BAB 4

4.6 Elevasi Saluran

Desain hidrolika dibuat dalam lembar perhitungan tersendiri, dengan berbagai keluaran seperti diameter, kemiringan, kecepatan, elevasi invert saluran dan manhole

2.4.4 Perletakan Saluran

Perletakan saluran merupakan kriteria perencanaan yang penting dalam penyaluran air buangan. Hal-

hal yang harus diperhatikan dalam perletakan saluran adalah (Babbit, 1960):

Saluran mengikuti jalan yang ada;

Pengaruh bangunan yang sudah ada;

Jenis dan kondisi topografi tanah yang akan dilalui pipa;

Adanya saluran lain, jika ada maka saluran air buangan diletakkan paling bawah;

Ketebalan tanah urugan dan kedalaman pipa, minimal 1,2 m dan maksimum 7 m.

Jika pipa ditempatkan pada jaringan jalan, maka (Babbit, 1960):

Pinggir jalan, dengan pertimbangan mudah diperbaiki bila ada kerusakan;

Tengah jalan, dengan syarat jalan tidak terlalu lebar, lalu lintas tidak ramai dan di kiri/kanan

jalan sama banyak pemukimannya. Jika di kiri/kanan jumlah bangunannya tidak sama maka

penempatan pipa pada pinggir jalan yang banyak perumahannya, bila elevasi jalan lebih

rendah saluran pada daerah lebih tinggi, dan bila kedua sisi jalan daerahnya padat maka bisa

diletakkan di pinggir kiri dan kanan jalan.

2.4.5 Waktu Tempuh

Pengaliran harus tiba secepatnya ke BPAB untuk menghindari terjadinya pembusukan, untuk

itu disyaratkan pengaliran tidak lebih dari 18 jam (Babbit, 1960).

2.4.6 Bentuk Profil Saluran

Bentuk-bentuk dari saluran air buangan adalah (Babbit, 1960):

a. Bentuk saluran yang dipakai untuk saluran terbuka:

Gambar 2.1 Bentuk saluran yang dipakai untuk saluran terbuka.

Bentuk saluran dengan fluktuasi aliran besar:

Gambar 2.2 Bentuk saluran dengan fluktuasi besar.

b. Bentuk saluran yang dipakai untuk saluran tertutup:

Bulat telur Bulat lingkaran persegi

Gambar 2.3 Bentuk saluran yang dipakai untuk saluran tertutup.

Keuntungan dan kerugian saluran yang berbentuk bulat telur

- Kedalaman (d) berenang lebih tinggi;

- Dapat mengatasi fluktuasi;

- Sambungannya susah;

- Biaya lebih mahal;

- Sulit diperoleh dipasaran.

Keuntungan dan kerugian saluran yang berbentuk bulat lingkaran:

- Lebih kuat;

- Gaya-gaya lebih merata;

- Mudah didapat;

- Diameter dan panjangnya terbatas.

Keuntungan dan kerugian saluran berbentuk persegi:

- Bisa dibangun di lahan yang sempit;

- Kurang kuat;

- Lebih tebal;

- Gaya-gaya tidak terurai dengan merata.

Pertimbangan dalam pemilihan bentuk pipa:

Segi hidrolis pengaliran, dipertimbangkan kedalaman berenang dan kecepatan minimum;

Segi kontruksi;

Kondisi lapangan dan topografi;

Ketersediaan tempat untuk penempatan saluran;

Segi ekonomis dan teknis.

2.4.7 Kedalaman Pemasangan Pipa

Penentuan kedalaman pemasangan berdasarkan pada kebiasaan dan pengalaman. Kedalaman

pemasangan juga berbeda untuk masing-masing jenis pipa penyaluran. Biasanya untuk pipa

persil 0,45 m, pipa servis 0,6 mm dan pipa lateral dan selanjutnya antara 1 s/d 1,2 m (Babbit,

1960).

………………..

PERSAMAAN ALIRAN DALAM SALURAN TERTUTUP

Rumus Hazen William ( dipergunakan untuk pipa θ (mm ) ≥ 50 Q = 0,27853 C–0,38 D 2,63 h 0,54 Ll -0,54

Dimana : Q = debit atau alira ) m3 /det ) D = diameter pipa ( m) C = koefisien kecepatan h = kehilangan tekanan L = panjang pipa (McGraw-Hill, 1959)

Persamaan Kontinuitas

Untuk suatu aliran tunak (steady)

Q = A x V = Konstan

Dimana:

Q = Debit aliran (m3/detik)

A = Luas penampang melintang saluran (m2)

V = Kecepatan aliran (m/detik)

Dimensi Saluran

Hal yang pertama kali dilakukan dalam pendimensian adalah menghitung kemiringan tanah

St = E1-E2/L

Dimana:

St = Slope tanah

E1 = Elevasi tanah hulu (m)

E2 = Elevasi tanah hilir (m)

L = jarak (m)

Perhitungan dimensi pipa secara detail dilakukan setelah didapat kecepatan aliran yang memenuhi syarat.

Persamaan Manning ini paling umum dan cocok dipakai dalam pipa riol aliran terbuka atau aliran penuh. (MODUTO, 2000)

V = 1/n x R^2/3 x S^1/2

Dimana:

V = Kecepatan aliran (m/s)

n = koefisien kekasaran Manning (S-1)

R = Jari-jari hidrolik (m)

S = Slope (m)

Fluktuasi Pengaliran

Beberapa hal yang dapat mempengruhi kuantitas air buangan dan menjadi pertimbangan dalam perhitungan, yaitu:

Sumber air buangan

Besarnya pemakaian air minum

Besarnya curah hujan

Debit Rata-rata Air Buangan

Debit rata-rata air buangan berasal dari rumah tangga, fasilitas umum, dan fasilitas komersil dalam sebuah kota.

Faktor timbulan air buangan berkisar 50%-80%

Qr = Fab x Qam

Dimana:

Qr = Debit rata-rata air buangan (L/detik)

Fab = Faktor timbulan air buangan

Qam = Kebutuhan rata-rata air minum (L/detik) (Metcalf and Eddy, 1991)

Debit Infiltrasi

Pada pengaliran air buangan, air yang masuk ke dalam jalur perpipaan juga akan bertambah, yaitu air yang berasal dari infiltrasi tanah, air hujan,dan air permukaan.

Qinf = L x q inf

Dimana:

Qinf = debit tambahan dari infiltrasi limpasan air hujan (l/detik)

L = panjang lajur pipa (m)

qinf = debit satuan infiltrasi dalam pipa. (MODUTO, 2000)

Debit Maksimum Harian (Qmd)

Besarnya harga debit harian maksimum (Qmd) bervariasi antara 1,1 – 1,25 dari debit rata-rata air buangan

Qmd = fmd x Qrata-rata

Dimana:

Qmd = Debit air buangan maksimum dalam 1 hari (l/detik)

fmd = Faktor debit hari maksimum

= 1,1-1,25

Qrata-rata = Debit rata-rata air buangan (l/detik) (Metcalf and Eddy, 1991)

Debit Puncak Air Buangan (Qpeak)

Debit puncak diperoleh dari hasil perkalian antara faktor puncak dengan debit rata-rata.

Qpeak = Fp x Qmd + Cr.P.Qr +L/1000.qinf

Dimana:

P = Jumlah Populasi yang dilayani (dalam ribuan jiwa)

Qmd = Debit maksimal = 1.15 Qr (L/detik)

Qr = Debit rata-rata (L/detik)

L = Panjang pipa(m)

Cr = Koefisien infiltrasi daerah persil = 0.2

qinf = Debit infiltrasi (L/detik)

Catatan: Berdasarkan penelitian yang ada, besarnya faktor puncak (fp) mencapai 1,2-2 (MODUTO, 2000)

Debit Minimum Air Buangan (Qmin)

Debit minimum adalah debit air buangan pada saat pemakaian air minimum. Debit minimum ini digunakan dalam menentukan kedalaman minimum, untuk menentukan perlu tidaknya penggelontoran.

Qmin = 0,2 x P^1,2 x Qr

Dimana:

Qmin = Debit minimum (L/detik)

Qr = Debit rata-rata air buangan (L/detik/ribuan jiwa)

P = Jumlah penduduk (dalam ribuan jiwa) (MODUTO, 2000)

Debit Perencanaan (Q desain)

Dalam desain penyaluran dan instalasi pengolahan air buangan debit perencanaan yang merupakan akumulasi debit puncak dengan debit infiltrasi

Qdesain = Qp + Qinf

Dimana:

Qp = debit pada saat puncak

Qinf = debit infiltrasi (MODUTO, 2000)

Faktor-faktor Pengaliran Air Buangan

Kemiringan saluran (S).

Luas penampang melintang saluran (A).

Kekasaran dari permukaan dalam saluran (n).

Kondisi pengaliran.

Ada atau tidaknya rintangan-rintangan, belokan-belokan.

Karakteristik, spesifik gravity dan viskositas dari cairan.

Jenis Pengaliran

a. Pengaliran yang mengalami tekanan.

Pengaliran yang terjadi dalam pipa akibat adanya pemompaan (tekanan hidrolis) di dalam saluran tertutup, karena muka air tidak berhubungan secara bebas dengan tekanan atmosfer.

Kondisi aliran bertekanan ini hanya boleh diterapkan bila keadaan memaksa, misalnya pada instalasi pemompaan yang berguna untuk meningkatkan kembali head tekanan akibat kehilangan energi.

b. Pengaliran bersifat terbuka dalam saluran tertutup.

Pengaliran secara gravitasi, karena permukaan air buangan pada saluran berhubungan dengan udara bebas

Syarat Pengaliran di Dalam Saluran

Syarat pengaliran yang harus diperhatikan pada perencanaan jaringan pengaliran air buangan adalah sebagai berikut :

Pengaliran air buangan harus secara gravitasi.

Aliran harus dapat membawa material yang ada di dalam saluran meskipun pada saat kondisi debit minimum.

Dianjurkan dapat membersihkan saluran sendiri (self cleansing), dengan kecepatan yang disyaratkan atau dengan kecepatan yang tidak menimbulkan kerusakan pada permukaan saluran.

Pengaliran dapat mensirkulasikan udara atau gas-gas sehingga tidak terakumulasi dalam saluran.

Waktu detensi air buangan di dalam saluran tidak boleh melebihi 18 jam. Ketentuan ini didasarkan pada karakteristik mikroorganisme pereduksi yang dapat melangsungkan dekomposisi sehingga senyawa-senyawa dalam air buangan dapat menjadi senyawa septik.

Kecepatan ALiran

Persyaratan bagi kecepatan yang mengalir dalam perpipaan air buangan adalah sebagai berikut :

Tidak menimbulkan penggerusan pada dinding pipa (abrasi).

Tidak menimbulkan pengendapan atau pergerakan pada dasar saluran.

Tidak menimbulkan gas H2S.

(MODUTO, 2000) Batas kecepatan aliran pada saat debit puncak (Qp) adalah :

a. Kecepatan maksimum pada saat debit puncak.

Aliran mengandung pasir atau padatan dengan konsentrasi tinggi,

Vmax = 2,0 m/detik.

Aliran mengandung pasir atau padatan dengan konsentrasi rendah,

Vmax = 3,0 m/detik.

b. Kecepatan minimum pada debit puncak.

Aliran yang mengandung padatan,

Vmin = 0,9 m/detik (daerah tropis).

Aliran yang mengandung pasir berdiameter kecil

Vmin = 0,3 m/detik

Kedalaman ALiran

Kedalaman aliran sangat berpengaruh terhadap kelancaran aliran, karena hal ini menentukan terangkat tidaknya partikel atau padatan yang ada di dalam air buangan.

Untuk pipa berdiameter kecil sampai dengan 600 mm, angka d/D maksimum 0,6 ;

Untuk pipa (D > 600 mm), angka d/D maksimum = 0,8. (MODUTO, 2000)