BAB II

LANDASAN TEORI

2. 1 Kebutuhan Air Sawah Untuk Padi

2.1.1. Umum

Kebutuhan air sawah untuk padi ditentukan oleh beberapa faktor yaitu sebagai berikut::

1. penyiapan lahan

2. penggunaan konsumtif

3. perkolasi dan rembesan

4. pergantian lapisan air

5. curah hujan efektif

Kebutuhan total air sawah (GFR) mencakup faktor 1 sampai 4. Kebutuhan bersih air

sawah (NFR) juga memperhitungkan curah hujan efektif. Kebutuhan air sawah dinyatakan

dalam mm/hari atau l/dt/hr. Tidak disediakan kelonggaran untuk efisiensi irigasi di jaringan

tersier dan utama. Efisiensi juga memperhitungkan kebutuhan pengambilan irigasi (m3/dt).

2.1.2. Penyiapan Lahan.

Kebutuhan air untuk penyiapan lahan umumnya menentukan kebutuhan maksimum air

irigasi pada suatu proyek irigasi. Faktor-faktor penting yang menentukan besarnya kebutuhan

air untuk penyiapan lahan adalah:.

a. Jangka waktu penyiapan lahan

Faktor-faktor penting yang menentukan lamanya jangka waktu penyiapan lahan adalah:

- tersedianya tenaga kerja dan ternak penghela atau traktor untuk menggarap tanah

- perlunya memperpendek jangka waktu tersebut agar tersedia cukup waktu untuk

menanam padi sawah dan padi ladang kedua

Faktor-faktor tersebut saling berkaitan. Kondisi sosial budaya yang ada di daerah

penanaman padi akan mempengaruhi lamanya waktu yang diperlukan untuk persiapan lahan.

Untuk daerah-daerah proyek baru, jangka waktu penyiapan lahan akan ditetapkan berdasarkan

kebiasaan yang berlaku di daerah-daerah di dekatnya. Sebagai pedoman diambil jangka waktu

15 bulan untuk menyelesaikan persiapan lahan di seluruh petak tersier.

Bilamana untuk penyiapan lahan diperkirakan akan dipakai peralatan mesin secara luas,

maka jangka waktu penyiapan lahan akan diambil satu bulan.

Perlu diingat bahwa transpalantasi (pemindahan bibit ke sawah) mungkin sudah dimulai

setelah 3 sampai 4 minggu di beberapa bagian petak tersier di mana pengolahan lahan sudah

selesai.

b. Kebutuhan air untuk penyiapan lahan

Pada umumnya jumlah air yang dibutuhkan untuk penyiapan lahan dapat ditentukan

berdasarkan kedalaman serta porositas tanah di sawah. Rumus berikut dipakai untuk

memperkirakan kebutuhan air untuk penyiapan lahan:

di mana:

PWR = kebutuhan air untuk penyiapan lahan, mm

Sa = derajat kejenuhan tanah setelah penyiapan lahan dimulai, %

Sb = derajat kejenuhan tanah sebelum penyiapan lahan dimulai, %

N = porositas tanah dalam % pada harga rata-rata untuk kedalaman tanah

d = asumsi kedalaman tanah setelah pekerjaan penyiapan lahan, mm

Pd = kedalaman genangan setelah pekerjaan penyiapan lahan, mm

Fi = kehilangan air disawah setelah satu hari

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

transpalantasi tidak akan ada lapisan air yang tersisa di sawah. Setelah transplantasi selesai,

lapisan air di sawah akan ditambah 50 mm. Secara keseluruhan, ini berarti bahwa lapisan air

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

trranspalantasi selesai.

Bila lahan telah dibiarkan berat selama jangka waktu yang lama (25 bulan atau lebih),

maka lapisan air yang diperlukan untuk penyiapan lahan diambil 300 mm, termasuk yang 50

mm untuk penggenangan setelah transpalantasi (penanaman).

Untuk tanah-tanah ringan dengan laju perkolasi yang lebih tinggi, harga-harga

kebutuhan air untuk penyelidikan lahan bisa diambil lebih tinggi lagi. Kebutuhan air untuk

penyiapan lahan sebaiknya dipelajari dari daerah-daerah dekatnya yang kondisi tanahnya

serupa dan hendaknya didasarkan pada hasil-hasil penyiapan di lapangan..

Walaupun pada mulanya tanah-tanah ringan mempunyai laju perkolasi tinggi, tetapi laju

ini bisa berkurang setelah lahan diolah selama beberapa tahun. Kemungkinan ini hendaknya

mendapat perhatian tersendiri sebelum harga-harga kebutuhan air untuk penyiapan lahan

ditetapkan menurut ketentuan di atas.

Kebutuhan air untuk persemaian termasuk dalam harga-harga kebutuhan air di atas.

c. Kebutuhan air selama penyiapan lahan

Untuk perhitungan kebutuhan irigasi selama penyiapan lahan, digunakan metode yang

dikembangkan oleh Van de Goor dan Zijlstra (1968). Metode tersebut didasarkan pada laju air

konstan dalam t/dt selama periode penyiapan lahan dan menghasilkan rumus berikut :

di mana:

IR = kebutuhan air irigasi di tingkat persawahan mm/hr

M. = kebutuhan air untuk mengganti/mengkompensari kehilangan air akibat

evaporasi dan perkolasi di sawh yang sudah dijenuhkan M = E0 + P, mm/hr

E0 = Evaporasi air terbuka yang diambil 1,1 ET0 selama penyiapan lahan mm/hr

P = perkolasi

k = MT/S

T = jangka waktu penyiapan lahan, hari

S = kebutuhan air, untuk penjenuhan ditambah dengan lapsan air 50 mm, mm

yakni 200 + 50 = 250 mm seperti yang sudah diterangkan di atas.

Tabel 2.1Kebutuhan air irigasi selama penyiapan lahan

2.1.3.

Penggunaan Konsumtif

E + P T = 30 hari T = 45 hari

Mm/hari S = 250 S = 300 S = 250 S = 300

5,0 11,1 12,7 8,4 9,5

5.5 11,4 13,0 8,8 9,8

6,0 11,7 13,3 9,1 10,1

6,5 12,0 13,6 9,4 10,4

7,0 12,3 13,9 9,8 10,8

7,5 12,6 14,2 10,1 11,1

8,0 13,0 14,5 10,5 11,4

8,5 13,3 14,8 10,8 11,8

9,0 13,6 15,2 11,2 12,1

9,5 14,0 15,5 11,6 12,5

10,0 14,3 15,8 12,0 12,9

10,5 14,7 16,2 12,4 13,2

11,0 15,0 16,5 12,8 13,6

Penggunaan konsumtif digunakan rumus-rumus sebagai berikut:

di mana:

ETc = evapotranspirasi tanaman, mm/hari

ET0 = evapotranspirasi tanaman acuan, mm/hari

Kc = koefisien tanaman

a. Evapotranspirasi

Evapotranspirasi tanaman acuan adalah evapotranspirasi tanaman yang dijadikan acuan,

yakni rerumputan pendek, ET0 adalah kondisi evaporasi berdasarkan keadaan-keadaan

meteorology seperti:

- temperatur

- sinar matahari (radiasi)

- kelembaban

- angin

Evapotranspirasi dapat dihitung dengan rumus-rumus teoritis-empiris dengan

mempertimbangkan factor-faktor meteorology di atas.

Bila evaporasi dapat diukur di stasiun agrometeorologi, maka biasanya digunakan pan

A. Harga-harga pan evaporasi (Epan) dikonversi kedalam angka-angka ET0 dengan

menerapkan factor pan Kp antara 0,65 dan 0,85 bergantung kepada kecepatan angin,

kelembepan relative serta elevasi.

Harga-harga faktor pan mungkin sangat bervariasi tergantung kepada lamanya angina

bertiup, vegetasi di daerah sekitar dan lokasi pan. Evaporasi pan diukur secara harian,

demikian pula harga-harga ET0.

Untuk perhitungan evaporasi, dianjurkan untuk menggunakan rumus penman yang

sudah dimodifikasi. Temperatur. Kelembapan, aangin, dan sinar matahari (radiasi) merupakan

parameter dalam rumus tersebut. Data-data yang diukur secara harian pada stasiun-stasiun

(agro) meteorologi dan rata-rata sesudah jangka waktu 10 hari atau sebulan untuk perhitungan

ET0 dengan rumus Penman.

Untuk rumus Penman yang sudah dimodifikasi ada dua metode yang bisa digunakan:

- Metode Nedco/Prosida. Lihat terbitan Dirjen Pengairan Bina Program PSA

010,1985

- Metode FAO lebih umum dipakai dan dijelaskan dalam terbitan FAO: Corp

water requieremrnt, 1975.

Harga-harga ET0 dari rumus Penman menunjuk pada tanaman acuan apabila

digunakan albedo0,25 (rerumputan pendek). Koefisien-koefisien tanaman yang dipakai untuk

perhitungan ET0 harus berdasarkan pada ET0 ini dengan albedo 0,25.

Sendainya data-data meteorology untuk daerah tersebut tidak tersedia maka, harga-

harga ET0 boleh diambil sesuai dengan daerah disebelahnya. Keadaan-keadaan meteorology

hendaknya diperiksa dengan seksama agar transposisi data demikian dapat dijamin

keandalannya. Keadaan-keadaan temperature, kelembapan, angina dan sinar matahari

diperbandingkan.

Penggunaan konsumtif dihitung secara tengah-bulanan, demikian pula harga-harga

evapotranspirasi acuan. Setiap jangka waktu setengah bulan hrga ET0 ditetapkan dengan

analisis frekuensi. Untuk ini distribusi normal akan diasumsikan.

b. Koefisien tanaman

Harga-harga koefisien tanaman padi yang diberikan pada tabel 2.22

akan dipakai.

Tabel 2.2 harga-harga koefisien tanaman padiBulan Nedco/Prosida FAO

Varietas Biasa Varietas Unggul Varietas Biasa Varietas Unggul

0,5 1,20 1,20 1,10 1,10

1 1,20 1,27 1,10 1,10

1,5 1,32 1,33 1,10 1,05

2 1,40 1,30 1,10 1,05

2,5 1,35 1,30 1,10 0,95

3 1,24 0 1,05 0

3,5 1,12 0,95

4. 0 0

2.1.4. Perkolasi

Laju perkolasi sangat bergantung pada sifat-sifat tanah. Pada tanah-tanah lempung

berat dengan karakteristik pengolahan (puddling) yang baik, laju perkolasi dapat mencapai 1-

3 mm/hari. Pada tanah yang lebih ringan, laju perkolasi bisa lebih tinggi.

Dari hasil-hasil penyelidikan tanah pertanian dan dan penyelidikan kelulusan,

besarnya laju perkolasi serta tingkat kecocokan tanah untuk pengolahan tanah dapat

ditetapkan dan dianjurkan pemakaiannya. Guna menentukan laju perkolas, tinggi muka air

tanah juga harus diperhitungkan. Perembesan terjadi akibat meresapnya air melalui tanggul

sawah.

2.1.5. Pergantian Lapisan Air

a.setelah pemupukaan, usahakan untuk menjadwalkan dan mengganti lapisan air

menurut kebutuhan.

b. Jika tidak ada penjadwalan semacam itu, lakukan penggantian sebanyak 2 kali,

masing-masing 50 mm (atau 33 mm/hari selama stengah bulan) selama sebulan

dan dua bulan setelah transplantasi.

2.1.6. Curah Hujan Efektiof

Untuk irigasi padi curah hujan efektif bulanan diambil 70 persen dari curah hujan

minimum tengah-bulanan dengan periode ulang 5 Tahun.

di mana:

Re = curah hujan efektif, mm/hari

R (setengah bulanan)5 = curah hujan minimum tengah bulanan dengan periode ulang 5

tahun./mm.

2.2. Jaringan Irigasi

2.2.1. Umum

Uraian fungsional umum mengenai unsur-unsur jaringan irigasi akan merupakan

bimbingan bagi para perekayasa dalam menyingkapkan perencanaan tata letak dan jaringan

irigasi Bangunan dibagi-bagi menurut fungsinyadan akan dijelaskan juga pemakaiannya.

Rekomendasi mengenai pemilihan tipe-tipe bangunan pengukur dan pengatur.

2.2.2. Peta Ikhtisar

Peta ikhtisar adalah cara bagaimana berbagai bagian dari suatu bagian dari suatu

jaringan irigasi saling dihubung-hubungkan. Peta ikhtisar tersebut dapat disajikan pada petak

tata letak.

Peta ikhtisar Proyek irigasi tersebut memperlihatkan;

- bangunan-bangunan utama

- jaringan dan trase saluran irigasi

- jaringan dan trase saluran pembuang

- petak-petak primer, sekunder, dan tersier

- lokasi bangunan

- batas-batas daerah irigasi

- jaringan dan trase jalan

- daerah-daerah yang tidak diairi (missal desa-desa)

- daerah-daerah yang tidak dapat diairi(tanah jelek terlalu tinggi dsb)

Peta ikhtisar umum dibuat berdasrkan peta tofografi yang dilengkapi dengan garis-

garis kontur dengan skala 1 : 25000. Peta ikhtisar detail yang biasa disebut peta petak, dipakai

untuk perencanaan dibuat dengan skala 1 : 5000, dan untuk petak tersier 1 : 5000 atau 1 ;

2000.

2.2.2.1. Petak Tersier

Perencanaan dasar yang berkenaan dengan unit tanah adalah petak tersier. Petak ini

menerima air irigasi yang dialirkan dan diukur dengan bangunan sadap (offtake) tersier yang

menjadi tanggung jawab Dinas Pengaliran. Bangunan sadap tersier mengalirkan slurannya

kesaluran tersier.

Dipetak tersier pembagian air, eksploitasi dan pemeliharaan menjadi tanggung jawab

para petani yang bersangkutan, dibawah bimbingan Pemerintah. Ini juga menentukan ukuran

petak tersier. Petak tersier kelewat besar akan mengakibatkan pembagian air menjadi tidak

efisien. Factor-faktor pentingnya adalah jumlah petani dalam satu petak, jenis tanaman dan

tofografi. Di daerah-daerah yang ditanami padi, luas petak yang ideal adalah antara 50 – 100

ha, kadang-kadang sampai 150 ha.

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

desa dan sesar medan (terrain fault).

Petak tersier dibagi menjadi petak-petak kuerter, masing-masing seluas kurang lebih 8 –

15 ha.

Apabila keadaan topografi memungkinkan, bentuk petak tersier sebaiknya berbentuk

bujur sangkar atau segi empat untuk mempermudah pengaturan tata letak dan memungkinkan

pembagian air secara efisien.

Panjang saluran tersier sebaiknya kurang dari 1500 m, tetapi dalam kenyataan kadang-

kadang panjang saluran ini mencapai 2500 m. panjang saluran kuarter lebih baik di bawah

500 m, tetapi prakteknya kadang-kadang sampai 800 m.

2.2.2.2. Petak Sekunder

Petak sekunder terdiri dari beberapa petak tersier yang kesemuanya dilayani oleh satu

saluran sekunder. Biasanya petak sekunder menerima air dari bangunan bagi yang terletak di

sluran primer atau sekunder.

Batas-batas petak sekunder pada umumnya berupa tanda-tanda topografi yang jelas,

seperti misalnya saluran pembuang. Luas petak sekunder bisa berbeda-beda tergantung pada

situasi daerah. Saluran sekunder sering terletak di punggung medan, mengairi kedua sisi

saluran hinggga saluran pembuang yang membatasinya. Saluran sekunder boleh juga

direncanakan sebagai saluran garis tonggi yang mengairi lereng-lereng medan yang lebih

rendah.

2.2.2.3. Petak Primer

Petak primer terdiri dari beberapa petak sekunder yang yang mengambil air langsung

dari saluran primer. Petak primer dilayani oleh satu aliran primer yang mengambil airnya

langsung dari sumber air biasanya sungai. Proyek-proyek irigasi tertentu mempunyai dua

saluran primer. Ini menghasilkan dua petak primer.

Daerah disepanjang saluran primer sering tidak dapat dilayani dengan mudah dengan cara

menyadap air adri sluran sekunder. Apabila saluran primer melewati sepanjang garis tinggi,

daerah saluran primer yang berdekatan harus dilayani langsung dari primer.

2.3. Saluran Pasangan

2.3.1. Kegunaan Saluran Pasangan

Saluran pasang (lining) dimaksudkan untuk:

- mencegah kehilangan air akibat rembesan

- mencegah gerusan dan erosi

- mencegah merajalelanya tumbuhan air

- mengurangi biaya pemeliharaan

- memberi kelonggaran untuk lengkung yang lebih besar

- tanah yang dibebaskan lebih kecil

Tanda-tanda adanya kemungkinan terjadinya perembesan dalam jumlah besar dapat

dilihat dari peta tanah. Penyelidikan tanah dengan cara pemboran dan penggalian sumuran uji

di alur saluran akan lebih banyak memberikan informasi mengenai kemungkinan terjadinya

rembesan. Pasngan mungkin hanya diperlukan untuk ruas-ruas saluran yang panjangnya

terbatas.

Besarnya rembesan dapat dihitung dengan rumus Moritz (USER)

dimana:

S = kehilangan akibat rembesan, m3/detik per km panjang saluran.

Q = debit m3/detik

v = kecepatan, m/detik

C = koefisien tanah rembesan, m/hari

0,035 = factor konstanta, mm/km

Harga-harga C dapat diambil seperti pada tabel 2.23

Tabel 2.3 Hraga-harga koefisien tanah rembesan C

Jenis tanah Harga C, m/hariKerikil sementasi dan lapisan penahan (hardpan)Dengan geluh pasiranLempung dengan geluh lempunganGeluh pasiran

0,100,120,20

Abu vulkanikPasir dan abu vulkanik atau lempungLempung pasiran dengan batuBatu pasiran dan kerikilan

0,210,370,510,67

2.3.2. Jenis-jenis pasangan

Banyak bahan yang dapat dipakai untuk pasngan saluran (lihat FAO) kratz, 1997).

Tetapi pada prakteknya di Indonesia hanya ada tiga bahan yang dianjurkan pemakaiannya:

- pasangan batu

- beton, dan

- tanah

pembuatan pasangan dari bahan-bahan lain tidak dianjurkan, dengan alas an sulitnya

memproleh persediaan bahan, teknik pelaksanaan yang lebih rumit dan kelemahan-kelemahan

bahan itu sendiri.

Pasangan batu dan beton lebih cocok untuk semua keperluan, kecuali untuk perbaikan

stabilitas tangggul. Pasangan tanah hanya cocok untuk pengendalian rembesan dan perbaikan

stabilitas tanggul.

Tersedianya bahan di dekat pelaksanaan konstruksi merupakan factor yang penting

dalam pemilihan jenis pasangan. Jika bahan batu tersedia, maka pada umumnya dianjurkan

pemakaian pasangan batu. Pasangan dari batu merah mungkin bisa juga dipakai.

Aliran yang masuk ke dalam retak pasangan dengan kecpatan tinggi dapat mengeluarkan

bahan-bahan pasangan tersebut. Kecepatan maksimum dibatasi dan berat pasangan harus

memadai untuk mengimbangi gaya tekan ke atas.

Tebal minimum untuk pasangan batu diambil 30 cm. untuk beton tumbuk tebalnya

paling tidak 8 cm, untuk saluran kecil yang dikonstuksi dengan baik (sampai dengan 6 m3/dt),

dan 10 cm untuk saluran yang lebih besar. Tebal minimum pasangan beton bertulang adalah 7

cm. untuk pasangan semen tanah atau semen tanah yang dipadatkan, tebal minimum diambil

10 cm untuk saluran kecil dan 15 cm untuk saluran yang lebih besar.

Tebal pasangan tanah diambil 60 cm untuk dasar saluran dan 75 cm untuk talut saluran.

Stabilitas pasangan permukaan keras hendaknya dicek untuk mengetahui tekanan air tanah di

balik pasngan. Jika stabilitas pasangan terganggu (pembuang), maka sebaiknya

dipertimbangkan untuk membuat konstruksi pembebas tekanan (lubang pembuang).

Selanjutnya lihat Bagian KP – 04, Bangunan.

2.3.3. Perencanaan Hidrolis

2.3.3.1 Kecepatan Maksimum

Kecepatan-kecepatan maksimum untuk aliran subkritis berikut dianjurkan pemakaiannya:

- pasangan batu : 2 m/dt

- pasangan beton : 3 m/dt

- pasangan tanah : kecepatan maksimum yang diizinkan

kecepatan maksimum yang diizinkan juga akan menentukan kecepatan rencana untuk

dasar saluran tanah dengan pasangan campuran. Prosedur perencanaan saluran untuk saluran

dengan pasangan tanah adalah sama dengan prosedur perencanaan saluran tanah.

Penghitungan bilangan Froude adalah penting apabila dipertimbangkan pemakaian kecepatan

aliran dan kemiringan saluran yang tinggi. Untuk aliran yang stabil, bilangan Froude harus

kurang dari 0,55 untuk aliran subkritis, atau lebih dari 1,4 untuk aliran superkritis.

Saluran dengan bilangan Froude antar 0,55 dan 1,4 dapat memiliki pola aliran dengan

gelombang tegak (muka air bergelombang, yang akan merusak kemiringan talut). Harga-

harga k untuk saluran ini dapat menyebabkan bilangan Froude mendekati satu. Oleh karena

itu, kisaran 0,55-1,4 sadalah relative lebar.

Untuk perencanaan saluran dengan kemiringan medan yang teratur, bilangan Froude akan

kurang dari 0,3 dan dengan demikian di bawah 0,55.

Apabila terjadi aliran subkritis, bangunan diperhitungkan sebagai got miring.

Bilangan Froude untuk saluran ditentukan sebagai:

di mana:F = bilangan Froudev = kecepatan aliran, m/dtw = lebar pada permukaan air, mA = luas potongan melitang basah, m3

g = percepatan gravitasi, m/dt (≈9,8)m = kemiringan talut saluran, 1 vert: m horn = perbandingan lebar dasar/kedalaman air

2.3.3.2. Koefisien Kekasaran

koefisien kekasaran Strickler k (m1/3/dt) yang dianjurkan pemakaiannya adalah:

- pasangan batu = 60

- pasangan beton = 70

- pasangan tanah = 35-45

harga-harga untuk pasangan keras hakan dicapai jka pasangan itu dikontruksi dengan

baik.

Harga-harga untuk pasangan tanah mirip harga-harga untuk saluran tanah dengan variasi-

variasi seperti yang dibicarakan pada pasal 3.2.

Untuk potongan melintang dengan kombinasi berbagai macam bahan pasangan, kekasaran

masing-masing permukaan akan berbeda-beda (bervariasi). Koefisienn kekasaran campuran

dihitung dengan rumus berikut:

di mana:

k = koefisien kekasan Strickler untuk potongan melintang, m1/3/dt

P = keliling basah, m

Pi = keliling basah bagian i dari potongan melintang, m

Ki = koefisien kekasaran bagian i dari potongan melintang, m1/3/dt

2.3.3.3. Perencanaan Untuk Aliran Subkritis

Perencanaan hidrolis mengikuti prosedur yang sama seperti pada perencanaan saluran tanpa

pasangan. Saluran pasangan batu dan beton mempunyai koefisien Strickler yang lebih tinggi.

Akibatnya potongan melintang untuk saluran-saluran tanpa pasangan ini akan lebih kecil

daripada potongan melintang untuk saluran tanah dengan kapasitas debit yang sama.

Ruas saluran pasangan direncana menurut criteria angkutan sediment, dan dengan

demikian mengikuti I/R konstan, kedalaman air untuk saluran pasangan sama dengan

kedalaman air saluran tanpa pasangan. Lebar dasar lebih kecil daripada lebar dasar untuk

saluran tanpa pasangan, karena harga koefisien Strickler yang lebih tinggi pada saluran

pasangan.

Untuk saluran pasngan, kemiringan talut bisa dibuat lebih curam. Untuk saluran yang

lebih kecil (h < 0,40 m) kemiringan talut dibuat vertical. Saluran-saluran besar mungkin juga

mempunyai kemiringan talut yang tegak dan direncanakan sebagai flum.

Untuk saluran yang lebih besar, kemiringan samping minimum 1 : 1 untuk h sampai

dengan 0,75 m. untuk saluran yang lebih besar, harga-harga kemiringan talut pada tabel 2,4

Tabel 2,4 Harga-harga kemiringan talut untuk saluran pasangan

Jenis tanah H < 0,75 m 0,75 m < h < 1,5 m

Lempung pasiranTanah pasiran kohesifTanah pasiran lepasGeluh pasiran, Lempung berporiTanah gambut lunak

111

1,25

11,251,51,5

Khususnya saluran-saluran yang lebih besar, stabilitas talut yang diberi pasangan harus

diperiksa agar tidak terjadi gelincir dan sebagainya. Tekanan air dari belkang pasangan

merupkan factor penting dlama keseimbangan ini.

2.3.3.4. Lengkung Saluran

Jari-jari minimum lengkung untuk saluran pasangan diambil tiga kali lebar permukaan air.

Jika dibutuhkan tikungan yang tajam, maka mungkin diperlukan kincir pengarah (guide vane)

agar sebaran aliran di ujung tikungan itu lebih merata. Kehilangan tinggi energi tambahan

juga harus diperhitungkan.

2.3.3.5.Tinggi Jagaan

Harga-harga minimum untuk tinggi jagaan adalah seperti yang disajikan pada tabel….

Harga-harga tersebut diambil dari USBR. Tabel ini juga menunjukkan tinggi jagaan tanggul

tanah yang sama dengan tanggul saluran tanah tanpa pasangan.

Tabel 2,5 Tinggi jagaan untuk saluran pasangan

Debit, m3/detik Tanggul (F), m Pasangan (F), m< 0,5 0,5 – 1,5 1,5 – 5,0 5,0 – 10 10 – 15 >15

0,400,500,600,700,851,00

0,200,201,250,300,400,50

2.4. Potongan Saluran

2.4.1. Potongan Melintang Saluran

2.4.1.1.Geometri

Untuk mengalirkan air dengan penampang basah sekecil mungkin, potongan melintang

yang berbentuk setengah lingkaran adalah yang terbaik.

Kerugian utama dari saluran yang lebar dan dangkal adalah persyaratan pembebasan tanah

dan penggalian lebih tinggi, dan dengan demikian biaya pelaksanaannya secara umum lebih

mahal.

2.4.1.2.Kemiringan Sluran

Harga-harga kemiringan minimum untuk berbagai bahan tanah disajikan pada Tabel 2.6

Tabel 2.5 kemiringan minimum talut untuk berbagai bahan tanah

Bahan tanah simbol Kisaran kemiringan

BatuGambut kenyal, lempung kenyal, geluhTanah lus lempung pasiran, tanah pasiran KohesifPasir lanauanGambut lunak

PtCL, CH, MH

SC, SMSMPt

<0,251 – 21 – 2

1,5 – 2,52 – 3 3 - 4

Untuk tanggul yang tingginya lebih dari 3 m lebar bahu (berm) tanggul harus dibuat

sekurang-kurangnya 1 m (setiap 3 m). bahu tanggul harus dibuat setinggi muka air rencana

disaluran. Untuk kemiringan luar, bahu tanggul (jika perlu) harus terletah di tengah-tengah

antara bagian atas dan pangkal tanggul.

2.4.1.3.Lengkung Saluran

Lengkung yang diizinkan untuk saluran tanah bergantung kepada:

- ukuran dan kapasitas saluran

- jenis tanah

- kecepatan aliran

jari-jari minimum lengkung seperti yang diukur pada as harus diambil sekurang-

kurangnya 8 kali lebar atas pada lebar permukaan air rencana.

Jari-jari minimum untuk lengkung saluran yang diberi pasangan harus seperti berikut:

- 3 kali lebar permukaan air untuk saluran-saluran kecil (<0,6m2/detik) dan sampai

dengan

- 7 kali lebar permukaan air untuk saluran-saluran yang besar (> 10 m3/detik)

2.4.1.4.Tinggi Jagaan

Tinggi jagaan berguna untuk:

- menaikan muka air di atas tinggi muka air maksimum

- mencegah kerusakan tanggul saluran.

Tinggi jagaan minimum yang diberikan pada saluran primer dan sekunder dikaitkan

dengan debit rencana saluran seperti yang diperlihatkan tabel 2.6

Tabel 2,6 tinggi jagaan minimum untuk saluran tanah.

Q, (m3/detik) Tinggi Jagaan (m)< 0,50,5 – 1,50,5 – 5,05,0 – 1010 – 15> 15

0,40,50,60,750,851,00

2.4.1.5.Lebar Tanggul

untuk tujuan-tujuan eksploitasi, pemeliharaan dan inspeksi akan diperlukan tanggul

sepanjang saluran dengan lebar minimum seperti yang disajikan tabel 2,7

Tabel 2,7 lebar minimum tanggul

Debit rencana (m3/detik)Tanpa jalan

inspeksi(m)

Dengan jalan

inspeksi (m)

Q < 11 < Q < 510 < Q < 101 0< Q < 15Q > 15

1,001,502,003,503,50

3,005,005,005,00

≈ 5,00

Jalan inspeksi terletak di tepi saluran di sisi yang diairi agar bangunan sadap dapat dicapai

secara langsung dan usaha penyadapan liar makin sulit dilakukan. Lebar jalan inspeksi dengan

perlerasan adalah 5,0 m atau lebih, dengan lebar perkerasan sekurang-kurangnya 3,0 meter.

2.4.1.6.Batas Pembebasan Tanah

Selain tanah yang disebarkan untuk pembuatan saluran dan tanah yang terletak di dalam

batas-batas pembebasan tanah (BPT). Adalah penting untuk melarang didirikannya bangunan.

2.4.2. Potongan Memanjang Saluran

2.4.2.1. Muka Air Yang Diperlukan

Tinggi muka air yang diperlukan dalam jaringan utama didasarkan pada tinggi muka air

yang diperlukan di sawah-sawah yang diairi. Prosedurnya adalah pertama-tama menghitung

tinggi muka air yang diperlukan di bangunan sadap tersier. Lalu seluruh kehilangan di saluran

kuarter dan tersier serta bangunan dijumlahkan menjadi tinggi muka air di sawah yang

diperlukan dalam petak tersier. Ketinggian ini ditambahkan lagi dengan kehilangan energi di

bangunan sadap tersier dan longgaran (persediaan) untuk variasi muka air akibat eksploitasi

jaringan utama pada tinggi muka air parsial (sebagian).

Longaran untuk variasi muka air ∆h ditetapkan 0,18h100 (0,18 x kedalaman air rencana);

0,82h100 perkiraan pada 70 persen dari Qrencana.

2.4.2.2. Kemiringan Memanjang

Kemiringan memanjang ditentukan terutama oleh keadaan topografi, kemiringan akan

sebanyak mungkin mengikuti garis muka tanah pada trase yang dipilih. Kemiringan

memanjang saluran mempunyai harga maksimum dan minimum.usaha pencegahan terjadinya

sedimentasi memerlukan kemiringan memanjang yang minimum. Untuk mencegah terjadinya

erosi, kecepatan maksimum harus dibatasi.

a. kemiringan minimum

b. kemiringan maksimum

c. perencanaan kemiringan maksimum

2.5. Bangunan Pengukur Debit

Alat pengukur debit yang sering di gunakan pada saluran irigasi, antara lain :

2.5.1. Alat Ukur Debit Ambang Lebar ( Drempel ).

Alat ukur ini merupakan banguna pengukur aliran atas, pola aliran pada alat ukur debit

ambang lebar dapat di selesaikan dengan teori hidrolika sederhana, sehingga mudah dalam

perencanaan dan mudah dalam pelaksanaan

Perencanaan hidrolik : alat ukur debit ambang lebar dikonstruksidi bagian balakang pintu

pengatur. Persamaan debit aliran di atas ambang lebar dirumuskan sbb :

Q = 1.705 . b . h3/2

dimana :

Q = debit, m3/dt

b = lebar ambang, m

h = tinggi limpahan, m

2.5.2. Alat Ukur Debit Romijn.

Alat ukur ini merupakan alat ukur ambang lebar yang dapat di gerakkan naik dan turun

untuk mengatur dan mengukur aliran di atas ambang agar dapat mengatur dan mengukur. Alat

ukur romijn di gabung dengan pintu sorong dan di hubungkan dengan alat pengangkat.

Persamaan debit aliran di atas romijn dirumuskan sbb :

Q : 1.705 . b . h3/2

dimana :

Q = debit, m3/dt

B = lebar ambang, m

ukuran b : 0.5, 0.6, 0.75, 1.00, 1.5

h = tinggi air, m

2.5.3. Alat Ukur Debit Van Der Gruyter.

Alat ukur debit ini digunakan dengan mengguankan pintu sorong, sehingga dapat

mengukur dan mengatur aliran air. Alat ukur ini juga merupakan banguna pengukur tipe

aliran bawah.

Perencanaan hidrolik van der gruyter di rumuskan sbb :

Q : Cd . b . w . 2.g.(h1-w)

dimana :

Q = debit. M3/dt

Cd = koefisien debit, Cd = 0,94

b = lebar pintu ukur, m

w = tinggi bukaan pintu ukur, m

g = percepatan gravitasi

h1 = tinggi air di atas ambang, m

- Bangunan pengatur muka air pintu aliran bawah pintu sorong.

- Banguna pengatur muka air denga pintu sorong di pergunakan secara luas di

Indonesia.

- Rumus hidrolik aliran air di bawah pintu sorong, sbb :

Q : K . µ . a . b . 2 . g . h1

di mana :

Q : debit, m3/dt

K : koefisien debit aliran tenggelam

µ : koefisien debit

a : tinggi bukaan pintu, m

b : lebar pintu, m

g : percepatan gravitasi

h1 : kedalaman air di hulu di atas ambang

2.6. Bangunan Bagi Dan Sadap

2.6.1. Bangunan Sadap Tersier

Bangunan sadap ini merupakan penyadapan dari saluran primer atau saluran sekunder,

untuk memberi air pada petak tersier. Berdasarkan criteria teknik, luas petak tersier yang baik

antara 50 – 100 dan maksimum 150 Ha. Sehingga kapasitas bangunpintu sadap di rencanakan

untuk debit antara 50 l/dt – 250 l/dt.

2.6.2. Bangunan Sadap Sekunder

Bangunan sadap ini merupakan fasilitas penyadapan dari saluran primer atau sekunder,

untuk memberi air dalam 1 petak sekunder.

Petak sekunder terdiri dari 2 atau lebih petak tersier dengan luasan lebih dari 150 Ha.

Kapasitas debit lebih besar dari 250 l/dt.

Bangunan sadap sekunder secara teknis dilengkapi dengan pintu pengatur dabit aliran /

penyadapan.

2.6.3. Bangunan Bagi Sadap

Bangunan bagi sadap berfungsi membagi air dari saluran primeratau saluran sekunder

menjadi beberapa saluran sekunder sekaligus untuk penyadapan ke petak tersier.

Untuk memenuhi fungsinya, bangunan bagi sadap dilengapi dengan pintu pengatur dan

alat ukur debit. Prinsip – prinsip perencanaannya sama dengan bangunan sadap.

2.7. Bangunan Pelengkap Saluran Pembawa

Pada jaringan irigasi selain bangunan sadapa dan banuna bagi sadap, terdapat bangunan

pelengkap yang berfungsi menunjang kegiatan operasi dan pemeliharaan, setelah jaringan

irgasi selesai dibangun dan selesai di operasikan, macam – macam saluran pembawa :

2.7.1. Bangunan Gorong–Gorong

Gorong–Gorong adalah bangunan yang berfungsi membawa aliran air melewati bawah

jalan. Gorong–gorong di desain dengan luas penampang basah lebih kecil dari pada luas

penampang basah saluran di bagian hulu dan bagian hilir, sehingga kecepatan aliran di dalam

gorong–gorong di rencanakan lebih tinggi dari pada di bagian hulu dan hilir.

Perencanaan hidrolik :

- Kecepatan aliran rencana

kecepatan di rencanakan di dalam gorong – gorong irigasi di ambil 1.50 – 2.00

m/dt

- Kehilangan energi

kehilangan tinggi energi untuk gorong – gorong pendek ( l < 20 m ), di rumuskan :

Q = µ . A . 2 . g . z

Dimana :

Q = debit rencana, m3/dt

µ = koefisien debit

A = luas penampang, m2

g = percepatan gravitasi

z = kehilangan tinggi energi, m

kehilangan tinggi energiuntuk gorong – gorong panjang ( L >n 20 m ), di

rumuskan :

H =Hmasuk + Hf + Hkeluar

Hmasuk = m x

Hf = cf x

Hk = k x

dimana :

M = koefisien kehilangna energi masuk

Va = kecepatan aliran dalam gorong – gorong, m/dt

V = kecepatan a;iran di saluran, m/dt

Cf = koefisien kekasaran

K = koefisien kekasaran striker

L = panjang gorong – gorong, m

R = jari – jario hidrolik

K = koefisien kehilangan energi keluar

G = percepatan gravitasi.

2.7.2. Bangunan Sipon

Sipon adalah saluran yang membawa air melewati bawah saluran lainnya (biasanya

pembuang) atau jalan pada sipon air mengalir karena tekanan

2.7.2.1. Kehilangan Tinggi Energi

Kehilangan tinggi energi pada sipon terdiri dari

- Kehilangan masuk

- Kehilangan akibat gesekan

- Kehilangan pada siku

- Kehilangan keluar

2.7.2.2. Kisi-kisi Penyaring

Kisi-kisi penyaring harus dipasang pada bukaan/lubang masukan bangunan dimana benda-

benda yang menyumbat menimbulkan akibat-akibat yang serius, misalnya pada sipon dan

gorong-gorong yang panjang.

( va – v ) 2 2g

( v ) 2 2g

( va – v ) 2 2g

Kisi-kisi penyaring dibuat dari jeruji-jeruji baja dan mencakup seluruh bukaan. Jeruji

tegak dipilih karena gar bisa dibersihkan dengan penggaruk.

Kehilangan tinggi energi pada kisi-kisi penyaring dihitung dengan:

dan

dimana:

hf = kehilangan tinggi energi, m

v = kecepatan melalui kisi-kisi, m/detik

g = percepatan grafitasi, m/detik2 (≈9.8)

c = koefisien berdasarkan:

β = factor bentuk (2,4 untuk segi empat, dan 1.8 untuk jeruji bulat)

s = tebal jeruji, m

b = jarak bersih antar jeruji, m

δ = sudut kemiringan dari bidang horizontal.

2.7.3. Bangunan Terjun

Bangunan terjun atau got miring diperlukan jika kemiringan permukaan tanah lebih curam

daripada kemiringan maksimum saluran yang diizinkan. Bangunan semacam ini mempunyai

empat bagian fungsional, masing-masing memiliki sifat-sifat perencanaan yang khas.

Perencaanaan hidrolis bangunan dipengaruhi oleh besaran-besaran berikut.

H1 = tinggi energi dimuka ambang, m

∆H = perubahan tinggi energi pada bangunan, m

Hd = tinggi energi hilir pada kolam olak, m

q = debit persatuan lebar ambang, m3/detik

g = percepatan grafitasi, m/detik2 (≈9.8)

n = tinggi ambang pada ujung kolam olak, m

besaran-besaran ini dapat digabung untuk membuat perkiraan awal tinggi bangunan

terjun:

∆Z = (∆H+Hd)-H1

Untuk perkiraan awal hd, boleh diandaikan bahwa:

Hd ≈ 1,67 H1

Kemudian kecepatan aliran pada potongan U dapat diperkirakan dengan:

Dan selanjutnya

Aliran pada potongan U kemudian dapat dibedakan sifatnya dengan bilangan froude tak

berdimensi: