Kecepatan Maksimum Trase Langkah-Langkah Perencanaan Saluran Pembuang

116

J. Kecepatan Maksimum

Kecepatan - kecepatan maksimumuntuk aliran subkritis berikut dianjurkan pemakaiannya : • Pasangan Batu = 2,0 mdtk • Pasangan Beton = 3,0 mdtk. • Pasangan tanah = Kecepatan maksimum yang diizinkan. Perhitungan Bilangan Froude adalah penting apabila dipertimbangkan pemakaian kecepatan aliran dan kemiringan saluran yang tinggi. Untuk aliran yang stabil bilangan Froude harus memenuhi ketentuan — ketentuan sebagai berikut : • Bilangan Froude harus kurang dari 0,55 untuk aliran sub kritis. • Bilangan Froude Iebih besar dari 1,40 untuk aliran superkritis. Saluran dengan bilangan Forude 0,55 - 1,40 memiliki pola aliran dengan gelombang tegak muka air bergelombang yang akan merusakan kemiringan talut. Untuk perencanaan saluran dengan kemiringan medan yang teratur bilangan Froude akan kurang dari 0,30. Bilangan Froude untuk saluran ditentukan sebagai : Dimana : F = Bilangan Froude v = Kecepatan aliran mdtk w = Lebar pada permukaan air m A = Luas potongan melintang basah m 2 g = Percepatan Gravitasi m = Kemiringan talut saluran 1 vert : m hor n = Perbandingan lebar dasar kedalaman air. 2 1 2 1 2 . − − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + + = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = n m n m h g v W A g v F 117

K. Potongan Memanjang Saluran Irigasi. a. Muka Air Yang Diperlukan.

Tinggi muka air yang dinginkan dalam jaringan utama didasarkan tinggi muka air yang diperlukan di sawah - sawah yang diairi. Prosedurnya adalah pertama - tama menghitung tinggi muka air yang diperlukan di bangunan sadap tersier. Lalu seluruh kehilangan di saluran kuarter dan tersier serta bangunan dijumlahkan menjadi tinggi muka air di sawah yang diperlukan dalam petak tersier. Ketinggian ini ditambah agi dengan kehilangan tinggi energi di bangunan sadap tersier dan Ionggaran persediaan untuk variasi muka air akibat eksploitasi jaringan utama pada tinggi muka air parsial sebagian. Gambar 6.6. berikut memberikan ilustrasi mengenai cara perhitungannya. Selanjutnya untuk kehilangan tinggi energi standard yang dipilih. P = A + a + b + c + d + e + f + g + ΔH + Z Dimana : P = Muka air di saluran sekunder A = Elevasi sawah tertinggi a = Lapisan air disawah = 10 cm b = Kehilangan energi di saluran kuarter ke sawah = 5 cm c = Kehilangan tinggi energi diboks kuarter 5 cm Gambar 6.6 Tinggi Bangunan Sadap Tersier Yang Diperlukan 118 d = Kehilangan tinggi energi selama pengaliran di saluran irigasi I x L e = Kehilangan tinggi energi di boks bagi tersier 5 cm f = Kehilangan tinggi energi di bangunan pembawa 5 cm g = Kehilangan tinggi energi di bangunan sadap tersier ΔH = Variasi tinggi muka air, 0,18 h 100 h 100 = kedalaman air pada muka air normal 100 . Z = Kehilangan tinggi energi di bangunan — bangunan tersier yang lain.

b. Kemiringan Memanjang.

Kemiringan memanjang ditentukan terutama oleh keadaan topografi, kemiringan saluran akan sebanyak mungkin menikuti garis muka tanah pada trase yang dipilih. Kemiringan memanjang saluran mempunyai harga maksimum dan minimum. Usaha pencegahan terjadinya sedimentasi memerlukan kemiringan memanjang minimum. Untuk mencegah terjadinya erosi, kecepatan maksimum aliran harus dibatasi. • Kemiringan Minimum. Untuk mencegah terjadinya sedimentasi harga IVR hendaknya diperbesar kearah hilir. Dalam prakteknya kriteria ini tidak sulit untuk diikuti. • Kemiringan Maksimum. Bilaman kondisi tanah trase sudah diketahui, maka kecepatan dasar yang diizinkan vba untuk mencegah terjadinya erosi pada ruas saluran. Untuk tanah - tanah yang tidak stabil kecepatan harus diambil lebih kecil dari kecepatan yang di izinkan. 119

6.3. Perencanaan Saluran Irigasi.

Secara planimetris perencanaan trase saluran harus mengacu kepada : - Garis-garis lurus sepanjang mungkin yang dihubungkan dengan kurvelengkung bulat - diusahakan agar muka air mendekati elevasi medan atau sedikit di atas elevasi sawah di sebelahnya yang akan diairi. - Muka air tanah mendekati muka air rencana atau sedikit di bawahnya. - Perencanaan harus menghasilkan bagian yang seimbang sehingga jumlah galian sama dengan atau lebih dari jumlah timbunan. Pada jaringan irigasi biasanya trase saluran primer sejajar dengan garisgaris tinggi saluran garis tinggi dan saluran sekunder yang mengambil air dari saluran primer tersebut terletak di sepanjang punggung medan. 120 Tabel 6.10 Tabel Perhitungan Untuk Perencanaan Pendahuluan Saluran I rigasi 121

a. Debit Rencana

C x NFR x A Qt = Eff tersier Dimana : Q = Debit m 3 Dtk NFR = Kebutuhan air bersih sawah ltrdtk. Ha c = Koefisien rotasi c = 1,0 karena tidak ada sistem golongan karena daerah layanan 10.000 ha Eff = Effisiensi 1,0 x 1,24 x A Q = 77,50 = 1,60 x A = a x A = 1,6 x 93 = 148,8 LtrDtk = 0,149 m 3 Dtk

b. Elevasi bangunan

sadap yang diperlukan P = A + a + b + c + d + e + f + g + ΔH + Z Dimana : P = Muka air di saluran sekunder A = Elevasi sawah tertinggi a = Lapisan air disawah = 10 cm b = Kehilangan energi di saluran kuarter ke sawah = 5 cm c = Kehilangan tinggi energi diboks kuarter 5 cm d = Kehilangan tinggi energi selama pengaliran di saluran irigasi I x L e = Kehilangan tinggi energi di boks bagi tersier 5 cm f = Kehilangan tinggi energi di bangunan pembawa 5 cm Gambar 6.7 Elevasi Bangunan Sadap Tersier Yang Diperlukan 122 g = Kehilangan tinggi energi di bangunan sadap tersier ΔH = Variasi tinggi muka air, 0,18 h 100 h 100 = kedalaman air pada muka air normal 100 . Z = Kehilangan tinggi energi di bangunan — bangunan tersier yang lain. Gambar 6.8 Tinggi Bangunan Sadap Tersier Yang Diperlukan 123 Tabel 6.11 Perhitungan Muka Air Yang Dibutuhkan Pada Bangunan Sadap Tersier A a b m m. c n

n.e L d f g Phitung

Z p 70 TITIK ha m m Bh m Bh m m m m m m m m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 10 11 12 13 14 P 1 13,50 0,10 0,05 0,00 0,00 1,00 0,05 330,00 0,33 0,00 0,11 14,14 0,05 14,19 P 2 13,67 0,10 0,05 0,00 0,00 2,00 0,10 530,00 0,53 0,00 0,11 14,56 0,10 14,66 P 3 13,20 0,10 0,05 0,00 0,00 2,00 0,10 850,00 0,85 0,00 0,11 14,41 0,10 14,51 P 4 12,35 0,10 0,05 1,00 0,05 3,00 0,15 1680,00 1,68 0,05 0,11 14,54 0,15 14,69 P 5 12,06 0,10 0,05 1,00 0,05 3,00 0,15 2000,00 2,00 0,05 0,11 14,57 0,15 14,72 P 6 12,05 0,10 0,05 3,00 0,15 3,00 0,15 1400,00 1,40 0,05 0,11 14,06 0,05 14,11 Andaikan kemiringan saluran I Tersier = I kuarter = 0,001

c. Dimensi Saluran

1. Andaikan kedalaman air h = 0,7300 m 2. Hitung Kecepatan Aliran yang sesuai V Dimana : k = 35,000 Koefisien kekasaran Strickler n = 1,07 Perbandingan kedalaman air berbanding lebar dasar saluran m = 1,00 Koefisien kekasaran manning Ia = 3,20E-04 Q = 0,37 m 3 Dtk V = 0,33 mdtk 3. Hitung Kedalaman Air Baru. 4. Kontrol Kedalaman air Baru 50 , 2 1 2 Ia x m n m n ho x k Vo ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + + + = 2 12 , 1 m Vo Q Ao = = 7349 , 07 , 2 12 , 1 1 = = + = m n Ao h 005 , 7349 , 7349 , dipakai dapat ukuran OK ≤ − rencana h h maka h h = ≤ − 1 1 005 , 124 5. Hitung Lebar Dasar Saluran b m x h x n b 7884 , 7349 , 07 , 1 = = = Tabel 6.12 Karakteristik Saluran Debit Rencana m 3 Dtk Kemiringan Talud 1 : m Perbandingan n = bh Koef. Strickler m 13 Dtk 0,15 - 0,30 1,0 1 35,0 0,30 - 0,50 1,0 1,0 - 1,2 35,0 0,50 - 0,75 1,0 1,2 - 1,3 35,0 0,75 -1,00 1,0 1,3 - 1,5 35,0 1,00 - 1,50 1,0 1,5 - 1,8 40,0 1,50 - 3,00 1,5 1,8 - 2,3 40,0 3,00 - 4,50 1,5 2,3 - 2,7 40,0 4,50 - 5,00 1,5 2,7 - 2,9 40,0 5,00 - 6,00 1,5 2,9 - 3,1 42,5 6,00 - 7,50 1,5 3,1 - 3,5 42,5 7,50 - 9,00 1,5 3,5 - 3,7 42,5 9,00 - 10,00 1,5 3,7 - 3,9 42,5 10,00 - 11,00 2,0 3,9 - 4,2 45,0 11,00 - 15,00 2,0 4,2 - 4,9 45,0 15,00 - 25,00 2,0 4,9 - 6,5 45,0 25,00 - 40,00 2,0 6,5 - 9,0 45,0

d. Panjang Saluran

BG 19 = Sta 23.256 m BG 18 = Sta 22.036 m Panjang saluran L R19 = Sta. BG 19 - Sta. BG 18 = 23.256 - 22.036 = 1.220 m 125

e. Penentuan kemiringan medan

Untuk menekan biaya pelaksanaan, saluran harus sebanyak mungkin mengikuti arah kemiringan medan. Untuk perencanaan pendahuluan, elevasi permukaan tanah diperoleh dari peta skala 1: 5.000 di mana trase saluran pendahuluan di plot. Cara yang terbaik adalah memplot harga-harga elevasi pada titik potong garis-garis kontur dan trase, serta membuat perkiraan-perkiraan dengan melakukan interpolasi antara titik-titik rincik ketinggian. Harga-harga elevasi medan yang diperoleh diplot pada profil memanjang, bersama-sama dengan muka air yang diperlukan yang didapat dari hasil perhitungan. Gambar 6.9 Muka Air Yang Diperlukan Untuk Bangunan Sadap Pada Contoh Saluran 126

f. Kemiringan yang ada Io

Kemiringan yang ada Io sekarang dapat dihitung untuk masing-masing ruas: L H RWLd RWLu Io Δ − − = dimana : RWLu = Muka air yang dibutuhkan di bangunan sadap hulu RWLd = Muka air yang dibutuhkan di bangunan sadap hilir AH0 = Jumlah perkiraan kehilangan tinggi energi di bangunan di ruas saluran yang bersangkutan tidak termasuk bangunan terjun. Kadang-kadang muka air yang diperlukan di bangunan sadap hulu lebih rendah daripada di bangunan sadap hilir. Io-nya minimal. Pada kemiringan yang lebih curam, Io mungkin terlalu tinggi, sehingga terjadi erosi. Kemudian kemiringan harus dijaga agar tetap di bawah garis kecepatan dasar rencana lihat g. DH dimasukkan dalam kolom 10 dan Io pada kolom 11 tabel perhitungan. Gambar 6.10 Penentuan Kemiringan Medan 127

g. Kemiringan rencana

Untuk memperkecil sedimentasi, kemiringan saluran harus dibuat sedemikian rupa sehingga faktor IR 0,5 sama atau makin besar ke arah hilir. Untuk menipermudah hal ini, dibuat grafik seperti pada gambar 6.9. Grafik ini menunjukkan garis-garis IR 0,5 yang sama dan garis-garis untuk kecepatan dasar rencana. Di sepanjang sumbu grafik tersebut diberikan harga debit rencana Q dan kemiringan dasar saluran Ia. Guna menetukan kemiringan saluran untuk masing-masing ruas, harus dipilih garis IR 0,5 konstan atau semakin besar garis A. Agar pemilihan garis A tersebut dapat dilakukan dengan baik, pertama-tama titik-titik yang memberi karakteristik masing- masing ruas harus diplot Io versus Qrencana. Garis A akan diplot di antara titik-titik ini. Selama melakukan pengeplotan, harus tetap diingat bahwa titik-titik itu tidak boleh melebihi garis kecepatan dasar rencana di atas garis ini, akan terjadi erosi. Dalam contoh ini, kecepatan dasar yang diinginkan dianggap 0,60 mdt dan akan dicek lagi setelah dimensi saluran diketahui. Gambar 6.11 Grafik Untuk Perencanaan Kemiringan Saluran 128 Dengan garis A itu, Ia rencana masing-masing ruas saluran dapat dibaca untuk - mengetahui debit rencana. Ia dimasukkan ke tabel perhitungan kolom 13.

h. Muka Air Rencana

Muka air rencana di saluran pada 70 dari debit rencana Q70 harus sama atau lebih tinggi dari muka air yang diperlukan. Muka air rencana adalah muka air pada Q70 ditambah dengan variannya 0,18 x hloo atau lebih tinggi, karena muka air tersebut dapat juga ditentukan dengan kebutuhan muka air untuk ruas-ruas saluran hilir. Ikutilah prosedur berikut lihat juga tabel perhitingan : 1. Ambilah muka air tertinggi P pada bangunan bagi yang paling hilir. Ini adalah muka air hilir selama terjadi Q70 diruas saluran tersebut. PR G19 = 4,31 m 2. Hitunglah dimensi saluran untuk memperoleh kedalaman air pada debit rencana lihat perencanaan saluran. Untuk ruas RG 19: h 100 = 0,734 m 3. Hitunglah varia : V = 0,18 x h 100 = 0,18 x 0,734 m = 0,132 m 4. Muka air hilir di bangunan bagi yang terletak paling hilir BG 19 selama terjadi debit rencana MAR sekarang menjadi : MAR = P + V = 4,310 m + 0,132 m = 4,442 m 5. Hitunglah muka air di ujung hilir ruas saluran tersebut Maud MAud = MAR + Ia x L + DHa Dimana : ΔHa = kehilangan tinggi energi melalui bangunan, termasuk bangunan terjun kolom 2.3 Ia = Kemiringan rencana L = Panjang Saluran MAud = MAR + Ia. L 129 6. Ambilah muka air tertinggi yang diperlukan pada bangunan bagi berikutnya P BG18 = 4,46 h 100 = 0,828 m Hitunglah V = 0,18 x h 100 = 0,18 x 0,828 m = 0,149 m 7. Bandingkan muka air yang diperlukan untuk BG 18 pada Q 100 dengan muka air hulu di ruas hilir RG 19 ditambah dengan kehilangan energi di bangunan bagi 0,05 m. MAR 1 = P + V = 4,460 m + 0,149 m = 4,609 m MAR 2 = Maud 19 + DHBg = 4,833 m + 0,050 m = 4,883 m MAR = 4,883 m 8. Untuk ruas-ruas lainnya ikuti langkah-langkah 5, 6 and 7 9. Plotlah muka air yang diperoleh pada potongan memanjang pendahuluan bersama- sama dengan elevasi sawah. Jika muka air jauh di atas. elevasi sawah, maka ulangi lagi perhitungan itu untuk Garis. A yang lebih rendah pada grafik perencanaan untuk kemiringan. Jika bagian saluran yang harus digali menjadi terlalu banyak, pilihlan garis A yang Lebih tinggi dan ulangi lagi perhitungan itu.

i. Pengecekan trase di lapangan,

1. Sampai tahap ini semua kegiatan perencanaan saluran semata-mata didasarkan pada peta-peta topografi saja 1 : 25.000 dan 1 : 5.000. Diperlukan cek lapangan secara menyeluruh guna meneliti apakah ketelitian peta-peta topografi yang digunakan telah memadai. 130 Penyelidikan lapangan dilakukan dengan prosedur berikut : • Penyelusuran saluran dan pengukuran elevasi medan pada as saluran setiap jarak 200.m dengan benchmark pada setiap 2000 m, sesuai dengan trase yang diplot pada peta dengan skala 1: 5.000. • Untuk penyelusuran ini, diperlukan tiga ahli pendamping, ahli irigasi, untuk mencek tampakan-tampakan teknis trase, guna membuat penyesuaian- penyesuaian di lapangan dan untuk menentukan lokasi bangunan bersama-sama dengan ahli geoteknik. ahli geoteknik, untuk mencek tampakan-tampakan geologi trase, membuat penyesuaian-penyesuaian di lapangan jika sifat-sifat tanah atau kondisi tanah pondasi bangunan kalau perlu serta, menentukan lokasi-lokasi yang memerlukan penyelidikan geoteknik. ahli geodetik, untuk memberikan petunjuk-petunjuk kepada staf pengukuran dalam menentukan kordinat-kordinat lokasi bangunan dan trase saluran titik potong serta menentukan lokasi-lokasi yang membutuhkan pengukuraniletail. 2. Pengolahan data-data pengukuran dan pemplotan elevasi yang telah diperoleh pada profit dan posisi dan posisi memanjang pada peta berskala 1: 5000. 3. Perbandingan data-data yang telah diamati dari data-data yang didapat dari peta topografi. 4. Setelah perbedaan-perbedaan elevasi tinggal sedikit, lakukan penyesuaian trade di lapangan bersama-sama dengan para petugas pengukuran. Jika masih terdapat perbedaan-perbedaan besar, cek dulu hasil pengukuran. Jika pengukuran tidak ada masalah, kemudian lakukan pencekan dan penyesuaian peta-peta topografi. Jika ditemukan banyak ketidaktelitian pada peta-peta tersebut, diperlukan penyelidikan topografi tambahan guna menyesuaikan muka air yang diperlukan pada bangunan sadap.

6.4. Perencanaan Detail Saluran Irigasi A. Penyelidikan

Penyelidikan Trase Trase pendahuluan diplot pada peta dengan skala 1: 5.000. Pengukuran trase dibuat berdasarkan peta tersebut. Peta berskala 1: 5.000 tersebut harus mencakup informasi berikut: - trase saluran 131 - titik-titik potong dengan koordinat - benchmark dengan koordinat - batas-batas trase yang akan diukur Penyelidikan geoteknik detail Penyelidikan geoteknik detail meliputi kegiatan-kegiatan berikut : - menentukan kemiringan rencana talut saluran galian - menentukan karakteristik tanah untuk tanggul - menentukan daya dukung tanah pondasi - menentukan karakteristik penurunan tanah.

B. Trase

Untuk perencanaan pendahuluan as saluran, lokasi bangunan dan panjang ruas saluran hanya diambil dari peta saja, jadi tidak tepat. Berdasarkan pengukuran trase, as saluran dan lokasi bangunan dapat ditentukan. Ini menghasilkan : - angka-angka yang tepat untuk jarak bangunan - panjang ruas saluran yang tepat Koordinat yang tepat untuk titik potong yang menentukan as saluran pada lurus yang menetukan as saluran pada ruas-ruas lurus data kurvelengkung yang tepat yang menentukan as saluran pada potongan saluran yang melengkung.

C. Potongan memanjang dan melintang

Penyelesaian potongan memanjang membutuhkan : - muka air yang tepat yang dibutuhkan pada bangunan sadap. - panjang ruas saluran yang tepat - kehilangan tinggi energi yang tepat pada bangunan - kemiringan saluran yang tepat untuk setiap ruas saluran potongan melintang yang tepat lokasi ruas-ruas saluran yang harus diberi pasangan. Selama pembuatan perencanaan pendahuluan, dibuat asumsi-asumsi untuk kehilangan tinggi energi di bangunan. Ini berarti bahwa karakteristik hidrolis bangunan harus dihitung kembali berdasarkan hasil-hasil penyelidikan. Sebelum potongan melintang saluran dapat ditentukan, karakteristik tanah atau batuan di mana saluran akan dibuat harus diselidiki guna mengetahui : - penurunan tanggul timbunan 132 - kehilangan air akibat perkolasi - erosi. - stabilitas talut timbunan dan galian Sifat-sifat tanah menentukan apakah standar yang diberikan untuk dimensi saluran. Mungkin diperlukan perubahan-perubahan jika : - kemiringan talut disesuaikan demi stabilitas talut tersebut m lebih besar atau bila saluran terletak pada formasi batuan m lebih kecil - jika terdapat kehilangan air akibat perkolasi atau erosi maka diperlukan pasangan k lebih besar - aspek ekonomi atau tanah yang tersedia memerlukan penyesuaian perbandingan antara lebar dasar dan kedalaman air misalnya jika saluran itu melewati daerah pedesaan. Dengan kehilangan tinggi energi yang tepat di bangunan, panjang ruas saluran dan potongan melintang yang ada, mungkin diperlukan penyesuaian kemiringan saluran. Ikutlah langkah-langkah berikut : 1. menenetukan kemiringan talut masing-masing rims saluran m 2. menentukan ruas saluran yang akan diberi pasangan k 3. menentukan perbandingan lebarkedalaman air m 4. menghitung dimensi saluran dengan menggunakan kemiringan dari perencanaan pendahuluan Ia dengan rumus Strickler. 5. mencek naiknya nilai banding I R 0,50 ke arah hilir. Jika perbandingan itu tidak bertambah, sesuaikan kemiringan saluran 6. menentukan kehilangan tinggi energi yang tepat di bangunan 7. menghitung prof ii memanjang dengan menggunakan tabel perhitungan tetapi tanpa Io dan ΔH dan dengan Ia dan ΔHa 8. menyiapkan penggambaran potongan memanjang dan melintang sesuai dengan KP - 07 Standar Penggambaran. 133

6.3. Data Perencanaan Saluran Pembuang. A. Data Topografi.

Data - data topografi yang diperlukan untuk perencanaan saluran pembuang adalah : • Peta topografi dengan jaringan irigasi dan pembuang dengan skala 1 : 25.0000 dan 1 : 5.000 • Peta situasi trase saluran berskala 1 : 2.000 dengan garis - garis ketinggian pada interval 0.50 m untuk daerah datar dan 1,0 untuk daerah berbukit. • Profil memanjang pada skala horisontal 1 : 2.000 dan skala vertikal 1 : 200 atau 1 : 100 untuk saluran berkapasitas kecil, bilamana diperlukan. • Potongan melintang pada skala horizontal dan vertical 1 : 200 atau 1 : 100 untuk saluran berkapasitas kecil bilamana diperlukan. • Potongan melintang pada skala horisontal dan vertikal 1 : 200 atau 1 : 100 untuk saluran - saluran berkapasitas kecil dengan interval 50 m untuk bagian lurus dan interval 25 m pada bagian tikungan.

B. Langkah-Langkah Perencanaan Saluran Pembuang

Perencanaan pendahuluan 1. Pemplotan trase saluran pada peta dengan skala 1: 25.000 dan 1: 5.000 2. Penentuan luas daerah yang akan dibuang airnya dari peta dengan skala 1: 25.000 dan 1: 5.000 3. Penentuan muka air maksimum 4. Penetapan kehilangan tinggi energi untuk bangunan 5. Pembuatan profil memanjang sementara 6. Penyelusuran trase di lapangan dengan melakukan pengukuran topografi di sepanjang as saluran 7. Penyesuaian trase saluran 8. Perhitungan debit rencana 9. Penentuan kemiringan rencana 10. Penentuan dimensi saluran 11. Pembuatan profil memanjang. Perencanaan detail 1. Pengukuran trase 2. Sedikit penyesuaian as saluran 134 3. Perencanaan muka air dan debit akhir definitif 4. Dimensi akhir 5. Potongan melintang dan memanjang akhir.

C. Debit Rencana. 1.