bab ii

1Perencanaan Irigasi dan Bangunan Air

BAB II

TINJAUAN KEPUSTAKAAN

Dalam melakukan perencanaan teknis jaringan irigasi diperlukan rumus-

rumus yang dipakai dalam perhitungan. Pada bab ini dikemukakan beberapa teori

dan rumus yang berkaitan dengan dasar perencanaan.

2.1 Debit Andalan

Bila kebutuhan air sawah tidak dapat dipenuhi oleh hujan, maka untuk

mengairi sawah diperlukan sumber air yang berasal dari sungai. Debit sungai yang

dapat diandalkan sebagai dasar perencanaan untuk kebutuhan air disebut debit

andalan. Menurut Anonim 6 (1986), debit andalan untuk perencanaan irigasi

adalah debit sungai dengan kemungkinan tak terpenuhi 20%. Debit andalan

sungai dianalisa berdasarkan debit bulanan rata-rata. Bila tidak terdapat data debit,

menurut Anonim I (1986), debit sungai dapat dihitung dengan beberapa langkah,

yaitu yang pertama dengan Metode Mock dan yang kedua hasil dari Metode Mock

tersebut diprobabilitaskan.

Langkah-langkah perhitungan Metode Mock adalah sebagai berikut:

ΔE=ET 0m20

(18−n ).................................................................... (2.1)

E=ET0−ΔE............................................................................... (2.2)

SMS=ISM+Re−E .................................................................... (2.3)

WS=ISM+Re−E−SMS .......................................................... (2.4)

inf=WS×IF ............................................................................... (2.5)

G . STORt=G . STORt(t−1)×Re+( 1+Re2 )×inf

.............................. (2.6)

Qbase=inf−G . STORt+G . STOR( t−1)............................................. (2.7)

Qdirect=Ws×(1−IF ) .................................................................... (2.8)

Muhammad Rizki (1004101020012)


Q strom=Re×pf............................................................................ (2.9)

Qtotal=Qbase+Qdirect+Qstrom ................................................(2.10)

QS=Qtotal×A....................................................................(2.11)

Dimana:

ΔE = perbedaan antara evapotranspirasi potensial dan aktual (mm/bulan);

ET0 = evapotranspirasi potensial (mm/bulan);

m = proporsi permukaan tanah yang tidak ditutupi oleh vegetasi tiap

bulan;

n = jumlah hari hujan;

E = evapotranspirasi aktual (mm/bulan);

SMS = simpanan kelembaban tanah (mm/bulan);

ISM = kelembaban tanah awal (mm/bulan);

Re = curah hujan bulanan (mm/bulan);

Ws = kelembaban air (mm/bulan);

inf = infiltrasi (mm/bulan);

IF = faktor infiltrasi = 0,4;

G.STORt = daya tampung air tanah pada awal bulan (mm/bulan);

G.STORt-1 = daya tampung air tanah pada bulan sebelumnya (mm/bulan);

Rc = konstanta pengurangan aliran;

Qbase = besar limpasan dasar (mm/bulan);

Qdirect = besar limpasan permukaan (mm/bulan);

Qstrom = besar limpasan hujan sesaat (mm/bulan);

Qtotal = besar limpasan (mm/bulan);

Qs = debit rata-rata bulanan (mm/bulan);

A = luas daerah aliran sungai (DAS) (km2);

Menurut anonim 6 (1986) debit andalan diperoleh dengan mengurutkan

debit rata-rata bulanan dari urutan besar ke urutan kecil. Nomor urut data yang

merupakan debit andalan Dr. Mock dapat dihitung dengan mengunakan rumus:



Pr =

mn+1

×100 %..............................................................(2.12)

Dimana:

Pr = probabilitas (%);

n = jumlah tahun data;

m = nomor urut data setelah diurut dari nilai besar ke nilai yang kecil.

2.2 Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi

2.2.1 Evapotranspirasi potensial

Menurut Anonim 2 (1986), 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 Modifikai dirumuskan sebagai berikut (Doorenbos, 1977):

ET 0=c [ W . Rn + (1−W ) . f (u ) . (ea−ed )] ...........................(2.13)

Rn=(1−α ) Rs−Rn1 ...........................................................(2,14)

Rs=Ra( 0 ,25+0,5 n/ N ) ....................................................(2.15)

Rn1=f (T ) . f (ed ) . f (n /N )................................................(2.16)

f (u)=0 ,27 (1+ U100 )

.........................................................(2.17)



ed=ea×RH100 ......................................................................(2.18)

Dimana:

ET0 = evapotranspirasi potensial (mm/hari);

c = faktor perkiraan dari kondisi musim;

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 (%).

2.2.2 Perkolasi

Menurut Anonim 2 (1986), laju perkolasi untuk tanaman palawija sama

dengan tanaman padi, pada daerah yang mempunyai tanah lempung diperkirakan

berkisar 1-3 mm/hari. Tanah yang banyak mengandung pasir, laju perkolasi dan

rembesan dapat mencapai angka yang lebih tinggi.

2.2.3 Menentukan waktu dan kebutuhan air untuk persiapan lahan

Menurut Anonim 2 (1986) faktor-faktor penting yang menentukan

lamanya jangka waktu penyiapan lahan adalah :

- Tersedianya tenaga kerja dan alat untuk penyiapan lahan

- Perlunya memperpendek jangka waktu tersebut agar tersedia cukup waktu

untuk menanam padi



Jangka waktu penyiapan lahan untuk petak tersier yang dikerjakan dengan

traktor secara luas diambil satu bulan dan untuk jangka waktu penyiapan lahan

yang tidak dikerjakan dengan traktor diambil 1,5 bulan.

Kebutuhan air untuk penyiapan lahan dipengaruhi oleh porositas tanah di

sawah. Untuk tanah bertekstur berat tanpa retak-retak, kebutuhan air untuk

penyiapan lahan diambil 200 mm. Ini termasuk air untuk penjenuhan dan

pengolahan tanah. Pada permulaan transplantasi (pemindahan bibit ke petak

sawah) tidak akan ada lapisan air yang tersisa di sawah. Setelah transplantasi

selesai, lapisan air di sawah akan ditambah 50 mm. Secara keseluruhan lapisan air

yang diperlukan 250 mm untuk penyiapan lahan dan untuk lapisan air awal

setelah transplantasi selesai. Pada lahan yang dibiarkan bera atau tidak digarap

dalam jangka waktu 2,5 bulan atau lebih, maka lapisan air yang diperlukan untuk

penyiapan lahan diambil 300 mm, 250 mm untuk penyiapan lahan dan 50 mm

untuk penggenangan setelah transplantasi.

2.2.4 Kebutuhan air selama penyiapan lahan

Menurut Anonim 2 (1986), pada umumnya waktu untuk penyiapan lahan

berkisar antara 30 dan 45 hari. Besarnya kebutuhan air selama penyiapan lahan

dihitung dengan metode yang dikembangkan oleh Van de Goor dan Ziljlstra.

Metode tersebut didasarkan pada laju air konstan dalam l/dt selama periode

penyiapan lahan. Rumus tersebut sebagai berikut:

IR =

M .ek

(ek−1) ......................................................................(2-19)

M = Eo + P ........................................................................(2-20)

k =

M .TS ...........................................................................(2-21)

Dimana:

IR = kebutuhan air untuk penyiapan lahan (mm/hari);

M = kebutuhan air untuk mengganti/mengkonpensasi air yang hilang akibat

evaporasi dan perkolasi di sawah yang telah di jenuhkan (mm/hari);



Eo = evaporasi air terbuka yang diambil 1,1 x ETo selama penyiapan lahan

(mm/hari);

P = perkolasi (mm/hari);

k = parameter fungsi dari air yang diperlukan untuk penjenuhan waktu

penyiapan lahan dan kebutuhan air untuk lapisan pengganti;

T = jangka waktu penyiapan lahan (hari);

S = kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air (mm);

e = 2,7182818

2.2.5 Kebutuhan air tanaman

Menurut Anonim 2 (1986), kebutuhan air tanaman dapat dihitung dengan

menggunakan rumus:

ETc = Kc x ETo .................................................................(2-22)

Dimana:

ETc = kebutuhan air konsumtif (mm/hari);

Kc = koefisien tanaman padi;

ETo = evapotranspirasi potensial (mm/hari).

2.2.6 Penggantian lapisan air

Penggantian lapisan air (WLR/Water Losses Requirement) setinggi 50 mm

dilakukan dua kali, yaitu satu bulan setelah pemindahan bibit ke petak sawah

(transplantasi) dan dua bulan setelah transplantasi. Penggantian lapisan air

dilakukan setelah proses pemupukan dilakukan. Oleh karena itu jadwal

penggantian air sangat dipengaruhi oleh umur tanaman padi (Anonim 1, 1986).

Penggantian lapisan air dapat diberikan selama setengah bulan yaitu 50 mm dibagi

setengah bulan (15 hari) sebesar 3,3 mm/hari dan selama satu bulan yaitu 50 mm

dibagi satu bulan (30 hari) sebesar 1,7 mm/hari.

2.2.7 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 % (Anonim 2, 1986) :

Ref =

R80 % ( setengah bulan )15

x 70 %...................................(2-23)

Pr =

mn+1

×100 %..............................................................(2-24)

Dimana:

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.

2.2.8 Pola 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 (Anonim 3, 1986).

2.2.9 Kebutuhan air irigasi tanaman padi

Menurut Anonim 2 (1986), kebutuhan air bersih di sawah untuk tanaman

padi dapat dihitung dengan dua rumus:

- Kebutuhan bersih air di sawah saat penyiapan lahan:

NFR = IR – Ref...................................................................(2-25)



- Kebutuhan bersih air di sawah saat sesudah penyiapan lahan:

NFR = ETc + P – Ref +WLR..............................................(2-26)

Dimana :

NFR = kebutuhan bersih air untuk padi (mm/hari);

IR(LP) = kebutuhan air untuk penyiapan lahan (mm/hari);

Ref = curah hujan efektif (mm/hari);

ETc = kebutuhan air konsumtif (mm/hari);

P = perkolasi (mm/hari);

WLR = penggantian lapisan air (mm/hari).

2.2.10 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 adalah air

hilang akibat dari bocoran (rembesan) dan penguapan di dalam saluran pada saat

air mengalir (Anonim 2, 1986). Kebutuhan pengambilan dihitung dengan rumus

sebagai berikut :

DR =

NFRef × 8 , 64 ..................................................................(2-27)

Dimana:

DR = kebutuhan pengambilan (l/dtk/ha);

NFR = kebutuhan bersih air di sawah (mm/hari);

ef = efisiensi irigasi total (65%);

1/8.64 = angka konversi satuan mm/hari menjadi l/dtk/ha.

2.2.11 Debit pengambilan



Debit pengambilan ditentukan oleh kebutuhan pengambilan dan luas

daerah yang akan diairi. Debit pengambilan dapat dihitung dengan rumus

(Anonim 3, 1986) :

Q= DR×A1000 .......................................................................(2-28)

Dimana:

Q = debit pengambilan (m3/dtk);

DR = kebutuhan pengambilan (l/dtk/ha);

A = luas areal sawah (ha).

2.3 Perencanaan Jaringan Irigasi Teknis

Menurut Anonim 5 (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.

Perencanaan jaringan pada dasarnya berkenaan dengan unit tanah pada

petak tersier. Petak ini menerima air irigasi yang dialirkan dan diukur pada

bangunan sadap tersier. Bangunan sadap tersier mengalirkan air ke saluran tersier.

Batas ujung saluran tersier adalah boks bagi kuarter yang terakhir. Luas petak

tersier yang ideal antara 50-100 ha. Boks tersier hanya membagi air irigasi ke

saluran kuarter saja. Boks tersier membagi air irigasi antara saluran kuarter dan

tersier. Petak tersier harus mempunyai batas-batas yang jelas seperti parit, jalan

dan batas desa. Petak tersier dibagi menjadi petak-petak kuarter dengan luas

masing-masing 8-15 ha (Anonim 6, 1986).



2.4 Trase Saluran

Saluran irigasi terdiri dari saluran primer, sekunder, dan tersier. Saluran

tersebut dapat merupakan saluran garis tinggi dan dapat juga saluran punggung

tergantung pada keadaan topografi di lapangan yang direncanakan. Saluran induk

atau primer, biasanya selalu merupakan saluran garis tinggi dan adakalanya

berakhir dengan saluran punggung. Letak saluran induk direncanakan

direncanakan pada lahan paling tinggi, supaya luas sawah yang dapat diairi

menjadi seluas mungkin.

Menurut Anonim 5 (1986), kriteria yang akan diterapkan untuk

perencanaan jaringan didasarkan pada kondisi topografi, panjang saluran kuarter

< 500 m, panjang saluran tersier < 1500 m, jarak antara saluran kuarter dan

saluran pembuang < 300 m.

2.5 Saluran Pembawa

Menurut Anonim 2 (1986), saluran pembawa terdiri dari saluran primer,

sekunder dan tersier. Saluran primer membawa air dari jaringan utama ke saluran

sekunder dan ke petak-petak tersier yang diairi. Batas ujung saluran primer adalah

pada bangunan bagi yang terakhir. Saluran sekunder membawa air dari saluran

primer ke petak-petak tersier yang dilayani oleh saluran sekunder tersebut. Batas

ujung saluran sekunder adalah pada bangunan sadap terakhir. Saluran muka tersier

membawa air dari bangunan sadap tersier ke petak tersier yang terletak di

seberang petak tersier lainnya.

Sesuai dengan Anonim 3 (1986), debit rencana saluran pembawa dihitung

dengan rumus sebagai berikut :

Q = DR x A.......................................................................(2-29)

Dimana:



Q = debit rencana ( lt/dtk);

DR = kebutuhan pengambilan (lt/dtk.ha);

A = luas daerah yang diairi (ha).

2.6 Dimensi Saluran

Menurut Anonim 3 (1986), setelah debit rencana diketahui maka dapat

dihitung dimensi saluran. Dimensi saluran dihitung berdasarkan tampang saluran

ekonomis. Kecepatan aliran dihitung dengan menggunakan rumus kecepatan

Strickler. Unsur-unsur geometris penampang saluran dihitung sebagai berikut

yaitu :

A = (b x mh)h.....................................................................(2-30)

P= b +2h √1+m2..............................................................(2-31)

R =

AP ................................................................................(2-32)

v = k . R23 . I

12.......................................................................(2-33)

Q = A x v...........................................................................(2-34)

Dimana:

b = lebar dasar saluran (m);

h = tinggi air (m);

A = luas tampang basah saluran (m2);

P = keliling basah (m);

R = jari-jari hidrolis saluran (m);

I = kemiringan memanjang saluran;

k = koefisien Strickler;

v = kecepatan aliran (m/dt);

Q = debit aliran (m3/dt).

2.7 Elevasi Muka Air



Menurut Anonim 5 (1986), tinggi elevasi muka air yang diinginkan dalam

jaringan utama didasarkan pada muka air yang diperlukan di sawah-sawah yang

diairi. Elevasi muka air yang diperlukan dapat dihitung dengan rumus berikut :

Pm = At + a + bs + nk . ck + d + mt . et + f + gt + Δ H + zt .................(2-35)

Dimana:

Pm = muka air yang dibutuhkan jaringan utama di hulu bangunan sadap tersier;

At = elevasi sawah yang menentukan di petak tersier;

a = kedalaman air di sawah (10 cm);

bk = kehilangan tinggi energi dari saluran kuarter ke sawah (5 cm);

ck = kehilangan energi di boks bagi kuarter (5 cm/boks);

nk = jumlah boks bagi kuarter pada saluran yang direncana;

mt = jumlah boks bagi tersier pada saluran yang direncana;

d = kehilangan tinggi energi selama pengairan di saluran irigasi;

et = kehilangan tinggi energi di boks bagi tersier (10 cm);

f = kehilangan tinggi energi di gorong-gorong (5 cm);

gt = kehilangan tinggi energi di bangunan sadap tersier;

Δ H = variasi tinggi muka air;

zt = kehilangan tinggi energi di bangunan-bangunan tersier yang lain.

2.8 Dimensi Bangunan

2.8.1 Dimensi bangunan bagi dan sadap

Menurut anonim 4 (1986) bangunan bagi dan sadap adalah bangunan yang

berfungsi untuk membagi air dan menyadapnya di saluran. Dimensi bangunan

bagi sadap ditentukan berdasarkan lebar bangunan ukur dan pengatur muka air

yang ditempatkan pada bangunan sadap. Salah satu dari bangunan ukur dan

pengatur muka air adalah pintu Romijn. Pintu Romijn adalah alat ukur ambang

lebar yang bisa digerakkan untuk mengatur dan mengukur debit dalam saluran

irigasi. Agar dapat bergerak, mercunya dibuat dari plat baja dan dipasang di atas



pintu sorong. Direktorat Irigasi telah membuat standar lebar pintu Romijn demi

keseragaman dan memudahkan pemesanan.

2.8.2 Dimensi box bagi

Boks bagi dibangun di antara saluran–saluran tersier dan kuarter untuk

membagi-bagi air irigasi ke seluruh petak tersier dan kuarter. Perencanaan boks

bagi harus sesuai dengan kebiasaan petani setempat dan memenuhi kebutuhan

kegiatan eksploitasi di daerah yang bersangkutan pada saat ini maupun

kemungkinan pengembangan di masa mendatang (Anonim 5, 1986). Dimensi

boks bagi dapat dihitung dengan rumus debit berikut :

Q = Cd x 1,7 ba x ha3/2........................................................(2-36)

dengan :

Q = debit (m3/dtk);

Cd = koefisien debit;

ba = lebar ambang (m);

ha = kedalaman air di hulu ambang (m).

2.8.3 Dimensi Gorong-gorong

Menurut Anonim 6 (1986), gorong-gorong adalah bangunan yang dipakai

untk membawa aliran air melewati bawah jalan air, bawah jalan atau rel kereta

api. Gorong-gorong mempunyai potongan melintang yang lebih kecil dari pada

luas basah saluran hulu maupun hilir. Dimensi gorong-gorong dapat dihitung

dengan menggunakan rumus:

b4 = b + h............................................................................(2-37)

h4 = h + 0,2.........................................................................(2-38)

t4 = 0,5 x (EL1 - EL2).......................................................(2-39)



Dimana:

b = lebar dasar saluran (m);

h = tinggi saluran (m);

b4 = lebar gorong-gorong (m);

t4 = tinggi gorong-gorong (m);

h4 = tebal pondasi gorong-gorong (m);

EL1 = elevasi jalan;

EL2 = elevasi dasar saluran.

2.8.4 Dimensi talang

Menurut Anonim 5 (1986), talang dipakai untuk mengalirkan air irigasi

lewat di atas saluran lainnya, saluran pembuang alami atau cekungan dan lembah-

lembah. Aliran dalam talang adalah aliran bebas. Dimensi talang dapat dihitung

dengan rumus:

Ft = bt x ht...........................................................................(2-40)

v =

QF t ..............................................................................(2-41)

P = bt + 2ht.........................................................................(2-42)

R =

F t

P ...............................................................................(2-43)

va = k x R2/3

x I1/2

............................................................(2-44)

Kehilangan tinggi energi :

Bagian masuk: Δ Hmasuk = ε masuk

(v a−v )2

2g ...................................(2-45)

Bagian keluar: Δ Hkeluar =ε keluar

(v−va )2

2g .....................................(2-46)

Gesekan : Δ Hf = Lt x I

Jumlah kehilangan tinggi energi :



Δ Ht = Δ Hmasuk +Δ Hkeluar +Δ Hf ........................................(2-47)

Lebar pondasi :

Tt = 0,5 x (EL4 – EL6)........................................................(2-48)

Dimana:

Ft = luas tampang saluran talang (m2);

bt = lebar talang (minimal 0,4 m);

ht = kedalam aliran (m);

Q = debit saluran pembawa (m/det3);


k = koefisien Strickler;

Lt = panjang talang (m);

I = kemiringan memanjang saluran;

masuk = koefisien pemasukan ( 0,50 );

keluar = koefisien keluar ( 1 );

va = kecepatan aliran flum (m/det);

v = kecepatan aliran di saluran (m/det);

g = percepatan gravitasi (m/det2);

Δ Hmasuk = kehilangan tinggi energi bagian masuk (m);

Δ Hkeluar = kehilangan tinggi energi bagian keluar (m);

Δ Hf = kehilangan tinggi energi akibat gesekan (m);

Δ Ht = kehilangan tinggi total (m);

Tt = lebar pondasi (m);

EL4 = elevasi jagaan;

EL6 = elevasi saluran.

2.9 Analisa Mercu

2.9.1 Tinggi air sebelum pembendungan

A = (B + mH)H..................................................................(2-49)



P = B + 2H (√1+m2)........................................................(2-50)

R =

AP ................................................................................(2-51)

V =

1n

R2 /3 I 1/2

...................................................................(2-52)

Q = A x V...........................................................................(2-53)

Dimana:

B = lebar sungai (m);

H = tinggi air sebelum pembendungan (m);

A = luas tampang basah sungai (m2);


R = jari-jari hidrolis sungai (m);

I = kemiringan memanjang sungai;

v = kecepatan aliran (m/dt);

Q = debit aliran (m3/dtk).

2.9.2 Debit per satuan lebar bendung (debit efektif)

q=QT

B ' ...............................................................................(2-54)

2.9.3 Menghitung tinggi air di atas mercu

q =

23

Cd √2 g [(Hd + V 2

2 g )3/2

− ( V 2

2 g )3/2]

.......................(2-55)

Cd = 0,611 + 0,08

Hd

T .......................................................(2-56)

q = A x V → V =

qA =

qY 1 ............................................(2-57)



Hd = Y1 – T........................................................................(2-58)

Dimana:

QT = debit rencana 100 tahun (m3/dt);

q = debit per satuan lebar (m3/dt/s);

B’ = Lebar efektif (90% B) (m);

Cd = koefisien debit;

g = kecepatan gravitasi (m/dt2);

Hd = Tinggi air diatas mercu (m);

T = Tinggi mercu (m);

α = 1

Selain menggunakan persamaan di atas, nilai Cd dapat diperoleh dengan

mengalikan harga C0, C1, dan C2 yang diperoleh dari grafik.

2.10 Tinjauan Stabilitas Konstruksi

2.10.1 Stabilitas erosi bawah bendung (piping)

CL =

∑ LX

H w

Dimana:

Hw = beda tinggi muka Air (m);

Lx = panjang garis lintasan arah vertikal dan horizontal (m);

CL = angka rembesan Lane.

2.10.2 Berat sendiri konstruksi

Menurut Soenarno berat sendiri dapat dihitung dengan persamaan :



G = Luas penampang × Berat volume beton.....................(2-61)

2.10.3 Gaya akibat gempa bumi

Satndar perencanaan irigasi, menyebutkan bahwa gaya akibat gempa bumi

yang bekerja pada pusat berat konstruksi dapat dihitung dengan persamaan :

K = E x G...........................................................................(2-62)

Dimana :

K = besarnya gaya gempa per satuan lebar (kg/m);

E = koefisien gempa;

G = berat sendiri konstruksi (kg).

Koefisien gempa dihitung dengan persamaan:

Ad = n (Acz)m.................................................................(2-63)

E =

Ad

g .........................................................................(2-64)Dimana :

Ad = percepatan koefisien rencana (cm/dt);

n,m = koefisien untuk jenis tanah;

z = faktor yang tergantung pada letak geografis;

Ac = percepatan kejut dasar (cm/s);

2.10.4 Gaya akibat tekanan lumpur

Besarnya tekanan lumpur direncanakan berdasarkan persamaan Rankine.

SH =

γh2

2 (1−sin ϕ1+sin ϕ )

Dimana :

SH = gaya tekanan lumpur persatuan lebar (kg/m);

γ = berat volume lumpur (kg/m3);

h = tinggi endapan lumpur (m);

φ = sudut geser dalam.

2.10.5 Tekanan lateral tanah



Tekanan ini dihitung dengan metode Coulomb (Bowles, 1986).

Untuk tekanan tanah aktif menurut persamaan

Pa =

(γ t−γa )2

H2 ×Ka......................................................(2-65)

Untuk tekanan tanah pasif menurut persamaan

Pp=

(γ t−γa )2

H2 ×Kp.......................................................(2-66)

Dimana :

Pa = gaya tekanan lateral aktif persatuan lebar (t/m);

Pp = gaya tekanan lateral pasif persatuan lebar (t/m);

γ = berat volume tanah (kg/m3);

h = tinggi tanah (m);

2.10.6 Gaya hidrostatis

Menurut Sugiarto dan Supriyana (1983) gaya hidrostatis dapat dihitung

dengan persamaan :

W = ½ γw h2..............................................................................(2-67)

Dimana :

W = gaya hidrostatis persatuan lebar (kg/m);

γw = berat volume air (kg/m3);

h = tinggi air (m).

2.10.7 Gaya hidrodinamis

Gaya ini terjadi bila air melintasi tubuh bendung, yaitu pada keadaan muka

air banjir. Menurut Sugiarto dan Supriyana besar gaya ini dapat dihitung dengan

persamaan :

W = ½ γw h2 + γw h2............................................................(2-68)

2.10.8 Gaya tekanan ke atas (uplift force)

Besar gaya angkat dapat dihitung dengan persamaan :



U = Luas diagram gaya angkat x Panjang bendung...........(2-69)

Berdasarkan gaya-gaya yang bekerja, dapat diketahui stabilitas konstruksi

terhadap penggulingan, pergeseran dan kuat tanah pondasi.

Tinjauan terhadap guling

n =

M−

M+> 1,5....................................................................(2-70)

Tinjauan terhadap geser

n =

∑ V tan θ

∑ H > 1,5...........................................................(2-71)

Tinjauan kuat dukung tanah

a =

ΔM

∑ V ............................................................................(2-72)

e =

B2−a

...........................................................................(2-73)

τ =

∑ V

B (1±6eB )

< τizin.....................................................(2-74)Dimana :

n = faktor keamanan;

M- = momen negatif yang timbul;

M+ = momen positif yang timbul;

ΣV = jumlah gaya vertikal;

ΣH = jumlah gaya horizontal:

τ = tegangan tanah yang timbul;

B = lebar tubuh bendung;

E = eksentrisitas.

2.11 Bangunan Pengambilan



Kapasitas pengaliran menurut standar perencaaan irigasi dapat ditentukan

dengan persamaan :

Q = μba√2gz ....................................................................(2-75)

Dimana :

Q = kapasitas saluran (m3/dt);

μ = koefisien debit;

a = tinggi bukaan pintu (m);

b = lebar bangunan pengambilan (m);

z = perbedaan elevasi muka air antara hulu dengan hilir (m)

2.12 Bangunan Pembilas/Penguras

2.12.1 Bangunan pembilas pada tubuh bendung

Menurut Isbash, kecepatan kritis yang menyebabkan butiran bergerak

dapat dihitung dengan persamaan:

Ucr = 1,7√ Δ . g. D ................................................................(2-76)

Δ =

γ S−γW

γW .......................................................................(2-77)

Dimana :

Ucr = kecepatan kritis;

Δ = perbandingan antara material terendam dengan volume air;

D = diameter butiran;

γs = berat volume material;

γw = berat volume air;

2.12.2 Bangunan pembilas kantung lumpur

Menurut Standar Perencanaan Irigasi (1986), dimensi bangunan pembilas

direncanakan berdasarkan persamaan :

Vs = Ks. R2/3 . Is1/2................................................................(2-78)



Dimana :

V = kecepatan pembilasan (m/dt);

Ks = koefisien Strickler;

R = jari-jari hidrolis saluran (m);

I = kemiringan saluran.

2.13 Kantung Lumpur

Standar Perencanaan Irigasi (1986) menyatakan bahwa dimensi kantung

lumpur dapat dihitung dengan persamaaan :

V = t b L + 0,5 (is – in) L2 b................................................(2-79)

Dimana :

V = volume kantung lumpur (m3);

t = tinggi kantung lumpur (m);

b = lebar dasar kantung lumpur(m);

L = panjang kantung lumpur (m);

is = kemiringan kantung lumpur;

in = kemiringan saluran induk;

2.14 Perencanaan Tembok Tepi

Tinggi tembok tepi dihitung berdasarkan tinggi jagaan yang dihitung

dengan persamaan USBR (Chow, 1989), yaitu:

F =√C Y .................................................................(2-80)

Dimana :

F = tinggi jagaan (ft);

Y = kedalaman air (ft).

C = koefisien yang tergantung kepada kapasitas saluran

Untuk Q < 20 cfs atau Q < 0,566 m3/dt, C = 1,5

Untuk Q > 3000 cfs atau Q > 84,9 m3/dt, C = 2,5


bab ii

Documents