laporan irbang cba2 adinn.docx
Post on 14-Apr-2016
45 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan negara pertanian/agraris, yang sebagian besar
penduduknya adalah petani. Pada bulan-bulan tertentu, terutama pada
musim kemarau sawah-sawah mulai mengering karena kekurangan air,
bahkan tidak ada air sama sekali, sehingga peranan jaringan irigasi
menjadi sangat penting bagi kehidupan para petani, karena merupakan
sarana yang sangat membantu dalam menyediakan kebutuhan air untuk
mengairi sawah. Jaringan - jaringan irigasi terdiri dari bangunan utama,
saluran irigasi (primer, sekunder, tersier dan kuarter) dan saluran
pembuang (kuarter, tersier, sekunder dan primer).
1.2 Maksud dan Tujuan
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air bertujuan untuk menambah
wawasan dan pengetahuan tentang proses dan tahapan dalam
merencanakan jaringan irigasi yang terdiri dari bangunan utama, saluran
irigasi dan saluran pembuang serta syarat-syarat yang terdapat dalam
perencanaan ini dan agar dapat merancang konstruksi bendung dan
bangunan pelengkapnya mulai dari awal sampai akhir perencanaan
disertai dengan uji keamanan bangunan tersebut terhadap tekanan yang
timbul oleh air sungai.
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
1.3 Deskripsi dan Data Perencanaan
Daerah irigasi yang direncanakan dalam perencanaan ini adalah Daerah
Irigasi ND. Adin .yang terletak di Provinsi Aceh. Air yang digunakan dalam
irigasi ini bersumber dari Krueng Adin dengan luas areal irigasi 4681 ha.
Bangunan utama dalam perencanaan ini berada di Krueng Aceh yang
terletak di Kabupaten Aceh Besar dengan luas DAS Adin sebesar 479 ha.
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
BAB II
ANALISIS HIDROLOGI
2.1 Evapotranspirasi
Menurut Yulianur (2005), besaran evapotranspirasi potensial yang terjadi
dapat dihitung dengan menggunakan metode Penman Modifikasi, yang
mana harga ET0 mengacu pada tanaman acuan yaitu rerumputan pendek.
Besarnya evapotranspirasi yang terjadi dipengaruhi oleh beberapa faktor
klimatologi sebagai berikut:
Temperatur udara
Kelembaban udara
Kecepatan angin
Penyinaran matahari
Persamaan Penman Modifikasi dirumuskan sebagai berikut:
ET0=c [ W . Rn + (1−W ) . f (u ) . (ea−ed ) ]Rn=(1−α ) Rs−Rn1
Rs=Ra(0 ,25+0,5 n/ N )
Rn1=f (T ) . f (ed ) . f (n /N )
f (u)=0 , 27(1+ U100 )
ed=ea×RH100
Keterangan:
ET0 = evapotranspirasi potensial (mm/hari);
c = faktor perkiraan dari kondisi musim;
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
W = faktor temperatur;
Rn = radiasi;
Rs = harga radiasi matahari;
Rn1 = radiasi gelombang panjang netto;
Ra = radiasi matahari yang didasarkan pada letak lintang;
N = lamanya penyinaran matahari rerata yang mungkin terjadi;
f(T) = faktor yang tergantung pada temperatur;
f(ed) = faktor yang tergantung pada uap jenuh;
f(n/N) = faktor yang tergantung pada jam penyinaran matahari;
n = penyinaran matahari yang diperoleh dari data terukur
(jam/hari);
U = kecepatan angin (km/hari);
RH = kelembaban relatif (%).
Perhitungan evapotranspirasi pada perencanaan ini didasarkan atas
Metode Penman modifikasi dengan posisi stasiun penakar: 05 31' 07"LU
dan 95 25' 45" BT dan elevasi stasiun penakar: 15 m dpl, hasil analisis
seperti terlihat pada Tabel 2.1 berikut.
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Tabel 2.1 Data evapotranspirasi Krueng Adin.
No Uraian Satuan Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des1 T (data) oC 25 29 26 27 27 28 26 27 26 26 30 252 U (data) km/jam 10 9 9,6 8 8,4 8 9 9 8 8 8 93 n (data) % 48 53 50 57 53 55 50 48 40 39 43 444 RH (data) % 80 79 80 80 78 75 72 71 76 79 75 825 RH/100 0,8 0,79 0,8 0,8 0,78 0,75 0,72 0,71 0,76 0,79 0,75 0,826 ea mbar 31,7 40,1 33,6 35,7 35,7 37,8 33,6 35,7 33,6 33,6 42,4 31,77 ed=ea x RH/100 mbar 25,36 31,679 26,88 28,56 27,846 28,35 24,192 25,347 25,536 26,544 31,8 25,9948 ea-ed mbar 6,34 8,421 6,72 7,14 7,854 9,45 9,408 10,353 8,064 7,056 10,6 5,7069 Uc km/hari 240 216 230,4 192 201,6 192 216 216 192 192 192 216
10 f(u) = 0.27 (1+Uc/100) 0,918 0,853 0,892 0,788 0,814 0,788 0,853 0,853 0,788 0,788 0,788 0,85311 1 - W 0,260 0,225 0,250 0,240 0,240 0,230 0,250 0,240 0,250 0,250 0,220 0,26012 ( 1 - W) f(u) (ea-ed) mm/hr 1,511 1,614 1,497 1,349 1,533 1,711 2,004 2,117 1,588 1,389 1,836 1,26413 Ra mm/hr 14 14,475 15,425 15,425 15,05 14,625 14,825 15,175 15,3 15,025 14,275 13,814 (0.25 + 0.50 n) 0,49 0,515 0,5 0,535 0,515 0,525 0,5 0,49 0,45 0,445 0,465 0,4715 Rs = Ra (0.25 + 0.50 n) mm/hr 6,860 7,455 7,713 8,252 7,751 7,678 7,413 7,436 6,885 6,686 6,638 6,48616 Rns= (1-a) Rs mm/hr 5,145 5,591 5,784 6,189 5,813 5,759 5,559 5,577 5,164 5,015 4,978 4,86517 f (T) 15,65 16,5 15,9 16,1 16,1 16,3 15,9 16,1 15,9 15,9 16,7 15,6518 f(ed) = 0.34-0.044 ed0.5 0,118 0,092 0,112 0,105 0,108 0,106 0,124 0,118 0,118 0,113 0,092 0,11619 f(n)= 0.1 +0.9 n 0,532 0,577 0,550 0,613 0,577 0,595 0,550 0,532 0,460 0,451 0,487 0,49620 Rn1 = f(T) x f(ed) x f(n) mm/hr 0,986 0,879 0,978 1,035 1,002 1,025 1,081 1,015 0,861 0,813 0,747 0,89821 Rn = Rns - Rn1 mm/hr 4,159 4,712 4,806 5,154 4,811 4,733 4,479 4,562 4,303 4,202 4,231 3,96722 W 0,740 0,775 0,750 0,760 0,760 0,770 0,750 0,760 0,750 0,750 0,780 0,74023 W x Rn mm/hr 3,079 3,653 3,606 3,919 3,658 3,646 3,360 3,469 3,229 3,153 3,302 2,93624 W x Rn + (1-W)f(u)(ea-ed) mm/hr 4,590 5,267 5,103 5,268 5,191 5,357 5,365 5,586 4,816 4,542 5,138 4,20125 c 0,96 0,98 0,98 1,01 1,00 1,00 0,98 0,98 0,98 0,97 0,97 0,9626 Et0 = c(WxRn+(1-W)f(u)(ea-ed)) mm/hr 4,384 5,178 5,020 5,343 5,176 5,354 5,267 5,488 4,715 4,423 4,997 4,018
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
2.2 Curah Hujan Rencana
Dalam analisis hujan-aliran untuk memperkirakan debit banjir rencana diperlukan
masukan hujan rencana ke dalam suatu sistem DAS. Hujan rencana tersebut dapat
berupa kedalaman hujan di suatu titik atau hietograf hujan rencana yang merupakan
distribusi hujan sebagai fungsi waktu selama hujan deras. Perencanaan bangunan air
didasarkan pada debit banjir rencana yang diperoleh dari analisis hujan-aliran
tersebut, yang bisa berupa banjir rencana dengan periode ulang tertentu.
Pada perencanaan bangunan pelimpah suatu bendungan diperlukan hidrograf banjir
rencana dengan periode ulang tertentu. Hidrograf banjir rencana dapat diperoleh
dengan menggunakan hidrograf satuan. Dalam hal ini data masukan yang diperlukan
adalah hietograf hujan rencana. Dalam analisis hidrograf banjir rencana dengan
masukan hujan rencana dengan periode ulang tertentu yang diperoleh dari analisis
frekuensi, biasanya parameter hujan seperti durasi dan pola distribusi tidak
diketahui. Padahal parameter tersebut sangat diperlukan. Ada beberapa metode
yang dapat digunakan untruk menentukan distribusi hujan rencana, yaitu metode
Tadashi Tanimoto, Mononobe dan Alternating Block Method (ABM). Dalam
perencanaan ini metode yang digunakan adalah Alternating Block Method (ABM).
Perhitungan curah hujan rencana dalam perencanaan inimenggunakan Metode Log
Pearson III seperti terlihat dalam tabel 2.2 berikut:
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Tabel 2.2 Distribusi curah hujan rencana Metode Log Normal
si p (mm) y=ln Q (y-ybar) (y-y)2 (y-y)31985 87 4,466 -0,256 0,066 -0,0171986 102 4,625 -0,097 0,009 -0,0011987 125 4,828 0,106 0,011 0,0011988 141 4,949 0,227 0,051 0,0121989 86 4,454 -0,268 0,072 -0,0191990 88 4,477 -0,245 0,060 -0,0151991 110 4,700 -0,021 0,000 0,0001992 116 4,754 0,032 0,001 0,0001993 106 4,663 -0,058 0,003 0,0001994 96 4,564 -0,158 0,025 -0,0041995 109 4,691 -0,031 0,001 0,0001996 137 4,920 0,198 0,039 0,0081997 120 4,787 0,066 0,004 0,0001998 115 4,745 0,023 0,001 0,0001999 108 4,682 -0,040 0,002 0,0002000 185 5,220 0,498 0,248 0,1242001 185 5,220 0,498 0,248 0,1242002 113 4,727 0,006 0,000 0,0002003 155 5,043 0,322 0,103 0,0332004 80 4,382 -0,340 0,115 -0,0392005 113 4,727 0,006 0,000 0,0002006 126 4,836 0,114 0,013 0,0012007 96 4,564 -0,158 0,025 -0,0042008 110 4,700 -0,021 0,00046 0,0002009 75 4,317 -0,404 0,164 -0,066
Jumlah 2884 118,047 0,000 1,263 0,138
Sumber: hasil perhitungan
Rata-rata :
n=25
y=1n ∑
i=1
n
y i=118. 04725 =4 , 722 mm
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Standar deviasi
σ y = √1n−1 ∑
i=1
n
( y i− y )2
= √1(25−1 )
x 1 .263
= 0 .229Koefisien variansi :
C v =
σ y
y=0 ,229
4 ,722=0 .049
Kemencengan :
C s=0 .519
Tabel 2.3 Perhitungan Periode Ulang Tahunan Dengan Metode Log Pearson III
priode ulang K y p50 2,320 5,254 191,330
100 2,699 5,341 208,720
Sumber: hasil perhitungan
yn= y+Kn . σ y
2.2.1 Alternating Block Method (ABM)
Alternating Block Method (ABM) adalah cara sederhana untuk membuat hyetograph
rencana dari kurva IDF (Chow et al., 1988). Hyetograph rencana yang dihasilkan oleh
metode ini adalah hujan yang terjadi dalam n rangkaian interval waktu yang
berurutan dengan durasi ∆t selama waktu Td = n∆t. Untuk periode ulang tertentu,
intensitas hujan diperoleh dari kurva IDF pada setipa durasi waktu ∆t, 2∆t, 3∆t, . . . . .
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
kedalaman hujan diperoleh dari perkalian antara intensitas hujan dan durasi waktu
tersebut. Perbedaan antara nilai kedalaman hujan yang berurutan merupakan
pertambahan hujan dalam interval waktu ∆t. Pertambahan hujan tersebut (blok-
blok), diurutkan kembali ke dalam rangkaian waktu dengan intensitas hujan
maksimum berda pada tengah-tengah durasi hujan Td dan blok-blok sisanya disusun
dalam urutan menurun secara bolak-balik pada kanan dan kiri dari blok tengah.
Dengan demikian telah terbentuk hyetograph rencana, seperti ditunjukkan dalam
gambar 2.4 dan 2.5.
Tabel 2.4 Periode ulang 50 tahun = 191,330 mm
Td (jam)
Dt (jam)
It (mm/jam
)
It Td (mm)
Dp (mm)
Pt (%)
hyetograph
% (mm)1 0 1 66,33 66,33 66,33 52,27 5,01 9,582 1 2 41,79 83,57 17,24 13,59 6,41 12,263 2 3 31,89 95,67 12,09 9,53 9,53 18,244 3 4 26,32 105,29 9,63 7,59 52,27 100,025 4 5 22,68 113,42 8,13 6,41 13,59 26,006 5 6 20,09 120,53 7,11 5,60 7,59 14,527 6 7 18,13 126,89 6,36 5,01 5,60 10,72
jumlah 126,89 100,00 100,00 191,33
Sumber: hasil perhitungan
Gambar 2.1 hyetograph rencana periode ulang 50 tahun
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Tabel 2.5 Periode ulang 100 tahun = 208,720 mm
Td (jam)
Dt (jam)
It (mm/jam
)
It Td (mm)
Dp (mm)
Pt (%)
hyetograph
% (mm)1 0 1 72,36 72,36 72,36 52,28 5,01 10,452 1 2 45,58 91,17 18,81 13,59 6,41 13,373 2 3 34,79 104,36 13,19 9,53 9,53 19,894 3 4 28,72 114,86 10,50 7,59 52,28 109,115 4 5 24,75 123,73 8,87 6,41 13,59 28,366 5 6 21,91 131,49 7,75 5,60 7,59 15,847 6 7 19,77 138,42 6,93 5,01 5,60 11,69
jumlah 138,42 100,00 100,00 208,72
Sumber: hasil perhitungan
Gambar 2.2 hyetograph rencana periode ulang 100 tahun
2.3 Debit Banjir Rancangan
Dalam memperkirakan banjir rencana, digunakan metode Nakayasu. Metode
tersebut dirumuskan sebagai berikut:
Qp =1
3.6 A . ℜ
0.3 Tp+T 0.3
Tp =Tg + 0.8 Tr
Tg =0.4 + 0.058 L untuk L>15 km
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Tg =0.21 L0,7 untuk L<15 km
T0.3 = α Tg
Dengan:
Qp : debit puncak banjir
A : luas DAS (km2)
Re : curah hujan efektif (mm)
Tp : waktu dari permulaan banjir sampai puncak hidrograf banjir (jam)
T0.3 : waktu dari puncak banjir sampai 0,3 kali debit puncak banjir (jam)
Tg : waktu konsentrasi
Tr : satuan waktu dari curah hujan (jam)
α : koefisien karakteristik DAS
L : panjang sungai utama (km)
Perencanaan banjir rancangan dalam perencanaan ini dilakukan dengan metode
Nakayasu dengan luas DAS Krueng Adin 479 km2 dan panjang sungai utama (L) 81
km. Debit yang dihitung adalah debit banjir rencana (QT) untuk 50 dan 100 tahun.
Tg =0.4 + 0.058 L=0.4 + 0.058 (81)= 5,098 jam
Tr =0.5 Tg=0.5 x 5,098 jam=2,549 jam
Tp =Tg + 0.8 Tr=5,098 + 0.8(2,549)=7,137 jam
T0.3 = α Tg=2 x 5,098=10,196 jam
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Qp =1
3.6 A . ℜ
0.3 Tp+T 0.3
=1
3.6 479 x1
0.3 (7,137 )+10,196¿
¿
=10,784 m3/det
Perhitungan debit banjir rancangan dengan menggunakan Metode Nakayasu terlihat
pada Tabel 2.6 berikut.
Tabel 2.6.Hidrograf Satuan dengan Metode Nakayasu
Waktu Hidrograf Unit Hidrograf Hidrograf Terkoreksi
0 0 01 0,096 0,0872 0,509 0,461
2,0392 0,533 0,4833 1,347 1,2204 2,687 2,4345 4,591 4,1586 7,111 6,4417 10,294 9,325
7,1372 10,785 9,7698 9,740 8,8239 8,655 7,840
10 7,691 6,96711 6,835 6,19112 6,074 5,50213 5,397 4,88914 4,796 4,34415 4,262 3,86016 3,787 3,43117 3,365 3,048
17,3332 3,235 2,93118 3,070 2,78119 2,838 2,57020 2,623 2,37621 2,424 2,19622 2,241 2,030
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
23 2,071 1,87624 1,914 1,73425 1,769 1,60326 1,635 1,48127 1,512 1,36928 1,397 1,26629 1,291 1,17030 1,194 1,08131 1,103 0,99932 1,020 0,924
32,6272 0,971 0,87933 0,950 0,86034 0,895 0,81135 0,844 0,76436 0,795 0,72037 0,750 0,67938 0,707 0,64039 0,666 0,60440 0,628 0,56941 0,592 0,53642 0,558 0,50643 0,526 0,47744 0,496 0,44945 0,468 0,42446 0,441 0,39947 0,415 0,37648 0,392 0,35549 0,369 0,33450 0,348 0,31551 0,328 0,29752 0,309 0,28053 0,292 0,26454 0,275 0,24955 0,259 0,23556 0,244 0,22157 0,230 0,20958 0,217 0,19759 0,205 0,18560 0,193 0,17561 0,182 0,16562 0,171 0,15563 0,162 0,14664 0,152 0,13865 0,144 0,130
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
66 0,135 0,12367 0,128 0,11668 0,120 0,10969 0,113 0,10370 0,107 0,09771 0,101 0,09172 0,095 0,08673 0,090 0,08174 0,084 0,07675 0,080 0,07276 0,075 0,06877 0,071 0,06478 0,067 0,06079 0,063 0,05780 0,059 0,05481 0,056 0,05182 0,053 0,04883 0,050 0,04584 0,047 0,04285 0,044 0,04086 0,042 0,03887 0,039 0,03588 0,037 0,03389 0,035 0,03290 0,033 0,030
Jumlah 146,887 133,056Volume 528794,480 479000Kedalaman hujan 1,104 1,000
Koreksi 0,906
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Tabel 2.7 Limpasan Langsung Periode Ulang 50 Tahunan
Waktu (jam)
Hidrograf Satuan
(mm)
Kolom 2 x hujan efektif Limpasan
langsung (mm)9,58 12,26 18,24 100,02 26,00 14,52 10,72
-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -100 0,00 0 01 0,09 0,84 0 0,842 0,46 4,43 1,07 0 5,50
2,0392 0,48 4,64 5,66 1,60 0 11,903 1,22 11,72 5,93 8,43 8,76 0 34,834 2,43 23,37 14,99 8,83 46,22 2,28 0 95,685 4,16 39,92 29,89 22,30 48,42 12,01 1,27 0 153,826 6,44 61,83 51,07 44,47 122,31 12,59 6,71 0,94 299,917 9,32 89,52 79,10 75,97 243,95 31,79 7,03 4,95 532,31
7,1372 9,77 93,79 114,51 117,68 416,76 63,41 17,76 5,19 829,088 8,82 84,70 119,97 170,36 645,53 108,33 35,42 13,11 1177,419 7,84 75,27 108,35 178,49 934,52 167,79 60,50 26,14 1551,06
10 6,97 66,88 96,28 161,20 979,09 242,91 93,72 44,66 1684,7411 6,19 59,44 85,56 143,24 884,25 254,49 135,67 69,18 1631,8312 5,50 52,82 76,03 127,29 785,76 229,84 142,14 100,15 1514,0313 4,89 46,93 67,56 113,11 698,25 204,24 128,38 104,92 1363,3914 4,34 41,71 60,03 100,51 620,48 181,49 114,08 94,76 1213,0615 3,86 37,06 53,35 89,32 551,37 161,28 101,37 84,21 1077,9616 3,43 32,93 47,41 79,37 489,96 143,32 90,08 74,83 957,9017 3,05 29,26 42,13 70,53 435,39 127,35 80,05 66,49 851,21
17,3332 2,93 28,14 37,43 62,68 386,90 113,17 71,13 59,09 758,5318 2,78 26,70 35,99 55,69 343,81 100,57 63,21 52,51 678,4719 2,57 24,68 34,15 53,55 305,51 89,36 56,17 46,66 610,0820 2,38 22,81 31,56 50,81 293,73 79,41 49,91 41,46 569,6921 2,20 21,08 29,18 46,96 278,71 76,35 44,35 36,84 533,4722 2,03 19,49 26,97 43,41 257,61 72,44 42,64 32,74 495,2923 1,88 18,01 24,93 40,12 238,10 66,96 40,46 31,48 460,0624 1,73 16,65 23,04 37,08 220,08 61,89 37,40 29,87 426,0025 1,60 15,39 21,29 34,28 203,42 57,20 34,57 27,61 393,7526 1,48 14,22 19,68 31,68 188,02 52,87 31,95 25,52 363,9527 1,37 13,15 18,19 29,28 173,79 48,87 29,53 23,58 336,3928 1,27 12,15 16,81 27,07 160,63 45,17 27,30 21,80 310,9329 1,17 11,23 15,54 25,02 148,47 41,75 25,23 20,15 287,3930 1,08 10,38 14,37 23,12 137,23 38,59 23,32 18,62 265,6331 1,00 9,59 13,28 21,37 126,84 35,67 21,55 17,21 245,52
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
32 0,92 8,87 12,27 19,75 117,24 32,97 19,92 15,91 226,9432,6272 0,88 8,44 11,34 18,26 108,36 30,47 18,41 14,71 210,00
33 0,86 8,26 10,80 16,88 100,16 28,17 17,02 13,59 194,8734 0,81 7,78 10,56 16,06 92,58 26,03 15,73 12,56 181,3235 0,76 7,34 9,96 15,71 88,12 24,06 14,54 11,61 171,3436 0,72 6,92 9,39 14,81 86,20 22,90 13,44 10,73 164,3937 0,68 6,52 8,85 13,96 81,26 22,41 12,79 9,92 155,7138 0,64 6,15 8,34 13,16 76,60 21,12 12,51 9,44 147,3339 0,60 5,79 7,86 12,41 72,21 19,91 11,80 9,24 139,2240 0,57 5,46 7,41 11,70 68,07 18,77 11,12 8,71 131,2341 0,54 5,15 6,99 11,03 64,16 17,69 10,48 8,21 123,7142 0,51 4,85 6,59 10,39 60,49 16,68 9,88 7,74 116,6243 0,48 4,58 6,21 9,80 57,02 15,72 9,32 7,29 109,9344 0,45 4,31 5,85 9,24 53,75 14,82 8,78 6,88 103,6345 0,42 4,07 5,52 8,71 50,67 13,97 8,28 6,48 97,6946 0,40 3,83 5,20 8,21 47,76 13,17 7,80 6,11 92,0947 0,38 3,61 4,90 7,74 45,02 12,41 7,36 5,76 86,8148 0,35 3,41 4,62 7,29 42,44 11,70 6,93 5,43 81,8349 0,33 3,21 4,36 6,88 40,01 11,03 6,54 5,12 77,1450 0,32 3,03 4,11 6,48 37,72 10,40 6,16 4,83 72,7251 0,30 2,85 3,87 6,11 35,55 9,80 5,81 4,55 68,5552 0,28 2,69 3,65 5,76 33,52 9,24 5,48 4,29 64,6253 0,26 2,54 3,44 5,43 31,59 8,71 5,16 4,04 60,9154 0,25 2,39 3,24 5,12 29,78 8,21 4,87 3,81 57,4255 0,23 2,25 3,06 4,82 28,07 7,74 4,59 3,59 54,1356 0,22 2,12 2,88 4,55 26,47 7,30 4,32 3,39 51,0357 0,21 2,00 2,72 4,29 24,95 6,88 4,08 3,19 48,1058 0,20 1,89 2,56 4,04 23,52 6,48 3,84 3,01 45,3459 0,19 1,78 2,41 3,81 22,17 6,11 3,62 2,84 42,7460 0,17 1,68 2,28 3,59 20,90 5,76 3,41 2,67 40,2961 0,16 1,58 2,15 3,39 19,70 5,43 3,22 2,52 37,9862 0,16 1,49 2,02 3,19 18,57 5,12 3,03 2,38 35,8063 0,15 1,40 1,91 3,01 17,51 4,83 2,86 2,24 33,7564 0,14 1,32 1,80 2,84 16,50 4,55 2,70 2,11 31,8265 0,13 1,25 1,69 2,67 15,56 4,29 2,54 1,99 29,9966 0,12 1,18 1,60 2,52 14,66 4,04 2,40 1,88 28,2767 0,12 1,11 1,51 2,38 13,82 3,81 2,26 1,77 26,6568 0,11 1,05 1,42 2,24 13,03 3,59 2,13 1,67 25,1269 0,10 0,99 1,34 2,11 12,28 3,39 2,01 1,57 23,6870 0,10 0,93 1,26 1,99 11,58 3,19 1,89 1,48 22,3371 0,09 0,88 1,19 1,88 10,92 3,01 1,78 1,40 21,0572 0,09 0,83 1,12 1,77 10,29 2,84 1,68 1,32 19,8473 0,08 0,78 1,06 1,67 9,70 2,67 1,58 1,24 18,7074 0,08 0,73 1,00 1,57 9,14 2,52 1,49 1,17 17,63
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
75 0,07 0,69 0,94 1,48 8,62 2,38 1,41 1,10 16,6276 0,07 0,65 0,88 1,40 8,13 2,24 1,33 1,04 15,6777 0,06 0,61 0,83 1,32 7,66 2,11 1,25 0,98 14,7778 0,06 0,58 0,79 1,24 7,22 1,99 1,18 0,92 13,9279 0,06 0,55 0,74 1,17 6,81 1,88 1,11 0,87 13,1280 0,05 0,51 0,70 1,10 6,42 1,77 1,05 0,82 12,3781 0,05 0,49 0,66 1,04 6,05 1,67 0,99 0,77 11,6682 0,05 0,46 0,62 0,98 5,70 1,57 0,93 0,73 10,9983 0,04 0,43 0,59 0,92 5,37 1,48 0,88 0,69 10,3684 0,04 0,41 0,55 0,87 5,07 1,40 0,83 0,65 9,7785 0,04 0,38 0,52 0,82 4,78 1,32 0,78 0,61 9,2186 0,04 0,36 0,49 0,77 4,50 1,24 0,74 0,58 8,6887 0,04 0,34 0,46 0,73 4,24 1,17 0,69 0,54 8,1888 0,03 0,32 0,44 0,69 4,00 1,10 0,65 0,51 7,71
Tabel 2.8 Limpasan Langsung Periode Ulang 100 Tahun
Waktu (jam)
Hidrograf Satuan
(mm)
Kolom 2 x hujan efektif Limpasan
langsung (mm)10,45 13,37 19,95 109,44 28,45 15,89 11,69
-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -100 0,00 0 01 0,09 0,92 0 0,922 0,46 4,84 1,17 0 6,01
2,0392 0,48 5,07 6,18 1,74 0 13,003 1,22 12,80 6,48 9,20 9,56 0 38,044 2,43 25,53 16,37 9,64 50,47 2,49 0 104,505 4,16 43,62 32,64 24,35 52,88 13,12 1,39 0 168,006 6,44 67,57 55,76 48,56 133,56 13,75 7,33 1,02 327,557 9,32 97,82 86,38 82,96 266,39 34,72 7,68 5,41 581,35
7,1372 9,77 102,48 125,04 128,50 455,10 69,25 19,39 5,67 905,43
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
8 8,82 92,55 131,01 186,03 704,92 118,31 38,68 14,31 1285,819 7,84 82,25 118,32 194,90 1020,50 183,25 66,08 28,55 1693,84
10 6,97 73,09 105,14 176,02 1069,16 265,29 102,35 48,78 1839,8211 6,19 64,95 93,43 156,42 965,60 277,94 148,17 75,55 1782,0512 5,50 57,71 83,02 138,99 858,05 251,02 155,24 109,38 1653,4113 4,89 51,28 73,78 123,51 762,48 223,06 140,20 114,59 1488,9114 4,34 45,57 65,56 109,76 677,56 198,21 124,58 103,49 1324,7415 3,86 40,50 58,26 97,53 602,09 176,14 110,71 91,97 1177,1916 3,43 35,99 51,77 86,67 535,03 156,52 98,38 81,72 1046,0817 3,05 31,98 46,00 77,02 475,44 139,09 87,42 72,62 929,57
17,3332 2,93 30,74 40,88 68,44 422,49 123,60 77,68 64,53 828,3718 2,78 29,17 39,30 60,82 375,43 109,83 69,03 57,35 740,9319 2,57 26,96 37,29 58,47 333,62 97,60 61,34 50,96 666,2420 2,38 24,92 34,47 55,48 320,75 86,73 54,51 45,28 622,1421 2,20 23,04 31,86 51,28 304,35 83,38 48,44 40,24 582,5822 2,03 21,29 29,45 47,40 281,31 79,12 46,57 35,76 540,8923 1,88 19,68 27,22 43,81 260,01 73,13 44,19 34,38 502,4124 1,73 18,19 25,16 40,49 240,33 67,59 40,84 32,62 465,2225 1,60 16,81 23,25 37,43 222,13 62,48 37,75 30,15 430,0026 1,48 15,54 21,49 34,59 205,32 57,75 34,89 27,87 397,4527 1,37 14,36 19,87 31,98 189,77 53,37 32,25 25,76 367,3628 1,27 13,28 18,36 29,55 175,41 49,33 29,81 23,81 339,5529 1,17 12,27 16,97 27,32 162,13 45,60 27,55 22,01 313,8530 1,08 11,34 15,69 25,25 149,85 42,15 25,47 20,34 290,0931 1,00 10,48 14,50 23,34 138,51 38,96 23,54 18,80 268,1332 0,92 9,69 13,40 21,57 128,02 36,01 21,76 17,38 247,83
32,6272 0,88 9,22 12,39 19,94 118,33 33,28 20,11 16,06 229,3433 0,86 9,02 11,79 18,43 109,37 30,76 18,59 14,85 212,8134 0,81 8,51 11,53 17,54 101,09 28,43 17,18 13,72 198,0135 0,76 8,02 10,87 17,16 96,22 26,28 15,88 12,68 187,1236 0,72 7,56 10,25 16,18 94,13 25,01 14,68 11,72 179,5337 0,68 7,12 9,66 15,25 88,73 24,47 13,97 10,84 170,0438 0,64 6,72 9,11 14,37 83,65 23,07 13,67 10,31 160,8939 0,60 6,33 8,59 13,55 78,85 21,74 12,88 10,09 152,0340 0,57 5,97 8,09 12,77 74,33 20,50 12,14 9,51 143,3241 0,54 5,63 7,63 12,04 70,07 19,32 11,45 8,97 135,1042 0,51 5,30 7,19 11,35 66,05 18,21 10,79 8,45 127,3543 0,48 5,00 6,78 10,70 62,26 17,17 10,17 7,97 120,0544 0,45 4,71 6,39 10,09 58,69 16,19 9,59 7,51 113,1745 0,42 4,44 6,02 9,51 55,33 15,26 9,04 7,08 106,6846 0,40 4,19 5,68 8,96 52,16 14,38 8,52 6,67 100,5747 0,38 3,95 5,35 8,45 49,17 13,56 8,03 6,29 94,8048 0,35 3,72 5,05 7,96 46,35 12,78 7,57 5,93 89,3649 0,33 3,51 4,76 7,51 43,69 12,05 7,14 5,59 84,24
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
50 0,32 3,31 4,48 7,08 41,19 11,36 6,73 5,27 79,4151 0,30 3,12 4,23 6,67 38,82 10,71 6,34 4,97 74,8652 0,28 2,94 3,99 6,29 36,60 10,09 5,98 4,68 70,5753 0,26 2,77 3,76 5,93 34,50 9,51 5,64 4,41 66,5254 0,25 2,61 3,54 5,59 32,52 8,97 5,31 4,16 62,7155 0,23 2,46 3,34 5,27 30,66 8,45 5,01 3,92 59,1156 0,22 2,32 3,15 4,97 28,90 7,97 4,72 3,70 55,7257 0,21 2,19 2,97 4,68 27,24 7,51 4,45 3,49 52,5358 0,20 2,06 2,80 4,41 25,68 7,08 4,20 3,29 49,5259 0,19 1,94 2,64 4,16 24,21 6,68 3,96 3,10 46,6860 0,17 1,83 2,48 3,92 22,82 6,29 3,73 2,92 44,0061 0,16 1,73 2,34 3,70 21,51 5,93 3,51 2,75 41,4862 0,16 1,63 2,21 3,48 20,28 5,59 3,31 2,59 39,1063 0,15 1,53 2,08 3,28 19,12 5,27 3,12 2,45 36,8664 0,14 1,45 1,96 3,10 18,02 4,97 2,94 2,31 34,7565 0,13 1,36 1,85 2,92 16,99 4,68 2,78 2,17 32,7566 0,12 1,29 1,74 2,75 16,01 4,42 2,62 2,05 30,8867 0,12 1,21 1,64 2,59 15,10 4,16 2,47 1,93 29,1168 0,11 1,14 1,55 2,45 14,23 3,92 2,33 1,82 27,4469 0,10 1,08 1,46 2,31 13,41 3,70 2,19 1,72 25,8670 0,10 1,02 1,38 2,17 12,65 3,49 2,07 1,62 24,3871 0,09 0,96 1,30 2,05 11,92 3,29 1,95 1,53 22,9872 0,09 0,90 1,22 1,93 11,24 3,10 1,84 1,44 21,6773 0,08 0,85 1,15 1,82 10,59 2,92 1,73 1,36 20,4274 0,08 0,80 1,09 1,72 9,99 2,75 1,63 1,28 19,2575 0,07 0,76 1,02 1,62 9,41 2,60 1,54 1,20 18,1576 0,07 0,71 0,97 1,52 8,87 2,45 1,45 1,14 17,1177 0,06 0,67 0,91 1,44 8,36 2,31 1,37 1,07 16,1378 0,06 0,63 0,86 1,35 7,88 2,17 1,29 1,01 15,2079 0,06 0,60 0,81 1,28 7,43 2,05 1,21 0,95 14,3380 0,05 0,56 0,76 1,20 7,01 1,93 1,14 0,90 13,5181 0,05 0,53 0,72 1,13 6,60 1,82 1,08 0,85 12,7482 0,05 0,50 0,68 1,07 6,23 1,72 1,02 0,80 12,0083 0,04 0,47 0,64 1,01 5,87 1,62 0,96 0,75 11,3284 0,04 0,44 0,60 0,95 5,53 1,53 0,90 0,71 10,6785 0,04 0,42 0,57 0,90 5,22 1,44 0,85 0,67 10,0686 0,04 0,39 0,54 0,84 4,92 1,36 0,80 0,63 9,4887 0,04 0,37 0,50 0,80 4,63 1,28 0,76 0,59 8,9488 0,03 0,35 0,48 0,75 4,37 1,20 0,71 0,56 8,4289 0,03 0,33 0,45 0,71 4,12 1,14 0,67 0,53 7,9490 0,03 0,31 0,42 0,67 3,88 1,07 0,63 0,50 7,4991 0,00 0,40 0,63 3,66 1,01 0,60 0,47 6,7692 0,00 0,59 3,45 0,95 0,56 0,44 6,0093 0,00 3,25 0,90 0,53 0,42 5,10
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
94 0,00 0,85 0,50 0,39 1,7495 0,00 0,47 0,37 0,8496 0,00 0,35 0,3597 0,00 0,0098 0,00
Gambar 2.4 Limpasan Langsung Q50 dan Q100
2.4 Debit Andalan Sungai
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Perkiraan ketersediaan debit sungai dapat dihitung dengan metode yang umum
dipakai dalam perencanaan jaringan irigasi, dalam pekerjaan ini ada metode yang
dimaksud adalah metode F.J. Mock.
Perkiraan besarnya debit sungai dengan metode Mock adalah menggunakan metode
simulasi run-off curah hujan, untuk masing-masing catchment, kondisi iklim
kelembaban tanah serta vegetasi land use setempat, dengan persamaan umum:
ΔE=ETo×(m /20 )×(18−n )
E=ETo−ΔE
SMS=ISM +R−E
WS=ISM+R−E−SMS
INF=WS×IF
G .STORt=(G . STORt−1×RC )+( 0,5×(1RC )×INF )
Q . BASE=INF−G .STIRt +G . STORt−1
Q . DIRECT=WS×(1−IF )
Q . STORM=R×PF
Q .TOTAL=Q .BASE+Q . DIRECT+Q .STORM
dimana:
∆E = perbedaan evapotranspirasi potensial dengan evapotranspirasi aktual
ETo = Evapotranspirasi potensial (mm/bln)
m = prosentase lahan yang tidak tertutup vegetasi (%)
n = jumlah hari hujan
G.STORt = volume air bulan ke t (mm/bln)
G.STORt -1 = volume air bulan ke t-1 (mm/bln)
Q.TOTAL = debit (m3/dt)
Q.BASE = base flow (mm/bln)
Q.DIRECT = direct run off (mm/bln)
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Q.STORM = surface run off (mm/bln)
Koefisien Filtrasi IF 0.40
Faktor Resesi Aliran Air Tanah RC 0.60
Persentase Hujan Menjadi Limpasan PF 0.05
Kelembaban Air Tanah Awal ISM 200.00 mm
Kapasitas Kelembaban Air Tanah SMC 100.00 mm
Luas Daerah Aliran Sungai CA 479.00 Km2
Hasil analisis debit andalan Sungai dengan menggunakan metode F.J. Mock dapat
dilihat pada lampirann A1
BAB III
PERENCANAAN JARINGAN IRIGASI
3.1 Curah Hujan Efektif
Curah hujan efektif adalah curah hujan andalan yang jatuh di suatu daerah dan
digunakan tanaman untuk pertumbuhannya. Penentuan curah hujan efektif
didasarkan untuk setiap setengah bulanan, yaitu merupakan hujan 70 % dari hujan
berpeluang terpenuhi 80 % atau berpeluang gagal 20 % (Yulianur, 2005) :
Ref =
R80% ( setengah bulan)15
x 70 %
Pr =
mn+1
×100 %
Keterangan:
Ref = curah hujan efektif (mm/hari);
Re80 % = hujan setengah bulanan berpeluang terpenuhi 80 % (mm);
Pr = probabilitas (%);
m= nomor urut data setelah diurut dari besar ke kecil;
n= jumlah tahun data.
Besaran curah hujan efektif dari hasil analisis adalah seperti terlihat pada Tabel 3.1
berikut ini :
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Tabel 2.9 Data curah hujan efektif Daerah Irigasi Adin
No. Urut
January February March April May June July August September October Novemb
erDecemb
er
I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II
1 194 182 293 168 220 244 143108 302 154
207
436
275 187 118 281 147 192 192 206 214 472 205 222
2 191 107 234 146 171 165 107106 238 104
207
167
119 149 116 234 67 134 187 191 174 267 199 180
3 169 103 151 131 134 107 94101 227 97
159
129 90 149 116 153 64 122 185 185 171 226 191 180
4 147 101 145 115 134 107 85 92 173 86110 60 70 119 116 103 62 122 106 172 151 189 178 151
5 147 94 133 106 102 102 81 89 153 84 98 42 61 104 107 103 59 119 101 160 129 189 144 1416 122 94 133 103 98 91 80 88 147 63 76 38 53 101 57 101 52 96 98 129 127 183 129 1187 116 84 104 97 91 76 71 85 97 63 73 37 48 50 53 87 46 80 98 101 125 171 122 1108 94 83 67 69 86 76 61 73 95 61 69 33 40 49 49 79 38 70 97 101 106 157 108 1099 87 83 64 68 83 76 61 71 86 47 60 28 31 37 40 79 35 70 90 93 103 156 91 109
10 84 83 55 67 67 72 57 71 83 47 59 26 30 36 35 76 28 66 85 79 94 151 80 10911 82 75 53 67 59 62 49 69 83 45 52 26 26 36 34 75 27 63 83 76 87 146 80 10812 74 73 50 56 39 62 49 67 72 43 45 24 20 28 33 74 25 63 76 66 82 146 79 9513 68 67 49 54 29 47 46 67 70 40 40 22 20 26 32 72 20 57 73 53 69 124 79 9414 67 60 45 50 29 47 40 55 62 38 39 20 19 26 27 71 18 54 66 51 67 110 75 8215 57 57 34 39 27 43 40 50 62 35 36 14 18 25 22 68 18 53 55 51 66 106 68 6016 42 56 31 34 26 37 36 34 57 31 31 14 18 21 21 61 18 53 54 50 62 103 67 4917 38 55 28 27 25 35 35 33 55 30 28 11 18 21 17 58 18 46 54 45 62 84 55 4918 37 54 27 23 25 34 34 31 49 29 22 10 15 17 17 56 18 40 38 41 61 80 52 4819 35 40 27 21 24 30 34 29 38 26 13 8 14 13 17 49 15 39 38 31 60 61 51 4420 35 25 27 16 18 27 34 29 35 26 4 8 13 12 16 30 14 35 30 26 50 59 42 4121 25 18 10 16 13 21 33 5 23 23 2 7 9 10 15 23 11 33 29 23 50 49 32 3722 24 15 3 11 12 20 29 5 23 23 2 2 4 8 12 16 10 18 24 15 35 42 27 37
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
23 21 12 3 0 9 20 20 5 21 22 2 1 4 5 11 11 0 18 23 10 23 38 27 2624 14 8 2 0 0 20 17 2 21 21 0 0 1 4 4 3 0 10 15 6 19 12 22 23
25 0 4 0 0 0 11 12 0 9 21 0 0 0 0 0 0 0 10 14 0 19 0 19 17
R 80 %
27,00
19,40
13,40
16,00
14,00
22,20
33,20
9,80
25,40
23,60
2,40
7,20
9,80
10,40
15,20
24,40
11,60
33,40
29,20
23,60
50,00
51,00
34,00
37,80
Ref padi (mm/hari)
1,26
0,91
0,63
0,75
0,65
1,04
1,55
0,46
1,19
1,10
0,11
0,34
0,46
0,49
0,71
1,14
0,54
1,56
1,36
1,10
2,33
2,38
1,59
1,76
R 50 % 68 67 49 54 29 47 46 67 70 40 40 22 20 26 32 72 20 57 73 53 69 124 79 94
Ref plwj (mm/hari)
3,17
3,13
2,29
2,52
1,35
2,19
2,15
3,13
3,27
1,87
1,87
1,03
0,93
1,21
1,49
3,36
0,93
2,66
3,41
2,47
3,22
5,79
3,69
4,39
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
3.2 Kebutuhan Air Tanaman
Kebutuhan air tanaman merupakan salah satu unsur yang sangat penting dalam
perencanaan sistem dan jaringan irigasi. Ini disebabkan karena besarnya angka
kebutuhan air tanaman merupakan dasar perhitungan untuk menentukan dimensi
dari bangunan-bangunan air yang direncanakan. Kebutuhan air tanaman (NFR, net
field requirement) untuk tanaman padi ditentukan berdasarkan prinsip-prinsip
neraca air yang dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut:
Evapotranspirasi (ETo)
Penggunaan air konsumtif (ETc)
Perkolasi (P)
Penyiapan lahan (LP)
Penggantian lapisan air (WLR)
Curah hujan efektif (Re)
Efisiensi jaringan irigasi (e), dan
Pola tata tanam
3.2.1 Penggunaan Konsumtif
Penggunaan konsumtif air oleh tanaman (Etc) dianalisis berdasarkan persamaan
berikut:
Et c=c×Et o
dimana:
Etc = Penggunaan konsumtif, mm/hari
Eto = Evapotranspirasi, mm/hari
c = Koefisien tanaman
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
3.2.2 Perkolasi (P)
Perkolasi adalah besarnya kehilangan air akibat rembesan sehingga terjadi proses
penjenuhan tanah sub surface, yang besarnya dipengaruhi oleh beberapa faktor
tanah, yaitu; jenis tanah, kondisi topografi, ketinggian muka air tanah, dan tebalnya
lapisan tanah permukaan. Pada tanah-tanah lempung berat dengan karateristik
pengolahan (puddling) yang baik, laju perkolasi dapat mencapai 1 - 3 mm/hari, atau
rata-rata perkolasi bulanan adalah sekitar 2 mm/hari.
3.2.3 Penyiapan Lahan (LP)
Waktu pelaksanaan penyiapan lahan ditentukan maksimum selama 1,5 bulan (45
hari) untuk seluruh areal sawah, hal ini didasarkan atas kebiasaan masyarakat yang
belum sepenuhnya menggunakan mekanisasi pertanian, disamping memberikan
tenggang waktu yang cukup bagi petani, mengingat sangat terbatasnya tenaga kerja
dan peralatan pertanian yang belum memadai.
Kebutuhan air irigasi selama jangka waktu penyiapan lahan dihitung dengan
persamaan Van de Goor – Zijlstra (KP.01, 1985) sebagai berikut :
IR= M⋅ek
ek−1
dimana:
IR = Kebutuhan air untuk penyiapan lahan, mm/hari
M = Kebutuhan air untuk mengganti air yang hilang akibat perkolasi dan
evaporasi di sawah yang telah dijenuhkan
M = Eo + P
Eo = Evaporasi air terbuka selama penyiapan lahan, mm/hari,
Eo = 1,1 x ETo
k = MT / S
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
T = Jangka waktu penyiapan lahan = 45 hari
S = Air yang dibutuhkan untuk penjenuhan ditambah dengan 50 mm
S = 250 + 50 = 300 mm
3.2.4 Penggantian Lapisan Air (WLR)
Penggantian lapisan air (Water Losses Requirement) dilakukan setelah proses
pemupukan selesai dilaksanakan, sehingga sangat dipengaruhi oleh umur tanaman
padi. Pada daerah irigasi penggantian lapisan air dilakukan 1 (satu) bulan dan 2 (dua)
bulan setelah transplantasi, dengan memberikan lapisan air setinggi 50 mm dalam
jangka waktu setengah bulan. Jadi kebutuhan air tambahan adalah 50 mm dibagi 15
hari, yaitu 3,30 mm/hari dan diberikan selama 15 hari.
3.2.5 Efisiensi Jaringan Irigasi (e)
Di dalam perhitungan kebutuhan air tanaman, besarnya kehilangan air ditentukan
dengan tingkat efisiensi. Pada perencanaan jaringan irigasi utama dan tersier
ditentukan efisiensi irigasi sebagai berikut:
Efisiensi di jaringan primer/utama = 0,90
Efisiensi di jaringan sekunder = 0,90
Efisiensi di jaringan tersier = 0,80
3.2.6 Pola Tata Tanam
Pola tanam disesuaikan dengan daerah studi. Pola tanam adalah penggantian
berbagai jenis tanaman yang ditanam dalam waktu tertentu. Musim tanam adalah
penentuan waktu untuk melakukan penanaman. Penentuan waktu untuk satu kali
tanam ditentukan oleh umur dan jenis tanaman (Yulianur, 2005). Pada studi ini, pola
tata tanam yang diterapkan adalah padi-palawija-padi.
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
3.2.7 Kebutuhan Air Irigasi Tanaman Padi
Persamaan yang digunakan untuk menentukan kebutuhan bersih air tanaman (NFR)
dan kebutuhan air irigasi (DR) adalah sebagai berikut:
NFR=ET c+ P−Re+WLR
dimana:
NFR = Kebutuhan air irigasi di sawah, L/det/ha
ETc = Penggunaan konsumtif, mm/hari
P = Perkolasi, mm/hari
Re = Curah hujan efektif, mm/hari
WLR = Penggantian lapisan air, mm/hari
3.2.8 Kebutuhan pengambilan
Kebutuhan pengambilan untuk tanaman adalah jumlah debit air yang dibutuhkan
oleh satu hektar sawah untuk menanam padi atau palawija. Kebutuhan pengambilan
ini dipengaruhi oleh efisiensi irigasi. Efisiensi irigasi ini adalah air hilang akibat dari
bocoran (rembesan) dan penguapan di dalam saluran pada saat air mengalir
(Yulianur, 2005). Kebutuhan pengambilan dihitung dengan rumus sebagai berikut :
DR =
NFRe × 8 , 64
Keterangan:
DR = kebutuhan pengambilan (l/dtk/ha);
NFR = kebutuhan bersih air di sawah (mm/hari);
e = efisiensi irigasi total (65%);
1/8,64 = angka konversi satuan mm/hari menjadi l/dtk/ha
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
3.3 Skema dan Jaringan Irigasi
Menurut Anonim 1 (1986), perencanaan jaringan irigasi teknis pada
dasarnya adalah mengatur tata letak saluran, agar air irigasi dapat dibagi
secara merata ke petak-petak sawah. Jaringan irigasi teknis adalah
pemisahan antara jaringan irigasi dan jaringan pembuang. Hal ini berarti
bahwa saluran irigasi maupun pembuang tetap bekerja sesuai dengan
fungsinya masing-masing. Saluran irigasi mengalirkan air irigasi ke sawah
dan saluran pembuang mengalirkan air lebih dari sawah ke saluran
pembuang. Secara lebih jelas, data teknik saluran tersebut dapat dilihat
pada skema jaringan pada lampiran A2 dan A3
Tabel 3.0 Rencana ruas saluran pembawa
No Saluran A (ha) Q (m3/dt) L (m) El. hulu
(m)
El. hilir (m)
I
1 BAD.0 - BAD.1 572,3 1,148 2080 14,0 13,7 0,00012 BAD.1 - BAD.2 310,1 0,622 2400 13,2 12,5 0,00033 BAD.1 - BAD.3 256,8 0,515 2400 13,2 12,8 0,00024 BAD.3 - BAD.4 193,9 0,389 2100 12,3 10,5 0,00095 BAD.0 - BIN.1 400,2 0,803 2080 14 12,5 0,00076 BIN.1 - BIN.2 310 0,622 2500 12 10,8 0,0005
Sumber: hasil perencanaan
3.4 Perencanaan Saluran
Saluran primer dan sekunder direncanakan dengan konstruksi pasangan
batu pada kedua talud dan pondasi, sedang dasar saluran berupa tanah
(tanpa pasangan). Kriteria desain saluran irigasi adalah menggunakan
persamaan Manning, yaitu:
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
v=1n⋅R2/3⋅S1/2
Q=A⋅v
dimana:
Q = debit saluran, m3/dt
v = kecepatan aliran, m/dt
A = luas penampang aliran, m2
R = jari-jari hidrolis, m
P = perimeter basah, m
S = kemiringan energi (kemiringan dasar saluran)
n = koefisien kekasaran Manning, dt/m1/3
Gambar 3.1 Parameter potongan melintang saluran trapesium
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Tabel 3.1 Perhitungan Dimensi Saluran dengan DR = 2.006 lt/dt/ha
Nama Bangunan K DR A
(ha)
Q (
m3/dt)
L (m)
elevasi (m)
ΔH (m) I m b/
hA
(m²) P R V h8/3 h (m)
b (m)
w (m)
BAD.0 - BAD.1
60
2,01
572,3 1,148 20
8014,0
13,7 0,3 0,00
01 1 1 2h² 3,8284 h 0,5
22 h 0,467
h2/3
1,228 1,1 1,1 0,4
BAD.1 - BAD.2
60
2,01
310,1 0,622 24
0013,2
12,5 0,7 0,00
03 1 1 2h² 3,8284 h 0,5
22 h 0,665
h2/3
0,468 0,8 0,8 0,3
BAD.1 - BAD.3
60
2,01
256,8 0,515 24
0013,2
12,8 0,4 0,00
02 1 1 2h² 3,8284 h 0,5
22 h 0,502
h2/3
0,513 0,8 0,8 0,3
BAD.3 - BAD.4
60
2,01
193,9 0,389 21
0012,3
10,5 1,8 0,00
09 1 1 2h² 3,8284 h 0,5
22 h 1,139
h2/3
0,171 0,5 0,5 0,2
BAD.0 - BIN.1
60
2,01
400,2 0,803 20
80 14 12,5 1,5 0,00
07 1 1 2h² 3,8284 h 0,5
22 h 1,045
h2/3
0,384 0,7 0,7 0,2
BIN.1 - BIN.2 60
2,01 310 0,622 25
00 12 10,8 1,2 0,00
05 1 1 2h² 3,8284 h 0,5
22 h 0,853
h2/3
0,365 0,7 0,7 0,2
Gambar tipikal potongan melintang saluran dapat dilihat pada lampiran A4
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
BAB IV
PERENCANAAN BANGUNAN UTAMA
4.1 Kurva Hubungan Debit dan Muka Air
Untuk perencanaan bendung didasarkan pada debit banjir dengan probabilitas 100 tahunan (Q100 th), yaitu sebesar 1839,82 m3/dt. Besarnya debit dihitung dengan persamaan Manning:
v=1n⋅R2/3⋅S1/2
Q=A⋅vdimana:
Q = debit saluran, m3/dt
v = kecepatan aliran, m/dt
A = luas penampang aliran, m2
R = jari-jari hidrolis, m
P = perimeter basah, m
S = kemiringan energi (kemiringan dasar saluran)
n = koefisien kekasaran Manning, dt/m1/3
Lebar sungai (B) = 84 m (Lampiran A5)
Kemiringan talud sungai (m) = 1 : 1
n = 0,040
Kemiringan dasar sungai (S) = 0,0027
Dari tabel perhitungan setelah interpolasi didapatkan tinggi muka air di hilir bendung adalah sebesar h = 6,21 m.
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Tabel 4.1 Kurva hubungan debit dan muka air sebelum pembendungan
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
H elevasi m I n B A=(B+m
H)H
P =b+2h(I+m^2
)^0,5R V Q
0 47,0 1 0,0027
0,040 68 0 75,000 0 0 0
0,2 47,2 1 0,0027
0,040 68 13,64 68,566 0,19
90,44 6,04
0,4 47,4 1 0,0027
0,040 68 27,36 69,131 0,39
60,70 19,16
0,6 47,6 1 0,0027
0,040 68 41,16 69,697 0,59
10,91 37,64
0,8 47,8 1 0,0027
0,040 68 55,04 70,263 0,78
31,10 60,76
1,0 48,0 1 0,0027
0,040 68 69 70,828 0,97
41,28 88,08
1,2 48,2 1 0,0027
0,040 68 83,04 71,394 1,16
31,44
119,31
1,4 48,4 1 0,0027
0,040 68 97,16 71,960 1,35
01,59
154,18
1,6 48,6 1 0,0027
0,040 68 111,36 72,525 1,53
51,73
192,54
1,8 48,8 1 0,0027
0,040 68 125,64 73,091 1,71
91,86
234,20
2,0 49,0 1 0,0027
0,040 68 140 73,657 1,90
11,99
279,06
2,2 49,2 1 0,0027
0,040 68 154,44 74,223 2,08
12,12
326,99
2,4 49,4 1 0,0027
0,040 68 168,96 74,788 2,25
92,24
377,90
2,6 49,6 1 0,0027
0,040 68 183,56 75,354 2,43
62,35
431,70
2,8 49,8 1 0,0027
0,040 68 198,24 75,920 2,61
12,46
488,32
3,0 50,0 1 0,0027
0,040 68 213 76,485 2,78
52,57
547,69
3,2 50,2 1 0,0027
0,040 68 227,84 77,051 2,95
72,68
609,75
3,4 50,4 1 0,0027
0,040 68 242,76 77,617 3,12
82,78
674,45
3,6 50,6 1 0,0027
0,040 68 257,76 78,182 3,29
72,88
741,72
3,8 50,8 1 0,0027
0,040 68 272,84 78,748 3,46
52,97
811,54
4,0 51,0 1 0,0027
0,040 68 288 79,314 3,63
13,07
883,85
4,2 51,2 1 0,0027
0,040 68 303,24 79,879 3,79
63,16
958,61
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
4,4 51,4 1 0,0027
0,040 68 318,56 80,445 3,96
03,25
1035,80
4,6 51,6 1 0,0027
0,040 68 333,96 81,011 4,12
23,34
1115,37
4,8 51,8 1 0,0027
0,040 68 349,44 81,576 4,28
43,43
1197,29
5,0 52,0 1 0,0027
0,040 68 365 82,142 4,44
43,51
1281,54
5,2 52,2 1 0,0027
0,040 68 380,64 82,708 4,60
23,59
1368,09
5,4 52,4 1 0,0027
0,040 68 396,36 83,274 4,76
03,68
1456,91
5,6 52,6 1 0,0027
0,040 68 412,16 83,839 4,91
63,76
1547,99
5,8 52,8 1 0,0027
0,040 68 428,04 84,405 5,07
13,83
1641,29
6,0 53,0 1 0,0027
0,040 68 444 84,971 5,22
53,91
1736,79
6,2 53,2 1 0,0027
0,040 68 460,04 85,536 5,37
83,99
1834,49
6,21 53,2 1 0,002
70,04
0 68 460,91 85,567 5,387
3,99
1839,82
6,4 53,4 1 0,0027
0,040 68 476,16 86,102 5,53
04,06
1934,35
6,6 53,6 1 0,0027
0,040 68 492,36 86,668 5,68
14,14
2036,36
6,8 53,8 1 0,0027
0,040 68 508,64 87,233 5,83
14,21
2140,51
7,0 54,0 1 0,0027
0,040 68 525 87,799 5,98
04,28
2246,78
0 500 1000 1500 2000 2500012345678
Rating Curve Sungai
Q (m³/dt)
H (m
)
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Gambar 4.1 Kurva Hubungan Debit dan Muka Air Sebelum Pembendungan
Lebar sungai rata-rata (B) = 84 m (Lampiran A5)
Kemiringan talud sungai (m) = 0
n = 0,020
Kemiringan dasar sungai (S) = 0,0027
Dari tabel perhitungan setelah interpolasi didapatkan tinggi muka air di hilir bendung adalah sebesar h = 3,717 m.
Tabel 4.2 Kurva Hubungan Debit dan Muka Air Setelah Pembendungan
H elevasi m I n B A=(B+m
H)H
P =b+2h(I+m^2)^
0,5R V Q
0 46,0 0 0,0027
0,020
84 0 84,00 0 0 0
0,2 46,2 0 0,0027
0,020
84 16,8 84,40 0,19
910,89 14,88
0,4 46,4 0 0,0027
0,020
84 33,6 84,80 0,39
621,40 47,09
0,6 46,6 0 0,0027
0,020
84 50,4 85,20 0,59
151,83 92,27
0,8 46,8 0 0,0027
0,020
84 67,2 85,60 0,78
502,21
148,58
1,0 47,0 0 0,0027
0,020
84 84 86,00 0,97
672,56
214,84
1,2 47,2 0 0,00 0,0 8 100,8 86,40 1,16 2,8 290,2
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
27 20 4 67 8 3
1,4 47,4 0 0,0027
0,020
84 117,6 86,80 1,35
483,18
374,10
1,6 47,6 0 0,0027
0,020
84 134,4 87,20 1,54
133,47
465,91
1,8 47,8 0 0,0027
0,020
84 151,2 87,60 1,72
603,74
565,24
2 48,0 0 0,0027
0,020
84 168 88,00 1,90
914,00
671,71
2,2 48,2 0 0,0027
0,020
84 184,8 88,40 2,09
054,25
784,97
2,4 48,4 0 0,0027
0,020
84 201,6 88,80 2,27
034,49
904,75
2,6 48,6 0 0,0027
0,020
84 218,4 89,20 2,44
844,72
1030,77
2,8 48,8 0 0,0027
0,020
84 235,2 89,60 2,62
504,94
1162,81
3,0 49,0 0 0,0027
0,020
84 252 90,00 2,80
005,16
1300,64
3,2 49,2 0 0,0027
0,020
84 268,8 90,40 2,97
355,37
1444,07
3,4 49,4 0 0,0027
0,020
84 285,6 90,80 3,14
545,58
1592,91
3,6 49,6 0 0,0027
0,020
84 302,4 91,20 3,31
585,78
1746,99
3,717 49,7 0 0,00
270,020
84 312,26 91,43 3,41
515,89
1839,82
3,8 49,8 0 0,0027
0,020
84 319,2 91,60 3,48
475,97
1906,16
4 50,0 0 0,0027
0,020
84 336 92,00 3,65
226,16
2070,26
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
0 500 1000 1500 2000 25000
0.51
1.52
2.53
3.54
4.5
Rating Curve Bendung
Q (m³/dt)
H (m
)
Gambar 4.2 Kurva Hubungan Debit dan Muka Air Setelah Pembendungan
4.2 Dimensi Tubuh Bendung
Data yang digunakan untuk menghitung tinggi air di atas bendung :
Lebar sungai rata-rata (B) = 84 m
Kp = 0,01 (berujung bulat)
Ka = 0,1
Jumlah pilar rencana (n) = 3
Lebar pilar utama = 1 m
Lebar pilar pemisah = 0,8 m
P = 3 m
Lebar bendung tidak termasuk pilar (B’)
B' = B – lebar pilar utama – 2 (lebar pilar pemisah pintu)
B' = 84 – 1– 2(0,8)
B' = 81,4 m
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Gambar Potongan memanjang bendung ( A-A) dapat dilihat pada
lampiran A6.
Beff = B' - 2(n.Kp+ka) He
Beff = 81,4 – 2 (3. 0,01 + 0,1) He
Beff = 81,4 – 0,26 He
Q = 2/3 Cd √2/3 g . Be He3/2
Koefesien debit Cd adalah hasil kali dari:
1. Co yang merupakan fungsi H1/r, dengan r adalah jari-jari.
2. C1 yang merupakan fungsi P/H1, dengan P adalah tinggi mercu.
3. C2 yang merupakan fungsi P/H1 dan kemiringan muka hulu mercu.
Perhitungan dilakukan dengan cara interasi dengan menetapkan nilai Cd
sampai nilai Cd ≈ Cdhit
Tabel 4.3 Perhitungan tinggi energi
Cd a He P/He Co C1 C2 Cd hit Q100
1.212 4.982 0.602 1.300
0.
9325 1 1.212 1839,82
Dari perhitungan di atas diperoleh :
Cd = 1,212
He = 4,982 m
Beff = 81,4 – 0,26 He
= 81,4 – 0,26 (4,982)
Beff = 80,105 m
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Untuk mendapatkan tinggi air di atas mercu Hd dilakukan trial and error
sampai nilai He hit ≈ He dengan menggunakan rumus :
H e = H d +V 2
2 g
H e = H d +1
2 g ( QBe (P+ Hd ) )
Tabel 4.4 perhitungan tinggi air di atas mercuHd 1/(2.g) Be P Q He hit He
3,301 0,051 80,10 3,0 1839,82 3,978
4,982
4,305 0,051 80,10 3,0 1839,82 4,8084,478 0,051 80,10 3,0 1839,82 4,9594,501 0,051 80,10 3,0 1839,82 4,9794,504 0,051 80,10 3,0 1839,82 4,9814,504 0,051 80,10 3,0 1839,82 4,982
Dari perhitungan tabel di atas diperoleh :
Hd = 4.504 m
Maka :
V = QA
V = QBe(P+ Hd )
V = 1839 .8281 . 4(3+4 . 504 )
V = 3 , 012 m/dt
Mercu direncanakan :
Hd = 4,504 m
a = 0,282 Hd a = 1,270 m
b = 0,175 Hd b = 0,788 m
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
R = 0,5 Hd R =2,252 m
r = 0,2 Hd r = 0,9 m
Dari hasil perhitungan diatas dapat digambar bentuk Mercu ogee tipe IV:
Mencari koordinat titik singgung pada mercu dengan data:
Kemiringan Hilir K n
1 : 1 2 1,85
xn = k Hdn-1 y
x1,85 = 2 x 4,5040,85 y
y = x1,85
2x 4.5040,85
y = x1,85
7,188
dydx =1 =
1,857,188 x0,85 =1
x0,85 = 7,1881,85
= 4,937
Jadi , x = 4,937 m
Y = 4,9371.85
7,188
y = 2,669 m
Tabel 4.5 Perhitungan permukaan mercu tipe Ogee Ix 0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5
y 0 0,01 0,04 0,08 0,14 0,21 0,29 0,39 0,50 0,62 0,76
x 2,75 3 3,25 3,5 3,75 4 4,25 4,5 4,75 5 4,94y 0,904 1,06 1,23 1,41 1,60 1,81 2,02 2,25 2,48 2,73 2,67
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
0 1 2 3 4 5 60
1
2
3
Diagram Mercu OGEE I
x (m)
y (m)
Gambar 4.3 Profil mercu Ogee tipe I
4.3 Bangunan Peredam Energi
Perencanaan bangunan peredam energi menggunakan data sebagui
berikut:
- Debit banjir rancangan Q100 tahunan : 1839,82 m3/detik
- Lebar bendung efektif(Be) : 80,105 m
- Tinggi air diatas mercu (He) : 4,982 m
- Tinggi air banjir diatas mercu (Hd) : 4,504 m
- Tinggi mercu bendung (P) : 3 m
Perhitungan debit persatuan lebar bendung
qeff =
Qmax
Beff
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
qeff =
1839 ,8280 , 105 = 22,968 m3/dt/m
Kedalaman kritis (yc) :
yc =
3√ qeff 2
g
=
3√22 ,9682
9 , 81
yc = 3,774 m
tinggi jatuh (Z)
Z = elevasi hulu + tinggi bendung – elevasi hilir
= 48 + 3 - 45
= 6 m
q = V1 x Y1
V1 = √2x g(0,5 He+z)
V1 = √2 x 9,81 x(0,5 x 4,982+6)
V1 = 12,91 m/dt
V1 = qy1
12,91 = 22,968
y1
y1 = 1,779 m
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Fr1 = V 1
√g x y1 =
12,91√9,81 x1,779
= 3,090
y2 = 12
y1 (√1+8 Fr2¿¿−1)
= 12
x1,779 ¿ – 1)
= 6,935 m
Panjang Loncatan (Lj) = 7 (Y2-Y1)
= 7 (6,935-1,779)
= 36,1 m
Berdasarkan nilai q = 22,968 m3/dt/m < 45 m3/dt/m, V1 =12,91 m/dt <18
m/dt dan Fr = 3,090 < 4,5 (karakteristik hidraulis), yang cocok digunakan
adalah peredam energy tipe kolam olakan datar tipe IV (USBR type IV).
LIV = y2 [5,2+0,4 (Fr−2,5)]
= 6,935 [ 5,2 + 0,4 (3,090 – 2,5)]
= 37,69 m ≈ 38 m
4.4 Bangunan Pengambilan dan Penguras Bendung
Bendung direncanakan untuk mengairi areal sawah seluas 4681 Ha,
kebutuhan air disawah sebesar 1,304 l
dt /ha ,DR =1,3040,65
=2,006 ldt /h a
Qrencana intake = Dr x A
= 2,006 x 4681
= 9390,086 l
dt
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
= 9,390 m3
dt
Q = 1,2 Qk =1,2 x 9,39 = 11,268 m3
d
Tinggi bukaan pintu :
P = 3 m
p = 1,5 m
z = 0,3 m
t = 0,1 s
Tinggi bukaan pintu intake :
a = P – p – z – t
= 3 – 1,5 – 0,3 – 0,1
= 1,1 m
Q = µ x b x a √2× g× z
11,268 = 0,8 x b x 1,1√2× 9,81 ×0,3
b = 5,28 m
Direncanakan 3 buah pintu, @ b = 1,80 m,maka ada 2 pilar @ b = 0,8 m.
Sehingga lebar total intake = (1,80 x 3) + (0,8 x 2) = 7,0 m.
Lebar bangunan penguras sebaiknya 60% dari lebar total intake termasuk
pilar-pilarnya.
Lebar penguras = 60% x 7,0 = 4,2 m
Direncanakan 3 buah pintu penguras @ b = 1,4 m dan 2 pilar @ b = 0,8 m.
Gambar Potongan memanjang bangunan pengambilan (B-B) potongan
memanjang penguras bendun (C-C) dan dapat dilihat pada lampiran A8
& A9.
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Saluran Pengarah
Saluran pengarah dari intake ke kantong lumpur agar tidak terjadi
pengendapan di saluran pengarah dari bangunan intake menuju ke
kantong lumpur maka direncanakan dimensi saluran sebagai berikut:
kecepatan di saluran pengarah = kecepatan di intake = 1,5 m/det
debit pembilasan = 11,268 m3/detik
tinggi air di saluran pengarah (hp) = a + n + d
=1,1 + 0,05 +0,20
=1,35 m
Q pengarah (Qp) = Ap x V
11,268 = Bp x Hp x V
11,268 = Bp x 1,35 x 1,5
Bp = 5,564 m≈ 6m
4.5 Kantong Lumpur
Prosedur perencanaan kantong lumpur:
1. Menentukan ukuran partikel rencana yang akan terangkut ke
jaringan irigasi.
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
2. Menentukan volume (V) kantong lumpur yang diperlukan.
Qn= 9,390 m3
dt
D = ukuran partikel sedimen yang terangkut kejaringan irigasi = 0,07 mm
T = periode pembilasan kantong lumpur = 7 harian
M = persentase sedimen yang masuk ke intake = 0,03% = 0,0003
Misal direncanakan kantong lumpur 2 pias, Qn /2
Q = Qn
2=9,39
2=4,695 m3
dt
V = 0,0005 x Q x T
= 0,0005 x 4,695 x 7 x 3600 x 24
= 1419,768 m3
3. Menentukan perkiraan awal luas rata-rata permukaan kantong
lumpur dengan grafik 5.4, didapat
Dengan suhu air 20⁰C dan D = 0,07 mm didapat w = 6 mm/dt =
0,006 m/dt, perkiraan luas permukaan :
LB = Qw
=4,6950,006
=782,5m2
Persyaratan: L/B > 8
Direncanakan L = 10B
10B2= 782,5
B = 8,85 m → L = 88,5 m
4. Menentukan kemiringan saluran normal In (eksploitasi normal,
kantong sedimen hampir penuh)
Biasanya Vn diambil 0,40 m/dt untuk mencegah tumbuhnya vegetasi dan
agar partikel partikel yang besar tidak langsung mengendap d ihilir
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
pengambilan. Harga Ks dapat diambil 45. Untuk menentukan Rn, luas
harus diperkirakan dulu.
An = Qn
V n=4,695
0,4=11,74m2
Hn = An
B=11,74
8,85=1,33 m
Rn = An
Pn= 11,74
B+2 Hn= 11,74
8,85+2(1,33)=1,02 m
Vn = Ks x Rn
23 × I n
12
0,4 = 45 x (1,02)23 × I n
12
In = 0,00008
Sebenarnya nilai In ini tidak sahih untuk seluruh panjang kantung lumpur
karena luasnya akan bertambah ke arah hilir. Perbedaan elevasi yang
dihasilkan sangat kecil dan boleh diabaikan.
Gambar 4.4 Potongan melintang kantong lumpur dalam keadaan penuh pada Qn
5. Menentukan kemiringan kantong lumpur Is (pembilasan,
kantong lumpur kosong)
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Sedimen di dalam kantong berupa pasir kasar. Untuk asumsi awal dalam
menentukan Is, kecepatan aliran untuk pembilasan diambil 1,5 m/dt.
Debit untuk pembilasan diambil
Qs = 1,2 Qn = 1,2 x 9,39 = 11,27 m3 / dt
Luas penampang basah kantong lumpur, As
As = Qs
V s=11,27
1,5=7,51 m2
Bentuk penampang kantong lumpur adalah persegi, maka rumus yang
digunakan :
Kedalaman kantong lumpur
As = B x hs
Hs = A s
B=7,51
8,85=0,85m
Rs = A s
P s= 7,51
8,85+2(0,85)=0,712 m
Harga Ks dapat diambil 40. Maka kemiringan saluran normal (In) dapat
dihitung sebagai berikut:
Vs = Ks x R s
23 × I s
12
1,5 = 45 x ¿ x I s
12
Is = 0,00175
Gambar 4.5
Potongan melintang kantong lumpur dalam keadaan kosong pada Qn
4.6 Bangunan Pembilas Kantong Lumpur
Data yang digunakan:
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Lebar dasar kantung lumpur (b) = 8,85 m (1 pias)
Kedalaman air pembilas (Hs) = 0,85 m
Untuk menghitung lebar bersih bukaan pembilas (bnf) terlebih dahulu
direncanakan bukaan dan pilar:
Ada 5 bukaan @ 1.8 m dan ada 4 pilar @ 0,8 m
b nf = 5 x 1.8 = 9 m
AT = b x Hs
= 8,85 x 0,85
= 7,52 m2
b x Hs = b nf x Hf
7,52 = 9 Hf
Hf = 0,84 m
Jadi, kedalaman tambahan 0,85 – 0,84 = 0,01 m, harus diberikan ke dasar
bangunan pembilas.
Gambar 4.7 Potongan memanjang saluran pembilas kantong lumpur
Saluran Pembilas
Data yang digunakan:
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Kecepatan pada saluran pembilas (V) =1,5 m3/dt
Elevasi dasar sungai = +44,00
Panjang saluran pembilas = 60 m
Dengan menggunalan nilai banding b/h = 2,5
Af = bnf x hf = 10,00 x 0,75 = 7,5 m2
Af = ( n + m )H2
7,5 = (2,5 + 1)H2
H = 1,46 m
B = 3,65 m
Kemiringan yang diperlukan dapat ditentukan dengan Rumus Strickler,
dengan Ks = 35
Vf = Ks x Rf 2/3 x if
½
1,5 = 35 x 1,07 2/3 x if 1/2
if 1/2 = 0,045
if = 0,0017
Gambar 4.8 Potongan memanjang saluran pembilas
4.7 Bangunan Pengambilan Saluran Primer
Ambang pengambilan disaluran primer diambil 0,1 m diatas muka kantong
lumpur dalam keadaan penuh (+45,8).
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Hn = 1,33 m
Hi = Hn - 0,1 – 0,1 = 1,19 m
Muka air disebelah hulu pengambilan = +45,8 + 1,33 = +47,13
Direncanakan kehilangan tinggi energi = 0,1 m diatas pengambilan.
Qn = x hi x bi x √2gz
9,390 = 0,9 x 1,19 x bi x √2x 9,81 x0,1
bi = 6,3 m
bi = lebar bersih bangunan pengambilan
Dengan menggunakan 4 bukaan masing-masing 1,6 m, diperlukan 3 pilar
masing-masing 0,8 m. Jadi lebar total adalah :
bi =(4 x 1,6) +( 3 x 0,80) = 8,80 m
Gambar 4.9 Potongan memanjang saluran pengambilan primer
BAB V
ANALISIS STABILITAS BENDUNG
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
5.1 Analisis Rembesan Air
Rembesan di bawah bendung dicek dengan teori Lane guna
menyelidiki adanyan bahaya erosi bawah tanah (hanyutnya bahan - bahan
halus). Metode ini membandingkan jalur rembesan di bawah bangunan di
sepanjang bidang kontak bangunan/pondasi dengan beda tinggi muka air
antara kedua sisi banguanan. Rumus yang digunakan pada teori Lane ini
adalah :
CL =
Lv+∑ 13
LH
H W
Keterangan :
CL : Angka rembesan Lane
LV : Jumlah panjang vertikal (m)
LH : Jumlah panjang horizontal (m)
HW : Beda tinggi muka air (m)
Dengan teori yang sama dihitung tekanan air di bawah bendung.
Untuk keperluan perhitungan tersebut diasumsikan lantai bendung (“apron”)
hulu yang kedap air dengan panjang 14 m dan koperan setiap 3,50 m.
Tekanan air tanah Px harus di hitung dengan rumus :
Px = Hx – ΔH = Hx – Lx
HwL
dimana :
Px = tekanan air pada titik X, (t/m2)
Lx = jarak jalur rembesan pada titik X, (m)
L = panjang total jalur rembesan, (m)
Hw = beda tinggi energi, (m)
Hx = tinggi energi di hulu bendung (m)
Tabel 5.1 Perhitungan jalur rembesan dan tekanan air pada debit normal
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
TITIK
ELEVASI GARIS
PANJANG REMBESANΔH H PV H 1/3H Lw
m m m m kN/m²
kN/m²
kN/m²
A0 50,00 0 0,00 29,43 29,43
A1 48,20 A0 - A
1 1,80 1,8 2,26 47,09 44,83
A2 48,20 A1 - A
2 0,50 0,17 1,97 2,47 47,09 44,62
A3 49,20 A2 - A
3 1,00 2,97 3,72 37,28 33,56
A4 49,20 A3 - A
4 2,20 0,73 3,70 4,64 37,28 32,64
A5 48,20 A4 - A
5 1,00 4,70 5,89 47,09 41,20
A6 48,20 A5 - A
6 0,50 0,17 4,87 6,10 47,09 40,99
A7 49,20 A6 - A
7 1,00 5,87 7,36 37,28 29,92
A8 49,20 A7 - A
8 3,00 1,00 6,87 8,61 37,28 28,67
A9 48,20 A8 - A
9 1,00 7,87 9,86 47,09 37,23
A10 48,20 A9 - A
10 0,50 0,17 8,03 10,07 47,09 37,02
A11 49,20 A10 - A
11 1,00 9,03 11,33 37,28 25,95
A12 49,20 A11 - A
12 3,00 1,00 10,03 12,58 37,28 24,70
A13 48,20 A12 - A
13 1,00 11,03 13,83 47,09 33,26
A14 48,20 A13 - A
14 0,50 0,17 11,20 14,04 47,09 33,05
A15 49,20 A14 - A
15 1,00 12,20 15,30 37,28 21,98
A 49,20 A15 - A 3,00 1,00 13,20 16,55 37,28 20,73
B 44,80 A - B 4,40 17,60 22,07 80,44 58,38
C 44,80 B - C 1,50 0,50 18,10 22,69 80,44 57,75
D 46,10 C - D 1,30 19,40 24,32 67,69 43,37
E 46,10 D - E 0,82 0,27 19,67 24,66 67,69 43,02
F 44,00 E - F 2,10 21,77 27,30 88,29 60,99
G 44,00 F - G 2,00 0,67 22,44 28,13 88,29 60,16
H 42,00 G - H 2,00 24,44 30,64 107,91 77,27
I 42,00 H - I 2,00 0,67 25,11 31,48 107,91 76,43
J 40,00 I - J 2,00 27,11 33,98 127,53 93,55
K 40,00 J - K 2,00 0,67 27,77 34,82 127,53 92,71
L 37,50 K - L 2,50 30,27 37,95 152,06
114,10
M 37,50 L - M 2,00 0,67 30,94 38,79 152,06
113,27
N 39,50 M - N 2,00 32,94 41,30 132,44 91,14
O 39,50 N - O 32,00 10,67 43,61 54,67 132,44 77,76
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Dari tabel di atas dihitung angka rembesan Lane-nya :
Cw =
Lv+Σ 13 LH
Hw
=
54 , 777
= 7,82 OK
5.2 Stabilitas pada Debit Rendah
Gaya – gaya yang bekerja pada bendung adalah :
1. Tekanan air (tekanan air tanah dan hidrostatis)
a. Gaya tekanan hidrostatis dihitung dengan rumus :
W = ½ (h.W) h
Keterangan :
W = Gaya tekanan hidrostatis
w = Berat volume air (w = 1 t/m3)
h = Kedalaman air (m)
b. Tekanan air tanah
2.Tekanan tanah (termasuk lumpur yang mengendap di depan bendung)
Dihitung dengan rumus :
PS=( ρs−ρw
2 )×Ka×h2
Keterangan :
PS = Tekanan tanah aktif
s = Berat volume tanah/lumpur (s = 1,8 t/m2)
w = Berat volume air (w = 1 t/m2)
h = Tinggi tanah (m)
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Ka = Koefisien tanah aktif
= Sudut gesekan dalam yang tergantung dari jenis tanah ( =
300)
Nilai Ka :
Ka= tan2(45−302 )=0 , 333
2. Beban mati bendung (G)
Berat sendiri konstruksi atau berat mati bangunan bergantung kepada
material yang dipakai untuk membuat bangunan itu.Berat volume untuk :
γ pasangan batu = 2,2 t/m2
γ beton tumbuk = 2,3 t/m2
γ beton bertulang = 2,4 t/m2
Dihitung dengan menggunakan rumus :
G = Luas Penampang x Berat Volume (γ)
Keterangan :
G = berat sendiri konstruksi (ton)
A = luas penampang (m2)
= berat volume material (t/m2)
Dalam perencanaan ini digunakan material pasangan batu ( = 2,2 t/m2 ).
Gambar Potongan memanjang apron dan bendung selama debit rendah
dapat dilihat pada lampiran A11.
Tabel 5.2 Stabilitas Bendung selama Debit Rendah (Q50)
GAYA LUAS x TEKANAN GAYA SEKITAR TITIK O
LENGAN MOMEN MOMENkN m kNm
H O R I Z O N T A L
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
W10,5 x 3 x 20,7
3 31,10 ( 53,0 - 37,
5 ) + 0,3 ( 53,
0 - 50,0 ) = 16,5
0 513,07
W2 20,73 x 4,4 91,21 ( 44,8 - 37,
5 ) + 0,5 ( 44,
8 - 44,8 ) = 7,30 665,85
0,5
x (
58,38 - 20,73
) x 4,4 82,83 ( 44,
8 - 37,5 ) + 0,
3 ( 44,8 - 44,
8 ) = 7,30 604,66
W3 43,37 x 1,3 -56,38 ( 44,8 - 37,
5 ) + 0,5 ( 44,
8 - 44,8 ) = 7,30 -411,58
0,5
x (
57,75 - 43,37
) x 1,3 -9,35 ( 44,
8 - 37,5 ) + 0,
3 ( 44,8 - 44,
8 ) = 7,30 -68,23
W4 43,02 x 2,10 90,34 ( 44,0 - 37,
5 ) + 0,5 ( 44,
0 - 44,0 ) = 6,50 587,22
0,5
x (
60,99 - 43,02
) x
2,10 18,87 ( 44,
0 - 37,5 ) + 0,
3 ( 44,0 - 44,
0 ) = 6,50 122,65
W5 60,16 x 2,00 120,32 ( 42,
0 - 37,5 ) + 0,
5 ( 42,0 - 42,
0 ) = 4,50 541,44
0,5
x (
77,27 - 60,16
) x
2,00 17,11 ( 42,
0 - 37,5 ) + 0,
3 ( 42,0 - 42,
0 ) = 4,50 77,00
W6 76,43 x 2,00 152,86 ( 40,
0 - 37,5 ) + 0,
5 ( 40,0 - 40,
0 ) = 2,50 382,15
0,5
x (
93,55 - 76,43
) x
2,00 17,12 ( 40,
0 - 37,5 ) + 0,
3 ( 40,0 - 40,
0 ) = 2,50 42,80
W7 92,71 x 2,5 231,78 ( 37,
5 - 37,5 ) + 0,
5 ( 40,0 - 37,
5 ) = 1,25 289,72
0,5
x (
114,10 - 92,7
1) x 2,5 26,74 ( 37,
5 - 37,5 ) + 0,
3 ( 40,0 - 37,
5 ) = 0,83 22,28
W8 91,14 x 2,0 ##### ( 37,5 - 37,
5 ) + 0,5 ( 39,
5 - 37,5 ) = 1,00 -182,28
0,5
x (
113,27 - 91,1 )
x 2,0 -22,13 ( 37,5 - 37,
5 ) + 0,3 ( 39,
5 - 37,5 ) = 0,67 -14,75
W9 77,76 x 2,0 155,52 ( 37,
5 - 37,5 ) + 0,
5 ( 37,5 - 37,
5 ) = 0,00 0,00
0,5
x (
94,88 - 77,76
) x 2,0 17,12 ( 37,
5 - 37,5 ) + 0,
3 ( 37,5 - 37,
5 ) = 0,00 0,00
W10 0,5 x 94,04 x 8,5 ##### ( 37,
5 - 37,5 ) + 0,
3 ( 46,0 - 37,
5 ) = 2,83 -1132,40
H 383,10 MH = 2039,58
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Tabel 5.3 Gaya dan Momen Vertikal
GAYA
LUAS x TEKANANGAYA
SEKITAR TITIK QLENGAN MOMEN MOMEN
kN m kNm
V E R T I K A L
G1 3,0 x 3 x 22 -198,00 47,87 -9478,22
G2 3,0 x 2,4 x 22 -158,40 45,19 -7157,30
G30,5 x 3,50 x 3,50 x 22 -
134,75 42,77 -5763,65
G4 1,5 x 5,4 x 22 -178,20 46,68 -8319,23
G5 1,00 x 3,50 x 22 -77,00 42,25 -3253,25
G6 2,00 x 2,474 x 22 -108,86 48,13 -5239,51
0,5 x 2,00 x 1,00 x 22 -22,00 46,56 -1024,41
G7 4,50 x 3 x 22 -297,00 42,75 -
12696,75
G80,5 x 2,50 x 2,50 x 22 -68,75 39,74 -2732,26
G9 2,50 x 2,5 x 22 -137,50 41,75 -5740,63
G100,5 x 0,50 x 1 x 22 -5,50 1,20 -6,60
G11 1,00 x 1,00 x 22 -22,00 0,50 -11,00
G12 38,40 x 6,50 x 22-
5491,20
21,25-
116688,00
G13 36,00 x 0,50 x 22 -396,00 20,00 -7920,00
G14 2,00 x 2 x 22 -88,00 37,00 -3256,00
0, x 2,00 x 1,00 x 22 -22,00 35,60 -783,18
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
5
G15 0,5 x 1,00 x 2,00 x 22 -22,00 2,40 -52,89
2,00 x 2,00 x 22 -88,00 1,00 -88,00
W110,5 ( 48,3
7 + 47,70
) x 2,47 118,84 48,13 5720,00
W12 25,91 x 1,00 25,91 46,40 1202,11
0,5 ( 47,7 - 25,9
1) x 1,00 10,90 46,69 508,65
W130,5 ( 25,9
1 + 25,67
) x 0,89 22,95 45,45 1043,17
W140,5 ( 53,2
6 + 52,72
) x 2 105,98 44,00 4663,12
W150,5 ( 75,7
2 + 75,05
) x 2,5 188,46 41,75 7868,31
W160,5 ( 98,0
4 + 97,4 ) x 2,5 244,26 39,25 9587,30
W170,5 ( 120,
36 + 119,8
) x 2 240,18 37,00 8886,66
W18 98,21 x 1,00 98,21 35,50 3486,52
0,5 ( 119,
82 - 98,21
) x 1,00 10,81 35,75 386,28
W190,5 ( 98,2
1 + 90,18
) x 30 2825,8
5 20,07 56701,25
W20 90,18 x 1,00 90,18 2,50 225,45
0,5 ( 108,
57 - 90,18
) x 1,00 9,19 2,32 21,34
W210,5 ( 108,
57 + 108,04
) x 2 216,61 1,00 216,61
v
-3306,8
2 Mv =
-89694,12
Dari tabel stabilitas debit rendah di atas, didapat:
Rv = -3306,82 kN
RH = 483,91 kN
Mv = -89694,12 kNm
MH = 3242,23 kNm
Mo = -89694,12 + 3242,23 = -86451,89 kNm
Garis tangkap (line of action) gaya resultante sekarang dapat ditentukan
sehubungan dengan titik 0.
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
h = M H
RH=3242,23
483,91 = 6,70 m
Tekanan tanah di bawah bendung dapat dihitung sebagai berikut :
Panjang telapak pondasi L = 49,37 m
Eksentrisitas : e = L2− Mo
Rv
e = 49,37
2−86451,89
3306,82
= -1,459 < (1/6 x L = 8,23) ( 0k )
Banguan aman terhadap bahaya guling selama terjadi debit rendah.
Tekanan tanah : σ=R v
Lx (1 ± 6e
L )¿ 3306,82
49,37x(1± 6 x (−1,459)
49,37 ) = 66,980 x (1 (-0,177))
Didapat ; min = 55,125 kN/m2 dan maks = 78,835 kN/m2
Daya dukung yang diijinkan untuk pasir dan kerikil adalah 200-600 kN/m2 ,
sehingga tanah OK.
Dengan mempertimbangkan gerusan yang mungkin terjadi sampai setengah
kedalaman pondasi, tekanan tanah pasif epi menjadi :
Pada titik Q-R
ep1 = 0,5(ρ s−ρw) x g x 0,5 h x tg2 ( 45o + /2 )
= 0.5(1.8 – 1 ) x 10 x 0,5 x 10 x tg2 (45o + 30o/2)
= 60 kN/m
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Pada titik C-D
ep2 = 0,5(ρ s−ρw) x g x 0,5 h x tg2 ( 45o + /2 )
= 0.5(1.8 – 1 ) x 10 x 0,5x 2 x tg2 (45o + 30o/2)
= 12 kN/m
Pada titik M-N
ep3 = 0,5(ρ s−ρw) x g x 0,5 h x tg2 ( 45o + /2 )
= 0.5(1.8 – 1 ) x 10 x 0,5 x 2 x tg2 (45o + 30o/2)
= 12 kN/m
Tekanan tanah pasif menjadi :
Pada titik Q-R
Ep1 = ½ x (0,5 h x ep1)
= ½ x 0.5 x 10 x 60
= 150 Kn
Pada titik C-D
Ep2 = ½ x (0,5 h x ep2)
= ½ x 0,5 x 2 x 12
= 24 kN
Pada titik M-N
Ep3 = ½ x (0,5 h x ep3)
= ½ x 0,5 x 2 x 12
= 24 kN
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Keamanan terhadap guling sekarang f = 0,5
S = f x R v
RH−∑ Ep
=0,5 x 3306,82483,91−198 = 5,783 > 2 (0k)
Tanpa tekanan tanah pasif, keamanan terhadap guling menjadi :
S = f x R v
RH=0,5 x 3306,82
483,91 = 3,42 (0k)
Keamanan terhadap erosi bawah tanah (piping)
Persamaan :
S = s (1+ a
s)
hs
Dimana :
S = factor keamanan (S = 2)
s = kedalaman tanah (8 m)
a = tebal lapisan lindung
hs = tekanan air pada titik Q, m tekanan air
10,804 – 10 = 0,804 m
keamanan terhadap erosi bawah tanah menjadi :
S= 100.804 = 12,44 > 2 (0k)
Keamanan terhadap gempa
Persamaan :
E = ad/g
ad= n (ac x z )
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Dimana :
ad = percepatan gempa rencana, cm/dt2
N,m = koefisien jenis tanah (1,56 dan 0,89)
ac =percepatan gempa dasar, cm/dt2 (160 cm/dt2)
E = koefisien gempa
Z = factor yang bergantung kepada letak geografis (0,56)
ad =1,56(160 x 0,56)0.89=85
E =85/980=0,08 < 0,1 diambil E = 0,10
Gaya horizontal tambahan kearah hilir adalah:
He = E x ∑G= 0,1 x 7515,16 = 751,516 kN
Dan akan bekerja dari pusat gravitasi yang telah dihitung diatas.
Momen tambahan yang dipakai adalah :
He x h = + 751,516 X 6,70 = 5035,157 kNm
Jumlah momen sekarang menjadi :
M = Mo + He = -86451,89 + 5035,157 = - 81416,73 kNm
Stabilitas bendung sekarang menjadi :
Eksentrisitas (guling):
e = L2− Mo
Rv
e =
49 ,372
−81416 ,733306 ,82
= 0,064 < 1/6 x L = 8,2 ( 0k )
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Tekanan tanah :
maks ¿Rv
Lx (1+ 6 e
L )
maks =3306 ,82
49 ,37x (1+
6 (0 , 064 )49 , 37 )
maks = 67,501 kN/m2 < 200 kN/m2 (0k)
Gelincir :
S = f x Rv
RH+H e+∑ Ep ❑
= 0,5 x
3306 ,82483 ,91+751 , 516−198
= 1,59 > 1,25
5.3 Stabilitas pada Debit Banjir
Debit rencana (Qmax = 1839,82 m3/dt)
Elevasi muka air hulu bendung = + 53,504 m
Elevasi muka air hilir bendung = + 49,935 m
Gambar Potongan memanjang bendung selama debit banjir dapat dilihat
pada lampiran A12.
Tabel 5.4 Tekanan air selama banjir rencana (Lane)
TITIK ELEVASILw ΔH H Pm kN/m² kN/m² kN/m²
A 45,60 17,60 10,10 79,04 68,94B 42,50 20,70 11,87 110,04 98,17
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
C 42,50 21,52 12,35 110,04 97,69
D 44,50 23,75 13,63 90,04 76,41E 44,50 24,05 13,80 90,04 76,24F 41,50 27,05 15,52 120,04 104,52G 41,50 27,72 15,90 120,04 104,14H 39,00 30,22 17,33 145,04 127,71I 39,00 31,05 17,81 145,04 127,23J 36,50 33,55 19,25 170,04 150,79K 36,50 34,39 19,73 170,04 150,31L 34,00 36,89 21,16 195,04 173,88M 34,00 37,55 21,54 195,04 173,50
N 36,00 39,55 22,69 175,04 152,35
O 36,00 49,55 28,43 175,04 146,61
P 34,00 51,55 29,57 195,04 165,47
Q 34,00 52,22 29,95 195,04 165,09
R 44,00 62,22 35,69 95,04 59,35
Tabel 5.5 Stabilitas bendung selama debit banjir (Q100)
GAYA
LUAS x TEKANANGAYA
SEKITAR TITIK OLENGAN MOMEN
MOMEN
kN m kNm
H O R I Z O N T A L
W1 45,04 x 3,0 135,12 13,50 1824,1
2
0,5
x ( 75,04 - 45,04 )
x 3,0 45,00 12,62 567,70
W2 68,94 x 3,1 213,71 10,05 2147,8
3
0,5
x ( 98,17 - 68,94 )
x 3,1 45,31 9,53 431,77
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
W3 76,41 x 2,0-
152,82
9,50-
1451,79
0,5
x ( 97,69 - 76,41 )
x 2,0 -21,28 9,17 -
195,07
W4 76,24 x 3,00 228,72 9,00 2058,4
8
0,5
x (
104,52 - 76,24 )
x3,00
42,42 8,50 360,57
W5104,1
4 x 2,50 260,35 6,25 1627,1
9
0,5
x (
127,71 - 104,1
4) x
2,50
29,46 5,83 171,77
W6127,2
3 x 2,50 318,08 3,75 1192,7
8
0,5
x (
150,79 - 127,2
3) x
2,50
29,45 3,33 98,07
W7150,3
1 x 2,5 375,78 1,25 469,72
0,5
x ( 173,9 - 150,3
1) x 2,5 29,
46 0,83 24,45
W8152,3
5 x 2,5-
380,88
0,99 -375,35
0,5
x (
175,50 - 152,4 )
x 2,5 -28,94 0,66 -18,97
W9146,6
1 x 2,5 366,53 0,99 361,21
0,5
x (
165,47 - 146,6
1) x 2,5 23,
58 0,66 15,45
W10 59,35 x 10,0-
593,50
4,12-
2447,12
0,5 x 10,00 x 105,7
4
-528,7
06,93
-3666,0
6
W220,5 x 9,50 x 59,35
-282,0
33,84
-1081,8
2
H 154,81 MH = 6862,8
0
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Tabel 5.6 Gaya dan Momen Vertikal
GAYA
LUAS x TEKANANGAYA
SEKITAR TITIK OLENGAN MOMEN MOMEN
kN m kNm
V E R T I K A L
G1 3,0 x 3 x 22 -198,00 47,82 -9468,36
G2 3,0 x 2,4 x 22 -158,40 45,14 -7150,18
G30,5 x 3,50 x 3,50 x 22 -
134,75 42,77 -5763,65
G4 1,5 x 5,4 x 22 -178,20 46,62 -8307,68
G5 1,00 x 3,50 x 22 -77,00 42,21 -3250,17
G6 2,00 x 2,474 x 22 -108,86 48,13 -5239,51
0,5 x 2,00 x 1,00 x 22 -22,00 46,56 -1024,41
G7 4,50 x 3 x 22 -297,00 42,69
-12678,9
3
G80,5 x 2,50 x 2,50 x 22 -68,75 39,74 -2732,26
G9 2,50 x 2,5 x 22 -137,50 41,75 -5740,63
G100,5 x 0,50 x 1 x 22 -5,50 1,20 -6,60
G11 1,00 x 1,00 x 22 -22,00 0,50 -11,00
G12 38,40 x 6,50 x 22-
5491,20
20,15-
110647,68
G13 36,00 x 0,50 x 22 -396,00 19,00 -7524,00
G14 2,00 x 2 x 22 -88,00 36,39 -3202,32
0,5 x 2,00 x 1,00 x 22 -22,00 35,60 -783,18
G15 0, x 1,00 x 2,00 x 22 -22,00 2,40 -52,89
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
5 2,00 x 2,00 x 22 -88,00 1,00 -88,00
W110,5 ( 98,1
7 + 97,69 ) x 2,47 242,28 48,13 11661,4
9W12 76,41 x 1,00 76,41 46,40 3545,08
0,5 ( 97,6
9 - 76,41 ) x 1,00 10,64 46,69 496,75
W130,5 ( 76,4
1 + 76,24 ) x 0,89 67,93 45,45 3087,23
W140,5 ( 104,
52 + 104,14
) x 2 208,66 44,00 9181,04
W150,5 ( 127,
71 + 127,23
) x 2,5 318,68 41,75 13304,6
8
W160,5 ( 150,
79 + 150,3 ) x 2,5 376,38 39,25 14772,7
2
W170,5 ( 173,
88 + 173,5 ) x 2 347,38 37,00 12853,0
6
W18152,3
5 x 1,00 152,35 35,50 5408,53
0,5 ( 173,
50 - 152,3 5
) x 1,00 10,58 35,75 378,05
W190,5 ( 152,
35 + 146,61
) x 32 4783,3
6 20,07 95979,08
W20146,6
1 x 1,00 146,61 2,50 366,53
0,5 ( 165,
47 - 146,61
) x 1,00 9,43 2,32 21,88
W210,5 ( 165,
47 + 165,09
) x 2 330,56 1,00 330,56
v
-433,92 Mv =
-12284,7
7
Dari tabel stabilitas debit banjir di atas, didapat:
Q100 = 1839,82 m3/dt
Muka air di hulu bendung adalah 49 + Hd = 49 + 4,504 = 53,504 m
Muka air di hilir bendung adalah 43 + y2 = 43 + 6,935 = 49,935 m
Hw = 53,504 – 49,935 = 3,569 m
Cw = 62,223,569 = 17,433 m
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Tanpa menghitung gesekan, kecepatan air pada elevasi +46,00 , adalah
v=√2g ( H+z )=√19,6 (4,504+6 )=14,348m /dt
Tebal pancaran air:
D=qv =
22,96814,348 = 1,601 m
Tekanan sentrifugal pada bak :
P = Dg
x v2
L = 1,601
9,81x 14,3482
38 = 0,884 ton/m2 = 8,84 kN/m2
Gaya sentrifugal resultante Fc = p x L = 8,84 x 38 = 335,92 kN
Gaya resultant yang bekerja pada bendung adalah :
Rv = - 433,92 kN
Rh = 154,81 kN
Mv = - 12284,77 kNm
Eksentrisitas : e = L2− Mo
Rv
e = 49,37
2−12284,77
433,92
= - 3,626 < (1/6 x L = 8,2 m)
Bangunan aman terhadap bahaya guling selama terjadi debit banjir.
Tekana tanah : σ=R v
Lx (1 ± 6e
L )¿ 433,92
49,37x (1 ± 6 x (−3,626)
49,37 ) = 8,789 x (1 (-0,441))
Didapat ; min = 4,913 kN/m2 dan maks = 12,665 kN/m2
Daya dukung yang diijinkan untuk pasir dan kerikil adalah 200-600 kN/m2 ,
sehingga tanah OK.
Keamanan S untuk daya dukung adalah :
S = σsemua / σmaks = 8,789 / 12,665 = 0,694 < 1,25
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
Tanpa tekanan tanah pasif, keamanan terhadap guling menjadi :
S = f x Rv
RH=0,5 x 433,92
154,81 = 1,401 > 1 (0k)
Gelincir :
S = f x R v
RH−∑ Ep❑
= 0,5 x 433,92
154,77−84 ❑
= 3,07 > 1,25 (ok)
DAFTAR KEPUSTAKAAN
Anonim 1, 1986, Standar Perencanaan Irigasi (KP-01), Badan Penerbit P.U, Jakarta.
Anonim 2, 1986, Standar Perencanaan Irigasi (KP-02) Badan Penerbit P.U, Jakarta.
Anonim 3, 1986, Standar Perencanaan Irigasi (KP-03) Badan Penerbit P.U, Jakarta.
Tryatmodjo, Bambang, 2008, Hidrologi Terapan, Penerbit Beta Offset, Yogyakarta.
Triatmodjo, Bambang, 1996, Hidraulika II, Penerbit Beta Offset, Yogyakarta.
Yulianur, Alfiansyah, 2005, Debit Kebutuhan Irigasi, Banda Aceh.
Zalaf, Amir Fauzi, 2004, Perencanaan Bangunan Air, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Unsyiah, Banda Aceh.
Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air
top related