xxiii
mungkin terjadi, apabila teradi banjir, antara lain pengaturan penggunaan tanah didaerah bantaran sungai, mendrikan bangunan yang tahan terhadap genangan air, asuransi banjir
dan kegiatan-kegiatan pengamanan terhadap kemungkinan terjadinya bencana banjir. Dalam perencanaan perbaikan dan pengaturan sungai yang diutamakan adalah konsep
pengaliran banjir sungai secara aman, guna mencegah terjadinya luapan-luapan yang dapat menyebabkan terjadinya bencana banjir. Dengan demikian usaha yang penting
adalah membuat dan kemudian mempertahankan penampang basah yang cukup memadai sesuai dengan kapasitas pengaliran rencananya, yakni dengan konsep pencegahan
sedimentasi didasar sungai dan mengatur alur sungai agar senantiasa dalam keadaan stabil.
II.2. Penentuan Debit dan Elevasi Muka Air di Saluran II.2.1. Debit Banjir Rencana
Debit banjir rencana pada setiap profil sungai merupakan data yang paling penting untuk perencanaan perbaikan dan pengaturan sungai.
Debit banjir rencana pada setiap profil sungai ditetapkan setelah diadakan perhitungan statistik dari data yang tercatat dan disesuaikan dengan tingkat pengamanan banjir yang
diinginkan. Biasanya data debit dari sungai-sungai yang akan ditangani jarang yang sudah
mencukupi, sehingga debit banjir harus dihitung dari data curah hujan. Untuk perhitungan ini, formula rasional hanya digunakan apabila dibutuhkan debit maksimumnya saja. Untuk
pengendalian banjir atau untuk mengetahui debit suatu anak sungai , selain dari debit maksimum, perlu pula ditetapkan hidrograf banjir rencana menggunakan cara hidrograf
xxiv
satuan atau cara fungsi penampungan. Angka debit banjir rencana yang sesuai untuk suatu sungai harus ditentukan sebelum dilakukan tahapan perencanaan selanjutnya. Akan tetapi,
untuk menentukan besarnya debit banjir rencana tersebut bukanlah pekerjaan yang mudah, lebih-lebih jika dikaitkan dengan tingkat pengembangan daerah-daerah yang akan
diamankan. Dalam penetapan curah hujan rencana, terdapat beberapa masalah teknis yang perlu
diperhatika yakni untuk sungai dengan daerah pengalirannya yang luas, terjadinya hujan rencana untuk seluruh daerah pengaliran tidak dapat dihitung. Dalam keadaan demikian,
curah hujan rencana dihitung menggunakan beberapa polahujan dari analisa data yang pernah tercatat. Sesuai dengan prosedur diatas, debit banjir rencana yang mengalir dari tiap anak
sungai ditetapkan terlebih dahulu dan debit banjir rencana dihitung dengan penjumlahan kurva debit anak sungai dan sungai utamanya serta kemungkinan adanya pemotongan debit
oleh waduk pengendalian banjir, kemudian untuk titik yang penting dapat ditentukan.
II.2.2 PENENTUAN ELEVASI MUKA AIR
Elevasi muka air rencana ditentukan dengan perhitungan aliran uniform atau aliran non- uniform. Perhitungan aliran uniform biasanya dipakai formula Manning untuk mendapatkan
kecepatan arus rata-rata.
v =
1
.
3 2
.
2 1
Dimana: v: Kecepatan arus rata-rata sungai
�
R: Jari-jari hidrolis=
xxv
A: Luas potongan lintang S: Keliling basah sungai
I: Kemiringan hidrolik n: Koefisien kekasaran
Untuk sungai yang lebar digunakan lebar sungai B sebagai pengganti S. Koefisien kekasaran menunjukkan kekasaran dasar sungai dan besarnya tergantung dari berbagai
macam faktor. Angka-angka koefisien kekasaran tertera dalam tabel 2.1 Aliran saluran terbuka dikatakan seragam bila kedalaman aliran sama pada setiap
penampang saluran. Suatu aliran seragam uniform flow dapat bersifat tetap atau tidak tetap, tergantung apakah kedalamannya berubah-ubah sesuai dengan perubahan waktu.
Aliran seragam yang tetap steady uniform flow merupakan tipe pokok aliran yang dibahas dalam hidrolika saluran terbuka. Kedalaman aliran tidak berubah selama suatu waktu
tertentu yang telah diperhitungkan. Penetapan bahwa suatu aliran bersifat seragam yang tak tetap unsteady uniform flow harus dengan syarat bahwa permukaan air berfluktuasi
sepanjang waktu dan tetap sejajar dasar saluran. Jelas bahwa hal ini merupakan suatu keadaan yang praktis tidak mungkin terjadi. Sebab itu istilah aliran seragam disini hanya digunakan
untuk menyatakan aliran seragam yang tetap. Apabila air yang mengalir dianggap sebagai aliran uniform dan kecepatan arus rata-rata
dihitung dihitung dengan rumus manning, maka tinggi muka berdasarkan debit banjir rencana dapat dengan mudah ditentukan dengan mengadakan perhitungan coba banding.
Apabila digunakan rumus Manning sebagai hukum lawan gesekan, persamaan gerakan aliran non-uniform flow adalah:
xxvi
-i + +
2
2
.
1
2
+
2 2
3 4 2
= 0
Dimana: i: Kemiringan dasar sungai
h: Kedalaman air x: Jarak dari titik referensi
Q: Debit g: Gravitasi bumi 9,8
�
2
A: Luas profil melintang sungai n: Koefisien kekasaran
R: Radius hidrolis Perhitungan aliran non-uniform ini agak sulit, tetapi harus dilakukan apabila resim
alirannya sangat berubah-ubah.Tinggi muka air rencana sebaiknya lebih rendah dari tinggi muka air maksimum sebelumnya. Jadi apabila muka air dari hasil peritungan terlalu tinggi,
maka sungainya harus diperlebar atau diperdalam.
Tabel 2.1. Koefisien Kekasaran
Jenis Saluran n
xxvii
Gorong-gorong
Pipa kuningan Pipa besi baja cor
Pipa baja sambungan berpaku Pipa halus dari semen
Pipa Beton 0,009-0,013
0,011-0,015 0,013-0,017
0,010-0,013 0,012-0,016
Saluran buatan
Kayu halus Betonan
Pasangan batu asah Pasangan batu kasar
Pasangan kering dari batu kasar Saluran galian tanah, lurus dan berprofil
sama Saluran galian tanah, berkelok-kelok dan
berarus lambat Saluran galian tanah padas, halus
Saluran galuan tanah padas, kasar 0,010-0,014
0,012-0,018 0,013-0,017
0,017-0,030 0,025-0,035
0,017-0,025
0,023-0,030
0,025-0,035 0,035-0,045
Sungai alam
Trase dan profil teratur, air dalam Trase dan profil teratur, bertanggul kerikil
dan berumput Berbelok-belok dengan tempat-tempat
dangkal Berbelok-belok, air tidak dalam
Berumput banyak di bawah air 0,025-0,033
0,030-0,040
0,033-0,45
0,040-0,055 0,050-0,080
II.3.1. Metode Tahapan Step Method
xxviii
Metode tahapan ini digunakan apabila kemiringan
�
dan tampang saluran seragam. Yang mana persamaannya adalah sebagai berikut :
∆ ∆
= ∆ + �
2
2 ∆
=
�
− = − �
2 2
2.1.
Dimana : ∆E : Perubahan energi spesifik m
∆x : Perubahan jarak m
y : Kedalaman aliran m v : Keceapatan aliran
� g : Percepatan gravitasi
�
2
: Kemiringan dasar saluran : Kemiringan gesekan
∶ Koefisien Chezy
: Jari – jari hidrolis m
II.3.2. Metode Integrasi Langsung
xxix
Persamaan diferensial aliran berubah lambat laun tidak dapat dinyatakan secara tegas untuk y pada setiap jenis penampang melintang saluran, sehingga suatu integral langsung
yang tepat terhadap persamaan tersebut sesungguhnya praktis tidak dapat dilakukan. Berbagai usaha telah dilakukan, baik untuk menyelesaikan persamaan bagi kejadian-kejadian
khusus maupun maupun membuat pemisalan agar persamaan tersebut dapat diintegrasikan secara matematis. Persamaanya dalah sebagai berikut:
=
�
− 1
−
�
2
2.2.
�
= �
2 3
Dimana : A : Luas Penampang Basah m
B : Lebar Penampang Basah m g : Percepatan Gravitasi
�
2
y : Kedalaman Aliran m x : Perubahan Jarak m
�
: Kemiringan Dasar Saluran :Kemiringan Gesekan
�
∶ Bilangan Froude � : Kecepatan Aliran
�
2
II.3.3. METODE TAHAPAN STANDAR
xxx
Metode ini digunakan untuk saluran tidak prismatis. Pada saluran tidak prismatis, elemen hidrolis tergantung pada jarak disepanjang saluran. Pada saluran alam, biasanya perlu
dilakukan penelitian dilapangan untuk mengumpulkan data yang diperlukan disetiap penampang yang perlu dihitung. Perhitungan dilakukan tahap demi tahap dari suatu pos
pengamat ke pos berikutnya yang sifat-sifat hidrolisnya telah ditetapkan. Dalam hal ini jarak setiap pos diketahui dan dilakukan penentuan kedalaman aliran di tiap pos. Cara semacam ini
biasanya dibuat berdasarkan perhitungan coba-coba. RUMUS STANDAR STEP METHOD :
�
1
+ ∝
1 �
1 2
2
= �
2
+ ∝
2 �
2 2
2
+ +
2.3.
1
= �
1
+ ∝
1 �
1 2
2
2.4.
2
= �
2
+ ∝
2 �
2 2
2
2.5.
1
=
2
+ +
2.6.
Dimana: Z : Tinggi muka air pada penampang melintang m
xxxi
V : Kecepatan rata-rata �
g : Percepatan gravitasi �
2
: Kehilangan energi akibat gesekan dasar saluran : Kehilangan energi akibat pusaran
Dari rumus standar step method ini akan diketahui ketinggian muka air didalam saluran floodway yang mana hasilnya akan dibandingkan dengan perencanaan awal
apakah masih memenuhi syarat atau tidak.
II.4. Bangunan Pengamanan Sungai dan Saluran II.4.1. Tanggul
