laporan irigasi eby doen qeqe
DESCRIPTION
irigasiTRANSCRIPT
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 1
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.
1.3 Deskripsi dan Data Perencanaan
Daerah irigasi yang direncanakan dalam perencanaan ini adalah Daerah
Irigasi RNS.yang terletak di Provinsi Aceh. Air yang digunakan dalam irigasi ini
bersumber dari krueng RN dengan luas areal irigasi 6514 ha.
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 2
Bangunan utama dalam perencanaan ini berada di Krueng RN yang terletak di
Kabupaten Aceh Barat dengan luas DAS RNS sebesar 514 ha.
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 3
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;
W = faktor temperatur;
Rn = radiasi;
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 4
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: 22 m dpl.
Hasil analisis seperti terlihat pada Tabel 2.1 berikut :
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 5
Tabel 2.1 Hitungan Evapotranspirasi
Parameter Satuan Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agust Sep Oct Nov Dec
T ºCU km/harin/N %W 1-W ea mbarRH %ed mbarea-ed mbarf(u) α 1-α Ra mm/harif(t) f(ed) f(n/N) Rn1 mm/hariRs mm/hariRn mm/haric ET0 mm/hariET0 mm/
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 6
bulan
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 7
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).
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 8
Perhitungan curah hujan rencana dalam perencanaan inimenggunakan
Metode Log Pearson III seperti terlihat dalam tabel 2.2 berikut:
Tabel 2.2 Distribusi curah hujan rencana Metode Log Normal
No. Si p (mm) y=ln Q (y-ybar) (y-Y)2 (y-y)31 19982 19993 20004 20015 20026 20037 20048 20059 200610 200711 200812 200913 201014 201115 2012
Jumlah
Rata-rata :
n=
y=1n ∑
i=1
n
y i=
=
Standar deviasi :
σ y = √1n−1 ∑
i=1
n
( yi− y )2
= √1( .. . .. ..−1)
x
=
Koefisien variansi :
C v =
σ y
y=________=
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 9
Kemencengan :
C s=
Tabel 2.3 Perhitungan Periode Ulang Tahunan Dengan Metode Log Pearson III
Periode ulang ( tahun) K y p
50100
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, . . . . .
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.
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 10
Tabel 2.4 Periode ulang 50 tahun = mm
Td (jam)
Dt (jam)
It (mm/jam)
It Td (mm)
Dp (mm)
Pt (%)
hyetograph
%(mm
)1 0 12 1 23 2 34 3 45 4 56 5 67 6 7
JumlahSumber: hasil perhitungan
PERIODE 50 TAHUN
Gambar 2.1 hyetograph rencana periode ulang 50 tahun
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 11
Tabel 2.5 Periode ulang 100 tahun = mm
Td (jam) Dt (jam) It
(mm/jam)It Td (mm)
Dp (mm)
Pt (%)
hyetograph
%(mm
)1 0 12 1 23 2 34 3 45 4 56 5 67 6 7
Jumlah Sumber: hasil perhitungan
PERIODE ULANG 100 TAHUN
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
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 12
Tp =Tg + 0.8 Tr
Tg =0.4 + 0.058 L untuk L>15 km
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 RNS 514 km2 dan panjang sungai
utama (L) 84 km. Debit yang dihitung adalah debit banjir rencana (QT) untuk 50
dan 100 tahun.
Tg = 0.4 + 0.058 L
= 0.4 + 0.058 ( )
= jam
Tr = 0.75 Tg
= 0.75 x jam
= jam
Tp = Tg + 0.8 Tr
= + 0.8( )
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 13
= jam
T0.3 = α Tg
= x
= jam
Qp = 1
3.6 A . ℜ
0.3 Tp+T 0.3
= 1
3.6 514 x 1
0.3 x+¿¿
= 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
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 14
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 15
JumlahVolume
Kedalaman hujan
Koreksi
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 16
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.011.012.0
Hidrograf Terkoreksi
Hidrograf Nakayasu
Deb
it m
³/de
tik
Waktu (jam)
Tabel 2.7 Limpasan Langsung Periode Ulang 50 Tahunan
Waktu (jam) Hidrograf Satuan (mm)
Kolom 2 x hujan efektifLimpasan
langsung (mm)0.19 0.24 0.36 1.98 0.51 0.29 0.21
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 17
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 18
Tabel 2.8 Limpasan Langsung Periode Ulang 100 Tahunan
Waktu (jam) Hidrograf Satuan (mm)
Kolom 2 x hujan efektifLimpasan
langsung (mm)0.20 0.25 0.38 2.06 0.54 0.30 0.22
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 19
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 20
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 21
0 20 40 60 80 100 1200
5
10
15
20
25
30
35
40
waktu (jam)waktu (jam)waktu (jam)waktu (jam)
Waktu (jam)
Hid
rogr
af
Satu
an
(mm
)
ket : - garis warna biru = limpasan Q50- garis warna merah = limpasan Q100
Gambar 2.4 Limpasan Langsung Q50 dan Q100
2.4 Debit Andalan Sungai
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.
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 22
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×PFQ .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)
Q.STORM = surface run off (mm/bln)
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 23
Koefisien Filtrasi IF
Faktor Resesi Aliran Air Tanah RC
Persentase Hujan Menjadi Limpasan PF
Kelembaban Air Tanah Awal ISM Mm
Kapasitas Kelembaban Air Tanah SMC Mm
Luas Daerah Aliran Sungai CA Km2
Hasil analisis debit andalan Sungai dengan menggunakan metode F.J.
Mock dapat dilihat pada lampirann A1
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 24
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 2.9 berikut ini
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 25
Tabel 3.1 Data curah hujan efektif Daerah Irigasi
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 26
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
3.2.2 Perkolasi (P)
Perkolasi adalah besarnya kehilangan air akibat rembesan sehingga terjadi
proses penjenuhan tanah sub surface, yang besarnya dipengaruhi oleh beberapa
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 27
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
T = Jangka waktu penyiapan lahan = 45 hari
S = 250 mm
3.2.4 Penggantian Lapisan Air (WLR)
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 28
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.
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/dt/ha
ETc = Penggunaan konsumtif, mm/hari
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 29
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
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 30
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 3.2 Rencana ruas saluran pembawa
No SaluranA
(ha)Q
(m3/dt)L
(m)El. hulu
(m)El. hilir
(m) I1 BRJ.0 - BRJ.1 2200 3.565 719 442.114 441.529 0.0008
2 BRJ.1 - BRJ.2 1191 1.930 1705 443.632 443.532 0.0001
3 BRJ.1 - BRJ.3 309 0.501 2482 452.335 451.999 0.0001
4 BRJ.3 - BRJ.4 900 1.459 695 476.590 470.270 0.0091
5 BRJ.4 - BRJ.5 1914 3.102 913 470.983 468.121 0.0031
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:
v=1n⋅R2/3⋅S1/2
Q=A⋅vdimana:
Q = debit saluran, m3/dt
v = kecepatan aliran, m/dt
A = luas penampang aliran, m2
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 31
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
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 32
Tabel 3.1 Perhitungan Dimensi Saluran dengan NFR = 1,46 lt/dt/ha
Nama Bangunan K
NFRA (ha)
Q (m3/dt)
L (m) elevasi (m) ΔH
(m) I m b/h
A (m²
)P R V h8/3 h b
(m)
w (m) (L/dt/h
a)
BRJ.0 - BRJ.1 60 1.46 220
0 10.696 719 442.114
441.529
0.585
0.0008 1 1 2h² 3.82
8 h 0.522 H 1.11
0h2/3
4.818
1.80
1.80
0.6
BRJ.1 - BRJ.2 60 1.46 119
1 5.791 1705
443.632
443.532 0.1 0.000
1 1 1 2h² 3.828 h 0.52
2 H 0.298
h2/3
9.714
2.35
2.35
0.8
BRJ.1 - BRJ.3 60 1.46 309 1.502 248
2452.33
5451.99
90.336
0.0001 1 1 2h² 3.82
8 h 0.522 H 0.45
3h2/3
1.659
1.21
1.21
0.4
BRJ.3 - BRJ.4 60 1.46 900 4.376 695 476.59
0470.27
0 6.32 0.0091 1 1 2h² 3.82
8 h 0.522 H 3.71
1h2/3
0.590
0.82
0.82
0.3
BRJ.4 - BRJ.5 60 1.46 191
4 9.306 913 470.983
468.121
2.862
0.0031 1 1 2h² 3.82
8 h 0.522 H 2.17
9h2/3
2.135
1.33
1.33
0.4
Eka Budianda Helmita/08C10203038
Gambar tipikal potongan melintang saluran dapat dilihat pada lampiran A4
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 33
Contoh perhitungan Untuk BRJ.1 - BRJ.2
K = 60 lt/dt/ha
NFR = 1,46 L/dt/ha
A = 6514 ha
L = 1705 m
b/h = 1
m = 1
e = 30%
Penyelesaian:
Q =
NFR × Ae
= 1 , 46×11910,3
=5 ,791 m3/dt
I = ( ΔH )
L= 0,1
1705=0 .00001
m3/dt
A = (b + mh)h = (h + h)h = 2h2
P=b+2 h√m2+1=h+2h√12+1=3 h√2=3,828 h
R= AP
= 2h2
3,828 h=0,522 h
V=k × R23 × I
12 =60× 0,522 h
23 ×
12=0,298 h
23
Q=V × A
5,791=0,298 h23 ×2h2
5,791=0,596 h83
h83 =9,714
h=2,35
b=h=2,35
w=13
× h=13
× 2,35=0,8 m
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 34
3.5 Perencanaan Bangunan Pelengkap
Pintu Romijn
Elevasi Muka air pada Mercu :
1. Elevasi sawah tertinggi dan terjauh = + 470,983
2. lapisan air disawah = 0,10
3. Kehilangan energi selama pengaliran = 1,86
4. Kehilangan energi akibat gorong-gorong (4 x 0,05 m) = 0,20
5. Kehilangan energi di bangunan sadap (2 x 0,10 m) = 0,20 +
Ketinggian elevasi mercu = + 473,343
Bangunan Sadap Arah Debit
m3/dtb
(m)h
(m)
Tipe Romij
n
Elevasi Muka
air
Elevasi Elevasi dasar pintu
elevasi muka
air+tinggi jagaan
Pintu posisi rendah
IntakeBTMT-1
10.696 1.80 1.80 IV 473.14
3472.84
3471.86
8 473.343
BTMT-1 BTMT-25.791
2.35 2.35 IV 473.143
472.843
471.771 473.343
BTMT-2 BTMT-31.502
1.21 1.21 IV 473.143
472.843
471.975 473.343
BTMT-3 BTMB-44.376
0.82 0.82 IV 473.143
472.843
472.045 473.343
BTMT-4 BTMB-59.306
1.33 1.33 IV 473.143
472.843
471.954 473.343
Contoh perhitungan Pintu Romijn untuk bangunan sadap Intake ke Arah
BTMT-2
Pintu Romijn pada bangunan sadap intake
Data :
Q = 1.502m3/dt
b = 1.21 m
h = 1.21 m
elevasi muka air pada bangunan sadap = +470,983 + 0,10 + 1,86 + 0,20 = +473,14
elevasi pintu air ditambah tinggi jagaan = +473,14 + 0,2 = + 473,34
Eka Budianda Helmita/08C10203038
+ 473,343
+ 471,855
+ 472,843
+ 473,14 Pintu pada posisitertinggi
Pintu pada posisiterendah
0,75 m
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 35
Direncanakan pintu Romijin tipe IV. Ketentuan-ketentuanya didasarkan pada tipe
Romijin standar.
Lebar pintu 0,75 m
Elevasi pintu pada posisi terendah = +473,343– 0,5 = +472.843
Elevasi dasar (BL) pintu :
BL = + 473,343 – (1,21 + V) dimana V = 0,18 x Hmax = 0,18 x1,21 = 0,278
BL = + 473,343 – (1,21 + 0,278)
BL = +471,855
3.6 Saluran Pembawa
Saluran Pembawa
DR Luas Sawah QRb8/3
h (tinggi
)b (lebar) w (tinggi
Jagaan)
(lt/dt/ha) yang diairi (ha) (m3/d) (m) (m) (m)Primer RTMT-1 2.24 2200 4.937 1.738 2.607 1.230 0.869Primer RTMB-1 2.24 1191 2.673 0.941 2.071 0.977 0.690
Sekunder RTMT-2 2.24 309 0.693 0.244 1.249 0.589 0.416Tersier RTMB-2 2.24 900 2.020 0.711 1.864 0.880 0.621Tersier RTMT-3 2.24 1914 4.295 1.512 2.474 1.168 0.825
Contoh perhitungan Saluran Pembawa untuk Tersier - 2
DR = 2,24 lt/dt/ha
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 36
Luas sawah yang diairi = 1191 ha
n = 0,025 (pasangan batu disemen)
I = 0,0005
Kemiringan tebing (m) = 1 : 2
R = h/2 = 0,5 h
Langkah perhitungan:
a) Debit Rencana Saluran
Qrencana = DR × A1000
=2 , 24×11911000
=2 ,673 m3/dt
b) Luas tampang aliran
A=(b+m h ) h=( b+2h ) h=bh+2h2
c) Keliling basah
P=b+2h√m2+1=b+2h√22+1
d) Jari–jari hidrolis
R= AP
0,5 h= bh+2h2
b+2 h√22+1
0,5 h= bh+2 h2
b+4,472 h
0,5 h(b+4,472 h)=bh+2h2
0,5 b h+2,236h2=bh+2h2
2 , 236 h2−2h2=−0,5b h+bh
0,236 h2=0,5bh
0,236h2
h=0,5 b
0,236h=0,5 b
h= 0,50,236
h=2,119b
e) Kecepatan aliran
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 37
V=1n
× R23 × I
12
Q=A × V
Q=A × 1n
× R2 /3 × I 1/2
2,673=(bh+2 h2)× 10,025
×1/2 h2 /3× 0,00051 /2
2,673=(bh+2h2 ) ×40 (0,5 )h23 ×0,022
2,673=(bh+2h2 ) ×0,447 h23
2,673=0,447 bh5 /3+0,894 h8/3
2,673=0,447 b(2,119 b)5 /3+0,894 (2,119b)8 /3
2,673=0,947 b8 /3+1,894 h8/3
2,673=2,841h8/3
b8/3=2,6732,841
b=0,977
Jadi,
b=0,977 m
h=2,119×b=2,119× 0,977=2,071m
w=1/3×h=1/3 ×2,071=0,690 m
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 38
3.7 Saluran Pembuang
Saluran pembuangD(n) D(m) As
n IQd
b8/3b H w
(mm) (lt/dt/ha) ha (m3/dt) (m) (m) (m)
PTMT1 ka - BTMT-1
99.41 3.835
2200
0.025
0.0005
7.385 2.599 1.431 3.032 1.011PTMB1 ki - BTMB-1 1191 4.199 1.478 1.158 2.453 0.818PTMT2 ka - BTMT-2 309 1.214 0.427 0.727 1.540 0.513PTMB2 ki - BTMB-2 900 3.245 1.142 1.051 2.227 0.742PTMT3 ka - BTMT-3 1914 6.497 2.287 1.364 2.890 0.963
Contoh perhitungan Saluran Pembuang untuk PTMB 1 ki – BTMB 1
Data. :
R(n)T = 139,787
n = 3 hari
IR = 9,84
Eto = 4,63 mm/hr
P = 2
∆s = 50 mm
A = 6514 ha
n = 0,025 (manning)
m = 2
R = 0,5 h
I = 0,0005
Langkah perhitungan :
a) Debit Perencanaan
Perhitungan debit pembuang dengan menggunakan rumus Modulus Drainase
Modulus Pembuang:
D(n) = R(n) + n ( IR – Eto – P ) – ΔS
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 39
= (139,787) + 3 (9,84 – 4,63 – 2) – 50
= 99,411 mm
Modulus Drainase Rencana:
D(m) =
D(n )n ×8,64
= 99,4113 x 8,64
= 3,835 lt/dt/ha
Qd = 1,62 ¿ D(m) ¿ A0,92
= 1,62 ¿ 3,835 ¿ 65140.92
= 4119 l/dt
= 4,199 m3/d
b) Luas tampang aliran
A=(b+mh ) h=( b+2 h ) h=bh+2h2
c) Keliling basah
P=b+2 h√m2+1=b+2 h√22+1
d) Jari–jari hidrolis
R= AP
0,5 h= bh+2h2
b+2 h√22+1
0,5 h= bh+2 h2
b+4,472 h
0,5 h(b+4,472 h)=bh+2h2
0,5 bh+2,236 h2=bh+2h2
2 , 236 h2−2h2=−0,5b h+bh
0,236 h2=0,5 b h
0,236 h2
h=0,5b
0,236 h=0,5 b
h= 0,50,236
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 40
h=2,119b
e) Kecepatan aliran
V=1n
× R23 × I
12
Q=A × V
Q=A × 1n
× R2 /3 × I 1/2
4,199=(bh+2h2)× 10,025
× 1/2 h2 /3 ×0,00051/2
4,199=(bh+2h2 ) × 40 (0,5 ) h23 × 0,022
4,199=(bh+2h2 ) × 0,447 h23
4,199=0,447 bh5 /3+0,894 h8 /3
4,199=0,447 b (2,119b) 5/3+0,894(2,119 b)8/3
4,199=0,947 b8/3+1,894 h8 /3
4,199=2,841 h8 /3
b8/3=4,1992,841
b=1,158
Jadi,
b=1,158 m
h=2,119×b=2,119× 1,158=2,453 m
w=1/3 ×h=1/3 ×2,453=0,818 m
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 41
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 2582,92 m3/dt. Besarnya debit
dihitung dengan persamaan Manning:
v=1n⋅R2/3⋅I 1/2
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
I = kemiringan energi (kemiringan dasar saluran)
n = koefisien kekasaran Manning, dt/m1/3
Lebar sungai (B) = 47,023 m
Kemiringan talud sungai (m) = 3 : 1
n = 0,025
Kemiringan dasar sungai (I) = 0,0028
Dari tabel perhitungan setelah interpolasi didapatkan tinggi muka air di
hilir sungai adalah sebesar h = 6,42 m.
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 42
Tabel 4.1 Kurva Hubungan Debit dan Muka Air Sebelum Pembendungan
H elevasi m I n BA = P =
R V Q(B+mH)H b+2h(I+m^2)^0,5
0 431.976 3 0.0028 0.025 47.023 0.00 47.02 0.00 0.00 0.000.2 432.176 3 0.0028 0.025 47.023 9.52 48.29 0.20 0.72 6.830.4 432.376 3 0.0028 0.025 47.023 19.29 49.55 0.39 1.13 21.770.6 432.576 3 0.0028 0.025 47.023 29.29 50.82 0.58 1.47 42.950.8 432.776 3 0.0028 0.025 47.023 39.54 52.08 0.76 1.76 69.641.0 432.976 3 0.0028 0.025 47.023 50.02 53.35 0.94 2.03 101.431.2 433.176 3 0.0028 0.025 47.023 60.75 54.61 1.11 2.27 138.041.4 433.376 3 0.0028 0.025 47.023 71.71 55.88 1.28 2.50 179.251.6 433.576 3 0.0028 0.025 47.023 82.92 57.14 1.45 2.71 224.941.8 433.776 3 0.0028 0.025 47.023 94.36 58.41 1.62 2.91 274.992.0 433.976 3 0.0028 0.025 47.023 106.05 59.67 1.78 3.11 329.322.2 434.176 3 0.0028 0.025 47.023 117.97 60.94 1.94 3.29 387.862.4 434.376 3 0.0028 0.025 47.023 130.14 62.20 2.09 3.46 450.572.6 434.576 3 0.0028 0.025 47.023 142.54 63.47 2.25 3.63 517.412.8 434.776 3 0.0028 0.025 47.023 155.18 64.73 2.40 3.79 588.363.0 434.976 3 0.0028 0.025 47.023 168.07 66.00 2.55 3.95 663.393.2 435.176 3 0.0028 0.025 47.023 181.19 67.26 2.69 4.10 742.503.4 435.376 3 0.0028 0.025 47.023 194.56 68.53 2.84 4.24 825.693.6 435.576 3 0.0028 0.025 47.023 208.16 69.79 2.98 4.39 912.943.8 435.776 3 0.0028 0.025 47.023 222.01 71.06 3.12 4.52 1004.274.0 435.976 3 0.0028 0.025 47.023 236.09 72.32 3.26 4.66 1099.674.2 436.176 3 0.0028 0.025 47.023 250.42 73.59 3.40 4.79 1199.174.4 436.376 3 0.0028 0.025 47.023 264.98 74.85 3.54 4.92 1302.764.6 436.576 3 0.0028 0.025 47.023 279.79 76.12 3.68 5.04 1410.474.8 436.776 3 0.0028 0.025 47.023 294.83 77.38 3.81 5.16 1522.315.0 436.976 3 0.0028 0.025 47.023 310.12 78.65 3.94 5.28 1638.305.2 437.176 3 0.0028 0.025 47.023 325.64 79.91 4.08 5.40 1758.455.4 437.376 3 0.0028 0.025 47.023 341.40 81.18 4.21 5.51 1882.805.6 437.576 3 0.0028 0.025 47.023 357.41 82.44 4.34 5.63 2011.355.8 437.776 3 0.0028 0.025 47.023 373.65 83.71 4.46 5.74 2144.136.0 437.976 3 0.0028 0.025 47.023 390.14 84.97 4.59 5.85 2281.176.2 438.176 3 0.0028 0.025 47.023 406.86 86.24 4.72 5.95 2422.496.4 438.376 3 0.0028 0.025 47.023 423.83 87.50 4.84 6.06 2568.12
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 43
6.42 438.396 3 0.0028 0.025 47.023 425.54 87.63 4.86 6.07 2582.926.6 438.576 3 0.0028 0.025 47.023 441.03 88.77 4.97 6.16 2718.076.8 438.776 3 0.0028 0.025 47.023 458.48 90.03 5.09 6.27 2872.387.0 438.976 3 0.0028 0.025 47.023 476.16 91.29 5.22 6.37 3031.08
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500012345678
Rating Curve Sungai
Q (m³/dt)
H (m
)
Gambar 4.1 Kurva Hubungan Debit dan Muka Air Sebelum Pembendungan
Lebar sungai rata-rata (B) = 46,763 m
Kemiringan talud sungai (m) = 0
n = 0,025
Kemiringan dasar sungai (I) = 0,0028
Dari tabel perhitungan setelah interpolasi didapatkan tinggi muka air di
hilir bendung adalah sebesar h = 3,45 m.
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 44
Tabel 4.2 Kurva Hubungan Debit dan Muka Air Setelah Pembendungan
H elevasi m I n BA = P =
R V Q(B+mH)H b+2h(I+m^2)^0,5
0 440.000 0 0.0028 0.025 46.763 0.00 46.76 0.00 0.00 0.000.2 440.200 0 0.0028 0.025 46.763 9.35 47.16 0.20 0.72 6.730.4 440.400 0 0.0028 0.025 46.763 18.71 47.56 0.39 1.14 21.250.6 440.600 0 0.0028 0.025 46.763 28.06 47.96 0.58 1.48 41.540.8 440.800 0 0.0028 0.025 46.763 37.41 48.36 0.77 1.78 66.721.0 441.000 0 0.0028 0.025 46.763 46.76 48.76 0.96 2.06 96.251.2 441.200 0 0.0028 0.025 46.763 56.12 49.16 1.14 2.31 129.721.4 441.400 0 0.0028 0.025 46.763 65.47 49.56 1.32 2.55 166.821.6 441.600 0 0.0028 0.025 46.763 74.82 49.96 1.50 2.77 207.291.8 441.800 0 0.0028 0.025 46.763 84.17 50.36 1.67 2.98 250.912.0 442.000 0 0.0028 0.025 46.763 93.53 50.76 1.84 3.18 297.512.2 442.200 0 0.0028 0.025 46.763 102.88 51.16 2.01 3.37 346.902.4 442.400 0 0.0028 0.025 46.763 112.23 51.56 2.18 3.55 398.972.6 442.600 0 0.0028 0.025 46.763 121.58 51.96 2.34 3.73 453.562.8 442.800 0 0.0028 0.025 46.763 130.94 52.36 2.50 3.90 510.573.0 443.000 0 0.0028 0.025 46.763 140.29 52.76 2.66 4.06 569.893.2 443.200 0 0.0028 0.025 46.763 149.64 53.16 2.81 4.22 631.423.4 443.400 0 0.0028 0.025 46.763 158.99 53.56 2.97 4.37 695.073.45 443.450 0 0.0028 0.025 46.763 161.33 53.66 3.01 4.41 711.313.6 443.600 0 0.0028 0.025 46.763 168.35 53.96 3.12 4.52 760.763.8 443.800 0 0.0028 0.025 46.763 177.70 54.36 3.27 4.66 828.414.0 444.000 0 0.0028 0.025 46.763 187.05 54.76 3.42 4.80 897.954.2 444.200 0 0.0028 0.025 46.763 196.40 55.16 3.56 4.94 969.304.4 444.400 0 0.0028 0.025 46.763 205.76 55.56 3.70 5.07 1042.414.6 444.600 0 0.0028 0.025 46.763 215.11 55.96 3.84 5.19 1117.224.8 444.800 0 0.0028 0.025 46.763 224.46 56.36 3.98 5.32 1193.665.0 445.000 0 0.0028 0.025 46.763 233.82 56.76 4.12 5.44 1271.695.2 445.200 0 0.0028 0.025 46.763 243.17 57.16 4.25 5.56 1351.265.4 445.400 0 0.0028 0.025 46.763 252.52 57.56 4.39 5.67 1432.315.6 445.600 0 0.0028 0.025 46.763 261.87 57.96 4.52 5.78 1514.805.8 445.800 0 0.0028 0.025 46.763 271.23 58.36 4.65 5.89 1598.696.0 446.000 0 0.0028 0.025 46.763 280.58 58.76 4.77 6.00 1683.946.2 446.200 0 0.0028 0.025 46.763 289.93 59.16 4.90 6.11 1770.506.4 446.400 0 0.0028 0.025 46.763 299.28 59.56 5.02 6.21 1858.34
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 45
6.6 446.600 0 0.0028 0.025 46.763 308.64 59.96 5.15 6.31 1947.426.8 446.800 0 0.0028 0.025 46.763 317.99 60.36 5.27 6.41 2037.727.0 447.000 0 0.0028 0.025 46.763 327.34 60.76 5.39 6.50 2129.19
0 500 1000 1500 2000 2500012345678
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) = 46,763 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' = 46,763 – 1 – 2 (0,8)
B' = 44,163 m
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 46
Gambar Potongan memanjang bendung (A-A) dapat dilihat pada lampiran.A6
Beff = B' - 2(n.Kp+ka) He
Beff = 44,163 – 2 (3. 0,01 + 0,1) He
Beff = 44,163 – 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 energiCd a He P/He Co C1 C2 Cd hit Q100 Q-Q1.21 4.658 0.644 1.300 0.925 1.007 1.211 711.31 0.00
Dari perhitungan di atas diperoleh :
Cd = 1,21
He = 4,658 m
Beff = 44,163 – 0,26 He
= 44,163 – 0,26 (4,658)
Beff = 42,952 m
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
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 47
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
4.650 0.05 43.008 3 711.31 4.4404.658
4.650 0.05 42.952 3 711.31 4.658
Dari perhitungan tabel di atas diperoleh :
Hd = 4.650 m
Maka :
V = QA
V = QBe(P+ Hd )
V = 711 ,3143 ,008 (3+4 . 650 )
V = 2 ,11 m /dtMercu direncanakan :
Hd = 4,650 m
a= 0,282 Hd a = 1,311 m
b = 0,175 Hd b = 0,814 m
R = 0,5 Hd R = 2,325 m
r = 0,2 Hd r = 0,930 m
Dari hasil perhitungan diatas dapat digambar bentuk Mercu ogee tipe IV:
Mencari koordinat titik singgung pada mercu dengan data:
Kemiringan hilir K n3 : 1 1.936 1.836
xn = k Hdn-1 y
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 48
x1,836 = 1,936 x 4,6510,836 y
y = x1,836
1,936 x 4.6510,836
y = x1,836
6,998
dydx =1 =
1,8366,998 x0,836 =1
x0,836 = 6,9981,836
x = 3.118Jadi , x =3.118 m
y = 3,1181.836
6,998
y = 1,153 m
Tabel 4.5 Perhitungan permukaan mercu tipe Ogee IV
x 0 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.118
y 0 0.011
0.040
0.084
0.143
0.215
0.301
0.399
0.510
0.633
0.769
0.916
1.153
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 49
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50
1
2
Diagram Mercu OGEE IV
x (m)
y (m)
Gambar 4.3 Profil mercu Ogee tipe IV
4.3 Bangunan Peredam Energi
Perencanaan bangunan peredam energi menggunakan data sebagui berikut:
- Debit banjir rancangan Q100 tahunan : 711,31 m3/detik
- Lebar bendung efektif (Be) : 42,952 m
- Tinggi air diatas mercu (He) : 4,658 m
- Tinggi air banjir diatas mercu (Hd) : 4,650 m
- Tinggi mercu bendung (P) : 3 m
Perhitungan debit persatuan lebar bendung
qeff =
Qmax
Beff
qeff =
711 ,3142 , 952 = 16,539 m3/dt/m
Kedalaman kritis (yc) :
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 50
yc =
3√ qeff 2
g
=
3√16 ,5392
9 , 81
yc = 3,032 m
tinggi jatuh (Z)
Z = elevasi hulu + tinggi bendung – elevasi hilir
= 442,114 + 3 – 441,529
= 3,585 m
q = V1 x Y1
V1 = √2x g(0,5 He+z)
V1 = √2x 9,81 x(0,5 x 4,658+3,585)
V1 = 10,772 m/dt
V1 = qy1
10,772 = 16.539
y1
y1 = 1,535 m
Fr1 = V 1
√g x y1 =
10,772√9,81 x1,535
= 2,776
y2 = 12
y1 (√1+8 Fr2¿¿−1)
= 12
x1,535 ¿ – 1)
= 5,308 m
Panjang Loncatan (Lj)= 7 (Y2-Y1)
= 7 (5,308 - 1,535)
= 26,411 m
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 51
Berdasarkan nilai q = 16,539 m3/dt/m < 45 m3/dt/m, V1 = 10,772 m/dt < 18 m/dt
dan Fr = 2,776 > 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)]
= 5,308 [ 5,2 + 0,4 (2,776 – 2,5)]
= 28,18 m ≈ 28 m
4.4 Bangunan Pengambilan dan Penguras Bendung
Bendung direncanakan untuk mengairi areal sawah seluas 6514 Ha,
kebutuhan air disawah sebesar 1,46 l
dt /ha , DR = 1,460,65
=2,24 ldt /ha
Qrencana intake = Dr x A
= 2,24 x 6514
= 146171 l
dt
= 14,6171 m3
dt
Q = 1,2 Qk =1,2 x 14,6171 = 17,540 m3
d
Tinggi bukaan pintu :
P = 3 m
p = 1,5 m
z = 0,3 m
Elevasi dasar intake = +45,00 + 1,5= +46,50
- Elevasi mercu = elevasi hulu + tinggi mercu bendung
= 45,00 + 3
= +48,00 m
- Tinggi bukaan pintu intake = 48 – 0,2 – 46,00 = 1,8 m
a = 1,6 m
Q = µ x b x a √2× g× z
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 52
17,540 = 0,8 x b x 1,6√2× 9,81 ×0,3
b = 5,648 m
Direncanakan 4 buah pintu, @ b = 1,04 m,maka ada 3 pilar @ b = 0,8 m.
Sehingga lebar total intake = (1,04 x 4) + (0,8 x 3) = 6,65 m
Lebar bangunan penguras sebaiknya 60% dari lebar total intake termasuk pilar-
pilarnya.
Lebar penguras = 60% x 6,65 = 3,99 m
Direncanakan 4 buah pintu penguras @ b = 1,04 m dan 3 pilar @ b=0,8 m.
Gambar Potongan memanjang bangunan pengambilan (B-B) potongan
memanjang penguras bendung (C-C) dan dapat dilihat pada lampiran A8 & A9.
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 = 17,540 m3/detik
tinggi air di saluran pengarah (hp) = a + n + d
=1,6 + 0,20 +0,20
= 2 m
Q pengarah (Qp) = Ap x V
17,540 = Bp x Hp x V
17,540 = Bp x 2 x 1,5
Bp = 5,847 m≈ 6 m
4.5 Kantong Lumpur
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 53
Prosedur perencanaan kantong lumpur:
1. Menentukan ukuran partikel rencana yang akan terangkut ke
jaringan irigasi.
2. Menentukan volume (V) kantong lumpur yang diperlukan.
Qn = 14,6171 m3
dt
D = ukuran partikel sedimen yang terangkut kejaringan irigasi = 0,05 mm
T = periode pembilasan kantong lumpur = 7 harian
M = persentase sedimen yang masuk ke intake = 0,05% = 0,0005
Misal direncanakan kantong lumpur 2 pias, Qn /2
Q = Qn
2=14,6171
2=7,509 m3
d t
V = 0,0005 x Q x T
= 0,0005 x 7,509 x 7 x 3600 x 24
= 2270,722 m3
3. Menentukan perkiraan awal luas rata-rata permukaan
kantong lumpur dengan grafik 5.4, didapat
Dengan suhu air 20⁰C dan D = 0,05 mm didapat w = 1 mm/dt =
0,001 m/dt, perkiraan luas permukaan :
LB= Qw
=7,5090,001
=7509m2
Persyaratan: L/B > 8
Direncanakan L = 10 B
10B2= 7509
B = 25,43 m → L = 254,3 m
4. Menentukan kemiringan saluran normal In (eksploitasi
normal, kantong sedimen hampir penuh)
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 54
Biasanya Vn diambil 0,40 m/dt untuk mencegah tumbuhnya vegetasi dan
agar partikel partikel yang besar tidak langsung mengendap d ihilir
pengambilan. Harga Ks dapat diambil 40. Untuk menentukan Rn, luas
harus diperkirakan dulu.
An = Qn
V n=1 4,6171
0,4=36,543 m2
Hn = An
B=36,543
25,43=1,437 m
Rn = An
Pn= 36,543
B+2 Hn= 36,543
25,43+2(1,437)=1,291 m
Vn = Ks x Rn
23 × I n
12
0,4 = 40 x (1,291)23 × I n
12
In = 0,00071
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)
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 14,6171 = 17,541 m3 / dt
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 55
Luas penampang basah kantong lumpur, As
As = Qs
V s=17,541
1,5=11,937 m2
Bentuk penampang kantong lumpur adalah persegi, maka rumus yang
digunakan :
Kedalaman kantong lumpur
As = B x hs
Hs = A s
B=11,937
25,43=0,46 m
Rs = A s
P s= 11,937
25,43+2(0,46)=0,453 m
Harga Ks dapat diambil 40. Maka kemiringan saluran normal (Is) dapat dihitung
sebagai berikut:
Vs = Ks x R s
23 × I s
12
1,5 = 40 x ¿ x I s
12
Is = 0,0040
Gambar 4.5 Potongan melintang kantong lumpur dalam keadaan kosong
pada Qs
4.6 Bangunan Pembilas Kantong Lumpur
Data yang digunakan:
Lebar dasar kantung lumpur (b) = 25,43 m (1 pias)
Kedalaman air pembilas (Hs) =0,46m
Untuk menghitung lebar bersih bukaan pembilas (bnf) terlebih dahulu
direncanakan bukaan dan pilar:
Ada 5 bukaan @ 2 m dan ada 4 pilar @ 0,8 m
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 56
b nf = 5 x 2 = 10 m
AT = b x Hs
= 25,43 x 0,46
= 11,698 m2
b x Hs = b nf x Hf
11,698 = 10 Hf
Hf = 0,855 m
Jadi, kedalaman tambahan 0,855 – 0,46 = 0,395 m, harus diberikan ke dasar
bangunan pembilas.
Gambar 4.7 Potongan memanjang saluran pembilas kantong lumpur
Saluran Pembilas
Data yang digunakan:
Kecepatan pada saluran pembilas (V) = 1,5 m3/dt
Elevasi dasar sungai = + 43,00
Panjang saluran pembilas = 60 m
Dengan menggunalan nilai banding b/h = 2,5
Af = bnf x hf = 10 x 0,855 = 8,55 m2
Af = ( n + m )H2
8,55 = (2,5 + 0,0005)H2
H = 1,849 m
B = 5,09 m
Kemiringan yang diperlukan dapat ditentukan dengan Rumus Strickler,
dengan Ks = 40
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 57
Vs = Ks x Hf 2/3 x if
½
1,5 = 40 x 0,855 2/3 x if 1/2
if 1/2 = 0,0416
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).
Hn = 1,437 m
Hi = Hn - 0,1 - 0,1 = 1,237 m
Muka air disebelah hulu pengambilan = + 45,8 + 1,849 = + 47,649
Direncanakan kehilangan tinggi energi = 0,1 m diatas pengambilan.
Qn = x hi x bi x √2gz
14,6171= 0,9 x 1,849 x bi x √2 x 9,81 x0,1
bi = 6,271 m
bi = lebar bersih bangunan pengambilan
Dengan menggunakan 5 bukaan masing-masing 1,5 m, diperlukan 4 pilar masing-
masing 0,8 m. Jadi lebar total adalah :
bi = (5 x 1,5) +( 4 x 0,80) = 10,7 m
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 58
Gambar 4.9 Potongan memanjang saluran pengambilan primer
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 59
BAB V
ANALISIS STABILITAS BENDUNG
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)
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 60
Tabel 5.1 Perhitungan jalur rembesan dan tekanan air pada debit normal
TITIK ELEVASI GARIS
PANJANG REMBESANΔH H P
V H 1/3H Lw
m m m m kN/m² kN/m² kN/m²A0 45.00 0 0 30.00 30
A1 43.00 A0 - A1 2.00 2 1.64 50.00 48.36
A2 43.00 A1 - A2 0.5 0.17 2.17 1.78 50.00 48.22
A3 44.60 A2 - A3 1.60 3.77 3.09 34.00 30.91
A4 44.60 A3 - A4 2.2 0.73 4.50 3.69 34.00 30.31
A5 43.00 A4 - A5 1.60 6.10 5.00 50.00 45.00
A6 43.00 A5 - A6 0.5 0.17 6.27 5.14 50.00 44.86
A7 44.60 A6 - A7 1.60 7.87 6.45 34.00 27.55
A8 44.60 A7 - A8 3 1.00 8.87 7.27 34.00 26.73
A9 43.00 A8 - A9 1.60 10.47 8.58 50.00 41.42
A10 43.00 A9 - A10 0.5 0.17 10.63 8.72 50.00 41.28
A11 44.60 A10 - A1
1 1.60 12.23 10.03 34.00 23.97
A12 44.60 A11 - A1
2 3 1.00 13.23 10.85 34.00 23.15
A13 43.00 A12 - A1
3 1.60 14.83 12.16 50.00 37.84
A14 43.00 A13 - A1
4 0.5 0.17 15.00 12.30 50.00 37.70
A15 44.60 A14 - A1
5 1.60 16.60 13.61 34.00 20.39
A 44.60 A15 - A 3 1.00 17.60 14.43 34.00 19.57
B 41.50 A - B 3.10 20.70 16.97 65.00 48.03
C 41.50 B - C 2.47 0.82 21.52 17.64 65.00 47.36
D 43.50 C - D 2.00 23.52 19.28 45.00 25.72
E 43.50 D - E 0.9 0.30 23.82 19.53 45.00 25.47
F 40.50 E - F 3.00 26.82 21.99 75.00 53.01
G 40.50 F - G 2 0.67 27.49 22.54 75.00 52.46
H 38.00 G - H 2.50 29.99 24.59 100.00 75.41
I 38.00 H - I 2.5 0.83 30.82 25.27 100.00 74.73
J 35.50 I - J 2.50 33.32 27.32 125.00 97.68
K 35.50 J - K 2.5 0.83 34.16 28.00 125.00 97.00
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 61
L 33.00 K - L 2.50 36.66 30.05 150.00 119.95
M 33.00 L - M 2 0.67 37.32 30.60 150.00 119.40
N 34.50 M - N 1.50 38.82 31.83 135.00 103.17
O 34.50 N - O 30 10.00 48.82 40.03 135.00 94.97
P 33.00 O - P 1.50 50.32 41.26 150.00 108.74
Q 33.00 P - Q 2 0.67 50.99 41.80 150.00 108.20
R 43.00 Q - R 10.00 60.99 50.00 50.00 0.00
JUMLAH 41.80 57.57 19.2 Cw = 61.0 = 12.20
Dari tabel di atas dihitung angka rembesan Lane-nya :
Cw =
Lv+Σ 13 LH
Hw
=
615
= 12,2 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
Tekanan tanah (termasuk lumpur yang mengendap di depan
bendung)
Dihitung dengan rumus :
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 62
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)
Ka = Koefisien tanah aktif
= Sudut gesekan dalam yang tergantung dari jenis tanah ( = 300)
Nilai Ka :
Ka= tan2(45−302 )=0 , 33
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 ).
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 63
Gambar Potongan memanjang apron dan bendung selama debit rendah dapat
dilihat pada lampiran A11.
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 64
Tabel 5.2 Stabilitas Bendung selama Debit Rendah (Q50)
GAYA LUAS x TEKANANGAYA
SEKITAR TITIK OLENGAN MOMEN MOMEN
kN M kNm
H O R I Z O N T A LW1 0.5 x 3.0 x 30 45.00 48.0 - 33.0 ) + ( 48.0 - 45.0 16.00 720.00W2 19.57 X 3.1 60.67 44.6 - 33.0 ) + ( 44.6 - 41.5 13.15 797.83
0.5 x ( 48.03 - 19.57 ) x 3.1 44.11 44.6 - 33.0 ) + ( 44.6 - 41.5 12.63 557.27
W3 47.36 X 2.0 -94.71 43.5 - 33.0 ) + ( 43.5 - 41.5 11.50 -1089.17
0.5 x ( 47.36 - 25.72 ) x 2.0 -21.64 43.5 - 33.0 ) + ( 43.5 - 41.5 11.17 -241.64
W4 53.01 X 3.00 159.03 43.5 - 33.0 ) + ( 43.5 - 40.5 12.00 1908.36
0.5 x ( 53.01 - 25.47 ) x 3.00 41.31 43.5 - 33.0 ) + ( 43.5 - 40.5 11.50 475.08
W5 75.41 X 2.50 188.54 40.5 - 33.0 ) + ( 40.5 - 38.0 8.75 -1649.68
0.5 x ( 75.41 - 52.46 ) x 2.50 28.69 40.5 - 33.0 ) + ( 40.5 - 38.0 8.33 239.07
W6 97.68 X 4.50 439.57 38.0 - 33.0 ) + ( 38.0 - 33.5 7.25 3186.85
0.5 x ( 97.68 - 74.73 ) x 4.50 51.64 38.0 - 33.0 ) + ( 38.0 - 33.5 6.50 335.65
W7 119.95 X 2.5 299.87 35.5 - 33.0 ) + ( 35.5 - 33.0 3.75 1124.52
0.5 x ( 119.9 - 97.00 ) x 2.5 28.69 35.5 - 33.0 ) + ( 35.5 - 33.0 3.33 -95.63
W8 119.40 X 2.5 -298.51 35.5 - 33.0 ) + ( 35.5 - 33.0 3.75 -1119.39 0.5 x ( 119.40 - 103.2 ) 2.5 -20.29 35.5 - 33.0 ) + ( 35.5 - 33.0 3.33 -67.62
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 65
x
W9 108.74 X 2.5 271.86 35.5 - 33.0 ) + ( 35.5 - 33.0 3.75 1019.48
0.5 x ( 108.74 - 94.97 ) x 2.5 17.21 35.5 - 33.0 ) + ( 35.5 - 33.0 3.33 57.38
W10 0.5 x 10.00 x 108 -540.99 33.0 - 33.0 ) + ( 43.0 - 33.0 3.33 -1803.30
H 700.05 MH = 4355.04
Tabel 5.3 Gaya dan Momen Vertikal
GAYA LUAS x TEKANANGAYA
SEKITAR TITIK O
LENGAN MOMEN MOMEN
Kn M kNm
VERTIKALG3 0.5 x 3.50 x 3.50 X 22 -134.75 38.4 - 0.7 ( 3.5 ) = 36.08 -4861.33
G4 1.5 X 5.4 X 22 -178.20 41.9 + 0.5 ( 5.4 ) = 44.60 -7947.72
G5 1.00 X 3.50 X 22 -77.00 38.4 + 0.5 ( 3.5 ) = 40.16 -3092.32
G6 2.00 X 2.474 X 22 -108.86 43.9 + 0.5 ( 2.5 ) = 45.14 -4913.43
0.5 x 2.00 x 1.00 X 22 -22.00 43.9 - 0.7 ( 1.0 ) = 43.23 -951.13
G7 4.50 X 3 X 22 -297.00 38.4 + 0.5 ( 4.5 ) = 40.65 -12073.05
G8 0.5 x 2.50 x 2.50 X 22 -68.75 38.4 - 0.7 ( 2.5 ) = 36.73 -2525.42
G9 2.50 X 2.5 X 22 -137.50 38.4 + 0.5 ( 2.5 ) = 39.65 -5451.88
G10 0.5 x 0.50 x 1 X 22 -5.50 1.0 + 0.3 ( 0.5 ) = 1.17 -6.42
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 66 G11 1.00 X 1.00 X 22 -22.00 0.0 + 0.5 ( 1.0 ) = 0.50 -11.00
G12 38.40 X 6.50 X 22 -5491.20 0.0 + 0.5 ( 38.4 ) = 19.20 -105431.04
G13 36.00 X 0.50 X 22 -396.00 0.0 + 0.5 ( 36.0 ) = 18.00 -7128.00
G14 2.00 X 2 X 22 -88.00 34.0 + 0.5 ( 2.0 ) = 35.00 -3080.00
0.5 x 2.00 x 1.00 X 22 -22.00 34.0 - 0.7 ( 1.0 ) = 33.33 -733.33
G15 0.5 x 1.00 x 2.00 X 22 -22.00 0.0 + 0.7 ( 1.0 ) = 0.67 -14.67
2.00 X 2.00 X 22 -88.00 0.0 + 0.5 ( 2.0 ) = 1.00 -88.00
W11 0.5 ( 48.03 + 47.36 ) x 2.47 117.80 44.9 + 0.5 ( 2.5 ) = 46.14 5434.73
W12 25.72 X 1.00 25.72 43.9 - 0.5 ( 1.0 ) = 43.40 1116.05
0.5 ( 47.36 - 25.72 ) x 1.00 10.82 43.9 - 0.3 ( 1.0 ) = 43.57 471.38
W13 0.5 ( 25.72 + 25.47 ) x 0.89 22.78 43.0 + 0.5 ( 0.9 ) = 43.45 989.56
W14 0.5 ( 53.01 + 52.46 ) x 2 105.47 41.0 + 0.5 ( 2.0 ) = 42.00 4429.89
W15 0.5 ( 75.41 + 74.73 ) x 2.5 187.68 38.5 + 0.5 ( 2.5 ) = 39.75 7460.32
W16 0.5 ( 97.68 + 97.0 ) x 2.5 243.35 36.0 + 0.5 ( 2.5 ) = 37.25 9064.76
W17 0.5 ( 119.95 + 119.4 ) x 2 239.35 34.0 + 0.5 ( 2.0 ) = 35.00 8377.27
W18 103.17 X 1.00 -103.17 33.0 - 0.5 ( 1.0 ) = 32.50 -3353.10
0.5 ( 119.40 - 103.17 ) x 1.00 -8.11 33.0 - 0.3 ( 1.0 ) = 32.67 -265.09
W19 0.5 ( 103.17 + 94.97 ) x 30 2972.20 3.0 + 0.5 ( 30.0 ) = 18.00 53499.61
W20 94.97 X 1.00 94.97 2.0 - 0.5 ( 1.0 ) = 1.50 142.46
0.5 ( 108.74 - 94.97 ) 1.00 6.89 2.0 - 0.3 ( 1.0 ) = 1.67 11.48
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 67
x
W21 0.5 ( 108.74 + 108.20 ) x 2 216.94 0.0 + 0.5 ( 2.0 ) = 1.00 216.94
W22 0.5 x 3 x 3 -4.50 43.9 - 0.7 ( 3.0 ) = 41.90 -188.55
-3030.57 Mv = -70901.02
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 68
Dari tabel stabilitas debit rendah di atas, didapat:
Rv = -3030.6 kN
RH = 700.05 kN
Mv = -70901 kNm
MH = 4355.04 kNm
Mo = -70901 + 4355.04 = -66545.98 kNm
Garis tangkap (line of action) gaya resultante sekarang dapat ditentukan
sehubungan dengan titik 0.
h = M H
RH= 4355.04
700.05=6.221 m
Tekanan tanah di bawah bendung dapat dihitung sebagai berikut :
Panjang telapak pondasi L = 47,37 m
Eksentrisitas : e = L2− Mo
Rv
e = 47,37
2−66545.98
3030.6
= 1,727 < (1/6 x L = 7,9) ( 0k )
Banguan aman terhadap bahaya guling selama terjadi debit rendah.
Tekanan tanah : σ=R v
Lx (1 ± 6e
L )¿ −3030.6
47,37x (1 ± 6 x1,727
47,37 ) = 63,977 x (1 0,92 )
Didapat ; maks = 77.97 KN/m2 dan min = 49.98 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 :
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 69
Pada titik Q-R
ep1 = 0,5(ρ s−ρw) x g x 0,5 h x tg2 ( 45o + φ/2 )
= 0.5(1.8 – 1 ) x 10 x 0,5 x 10 x tg2 (45o + 30o/2)
= 60 kN/m
Pada titik C-D
ep2 = 0,5(ρ s−ρw) x g x 0,5 h x tg2 ( 45o + φ/2 )
= 0.5(1.8 – 1 ) x 10 x 0,5x 2 x tg2 (45o + 30o/2)
= 12.0 kN/m
Pada titik M-N
ep3 = 0,5(ρ s−ρw) x g x 0,5 h x tg2 ( 45o + φ/2 )
= 0.5(1.8 – 1 ) x 10 x 0,5 x 2 x tg2 (45o + 30o/2)
= 150 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
= 6 kN
Pada titik M-N
Ep3 = ½ x (0,5 h x ep3)
= ½ x 0,5 x 2 x 12
= 6 kN
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 70
Keamanan terhadap guling sekarang f = 0,5
S = f x R v
RH−∑ Ep
=0,5 x 3030,57700,05 – 162.0
=2,816 > 2 (0k)
Tanpa tekanan tanah pasif, keamanan terhadap guling menjadi :
S = f x R v
RH=0,5 x 3030.6
700,05 = 2,164 > 2 (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
10,79 – 10 = 0,79 m
keamanan terhadap erosi bawah tanah menjadi :
S= 100.79
=12,66 > 2 (0k)
Keamanan terhadap gempa
Persamaan :
E = ad/g
ad= n (ac x z )
Dimana :
ad = percepatan gempa rencana, cm/dt2
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 71
N,m = koefisien jenis tanah (1,56 dan 0,89)
ac =percepatan gempa dasar, 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 7048,76 = 704.876 kN
Dan akan bekerja dari pusat gravitasi yang telah dihitung diatas.
Momen tambahan yang dipakai adalah :
He x h = + 704.047 X 6.221 = 4385.047 kNm
Jumlah momen sekarang menjadi :
M = Mo + He = -67101,03 + 8311,47 = -58789,56 kNm
Stabilitas bendung sekarang menjadi :
Eksentrisitas (guling):
e = L2− M
Rv
e = 47,37
2−62160.93
3030.57
= 3.174 < 1/6 x L = 7,9 ( 0k )
Tekanan tanah :
maks ¿Rv
Lx (1+ 6 e
L )maks ¿
3030.5747,37
x¿
maks = 64.379 kN/m2 < 200 kN/m2 (0k)
Gelincir :
S = f x Rv
RH +H e+∑ Ep ❑
= 0,5 x 3030.57
700,05+705−162.00 ❑
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 72
= 1,219 < 1,25
5.3 Stabilitas pada Debit Banjir
Debit rencana (Qmax = 128,71 m3/dt)
Elevasi muka air hulu bendung = + 52,239 m
Elevasi muka air hilir bendung = + 48,581 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 44.60 17.60 14.43 34.00 19.57B 41.50 20.70 16.97 65.00 48.03
C 41.50 21.52 17.64 65.00 47.36
D 43.50 23.52 19.28 45.00 25.72E 43.50 23.82 19.53 45.00 25.47F 40.75 26.82 21.99 75.00 53.01G 40.75 27.49 22.54 75.00 52.46H 38.00 29.99 24.59 100.00 75.41I 38.00 30.82 25.27 100.00 74.73J 35.50 33.32 27.32 125.00 97.68K 35.50 34.16 28.00 125.00 97.00L 33.00 36.66 30.05 150.00 119.95M 33.00 37.32 30.60 150.00 119.40N 35.00 38.82 31.83 135.00 103.17O 35.00 48.82 40.03 135.00 94.97P 33.00 50.32 41.26 150.00 108.74Q 33.00 50.99 41.80 150.00 108.20
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 73
R 43.00 60.99 50.00 50.00 0.00
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 74
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 LW1 47.31 x 3.0 141.92 ( 48.
0 - 33.0 ) + 0.
5 ( 48.0 - 45.
0 ) = 16.50 2341.73
0.5 x ( 96.50 - 47.31 )
x 3.0 73.79 ( 48.0 - 33.
0 ) + 0.3 ( 48.
0 - 45.0 ) = 16.00 1180.62
W2 78.96 x 3.1 244.77 ( 44.6 - 33.
0 ) + 0.5 ( 44.
6 - 41.5 ) = 13.15 3218.74
0.5 x (
109.69 - 78.96 )
x 3.1 47.63 ( 44.6 - 33.
0 ) + 0.3 ( 44.
6 - 41.5 ) = 12.63 601.71
W3 109.61 x 2.0 -219.23 ( 43.5 - 33.
0 ) + 0.5 ( 43.
5 - 41.5 ) = 11.50 -2521.14
0.5 x (
109.61 - 89.44 )
x 2.0 -20.18 ( 43.5 - 33.
0 ) + 0.3 ( 43.
5 - 41.5 ) = 11.17 -225.29
W4 116.65 x 3.00 349.95 ( 43.5 - 33.
0 ) + 0.5 ( 43.
5 - 40.5 ) = 12.00 4199.42
0.5 x (
116.65 - 89.41 )
x3.00 40.86 ( 43.
5 - 33.0 ) + 0.
3 ( 43.5 - 40.
5 ) = 11.50 469.84
W5 143.87 x 2.50 359.68 ( 40.5 - 33.
0 ) + 0.5 ( 40.
5 - 38.0 ) = 8.75 3147.22
0.5 x (
143.87 - 116.5
9) x
2.50 34.10 ( 40.
5 - 33.0 ) + 0.
3 ( 40.5 - 38.
0 ) = 8.33 284.18
W6 168.58 x 4.50 758.61 ( 38.0 - 33.
0 ) + 0.5 ( 38.
0 - 33.5 ) = 7.25 5499.96
0.5 x (
168.58 - 143.8
0) x
4.50 55.76 ( 38.
0 - 33.0 ) + 0.
3 ( 38.0 - 33.
5 ) = 6.50 362.42
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 75
W7 193.29 x 2.5 483.22 ( 35.5 - 33.
0 ) + 0.5 ( 35.
5 - 33.0 ) = 3.75 1812.09
0.5 x ( 193.3 - 168.5
1) x 2.5 30.98 ( 35.
5 - 33.0 ) + 0.
3 ( 35.5 - 33.
0 ) = 3.33 103.25
W8 193.23 x 2.5 -483.08 ( 35.5 - 33.
0 ) + 0.5 ( 35.
5 - 33.0 ) = 3.75 -1811.54
0.5 x (
193.23 - 173.1 )
x 2.5 -25.16 ( 35.5 - 33.
0 ) + 0.3 ( 35.
5 - 33.0 ) = 3.33 -83.88
W9 192.09 x 2.5 480.23 ( 35.5 - 33.
0 ) + 0.5 ( 35.
5 - 33.0 ) = 3.75 1800.86
0.5 x (
192.09 - 172.2
2) x 2.5 24.84 ( 35.
5 - 33.0 ) + 0.
3 ( 35.5 - 33.
0 = 3.33 82.79
W10 192.03 x 10.0 -1920.34 ( 43.
0 - 33.0 ) + 0.
5 ( 43.0 - 33.
0 ) = 15.00-
28805.04
0.5 x 10.00 x 192.03 -960.17 ( 43.
0 - 33.0 ) + 0.
3 ( 43.0 - 33.
0 ) = 13.33-
12802.24
W23 0.5 x 9.24 x 91.16 -421.15 ( 43.0 - 33.
0 ) + 0.3 ( 48.
6 - 43.0 ) = 11.86 -4994.82
H 458.36 MH = -8342.06
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 76
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 LG5 1.00 X 3.50 x 0 0.00 38.4 + 0.5 ( 3.5 ) = 40.16 0.00
G6 2.00 X 2.5 x 22 -108.86 43.9 + 0.5 ( 2.5 ) = 45.14 -4913.43
0.5 x 2.00 x 1.00 x 22 -22.00 43.9 - 0.7 ( 1.0 ) = 43.23 -951.13
G7 4.50 X 3 x 22 -297.00 38.4 + 0.5 ( 4.5 ) = 40.65 -12073.05
G8 0.5 x 2.50 x 2.50 x 22 -68.75 38.4 - 0.0 ( 2.5 ) = 38.40 -2640.00
G9 2.50 X 2.5 x 22 -137.50 38.4 + 0.5 ( 2.5 ) = 39.65 -5451.88
G10 0.5 x 0.50 x 1 x 22 -5.50 1.0 + 0.3 ( 0.5 ) = 1.17 -6.42
G11 1.00 X 1.00 x 22 -22.00 0.0 + 0.5 ( 1.0 ) = 0.50 -11.00
G12 38.40 X 6.50 x 22 -5491.20 0.0 + 0.5 ( 38.4 ) = 19.20
-105431.0
4
G13 36.00 X 0.50 x 22 -396.00 0.0 + 0.5 ( 36.0 ) = 18.00 -7128.00
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 77 G14 2.00 X 2 x 22 -88.00 34.0 + 0.5 ( 2.0 ) = 35.00 -3080.00
0.5 x 2.00 x 1.00 x 22 -22.00 34.0 - 0.7 ( 1.0 ) = 33.33 -733.33
G15 0.5 x 1.00 x 2.00 x 22 -22.00 0.0 + 0.7 ( 1.0 ) = 0.67 -14.67
2.00 X 2.00 x 22 -88.00 0.0 + 0.5 ( 2.0 ) = 1.00 -88.00
W11 0.5 ( 48.03 + 47.36 ) x 2.5 117.80 44.9 + 0.5 ( 2.5 ) = 46.14 5434.73
W12 25.72 X 1.00 25.72 43.9 - 0.5 ( 1.0 ) = 43.40 1116.05
0.5 ( 47.36 - 25.72 ) x
1.00 10.82 43.9 - 0.3 ( 1.0 ) = 43.57 471.38
W13 0.5 ( 25.72 + 25.47 ) x 0.9 22.78 43.0 + 0.5 ( 0.9 ) = 43.45 989.56
W14 0.5 ( 53.01 + 52.46 ) x 2 105.47 41.0 + 0.5 ( 2.0 ) = 42.00 4429.89
W15 0.5 ( 75.41 + 74.73 ) x 2.5 187.68 38.5 + 0.5 ( 2.5 ) = 39.75 7460.32
W16 0.5 ( 97.68 + 97.00 ) x 2.5 243.35 36.0 + 0.5 ( 2.5 ) = 37.25 9064.76
W17 0.5 ( 119.95 + 119.4 )
x 2 239.35 34.0 + 0.5 ( 2.0 ) = 35.00 8377.27
W18 103.17 X 1.00 103.17 33.0 - 0.5 ( 1.0 ) = 32.50 3353.10
0.5 ( 119.40 - 103.1
7) x
1.00 8.11 33.0 - 0.3 ( 1.0 ) = 32.67 265.09
W19 0.5 ( 103.17 + 94.97 )
x 30 2972.20 3.0 + 0.5 ( 30.0 ) = 18.00 53499.61
W20 94.97 X 1.00 94.97 2.0 - 0.5 ( 1.0 ) = 1.50 142.46
0.5 ( 108.74 - 94.97 )
x1.00 6.89 2.0 - 0.3 ( 1.0 ) = 1.67 11.48
W21 0.5 ( 108.74 + 108.2
0) x 2 216.94 0.0 + 0.5 ( 2.0 ) = 1.00 216.94
W22 0.5 x 3 x 3 -4.50 43.9 - 0.7 ( 3.0 ) = 41.90 -188.55
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 78
v -2418.05 Mv = -47877.86
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 79
Dari tabel stabilitas debit banjir di atas, didapat:
Q100 = 711.31 m3/dt
Muka air di hulu bendung adalah 48 + Hd = 48 + 4,65 = 52,65 m
Muka air di hilir bendung adalah 42 + y2 = 42 + 5,308 = 47,308 m
Hw = 52,65 – 47,308 = 5,342 m
Cw = 60,995,342 = 11,416 m
Tanpa menghitung gesekan, kecepatan air pada elevasi + 45,00 , adalah
v=√2 g ( H +z )=√19,62 (4,65+3,585 )=12,711m /dt
Tebal pancaran air:
D=qv =
16,53912,711 = 1,301 m
Tekanan sentrifugal pada bak :
P = Dg
x v2
L = 1,301
9,81x 12,7112
36 = 0,595 ton/m2 = 5,953 kN/m2
Gaya sentrifugal resultante Fc = p x L = 5,953 x 36 = 214,297 kN
Gaya resultant yang bekerja pada bendung adalah :
Rv = -3065,40 kN
Rh = 458,36 kN
Mv = -74946,69 kNm
Mh = -8342,06 kNm
Eksentrisitas : e = L2− Mv
Rv
e = 47,37
2−74946,69
3065,40
= -0,76 < (1/6 x L = 7,895 m)
Bangunan aman terhadap bahaya guling selama terjadi debit rendah.
Tekana tanah :
σ=R v
Lx (1 ± 6e
L )
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 80
¿ 3065,4047,37
x (1± 6 x0,7647,37 )
= 64,712 x (1 0,096 )
Didapat ; maks = 70,98 KN/m2 dan min = 58,45 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 = 64,71 / 70,98 = 0,912 < 1,25
Tanpa tekanan tanah pasif, keamanan terhadap guling menjadi :
S = f x R v
RH=0,5 x 3065,40
458,36 = 3,344 > 1 (0k)
Gelincir :
S = f x Rv
RH +∑ E p❑
= 0,5 x 3065,40
458,36−168,70❑
= 5,291 > 1,25 (ok)
Eka Budianda Helmita/08C10203038
PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 81
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.
Eka Budianda Helmita/08C10203038