1.2 Asal Usul Air - MODUL IRIGASI2

IRIGASI

1.1 Pendahuluan

Air

daya alami terbesar yang dianugerahkan Tuhan pada umat manusia. Manusia sangat membutuhkan

adalah

sumber

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.

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.

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.

versityPENT MODUL

HUBUNGAN TANAH, AIR,

DAN TANAMAN

2.1 Sifat-sifat Fisik Tanah

Tanah mendukung pertumbuhan tanaman dengan menyediakan air dan oksigen yang sangat berguna bagi

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

satu meter hingga beberapa puluh meter di bawah permukaan tanah.

Didalam tanah selain terdapat air tanah

mineral dan karbonat bebas yang tersimpan pada lapisan teratas

Gambar 2.1. Horizon Tanah

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.

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  Cation – exchange capacity  Struktur tanah

 Exchangeable cation  Permeabilitas

tingkat  Alkaline erath carbonates infiltrasi

dan

 Toxic ion and salinity  Kapasitas menyimpan sir  Kemiringan lahan  Kedalaman

permukaan

air

tanah  Drainability (kesesuaian untuk drainasi)  Kedalaman lapisan batu

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.

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 Perlu ditambahkan, bahwa jumlah air yang digunakan oleh tumbuhan adalah relatif kecil bila dibandingkan dengan jumlah air yang lewat pada

- 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

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 Total dissolved

Ketidaksesuaian No

Kesesuaian air

solids (TDS) 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

Tabel 2.2.Batas konduktivitas menurut The US Salinity Laboratory Conduktivits

Kelas Kelayakan untuk irigasi

(micromhos/cm)

C1 Dibawah 250

Aman

C2 250-750

Aman bersyarat

C3 750-2250

C4 2250-4000

Kurang aman

C5 Diatas 4000

Tidak cocok

versityPENT PERENCANAAN

MODUL

PETAK TERSIER

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.

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

50 — 100 ha ukuran petak kuarter

ukuran petak tersier

8 — 15 ha panjang saluran tersier

<1500 m panjang saluran kuarter

< 500 m jarak antara saluran kuarter &

< 300 m

pembuang 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 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

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.

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

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.

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.

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.

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.

versityPENT MODUL

KEBUTUHAN AIR

IRIGASI

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 (m 3 /det) di intake yang didasarkan dari kebutuhan air di sawah dibagi efisiensi (%) saluran.

IR  DR  efisiensi sal

NFR

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

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

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

b) Untuk Tanaman Polowijo

NFR pol = Cu + (P+I) – Reff Keterangan NFR p : Kebutuhan air di sawah (I/det/ha) unt t. padi NFR pol : Kebutuhan air di sawah (I/det/ha) unt t. Polowijo Cu

: Kebutuhan air tanaman (mm/hr)

Cu = ET o xK c

ET o : Evaporasi potensial K c : 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

01 3 . 1 dm x 1 . 000 . 000 dm

1 mm/hari =

( 24 x 60 x 60 ) dt x 1 Ha

86 . 400 dt x 1 Ha = 0 . 116 I/det/ha

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 e) Umur 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 = ET o xK c

Dimana : Cu

= Cunsumtive Use (mm) EVAPOTRANSPIRASI POTENSIAL ET o = Evaporasi Potensial K c = Koefisien Tanaman

a) Evaporasi Potensial

Merupakan suatu proses penguapan air bebas. Beberapa metode yang digunakan untuk memperkirakan besarnya evaporasi potensial , diantaranya :

1. Thorn Waite

a  1514 10 t   t 

Ep  1 . 6 , J  

J 

Ep

: Evaporasi mm/hari

: Suhu udara (°C)

a : Konstanta : Metode ini hanya memerlukan data suhu udara

2. Blaney Criddle

tp

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

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

versityPENT MODUL

PERENCANAAN

SALURAN TAHAN EROSI

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 e. Trapezium

Tabel 5.1. Perbedaan Saluran Pembawa dan Saluran Pembuang

A. saluran pembawa

B. saluran pembuang

1. Dengan

Tanpa lining (lapisan) memperkecil kebocoran)

lining

(untuk

Lapisan (dari pasangan batu kali, beton batu bata dan rumput)

2. Bentuk penampang Dari hulu ke hilir makin membesar.

Dari hulu (sumber) ke hilir (sawah) makin mengecil.

3. Apabila berdampingan antara saluran pembawa dan pembuang maka.

a) Saluran pembawa terletak di bawah saluran pembuang

Gambar 5.1. Macam-macam Bentuk Saluran

5.2. Karakteristik Aliran di Saluran

dv

1.  0 UNIFORM FLOW (aliran uniform)  v tetap untuk tiap-tiap

de section (pias)

dv

2.  0 VARIED FLOW  v berubah untuk tiap-tiap section

de dv

3.  0 ACCELERATED FLOW  v meningkat, Q menurun

de dv

4.  0 DECELERATED FLOW  v menurun, Q menurun

de dv

5.  0 STEADY FLOW  v tetap untuk perubahan waktu (t)

dt dv

6.  0 UNSTEADY FLOW v untuk t yang berubah dt

Kombinasi Aliran

dv dv

 0 UNIFORM STEADY FLOW

de dt dv

dv

 0 VARIABLE STEADY FLOW

de dt dv

dv

 0 UNIFORM UNSTEADY FLOW

de dt dv

dv

 0 VARIABLE STEADY FLOW

de dt 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

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 :

I 0 , 00155

a. C 

I METRIC UNIT

I 1   23   n / R 2

Ruus Gangguilet-Kutter

b. C 

ENGLISH UNIT

c. C 

METRIC UNIT

5.3.2. Manning Method

Rumus yang digunakan sebagai berikut :

V= 1/n . R 2/3 .S ½  Satuan Matrik

n= Konstanta Manning

V= 1,49/n.R .S  Satuan English

5.3.3. Strickler Method

Rumus yang digunakan sebagai berikut :

V =K . R 2/3 .S 1/2 K = Konstanta Strickler

Q= VxA (V=Dari rumus DECHEZY, MENNING, STRICKLER) A=(b+mb)h  Luas penampang P=b+2h 2 m  1

 keliling basah

A R= P  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.

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

a. Van Techow

Vmin = 2,5 ft/sec

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

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 m 3 /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 (m 3 /det)

Tinggi Jagaan (m)

Sumber : KP 03

Tinggi jagaan untuk saluran pasangan Q (m 3 /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

- 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 ½:1  1:1 penguat dari beton

d. Tanah berlapis batu atau tanah untuk 1:1 saluran yang lebar

e. Tanah lempung atau untuk saluran 1½:1 kecil

f. Tanah berlapis lepas 2:1

g. Lempung

berlapis

atau

lempung i3 : 1

berpori

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 :

dp

dy

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

Kel.

Jari-jari

Kedalaman Penampang Luas (A) Basah

Lebar

hidroulis

Atas (T)

2 1 / y 4 3 2y 3 1 y 3 3

2 4 Segi empat

2y 2 4y

1 2y

Segitiga

y 2 2y 2 1 2y

4 2 ½ lingkaran

 2 y

1 2y

y

Parabola

2y 2 y

3 3 2 2 Sumber : Van Te Chow

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

Skala vertikal

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.

NFR . A Q 

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

 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 1 = 1,6 x 200 = 320e/det = 0,32m 3 /det

Q 2 = 1,6 x 500 = 0,8 m 3 /det Q 3 = 1,6 x 400 = 0,64 m 3 /det

= 2,2 m 3 /det 1x , 6 700

=1,24 m 3 /det

Q 6 =Q 4 +Q 5 = 2,2 + 1,24 = 1,48 m 3 /det

Langkah 2. Dengan menggunakan Tabel De Vos Dimensi saluran 7

 Untuk Q = 0,4 m 3 /det dari table didapat Tabel De Vos

V Kemiringan Talud

b/h

(m 3 /dtk)

(m/dtk)

0 - 0.15

1 0.25 - 0.30

0.15 - 0.30

1 0.30 - 0.35

0.30 - 0.40

1.5 0.35 - 0.40

0.40 - 0.50

1.5 0.40 - 0.45

0.50 - 0.75

2 0.45 - 0.50

0.75 - 1.50

2 0.50 - 0.55

1.50 - 3.00

2.5 0.55 - 0.60

3.00 - 4.50

3 0.60 - 0.70

4.50 - 6.00

6.00 - 7.50

7.50 - 9.00

9.00 - 11.00

11.00 - 15.00

15.00 - 25.00

25.00 - 40.00

40.00 - 80.00

V = 0,35 - 0,40 Talud = 1:1 K = 45

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

=b+2 2 h = 1 ½ h + 1,83h = 4,33 h

AR

= = 0,5772 h P

V = 1/n. R 2/3 .S½ =

. (0,5772h) 2/3 .S½

V = 27 . 7328 h 2/3 .S½

S dilapangan = 0,0016

V = 27.7328 h 2/3 . (0,0016) ½

V = 1.1093 h 2/3 Q 7 =AxV Q p = X x V7

=2½h 2 x 1.1093 h 2/3

= 2.77 h 8/3

0.4=n 2,77 h 8/3  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

= 0x , 5 0 , 48 = 0,48m

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 .S½

0,40 = 1/0,025 . (0,5772 h) 2/3 .S½ Q 7 = 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 m 3 /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 =6m 3 /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=6m 3 /dt  b/y = 2.5

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 = 3.5y 2 P = b +2zy = 2.5y + (2.25 2 +1 2 ) 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 xS½

V = 39.61859 y 2/3 xS½ 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 =AxV = 3.5y 2 x 1.584744y 2/3 = 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

V = ditentukan S= dihitung Vrencana = 0.4 m/dt

V = 1/n x R 2/3 xS½ 0.4= 1/0.020 x (0.705332y) 2/3 xS½ S = 0.4/(50 x 0.705332y 2/3 ) = 0.010096/y 2/3 Q =AxV

= 3.5y 2 x 0.4 = 1,4 y 2

6 = 14y 2  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 + (Vren 2 /2g) = 2.070197 + (0.42 /(2 x 9.81))

IxR 0.5 = 2.070197 x 1.208378 = 2.511434  hulu

Saluran II (hilir)

I = y + (Vren 2 /2g) = 2.324953 + (0.3 2 /(2x9.81)) = 2.32954

R 0.5 = (0.72549 x 2.324953) 0.5 IxR 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

versityPENT MODUL

PERENCANAAN

SALURAN TAK TAHAN EROSI

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.

Gambar 6.1. Hubungan velocity dan macam tanah non cohesive

Gambar 6.2. Hubungan antara Kecepatan yang diijinkan dan angka pori

Tabel 6.1. Tabel Fortier dan Scobey untuk Maximum Permissible Velocity dan Unit Tractive Force Bersangkutan

Note : v

= maximum permisible velocity

= koefisien kekasaran Manning

= 12 inch 1 lbs/ft 2 = 4,4 kg/m 2

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.

0  c.y dimana :

V 0 = kecepatan rata-rata yang tidak menyebabkan pengendapan maupun penggerusan (fps) V 0 = kecepatan rata-rata yang tidak menyebabkan pengendapan maupun penggerusan (fps)

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 A 

, dimana v kecepatan

yang diijinkan.

4. Keliling basah P dicari dengan P  .

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 m 3 /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

.R 2/3 .(0,0016) 1/2

0,025 R = 0,666 m

3) Luas penampang basah Q 11,32

 2,82 m 2

4) Keliling basah

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

P = B + 2y  1  z 2

 y = 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

ALW

Gambar 6.3. Unit Tractive Force

total tractive force = A L w S total keliling basah = P L

Unit tractive force  0 =

Bila saluran lebar sekali maka R = Y

Unit tractive force  0 =YwS

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  Gaya yang bkerja pada dinding Drag force = a  s Berat sendiri = w S sin 

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 .

2 W S cos 2  tan  = 

wS sin    a  s

wS 2 tan 

cos  tan  1 

a tan 2

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 : τ 2

tan 

K=

 cos  1 

tan 

Disederhanakan menjadi :

sin 2 

K= 1 

sin 

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.

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

menganjurkan untuk menggunakan gaya seret yang diijinkan (Permissible Tractive Force) adalah sebagai berikut :

 Untuk bahan noncohesive yang kasar harga gaya eret yang diijinkan (lb/ft 2 ) = 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.