PERENCANAAN SALURAN Perencanaan Pendahuluan. Rencana pendahuluan dari saluran irigasi harus menunjukkan antara lain : -
Trase jalur saluran pada peta tata letak pendahuluan.
-
Ketinggian tanah pada jalar trase saluran.
-
Lokasi bangunan sadap tersier dan sekunder dengan tinggi air yang dibutuhkan di sebelah hilirnya.
-
Bangunan-bangunan
lainnya
yang
akan
dibangun
dengan
perkiraan
kehilangan tinggi energi. -
Luas daerah layanan pada bangunan sadap dan debit yang digunakan.
-
Debit rencana dan capacitas saluran untuk berbagai ruas saluran.
-
Perkiraan kemiringan dasar saluran dan potongan melintang untuk berbagai ruas.
-
Ruas-ruas saluran dan bangunan-bangunan permanen yang ada.
Ketinggian Muka Air Yang Diperlukan Untuk menentukan elevasi muka air di saluran di atas tanah, harus dipertimbangkan beberapa hal antara lain : -
Untuk menghemat biaya pemeliharaan, muka air rencana di saluran harus sama atau di bawah ketinggian tanah, hal ini sekaligus untuk lebih mempersulit pencurian air atau penyadapan liar.
-
Agar biaya pelaksanaan tetap minimal, maka galian dan timbunan ruas saluran harus seimbang.
- Muka air harus cukup tinggi agar dapat mengairi sawah-sawah yang letaknya paling tinggi di petak tersier. Berikut ini prosedur perhitungan ruas saluran irrigáis. 1. Bangunan sadap yang tercantum pada kolom 1 adalah bangunan sadap yang terletak paling hilir kemudian bangunan sadap yang ada di hulunya lagi. 2. Setiap bangunan sadap diberi nomor patok atau station (sta). Titik awal adalah bangunan pengambilan (intake di dekat bendung). Contoh : - Bangunan Intake dekat bendung adalah sta. 0+00 - Bangunan BKP4 berjarak 3250 m dari bangunan intake , maka bangunan BKP4 mempunyai sta. 3+250. Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
3. Petak tersier yang dicantumkan pada kolom 3 adalh petak tersier yang dilayani oleh tiap-tiap bangunan sadap. 4. Luas petak tersier yang dicantumkan pada kolom 4 adalah luas masingmasing petak tersier.
5. Debit (m3/dt) yang dicantumkan pada kolom 5 adalah debit yang diperlukan untuk mengairi petak tersier yang bersangkutan, yaitu kebutuhan air di intake (lt/dt/ha) dikalikan dengan luas petak tersier At (hektar).
6. Muka air yang dibutuhkan pada bangunan sadap (P) yang dicantumkan pada kolom 6 adalah muka air hulu bangunan sadap yang diperoleh dari peta tata letak pendahuluan berskala 1 : 5000 untuk tiap-tiap petak tersier. Harga P untuk tiap-tiap bangunan sadap dihitung dengan persamaan berikut : P = A + a + b + m.c + d + n.e + f + g + ∆ h + z Dengan : P
=
Muka air di saluran primer atau sekunder
A
=
Elevasi muka tanah di sawah
a
=
lapisan air di sawah, (=10 cm)
b
=
kehilangan tinggi energi di saluran kuarter ke sawah (=5 cm)
c
=
kehilangan tinggi energi di boks bagi kuarter (=5 cm)
d
=
kehilangan tinggi energi selama pengaliran di saluran irigasi, yaitu kemiringan dasar saluran dikalikan dengan panjang
saluran atau I x L e
=
kehilangan tinggi energi di boks bagi (=5 cm) per boks.
f
=
kehilangan tinggi energi di gorong-gorong, (=5 cm) per
g
=
kehilangan tinggi energi di bangunan sadap
∆h
=
variasi tinggi muka air , (0.18 x hrencana)
Z
=
kehilangan tinggi energi di bangunan-bangunan tersier lainnya
bangunan.
seperti jembatan.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
Gambar Elevasi Muka air di bangunan sadap tersier
7. Ruas saluran yang tercantum pada kolom 7 adalah nama tiap-tiap saluran primer atau sekunder yang terletak di antara bangunan-bangunan sadap. Contoh : nama ruas saluran antara BKP1 dan BKP2 adalah RKP 2
8. Luas petak tersier A yang dicantumkan pada kolom 8 adalah luas petak tersier yang harus diairi oleh ruas saluran yang bersangkutan. Contoh : ruas saluran RKP2 akan mengairi seluruh petak-petak tersier yang berada di bagian hilir BKP2. 9. Panjang ruas saluran L (m) yang dicantumkan pada kolom 9 adalah panjang ruas saluran seperti yang dimaksud pada kolom 7.
10. Total kehilangan tinggi energi h (m) yang dicantumkan pada kolom 10 adalah jumlah kehilangan tinggi energi pada bangunan yang ada di ruas saluran yang bersangkutan. Contoh : pada ruas saluran RKP2 ada talang dengan nama BKP1b dan gorong-gorong BKP1a, maka h adalah 2 x 0.05m = 0.10 m. 11. Kemiringan yang ada pada kolom 11 untuk tiap ruas saluran dihitung dengan persamaan berikut :
Io =
Pu − Pd − ∆H 0 L
Dengan : Io
= kemiringan dasar saluran
Pu
= muka air yang dibutuhkan pada bangunan sadap pada bagian hulu.
Pd
= muka air yang dibutuhkan pada bangunan sadap pada bagian hilir.
∆ H0
=
total kehilangan tinggi energi (m)
L
=
panjang ruas saluran (m)
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
12. Debit rencana Q
.(m3/dt) yang dicantumkan pada kolom 12 adalah
renc
besarnya debit yang mengalir pada ruas yang bersangkutan untuk mengairi petak tersier yang bersangkutan, yaitu luas petak yang akan diairi dikalikan dengan kebutuhan air di intake (l/dt/ha).
13. Kemiringan rencana Ia yang dicantumkan pada kolom 13 adalah kemiringan rencana ruas saluran yang diperoleh lewat grafik 4.6 dengan memplot antara Q renc. Dengan I0.
14. Koefisien kekasaran Strickler pada kolom 14 adalah harga koefisien Strickler yang besarnya tergantung debit rencana Q renc., diperoleh lewat tabel 4.2. 15. Kemiringan dinding saluran (talud) m pada koklom 15 adalah harga sisi horisontal pada perbandingan vertikal : horisontal untuk kemiringan dinding saluran. Diperoleh dari tabel 4.2. 16. Harga n pada kolom 16 adalah perbandingan antara lebar dasar saluran (b) dengan kedalaman (h). Diperoleh lewat tabel 4.2.
17. Kecepatan aliran v (m/dt) adalah besarnya kecepatan aliran pada ruas saluran. Harga v dihitung dengan rumus Strickler :
V = k .R 2 / 3 I 1 / 2 Dengan : V
=
kecepatan aliran (m/dt)
K
=
koefisien kekasaran Strickler.
Ia
=
kemiringan dasar saluran rencana
R
=
jari-jari hidraulik (m), merupakan perbandingan antara Luas penampang basah A dengan keliling basah P. R = A/P
F
=
luas penampang basah saluran
P
=
keliling basah saluran
F = b.h + m.h 2 P = b + 2h ( m 2 +1)
18. Lebar dasar saluran b (m) pada kolom 18 adalah lebar dasar dari ruas saluran irigasi dengan penampang trapesium. 19. Kedalaman aliran h (m) pada kolom 19 adalah kedalaman aliran untuk ruas saluran yang bersangkutan. Untuk mendapatkan harga v, b dan h dilakukan cara coba-coba (trial & error). Berikut ini contoh perhitungan untuk ruas RKP2 : Debit rencana saluran Q renc.= .....m3/dt Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
Kemiringan dasar saluran rencana Ia = ... Koefisien kekasaran Strickler k = Kemiringan talud m = Perbandingan b/h, n = Dicoba : B=
m, maka h =
F = b.h + m.h
m
2
P = b + 2h ( m 2 +1)
R = A/P
V = k .R 2 / 3 I 1 / 2 Qhitung = F.v Apakah Qhitung = Qrencana?, Jika Qhitung = Qrencana, maka perhitungan benar,bisa dilanjutkan untuk Ruas lainnya. Jika Qhitung ≠ Qrencana, maka perhitungan masih salah, harga b dicoba lagi sehingga didapatkan Qhitung = Qrencana.
20. Variasi 0.18 h pada kolom 20 adalah harga kedalaman air h dikalikan dengan 0.18.
21. Muka air di bagian hilir DWL (Downstream water level) adalah elevasi muka air pada ruas saluran dibagian hilir. 22. Harga Ia . L adalah beda tinggi akibat jarak dan kemiringan dasar saluran.
23. ∆ h adalah kehilangan tinggi energi melalui bangunan, termasuk bangunan terjun. Besarnya kehilangan energi diperkirakan 0.05 m tiap bangunan. 24. Muka air di bagian hulu UWL (Upstream water laevel) adalah elevasi muka air pada ruas saluran bagian hulu. P=+11di sawah
Contoh : RKP1
BKP1
RKP2 L=200m
Ia
=
0.2 x10-3
h
=
0.7 m
0.18h =
0.18 x 0.7 = 0.126 m
∆h
0
=
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
P=+10 di sawah
BKP2
RKP3
UWL pada ruas RKP3 adalah +9.5 Maka :
•
UWL ruas RKP3 + kehilangan energi di bangunan sadap = 9.5+0.05 =
9.55.
•
Muka air yang diperlukan di bangunan sadap BKP2 adalah P = +10.
•
Oleh karena muka air yang diperlukan di bangunan sadap BKP2 lebih
tinggi dari pada (UWL + Kehilangan tinggi energi), maka DWL untuk ruas RKP 2 adalah (+10 + varians) , yaitu +10 + 0.126 = +10.126.
•
UWL untuk ruas RKP2 adalah DWL + Ia.L + ha = 10.126 + (0.2 x10-3 x200) + 0 =10.166
•
Untuk menentukan DWL ruas RKP1, harus dibandingkan dulu antara
P di BKP1 dengan UWL di RKP2. Harga yang tertinggi adalah harga yang menentukan UWL di RKP1. Caranya seperti contoh di atas. Trase Jalur Saluran Beberapa hal yang perlu dalam perencanaan trase saluran, antara lain : •
Trase saluran berupa garis lurus sejauh mungkin, apabila harus berbelok maka dibuat lengkung-lengkung yang bulat.
•
Tinggi muka air diusahakan mendekati ketinggian medan atau lebih tinggi dari medan sekelilingnya guna mengairi sawah-sawah di sebelahnya.
•
Jumlah galian (cut) dan timbunan (fill) diusahakan seimbang, hal ini berkaitan dengan meminimalkan biaya konstruksi saluran.
Pada umumnya trase saluran primer paralel dengan garis tinggi (saluran garis tinggi) sedangkan trase saluran sekunder berupa di sepanjang punggung medan. Penentuan trase saluran primer banyak parameter-parameter yang dipertimbangkan, antara lain kemiringan dasar, bangunan-bangunan silang, dan ketinggian pada bangunan pengambilan. Untuk itu penentuan trase saluran primer lebih rumit. Dalam penentuan trase saluran primer ada dua kondisi yang mungkin terjadi yaitu :
a. Debit yang tersedia untuk irigasi melebihi (berlimpah) dibandingkan lahan irigasi yang ada. Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
b. Debit yang tersedia menjadi terbatas, akibat lahan yang akan diairi diambil secara maksimum. Pada kondisi pertama (a), luas daerah irigasi tergantung kepada kemiringan dasar saluran primer dan kehilangan tinggi energi yang diperlukan di bangunan-bangunan. Kehilangan tinggi energi di saluran primer akan dipertahankan sampai tingkat minimum. Pada kondisi kedua (b) dengan luas daerah irigasi yang tetap, perencanaan saluran primer tidak begitu menentukan, kehilangan tinggi energi tidak harus dibuat minimum. Tinggi muka air dan trase yang dipilih harus memadai untuk mencukupi kebutuhan air maksimum. Biaya pelaksanaan saluran bisa diusahakan lebih rendah karena saluran dan bangunan dapat dibuat dengan ukuran yang lebih kecil. Untuk saluran primer yang paralel dengan garis tinggi pada umumnya terdapat dua pilihan untuk menentukan letak as salurannya, yaitu : a. Saluran primer timbunan dengan muka air di atas muka tanah asli (natural surface). b. Saluran primer galian dengan tinggi muka air kurang lebih sama dengan muka tanah. Keuntungan pada pilihan (a) saluran primer timbunan adalah semua lahan di sebelahnya dapat diairi dari saluran primer. Kerugiannya adalah dibutuhkan biaya pembuatan yang mahal, karena adanya timbunan. Keuntungan pada pilihan (b) saluran primer galian adalah biaya pembuatan yang dapat ditekan minimal (ekonomis). Kerugiannya adalah lahan yang bisa diairi menjadi terbatas. Namun ini merupakan hal baik karena jalur-jalur saluran di sepanjang saluran primer bisa dijadikan tempat permukiman. Untuk saluran garis tinggi yang dimensinya besar, jika medannya tidak teratur, maka trase salurannya tidak bisa dengan tepat paralel dengan garis tinggi tersebut. Kadang-kadang diperlukan suatu jalur pintas (shortcut ) berupa galian maupun timbunan. Untuk itu perlu dipertimbangkan beberapa hal berikut : •
Jari-jari minimum kelengkungan mendatar (belokan) saluran adalah 8 kali lebar muka air rencana.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
•
Jalur pintasan tersebut kemungkinan memperpendek lintasan, tapi bisa juga memperbesar biaya konstruksi.
•
Jalur pintasan yang memendek berarti akan mengurangi/memperkecil total kehilangan energi.
•
Jalur pintasan yang melewati cekungan akan menyebabkan saluran irigasi dan saluran pembuang ruas sebelahnya menjadi rumit dan butuh bangunan persilangan.
Kemiringan memanjang saluran ditentukan oleh garis-garis tinggi dan lereng saluran. Bahaya erosi pada saluran tanah akan membatasi kemiringan maksimum dasar saluran. Jika kemiringan maksimum yang diizinkan lebih landai dari pada kemiringan medan yang ada, maka pada jalur itu memerlukan suatu bangunan terjun. Jika kemiringan tanah/medan lebih landai dari kemiringan minimum, maka kemiringan dasa saluran akan dibuat sama dengan kemiringan lahan yang ada. Kemiringan maksimum dasar saluran tanah ditentukan dari kecepatan rata-rata alirannya. Kecepatan maksimum aliran yang diizinkan akan ditentukan berdasarkan karakteristik tanah.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
TABEL PERENCANAAN SALURA B a n g u n aSn t a . P e t a k T e r s ieA tr (h a ) 1 2 3 4
Qt m 3/ 5
SALURAN SEKUNDER TAW ANG
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
Ir. Agus Suroso MT IRIGASI DAN BANGUNAN AIR
