatu sumber air untuk mengeluarkan air pada suatu daerah

tergantung pada Siklus hidrologinya. Penting sekali untuk mengukur

secara tepat elemen-elemen Siklus hidrologi seperti presipitasi, evaporasi dan transpirasi untuk menaksir berapa banyak air yang dapat

dimanfaatkan untuk irigasi dan kebutuhan manusia lainnya.

PEMAHAMAN

IRIGASI

MODUL

1


2

1.3 Irigasi di India

India adalah negara luas yang dikenal dengan perbedaan topografi, cuaca

dan tanamannya. Curah hujan di India pada umumnya berubah-ubah tak menentu maka dari itu distribusi air irigasi di India tidak seperti daerah-

daerah biasanya. Di daerah Rajsthan di India tidak mempunyai sumber air

sama sekali sedang di daerah Assam sumber air berlebihan hingga

masalah banjir lebih diutamakan daripada masalah irigasi.

Total lahan bercocok tanam di India sekitar 200 hektar dari luas seluruh area 328 juta hektar. 70 % dari penduduk India yang padat bergantung

pada lahan pertanian untuk memenuhi kebutuhan kehidupannya, maka

dari itu sektor pertanian selalu menjadi industri utama di India. India

mempunyai sumber air yang banyak, sungai-sungsi besar, lahan bercocok

tanam yang luas maka dari itu India termasuk yang pertama-tama yang

melakukan pekerjaan irigasi.

Proyek irigasi di India dimulai pada tahun 1951 dengan area irigasi

sebesar 22.6 juta hektar. Proyek in] dilakukan secara berkala. Hingga

tahun 1977 total area irigasi 47 hektar. Dengan rata-rata perkembangan

area 2 juta hektar pertahun yang diharapkan sampai pada 3.5 juta hektar

pertahun, dan akan semakin luas dan luas.

Area irigasi pada setiap daerah tidak selalu sama menurut kebutuhan

yang dibutuhkan. Areal terbesar yang menerima irigasi adalah daerah

Punjab dan Tamil Nadu.

1.4 Keuntungan Irigasi

Berikut ini adalah keuntungan-keuntungan dengan adanya proyek irigasi

a. Perkembangan secara umum negeri tersebut dan kesehatan bangsa.

b. Perlindungan terhadap kelaparan dan persediaan pangan tercukupi.

c. Kemajuan dalam lahan bercocok tanam dan apresiasi dalam nilai

tanah.

d. Pembangkitan tenaga hidro-elektrik air terjun kadang bisa digunakan untuk membangkitkan tenaga

e. Pelayaran dalam negeri memungkinkan beberapa terusan-terusan

besar dikembangkan untuk kepentingan navigasi.

f. Penyediaan air domestik. Pada tempatnya saluran-saluran air

merupakan satusatunya sumber air untuk kebutuhan air lokal

g. Kemajuan dalam komunikasi Jalan tidak berpermukaan diperlukan

sepanjang saluran-saluran penting, terutama untuk jalan inspeksi,

dapat bermanfaat untuk kepentingan pokok juga.

h. Perkebunan, tumbuhan ditanam disepanjang pinggiran saluran, batas

lapangan, dsb meningkatkan bahan bakar kayu dan persediaan buah-buahan

i. Penambahan persediaan air bawah tanah. Saluran dan air irigasi

meresap ke dalam tanah dan menjadi air tanah.


3

1.5 Macam Sistem Irigasi

Terdapat 3 macam irigasi :

a) Gravity irrigation

Air disalurkan ke lahan dengan gaya gravitasi saja. Seperti sistem irigasi

yang terdiri dari saluran utama yaitu sungai dan air didistribusikan melalui

saluransaluran yang lebih kecil dengan ketinggian yang lebih rendah

daripada saluran utama sehingga air dapat mengalir. Ada dua kelas dalam

tipe ini yaitu :

- Run-off-river Scheme

Dalam sistem ini suatu halangan yang tinggi seperti bendung dibangun

melintang di sungai dengan tujuan meningkatkan tinggi muka air

sehingga arus dapat dibelokkan ke sistem saluran yang ada.

- Storage Scheme

Dalam sistem ini suatu halangan yang tinggi seperti bendung dibangun untuk menampung air pada musim hujan jadi seperti sumber air yang

menyediakan air selama irigasi.

b) Pumped Irrigation

Dalam hal ini air disedot dengan pompa untuk disalurkan pada daerah

irigasi. Ada dua kelas dalam tipe ini yaitu:

- Lift Irrigation

Kebanyakan saluran kecil mengambil air dari sungai-sungai besar.

Dalam metode ini, pompa dimasukkan diatas kapal tongkang yang

mengambang diatas air. Air tersedia jika dipastikan pada waktu

permukaan air seperti tempat dan ketinggian kapal dapat bertambah.

- Tube-well Irrigation

Air dari dalam tanah diambil dengan cara mengebor dari permukaan.

Kemudian dipasang pompa untuk mengambil air tersebut dari dalam

lalu kemudian disalurkan

c) Tidal Irrigation

Pada saluran Tidal Irrigation, areal yang diairi innundated selama musim hujan ketika sungai meluap tinggi Pada sistem ini tidak ada kontrol besar

aliran sungai.

Selain cara-cara irigasi diatas ada cara lain untuk irigasi pada suatu

daerah yang spesifik. Sebuah waduk dibangun untuk menampung air

pada musim hujan yang nantinya digunakan pada saat musim kemarau untuk mengairi lahan pertanian. Pada daerah delta sungai air ditampung

pada waktu terjadi banjir dengan membangun satu bangunan penampung

air utama.


4

versityPENT

2.1 Sifat-sifat Fisik Tanah

Tanah mendukung pertumbuhan

tanaman dengan menyediakan air dan oksigen yang sangat berguna

bagi tanaman Ahli tanaman

mengatakan bahwa sebagian

besar lapisan atas bumi kita yang

mengandung air, sangat cocok

dan baik untuk pertumbuhan tanaman. Lapisan ini disebut

dengan sabuk air tanah (the belt

of soil water). Ketebalan lapisan

ini tergantung pada tipe tanah dan

vegetasi yang tumbuh Kedalamannya berkisar antara

satu meter hingga beberapa puluh

meter di bawah permukaan tanah.

Didalam tanah selain terdapat air

tanah juga terdapat udara, mineral dan karbonat bebas yang

tersimpan pada lapisan teratas

bumi kita. Juga terdapat sisa-sisa

tanaman dan hewan (fosil) dengan beberapa macam tingkatan

dekomposisi (pembusukan). Selain itu ada berbagai macam dan jenis tanaman, binatang, akarakaran, bakteri, jamur, protozoa, actinomycetes

nematoda, kutu dan serangga lain.

Tanah merupakan proses penguraian batuan yang terdiri dari proses

makanik disintegrasi dan proses kimia dekomposisi. Ada beberapa jenis

tanah yang mempunyai komposisi mineral yang sama dengan batu

asalnya atau beberapa mineral baru karena dimungkinkan bersenyawa dengan air, karbondioksida dan mineral organik lainnya.

Sifat fisik tanah mempengaruhi kesuburan tanah dan daya tumbuh

tanaman sebagaimana diterangkan diatas. Sifat fisik tanah terpenting

yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman adalah tekstur tanah dan

struktur tanah. Menurut ukurannya butiran tanah dibedakan atas : pasir, lumpur dan tanah liat.

Nama jenis tanah bergantung pada partikel yang menyusunnya. Juga

tergantung pula komposisi mineralogikal dan kandungan elektrikal pada

partikel tanah. Tiap jenis tanah saling berpengaruh satu sama lainnya.

Gambar 2.1. Horizon Tanah

HUBUNGAN TANAH, AIR, DAN TANAMAN

MODUL

2


5

2.2 Kesesuaian Tanah dan Lahan Untuk Irigasi

Keadaan tanah berbeda dari satu tempat dengan tempat lainnya. Hasil

panen sangat tergantung pada kandungan tanah dan faktor lainnya seperti berat dan kualitas biji, pemupukan dan lain sebagainya, untuk

mendapatkan mutu tanah yang baik dan lahan yang baik untuk irigasi

perlu diperhatikan hal-hal dibawah ini:

Ciri-ciri Fisik Ciri-ciri Kimia

Tekstur tanah Struktur tanah

Permeabilitas dan tingkat

infiltrasi

Kapasitas menyimpan sir

Kemiringan lahan

Kedalaman permukaan air tanah

Drainability (kesesuaian untuk

drainasi)

Kedalaman lapisan batu

Cation – exchange capacity Exchangeable cation

Alkaline erath carbonates

Toxic ion and salinity

Drainasi yang tepat sangat berpengaruh pada pertumbuhan akar tanaman. Permukaan air tanah yang dalam sangat membantu bagi

drainasi dan menghindari terjadinya waterlogging ataupun masalah kadar

garam.

2.3 Jenis-jenis Tanah

Dalam area yang luas, tanah di India mempunyai kemiripan akan bahan

induk dan iklim. Meskipun terdapat 20 wilayah tanah yang luas, jenis

tanah yang ada dapat digolongkan menjadi.

a) Red soils (tanah merah)

b) Laterite soils (tanah laterit)

c) Black soils (tanah hitam)

d) Aluvial soil (tanah aluvial)

e) Forest and hill soils (tanah hutan dan bukit)

f) Desert soils (tanah gurun)

g) Saline and alkaline soils (tanah mengandung garam dan alkaline)

h) Peaty and marshy soils (tanah lembab dan berpayau)

a) Red soils (tanah merah)

Tekstur dari tanah merah kebanyakan sandy loam dan sandy clay yang

mempunyai warna merah di permukaannya. Biasanya kekurangan

kadar nilai praktis yang tinggi dalam pengolahannya, juga dalam hal penggunaan irigasi, pupuk hijau, pupuk kimia, dan hal lainnya.


6

b) Laterite soils (tanah latent)

Banyak dijumpai di puncak-puncak bukit. Tekstur tanahnya terbuka dan

berpori namun seperti tekstur karang. Di tempat-tempat tersebut tanah laterit dibuat sebagai bahan bangunan. Laterit punya warna merah dan

mempunyai kadar nitrogen yang rendah juga kadar phospor, potasium

dan kapur yang rendah pula.

c) Black soil (tanah hitam)

Pada umumnya tanah hitam punya tampilan bongkah-bongkah yang pecah dimusim kering. Juga pada bagian-bagian tertentu punya

kandungan kapur dengan kedalaman tertentu pula. Tanah hitam respon

terhadap penggunaan pupuk nitrogen dan phospor. Juga dapat pula

digunakan pupuk buatan dan pupuk hijau (kompos).

d) Aluvial Soils (tanah alluvial)

Biasa ditemui sepanjang aliran sungai dan biasanya datang bersamaan banjir. Teksturnya kekurangan nitrogen dan biasa respon dengan pupuk

phospor. Tanah ini sangat cocok untuk penanaman beras, tebu atau

gandum.

e) Desert soils (tanah gurun)

Pada umumnya berpasir, punya curah hujan rendah, kadar garam yang baik dan rendah kandungan organik lainnya. Tanah ini akan sangat

produktif bila diterapkan irigasi. Tanpa pengairan yang baik tanah ini akan

sia-sia tertiup angin yang akan membuat kotor jalan raya, rel kereta api

dan bangunan.

f) Saline and Alkaline soils

Terdapat pada daerah curah hujan lebih tinggi dari tanah berpasir (desert

soils). Apabila pada tanah ini diterapkan irigasi, maka harus diimbangi

dengan sistem drainasi yang baik Karena apabila tidak, maka sejumlah

garam akan mengendap dan menumpuk pada satu daerah dimana tidak

ada tanaman yang akan dapat tumbuh.

g) Peaty and marshy soils

Tanah ini terbentuk oleh tanaman yang tumbuh di tempat yang basah

Tanaman yang mati tidak dapat segera terurai karena adanya kelebihan

air. Setelah beberapa tahun kemudian proses penguraian akan berjalan.

Jika ada pemupukan dan pengairan yang baik maka tanah ini akan dapat

menghasilkan dengan baik.

2.4 Fungsi Air Irigasi

Air sangat penting bagi pertumbuhan benih tanaman. Air sangat penting

bagi proses fotosintesis. Pada proses ini karbohidrat disintesiskan dari

karbondioksida dan air dengan peranan sel-sel kloroplas. Dengan bantuan matahari, oksigen dapat di produksi. Air juga penting bagi protoplasma.

Protoplasma merupakan materi yang berbentuk jelly.

Perlu ditambahkan, bahwa jumlah air yang digunakan oleh tumbuhan

adalah relatif kecil bila dibandingkan dengan jumlah air yang lewat pada


7

tumbuhan yang berkembang. Diperkirakan penggunaan air pada tanaman

jagung antara lain :

- air sebagai unsur pokok 0,9%

- air sebagai bahan reaksi 0,1 %

- air yang hilang dalam transpirasi 98,9%

2.5 Jenis dan Ketersediaan Air Tanah

Air yang ada dalam tanah dapat diklasifikasikan :

1. air higroskopis

2. air kapiler

3. air gravitasi

Air Higroskopis

Biasa di tahan sebagai partikel tanah oleh gaya tarik molekular dan

tidak terpengaruh oleh gerakan gaya gravitasi ataupun gerakan kapilaritas. Air ini tidak cocok untuk tanaman

Air Kapiler

Berada pada pori-pori kapiler tanah dan ditahan oleh gaya permukaan.

Cocok digunakan untuk pertanian dengan syarat diterapkan sistem

irigasi yang baik.

Air Gravitasi

Merupakan air yang berlimpah dalam tanah dan dapat keluar dengan

gaya gravitasi dan juga turun hingga ke muka air tanah.

Air juga dapat diklasifikasikan atas tidak tersedia (unavailable), tersedia

(available), dan berlebihan (superfluous). Klasifikasi ini berdasarkan atas ketersediaan air tanah bagi tumbuhan.

Gambar 2.2. Soil water classification


8

Field capacity (kapasitas lahan)

Merupakan jumlah air yang dapat ditahan tanah setelah kelebihan air gravitasi dibuang dan setelah gerakan air untuk turun secara material

telah menipis.

Permanent Wilting point (titik laju penanaman)

Disebut juga koefisien laju, merupakan jumlah air dimana tidak dapat lagi

mengambil air dari tanah untuk pertumbuhannya. Merupakan tingkat paling rendah pada jangkauan uap air yang tersedia Untuk sebagian besar

tanah, nilainya sekitar 15 % dari air higroskopis.

Available moisture (uap air tersedia)

Merupakan perbedaan jumlah air dalam tanah antara field capacity dan

permanent wilting. Air yang tersedia ini sangat berguna bagi tumbuhan.

Moisture equivalent (persamaan uap air)

Merupakan prosentase dari uap air yang terkumpul dalam sampel kecil

dari tiap kedalaman 1cm tanah keying dengan pengaruh gaya gravitasi

tiap 1000 kali dengan periode 30 menit. Rumusannya sebagai berikut:

Persamaan uap air (moisture equivalent)

= kapasitas lahan (field capacity)

= 1,8 hingga 2 nilai titik laju permanen

= 2,7 hingga 3 nilai koef higroskopis

2.6 Kesesuaian Air untuk Irigasi

Ketika sebuah proyek irigasi akan dilaksanakan, sangat penting untuk mengetahui kualitas air dalam penggunaannya untuk pertanian.

Parameter yang umumnya mempengaruhi kualitas air irigasi ialah nilai pH

(pH rated dan jumlah total padatan terlarut (total dissolved solid).

Tabel 2.1. Kesesuaian air untuk irigasi dalam hubungan antara

TDS dan nilai pH

No Total dissolved

solids (TDS) Kesesuaian air

Ketidaksesuaian

air

1 Diatas 400 ppm Semua air pada dasarnya

sesuai

-

2 400-600 ppm pH < 9,0 pH < 9,0

3 600-800 ppm pH < 8,5 pH < 8,5

4 800-1000 ppm pH < 8,0 pH < 8,0

5 1000-1200 ppm - Diragukan untuk

irigasi

6 Lebih dari 1200 ppm - Diragukan untuk

irigasi

Kesesuaian air untuk irigasi dalam hubungan antara TDS dan nilai pH


9

Tabel 2.2.Batas konduktivitas menurut The US Salinity Laboratory

Kelas Conduktivits

(micromhos/cm) Kelayakan untuk irigasi

C1 Dibawah 250 Aman

C2 250-750 Aman bersyarat

C3 750-2250 Aman dengan tanah

permabel

C4 2250-4000 Kurang aman

C5 Diatas 4000 Tidak cocok


10

versityPENT

3.1. Pendahuluan

Petak tersier adalah petak dasar di suatu jaringan irigasi dan merupakan bagian dari daerah irigasi yang mendapat air irigasi dari

satu bangunan sadap tersier dan dilayani oleh satu jaringan tersier.

Beberapa aspek dalam menentukan layout untuk suatu petak tersier

adalah sebagai berikut

a. luas petak tersier

b. Batas- batas petak tersier c. bentuk yang optimal

d. kondisi medan

e. jaringan irigasi yang ada

f. operasi jaringan

3.2. Ukuran, Bentuk dan Batas Petak Tersier

Ukuran petak tersier dipengaruhi oleh besarnya biaya pelaksanaan

jaringan irigasi dan pembuang (utama dan tersier) serta biaya operasi

dan pemeliharaan jaringan. Berdasarkan pengalaman, ukuran optimum

suatu petak tersier adalah antara 50 dan 100 ha. Ukurannya dapat ditambah sampai maksimum 150 ha jika keadaan topografi memaksa

demikian.

Di petak tersier yang berukuran kecil, efisiensi irigasi akan menjadi

lebih tinggi karena:

a. diperlukan lebih sedikit titik- titik pembagian air b. saluran- saluran yang lebih pendek menyebabkan

c. kehilangan air yang lebih sedikit baik

d. pengaturan (air) yang lebih baik sesuai dengan kondisi tanaman

e. perencanaan lebih fleksibel sehubungan dengan batas- batas desa.

PERENCANAAN PETAK TERSIER

MODUL

3


11

Gambar 3.1. Bentuk Optimal Petak Tersier

Bentuk optimal suatu petak tersier bergantung pada biaya minimum

pembuatan saluran, jalan dan boks bagi.

Kriteria umum untuk pengembangan petak tersier dapat dilihat pada table

berikut ini.

Tabel 3.1. Kriteria umum untuk Pengembangan Petak Tersier

ukuran petak tersier 50 — 100 ha

ukuran petak kuarter 8 — 15 ha

panjang saluran tersier <1500 m

panjang saluran kuarter < 500 m

jarak antara saluran kuarter &

pembuang

< 300 m

Batas-batas petak tersier didasarkan pada kondisi topografi. Daerah itu

hendaknya diatur sebaik mungkin, sedemikian rupa sehingga satu

petak tersier terletak dalam satu daerah administratif desa agar O & P

jaringan lebih baik. Jika ada dua desa di petak tersier yang sangat luas, maka dianjurkan untuk membagi petak tersier tersebut menjadi dua


12

petak subtersier yang berdampingan sesuai dengan daerah desa

masing-masing.

3.3. Layout Petak Tersier di Berbagai Tipe Medan

Topografi suatu daerah akan menentukan layout serta konfigurasi

yang paling efektif untuk saluran atau pembuang. Dan kebanyakan

tipe medan, layout yang paling cocok dapat digambarkan secara

skematis. Untuk mudahnya, tipe+tipe medan dapat diklasifikasi sebagai berikut.

Tabel 3.2. Tipe Medan berdasarkan Kemiringan

Medan terjal Diatas 2%

Medan bergelombang 0,25+2%

Medan Berombak Kemiringan 0,25% + 2%padaumumnya

kurangdari 1% Ditempat – tempat tertentu kemiringan lebih besar

Medan sangat datar Kurang dari 0,25%

Tiap petak tersier harus direncana secara terpisah agar sesuai dengan batas-batas alam dan topografi.

a. Layout pada medan terjal

Medan terjal, di mana tanah hanya sedikit mengandung lempung,

sangat rawan terhadap bahaya erosi oleh aliran air yang tidak terkendali.

Erosi terjadi jika kecepatan air pada saluran tanpa pasangan lebih

besar dari batas yang diizinkan. ini mengakibatkan saluran pembawa tergerus sangat dalam dan penurunan elevasi muka air

mengakibatkan luas daerah yang diairi berkurang.


13

Gambar 3.2. Skema Layout Petak Tersier pada Medan Terjal (1)


14

Gambar 3.3. Skema Layout Petak Tersier pada Medan Terjal (2)

b. Layout pada medan agak terjal

Banyak petak tersier mengambil airnya sejajar dengan saluran

sekunder yang akan merupakan batas petak tersier di satu sisi. Batas untuk sisi yang lainnya adalah pembuang primer. Jika batas- batas

jalan atau desa tidak ada, maka batas atas dan bawah akan

ditentukan oleh trase saluran garis tinggi dan saluran pembuang.


15

Gambar 3.4. Skema Layout Petak tersier pada medan agak Terjal

c. Layout pada medan bergelombang

Jika keadaan medan tidak teratur, maka tidak mungkin untuk

memberikan skema layout. Ketidakteraturan medan sering disebabkan oleh dasar sungai, bekas alur sungai, jalan, punggung medan dan

tanah yang tidak rata.

d. Layout pada medan Datar

Pada umumnya tidak ada daerah datar yang luas sekali di proyek, kecuali dataran pantai dan tanah rawa- rawa. Potensi pertanian daerah-

daerah semacam ini sering terhambat oleh sistem pembuang yang

jelek dan air yang tergenang terus menerus merusak kesuburan

tanah. Sebelum tanah semacam ini bisa dibuat produktif, harus

dibuat sistem pembuang yang efisien dahulu.


16

Gambar 3.5. Skema Layout Petak Tersier di Daerah Datar Berawa

Rawa

3.4. Pengecekan dan Penyelesaian Layout Pendahuluan

Layout pendahuluan yang sudah selesai “digabungkan” pada peta.

ortofoto, atau terestris berskala 1 : 5000 yang memperlihatkan

jalan-jalan, bangunan, tata guna tanah dan batas+batas desa. Layout

pendahuluan hendaknya memperlihatkan batas-batas tersier dan

kuarter, semua saluran irigasi, saluran pembuang dan bangunan.

Pengecekan di lapangan hendaknya dilakukan dengan para petani

atau organisasi petani dan kepala desa, guna mendapatkan

informasi mengenai pemilikan tanah, dan batas pembebasan tanah.

Semua masalah yang timbul sebaiknya dipecahkan bersama-sama

dengan Pemerintah Daerah DPUP, Pengawas Irigasi, Agraria (untuk

registrasi tanah), PPL (atau wakil pertanian) pembantu Camat atau instansi+instansi lain yang terlibat dalam pekerjaan ini misalnya

Dinas Transmigrasi di daerah transmigrasi. Jika perlu trase dan

batas+batas yang sudah ditentukan bisa diubah. Layout yang sudah

disetujui dan diselesaikan bersama akan disebut “layout akhir” (Final

layout). Layout ini dengan jelas menunjukkan daerah+daerah kuarter yang sudah dihitung serta kebutuhan irigasi yang direncana.

Layout akhir akan merupakan hasil konsultasi dengan para petani yang

akan menggunakan jaringan tersier. Saran- saran dari petani akan

sebanyak mungkin dimasukkan, sejauh hal ini dapat diterima dari segi

teknis. Kemudian layout akan digambar pada peta dengan skala yang sesuai: 1 : 5000 atau 1 :2000. Peta dengan garis-garis ketinggian tapi

tanpa titik- titik rinci ketinggian akan dipakai sebagai dasar layout ini.


17

Pada peta ini harus ditunjukkan hal-hal berikut

a. Batas-batas petak tersier, subtersier dan kuarter batas

b. batas tiap sawah (jika dipakai peta ortofoto), batas-batas desa dan indikasi daerah-daerah yang bias diairi dan yang tidak

c. saluran-saluran primer, sekunder, tersier, dan kuarter serta

pembuang

d. semua bangunan, termasuk indikasi tipe bangunan, seperti boks

tersier, gorong-gorong, jembatan dan sebagainya e. jalan-jalan inspeksi dan jalan petani

f. sistem tata nama (nomenklatur) saluran, pembuang dan bangunan

g. ukuran petak tersier dan masing-masing petak kuarter.

Apabila saluran pembuang tersier bertemu dengan saluran pembuang

dan petak yang letaknya lebih ke hulu, hal ini harus disebutkan

karena debit rencana harus dise-suaikan.


18

versityPENT

4.1. Kebutuhan air irigasi di pintu pengambilan (intake)

Analisis kebutuhan air irigasi merupakan salah satu tahap penting yang

diperlukan dalam perencanaan dan pengelolaan sistern irigasi. Kebutuhan air tanaman didefinisikan sebagai jumlah air yang dibutuhkan oleh

tanaman pada suatu periode untuk dapat tumbuh dan produksi secara

normal. Kebutuhan air nyata untuk areal usaha pertanian meliputi

evapotranspirasi (ET), sejumlah air yang dibutuhkan untuk pengoperasian

secara khusus seperti penyiapan lahan dan penggantian air, serta

kehilangan selama pemakaian.

Kebutuhan air irigasi di pintu pengambilan (intake) adalah besarnya

kebutuhan air (m3/det) di intake yang didasarkan dari kebutuhan air di

sawah dibagi efisiensi (%) saluran.

salefisiensi

NFRDRIR

4.2. Kebutuhan air irigasi di sawah / NFR (Netto Farm Requirement)

Adalah besamya air yang diperlukan oleh tanaman agar dapat tumbuh

baik.

Gambar 4.1. Skema Kebutuhan Irigasi

KEBUTUHAN AIR IRIGASI

MODUL

4


19

Dalam menghitung besarnya NFR terdapat 2 metode perhitungan yang

umum digunakan

1. Metode Standar Perencanaan

lrigasi Dirjen Pengairan ------> dengan WLR

2. Metode Keseimbangan tanpa WLR

4.2.1. Water Balance Method (Metode Kesetimbangan Air)

a) Untuk Tanaman Padi

NFRP = Cu + Pd + NR + (P+I) – Reff + DRAIN

b) Untuk Tanaman Polowijo

NFRpol = Cu + (P+I) – Reff

Keterangan

NFRp : Kebutuhan air di sawah (I/det/ha) unt t. padi

NFRpol : Kebutuhan air di sawah (I/det/ha) unt t. Polowijo

Cu : Kebutuhan air tanaman (mm/hr)

Cu = ETo x Kc

ETo : Evaporasi potensial

Kc : Koef. Tanaman

Pd : Kebutuhan air untuk pengolahan tanah (mm/hari)

NR : Kebutuhan air untuk pembibitan (mm/hr)

P : Perkolasi (mm/hari)

I : Infiltrasi (mm/hari)

Reff : Curah hujan efektip (mm/hari)

NFR IR atau DR

mm/hari lt/det/ha

Contoh Perhitungan

1 mm/hari I/det/ha

1 mm/hari = Haxdtxx

dmxdm

1)606024(

000.000.11.01 3

= Haxdt 1400.86

000.10

= 116.0 I/det/ha


20

4.3. Kebutuhan Air Irigasi

Besarnya kebutuhan air irigasi tergantung pada beberapa hal berikut :

1. Pola tata tanam

(Jenis tanaman, Umur Tanaman, Waktu Penanaman/Saat Tanam)

2. Iklim

- Kelembaban udara, temperatur, radiasi matahari, kecepatan angin

EVAPORASI EVAPOTRANSPIRASI

- Curah hujan Curah hujan efektif

3. Tanah

Perkolasi Dan infiltrasi

4.3.1.Pola Tata Tanam

Pola tata tanam adalah jadwal tanam dan jenis tanaman yang

diberikan pada suatu daerah layanan irigasi. Jenis pola tata tanam yang umumnya dilaksanakan di beberapa daerah, diantaranya :

a) Padi – Padi

b) Padi - Padi - Polowijo

c) Padi - Polowijo – Padi

d) Padi - Polowijo - Polowijo

e) Padi – Polowijo

Gambar 4.2. Model Pola Tata Tanam

Dibagi per periode

= 1 minggu, 2 minggu (15 hari), 10 harian, 1 bulan (30 hari)

Tergantung dari :

a) Ketersediaan air irigasi

b) Musim

c) Jumlah tenaga kerja

d) Jenis tanah

e) Umur tanaman


21

f) Jenis tanaman

4.3.2. Kebutuhan Air Tanaman

Kebutuhan air tanaman adalah besarnya (banyaknya) air yang benar-

benar digunakan untuk pertumbuhan tanaman (untuk evaporasi dan

transpirasi) agar tanaman dapat tumbuh baik. Bila kedua proses terjadi

bersamaan maka disebut evapotranspirasi, yaitu gabungan dari proses

penguapan air bebas (evaporasi) & penguapan melalui tanaman (transpirasi).

Rumus untuk menghitung besarnya kebutuhan air tanaman sebagai

berikut:

Cu = ETo x Kc

Dimana :

Cu = Cunsumtive Use (mm) EVAPOTRANSPIRASI POTENSIAL

ETo = Evaporasi Potensial

Kc = Koefisien Tanaman

a) Evaporasi Potensial

Merupakan suatu proses penguapan air bebas. Beberapa metode yang

digunakan untuk memperkirakan besarnya evaporasi potensial ,

diantaranya :

1. Thorn Waite

1514

5,

106.1

tJ

J

tEp

a

Ep : Evaporasi mm/hari

T : Suhu udara (°C)

a : Konstanta

: Metode ini hanya memerlukan data suhu udara

2. Blaney Criddle

100

,.tp

kfkU

U : Penggunaan air konsumtive bulanan

: Evapotranspirasi Potensial

K : Koefisien tanaman

F : factor yang tergantung letak lintang

P : prosentase bulanan jam jaman hari terang dalam 1 tahun

: diperlukan data temperatur udara, letak lintang


22

3. Penmann

Diperlukan data suhu udara, radiasi matahari, kecepatan angin,

kelembaban, temperatur.

4. Penmann Modifikasi

b) Koefisien Tanaman

Besarnya koefisien tanaman sangat erat berhubungan dengan:

a) Jenis tanaman (padi , jagung, tebu)

b) Varitas tanaman (padi PB 5, padi IR 12)

c) Umur pertumbuhan tanaman

Gambar 4.3. Hubungan Nilai Koefisien Tanaman dengan Umur

Tanaman


23

versityPENT

5.1. Pendahuluan

Fungsi saluran pada areal irigasi adalah untuk membawa dan membuang

air irigasi agar tanaman dapat tumbuh baik.

a. Saluran Pembawa

Membawa air dari sumbernya (sungai, waduk, mata air) sampai air

tersebut dapat dimanfaatkan untuk tanaman.

b. Saluran Pembuangan

Membuang kelebihan air agar tanaman di sawah tidak terganggu

pertumbuhannya.

Jenis saluran menurut fungsi dan tata letaknya, terdiri dari :

a. Saluran primer

b. Saluran skunder

c. Saluran tersier

d. Saluran kwarter

Kriteria pemilihan bentuk saluran harus mempertimbangkan hal berikut :

a. Mampu membawa air dengan debit maksimum (Q) dan penampang

basah (p) minimum guna memperkecil kehilangan air disaluran

(prinsip penampang efisien).

b. Kemudahan pelaksanaan di lapangan

c. Biaya murah

d. Mudah pemeliharaan

e. Kuat dan berumur panjang

Beberapa bentuk saluran yang umumnya digunakan di Indonesia,

diantaranya :

a. Lingkaran

b. ½ lingkaran

c. segi empat

d. Segi tiga

e. Trapezium

PERENCANAAN SALURAN TAHAN EROSI

MODUL

5


24

f. Elips

Tabel 5.1. Perbedaan Saluran Pembawa dan Saluran Pembuang

A. saluran pembawa B. saluran pembuang

1. Dengan lining (untuk

memperkecil kebocoran)

Lapisan (dari pasangan batu

kali, beton batu bata dan

rumput)

Tanpa lining (lapisan)

2. Bentuk penampang

Dari hulu (sumber) ke hilir

(sawah) makin mengecil.

Dari hulu ke hilir makin

membesar.

3. Apabila berdampingan antara saluran pembawa dan pembuang

maka.

a) Saluran pembawa terletak di bawah saluran pembuang

Gambar 5.1. Macam-macam Bentuk Saluran


25

5.2. Karakteristik Aliran di Saluran

1. 0de

dv UNIFORM FLOW (aliran uniform) v tetap untuk tiap-tiap

section (pias)

2. 0de

dv VARIED FLOW v berubah untuk tiap-tiap section

3. 0de

dv ACCELERATED FLOW v meningkat, Q menurun

4. 0de

dv DECELERATED FLOW v menurun, Q menurun

5. 0dt

dv STEADY FLOW v tetap untuk perubahan waktu (t)

6. 0dt

dv UNSTEADY FLOW v untuk t yang berubah

Kombinasi Aliran

1. 0de

dv, 0

dt

dv UNIFORM STEADY FLOW

2. 0de

dv, 0

dt

dv VARIABLE STEADY FLOW

3. 0de

dv, 0

dt

dv UNIFORM UNSTEADY FLOW

4. 0de

dv, 0

dt

dv VARIABLE STEADY FLOW

Karakteristik aliran di saluran berdasarkan hal berikut :

A. Berdasarkan bahan tebing dan dasar saluran (Material Saluran)

Saluran alam

Saluran dengan lining (beton, satu, aspal, batu bata, dll)

Saluran dari pipa (baja, paralon, plastic, fiber glass)

Saluran tanpa lining

B. Berdasarkan erosi

Saluran tahan erosi (Erodible Channel)

Saluran tidak tahan erosi (Non Erodible Channel)

5.3. Metode Perencanaan Saluran Tahan Erosi

Metode perencanaan saluran dengan persyaratan sebagai berikut:

a. Jenis saluran erosi

b. Kondisi aliran uniform steady flow


26

5.3.1. De Chezy Method

Rumus yang digunakan sebagai berikut :

V=C.R ½ . S ½

Keterangan

V = kecepatan m/det

R = radius hidroulis

I=S = kemiringan dasar saluran

C = koefisien yang tergantung :

- V rata-rata

- Radius Hidroulis (R)

- Angka Kekasaran

- Viscositas

Harga C dapat ditentukan berdasarkan rumus :

a. 2

1

/00155,0

23

00155,023

RnI

I

In

I

C

METRIC UNIT

Rns

nSC

00281,0

65,411

811,100281,065,41

Ruus Gangguilet-Kutter

b.

R

mC

1

6.57,1 ENGLISH UNIT

c.

R

mC

1

87 METRIC UNIT

5.3.2. Manning Method


V= 1/n . R2/3 . S ½ Satuan Matrik

V= 1,49/n.R2/3 . S ½ Satuan English

5.3.3. Strickler Method


V =K . R2/3 .S1/2 K = Konstanta Strickler

n= Konstanta Manning


27

Q= VxA (V=Dari rumus DECHEZY, MENNING, STRICKLER)

A=(b+mb)h Luas penampang

P=b+2h 12 m keliling basah

R= P

A

radius hidroulis

m=kemiringan dinding saluran

5.4. Perencanaan Saluran Tahan Erosi

5.4.1. Kecepatan Minimal yang Diijinkan

Kecepatan minimal yang diijinkan adalah kecepatan terkecil yang diijinkan

agar tidak menimbulkan sedimentasi dan tidak merangsang tumbuhnya tanaman air, lumut, dll.

a. Van Techow

b. Untuk saluran tanpa pasangan

CEK. I R konstan atau makin besar kearah hilir

I = tinggi garis energy

R= radius hidroulis

5.4.2. Kecepatan Maksimum yang Diijinkan

Kecepatan maksimum yang diijinkan adalah kecepatan terbesar yang

diijinkan agar tidak mengakibatkan erosi dan gerusan pada saluran

tersebut.

a. Untuk saluran tanpa pasangan :

V maks = Vb x A x B x C KP. Saluran

Keterangan :

Vmaks = kecepatan maksimum yang diijinkan

Vb = kecepatan dasar

A = fokus koreksi untuk angka pori permukaan saluran

Vmin = 0,60 – 0,90 m/det tergantung kandungan silt

Vmin = 2,5 ft/sec


28

B = fokus koreksi untuk kedalaman air

C = fokus koreksi untuk lengkung

b. Untuk saluran dengan pasangan :

- pasangan batu : 2m/dt

- pasangan beton : 3m/dt

5.4.3. Tinggi Jagaan (free board)

Tinggi jagaan merupakan jarak vertikal antara puncak tanggul dengan permukaan air. Menurut USBR, besarnya tingi jagaan dirumuskan sebagai

berikut :

Dj = CY

Dimana :

Dj = jagaan (m)

Y = Tinggi air

C=koefisien antara 0,46 untuk Q=0,60 m3/dt

0,76 untuk Q = 0,85 m/dt

Antara 5% - 30% dari dalam air

Tabel 5.1. Tinggi jagaan minimum untuk saluran tanah

Q (m3/det) Tinggi Jagaan (m)

< 0,5 0,40

0,5 – 1,5 0,50

1,5 – 5,0 0,60

5,0 – 10,0 0,75

10,0 – 15,0 0,85

> 15,0 1,00

Sumber : KP 03

Tinggi jagaan untuk saluran pasangan

Q (m3/det) tinggi jagaan (m) adalah sama dengan kriteria untuk

saluran tanpa pasangan

5.4.4. Kemiringan Talud

Kemiringan talud saluran tergantung pada

- Macam material pembentuk tubuh saluran


29

- Kehilangan air akibat rembesan

- Geometri dari saluran

- Cara konstruksi

Tabel 5.2. Tabel kemiringan dinding saluran

Jenis Saluran Kemiringan

a. Cadas / batu hamper tegak lurus

b. Tanah gambut ¼ : 1 c. Lempung keras atau tanah dengan

penguat dari beton ½ : 1 1:1

d. Tanah berlapis batu atau tanah untuk

saluran yang lebar 1 : 1

e. Tanah lempung atau untuk saluran

kecil 1 ½ : 1 f. Tanah berlapis lepas 2 : 1

g. Lempung berlapis atau lempung

berpori 3 : 1

Hamper tegak lurus

¼ : 1 ½ : 1 1:1

1 : 1

1 ½ : 1

2 : 1 i3 : 1

Sumber : Van Te Chow

5.4.5. Penampang Hidraulis Terbaik (Best Hydraulic Section)

Penampang hidrois terbaik memiliki kriteria sebagai berikut :

Keliling basah minimum P minimum

Daya angkut maksimum Q maksimum

Sehingga :

0dy

dp

Tabel 5.3. Tabel penampang Hidroulis terbaik (Ven Te Chow)

Penampang Luas (A)

Kel.

Basah

(P)

Jari-jari

hidroulis

(R)

Lebar

Atas (T)

Kedalaman

(Y)

Trapesium 32y 32y

2

1y 34/1 y y

4

3

Segi empat 2y2 4y

2

1y

2y y

Segitiga y2 22y 24

1y

2y y

2

1

½ lingkaran 2

2y

y

2

1y

2y y

Parabola 2

3

4 2y y 23

8y

2

1y 22y y

2

3

Sumber : Van Te Chow


30

5.5. Data Perencanaan Saluran

Untuk merencanakan suatu saluran irigasi, diperlukan data-data

perencanaan sebagai berikut :

A. Data Topografi

a. Peta topografi skala 1: 25.000 dan 1 : 5.000

Untuk rencana tata letak jaringan irigasi

b. Pembuatan trace (bagan) saluran skala 1 : 2.000

Disertai garis-garis ketinggian (kontur) dengan interval

- 0,5 m (untuk daerah datar)

- 1,0 m (untuk daerah berbukit-bukit)

c. Pembuatan profil memanjang

- Skala horizontal 1 : 2.000

- Skala vertikal 1 : 200

d. Detail potongan melintang

Skala horizontal dan vertikal 1 : 2.00 dengan interval

- 50 m (untuk bagian lurus)

- 25 m (untuk bagian tikungan)

e. Peta lokasi titik bench ark / titik tetap

B. Data Debit Rencana

Untuk merencanakan kapasitas saluran irigasi diperlukan nilai debit

rencana yang diperoleh dari kebutuhan air irigasi di sawah (NFR), luas

lahan irigasi, dan efisiensi irigasi.

ANFRQ

.

Keterangan :

Q = Debit rencana lt/dt

NFR = Netto field requirement

(kebutuhan bersih air irigasi di sawah lt/dt/ha)

= Efisiensi irigasi %

(kehilangan air disaluran dan di sawah)

C. Data Geoteknik

Data geoteknik didapatkan dari hasil penyelidikan tanah untuk

pertanian digunakan untuk mengetahui sifat-sifat tanah dengan

kriteria sebagai berikut :

Batu singkapan (jenis batuan)

Lempung tak stabil dan plastisitas tinggi

Tanah gambut dan bahan-bahan organik


31

Pasir dan kerikil

Bahan (tanah) timbunan yang cocok

Muka air tanah

5.6. Contoh Desain Perencanaan Saluran

Direncanakan suatu jaringan irigasi dengan data-data berikut :

- Jaringan irigasi seperti tergambar

- Kebutuhan irigasi di lahan g = 1,6 lt/det/ha

- Kecepatan ijin v = 0,7 m/det

- Kekasaran Manning = n = 0,025

- Efisiensi saluran P = 0,9, ηS = 0,9 = 0,9, ηT = 0,8

Penyelesaian

Cara I : S=diketahui, Vdicek Vrec v ijin

Langkah I : Q = g x A Qn=

Q

Q1 = 1,6 x 200 = 320e/det = 0,32m3/det

Q2 = 1,6 x 500 = 0,8 m3/det

Q3 = 1,6 x 400 = 0,64 m3/det

Q4 =

T

Q

T

Q

T

Q 321

= 8,0

64,0

8,0

8,0

8,0

32.0

=0,4 + 1 + 0,3


32

= 2,2 m3 /det

Q5 = 9,0

7006,1 x=1,24 m3/det

Q6 = Q4 + Q5 = 2,2 + 1,24 = 1,48 m3/det

Langkah 2. Dengan menggunakan Tabel De Vos

Dimensi saluran 7

Untuk Q = 0,4 m3/det dari table didapat

Tabel De Vos

Q

b/h

V Kemiringan Talud

(m3/dtk) (m/dtk)

0 - 0.15 1 0.25 - 0.30 1 : 1

0.15 - 0.30 1 0.30 - 0.35 1 : 1

0.30 - 0.40 1.5 0.35 - 0.40 1 : 1

0.40 - 0.50 1.5 0.40 - 0.45 1 : 1

0.50 - 0.75 2 0.45 - 0.50 1 : 1

0.75 - 1.50 2 0.50 - 0.55 1 : 1

1.50 - 3.00 2.5 0.55 - 0.60 1 : 1

3.00 - 4.50 3 0.60 - 0.70 1 : 1.5

4.50 - 6.00 3.5 0.70 1 : 1.5

6.00 - 7.50 4 0.70 1 : 1.5

7.50 - 9.00 4.5 0.70 1 : 1.5

9.00 - 11.00 5 0.70 1 : 1.5

11.00 - 15.00 6 0.70 1 : 1.5

15.00 - 25.00 8 0.70 1 : 2

25.00 - 40.00 10 0.75 1 : 2

40.00 - 80.00 12 0.80 1 : 2


33

2/11h

b

V = 0,35 - 0,40

Talud = 1:1

K = 45

A = (2b + 2h) ½ h = (2.1 ½ h + 2h) ½ h = 2 ½ h2

P = b + 2 2 h = 1 ½ h + 1,83h = 4,33 h

R = P

A = 0,5772 h

V = 1/n. R2/3 . S ½ = 025,0

1 . (0,5772h) 2/3 . S ½

V = 27 . 7328 h 2/3 . S ½

S dilapangan = 0,0016

V = 27.7328 h 2/3 . (0,0016) ½

V = 1.1093 h2/3

Q7 = A x V

Qp = X x V7

= 2 ½ h2 x 1.1093 h2/3

= 2.77 h 8/3

0.4=n 2,77 h8/3 h = 0,48 m, b= 1 ½ h = 0,72 m

kontrol V = 1.1093 h 2/3

= 1,1093 (0,48) 2/3 = 0,68 m/det < v ijin

sehingga : didapat dimensi saluran

h = 0,48m

b = 0,72 m

V = 0,68 m/det

Free board (tinggi jagaan) F = yc.

= 48,05,0 x

= 0,48m


34

Kesimpulan

v rencana < v ijin tetap jauh melebihi v dari Tabel De Vos

Sehingga bila ditentukan Vrec = 0,35 - 0,40 (yaitu v De Vos) maka S

harus diubah (dilandaikan) atau dibuat terjunan.

Cara II :

V = ditentukan , S= dihitung

Vrec = 0,40m/det (sesuai Tabel De Vos)

V = 1/n . R 2/3 . S ½

0,40 = 1/0,025 . (0,5772 h) 2/3 . S ½

Q7 = A x V7

Cara III : Coba-coba h, S = ditentukan

Vrec= dihitung, selanjutnya Vrec < v ijin

Seperti Cara I, V tidak berdasarkan De Vos

Soal Jaringan Irigasi :

Saluran I (hulu) : Q = 6 m3/dt

s = 0,0016

z = 2/3 : 3/2

n = 0.02

b/y = 2.5

v ijin= 1.5 m/dt

Saluran II (hulu) Q = 6 m3/dt

s = 0.0016

. z = 0.8 : 7/4

n = 0.02

b/y = 2.7

v ijin= 1.5 m/dt

Penyelesaian :

dengan menggunakan Tabel De Vos

saluran I

Q = 6 m3/dt b/y = 2.5


35

Talud = 2/3 : 3/2 1: 2.25

n = 0.02 k=1/n = 50

n = 1:m

V De Vous = 0.35-0.4 m

Λ = (2b+ 2y) x 0.5y = (2 x 2.5y + 2y) x 0.5y = 3.5y2

P = b +2zy = 2.5y + (2.252 + 12) 0.5y = 2.5y + 2.4622y = 4.9622y

R = A/P = 3.5y/4.9622y = 0.705332y

V = 1/n x R 2/3 x S ½ = 1/0.020 x (0.705332y) 2/3 x S ½

V = 39.61859 y 2/3 x S ½

S dilapangan = 0.0016

V = 1/n x R 2/3 x S 2/3 = 1/0.020 x (0.705332y)2/3 x (0.0016) ½ =

1,5847438 y 2/3

Q = A x V

= 3.5y2 x 1.584744y2/3 = 5.546603 y 8/3

6 = 5.546603y 8/3 y = 0.158228m b = 2.5y = 0.3955693 m

Kontrol V = 1.584744 y 2/3

= 0.463604 < v ijin

Sehingga didapatkan dimensi saluran sbb:

V = 0.463604 m/dt

b = 0.395569 m

y = 0.158228 m

tinggi jagaan = F (C x y)0.5 = (0.5 x 0.156228)0.5 = 0.28127 m

Kesimpulan :

Vrencana < Vijin tetap melebihi V De Vos

Maka bila ditentukan Vrencana = V De Vos

S harus dilandaikan atau dibuat terjunan


36

V = ditentukan S= dihitung

Vrencana = 0.4 m/dt

V = 1/n x R 2/3 x S ½

0.4= 1/0.020 x (0.705332y) 2/3 x S ½

S = 0.4/(50 x 0.705332y 2/3) = 0.010096/y 2/3

Q = A x V

= 3.5y2 x 0.4 = 1,4 y2

6 = 14y2 y = 2.070197m b = 2.5y = 5.1754917 m

S = 0.4/(50x (0.705332 x 2.0710197) 2/3 ) = 0.006216

Sehingga didapatkan dimensi saluran setelah sloope dilandaikan :

V = 0.4 m/dt

b = 5.175492 m

y = 2.070197 m

tinggi jagaan = F (C x y)0.5 = (0.5 x 2.070107)0.5 = 0.83666 m

Untuk saluran tanpa pasangan

Cek I x (‘R) 05 Konstan aatu semakin besar ke arah hilir

Dimana :

I = tinggi garis energi

R = radius hidroulis

Saluran I (hulu)

I = y + (Vren2/2g) = 2.070197 + (0.42 /(2 x 9.81))


37

= 2.078352

R0.5 = (0.705332 x 2.070197) 0.5 = 1.208378

I x R0.5 = 2.070197 x 1.208378 = 2.511434 hulu

Saluran II (hilir)

I = y + (Vren2/2g) = 2.324953 + (0.32/(2x9.81))

= 2.32954

R0.5 = (0.72549 x 2.324953) 0.5

I x R 0.5 = 2.0121623 x 1.208615 = 3.025471 Hilir

I x R0.5 (hulu) < I x R 0.5 (Hilir) maka saluran bisa dikatakan stabil


38

versityPENT

6.1. Pendahuluan

Pada saluran tak tahan erosi (erodible channel) aliran air yang ada di

dalamnya dipengaruhi oleh banyak factor fisik serta kondisi-kondisi lapangan yang begitu kompleks dan tidak menentu sehingga sukar untuk

mengadakan perencanaan saluran yang tepat. Rumus-rumus aliran

uniform tidak memberikan kondisi kestabilan yang cukup untuk

merencanakan saluran tidak tahan erosi.

Stabilitas saluran tidak tahan erosi ini tergantung pada material

pembentuk tubuh saluran dan bukan dari segi hidrologinya. Setelah kondisi penampang yang stabil diperoleh, maka rumus-rumus aliran

seragam bias digunakan untuk menghitung kecepatan serta debit. Saluran

yang dimaksud dapat diklasifkasikan menjadi sebagai berikut :

a). Saluran dimana penggerusan mungkin terjadi dan sedimentasi tidak

dapat terjadi sama sekali

b). Saluran dimana sedimentasi mungkin terjadi sedangkan penggerusan

tidak dapat terjadi sama sekali

c). Saluran dimana baik sedimentasi maupun erosi dapat terjadi

6.2. Methode of approach/ metode pendekatan

Uniform formula hanya cocok untuk perencanaan saluran yang tidak

tergerus dan stabil akan tetapi tidak mencukupi untuk merencanakan

saluran yang tergerus.

Ada dua metode pendekatan yang digunakan untuk merencanakan

saluran tak tahan erosi.

1. Method of permissible velocity (metode kecepatan yang diijinkan)

2. Method of tractive force (metode gaya seret)

1. Method of permissible velocity

Metode ini banyak digunakan di USA untuk merencana saluran tanah agar

tidak terjadi gerusan. Sedangkan maximum permissible velocity atau non

erodible velocity adalah kecepatan rata-rata yang terbesar yang bisa menyebabkan terjadinya erosi pada tubuh saluran.

PERENCANAAN SALURAN TAK TAHAN EROSI

MODUL

6


39

Gambar 6.1. Hubungan velocity dan macam tanah non cohesive

Gambar 6.2. Hubungan antara Kecepatan yang diijinkan dan angka pori


40

Tabel 6.1. Tabel Fortier dan Scobey untuk Maximum Permissible

Velocity dan Unit Tractive Force Bersangkutan

Note :

v = maximum permisible velocity

n = koefisien kekasaran Manning

1 ft = 0,305 m

1 ft = 12 inch

1 lbs/ft2 = 4,4 kg/m2

Kecepatan maksimum yang diijinkan tersebut di atas berlaku untuk

sauran-saluran yang lurus.

Untuk belokan saluran harus direduksi untuk mengurangi gerusan :

belokan kecil, berkurang 5%

belokan sedang, berkurang 13%

belokan tajam, berkurang 22%

Kennedy (1895) mengasilkan rumus untuk kecepatan yang tidak

menyebabkan pengendapan maupun penggerusan bagi air yang

membawa lumpur.

x0 c.yV

dimana :

V0 = kecepatan rata-rata yang tidak menyebabkan pengendapan

maupun penggerusan (fps)


41

y = dalamnya air (ft)

x = 0,64 (konstanta)

Harga koefisien C tergantung daripada material yang membentuk tubuh saluran

C = 0,56, untuk tanah yang sangat halus

C = 0,84, untuk tanah yang berpasir halus

C = 0,92, untuk tanah yang berpasir kasar

C = 1,01, untuk tanah lumpur berpasir

C = 1,09, untuk tanah lumpur kasar

Untuk air bersih (tak membawa lumpur), dianjurkan untuk mengambil

harga x = 0,50

Prosedur Perencanaan

Dengan menggunakan kecepatan maksimum yang diijinkan sebagai

kriteria maka prosedur perencanaan untuk mendimensi penampang saluran dengan menggunakan cara ini adalah :

1. Dari macam material pembentuk tubuh saluran didapat n (angka

kekasaan), miring tebing z serta kecepatan maksimum yang diijinkan v

(tabel terlampir).

2. Hitung jari-jari hidrolis R dengan rumus Manning.

3. Luas penampang basah A dihitug dengan v

QA , dimana v kecepatan

yang diijinkan.

4. Keliling basah P dicari dengan R

AP .

5. Dengan harga-harga A, R yang telah diperoleh maka B dan Y dapat

dicari.

6. Beri Freeboard secukupnya.

Contoh Perhitungan

Tentukan dimensi saluran dengan penampang trapesium bila diketahui S

= 0,0016, Q = 11,32 m3/det saluran tersebut digali pada tanah yang

mengadung kerikil kasar dan non koloidal.

Penyelesaian :

1) Dengan material yang diketahui didapatkan

n = 0,025

z = 2

kecepatan maksimum yang diijinkan = 1,22 m/det = 4,0 fps

2) Jari-jari hidrolis


42

1/22/3.(0,0016).R0,025

11,22

R = 0,666 m

3) Luas penampang basah

2,821,22

11,32

v

QA m2

4) Keliling basah

13,930,666

9,28

R

AP m

5) A = (B + zy)y = (B + 2y)y = 9,28 m2

P = B + 2y yz1 2 = B + 2 5y = 13,93 m

Dari dua persamaan ini didapatkan :

B = 9,84 m y = 0,81 m

5.3. Method of Tractive Force (Metode Gaya seret)

Metode gaya seret ini dibangun oleh U.S. Berau of Reclmation, dan teori

ini dapakai untukmerencanakan saluran yang dibuat dari bahan non

cohesive material dan untuk material yang berbutir agak kasar.

Sedangkan arti dari gaya seret itu sendiri adalah sebagai berikut :

Bila air mengalir dalam sebuah saluran maka pada dasar dan dinding saluran akan bekerja gaya geser.

Untuk mengetahui tractive force ini secara menyeluruh maka gaya-gaya

geser yang bekerja dibedakan :

a. Unit Tracive Force

L

ALW

S

Gambar 6.3. Unit Tractive Force

total tractive force = A L w S

total keliling basah = P L

c

B

x


43

Unit tractive force 0 = PL

ALwSR w S

Bila saluran lebar sekali maka R = Y

Unit tractive force 0 = Y w S

b. Distribution of Tracive Force

Pada penyelidikan USBR, dihasilkan bahwa gaya seret yang dialami

oleh dasar dan dinding saluran tidak sama besarnya, yaitu tergantung

dengan perbandingan antara lebar dasar B dan dalamnya aliran y dan

kemiringan dinding saluran.

b/y = 4

z = 13

Gambar 6.4. Maksimum unit tractive force dinyatakan dalam

YwS

c. Tractive Force Ratio (K)

Perbandingan antara Tractive Force yang bekerja pada tebing dan

dasar saluran

Gambar 6.5. Distribusi Gaya pada Tebing dan Dasar Saluran

Gaya yang bkerja pada dinding

Drag force = a s

Berat sendiri = w S sin


44

Resultantenya = 2s

2awSsinφ

Dimana :

a = luas efektif dari butir tanah

s = gaya seret satuan yang bekerja pada dinding saluran

wS = berat butir tanah dalam air

= sudut miring tebing saluran

Bila gaya resultante ini cukup besar, maka butir tanah-tanah akan bergerak. Pada saat butir tanah tersebut akan bergerak, maka gaya

resultante tersebut akan sama dengan gaya yang menahannya yang

besarnya = w.S.cos dikalikan dengan koefisien geseran yang

besarnya sama dengan tan , dimana adalah sudut geser dalam.

Persamaan kesetimbangan :

Gaya yang bergerak = gaya yang menahan .

W S cos tan = 22sasinwS

s =

2

2

tan

tan1tancos

a

wS

Gaya yang bekerja pada dasar saluran

Bila butir tanah terletak pada dasar saluran = 0

Dengan jalan yang sama seperti di atas didapatkan :

a l = w S tan

Tractive Force Ratio :

K =

lτ

τs

2

2

tan

tan1cos

Disederhanakan menjadi :

K =

2

2

sin

sin1

d. Permissible Tractive Force

Gaya seret yang diijinkan (permissible tractive force), adalah gaya

seret satuan maksimum yang tidak menyebabkan erosi dari tanah

bahan dasar saluran. Gaya seret ini ditentukan di laboratorium dan harga-harga yang diperoleh disebut Critical Tractive Force (gaya seret

kritis).

Pengalaman menunjukkan, bahwa yang tanahnya terdiri dari bahan

yang non cohesive dapat menahan gaya seret yang lebih besar dari

pada gaya seret kritis.


45

Hal ini mungkin disebabkan oleh adanya sejumlah bahan-bahan

koloidal dan organis yang terdapat dalam air dan tanah yang bias

memberikan tenaga pengikat.

Besarnya gaya Permissible Tractive Force dipengaruhi :

e. Particle size untuk tanah non cohesive

f. Void ratio untuk tanah-tanah cohesive

g. Plastisity index chemical section

Dalam merencanakan saluran, USBR menganjurkan untuk menggunakan gaya seret yang diijinkan (Permissible Tractive Force)

adalah sebagai berikut :

Untuk bahan noncohesive yang kasar harga gaya eret yang diijinkan

(lb/ft2) = 0,4 x diameter (inch) dari suatu butir tanah, dimana 25%

dari material (ukuran berat)mempunyai diameter yang lebih besar dari

diameter tanah tersebut.

Untuk bahan noncohesive yang halus, diambil diameter butir

berukuran medium atau diameter yang lebih kecil dari diameter butir-

butir, dimana 50% dari material (ukuran beratnya) mempunyai

diameter lebih kecil dari diameter butir tersebut.

Untuk bahan cohesive dapat dicari dengan mengonvert permissible velocity menjadi unit tractive force

Gaya seret yang diijinkandiatas khusus untuk saluran lurus sedang

untuk saluran berbelok-belok harga-harga tersebut harus direndahkan

untuk menghindari penggerusn yang lebih besar.

Menurut Lane harus direduksi :

Untuk saluran yang sedikit belokannya 10%

Untuk saluran yang mempunyai belokan sedang 25%

Untuk saluran yang banyak belokannya 40%

Grafik a Grafik b


46

Gambar 6.6. Hubungan antara sudut geser dalam ( ) dengan

ukuran dimensi butir

Gambar 6.7. Hubungan antara diameter rata-rata dan permisible unit tractive force


47

Note :

12 inch = 1 ft

1 ft = 0,305 m

1 lb/ft2 = 4,22 kg/cm2

Gambar 6.8. Hubungan antara Void Ratio dan Unit Tractive Force

Prosedur untuk merencanakan saluran dengan memakai metode Gaya

seret (tractive force) :

1. Memilih penampang melintang berdasarkan pengalaman atau tabel-

tabel perencanaan

2. Mengumpulkan contoh material pembentuk tubuh saluran

3. Menetapkan sifat dari material tersebut

4. Dengan menggunakan analisa gaya seret memeriksa penampang yang

memberikan kemungkinan stabilitas yang besar

5. untuk saluran yang terdiri dari bahan noncohesive, pengaruh

menggelindingnya butir-butir tanah harus diperhitungkan sehubungan

dengan pengaruh distribusi gaya.

6. untuk saluran dengan bahan cohesive, pengaruh menggelindingnya

butir-butir bisa diabaikan dan pengaruh distribusi gaya seret saja yang

merupakan kriteria perencanaan

7. Tentukan proporsi penampang dengan mengingat praktis, ekonomis,dll


48

Contoh perhitungan

Rencanakan saluran dengan penampang trapesium yang mengalirkan

debit sebesar 11,32 m3/det, kemiringan dasar saluran S = 0,0016. Saluran tersebut digali pada tanah yang mengandung kerikil kasar

nonkoloidal dimana 25% dari tanah tersebut mempunyai diameter 14

1

inch (2,95 cm). Koefisien kekasaran Manning = 0,025

Penyelesaian :

Untuk saluran dengan penampang trapesium, gaya seret satuan

maksimum yang bekerja pada tebing saluran biasanya lebih kecil daripada

gaya yang bekerja pada dasar saluran.

Oleh karena itu gaya yang bekerja pada tebing merupakan faktor

pengontrol.

Diambil : miring talud z = 2

b = 5y

Maximum tractive force pada tebing 0,775 wyS :

= 0,775 x 62,4 x 0,0016y

= (0,078y) lb/ft2 = 1,204y kg/m2

Bila dianggap bahwa butir-butir material sangat bulat dengan diameter 1,25 inch didapatkan 5,33

Dengan 5,33 dan z = 2 atau 5,26 didapatkan :

K = 0,587

Untuk diameter butir 1,25 inch maka gaya seret yang diijinkan adalah :

= 0,4 x 1,25

= 0,5 lb/ft2 = 2,4414 kg/m2 ( s)

Gaya seret yang diijinkan pada tebing saluran :

= 0,587 x 0,5

= 0,294 lb/ft2 = 1,436 kg/m2

Untuk kestabilan persamaan (1) = (2), didapatkan :

1,240 y = 1,436

y = 1,15

B = 5y = 5 x 1,15 = 5,75 m

Dengan B dan y diketahui maka bisa dicari :

A = 9,243 m2

R = 0,85 m

n = 0,025

S = 0,0016

Dapat dicari Q berdasarkan rumus Manning :


49

Q = 13,30 m3/det Q yang direncanakan

Setelah dicoba-coba diperoleh dimansi penampang seperti ini :

z = 2

B = 4,1 y

y = 1,164 m = 3,82 ft

B = 4,773 m

Q = 11,72 m3/det Q yang direncanakan

Dengan mengambil z yang lain dapat dicari dimensi yang lain

Kontrol dimensi saluran :

z = 2

B = 4,1y

Maka gaya seret satuan maksimum pada dasar saluran 0,97 wyS :

= 0,97 x 62,4 x 3,82 x 0,0016 = 0,370 lb/ft2 atau

= 1,807 kg/m2 < 2,4414 kg/m2 ( s ijin)


50

versityPENT

7.1. Bangunan Bagi

Bangunan bagi adalah bangunan yang dilengkapi dengan pintu-pintu yang

mengatur dan mengukur air yang mengalir ke berbagai saluran. Terdapat dua fungsi dari bangunan bagi yaitu sebagai bangunan pengatur dan bangunan

sadap. Air yang mengalir ke berbagai saluran disadap dengan bangunan sadap

berpintu. Bangunan pengatur diperlukan untuk menjaga adanya perubahan-

perubahan muka air di saluran. Sehingga adanya bangunan pengatur diharapkan

dapat dijaga fungsi muka air atau pun debit yang diinginkan yang dapat

dialirkan ke bangunan-bangunan sadap.

Aspek penting dalam perencanaan bangunan bagi adalah kepekaan

terhadap variasi muka air. Guna memenuhi kehilangan energy dan sekaligus

mencegah penggerusan, disarankan untuk membatasi kecepatan di bangunan

sampai ±1,5 m/dt.

7.2. Bangunan Sadap

Bangunan sadap berfungsi sebagai bangunan yang menyadap aliran air di

saluran primer, guna dialirkan ke saluran sekunder (bangunan sadap sekunder)

ataupun yang menyadap aliran air di saluran sekunder guna dialirkan ke saluran

tersier (bangunan sadap tersier).

Bangunan sadap adalah berupa pintu yang dapat berfungsi sebagai

pengatur dan pengukur aliran air. Ada tiga tipe bangunan pintu yang dapat

dipakai untuk bangunan sadap sekunder dan tersier yaitu :

- Alat ukur Romijn

- Alat ukur Crump de Gruyter - Pintu aliran bawah dengan alat ukur ambang

Tipe mana yang akan dipilih bergantung pada ukuran saluran sekunder yang

akan dilewati air serta besarnya kehilangan tinggi energy yang diijinkan.

Untuk kehilangan energy kecil, alat ukur Romijn dapat dipakai untuk Q±2

m3/dt (dalam hal ini dapat dipakai dua atau tiga pintu Romijn yang diletakkan

bersebelahan). Bila tersedia kehilangan tinggi yang memadai, maka alat ukur Crump de

Guyter dapat dipilih. Bangunan ini dapat direncanakan dengan pintu tunggal

atau banyak pintu dengan debit (Q) 0,9 m3/dt untuk setiap pintu. Kapasitas satu

bangunan sadap sekunder Q± 0,250 m3/dt. Di Bangunan sadap tersier yang

paling cocok adalah alat ukur Romijn, jika muka air di hulu diatur dengan bangunan pengatur dan jika terdapat masalah dengan kehilangan energy. Bila

kehilangan energy tidak begitu menjadi masalah dan muka air banyak

mengalami fluktuasi, maka dapat dipilih alat ukur Crump de Gruyter. Karena

harga antara Qmax/Qmin untuk alat ukur Crump de Gruyter lebih kecil

dibandingkan pintu Romijn.

BANGUNAN PENGUKUR DAN PENGATUR

MODUL

7


51

Gambar 7.1 Saluran primer dengan bangunan pengatur dan sadap

ke saluran sekunder

7.3. Bangunan Ukur

Bangunan Ukur adalah bangunan yang dapat digunakan untuk mengukur

aliran yang melewatinya. Pada jaringan irigasi bangunan ukur ini dipasang pada

setiap pangkal saluran tersier dihilir pintu sadap. Pada bangunan bagi, dimana

dihilir bangunan terdapat lebih dari satu saluran sekunder atau primer, hanya


52

satu saluran yang tidak dilengkapi dengan bangunan ukur. Selebihnya dipasang

bangunan ukur pada saluran sekunder.

7.3.1 Alat Ukur Ambang Lebar (Board Crested Weir)

Alat ukur ambang lebar ini merupakan alat ukur yang strukturnya berupa

ambang lebar dengan aliran atas (overflow), dan berfungsi sebagai pengukur

debit tetapi tidak dapat berfungsi sebagai pengatur debit. Besarnya debit yang

lewat diukur berdasar tinggi muka air diatas ambang. Agar pengukuran dapat

dilakukan dengan baik, maka aliran nya harus bersifat aliran yang melimpah sempurna, dimana muka air hilir cukup rendah sehingga kenaikan muka air hilir

tidak mempengaruhi muka air di hulu. Bang

Penggunaan alat ukur ambang lebar dapat ditempatkan di awal saluran

primer, pada titik cabang saluran, dan tepat di pintu sorong pada titik masuk

petak tersier. Rumus debit bangunan ukur ambang lebar adalah sebagai berikut.

Q = 1,76.b.h3/2

Dimana :

Q = debit (m3/dt)

h = tinggi energy di hulu (m)

b = lebar ambang (m)

Kondisi aliran bangunan ambang lebar diharapkan tidak dalam keadan tenggelam, yaitu dengan syarat Hhilir<Hhulu. Persamaan debit untuk alat ukur

ambang lebar dengan bagian pengontrol segiempat sangat tergantung besarnya

kecepatan debit Cd.

Q = Cd.Cv.2/3. 3/2

Dimana :

Q = debit (m3/dt)

Cd = koefisien debit

Cd = 0,93 + 0,10 H1/L untuk 0,1 < H1/L < 1,0

H1 = tinggi energy di hulu (m)

L = panjang mercu (m)

Cv = koefisien kecepatan dating

g = percepatan gravitasi (m2/dt)

bc = lebar mercu (m)

h1 = kedalaman air hulu terhadap ambang ukur (m)


53

Gambar 7.2. Alat ukur ambang lebar

Kelebihan alat ukur ambang lebar adalah :

a. Strukturnya mudah dan kuat

b. Bentuk hidrolis luwes dan sederhana

c. Benda-benda hanyut bisa dilewatkan dengan mudah

d. Eksploitasi mudah

Kekurangan alat ukur ambang lebar adalah :

a. Bangunan tersebut hanya dapat dipakai sebagai bangunan pengukur saja

b. Aliran tidak boleh tenggelam, agar supaya pengukurannya teliti

7.3.2.Alat Ukur Ambang Tajam (Sharp Crested Weir)

Alat ukur Cipoletti, Thompson, dan Rechbock merupakan alat ukur ambang tajam.

a) Alat Ukur Cipoletti

Alat ukur Cipoletti dibuat berdasar prinsip aliran melimpah sempurna

lewat ambang tajam dan merupakan modifiasi dari alat ukur fully contracted

sharp crested.

Alat ukur debit ini digunakan untuk mengukur debit pada saluran yang

tidak begitu besar dan umumnya digunakan pada saluran tersier (saluran yang

langsung ke sawah). Alat ini juga sesuai digunakan di daerah pegunungan

dimana tanahnya mempunyai kemiringan yang cukup besar, karena fungsi alat

w2

Guna mengurangi kontraksi tepi, maka cipoletti membuat standar bentuk

alat ukur tersebut yaitu dengan peluap horizontal berbentuk trapezium dengan

kemiringan 1:4, sehingga apabila H naik akan diimbangi dengan bertambahnya

lebar permukaan air. Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut

Q = 1,86.B.H3/2

Dimana :

Q = debit yang melewati alat cipoletti (m3/dt)

B = lebar ambang (m)

H = tinggi air di atas ambang (m)


54

Beberapa persyarat khusus yang harus dipenuhi dalam pembuatan alat

ukur Cipoletti agar rumus berlaku sempurna:

1. H tidak boleh lebih dari 60 m. 2. Tebal ambang ≤0,1 H

3. Panjang peluap (B) ≤ 3 H

Gambar 7.3. Alat ukur Cipoletti

Keuntungan alat ukur cipoletti, diantaranya sebagai berikut :

a. Strukturnya sederhana

b. Sedimen terapung dapat lewat dengan mudah

c. Pengukuran debit mudah

Kerugian alat ukur cipoletti

a. Kehilangan tinggi tekan besar

b. Tidak ada pengatur

b) Alat Ukur Thompson

Alat ukur Thonson ini juga didasarkan pada prinsip aliran yang melimpah

sempurna melalui ambang tajam, tipis, berbentuk segitiga siku-siku. Alat ukur ini umumnya terbuat dari plat besi yang ditanamkan pada pasangan batu.

Dalam penggunannya alat ukur Thomson ini digunakan untuk mengukur

air dengan debit relatif kecil, seperti di saluran yang mengalirkan air ke kebun

tebu dan di laboratorium. Pintu ukur ini sering juga digunakan pada saluran

kuarter atau tersier yang melayani areal kecil. Agar mendapat hasil yang baik, maka pintu ukur ini harus memenuhi syarat perbandingan besarnya h1, p dan b.

Rumus Thompson yang digunakan adalah :

Q = 4/15.c.b.H.(2.g.H)0.5


55

Gambar 7.3. Alat ukur Thompson

7.4. Alat Ukur Pintu Sorong

Alat ukur pintu sorong adalah alat ukur debit yang berdasarkan

pengukuran dari bukaan pintu. Terdapat dua kondisi pengaliran yang terjadi di

pintu sorong yaitu kondisi tidak tenggelam dan kondisi tenggelam.

7.4.1.Kondisi Tenggelam

Rumus debit yang digunakan untuk bukaan pintu sorong adalah

sebagai berikut :

Q = K . µ . a . b . (2gh1)0,5

Dimana :

Q = debit yang melalui pintu (m3/dt)

K = faktor aliran tenggelam

µ = koefisien debit

a = tinggi bukaan pintu (m)

b = lebar pintu (m)

g = percepatan gravitasi (m/dt²), (≈ 9,8)

h1 = kedalaman air di depan pintu di atas ambang (m)


56

Gambar 7.4. Aliran di bawah pintu sorong dengan dasar horizontal

Gambar 7.5. Koefisien K untuk debit tenggelam (dari Schmidt)

Lebar standar untuk pintu pembilas bawah (undersluice) adalah 0,50 ; 0,75

; 1,00 ; 1,25 dan 1,50 m.

7.4.2.Kondisi Tidak Tenggelam

Rumus debit yang digunakan untuk bukaan pintu sorong kondisi

tidak tenggelam adalah sebagai berikut :

Q = K . µ . a . b . (2gz)0,5

Dimana :

Q = debit yang melalui pintu (m3/dt)

a = tinggi bukaan pintu (m)

b = lebar pintu (m)

g = percepatan gravitasi (m/dt²), (≈ 9,8)

z = kehilangan energi pada bukaan (m)

µ = koefisien debit


57

Untuk bukaan di bawah permukaan dengan kehilangan tingi energi kecil,

µ = 0,80.

Gambar 7.6. Koefisien debit µ masuk permukaan pintu datar atau lengkung

Kelebihan pintu sorong diantaranya :

- Tinggi muka air hulu dapat dikontrol dengan tepat.

- Pintu bilas kuat dan sederhana. - Sedimen yang diangkut oleh saluran hulu dapat melewati pintu bilas.

Kerugian pintu sorong diantaranya :

- Kebanyakan benda – benda hanyut bisa tersangkut di pintu

- Kecepatan aliran dan muka air hulu dapat dikontrol dengan baik jika

aliran moduler


58

versityPENT

8.1. Bangunan Pembawa untuk Aliran Subkritis

Bangunan pembawa adalah merupakan bagian dari saluran terbuka yang

digunakan untuk membawa air dari bagian hulu ke bagian hilir yang melintasi bangunan lainnya, misalnya sungai, jalan, dll.

Aliran sub kritis :

Fr =BAg

Va

/. 0,1

Dengan :

Va= kecepatan aliran dalam bangunan

A = luas aliran

B = lebar permukaan air terbuka

Ada beberapa macam bangunan pembawa sesuai fungsi dan tujuan,

diantaranya yaitu:

a) Gorong-gorong

b) Talang

c) Sifon

d) Flume

8.2. Kehilangan energi

Kehilangan energi yang diperhitungkan dalam mendesain bangunan

pembawa tersebut. Ada beberapa prinsip kehilangan energi yang

diperlukan sebagai dasar perhitungan.

a. Kehilangan energi akibat gesekan

RC

Lg

RC

LVH f

.

.2

.

.22

2

g

V

2

2

Dimana :

Hf = kehilangan akibat gesekan, m

v = kecepatan dalam bangunan, m/dt

L = panjang bangunan, m

R = jari – jari hidrolis,m (A/P)

A = luas basah, m²

P = keliling basah, m

BANGUNAN PEMBAWA

MODUL

8


59

b

0

ko

efisie

n k

eh

ilan

ga

n d

i tiku

nga

n K

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 2 4 6 8 10

Perbandingan Rb/D

0.07

DRb

sudut tikungan dalam derajat

fakto

r ko

reksi

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0 20 40 60 80 100 120

C = koefisien Chezy (=k R1/6)

k = koefisien kekasaran Strickler, m1/3/dt (lihat tabel 5.1)

g = percepatan gravitasi, m/dt² ( 9,8)

b. Kehilangan energi di bagian peralihan

1. Di bagian masuk

mHg

VVam

2

)( 1

2. Di bagian keluar

Sama dengan rumus 1 hanya m diganti dengan k

c. Kehilangan energi di bagian siku dan tikungan

g

VKH a

bb2

.

2

Koefisien kehilangan energi pada bagian siku dan tikungan.

Di bagian siku

Tabel 7.1. Harga – harga Kb untuk bagian siku sebagai fungsi

sudut dan potongannya.

POTONGAN

5° 10° 15° 22.5° 30° 45° 60° 75° 90°

Bulat 0,02 0,03 0,04 0,05 0,11 0,24 0,47 0,80 1,1

Segiempat 0,02 0,04 0,05 0,06 0,14 0,3 0,6 1,0 1,4

SUDUT δ

Di bagian tikungan

Gambar 8.1. Harga-harga Kb untuk tikungan 90o pada saluran tertutup (USBR)


60

Gambar 8.2. Faktor koreksi untuk koefisien kehilangan di

tikungan pada saluran tertutup

8.3. Gorong –gorong

Gorong-gorong merupakan suatu bangunan yang direncanakan jika

saluran irigasi tersebut berada di bawah jalan. Panjang gorong-gorong

tergantung dari panjang jalan yang dilintasinya

a. L <20 m

gzAQ 2..

Dimana:

= koefisien debit

z = kehilangan tinggi energi pada gorong-gorong

Tabel 7.2. Harga – harga dalam gorong – gorong pendek

Tinggi dasar di

bangunan sama

dengan di saluran

Tinggi dasar di bangunan lebih

tinggi

daripada di saluran

Sisi Ambang Sisi

Segi empat 0,80

Bulat 0,90

Segi empat segi empat 0,72

Bulat segi empat 0,76

Bulat bulat 0,85

b. L>20 m

Jika gorong-gorong mempunyai panjang > 20 m, maka prinsip

kehilangan energy diperhitungkan

b

0

koefisie

n k

ehila

ngan d

i tikungan K

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 2 4 6 8 10

Perbandingan Rb/D

0.07

DRb

sudut tikungan dalam derajat

fakto

r kore

ksi

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0 20 40 60 80 100 120


61

Kehilangan energi akibat gesekan

RC

Lg

RC

LVH f

.

.2

.

.22

2

g

V

2

2

Dengan :

L = panjang bangunan

C = Kosfisien Chezy = K.R1/6

K = Koef kekasaran strikler lihat table 5.1. ( KP -04)

Contoh untk baja beton = 76 , baja = 80 , pasangan batu 60

Kehilangan energi di bagian peralihan

1. Di bagian masuk

mHg

VVam

2

)( 1

2. Di bagian keluar


Gambar 7.4. Potongan Melintang Gorong-gorong


62

8.4. Talang

Talang digunakan kalau saluran irigasi harus

melintasi sungai, saluran pembuang alami, lembah atau cekungan. Bagian atas talang

seringkali juga dimanfaatkan untuk lalu

lintas, sehingga talang sering terkesan

sebagai jembatan. Talang harus dilengkapi

dengan pintu penguras samping untuk mengalirkan air pada waktu talang diperbaiki.

Kondisi aliran ada talang subkritis dengan

nilai Fr<0,7.

Kehilangan energy yang diperhitungkan untuk desain talang, yaitu :


RC

Lg

RC

LVH f

.

.2

.

.22

2

g

V

2

2

Dengan :


C = Kosfisien Chezy= K.R1/6

Dengan :

K = Koef kekasaran strikler

Contoh untuk beton = 76 , baja = 80


1. Di bagian masuk

mHg

VVam

2

)( 1

2. Di bagian keluar


Total kehilangan tinggi muka air di talang (Δh) dapat dihitung dengan

rumus sebagai berikut :

Δh = h1 + h2 + h3

dimana :

h1 = kehilangan tinggi muka air di bagian masuk (m)

h2 = kehilangan tinggi muka air di sepanjang talang (m)

= L2 x S2

h3 = kehilangan tinggi muka air di bagian keluar (m)

Pada talang harus diperhitungkan panjang talang itu sendiri dan panjang

bagian peralihan.

Gambar 7.1. Talang


63

Panjang Talang

Panjang talang atau panjang box talang satu ruas untuk membuat

standarisasi penulangan beton maka dibuat konstruksi maksimum 10 m dan minimum 3 m dan disesuaikan dengan lebar sungai yang

dilintasinya.

Panjang Peralihan (L1)

Panjang peralihan adalah panjang transisi antara saluran dengan

box talang. Panjang saluran transisi ditentukan oleh sudut antara 12o30’ – 25o garis as.

bB

Gambar 8.5. Panjang Saluran Transisi

Panjang peralihan atau transisi dihitung dengan rumus sebagai

berikut :

cotg2

bB

1L

dimana :

B = lebar permukaan air di saluran

b = lebar permukaan air di bagian talang

L = panjang peralihan atau transisi antara talang dengan

saluran

= sudut antara garis as talang dengan garis pertemuan

permukaan air


64

tum

puan d

an p

ilar

dari p

asangan b

atu

kis

i -

kis

i

penyaring

pera

lihan k

elu

ar

pera

lihan m

asuk

5 b

enta

ng d

ala

m b

eto

n b

ert

ula

ng y

ang d

icor

ditem

pat

poto

ngan m

em

anja

ng

lind

un

ga

n t

alu

t

dari p

asan

gan

lind

un

ga

n d

asar

dari p

asan

gan

batu

kosong

jala

n in

sp

eksi

ba

gia

n p

ene

rus

d e

n a

h

batu


65

8.5. Sipon

Sipon digunakan kalau saluran irigasi harus melintasi sungai, saluran

pembuang alami, lembah, jalan atau cekungan dimana aliran dialirkan lewat bawah sungai, saluran pembuang alami, lembah, jalan atau

cekungan. Dengan demikian sipon merupakan saluran tertutup dan

berlaku ketentuan aliran melalui pipa. Dengan demikian pembangunan

sipon harus dikerjakan dengan baik, karena adanya tinggi tekan dibagian

bawah dan kemungkinan terjadinya kebocoran cukup tinggi. Pencegahan terjadinya sampah masuk kedalam sipon harus lebih diperhatikan, karena

kalau sampai terjadi penyumbatan, penanganannya lebih sulit.

Kalau sungai yang akan dilintasi oleh sipon cukup dalam, maka tinggi

tekanan pada bagian bawah sipon juga cukup tinggi. Untuk itu pada

bagian tengah sipon tidak dilewatkan dibawah sungai, tapi dibuatkan

bangunan pendukung, sehingga seperti jembatan. Jembatan sipon ini sering juga diberi nama talang sipon.

Gambar 8.7. Sipon Metro Kepanjen Malang

Kehilangan energy yang diperhitungkan untuk desain talang, yaitu :


RC

Lg

RC

LVH f

.

.2

.

.22

2

g

V

2

2

Dengan :



66

C = Kosfisien Chezy= K.R1/6

Dengan :

K = Koef kekasaran strikler

Contoh untuk beton = 76 , baja = 80


1. Di bagian masuk

mHg

VVam

2

)( 1

2. Di bagian keluar


Kehilangan energi di bagian siku dan tikungan

g

VKH a

bb2

.

2

Kehilangan energi pada bagian kisi-kisi penyaring.

hf = cg

v

2

2

c = sin

3/4

b

s

Keterangan :

V = kecepatan melalui kisi-kisi

C = koefisien berdasarkan :

factor bentuk (2,4 untuk segi empat, dan 1,8 untuk jeruji

bulat)

s = tebal jeruji

b = jarak bersih antar jeruji

sudut kemiringan dari bidang horisontal

Gambar 8.8. Kisi-kisi Penyaring


67

Total kehilangan tinggi muka air di sifon (Δh) dapat dihitung dengan

rumus sebagai berikut :

Δh = h1 + h2 + h3 + h4 + h5

dimana :

h1 = kehilangan tinggi muka air di bagian masuk (m)

h2 = kehilangan tinggi muka air di sepanjang talang (m)

= L2 x S2

h3 = kehilangan tinggi muka air di bagian keluar (m)

h4 = kehilangan tinggi muka air di bagian siku dan tikungan (m)

h5 = kehilangan tinggi muka air pada kisi penyaring (m)


68


69

pemahaman irigasi · dan tanamannya. curah hujan di india pada umumnya berubah-ubah tak menentu...

Documents