tugas besar sistem bangunan irigasi

8/19/2019 TUGAS BESAR SISTEM BANGUNAN IRIGASI

1/45

SISTEM BANGUNAN IRIGASI2 15

MARSA ACHADIAN TYARPRATAMA | 135060107111002

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Dengan pertumbuhan jumlah penduduk yang pesat, sumber daya air di

Indonesia menjadi salah satu kekayaan yang sangat penting. Air merupakan hal

pokok bagi kehidupan manusia, baik untuk konsumsi langsung, sanitasi maupun

untuk memenuhi kebutuhan hidupnya, misalnya untuk pertumbuhan tanaman,

peternakan maupun untuk tenaga listrik. Jumlah kebutuhan air yang sangat besar,

sedang volume air relatif tetap membuat manusia harus berupaya untuk

memanfaatkan sumber daya air seefisien mungkin. Dan karena letak sumber airtersebar di seluruh penjuru bumi dan terkadang tidak dapat dijangkau manusia,

sehingga manusia harus mencari cara untuk dapat menjangkau sumber air tersebut

untuk selanjutnya digunakan dalam berbagai hal dalam kehidupan.

1.2 Tujuan

Perancangan yang didasarkan keahlian serta pengelolaan yang seksama

merupakan hal yang sangat penting untuk mencapai tingkat efisiensi pemanfaatan air

yang dibutuhkan di masa datang. Perancangan memerlukan adanya konsepsi, rencana

kontruksi dan operasi serta sarana pemanfaatan air.

1.3 Pembatasan Masalah

Pada dasarnya perancangan kontruksi bangunan air tersebut bukan hanya

didasarkan pada pengetahuan Teknik Sipil, tetapi juga bidang Geologi, pengairan,

ekonomi, social, listrik, mesin dan sebagainya. Setiap proyek pengembangan sumber

daya air akan menghadapi masalah yang unik dan harus diatasi secara khusus,

sehingga semuanya didasarkan pada pengalaman-pengalaman dilapangan. Kondisi-

kondisi khusus setiap proyek harus diatasi melalui penerapan pengetahuan dasar

berbagai disiplin ilmu terpadu.

Data yang dibutuhkan untuk perencanaan bangunan utama dalam suatu jaringan

irigasi adalah :


2/45



a. Data Topografi

Adalah peta yang meliputi seluruh daerah aliran sungai, peta situasi untuk letak

bangunan utama, gambar-gambar potongan memanjang dan melintang sungai baik di

sebelah hulu maupun hilir dari kedudukan bangunan utama.

b.

Data Hidrologi

Adalah data aliran sungai yang meliputi data banjir yang handal. Data ini harus

mencakup beberapa periode ulang daerah hujan, tipe tanah, dan vegetasi yang

terdapat di daerah aliran.

c. Data Morfologi

Adalah kandungan sedimen, kandungan sedimen dasar (bed load) maupun

iyayang ( suspended load ) termasuk distribusi ukurannya.

d.

Data Mekanika Tanah

Adalah bahan pondasi , bahan kontruksi , sumber bahan timbunan, batu untuk

pasangan batu kosong, agregat untuk beton, batu belah untuk pasangan batu,

parameter tanah yang harus digunakan

e. Standar untuk Perencanaan

Adalah peraturan dan standar yang telah ditetapkan secara nasional, seperti PBI

beton, daftar baja, kontruksi kayu Indonesia dan sebagainya. Peraturan ini dirangkum

dalam sebuah buku dengan judul KP-02.

f. Data Lingkungan dan Ekologi

Adalah lampiran dari sebuah daftar lembaga-lembaga dan instasi pemerintah

yang menyediakan informasi dan data mengenai pokok masalah yang dihadapi.


3/45



BAB II

DASAR TEORI

2. 1 Peta Jaringan Irigasi

Peta jaringan irigasi adalah satu gambaran kesatuan saluran dan bangunan

yang diperlukan untuk pengaturan air irigasi, mulai dari penyediaan, pengambilan,

pembagian, pemberian dan penggunaannya. Secara hirarki jaringan irigasi dibagi

menjadi jaringan utama dan jaringan tersier. Jaringan utama meliputi bangunan,

saluran primer dan saluran sekunder. Sedangkan jaringan tersier terdiri dari

bangunan dan saluran yang berada dalam petak tersier. Suatu kesatuan wilayah yang

mendapatkan air dari suatu jarigan irigasi disebut dengan Daerah Irigasi.

Berdasarkan cara pengaturan, pengukuran, serta kelengkapan fasilitas,

jaringan irigasi dapat dikelompokkan menjadi 3 (tiga) jenis, yaitu (1) jaringan irigasi

sederhana, (2) jaringan irigasi semi teknis, dan (3) jAringan irigasi teknis.

2. 1. 1 Jaringan Irigasi Sederhana

Jaringan irigasi sederhana biasanya diusahakan secara mandiri oleh suatu

kelompok petani pemakai air, sehingga kelengkapan maupun kemampuan dalammengukur dan mengatur masih sangat terbatas. Ketersediaan air biasanya melimpah

dan mempunyai kemiringan yang sedang sampai curam, sehingga mudah untuk

mengalirkan dan membagi air. Jaringan irigasi sederhana mudah diorganisasikan

karena menyangkut pemakai air dari latar belakang sosial yang sama. Namun

jaringan ini masih memiliki beberapa kelemahan antara lain, (1) terjadi pemborosan

air karena banyak air yang terbuang, (2) air yang terbuang tidak selalu mencapai

lahan di sebelah bawah yang lebih subur, dan (3) bangunan penyadap bersifat

sementara, sehingga tidak mampu bertahan lama.

2. 1. 2 Jaringan Irigasi Semi Teknis.

Jaringan irigasi semi teknis memiliki bangunan sadap yang permanen

ataupun semi permanen.Bangunan sadap pada umumnya sudah dilengkapi dengan

bangunan pengambil dan pengukur.Jaringan saluran sudah terdapat beberapa

bangunan permanen, namun sistem pembagiannya belum sepenuhnya mampu


4/45



mengatur dan mengukur.Karena belum mampu mengatur dan mengukur dengan baik,

sistem pengorganisasian biasanya lebih rumit.

2. 1. 3

Jaringan Irigasi TeknisJaringan irigasi teknis mempunyai bangunan sadap yang permanen.

Bangunan sadap serta bangunan bagi mampu mengatur dan mengukur. Disamping

itu terdapat pemisahan antara saluran pemberi dan pembuang. Pengaturan dan

pengukuran dilakukan dari bangunan penyadap sampai ke petak tersier.


5/45



Untuk memudahkan sistem pelayanan irigasi kepada lahan pertanian, disusun

suatu organisasi petak yang terdiri dari petak primer, petak sekunder, petak tersier, petak

kuarter dan petak sawah sebagai satuan terkecil.

1.

Petak PrimerPetak primer terdiri dari beberapa petak sekunder yang

mengambil langsung air dari saluran primer.Petak primer dilayani oleh

satu saluran primer yang mengambil air langsung dari bangunan

penyadap. Daerah di sepanjang saluran primer sering tidak dapat

dilayani dengan mudah dengan cara menyadap air dari saluran sekunder.

Apabila saluran primer melewati sepanjang garis tinggi daerah saluran

primer yang berdekatan harus dilayani langsung dari saluran primer.

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 saluran

primer atau sekunder.Batas-batas petak sekunder pada urnumnya berupa

tanda topografi yang jelas misalnya saluran drainase.Luas petak

sukunder dapat berbeda-beda tergantung pada kondisi topografi daerah

yang bersangkutan.

Saluran sekunder pada umumnya terletak pada punggung mengairi

daerah di sisi kanan dan kiri saluran tersebut sampai saluran drainase

yang membatasinya. Saluran sekunder juga dapat direncanakan sebagai

saluran garis tinggi yang mengairi lereng lereng medan yang lebih

rendah.

3. Petak Tersier

Petak tersier terdiri dari beberapa petak kuarter masing-masing

seluas kurang lebih 8 sampai dengan 15 hektar.Pembagian air,

eksploitasi dan perneliharaan di petak tersier menjadi tanggungjawab

para petani yang mempunyai lahan di petak yang bersangkutan dibawah

bimbingan pemeintah.Petak tersier sebaiknya mempunyai batas-batas

yang jelas, misalnya jalan, parit, batas desa dan batas-batas

lainnya.Ukuran petak tersier berpengaruh terhadap efisiensi pemberian

air. Beberapa faktor lainnya yang berpengaruh dalam penentuan luas


6/45



petak tersier antara lain jumlah petani, topografi dan jenis tanaman.

Apabila kondisi topografi memungkinkan, petak tersier sebaiknya

berbentuk bujur sangkar atau segi empat. Hal ini akan memudahkan

dalam pengaturan tata letak dan perabagian air yang efisien.Petak tersier sebaiknya berbatasan langsung dengan saluran

sekunder atau saluran primer. Sedapat mungkin dihindari petak tersier

yang terletak tidak secara langsung di sepanjang jaringan saluran irigasi

utama, karena akan memerlukan saluran muka tersier yang mebatasi

petak-petak tersier lainnya.

2. 2 Metode Penman Monteith

Metode Penman-Monteith merupakan metode penduga evapotranspirasi

terbaik yang direkomendasikan FAO sebagai metode standar sedangkan metode

pendugaan lain baik digunakan dalam iklim tertentu (Lascanao dan Bavel 2007;

Smith 1992). Metode ini merupakan metode yang diadopsi dari metode Penman yang

dikombinasikan dengan tahanan aerodinamik dan permukaan tajuk. Metode Penman

mengalami berbagai perkembangan sehingga dapat digunakan untuk menduga

evapotranspirasi pada permukaan yang ditanami dengan menambahkan faktor

tahanan permukaan (rs) dan tahanan aerodinamik (ra). Persamaan ini terdapat

parameter penentu pertukaran energi dan berhubungan dengan fluks bidang tanaman

(Allen et al. 1998).

Metode ini dapat menghasilkan pendugaan ET0 pada lokasi luas dan

memiliki data yang lengkap. Metode ini memberikan hasil terbaik dengan kesalahan

mimimum untuk tanaman acuan. Metode Penman-Monteith memiliki kelebihan dan

kekurangan. Kelebihan tersebut yaitu dapat diaplikasikan secara global tanpa perlu

adanya tambahan parameter lain, selain itu metode ini sudah dikalibrasi dengan

beberapa software dan beberapa jenis lisimeter (Allen et al. 1998). Kelemahan utama

dalam metode ini adalah membutuhkan data meteorologi yang cukup banyak seperti

suhu, kelembaban, kecepatan angin, dan radiasi matahari. Dimana hanya beberapa

stasiun cuaca yang menyediakan data tersebut dalam per jam dan harian (Irmak et al.

2003).


7/45



Penghitungan evapotranspirasi tanaman acuan dengan metode Penman-

Monteith (Monteith, 1965) adalah :

)U ,( γ

)

a

e

s

(eU

)T (

γ

n

R ,

o ET

23401

2273

9004080

.......................................................... (1)

Dengan pengertian :

o ET adalah evapotranspirasi tanaman acuan, (mm/hari).

Rn adalah radiasi matahari netto di atas permukaan tanaman, (MJ/m2/hari).

T adalah suhu udara rata-rata, (o C).

U 2 adalah kecepatan angin pada ketinggian 2 m dari atas permukaan tanah, (m/s).

e s adalah tekanan uap air jenuh, (kPa).

ea adalah tekanan uap air aktual, (kPa).

adalah kemiringan kurva tekanan uap air terhadap suhu, (kPa/o C).

adalah konstanta psikrometrik, (kPa/o C).

(a) Rndihitung dengan rumus :

nl Rns Rn R ................................................................................................. (2)

Dengan pengertian :

ns R adalah radiasi gelombang pendek, (MJ/m2/hari).

nl

R adalah radiasi gelombang panjang, (MJ /m2/hari).

Besarnya ns R adalah :

s Rα)( ns R 1 .................................................................................................. (3)

Dengan pengertian :

α adalah koefisien pantulan radiasi tajuk = 0,23 (nilai koefisien ini dipengaruhi oleh

kondisi tanaman penutup lahannya, pada beberapa literature menggunakan kisaran

nilai 0,23 – 0,25).


8/45



s R adalah radiasi matahari, (MJ/m2/hari).

dan s R dihitung dengan :

a R ) N

n , ,( s R 50250 ........................................................................................ (4)

Dengan pengertian :

n adalah lama matahari bersinar dalam satu hari, (jam).

N adalah lama maksimum matahari bersinar dalam satu hari, (jam).

a R adalah radiasi matahari ekstraterestrial , (MJ/m2/hari).

besarnya a R adalah :

) sωδδ s( ωr d ,a R sincoscossinsin637 ......................................... (5)

dengan pengertian :

r d adalah jarak relatif antara bumi dan matahari.

δ adalah sudut deklinasi matahari, (rad).

adalah letak lintang, (rad). Jika berada pada lintang utara nilainya positif, pada

lintang selatan nilainya negatif.

sω adalah sudut saat matahari terbenam, (rad).

dan sω dihitung dengan :

δ)( sω tantanarccos .................................................................................. (6)

dengan pengertian :

δ adalah deklinasi matahari, (rad).

adalah letak lintang, (rad).

dan r d dihitung berdasarkan persamaan di bawah ini (Duffie & Beckman, 1980) :

J) ,( , J)π

( ,r d 01720cos03301365

2cos03301 ..................... (7)


9/45



besarnya δ dihitungdengan (Duffie& Beckman, 1980) :

) , J ,( , ) , J π

( ,δ 39101720sin4090391365

2sin4090 .......................................

(8)

Dengan pengertian :

J adalah nomor urut hari dalam setahun (hari julian)

Nilai ) J ,( 01720 pada persamaan (7) dan ) , J ,( 39101720 pada persamaan (8) dalam

satuan radian.

Besarnya nilai J secara matematis dapat dihitung dengan :

a. Untuk J Bulanan (Gommes, 1983):

J = Integer )23,1542,30( M ................................................................ (8a)

b. Untuk J Harian (Craig, 1984):

J = integer 2)309

275( D M

............................................................................ (8b)

Dengan pengertian :

M adalah bulan (1-12)

D adalah hari dalam bulan (1 - 31)

Jika tahun normal dan M < 3, nilai J ditambah nilai 2

Jika tahun kabisat dan M > 2, J ditambah nilai 1, tahun kabisat adalah tahun yang habis

dibagi dengan angka 4.

Untuk melakukan penghitungan dengan periode 10 harian, maka nilai J diperoleh dari

persamaan (8b) dengan D sama dengan 5, 15, dan 25 pada setiap bulannya.

Besarnya N dihitung dengan rumus:

sωπ

N 24 ................................................................................................................ (9)

dannl

R dihitung dengan:

4k

T ζ )vsεa( ε f lu R

ld R

nl R .................................................................. (10)


10/45



Dengan pengertian :

nl R adalah radiasi gelombang panjang, (MJ /m

2/hari).

lu R adalah radiasitermal yang dipancarkan oleh tanaman dan tanah ke atmosfer,

(MJ/m2/hari).

ld

R adalah radiasi gelombang panjang termal yang dipancarkan dari atmosfer dan

awan masuk ke permukaan bumi, (MJ/m2/hari).

f adalah faktor penutupan awan, tanpa dimensi.

aε adalah emisivitas efektif atmosfer.

vsε adalah nilai emisivitas oleh vegetasi dan tanah 0,98 (Jensen dkk., 1990).

ζ adalah nilai konstanta Stefan-Boltzman = 4,90 x 10-9 MJ/m2/K 4/hari.

k T adalah suhu udara rata-rata, (K).

Faktor penutupan awan (f) dihitung dengan rumus (FAO No. 24, 1977):

1090 , N

n , f .......................................................................................................... (11)

Emisivitas ( ,ε ) dihitung dengan rumus (Jensen dkk. ,1990) :

ae , ,( )aer br (a )vsεa( ε ,ε 140340 .....................................................(12)

Dengan pengertian :

,ε adalah emisivitas atmosfer

ae adalah tekanan uap air aktual (kPa).

r a adalah 0,34 - 0,44.

r b adalah negatif 0,25 - negatif 0,14.

(b) Kecepatan angin pada ketinggian 2 m adalah :

) , z ,(

, z U U

425867ln

874

2 ..................................................................................... (13)


11/45



Dengan pengertian :

2U adalah kecepatan angin pada ketinggian 2 m, (m/s).

z U adalah kecepatan angin pada ketinggian z m, (m/s).

z adalah ketinggian alat ukur kecepatan angin, (m).

(c) Tekanan uap jenuh ( e s ) besarnya (Tetens, 1930) :

3237

2717exp6110

,T

T , , se ......................................................................................... (14)

(d)

Tekanan uap aktual ( ea ) dihitung dengan :

RH x seae ...........................................................................................................(15)

Dengan pengertian :

RH adalah kelembaban relatif rata-rata, (%).

(e) Kemiringan kurva tekanan uap air terhadap suhu udara dihitung dengan

(Murray, 1967) :

23237

4098

) ,(T

se

...................................................................................................... (16)

Dengan pengertian :

adalah kemiringan kurva tekanan uap air terhadap suhu udara, (kPa/o C).


e s adalah tekanan uap jenuh pada suhu T , (kPa).

(f) Konstanta psikrometrik (

) dihitung dari (Brunt, 1952) :

λ

P ,

ελ

P pcγ 001630

310 ............................................................................... (17)

dengan pengertian :

adalah konstanta psikrometrik, (kPa/o C).

c p adalah nilai panas spesifik udara lembap sebesar 1,013 kJ/kg/o C.

P adalah tekanan atmosfer, (kPa).


12/45



adalah nilai perbandingan berat molekul uap air dengan udara kering = 0,622.

adalah panas laten untuk penguapan, (MJ/kg).

Tekanan atmosfer ( P ) dihitung dari (Burman dkk.,1987):

Rη g

koT

)o z (z η koT

o P P

............................................................................ (18)

Dengan pengertian :

P adalah tekanan atmosfer pada elevasi z, (kPa).

P o adalah tekanan atmosfer pada permukaan laut, (kPa).

z adalah elevasi, (m).

z o adalah elevasi acuan, (m).

g adalah gravitasi = 9,8 m/s2.

R adalah konstanta gas spesifik = 287 J/kg/K.

T ko adalah suhu pada elevasi zo, (K).

adalah konstanta lapse rate udara jenuh = 0,006 5 K/m.

Jika tekanan udara pada suatu stasiun tidak tersedia, maka gunakan asumsi

Tko = 293 K untuk T = 20o C dan Po = 101,3 kPa pada zo = 0.

(g) Panas laten untuk penguapan (

) dihitung dengan rumus (Harrison, 1963) :

)T ,( , λ x 3

1036125012 ............................................................................... (19)

dengan pengertian :

adalah panas laten untuk penguapan, (MJ/kg).


Bangunan bendung merupakan bangunan utama yang dibangun di sungai untuk

memenuhi kebutuhan air irigasi. Jenis bangunan yang dipilih harus disesuaikan dengan

jumlah air yang ada di sungai tersebut, daerah yang akan dialiri , jenis tanaman yang akan

dikembangkan dan sebagainya. Air yang diambil dari sungai harus dapat mengalir secara

gravitasi dan harus bisa mengurangi sedimen serta kemungkinan untuk mengukur air

masuk kejaringan irigasi. Mengingat tempat kedudukan, lahan yang akan dialiri dankondisi sungai yang ada maka dapat dibuat beberapa jenis bangunan utama yaitu :


13/45



2. 3 Bangunan Pengelak

Lokasi bangunan pengelak dan pemilihan tipe yang paling cocok dipengaruhi

oleh banyak faktor, yaitu :a. sungai

b.

elevasi yang diperlukan untuk irigasi

c. topografi pada lokasi yang direncanakan

d. kondisi geologi teknik pada lokasi

e. metode pelaksanaan

2. 4 Bangunan Pengambilan

Sesuai dengan tujuannya sebagai bangunan utama untuk pengambilan air

irigasi, bendung dilengkapi dengan bangunan pengambilan tersebut, yaitu :

1. pengambilan sebaiknya dibuat sedekat mungkin dengan bangunan pembilas di

kedua sisi.

2. pengambilan dapat dibuat dua sisi sungai atau satu sisi saja.

3. pengambilan dapat juga dilakukan dengan cara satu sisi dan satu bangunan sadap

pada pilar pembilas , kemudian airnya disalurkan melalui siphon dalam tubuh

bendung ke sisi lainnya.

4. pada pangkal bendung dibuat dinding sayap dan dinding pengarah, sehingga

dihindari adanya aliran turbulensi di depan pengambilan.

2. 5 Bangunan Pembilas

Bangunan pembilas kantung Lumpur merupakan bangunan yang terletak antara

pintu dan saluran. Fungsi bangunan pembilas adalah sebagai pembilas

(penggelontor) sedimen di kantong Lumpur. Tata letak terbaik untuk katong Lumpur.

Tata letak terbaik untuk kantong Lumpur saluran pembilas dan saluran primer adalah

saluran pembilas merupakan kelanjutan bangunan kantong Lumpur dan tidak

mengalami pembelokan. Bila pembilas terpaksa terletak menyamping (tidak lurus),

maka dianjurkan dibuat dinding pelurus rendah yang curamnya sama dengan tinggi

maksimum sedimen dalam kantong Lumpur.

Guna mencapai pembilasan yang sempurna maka akhir bangunan pembilas

yang masuk di sungai disarankan mempunyai beda tinggi yang cukup. Bila terlalu


14/45



curam (dalam) disarankan dilengkapi dengan bangunan terjun dalam kolam olak

serta got miring sepanjang saluran. Kecepatan dalam saluran pembilas berkisar 1 –

1.5 m/dt dan besarnya debit pembilas adalah : Qs = 1,2 Qn (Qn = debit rata-rata yang

lewat kantong Lumpur (m

3

/dt)).Guna mengetahui sejauh mana sedimen di kantong lumpur dapat dibilas

dengan sempurna, maka diperlukan perhitungan efisiensi pembilas. Efisiensi

pembilas tergantung dari besarnya gaya geser sedimen yang selalu mengendap.

2. 6 Kantong Lumpur

Kantong Lumpur adalah bangunan yang berfungsi mengendapkan fraksi-fraksi

yang lebih beasr dan fraksi halus (0,06 – 0,07 mm) agar tidak masuk kejaringan

irigasi biasanya ditempatkan dihilir bangunan pengambilan (intake).

2.6.1 Penetapan lokasi kantong Lumpur

Keadaan topografi tepi sunagi maupun kemiringan sungai akan

mempengaruhi perencanaan kantong Lumpur. Kemiringan sungai harus cukup

curam untuk menciptakan kehilangan energi yang diperlukan untuk pembilasan di

sepanjang kantong Lumpur. Kantong Lumpur dan bangunan – bangunan pelengkap

bendung memerlukan banyak ruang, oleh karena itu kemungkinan penempatannya

harus ikut dipertimbangkan dalam pemilihan lokasi bangunan utama. Apabila

diperlukan dua bangunan pengambilan maka juga diperlukan dua buah kantong

lumpur dalam keadaan penuh.

2.6.2 Data perencanaan kantong lumpur

Beberapa data digunakan untuk perencanaan kantong Lumpur, antara lain

data topografi untuk penempatan kantong Lumpur

Kemiringan yang memadai guna pekerjaan penggelontoran sedimen di kantong

Lumpur.

Data sedimen meliputi diameter sedimen :

1. volume sedimen (diasumsikan sebesar 0.5 ml dari volume air yang mengalir

dari kantong Lumpur).

2.

kebutuhan irigasi di pintu pengambilan


15/45



2.5 Bangunan Pengambilan Bebas

Bangunan pengambilan bebas ini dibuat untuk memungkinkan dibelokannya

air sungai ke jarinagan irigasi tanpa merubah kondisi sungai tersebut, jika muka airsungai cukup tinggi untuk mencapai lahan yang akan dialiri. Bangunan tersebut

berupa saluran pengelak yang dilengkapi dengan pintu air untuk memenuhi

kebutuhan irigasi. Bangunan tersebut harus dapat mengambil air dengan jumlah yang

cukup pada masa pemberian air irigasi tanpa memerlukan peninggian muka air di

sungai. Meskipun hal ini jarang diaplikasikan, namun tidak ada salahnya dikemukan

mengingat adanya kemungkinan suatu daerah yang daapt menggunakan jenis

bangunan seperti ini.

2.5.1 Bangunan Bendung

Bangunan ini dibangun melintang sungai yang berfungsi untuk menaikkan

muka air air di sungai , maka ada dua tipe yang dibangun, yaitu :

a. Bendung Pelimpah, atau biasa juga disebut Bendung Tetap .

Bendung tetap adalah bangunan pelimpah melintang sungai yang

memberikan tinggi muka air minimum pada bangunan pengambilan untuk

keperluan irigasi. Bendung ini juga merupakan penghalang saat terjadi banjir

sehingga air sungai menjadi tinggi dan tanpa kontrol yang baik akan dapat

menyebabkan genangan di daerah hulu tersebut. Untuk sungai yang tidak mampu

menampung tinggi luapan yang terjadi, tidak sesuai dengan bangunan ini.

b. Bendung Gerak

Bendung ini dapat dihilangkan selama terjadi aliran besar yaitu dengan cara

membuka pintu air atau mengempiskan bendung karet, sehingga masalah yang

ditimbulkan selama banjir kecil saja. Bendung gerak dapat mengatur muka air di

depan pengambilan agar air yang masuk tetap sesuai dengan kebutuhan irigasi.

Bendung gerak memerlukan eksplotasi secara terus menerus karena pintunya harus

tetap terjaga dan dioperasikan dengan baik dalam keadaan apapun.


16/45



BAB III

PEMBAHASAN PERENCANAAN

3.1. Perencanaan Peta Jaringan Irigasi


17/45



Sistem jaringan irigasi yang akan direncanakan digambar terlebih dahulu. Hal

penting dalam penggambaran adalah pengetahuan tentang peta. Degan pertolongan peta

dapat diketahui daerah irigasi rencana, letak tempat-tempat, jalan kereta, aliran sungai dan

lain-lain. Tahapan dalam perencanaan adalah pendahuluan dan tahap perencanaan akhir.Dalam peta tergambar garis kontur daerah ini. Dari garis kontur terlihat bahwa

topografi daerah tidak terlalu datar. Pada beberapa daerah terdapat cekungan-cekungan

dan bukit-bukit. Elevasi tertinggi adalah 110 dan elevasi terendah adalah 92,5. Pada daerah

ini terdapat satu sungai besar yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber air pada daerah

irigasi. Daerah tepi sungai adalah daerah yang potensial untuk daerah persawahan sehingga

darah ini sebagian besar digunakan untuk petak tersier. Jenis tanah daerah ini adalah loam

yang sangat baik untuk pertumbuhan tanaman.

Petak yang diambil sebagai percontohan adalah petak tersier. Petak ini kemudian

digambar detail dengan skala 1 : 2500.

Lay Out jaringan irigasi adalah suatu cara yang membedakan bagian-bagian yang terdapat

dalam irigasi bentuknya serupa Lay Out Map. Lay Out Map berisi skema jaringan irigasi.

Tujuan pembuatan skema jaringan irigasi adalah mengetahui jaringan irigasi, bangunan

irigasi, serta daerah-daerah yang diairi meliputi luas, nama dan debit.

1.

Bangunan utama (head work)

2.

Sistyem saluran pembawa (irigasi)

3. Sistem saluran pembuang (drainase)

4. Primer unit, sekunder unit, tersier unit.

5. Lokasi bangunan irigasi

6. Sistem jalan

7. Non irigated area (lading)

8.

Non irigatable area (tidak dapat dialiri)

Misalnya :

1.

daerah dataran tinggi

2. rawa (daerah yang tergenang)

Saluran pembawa adalah saluran yang membawah air irigasi dari bangunan utama

ke petak-petak sawah. Ada empat macam saluran pembawa, yaitu saluran primer,

sekunder, tersier, dan kuarter.


18/45



Prinsip pembuatan saluran primer adalah direncanakan bedasarkan titik elevasi

tertinggi dari daerah yang dapat dialiri. Jika daerah yang dialiri diapit oleh dua buah

sungai, maka saluran dibuat mengikuti garis prmisah air. Saluran sekunder direncanakan

melalui punggung kontur.Selain saluran pembawa, pada daerah irigasi harus terdapat saluran pembuang.

Saluran pembuang dibuat untuk menampung buangan (kelebihan) air dari petak sawah.

Sistem pembuangan ini disebut sistem drainase. Tujuan sistem drainase adalah

mengeringkan sawah, membuang kelebihan air hujan, dan membuang kelebihan air irigasi.

Saluran pembuangan di buat di lembah kontur.

Tata warna peta adalah :

Biru untuk jaringan irigasi

Merah untuk jaringan pembuang

Cokelat untuk jaringan jalan

Kuning untuk daerah yang tidak dialiri

Hijau untuk perbatasan Kabupaten, Kecamatan, desa dan kampung

Merah untuk tata nama bangunan

Hitam untuk jalan kereta api

Skala Lay Out Map

General Lay Out Map dan Topographic map adalah 1 : 5000

Skema irigasi adalah 1 : 10000

Skema unti tersier adalah 1 : 5000 atau 1 : 2000

Standarisasi jaringan ukuran gravitasi :

Ukuran petak tersier 50 – 100 Ha

Ukuran petak kuartier adalah 8 – 15 Ha

Panjang saluran tersier adalah 1500 km

Panjang saluran kuartier adalah 500 km

Jarak saluran kuartier ke pembangan adalah 300 km

Dasar perencanaan lahan untuk jaringan irigasi adalah unit tersier. Petak tersier

adalah petak dasar disuatu jaringan irigasi yang mendapatkan air irigasi dari suatu


19/45



bangunan sadap tersier dan dilayani suatu suatu jaringan tersier. Faktor-faktor yang harus

dipertimbangkan dalam pembuatan Lay Out tersier adalah :

1. Luas petak tersier

2. Batas-batas petak3. Bentuk yang optimal

4. Kondisi medan

5. Jaringan irigasi yang ada

6. Eksploitasi jaringan

Batas-batas untuk perencanaan lahan untuk daerah irigasi adalah sebagai berikut :

1. Batas alam

Topografi (puncak gunung)

Sungai

Lembah

2. Batas Administrasi

Untuk perencanaan detail jaringan pembawa dan pembuang diperlukan peta

topografi yang akurat dan bisa menunjukkan gambarangambaran muka tanah yang ada.

Peta topografi tersebut bisa dieroleh dari hasil pengukura topografi atau dari foto udara.

Peta teesebut mencakup informasi yang berhubungan dengan :

Garis kontur dengan interval

Batas petak yang akan dicat

Tata guna tanah, saluran pembuang dan jalan yang sudah ada serta

bangunannya

Tata guna tanah administratif

Garis kontur pada peta menggambarkan medan daerah yang akan direncanakan.

Topografi suatu daerah akan menentukan Lay 0ut serta konfigurasi yang paling efektif

untuk saluran pembawa atau saluran pembuang. Dari kebanyakan tipe medan Lay Out

yang cocok digambarkan secara sistematis. Tiap peta tersier yang direncanakan terpisah

agar sesuai dengan batas alam dan topografi. Dalam banyak hal biasanya dibuat beberapa

konfigurasi Lay Out jaringan irigasi dan pembuang.

Klasifikasi tipe medan sehubungan dengan perencanaan daerah irigasi :


20/45



1. Medan terjal kemiringan tanah 2 %

Medan terjal dimasna tanahnya sedikit mengandung lempun rawan erosi karena

aliran yang tidak terkendali. Erosi terjadi jika kecepatan air pada saluran lebih batas ijin.hal

ini menyebabkan berkurangnya debit air yang lewat, sehingga luas daerah yng dialiri berkurang. Lay Out untuk daerah semacam ini dibuat dengan dua alternatif .Kemiringan

tercuram dijumpai dilereng hilir satuan primer. Sepasang saluran tersier menggambil air

dari saluran primer di kedua sisi saluran sekunder. Saluran tersier pararel dengan saluran

sekunder pada satu sisi dan memberikan airnya ke saluran kuarter garis tinggi, melalui

boks bagi kedua sisinya.

2.

Medan gelombang, kemiringan 0,25-2,3%

Kebanyakan petak tersier mengambil airnya sejajar dengan saluran sekunder yang

akan merupakan batas petak tersier pada suatu sisi. Batas untuk sisi yang lainnya adalah

saluran primer. Jika batas-batas alam atau desa tidak ada, batas alam bawah akan

ditentukan oleh trase saluran garis tinggi dan saluran pembuang. Umumnya saluran yang

mengikuti lereng adalah saluran tersier. Biasanya saluran tanah dengan bangunan terjun

di tempat-tempat tertentu. Saluran kuarter akan memotong lereng tanpa bangunan terjun

dan akan memberikan air karena bawah lereng. Kemungkinan juga untuk memberikan air

ke arah melintang dari sawah satu ke sawah yang lain.

3. Medan berombak, kemiringan tanahnya 0,25-2% umumnya kurang dari 1%

Saluran tersier diatur letaknya di kaki bukit dan memberikan air dari salah satu sisi.

Saluran kuarter yang mengalir paralel atau dari kedua sisi saluran kuarter yang mungkin

mengalir ke bawah punggung medan. Saluran pembuang umumnya merupakan saluran

pembuang alami yang letaknya cukup jauh dari saluran irigasi. Saluran pembuang alami

biasanya akan dilengkapi sistem punggung medan dan sistem medan. Situasi dimana

saluran irigasi harus melewati saluran pembuang sebaiknya harus dihindari.

4.

Medan sangat datar, kemiringan tanah 0,25%

Bentuk petak irigasi direncanakan dengan memperhatikan hal-hal sebagai berikut:

Bentuk petak sedapat mungkin sama lebar dan sama panjang karena bentuk yang

memanjang harus dibuat saluran tersier yang panjang akan menyulitkan

pemeriksaan pemberian air dan pemeliharaan juga menyebabkan banyaknya airyang hilang karena rembesan ke dalam tanah dan bocoran keluar saluran.


21/45



Petak yang panjang dengan saluran tersier ditengah-tengah petak tidak memberi

cukup kesempatan pada air untuk meresap kedalam tanah karena jarak

pengangkut yang terlalu pendek.

Tiap petak yang dibuat harus diberi batas nyata dan tegas agar tidak terjadi

keraguan dalam pemberian air.

Tiap bidang tanah dalam petak harus mudah menerima dan membuang air yang

sudah tidak berguna lagi.

Letak petak berdekatan dengan tempat-tempat pintu pengambilan. Maksudnya

agar pemeriksaan pemberian air pada intake tersier mudah dijalani petugas.

Untuk perencanaan detail jaringan irigasi tersier dan pembuang, diperlukan peta

topografi yang secara akurat menunjukkan gambaran muka tanah yang ada. Untuk masing-

masing jaringan irigasi dan digunakan titik referensi dan elevasi yang sama.

Peta-peta ini dapat diperoleh dari hasil-hasil pengukuran topografi (metode

terestris) atau dari foto udara (peta ortofoto). Peta-peta ini harus mencakup informasi yang

berkenaan dengan :

Garis-garis kontur

Batas-batas petak sawah

Tata guna lahan

Saluran irigasi, pembuang dan jalan-jalan yang ada beserta bangunannya

Batas-batas administratif (desa, kampung)

Rawa dan kuburan

Bangunan

Skala peta dan interval garis-garis kontur bergantung kepada keadaan topografi :

Tabel definisi Medan untuk Topografi Makro

Kontur Medan Kemiringan Medan Skala Interval

Sangat Datar 2 % 1 : 2000 1,0

Selain itu juga akan diperhatikan kerapatan atau densitas titik-titik di petak-petak

sawah agar arah aliran antar petak dapat ditentukan.


22/45



Peta ikhtisar harus disiapkan dengan skala 1 : 25000 dengan lay out jaringan utama

dimana petak tersier terletak. Peta ini harus mencakup trase saluran pembuang, batas-batas

petak tersier dan sebagainya. Untuk penjelasan yang lebih rinci mengenai pengukuran dan

pemetaan, lihat persyaratan teknis untuk Pemetaan Terestris dan pemetaan ortofoto

3.2. Menentukan Kebutuhan Air Irigasi

3.2.1. Menghitung Besarnya Evapotranspirasi Tanaman pada Daerah Irigasi


23/45



Lampiran 1 Data profil suhu udara rata-rata pada tiga ketinggian wilayah Situgede,

Darmaga, Bogor Januari – Desember 2009

BulanRata-rata suhu udara (0C)

4 meter 7 meter 10 meter

1 24,0 24,0 24,0

Januari 2 23,7 23,7 23,7

3 24,4 24,4 24,3

1 23,8 23,7 23,7

Februari 2 24,3 24,3 24,2

3 24,2 24,1 24,1

1 24,7 24,7 24,7

Maret 2 24,1 24,1 24,0

3 24,2 24,2 24,1

1 24,8 24,8 24,7April 2 25,2 25,1 25,1

3 25,1 25,0 24,9

1 25,2 25,1 25,1

Mei 2 24,7 24,7 24,7

3 25,1 25,1 25,1

1 25,1 25,1 25,0

Juni 2 25,0 25,0 24,9

3 25,1 24,5 24,1

1 24,8 24,8 24,7Juli 2 23,9 23,9 23,7

3 24,1 24,1 24,0

1 23,4 23,4 23,3

Agustus 2 25,1 25,0 25,0

3 24,7 24,5 24,6

1 25,1 25,0 25,0

September 2 24,8 24,8 24,7

3 24,9 24,7 24,7

1 24,9 24,8 24,8

Oktober 2 25,1 25,0 25,13 24,4 24,4 24,5

1 25,7 25,6 25,7

November 2 24,4 24,4 24,4

3 24,6 24,5 24,6

1 24,7 24,6 24,6

Desember 2 25,2 25,1 25,1

3 24,7 24,6 24,6

Lampiran 2 Data profil kelembaban udara rata-rata pada tiga ketinggian wilayah Situgede,Darmaga, Bogor Januari – Desember 2009


24/45



BulanRata-rata kelembaban udara (%)


1 79,0 78,0 77,0

Januari 2 89,0 88,0 88,03 84,0 84,0 84,0

1 89,0 88,0 88,0

Februari 2 81,0 81,0 79,0

3 85,0 84,0 84,0

1 79,0 77,0 78,0

Maret 2 79,0 78,0 77,0

3 83,0 82,0 82,0

1 84,0 83,0 82,0

April 2 82,0 81,0 80,0

3 80,0 79,0 78,01 82,0 81,0 80,0

Mei 2 84,0 84,0 84,0

3 77,0 76,0 75,0

1 80,0 79,0 78,0

Juni 2 78,0 77,0 77,0

3 78,0 76,0 77,0

1 75,0 74,0 73,0

Juli 2 66,0 65,0 63,0

3 72,0 71,0 71,0

1 68,0 66,0 66,0

Agustus 2 72,0 71,0 71,0

3 69,0 67,0 67,0

1 68,0 67,0 66,0

September 2 74,0 73,0 72,0

3 68,0 66,0 65,0

1 81,0 79,0 79,0

Oktober 2 75,0 74,0 74,0

3 79,0 78,0 78,0

1 76,0 74,0 75,0

November 2 87,0 86,0 86,0

3 84,0 83,0 82,0

1 85,0 85,0 84,0

Desember 2 77,0 75,0 75,0

3 87,0 86,0 85,0

Lampiran 3 Data profil kecepatan angin rata-rata pada tiga ketinggian wilayah Situgede,

Darmaga, Bogor Januari – Desember 2009


25/45



BulanRata-rata kecepatan angin (m/s)


1 0,7 0,9 1,1

Januari 2 0,7 0,8 0,9

3 0,8 0,9 1,01 0,9 1,0 1,1

Februari 2 0,9 1,1 1,2

3 0,9 1,0 1,2

1 1,0 1,2 1,4

Maret 2 0,7 0,9 1,0

3 0,6 0,8 1,6

1 0,4 0,6 0,7

April 2 0,5 0,7 0,8

3 0,6 0,7 0,9

1 0,5 0,7 0,8Mei 2 0,4 0,6 0,7

3 0,4 0,7 0,8

1 0,5 0,6 0,8

Juni 2 0,4 0,6 0,7

3 0,4 0,6 0,7

1 0,5 0,6 0,7

Juli 2 0,6 0,7 0,9

3 0,6 0,7 0,9

1 0,6 0,7 0,8

Agustus 2 0,6 0,7 0,8

3 0,7 0,8 0,9

1 0,8 0,9 0,9

September 2 0,7 0,8 0,9

3 0,8 0,9 1,0

1 0,6 0,7 0,8

Oktober 2 0,6 0,7 0,8

3 0,6 0,7 0,8

1 0,6 0,7 0,8

November 2 0,6 0,8 0,9

3 0,8 0,9 1,0

1 0,6 0,7 0,8

Desember 2 0,7 0,8 1,0

3 0,6 0,7 0,8

Lampiran 4 Data jumlah intensitas radiasi matahari wilayah Situgede, Darmaga, Bogor

Januari – Desember 2009


26/45



BulanIntensitas Radiasi

(MJ m-2 day-1)

1 113,19

Januari 2 88,15

3 119,481 79,45

Februari 2 104,17

3 84,92

1 133,23

Maret 2 141,47

3 140,28

1 115,22

April 2 114,47

3 119,65

1 107,52Mei 2 92,77

3 124,57

1 99,22

Juni 2 111,45

3 107,14

1 113,53

Juli 2 119,57

3 126,16

1 128,10

Agustus 2 123,64

3 144,92

1 144,39

September 2 138,96

3 152,37

1 122,73

Oktober 2 145,52

3 153,24

1 141,39

November 2 111,663 106,49

1 125,98

Desember 2 133,26

3 105,86

Lampiran 5 Data jumlah curah hujan wilayah Situgede, Darmaga, Bogor Januari – Desember 2009


27/45



BulanCurah Hujan (mm)

Harian 1 Harian 2 Harian 3

Januari 29 200 38

Februari 204 8 88

Maret 44 81 137

April 143 92 25

Mei 309 78 184

Juni 121 90 27

Juli 46 1 84

Agustus 1 23 7

September 31 106 20

Oktober 153 78 185

Nopember 67 190 150

Desember 114 62 83

Lampiran 6 Hasil evapotranspirasi wilayah Situgede, Darmaga, Bogor Januari –

Desember 2009

Bulan Pancikelas Aa

Aerodinamik Penmanmonteith a

PanciKelas

PenmanMonteith b


28/45



Ab

1 25,3 30,84 27,03 29,76 33,27

Jan 2 14,1 21,14 21,47 17,09 24,52

3 24,10 20,11 29,02 29,24 34,77

1 13,20 22,95 19,05 16,01 23,20

Feb 2 24,10 16,81 24,96 28,78 31,67

3 21,20 23,73 20,47 25,77 24,90

1 29,10 30,01 32,31 34,89 39,74

Mar 2 31,60 37,51 34,92 37,36 42,45

3 29,50 31,06 35,71 35,87 42,94

1 25,80 33,84 29,36 31,37 34,58

Apr 2 26,50 24,58 29,16 32,22 35,50

3 25,50 21,01 30,21 30,94 36,73

1 24,00 24,04 27,25 29,16 32,33

Mei 2 20,80 28,45 24,07 25,25 28,953 26,30 37,80 32,03 31,09 38,89

1 21,10 35,85 31,30 25,59 30,91

Juni 2 26,00 39,20 34,47 31,54 33,98

3 20,90 36,81 32,82 25,33 32,43

1 25,40 42,66 31,56 30,05 33,78

Juli 2 28,40 45,32 33,17 30,45 36,19

3 32,30 47,81 35,11 36,86 38,85

1 30,00 52,03 35,40 32,91 38,05

Agust 2 27,70 50,20 34,78 31,15 38,24

3 35,30 48,04 40,44 38,33 44,05

1 37,20 51,50 40,80 42,01 45,16

Sep 2 35,30 49,75 39,15 40,80 43,63

3 37,00 51,36 42,47 41,02 45,93

1 27,90 43,09 34,23 32,84 38,10

Okt 2 32,10 41,26 40,68 37,89 44,77

3 36,10 31,79 42,87 43,78 48,63

1 33,10 36,37 39,61 39,66 42,64

Nov 2 22,30 32,30 31,04 27,12 34,80

3 20,50 25,67 29,48 24,91 32,76

1 28,70 36,13 35,05 34,85 38,64

Des 2 31,20 42,58 37,12 37,04 40,433 24,60 37,00 29,51 29,84 32,90

(a)

Metode panci kelas A dengan nilai Kp=0.7, metode penman monteith dengan nilai ra

dan rs menggunakan asumsi FAO penman monteith

(b)

Metode panci kelas A dengan nilai Kp berdasarkan FAO, metode penman monteith

dengan nilai ra dan rs menggunakan ketinggian 1.5 m, LAI periode kering=5 dan LAI

periode basah = 6.


29/45

SISTEM BANGUNAN IRIGASI 2 15


Lampiran 8 Contoh perhitungan menggunakan metode Penman Monteith

Tanggal Julian RH U2 U2 Tmax Tmin Trata e Tmax e Tmin es e(mb) e Tdew ea es-ea Δ P γ

date (%) (km/jam) ( m/s) (°C) (°C) (°C) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) (°C) (kPa) (kPa) (kPa°C-1

) (kPa) (kPa°C-1

)

Ra N n n/N Rs Rso Rs/Rso Rns

(MJ m-2 day-1) (jam) (jam) (MJ m-2

day-1

) (MJ m-2

day-1

) (MJ m-2

day-1

) (MJ m-2

day-1

)

σ(Tmax4) σ(Tmin)

4(σ(T)

4 rata rata) Rnl Rn G Rn-G Eto (mm/day)

[MJ m-2

day-1

] [MJ m-2

day-1

] [MJ m-2

day-1

] (MJ m-2

day-1

) [MJ m-2

day-1

] [MJ m-2

day-1

] [MJ m-2

day-1

]

Keterangan :

1 : Δ + γ (1 + 0,34 u2)

2 : γ + (900 / T + 273u2) (es-ea)

3 : 1,35 (R/Rso) - 0,35

4 : 0,34 - 0,14 (ea)-1

5 : 0,408Δ (Rn-G)

1 155 85

1 2 dr

37,9242,63

0,278 0,151 0,97

φ δ ωs

3 4

-0,1134 0,391 15,238

0,06626,001 3,362 0,48 0,202 99,0744,809 2,878 3,84 33,528 3,3531,6 0,4 32,2 23,4 26,3

2,160,080,6440,28

5

0,83 3,5110,011,11

23,43 0,74 13,2831,09 11,65 7,1 0,6 17,25

11,12


30/45



3.2.2. Menentukan Kebutuhan Air Irigasi Dengan Metode Penman Monteith

Penggunaan air untuk kebutuhan tanaman (consumtive use) dapat didekati

dengan menghitung evapotranspirasi tanaman, yang besarnya dipengaruhi oleh jenis

tanaman, umur tanaman dan faktor klimatologi. Nilai evapotranspirasi merupakan jumlah dari evaporasi dan transpirasi. Yang dimaksud dengan evaporasi adalah proses

perubahan molekul air di permukaan menjadi molekul air. Sedangkan transpirasi

adalah proses fisiologis alamiah pada tanarnan, dimana air yang dihisap oleh akar

diteruskan lewat tubuh tanaman dan diuapkan kembali melalui pucuk daun. Nilai

evapotranspirasi dapat diperoleh dengan pengukuran di lapangan atau dengan rumus-

rumus empiris. Untuk keperluan perhitungan kebutuhan air irigasi dibutuhkan nilai

evapotranspirasi potensial (ETo) yaitu evapotranspirasi yang terjadi apabila tersedia

cukup air. Kebutuhan air untuk tanaman adalah nilai Eto dikalikan dengan suatu

koefisien tanaman.

ET = kc x Eto.....................................................................................(3.2.1)

dimana : ET = Evapotranpirasi tanaman (mm/hari) ETo = Evaporasi tetapan/tanarnan

acuan (mm/hari) kc = Koefisien tanaman

3.3. Desain Hidraulik

3.3.1. Elevasi Puncak Mercu

Elevasi puncak mercu direncanakan dari elevasi sawah tertinggi. Perencanaan

elevasi puncak mercu direncanakan dengan memperhatikan beberapa hal, seperti kehilangan

energy dan jenis material yang terbawa. Perhitungan elevasi puncak mercu dengan asumsi

kehilangan energy dan tekanan jika dijumlahkan sebesar 1,5 m. Kehilangan energi tersebut

terdiri dari:

- Dari Sal. Tersier Ke Sawah = 0,1 m

-

Dari Sal. Sekunder Ke Tersier = 0,1 m

- Dari Sal. Induk Ke Sekunder = 0,1 m

-

Akibat Kemiringan Saluran = 0,15 m

- Akibat Bangunan Ukur = 0,4 m

- Dari Intake Ke Saluran Induk = 0,2 m

- Kantong Sendimen = 0,1 m

-

Tinggi Genangan = 0,15 m- Eksploitasi = 0,1 m


31/45



1

' )..(2 H K K n B B a peff

Kemudian elevasi puncak yang direncanakan dikontrol dengan hasil perhitungan antara

elevasi dasar saluran dekat pintu pengambilan dengan elevasi ambang dari jenis material

yang terbawa, seperti lanau, memiliki elevasi ambang 0,5 m. (KP-02, Hal 86) serta tinggi

bukaan maximum dari pintu pengambilan dan tinggi minimum pintu dari puncak. Keduaelevasi puncak yang didapat dibandingkan dengan pertimbangan agar sungai yang dibendung

dapat mengaliri keseluruhan daerah irigasi sampai ke area terjauh. Selain itu juga

memperhitungkan dampak dari material yang terbawa oleh air pada saluran.

3.3.2. Profil Bendung

A. Menghitung B Efektif / Lebar Mercu Efektif

Lebar efektif bendung diperkirakan dengan memperhatikan kontraksi aliran pada

pilar dan pangkal bendung. Gambar 3.1 direncanakan dalam KP-02, menyajikan mengenai

perencanaan lebar efektif bendung dan perencanaan seperti apa saja yang seharusnya

diberikan. Perhitungan lebar efektif bendung dapat dihitung dengan Persamaan 3.1.

…(3.1)

dimana : n = jumlah pilar tengah (Direncanakan 2 buah

dengan lebar pilar masing - masing 1 m)

Kp = koefisien kontraksi pilar (KP – 02 hal 40)

= 0,01 (Direncanakanpilar berujung bulat)

Ka = koefisien kontraksi pangkal bendung = 0,1

H1 = Tinggi energi (m)

B = lebar mercu bruto / lebar mercu yang sebenarnya (m)

Gambar 3.1 Sketsa Perencanaan Lebar Bendung


32/45



23

1

'

3

2

3

2 H B g C Q eff d

99,0

10416,020,2

p

H C d

1

1

1

21

6,1

H ha

H

ha

C

B. Menghitung Tinggi Energi dari Puncak Mercu (H1)

(H1) merupakan tinggi permukaan air dihitung dari puncak mercu. (H1) dapat

dicari dengan menggunakan Persamaan 3.3 yang juga merupakan Rumus debit yangmelimpah diatas mercu.

…(3.3)

Dimana:

Q = Debit banjir rancangan (direncanakan 370 m3/dt)

Cd = 1,33 (Asumsi koefisien debit rancangan)

B’eff = lebar efektif bendung

H1 = Tinggi energy dari puncak mercu

C. Menghitung Koefisien Limpahan Mercu

Koefisien limpahan mercu direncanakan dengan menggunakan cara coba – coba

dengan menyamakan hasil koefisien limpahan desain (Cd) pada Persamaan 3.4 dengan

koefisien limpahan actual (C) yang didapat dari Persamaan 3.5. Berikut perhitungan

koefisien limpahan mercu.

…(3.4)

…(3.5)

Dimana:

p = Tinggi bendung yang direncanakan (m)

h = Tinggi energy dari puncak mercu

H1 = Tinggi energy dari puncak mercu

(Diasumsikan H1=h ; dan Cd = C)


33/45



2

3

1.'. H BC Q eff

D. Rating Curve Diatas Mercu

Rating curve merupakan perhitungan debit yang melimpah diatas mercu bendung.

Perhitungan rating curve dapat menggunakan Persamaan 3.6. Didalam menghitung ating

curve ada beberapa hal yang harus diketahui,

…(3.6)

yaitu nilai tinggi tekanan (H1), lebar efektif bendung dan nilai

koefisien limpahan actual yang sudah direncanakan dengan Persamaan 3.5.

Dimana:

Q = Debit Aliran diatas Mercu (m3/dt)

C = Koefisien Limpahan Actual

H1 = Tinggi energy dari puncak mercu (m)

Beff = Lebar Mercu Efektif (m)

3.3.3. Profil Mercu

Profil mercu yang digunakan adalah tipe ogee. Direncanakan mercu tipe ogee

dengan kemiringan permukaan hulu vertical k = 2, dan n = 1,85. Sketsa penampang mercu

tipe ogee dengan k = 2 dan n = 1,85, disajikan dalam Gambar 3.2. Pada Gambar 3.2

disebutkan bahwa mercu tersebut memiliki dua buah jari – jari yaitu R 1 dan R 2 beserta jarak

antara puncak mercu dengan jari – jari tersebut (X1 dan X2).

Gambar 3.2 Sketsa Penampang Mercu Tipe Ogee


34/45



A. Lengkung Hulu 1

Mercu tipe ogee memiliki dua jari – jari lingkaran sehingga dihitung untuk tiap

lingkarannya. Menghitung lingkaran yang pertama atau disebut juga dengan lengkung hulu

satu. Menentukan kordinat pusat dari lengkung hulu satu yang juga merupakan pusatlingkaran dari lingkaran pertama.

x1 = 0

y1 = El. Puncak - R 1

Kemudian kordinat pusat tersebut disubtitusikan kedalam Persamaan 3.7.

Dengan Persamaan 3.7 Sebagai berikut untuk mendapatkan nilai Y atau

elevasi lengkung hulu satu.

…(3.7)

B. Lengkung Hulu 2

Menghitung lingkaran yang kedua atau disebut juga dengan lengkung hulu dua.

Menentukan kordinat pusat dari lengkung hulu dua yang juga merupakan pusat lingkaran dari

lingkaran kedua.

= acos(X1/R 1)

X1 = -(R 1-R 2).cos(sudut)

Y1 = El. Puncak - R 1 + (R 1-R 2) x sin()

Kemudian kordinat pusat tersebut disubtitusikan kedalam Persamaan 3.8.

Dengan Persamaan 3.8 Sebagai berikut untuk mendapatkan nilai Y atau

elevasi lengkung hulu satu.

…(3.8)

C. Lengkung Hilir

Menghitung lengkung hilir pada mercu. Lengkung hilir merupakan bentuk

lengkungan yang nantinya akan dilewati oleh debit yang melimpah diatas mercu. Dalam

menghitung elevasi lengkungan di hilir dimulai dari titik x = 0 atau pada posisi puncak

mercu. dan kemudian secara bertahap menambahkan jarak untuk mendapatkan nilai Y

dengan menggunakan Persamaan 3.9.

22

11 x R y y

21

221 )( x x R y y


35/45



1.2 1 hz H z g Vz

2.

hz B

QVz

eff

…(3.9)

3.3.4. Profil Aliran

A. Kecepatan Aliran

Kecepatan aliran digunakan untuk merencanakan nilai hz. hz diperoleh dengan

cara coba-coba dengan menyamakan kedua persamaan dibawah ini, yaitu Persamaan 3.10

dan Persamaan 3.11. Persamaan 3.10 dan Persamaan 3.11 merupakan rumus yang

digunakan untuk menghitung kecepatan aliran. Dengan data masukan sebagai berikut:

H1 = Tinggi energi di puncak mercu (m)

Ep = Elevasi Puncak (m)

Q = Debit banjir rencana (m3/dt)

g = Percepatan Gravitasi (m/dt2)

Leff = Lebar efektif mercu (m)

Data tersebut kemudian dimasukkan kedalam Persamaan 3.10 dan Persamaan 3.11, seperti

yang dibawah ini. Persamaan tersebut digunakan untuk mencari hz.

hz dicari untuk setiap elevasi mercu yang sudah direncanakan (Y), sampai mendapatkan nilai

pada Persamaan 3.10 dan Persamaan 3.11 yang mendekati sama.

…(3.10)

…(3.11)

Dimana:

Vz = Kecepatan aliran (m/dt)

Q = Debit banjir rancangan (m3/dt)

hz = Tinggi aliran yang melimpah (m)


Beff = Lebar Mercu Efektif (m)

z = Beda tinggi antara elevasi puncak dengan elevasi bendung.

g = Percepatan gravitasi (m/dt2)

85,01

85,1

.

.

H k

x puncak El y


36/45



z

z z

h g

V F

.

B. Froud Number

Menghitung froud number, froud number atau bilangan froud dicari untuk

mengetahui kriteria aliran seperti apa yang melimpah diatas mercu. Terdapat tiga kriteria atau

kondisi aliran pada umumnya yaitu, sub-kritis, kritis dan super kritis. Bilangan froud dapatdicari menggunakan Persamaan 3.12, dengan data masukan berupa kecepatan aliran (Vz),

tinggi elevasi muka air dari mercu (hz), dan percepatan gravitasi (g).

…(3.12)

Dimana:

Fz = Bilangan froud

Vz = Kecepatan aliran (m/dt)


hz = Tinggi aliran yang melimpah (m)

3.3.5. Kolam Olakan

Perencanaan kolam olakan diambil dari KP-02 dengan merencanakan jenis aliran tenggelam

(y2 > 2/3 H1). Pada Gambar 3.3 disajikan sketsa perencanaan penampang kolam olakan pada

umumnya.

Gambar 3.3 Sketsa Penampang Kolam Olakan Secara Umum

A. Kecepatan Awal Loncatan

Kecepatan awal loncatan direncanakan dengan menggunakan Persamaan 3.13,

dimana data masukannya berupa percepatan gravitasi (g), tinggi energi (H1), dan selisih


37/45



).5,0(.2 11 z H g V

)1.81(2

2 Fr y y u

anatar elevasi puncak mercu dengan elevasi mercu yag sudah direncanakan (z). Berikut Hasil

perhitungan menggunakan Persamaan 3.13 yang juga merupakan rumus kecepatan awal

loncatan.

…(3.13)

Dimana:

V1 = Kecepatan awal loncatan (m/dt)


z = Beda tinggi antara elevasi puncak dengan elevasi bendung.


B. Kedalaman Konjugasi

Kedalaman konjugasi direncanakan dengan menggunakan Persamaan 3.14,

dimana data masukannya berupa bilangan froud (Fz), dan kedalaman air di awal loncatan

(yu). Dan sebelum kita dapat menentukan nilai kedalaman konjugasi (y2) terlebih dahulu

harus menentukan kedalaman air di awal loncatan (yu) dengan menggunakan Persamaan

3.15, dengan data masukan seperti percepatan gravitasi (g), Kecepatan awal loncatan (V1)

dan bilangan froud (Fz). Berikut Hasil perhitungan menggunakan Persamaan 3.15 yang

juga merupakan rumus untuk menentukan yu dan juga Persamaan 3.14 yang digunakan

untuk menentukan y2.

…(3.15)

…(3.14)

Dimana:

y2 = Kedalaman konjugasi (m)

V1 = Kecepatan awal loncatan (m/dt)

Fr = Bilangan froud


g Fr

V yu

12

1


38/45



C. Panjang Kolam Olakan

Panjang kolam olakan dihitung dengan menggunakan Persamaan 3.16, dengan

data masukan seperti kedalaman konjugasi (y2) dan tinggi ambang rencana (n). Berikut hasil

perhitungan dengan menggunakan Persamaan 3.16.L j = 5.(n + y2) … (3.16)

Dimana:

L = Panjang kolam olakan (m)

n = Tinggi ambang (m)

y2 = Kedalaman konjugasi

3.4 Perencanaan Bangunan Pengambilan Dan Bangunan Pembilas

Bangunan pengambilan dan pembilas merupakan bangunan utama dalam

perencanaan bendung. Kedua bangunan tersebut dilengkapi pintu yang bagian depannya

terbuka, dan besaran bukaan pintu tersebut bergantung pada kecepatan aliran yang dizinkan

(KP-02, hal. 84).

3.4.1. Bangunan Pengambilan

Perencanaan pintu pengambilan dalam KP-02 harus didasarkan pada kebutuhan

pengambilan untuk keseluruhan area irigasi. Kapasitas pengambilan harus sekurang –

kurangnya 120% dari kebutuhan pengambilan guna menambah fleksibilitas dan memenuhi

kebutuhan lebih tinggi (KP-02, hal. 84). Dari perencanaan sebelumnya telah direncanakan

beberapa data.

Luas daerah irigasi (A)

Kebutuhan air disawah (q)

Elevasi dasar sungai dekat pintu pengambilan

Elevasi dasar pintu pengambilan

Efisiensi irigasi

h1 (Tinggi muka air didepan pintu dari dasar pintu)

z (Kehilangan tinggi energi di muka pintu)

h2 (Tinggi muka air dibelakang pintu = h1-z)

a (Tinggi bukaan maksimum pintu)

b : h saluran primer

Kemiringan talud saluran primer


39/45



Eff AqQ p

Sketsa Perencanaan pintu pengambilan ini dapat dilihat pada Gambar 3.4. Pada

gambar tersebut dijelaskan bahwa ada dua tipe perencanaan pintu pengambilan, bergantung

dari jenis alirannya, yaitu aliran tidak tenggelam dan aliran tenggelam. Dan pada perencanaanini direncanakan menggunakan tipe aliran tenggelam.

Gambar 3.4 Sketsa Perencanaan Pin tu Pengambil an

(a) Ali ran T idak Tenggelam ; (b) Al ir an Tenggelam

A. Perhitungan Debit yang Dibutuhkan untuk Pengambilan

Debit yang dibutuhkan untuk pengambilan direncanakan dengan mengalikan luas

daerah irigasi dengan kebutuhan air perluasan daerah. Persamaan 4.17 dapat menjelaskan

perhitungan tersebut.

… (3.17)

Dimana :

Qp = Debit pengambilan (m3/dt)

A = Luas daerah irigasi (ha)

Eff = Efisiensi irigasi (80%)


40/45



z g baQ ..2..

AV Q

B. Perencanaan Dimensi Pintu dan Pilar

Perencanaan dimensi pintu dan pilar meliputi lebar dan jumlah yang nantinya

akan digunakan dalam bangunan pengambilan. Dalam perencanaan sebelumnya direncanakan

aliran tenggelam pada bangunan pengambilan, hal tersebut dikarenakan untuk mengantisipasitinggi muka air yang berubah – ubah (KP-02, hal 71).

Dan untuk merencanakan lebar pintu atau bukaan pada bangunan pengambilan

digunakan rumus debit untuk aliran tenggelam pada Persamaan 4.18.

...(3.18)

Dimana :

Q = Debit pengambilan (m3/dt)

= Koefesien debit direncanakan 0,8 (KP 02, hal 85)

a = Tinggi bukaan pintu (m)

g = Percepatan grafitasi (m/dt2)

b = Lebar pintu (m)

z = Kehilangan tinggi energi (KP 02, hal 85)

C. Perhitungan Dimensi Saluran Primer

Merencanakan dimensi saluran primer didasarkan pada luasan daerah irigasi dan

debit pengambilan yang telah direncanakan. Direncanakan menggunakan saluran berbentuk

trapesium. Perhitungan dapat dilakukan dengan Persamaan 3.19.

…(3.19)

Dimana: A = Luas saluran ( m2 )

V = Kecepatan air pada saluran primer (1 - 2 m/dt )

direncanakan 2 m/dt (KP-02, hal.84)

3.4.2. Bangunan Pembilas

Perencanaan bangunan pembilas juga harus didasarkan KP-02. Seperti yang

sudah kita ketahui, fungsi dari bangunan pembilas adalah membilas sedimen – sedimen yang

menumpuk dengan cara membuka pintu pembilas secara berkala. Data yang dibutuhkan


41/45



h g V c ..2

dalam merencanakan bangunan pembilas hampir sama dengan yang digunakan untuk

merencanakan bangunan pengambilan.

Lebar Pintu Pembilas (KP-02, Hal.88): 60% Lebar Pintu Pengambilan

Jadi perhitungan perencanaan bangunan pembilas sebagai berikut, terdiri dari

perencanaan kecepatan aliran pada bangunan pembilas dengan Persamaan 3.20(a) dan

Persamaan 3.20(b). lebar bangunan pembilas dengan Persamaan 3.21.

A. Kecepatan Aliran pada Pintu Pembilas

…(3.20)(a)

Dimana: g = Percepatan grafitasi (m/dt2)

h = Direncanakan 0,8 dari beda tinggi antara puncak mercudan dasar sungai

kemudian kecepatan aliran tersebut dikontrol terhadap kecepatan izin yang harus dialirkan.

Direncanakan V*.

Kecepatan geser Kritis

...(3.20)(b)

Dimana : g = percepatan gravitasi (9,81 m/s

2

)H = kedalaman air (m)

S = kemiringan saluran ( diasumsi 0,002)

Dan hasil perhitungan tersebut harus memenuhi syarat Vc>U*.

B. Lebar Pintu Pembilas ( Bp ) (KP 02 hal.88)

Bp = 60% x Lebar Total Bangunan Pengambilan …(3.21)

Kontrol Lebar Pintu Pembilas

= 1/10 B bendung ≤ B ≤ 1/6 B bendung (KP 02 hal. 88)

3.5. Analisis Stabilitas

Analisis stabilitas pada bendungan merupakan perhitungan gaya – gaya yang bekerja

pada bendungan tersebut. Gaya – gaya yang bekerja pada bendungan diantaranya tekanan air

aktif maupun pasif, gaya gempa, berat bangunan, dan beberapa gaya yang berpengaruh

lainnya.


42/45



Analisa stabilitas dilakukan pada dua kondisi yaitu kondisi normal (tidak ada aliran

diatas mercu) dan kondisi extreme (kondisi pada saat banjir rencana maksimum dan kondisi

saat gempa).

3.5.1. Stabilitas Terhadap Rembesan

Analisa stabilitas terhadap rembesan direncanakan menggunakan metode Lane seperti

yang diperlihatkan Persamaan 3.22 merupakan perbandingan antara panjang jalur rembesan

dibawah bangunan dengan beda tinggi muka air. Metode Lane memiliki nilai minimum untuk

angka rembesan yang kita rencanakan nanti, seperti yang disajikan pada Tabel 3.1.

…(3.22)

Dengan mengasumsikan menggunakan material dasar untuk bendungan berupa kerikil halus

dengan angka rembesan 4.

Tabel 3.1 Harga Minimum Angka Rembesan Lane

3.5.2. Tekanan Air Banjir

Tekanan air banjir direncanakan guna mendapatkan gaya – gaya yang bekerja akibat

tekanan air dibawah tubuh bendungan. Tekanan air banjir direncanakan dengan

menggunakan Persamaan 3.23(a) untuk merencanakan beda tinggi antara masing – masing

gaya dan Persamaan 3.23(b) untuk merencanakan besarnya gaya – gaya yang bekerja.

Persamaan 3.23:

Pi = Hi - ∆Hi …(a)

∆Hi = Lw/Cw …(b)

H

Lh Lv

Cw

3

1


43/45



3.5.3. Tekanan Tanah Aktif

Tekanan tanah aktif merupakan gaya yang dihasilkan oleh tanah disekitar tubuh

bendungan. Tekanan tanah aktif dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 3.24

…(3.24)

Dimana:

Fa = gaya tekan tanah aktif (kN)

γ' = berat volume tanah terendam (kN/m3) = 10 kN/m3 (KP 02, hal 117)

h = Kedalaman tanah (m)

φ = sudut gesek internal tanah (derajat) (Direncanakan 30o)

3.5.4. Stabilitas Terhadap Geser

Analisa stabilitas terhadap geser merupakan perhitungan untuk mengontrol apakah

tubuh bendungan yang direncanakan aman terhadap gaya geser atau horizontal akibat tekanan

tanah di sekitar tubuh bendungan. Umumnya untuk mengontrol tubuh bendungan terhadap

gaya geser digunakan Persamaan 3.25, dimana persamaan tersebut merupakan perbandingan

antara gaya – gaya yang bekerja yang kemudian diberikan faktor gesekan sesuai dengan

material dasar bendungan yang digunakan. Tabel 3.2 menyajikan harga – harga perkiraan

untuk koefisien gesekan.

…(3.25)

Tabel 3.2 Harga – Harga Perkiraan Untuk Koefisien Gesekan

H

V W f S

)(.


44/45



3.5.5. Stabilitas Terhadap Guling

Analisa stabilitas terhadap guling merupakan perhitungan untuk mengontrol apakah

tubuh bendungan yang direncanakan aman terhadap gaya dorong atau momen akibat tekanantanah ataupun air dengan pusat guling pada titik J. Umumnya untuk mengontrol tubuh

bendungan terhadap gaya guling digunakan Persamaan 3.26, dimana persamaan tersebut

merupakan perbandingan antara gaya - gaya penahan guling dengan gaya penyebab guling.

Analisis stabilitas terhadap guling memiliki faktor keamanan pada kondisi normal sebesar 1,5

dan pada kondisi banjir sebesar 1,25.

…(3.26)

3.5.6. Stabilitas Terhadap Erosi Bawah Tanah (Piping)

Stabilitas terhadap piping dapat direncanakan dengan menggunakan Persamaan 3.27.

Stabilitas terhadap piping harus memenuhi faktor keamanan yang telah ditentukan yaitu 2

untuk kondisi banjir/extreme.

…(3.27)

Dengan data masukan diantaranya:

s (Kedalaman Tanah)

a (Tebal Lapisan Pelindung)

hs (Tekanan Air Pada Kedalaman s)

S guling momen

guling penahanmomen

sh

sa sS

)/1(


45/45


tugas besar sistem bangunan irigasi

Documents