Perencanaan Debit saluran

Mencari debit air irigasi disetiap petak sawah

Contoh : dimana diketahui nilai kebutuhan air semua petak sawah (Ir) = 1,38 it/dt.ha

Rumus Q sawah = A. Ir

Dimana : A = Luas petak sawah

Ir = Kebutuhan air Irigasi

Mengitung Debit Aliran Air Irigasi pada setiap saluran

Standar efisiensi debit saluran atau faktor kehilangan adalalah : pada petak tersier e =0.8

pada petak Saluran sekunder e = 0.9 pada saluran primer e = 0.9

rumus mencari debit air Qs = Q1/ e

dimana e= efisiensi

Q1 = debit air yang mengalir tiap petak

Contoh perhitungan Debit aliran irigasi

Luas sawah = 111.599 ha

A= 111.599 X 90% = 100.939 ha

Q= 100.939 X 1.38/ 0.8

= 173,257

 Penentuan Besar Kapasitas Saluran

            Untuk pengairan daerah Blambangan ini digunakan lengkung tegelnya (c) sama dengan l (satu) sasuai dengan kriteria perencanaan irigasi yang dipakai di Indonesia.            Untuk kebutuhan air normal (a) diambil 1,5 lt/dt/ha dengan demikian kapasitass saluran dapat di rumuskan, :Q =  a . C . A    dimana :          Q = debit kapasitas saluran (m³/dt)                                                    a = Kebutuhan air normal (lt/dt/ha)                                                    A = Luas daerah yang diari (ha)/                                                    C = Koefisien lengkung tegal = 11). Pehitungan  saluran tersier :1. Sal Tersier Kd3 kaa = 1,5 lt/dt/hac = 1,164A = 86,28 haMaka :             Q = a . c . A                            = 1,5 . 1,164 . 86,28 = 150,64 lt/dt = 0,151 m³/dt

Perencanaan penampang saluran

Penentuan Dimensi Tiap Saluran

            Untuk perhitungan dimensi saluran dipergunakan dasar-dasar perhitungan yang dipakai oleh Direktorat Irigasi.

            Untuk cara pertama kita sudah menentukan perbandingan b/h kemiringan talud, kecepatan rencana, cara ini disebut cara “Strickler” dengan menggunakan rumus dan langkah-langkah sebagai berikut :1. Q = F x V2. F = ( b + t h ) h3. O = b + 2 h √ ( 1 + t²)4. R = F / O5. i = V / ( K . R ^ (2/3))Dimana :Q = Banyaknya air tiap detik                                             ( m³ / dt )F = Luas penampang basah                                               ( m² )V = kecepatan air dalam saluran                                        ( m / dt )h = tinggi muka air                                                             ( m )b = lebar dasar saluran                                                       ( m )t = kemiringan talud                                                           -O = Keliling basah                                                             ( m )R = jari-jari hidrolis                                                           ( m )i = kemiringan saluran. I Saluran tersier dan saluran sekunder

1. Saluran tersier Q Sal = 0,154 m³ / dtV = 0,301 m / dtb / h = 1Kemiringan talud = 1 : 1F = Q / V = 0,154 / 0,301 = 0,5116 m²F = ( b + t h ) . h = ( h  + 1 h ) = 2 h²  h² = 0,5116 / 2 = 0,2558h = √ 0,2558 =  0,5058 m  0,50 mb = h  0,50 mF = 2 h ² = 2 ( 0,50 ) ² = 0,5 m²V = Q / F = 0,154 / 0,5 = 0,308 m/dtO = b + 2b √ ( 1 + t² )  0,50 + 2 ( 0,50 ) √ ( 1 + 1² ) = 0,50 + 1 √ 2 = 1,9142R = F / O = 0,5 / 1,9142 = 0,261i = ( V / (K x R ^ (2/3))² = ( 0,308 / (40 . 0,261 ^ (2/3))² = 0,000355Kesimpulan :Q = 0,154 m³/dt                    h = 0,50 m          V =0,308 m/dt                        t= 1 : 1b = 0,50 m                            i = 0,000355

a. Saluran Tanpa  LapisanSaluran tanpa lapisan adalah saluran tanah yang tidak menggunakan perlindungan baik pada

dasar maupun pada tebing saluran. Rute saluran ini harus direncanakan sedemikian rupa sehingga tidak terletak pada galian yang dalam. Bila terpaksa demikian, maka tebing harus dibuat miring dan bertangga dengan lebar ber m mimimum 1.00 m. Agar aliran air tidak merusak saluran, pada bagian saluran  yang berubah arah horizontal (belok) harus memenuhi syarat radius minimum, yang besarnya dapat dihitung dengan:*    R = (6-7) x B                                                                                                   (1)

Atau:*    R = 15 x d                                                                                                       (2)Atau:*    R = 10 x b                                                                                                       (3)

dengan:R = jari-jari belokan minimum (m)B = lebar muka air di saluran pada aliran debit maksimum (m)d  = tinggi air normal di saluran pada aliran debit maksimum (m)b  = lebar dasar saluran (m)b. Saluran Dengan LapisanMaksud penggunaan lapisan pada saluran irigasi antara lain untuk:*  Melindungi tebing saluran dari kelongsoran

* Melindungi tebing dan dasar saluran dari gerusan air akibat terjadinya kecepatan air yang melampaui kecepatan maksimum.

*  Perbaikan tanah tebing dan dasar saluran karena kondisi tanah asli yang tidak memenuhi persyaratan teknis*  Mengurangi kehilangan air di saluran karena rembesan.Adapun macam lapisan yang digunakan dapat terbuat dari:*  Lapisan keras : beton, pasangan batu, pasangan bata merah.*  Lapisan tanah.

Jari-jari belokan pada saluran dengan lapisan dapat lebih kecil dibandingkan dengan jari-jari belokan yang digunakan pada saluran tanpa lapisan. Jari-jari belokan minimum pada saluran dengan lapisan keras dapat digunakan 0,5 kali jari-jari belokan pada saluran tanpa lapisan.

Khusus untuk kecepatan pengaliran maksimum yang diizinkan dapat diambil lebih besar dibandingkan dengan kecepatan pengaliran maksimum pada saluran tanpa lapisan. Persyaratan ini dapat menghasilkan dimensi saluran yang lebih kecil. Besarnya kecepatan pengaliran maksimum untuk masing-masing jenis lapisan dapat dipakai batasan sebagai berikut :*  Saluran dengan lapisan tanah                          = 0.90 m/dt*  Saluran dengan lapisan pasangan batu            = 2.00 m/dt*  Saluran dengan lapisan beton                         = 3.00 m/dtAdapun tebal lapisan yang digunakan pada masing-masing jenis lapisan dapat dibuat sebagai berikut:*  Lapisan tanah untuk dasar saluran min                       = 0.60 m*  Lapisan tanah untuk tebing saluran min.(hor) = 0.90 m*  Lapisan pasangan batu minimum                                = 0.30 m*  Lapisan beton minimum                                              = 0.07 m

4. Dimensi Saluran IrigasiDimensi saluran dan bangunan yang direncanakan harus mampu mengalirkan debit rencana.

Debit rencana adalah jumlah air per satuan waktu yang direncanakan untuk dialirkan. Untuk mengetahui besarnya debit rencana, terlebih dahulu perlu dihitung kebutuhan air di sawah dan kehilangan air yang mungkin terjadi.a. Debit Rencana Saluran1) Debit rencana untuk saluran primer, sekunder dan subsekunder*  Q = q x A                                                                                                        (4)*  S = 11.5467 x C (Q/V)0.5                                                                                 (5)*  Qr = Q + S                                                                                                      (6)dengan :*  q  = kebutuhan air tiap satuan luas (Lt/dt/ha)*  A = Luas daerah yang diairi (ha)*  S = Kehilangan air akibat rembesan (Moritz), dalam lt/dt/km*  V = kecepatan pengaliran di saluran (m/dt)*  C = koefisien moritz, Tabel-1*  Qr = debit rencana (Lt/dt)

. Rumus HidrolikaRumus pengaliran yang umum dipakai dalam perhitungan dimensi saluran adalah:Rumus Kontinuitas:            Q = A x V                                                                                                       (8)Rumus Manning:            *  A = (b + m x d ) x d                                                                                    (10)                                   dengan:

·        Q = debit rencana (m3/dt)·        V = kecepatan aliran (m/dt)·        A = luas penampang basah (m2)·        P  = keliling basah (m)·        R = jari-jari hidrolis (m)·        b = lebar dasar saluran (m)·        d = tinggi air normal di saluran (m)·        m = kemiringan tebing saluran (H : V = 1 : m )·        S = kemiringan dasar saluran (m/m)·        n = angka kekasaran Manning, Tebal-2

Tabel-2. Koefisien Kekasaran Manning (n)

Jenis  Saluran dan Material n1 Saluran tertutup, aliran bebas1.1

Saluran dari beton 0.011-0.014

1.2

Saluran dari pasangan bata

- dilapisi adukan semen 0.012-0.017- dilapisi dan dilicinkan 0.01-10.015

1.3

Saluran dari pasangan olakan disemen 0.018-0.030

2 Saluran dengan lapisan2.1

Lapisan semen permukaan rapi 0.010-0.013

2.2

Lapisan semen adukan 0.011-0.015

2.3

Lapisan plesteran 0.011-0.015

2.4

Lapisan pasangan batu seragam 0.015-0.020

2.5

Lapisan pasangan batu tak sama 0.017-0.024

2.6

Lapisan pasangan batu kosong 0.023-0.036

2.7

Lapisan pasangan bata dilicinkan 0.011-0.015

2.8

Lapisan tanah 0.022-0.025

3 Saluran Tanpa Lapisan3.1

Saluran bersih baru diselesaikan 0.016-0.020

3.2

Saluran bersih setelah digunakan 0.018-0.025

3.3

Saluran banyak belokan 0.023-0.030

4 Saluran Alam4.1

Bersih, lurus 0.025-0.033

4.2

Lurus, banyak batu dan tanaman kecil 0.030-0.030

4.3

Bersih berbelok-belok, banyak kedung 0.033-0.045

4.4

Berbelok-belok sedikit tanaman kecil dan batu 0.035-0.050

 Perhitungan Dimensi Saluran

Tabel-3. Ancangan Dimensi Saluran

Q b/d V H:V F Tanggul Tanggul0.00-0.15

1.0 0.25-0.30 1 : 1 0.30

1.50

0.15-0.30

1.0 0.30-0.35 1 : 1 0.30

1.50

0.30-0.40

1.5 0.35-0.40 1 : 1 0.40

1.50

0.40-0.50

1.5 0.40-0.45 1 : 1 0.40

1.50 5.00

0.50-0.75

2.0 0.45-0.50 1 : 1 0.50

1.50 5.00

0.75-1.50

2.5 0.50-0.55 1 : 1 0.50

1.50 5.00

1.50-3.00

2.5 0.55-0.60 1 : 1 0.60

1.50 5.00

3.0-04.50

3.0 0.60-0.65 1 : 1,5 0.60

2.00 5.00

4.50-6.00

3.5 0.65-0.70 1 : 1,5 0.60

2.00 5.00

6.00-7.50

4.0 0.70 1 : 1,5 0.60

2.00 5.00

7.50-9.00

4.5 0.70 1 : 1,5 0.60

2.00 5.00

d. Mencari Lebar SaluranDiketahui:            Misal Hasil perhitungan Q = 5 m3/dt            Misal Perkiraan V dari Tabel 6.3 = 0.70 m/dt           A=V/Q, misal menghasilkan A=7.14 m2                   Persamaan lain untuk A pada penampang trapesium:                             A=(b+m.d)d            Perkiraan b/d dari Tabel 6.3            Misal b/d=3.5 à b=3.5.d dan m=1.5 à            A=(3,5d+1,5d)d = 5d2

            Jadi: 7.14 = 5 d2 -- d= (7,14/5)0.5 = 1,19m            Telah diasumsi b/d=3.5 à b= 3.5 x 1.19 = 4.16 m à dibulatkan 4.20 m

 Mencari kemiringan saluran:            Tahap awal dalam penentuan dimensi saluran adalah menentukan besarnya kemiringan dasar saluran. Kemiringan dasar saluran yang diambil harus sedemikian rupa, sehingga dimensi saluran yang

dihasilkan sesuai dengan keadaan lapangan. Dengan bantuan angka dalam Tabel 6.3, kemiringan dasar saluran dapat ditentukan:

-       Berdasarkan Q yang direncanakan, dapat dipilih : b/d, V, dan m-       Selanjutnya dapat dihitung:

·         A = Q / V                                                                                                        (12)·         A = (b + m.d) x d                                                                                            (13)

            Dengan substitusi bilangann b/d dalam persamaan 6.13 dan menyamakan persamaan 6.12 dengan persamaan 6.13, maka besarnya d dapat dicari. Berdasarkan nilai d dan perbandingan b/d yang diperoleh dari Tabel 6.3, maka nilai b diperoleh. Agar rencana dapat dilaksanakan dengan baik, nilai b dibulatkan 1 (satu) angka di belakang koma. Karena  pembulatan ini maka nilai d yang teliti perlu dicari lagi setelah kemiringan dasar saluran ditentukan.            Dari parameter di atas dapat diketahui besarnya nilai A dan P untuk mencari R, yaitu:

·         A = (b + m.d)  d                                                                                               (14)·         P  = b + 2 d (1 + m2)0.5                                                                                    (15)·         R  = A/P                                                                                                           (16)

-     Berdasarkan nilai V yang diambil dari Tabel 6.3, nilai R dari persamaan 6.16, dan nilai n dari Tabel 6.2, maka besarnya S dapat dicari, yaitu:* S = [ ( V x n ) / ( R2/3 ) ]2                                                                                       (17)

Agar kemiringan hasil perhitungan ini dapat dilaksanakan dengan baik dilapangan perlu dilakukan pembulatan. Meskipun sudah ada pedoman, tinggi air dalam saluran dibatasi tidak lebih dari 1.50 meter. Hal ini dimaksudkan agar keamanan bagi penduduk sekitar saluran dapat dijamin.

Lebar tanggul saluran irigasi dibuat sedemikian rupa sehingga dapat dilalui orang. Selain itu, sepanjang saluran induk dan sekunder, di mana debit pengalirannya cukup besar, diperlukan jalan inspeksi dengan perkerasan agar dapat dilalui kendaraan roda empat. Lebar tanggul dapat dibuat berdasarkan besarnya debit  seperti dalam Tabel 6.3. Saluran subsekunder dan tersier tidak perlu jalan inspeksi.

f. Mencari tinggi air di saluranTinggi air saluran dapat dibedakan atas 2 (dua) macam, yaitu: Tinggi air normal, yaitu tinggi air saluran yang diperhitungkan atas dasar 100 % Q rencana.

Tinggi air rendah, yaitu tinggi air saluran yang diperhitungkan atas dasar 70 % Q rencana

Tinggi air saluaran harus diperhitungkan pada dua keadaan tersebut. Hal ini dimaksudkan agar pada saat aliran maksimal, saluran mampu mengalirkan air, dan pada saat air rendah, saluran dan bangunan-bangunan masih tetap berfungsi dengan baik.

Untuk mengetahui tinggi air di saluran, dilakukan cara coba-coba, sebagai berikut: A = (b +m )d

P = b + 2d (1 + m2)0.5

R = A/P

V = ( R2/3 x S1/2) / n

Q = A x ( R2/3 x S1/2) / n

A.R2/3 = ( Q x n )/ S1/2

                                                                                                dengan:                                                                                

A          = luas penampang basahP          = keliling penampang basahR          = jejari hidraulikQ         = debit air salurann          = koefisien kekasaran ManningS          = kemiringan dasar saluranm         = kemiringan tebing/dinding saluran

g. Mencari kecepatan aliranDari hasil perhitungan  a  dan  b  di atas, selanjutnya dapat dihitung besarnya kecepatan aliran

yang sebenarnya terjadi di saluran sesuai dengan parameter yang telah ditetapkan, yaitu:            * V = ( R2/3 x S1/2) / n

Besarnya kecepatan pengaliran (V) yang terjadi harus masih dalam batas yang diizinkan. Jika ternyata V yang terjadi di luar dari batas yang diizinkan harus dilakukan perubahan pada variable yang lain. Perubahan dapat dilakukan pada : Kemiringan dasar saluran atau pada

Lebar dasar saluran.