23 Faktor yang perlu diperhatikan dalam perancangan hidrolika adalah topografi.
Pemahaman mengenai topografi sangat penting agar rancangan hidrolika dapat memenuhi aspek ekonomi dan kemudahan dalam pengerjaan.
Pada DTA 4 dilakukan rancangan hidrolika bangunan sebagai berikut: a
Reservoir b
Saluran c
Bangunan penangkap sedimen Pada DTA 9 dilakukan rancangan hidrolika bangunan sebagai berikut:
a Analisis saluran
b Bangunan sadap
c Bangunan penangkap sedimen pada inlet Danau Situ Leutik.
4.4.1 Rancangan Hidrolika Bangunan Pengendali Limpasan di DTA 4
a Reservoir
Kondisi topografi lahan pada bagian hilir DTA 4 memungkinkan untuk pembangunan reservoir yang dapat berfungsi untuk menampung limpasan sehingga menambah potensi suplai air.
Selain itu terdapat sumber mata air yang selalu mengalir dan dimanfaatkan untuk lahan pertanian dan kolam ikan. Namun sebagian air mengalir dalam saluran dan langsung terbuang ke sungai.
Mata air ini sangat berpotensi untuk dijadikan sumber air untuk reservoir. Berdasarkan keterangan warga, daerah ini dahulu merupakan waduk yang memiliki tubuh bendung. Oleh karena itu desain
reservoir memanfaatkan tubuh bendung yang sudah ada. Kondisi DTA 4 dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Kondisi DTA 4 berpotensi dijadikan reservoir
a Salah satu sumber mata air
b Lahan pertanian
c Bekas tubuh bendung dan saluran mata air
Tubuh bendung
Saluran mata air
24 Air yang terdapat di reservoir ini dapat dimanfaatkan sebagai alternatif sumber air untuk
kebutuhan air bersih di DTA 4 dan DTA 8. Pada DTA 4 terdapat kandang peternakan, sedangkan pada DTA 8 terdapat kandang peternakan, rumah pemotongan hewan dan rumah kaca kebun
percobaan Cikabayan. Kedua DTA tersebut memiliki suplai air baku sebesar 864 m
3
hari yang berasal dari Danau Situ Leutik. Selain untuk menyuplai kebutuhan air baku, reservoir dirancang agar
dapat dimanfaatkan sebagai tempat budidaya perikanan air tawar dan dapat dijadikan sebagai tempat pemancingan. Untuk memenuhi kebutuhan air tersebut maka volume simpanan aktif dirancang 10
lebih besar dari yang dibutuhkan yaitu sebesar 950.4 m
3
hari. Simpanan mati dead storage merupakan endapan lumpur pada reservoir dirancang sebesar 47.76 m
3
25 tahun yang perhitungannya dapat dilihat pada Lampiran 6. Sumber air untuk reservoir mengandalkan aliran
mata air yang telah diukur debit sesaat yaitu sebesar 0.0435 m
3
dt pada tanggal 27 April 2012. Nilai debit tersebut setara dengan 3,758.4 m
3
hari sehingga dianggap setiap harinya dapat memenuhi kapasitas reservoir yang telah dirancang. Tata letak usulan reservoir dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9 . Tata letak usulan reservoir DTA 4
Agar reservoir tidak menggenangi lahan pertanian yang sudah ada maka reservoir dibuat dengan cara menggali lahan. Panjang tubuh bendung direncanakan sesuai dengan panjang tubuh
bendung yang sudah ada yaitu 35 meter sehingga dimensi tampungan mencapai 35 m x 46 m. Hubungan antara tinggi muka air pada reservoir dan volume reservoir dapat ditunjukkan dengan
Gambar 10. Tubuh bendung dilengkapi dengan pelimpah yang berfungsi untuk menjaga tinggi muka
air, sehingga air tidak akan melampaui tinggi bendung overtopping dan tidak akan menggenangi lahan pertanian disekitarnya. Sketsa tampak atas tubuh bendung yang dilengkapi dengan pelimpah
46 m 35 m
25 dapat dilihat pada Gambar 11 dan Gambar 12, sedangkan tipikal tubuh bendung dapat dilihat pada
Gambar 13.
Gambar 10. Hubungan tinggi muka air dan volume reservoir di DTA 4
Gambar 11. Sketsa tampak atas tubuh bendung di DTA 4
sumber: Linsley dan Franzini, 1985
Gambar 12. Tipikal pelimpah jenis cerobong
sumber: Linsley dan Franzini, 1985
Tinggi muka air maksimum
Volume maksimum
Elevasi 145 m
Elevasi 35 m Bibir tempat masuk, dibulatkan
Cerobong tegak
Lengkung halus Terowongan beton
Bendungan urugan, elevasi mercu.160 m
Lubang masuk pelimpah terowongan
200 m 160 m
80 m 40 m
40 m 120 m
160 m 200 m
26
Gambar 13. Tipikal tubuh bendung di DTA 4
Menurut Linsley dan Franzini 1985, pelimpah jenis cerobong shaft spillway digunakan apabila tidak ada ruang yang memadai untuk tipe pelimpah jenis lainnya. Biasanya pelimpah
cerobong dirancang untuk menghindari pelimpahan di atas atau menembus suatu bendungan urugan. Untuk bendungan rendah dan cerobong pendek, tidak diperlukan perancangan bangunan masukan
secara khusus. Pelimpah jenis cerobong yang kecil dapat seluruhnya dibuat dari logam atau pipa beton atau tembikar lempung.
b Saluran
Air dari mata air mengalir melalui saluran alami yang telah ada. Kapasitas saluran alami tersebut perlu disesuaikan agar dapat mendukung suplai air ke reservoir. Hidrolika saluran dirancang
dengan trial and error dan mempertimbangkan topografi lahan. Saluran dirancang dengan menggunakan penampang trapesium Gambar 2. Koefisien kekasaran manning yang digunakan
adalah sebesar 0.030 yaitu untuk saluran alami berukuran kecil, bersih lurus, terisi penuh, tanpa rekahan atau ceruk dalam Tabel 5. Berdasarkan Fortier dan Scobey 1926 dalam Kriteria
Perencanaan untuk saluran KP-03 DPU, 1986a, kecepatan maksimum untuk saluran yang terbuat dari bahan tanah lempung kelanauan adalah sebesar 0.610 mdt agar tidak terjadi erosi yang
menyebabkan sedimentasi. Kecepatan minimum pada saluran juga perlu diperhatikan yaitu sebesar 0.4 mdt untuk mencegah nyamuk malaria dan bilharzia penyakit kaki gajah. Kemiringan saluran
dirancang agar aliran mengalir tidak melampaui kecepatan maksimum yang sudah ditentukan. Berdasarkan Kriteria Perencanaan bagian petak tersier KP-05 DPU, 1986b, saluran pembuang
sebaiknya direncanakan dengan kemiringan minimum 0.5 dan kecepatan aliran di atas 0.45 mdt. Hidrolika saluran yang dirancang dapat dilihat pada Tabel 12 berdasarkan rumus perhitungan pada
Tabel 7. Kemiringan lahan rata-rata adalah sebesar 1.94.
Tabel 12. Dimensi hidrolika saluran DTA 4
Unsur Geometris Nilai
Kemiringan saluran I 0.005
Kedalaman, h m 0.433
Lebar bawah, b m 0.5
Lebar atas, B m 1.46
Luas, A m
2
0.276 Keliling basah, P m
1.383 Jari
– jari hidrolik, R m 0.200
Lebar puncak, T m 0.922
Kedalaman hidrolik, D m 0.299
Faktor penampang, Z 0.577
Tinggi jagaan, FB m 0.4
27 Berdasarkan perhitungan dari persamaan 16 dengan debit rencana pada DTA 4 sebesar
0.2 m
3
dt Tabel 11, didapat kecepatan aliran yang terjadi sebesar 0.72 mdt. Nilai tersebut masih lebih besar dibandingkan dengan kecepatan maksimum yang diizinkan sehingga diperlukan
penanaman vegetasi pada saluran untuk mencegah terjadinya erosi dan sedimentasi. Selain itu menurut Kriteria Perencanaan bagian petak tersier KP-05 DPU, 1986b, jika kecepatan yang
dihasilkan lebih tinggi dari kecepatan maksimum yang diizinkan maka diperlukan adanya bangunan terjun. Bangunan terjun juga diperlukan mengingat perbedaan kemiringan dasar saluran yang
direncanakan 0.5 berbeda dari kemiringan lahan rata-rata 1.94. Menurut Chow 1992 adanya rumput atau tetumbuhan di saluran akan menimbulkan
turbulensi yang cukup besar, yang berarti adanya kehilangan energi dan terjadinya hambatan aliran. Namun untuk saluran tanah yang dipakai untuk pengairan, adanya lapisan rumput ini sering
dipandang menguntungkan dan disukai. Rumput tersebut akan menstabilkan tubuh saluran, mengkonsolidasikan massa tanah di dasar saluran dan mengontrol erosi permukaan saluran dan
gerakan butir-butir tanah di sepanjang dasar saluran. Pedoman pemilihan tetumbuhan untuk saluran dapat dilihat pada Tabel 13.
Tabel 13. Pedoman pemilihan tetumbuhan untuk saluran bervegetasi
Rumpun Tinggi rumput rata
– rata cm Tingkat hambatan
Baik 76
A Sangat tinggi 25
– 30 B Tinggi
15 – 25
C Sedang 5
– 15 D Rendah
5 E Sangat rendah
Sedang 76
A Sangat tinggi 25
– 30 B Tinggi
15 – 25
C Sedang 5
– 15 D Rendah
5 E Sangat rendah
Sumber: U.S Soil Conservation Service dalam Chow, 1992.
Perencanaan bangunan terjun pada saluran dibagi menjadi 4 ruas, masing – masing ruas
memiliki kemiringan lahan berturut-turut 0.004, 0.02, 0.028 dan 0.032. Seperti terlihat pada Gambar 14, dibutuhkan bangunan terjun pada saluran sebanyak dua buah sejarak 228.6 m a dan 304.8 m
b dari hilir. Detail bangunan terjun dapat dilihat pada Gambar 15.
Gambar 14. Sketsa Penampang memanjang saluran di DTA 4
reservoir s = 0.004
s = 0.02 s = 0.028
s = 0.032 Kemiringan lahan
Kemiringan dasar saluran
a b
28
Gambar 15 . Sketsa detail kemiringan dasar saluran dan bangunan terjun di DTA 4
c Bangunan penangkap sedimen
Untuk menghindari terjadinya pendangkalan, reservoir perlu dilengkapi dengan bangunan penangkap sedimen yang dipasang pada bagian inlet Gambar 16. Bangunan penangkap sedimen
terdiri dari saluran penangkap sedimen dan pintu air. Saluran penangkap sedimen dirancang berbentuk penampang trapesium Gambar 2 dengan kecepatan aliran yang minimum untuk
mengendapkan sedimen yang dibawa aliran. Kecepatan minimum aliran yang dirancang adalah sebesar 0.4 mdt. Rancangan hidrolika saluran penangkap sedimen dapat dilihat pada Tabel 16.
Gambar 16. Tipikal bangunan penangkap sedimen
Tabel 14. Dimensi hidrolika saluran penangkap sedimen di DTA 4
Unsur Geometris Nilai
Kemiringan saluran I 0.00085
Kedalaman, y m 0.52
Lebar bawah, b m 0.6
Lebar atas, B m 1.56
Luas, A m
2
0.50 Keliling basah, P m
1.80 Jari
– jari hidrolik, R m 0.26
Lebar puncak, T m 1.20
Kedalaman hidrolik, D m 0.39
Faktor penampang, Z 0.577
Tinggi jagaan, FB m 0.4
FB h
Kemiringan lahan
Kemiringan dasar saluran
Pintu pembilas Slope saluran relatif
datar
29
4.4.2 Rancangan Hidrolika Bangunan Pengendali Limpasan di DTA 9
