Model Bangunan Pendukung Pintu Air Pak Tani Berbahan Jenis Kayu Dan Ban Sebagai Pintu Irigasi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pintu klep otomatis adalah salah satu pintu air yang pengoperasiannya
dilakukan secara otomatis dengan membuka dan menutupnya pintu pada setiap
perubahan muka air baik diudik/hulu maupun dihilir yang biasanya didesain pada
daerah dengan pasang surut air. Kegunaan pintu air otomatis ini adalah sebagai
pintu yang fleksibel menerima air dari saluran irigasi dengan debit yang beragam
untuk dapat dikeluarkan melalui pintu secara otomatis. Namun ada beberapa
masalah yang terjadi ketika sedimen semakin banyak tertumpuk di hulu pintu,
pintu tidak dapat berguna lagi karena air telah meluap melebihi batas saluran.
Dengan ditambahnya lagi Indonesia merupakan negara yang beriklim hujan tropis
dengan temperatur kelembaban udara dan curah hujan yang tinggi. Temperatur
harian rata-rata berkisar antara 25
sampai 30
dengan sedikit fluktuasi
musiman. Kelembaban udara pada umumnya di atas 80%. Referensi
evapotranspirasi bervariasi antara 3,5 mm/hari dan 4,5 mm/hari. Curah hujan
tahunan rata-rata pada sebagian besar daerah rawa berkisar antara 2.000 mm 3
sampai 2.500 mm. Sehingga dibeberapa musim penghujan air limpasan ( Run off )
dapat menyebabkan banjir.
Dengan intensitas curah hujan tahunan yang termasuk cukup besar , aliran
air pada saluran irigasi membawa sedimen-sedimen berupa pasir ataupun tanah.
Yang mana akhirnya terjadinya penumpukan sedimentasi dibagian hulu dan hilir
12
Universitas Sumatera Utara
pada pintu saluran irigasi yang mengakibat terjadinya luapan air, karena air tidak
dapat mengalir normal sesuai bukaan pada pintu air.
Untuk mengurangi dampak yang meluas akibat pengelolaan yang tidak
baik , pemerintah melakukan diversifikasi irigasi berdasarkan Peraturan Menteri
Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Republik Indonesia Nomor 17 / PRT /
M / 2015 , tentang pedoman komisi irigasi. Yang mana pada BAB I ( Ketentuan
Umum ), pasal 1 ayat 1, bahwa “Irigasi adalah usaha penyediaan, pengaturan, dan
pembuangan air irigasi untuk menunjang pertanian yang jenisnya meliputi irigasi
permukaan, irigasi rawa, irigasi air bawah tanah, irigasi pompa, dan irigasi
tambak. Pemerintah melalui kementerian pekerjaan umum dan perumahan rakyat
telah mengatur dan menata pengelolaan irigasi untuk dapat dikelola dengan baik
dan benar serta berkelanjutan.
Jika ditarik benang lurus dari peraturan menteri tersebut terhadap beberapa
masalah yang ada di lapangan, selayaknya bangunan pendukung pintu air
direncanakan dengan baik sehingga sedimen-sedimen yang melintasi pintu dari
hulu tidak terhenti dan menyebabkan penimbunan. Maka dari itu , penelitian ini
dirancang agar sedimentasi pada hulu dan hilir pintu tidak menyebabkan pintu
macet dan tersendat dengan perancangan bangunan pendukung saluran irigasi
yang baik.
1.2 Perumusan Masalah
Rumusan masalah yang dapat diambil dari latar belakang penelitian ini
adalah sebagai berikut :
1. Pengaruh desain bangunan pendukung pintu air terhadap sedimentasi dari
hulu.
13
Universitas Sumatera Utara
2. Desain bangunan pendukung pintu air yang bagaimana yang paling ideal
untuk digunakan.
3. Pengaruh Kondisi Aliran yang dapat mempercepat penimbunan sedimen
pada dessain bangunan pendukung.
1.3 Pembatasan Masalah
Ketika menyimak dan memperhatikan latar belakang dan rumusan
masalah di atas, maka pembatasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai
berikut:
1. Hanya menganalisa pengaruh dan pola sedimentasi pada pintu.
2. Sedimen yang digunakan hanya tanah merah dengan data yang telah
dikeluarkan dari Laboratorium Mekanika Tanah USU.
3. Bangunan pendukung yang dianalisa berbentuk segi empat dan pintu klep
otomatisnya berbentuk segi empat yang terbuat dari kayu dan ban.
4. Hanya menghitung volume bed load yang tertahan dipintu dan yang
melewati pintu.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Menganalisa pola dan pengaruh sedimentasi terhadap model bangunan
pendukung yang diuji, dengan mengetahui berapa volume sedimen yang
tertahan dimasing-masing tipen bangunan pendukung.
2. Mendapatkan gambaran besar terhadap kondisi bangunan pendukung
dengan tipe berbeda.
3. Merekomendasikan desain bangunan yang ideal untuk penelitian
bangunan pendukung selanjutnya.
14
Universitas Sumatera Utara
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diharapkan dari penelitian ini adalah dapat dijadikan
bahan pertimbangan dalam perencanaan pintu klep otomatis yang ekonomis,
mudah untuk pelaksanaan kerja dan perawatannya serta bermanfaat bagi
masyarakat pedesaan.
1.6 Sistematika Penulisan
Adapun tahapan sistematika penulisan tugas akhir ini :
Bab I. Pendahuluan
Merupakan bingkai studi atau rancangan yang akan dilakukan meliputi
tinjauan umum, latar belakang, ruang lingkup permasalahan, pembatasan masalah,
tujuan, manfaat ,dan sistematika penulisan.
Bab II. Tinjauan Pustaka
Bab ini menguraikan tentang teori yang berhubungan dengan penelitian
agar dapat memberikan gambar model dan metode analisis yang akan digunakan
dalam menganalisa masalah.
Bab III. Metodologi Penelitian dan Karakteristik Pelaksanakan Penelitian
Bab ini menguraikan tentang metode yang akan digunakan dan rencana
kerja dari penelitian serta mendeskripsikan lokasi penelitian.
Bab IV. Analisis Pembahasan
Bab ini merupakan analisa tentang permasalahan, evaluasi dan perhitungan
terhadap masalah yang ada pada penelitian.
Bab V. Kesimpulan dan Saran
Merupakan kesimpulan dari butir–butir hasil analisa dan pembahasan yang
telah dilakukan. Kesimpulan juga disertai dengan rekomendasi saran yang
15
Universitas Sumatera Utara
ditujukan untuk penelitian selanjutnya atau untuk penerapan hasil penelitian di
lapangan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Aliran saluran terbuka terjadi saat air mengalir karena gravitasi hanya tertutup
sebagian oleh batas padatnya. Dalam aliran saluran terbuka, air yang mengalir
memiliki permukaan yang bebas, dan air tersebut tidak dalam tekanan yang
berasal dari berat sendiri dan tekanan atmosfer. Beberapa aliran saluran terbuka
terjadi secara alami pada anak sungai dan batang air, yang umumnya memiliki
arah aliran yang tidak beraturan. Aliran saluran terbuka juga sering berupa tiruan,
seperti flume. Saluran ini memiliki bentuk-bentuk tertentu, seperti : segiempat,
segitiga maupun trapesium. Aliran saluran terbuka juga dapat terjadi dalam kanal,
jika kanal tersebut alirannya tidak penuh. Aliran normal sistem saluran
pembuangan lebih sedikit dan oleh karenanya didesign sebagai saluran terbuka
(Giles, R.V., dkk, 1995).
2.2 Teori Hidrolika dan Aliran Terbuka
Aliran air dalam suatu saluran dapat berupa aliran saluran terbuka (open channel
flow) maupun aliran pipa (pipe flow). Kedua jenis aliran tersebut sama dalam
banyak hal, namun berbeda dalam satu hal yang penting. Aliran saluran terbuka
harus memiliki permukaan bebas (free surface) sehingga dipengaruhi oleh tekanan
udara bebas (atmospheric pressure), sedangkan aliran pipa tidak demikian, karena
iair harus mengisi seluruh saluran. Aliran pipa, yang terkurung dalam saluran
16
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pintu klep otomatis adalah salah satu pintu air yang pengoperasiannya
dilakukan secara otomatis dengan membuka dan menutupnya pintu pada setiap
perubahan muka air baik diudik/hulu maupun dihilir yang biasanya didesain pada
daerah dengan pasang surut air. Kegunaan pintu air otomatis ini adalah sebagai
pintu yang fleksibel menerima air dari saluran irigasi dengan debit yang beragam
untuk dapat dikeluarkan melalui pintu secara otomatis. Namun ada beberapa
masalah yang terjadi ketika sedimen semakin banyak tertumpuk di hulu pintu,
pintu tidak dapat berguna lagi karena air telah meluap melebihi batas saluran.
Dengan ditambahnya lagi Indonesia merupakan negara yang beriklim hujan tropis
dengan temperatur kelembaban udara dan curah hujan yang tinggi. Temperatur
harian rata-rata berkisar antara 25
sampai 30
dengan sedikit fluktuasi
musiman. Kelembaban udara pada umumnya di atas 80%. Referensi
evapotranspirasi bervariasi antara 3,5 mm/hari dan 4,5 mm/hari. Curah hujan
tahunan rata-rata pada sebagian besar daerah rawa berkisar antara 2.000 mm 3
sampai 2.500 mm. Sehingga dibeberapa musim penghujan air limpasan ( Run off )
dapat menyebabkan banjir.
Dengan intensitas curah hujan tahunan yang termasuk cukup besar , aliran
air pada saluran irigasi membawa sedimen-sedimen berupa pasir ataupun tanah.
Yang mana akhirnya terjadinya penumpukan sedimentasi dibagian hulu dan hilir
12
Universitas Sumatera Utara
pada pintu saluran irigasi yang mengakibat terjadinya luapan air, karena air tidak
dapat mengalir normal sesuai bukaan pada pintu air.
Untuk mengurangi dampak yang meluas akibat pengelolaan yang tidak
baik , pemerintah melakukan diversifikasi irigasi berdasarkan Peraturan Menteri
Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Republik Indonesia Nomor 17 / PRT /
M / 2015 , tentang pedoman komisi irigasi. Yang mana pada BAB I ( Ketentuan
Umum ), pasal 1 ayat 1, bahwa “Irigasi adalah usaha penyediaan, pengaturan, dan
pembuangan air irigasi untuk menunjang pertanian yang jenisnya meliputi irigasi
permukaan, irigasi rawa, irigasi air bawah tanah, irigasi pompa, dan irigasi
tambak. Pemerintah melalui kementerian pekerjaan umum dan perumahan rakyat
telah mengatur dan menata pengelolaan irigasi untuk dapat dikelola dengan baik
dan benar serta berkelanjutan.
Jika ditarik benang lurus dari peraturan menteri tersebut terhadap beberapa
masalah yang ada di lapangan, selayaknya bangunan pendukung pintu air
direncanakan dengan baik sehingga sedimen-sedimen yang melintasi pintu dari
hulu tidak terhenti dan menyebabkan penimbunan. Maka dari itu , penelitian ini
dirancang agar sedimentasi pada hulu dan hilir pintu tidak menyebabkan pintu
macet dan tersendat dengan perancangan bangunan pendukung saluran irigasi
yang baik.
1.2 Perumusan Masalah
Rumusan masalah yang dapat diambil dari latar belakang penelitian ini
adalah sebagai berikut :
1. Pengaruh desain bangunan pendukung pintu air terhadap sedimentasi dari
hulu.
13
Universitas Sumatera Utara
2. Desain bangunan pendukung pintu air yang bagaimana yang paling ideal
untuk digunakan.
3. Pengaruh Kondisi Aliran yang dapat mempercepat penimbunan sedimen
pada dessain bangunan pendukung.
1.3 Pembatasan Masalah
Ketika menyimak dan memperhatikan latar belakang dan rumusan
masalah di atas, maka pembatasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai
berikut:
1. Hanya menganalisa pengaruh dan pola sedimentasi pada pintu.
2. Sedimen yang digunakan hanya tanah merah dengan data yang telah
dikeluarkan dari Laboratorium Mekanika Tanah USU.
3. Bangunan pendukung yang dianalisa berbentuk segi empat dan pintu klep
otomatisnya berbentuk segi empat yang terbuat dari kayu dan ban.
4. Hanya menghitung volume bed load yang tertahan dipintu dan yang
melewati pintu.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Menganalisa pola dan pengaruh sedimentasi terhadap model bangunan
pendukung yang diuji, dengan mengetahui berapa volume sedimen yang
tertahan dimasing-masing tipen bangunan pendukung.
2. Mendapatkan gambaran besar terhadap kondisi bangunan pendukung
dengan tipe berbeda.
3. Merekomendasikan desain bangunan yang ideal untuk penelitian
bangunan pendukung selanjutnya.
14
Universitas Sumatera Utara
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diharapkan dari penelitian ini adalah dapat dijadikan
bahan pertimbangan dalam perencanaan pintu klep otomatis yang ekonomis,
mudah untuk pelaksanaan kerja dan perawatannya serta bermanfaat bagi
masyarakat pedesaan.
1.6 Sistematika Penulisan
Adapun tahapan sistematika penulisan tugas akhir ini :
Bab I. Pendahuluan
Merupakan bingkai studi atau rancangan yang akan dilakukan meliputi
tinjauan umum, latar belakang, ruang lingkup permasalahan, pembatasan masalah,
tujuan, manfaat ,dan sistematika penulisan.
Bab II. Tinjauan Pustaka
Bab ini menguraikan tentang teori yang berhubungan dengan penelitian
agar dapat memberikan gambar model dan metode analisis yang akan digunakan
dalam menganalisa masalah.
Bab III. Metodologi Penelitian dan Karakteristik Pelaksanakan Penelitian
Bab ini menguraikan tentang metode yang akan digunakan dan rencana
kerja dari penelitian serta mendeskripsikan lokasi penelitian.
Bab IV. Analisis Pembahasan
Bab ini merupakan analisa tentang permasalahan, evaluasi dan perhitungan
terhadap masalah yang ada pada penelitian.
Bab V. Kesimpulan dan Saran
Merupakan kesimpulan dari butir–butir hasil analisa dan pembahasan yang
telah dilakukan. Kesimpulan juga disertai dengan rekomendasi saran yang
15
Universitas Sumatera Utara
ditujukan untuk penelitian selanjutnya atau untuk penerapan hasil penelitian di
lapangan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Aliran saluran terbuka terjadi saat air mengalir karena gravitasi hanya tertutup
sebagian oleh batas padatnya. Dalam aliran saluran terbuka, air yang mengalir
memiliki permukaan yang bebas, dan air tersebut tidak dalam tekanan yang
berasal dari berat sendiri dan tekanan atmosfer. Beberapa aliran saluran terbuka
terjadi secara alami pada anak sungai dan batang air, yang umumnya memiliki
arah aliran yang tidak beraturan. Aliran saluran terbuka juga sering berupa tiruan,
seperti flume. Saluran ini memiliki bentuk-bentuk tertentu, seperti : segiempat,
segitiga maupun trapesium. Aliran saluran terbuka juga dapat terjadi dalam kanal,
jika kanal tersebut alirannya tidak penuh. Aliran normal sistem saluran
pembuangan lebih sedikit dan oleh karenanya didesign sebagai saluran terbuka
(Giles, R.V., dkk, 1995).
2.2 Teori Hidrolika dan Aliran Terbuka
Aliran air dalam suatu saluran dapat berupa aliran saluran terbuka (open channel
flow) maupun aliran pipa (pipe flow). Kedua jenis aliran tersebut sama dalam
banyak hal, namun berbeda dalam satu hal yang penting. Aliran saluran terbuka
harus memiliki permukaan bebas (free surface) sehingga dipengaruhi oleh tekanan
udara bebas (atmospheric pressure), sedangkan aliran pipa tidak demikian, karena
iair harus mengisi seluruh saluran. Aliran pipa, yang terkurung dalam saluran
16
Universitas Sumatera Utara