TUGAS GRAINASE SEWERAGE KETIKAN HALAMAN 315-357
OLEH KELOMPOK 04 : -
RISKA NUR HAMDANI ASHAR MIR’AH TAMRIN NURMALA MUJAHID NUR FAJRI ZARAH ARWIENY HANAMI AGUS MUSTIKA SARI ANDI RAHBIL FADLY ACHMAD ANUGRAH A BATARI ZULFI RAMADHANI MUH WALDI GANIERO VONNY CHRITINE P NURHAYATI MUHAMMAD MIVTAKHUL AMQHAAR
PRODI TEKNIK LINGKUNGAN JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN 2015 HIDRAULIKA JALUR AIR DI JEMBATAN DAN HAL-HAL KHUSUS LAINNYA 1. PENYEMPITAN LEBAR SALURAN 1.1. Penggunaan di Desain Drainase
Untuk menekan biaya pembuatan jembatan, jalan dan jembatan kereta api maka penyempitan lebar saluran sering dengan sengaja dilakukan. Pada kasus sungai, maka luas jalur air yang tersedia pada kondisi alaminya sering dipersempit dengan adanya pembuatan tanggul yang ditinggikan pada dataran banjirnya. Dalam kasus suatu saluran drainase, jembatannya sering dibangun dengan rentang yang lebih kecil dari lebar dasar saluran. Dalam desain drainase, sangatlah penting untuk memahami dan mampu meramalkan pengaruh dari penyempitan lebar saluran. Pengaruh penyempitan dari lebar saluran tersebut tergantung pada jenis aliran didalam saluran apakah ia superkritis atau subkritis. Dampak dari penyempitan lebar saluran akan dibahas selanjutnya di bawah ini dengan melihat jenis aliran. 1.2. Aliran Superkritis Akibat dari penyempitan saluran untuk aliran dalam keadaan superkritis adalah terjadinya gelombang tegak dan muka surge yang terputus-putus, kecuali bila dilengkapi dengan tempat perubahan yang didesain dengan teliti. Ada juga kemungkinan terjadinya loncatan air didalam atau dekat hulu dari bagian yang menyempit tersebut. Apabila mendesain saluran untuk aliran superkritis, maka diperlukan desain sarana khusus di belokan air. Belokan itu untuk aliran superkritis akan menyebabkan gangguan aliran yang menyebabkan terjadinya gelombang tegak yang bisa merusak tepi sungai atau saluran, atau menyebabkan keruntuhan. Lagippula kecepatan yang tinggi yang dikaitkan dengan aliran superkritis. Mengingat hal-hal diatas tersebut, dianjurkan agar aliran superkritis, bisa dihindari dalam mendesain saluran terbuka di daerah perkotaan. Teknik untuk mendesain sarana perubahan dan penyempitan dari lebar saluran dalam keadaan aliran superkritis oleh karena itu tidak dipertimbangkan lebih lanjut. Dalam hal dimana perlu membangun suatu jembatan diatas suatu saluran, maka disarankan agar disediakan bentang jembatan yang cukup agar saluran bisa melewati tanpa dihalangi dan penampangnya tidak berubah. 1.3. Aliran Subkritis Dalam aliran subkritis bila ada penyempitan pada lebar saluran, maka rasa air disebelah hulu dari penyempitan itu akan naik. Kenaikan tersebut dibandingkan dengan aras di saluran alami,biasanya dinamakan air balik atau peninggian aliran (afflux). Air balik dijumpai dalam situasi semacam itu dinamakan profil MI.
Pengaruh air balik itu disebabkan karena kehilangan hulu yang berkaitan dengan percepatan dan perlambatan dari aliran pada saat mendekati dan menjauhi penampang yang menyempit. Kehilangan tersebut diber istilah kehilangan bentuk. Jenis kehilangan lain terjadi pada aliran di saluran terbuka adalah kehilangan geser yang disebabkan oleh geseran antara zat alir dan tebing maupun dasar saluran dan diramalkan melaui persamaan ketahanan. Kehilangan bentuk itu biasanya lebih besar dari kehilangan geser untuk hampir semua jalan air di jembatan. 2. JALUR AIR DI JEMBATAN 2.1. Air Balik (Back Water) Pentingnya air balik itu sehubungan dengan arti dari atas sungai. Di banyak tempat, sejumlah uang yang besar dikeluarkan untuk melindungi harta benda dari ancaman banjir. Biaya untuk perlindungan itu terutama tergantung pada aras banjir yang diramalkan. Bangunan jembatan akan menaikkan aras air hulu dan bisa menimbulkan pertikaian yang berlanjut tentang kemungkinan yang diakibatkannya, dengan naiknya biaya pengamanan terhadap banjir. Oleh karena itu lebih baik si insinyur itu bisa menolong menanggulangi pertikaian tersebut dengan meramalkan besar air balik yang disebabkan oleh pembangunan jembatan. 2.2. Perhitungan Air Balik Perhitungan kondisi aliran dan profil air balik yang ditemui dalam desain jalur air di jembatan itu mempunyai prosedur yang kompleks. Macam-macam jenis aliran yang ditemui pada jalur air di jembatan yang keadaan alirannya. Suatu pemaparan yang lengkap mengenai hal ini dapat ditemui dalam publikasi yang dikeluarkan oleh US Department of Transportation, Hydraulics Design Series No.1, Hydraulic of Bridge Waterways. Cara mudah yang biasanya digunakan di Australia untuk memperkirakan air balik (dalam kondisi aliran subkritis) yang disebabkan oleh penyempitan suatu jalur air alami oleh suatu jembatan adalah:
1,2(V 22−V 12) A= 2g A V2
= air balik (m) = kecepatan lewat jalan air di jembatan (m/dt)
V1 g
= kecepatan lewat jalan air alami (m/dt) = percepatan oleh gravitasi (m/dt3)
Agar air dibangunan lintas dipakai untuk mengira jarak ke arah hulu jembatan yang dipengaruhi air balik adalah:
2a S
L
=
L
= jarak dalam meter dari jembatan sampai tempat dimana lengkung MI air balik per tahun dengan keadaan yang normal. = Air balik dalam meter = kelerengan banjir di jalan air alami (m/m)
a S
dimana
Ditekankan disini bahwa rumus diatas itu hanya boleh dipakai sebagai petunjuk. Dalam desain detail dimana perkiraan yang tepat dari air balik itu diperlukan, prosedur yang diutarakan di Hydraulics of Bridge Waterways itu yang harus dipakai. 2.3. Pengaruh Pilar Air balik yang disebabkan oleh pilar bisa dihitungkan berdasarkan atas hasil riset yang dilakukan oleh Yarnel adalah: a = KFr32 Y3 (K + 5 Fr 32 – 0,6) (α + 15α4) dimana: a = air balik dalam meter K = konstanta yang sehubungan dengan bentuk pilar (lihat Tabel 1.) Y3 = kedalaman di sebelah hilir dari jembatan dalam m Fr = bilangan Fraude =
V √ gy
α = 1-σ σ = b2/b1 b2= rentang total( termasuk pilar) dalam meter b2 = rentang bebas antara pilar dalam meter Air balik yang diberikan dalam persamaan diatas itu sebenarnya diakibatkan oleh aliran yang tertekan. Persamaan di atas tersebut karena itu hanya akan sah biala aliran yang melalui jembatan tidak lewat dengan kedalaman yang kritis. Aabila aliran tersebut tidak menjadi tercekik (dan alirannya lewat dengan kedalaman kritis melalui jembatan) maka disitu bisa terjadi peningkatan air balik yang substansif (meningkat dari kebutuhan untuk suatu nilai local yang lebih tinggi dari energy spesifik). Pencekikan akan terjadi bila:
σc =
(
1 2 Fr [3' ]⁴ σc (1+2 Fr 32 ) ³
2+
)
Merupakan praktek desain yang normal untuk melusruskan pilar sesuai dengan arah dari aliran banjir. Akibat dari pelencongan oleh pilar-pilar bisa di tampung dengan sikap hatihati, yakni dengan mengasumsikan bahwa lebar efektif dari pilar adalah sama dengan lebar yang diproyeksikan pada aliran. Tabel 1. Factor K untuk pilar jembatan Bentuk pilar 1. Ekor dan Hidung
1 2 lingkaran
2. Ekor dan Hidung berbentuk lensa 3. Pilar berbentuk silinder kembar tanpa diafragma 4. Pilar berbentuk silinder kembar dengan diafragma yang berhubungan 5. Ekor dan pilar segitiga 90° 6. Ekor dan hidung persegi
K 0,9 0,9 0,05 1,05 1,05 1,25
3. PINTU ALIRAN BAWAH 3.1 Jebis Pintu Ada 3 jenis pintu aliran bawah yang umum, seperti berikut ini (lihat juga Gambar 5):
Pintu geser Pintu radial Pintu “drum”
Gambar 5. Jenis-jenis pintu aliran bawah Pintu aliran bawah, itu dipakai untuk mengendalikan aliran. Misalnya, pintu aliran bawah itu sering dipasang di puncak suatu bangunan pelimpah, atau di sungai di tempat keluar ke saluran pengelak banjir. Pemilihan jenis yang mana yang diperlukan untuk suatu kasus, tergantung kepada berbagai factor. Setiap jenis ada keuntungannya. Misalnya, pintu vertical mempunyai roller-and-track yang mahal yang diperlukan untuk menyampaikan dorongannya ke dinding samping. Pintu radial itu lebih ekonomis dalam hal tersebut, tetapi bisa menyebabkan pembiayaan bangunan ekstra bersumber dari engselnya yang harus menerima pemusatan dorongan. Pintu aliran bawah akan didiskusikan dalam bagian berikutnya, dibawah judul aliran keluar bebas (free outflow) dan aliran keluar terbenam (submerged outflow). Pembahasan tersebut terbatas pada pintu geser tegak karena jenis inilah yang paling umum untuk situasi drainase perkotaan. 3.2 Aliran Keluar Bebas Aliran persatuan lebar pada suatu pintu geser tegak yang berada dalam kondisi aliran keluar bebas, diperlihatkan oleh persamaan berikut:
g=Cd W 2 gy Dimana :
g = aliran persatuan lebar (m3/ dt per m3) W = lebar bukaan pintu (m) y = kedalaman air di huludan
Cc 1+Cc . W /Y 1 Untuk pemasangan di lapangan, Cc dapat diambil sebagai konstanta, dan besarnya – 0,61 3.3 AliranKeluarTerbenam Untuk pintu geser tegak, dimana ada loncatan air tepat sebelah hilir pintu yang disebabkan oleh beberapa pengendalian hilir, maka pintunya menjadi terbenam. Pengaruhnya ialah bahwa pancaran air yang keluar dari bawah pintu akan ditindih oleh
sejumlah massa air yang meskipun mengelak dengan keras namun tidak ada gerak bersih kesembarang arah. Lihat Gambar 5.
Aliran persatuan lebar itu bias diturunkan dari rumus yang sama dengan diutarakan di Bagian 3.2. Kecuali bahwa Cd harus diambil dari hasil penelitian H. R. Henry yang diperlihatkan di Gambar 6. Gambar 6. Koefisien Luar pintu Geser Tegak (Gambar 5 sesuai dengan H. R. Henry) 4. SIPHON DAN TALANG 4.1 Keterangan Siphon adalah bangunan pembawa air yang berpotongan dengan sungai atau saluran, jalan yang tepatnya dibawah sungai atau saluran atau jalan tersebut.
Gambar 7.Profil siphon secara umum Talang ialah bangunan pembawa air yang berpotongan dengan saluran atau sungai, jalan yang tempatnya di atas saluran atau sungai atau jalan tersebut.
Gambar 8, Profil talang secara umum 4.2 Petunjuk Penggunaan Bila saluran drainase dan irigasi bersilangan cara paling baik untuk menanggulangi adalah dengan menggunakan talang irigasi yang menyilang diatas saluran drainage atau
sungai tersebut. Cara ini biasanya layak dalam situasi dimana saluran sungai dan drainase berada jauh dibawah saluran irigasi, sedemikian sehingga arus dasar bagian dalam dari saluran irigasi itu lebih tinggi dari arah air yang di desain, dalam sungai atau saluran drainase. Namun kasus yang sering terjadi adalah bahwa aras dasar bagian dalam dari saluran irigasi itu terletak dibawah arus air saluran drainase yang didesain. Karena itu penting untuk menggunakan suatu siphon untuk mengalirkan aliran dari satu saluran dibawah saluran drainase lainnya. Dari sudut pandang drainase, lebih baik bila aliran irigasinya diarahkan ke siphon dan mengalir di bawah saluran drainase. Saluran drainase sering membawa sampah dalam alirannya sehingga bila siphon digunakan untuk drainase, besar kemungkinannya menjadi penyebab masalah pemeliharaan yang sering karena adanya pemampatan. 4.3 Hidrolika 4.3.1 Talang Apabila talang yang dipakai adalah saluran terbuka, maka tidak diperlukan pertimbangan hidrolika khusus untuk aliran di dalam talang. 4.3.2 Siphon Analisis hidrolika untuk siphon itu sama dengan untuk talang yang bekerja di bawah pengendalian di tepat keluarnya. Tetapi perlu diperkenalkan istilah-istilah baru, seperti kehilangan belokan, di dalam perumusan. Hulu yang diperlukan agar sejumlah air bisa lewat melalui siphon, diungkapkan dengan rumus berikut : H = Hv + He + Hf + Hb Dimana : Hv = hulu kecepatan He = kehilangan di tempat masuk Hf = kehilangan geser Hb = kehilangan belokan Berdasarkan pada faktor kehilangan di belokan yang digunakan untuk aliran dalam pipa, maka kehilangan yang dikaitkan dengan satu belokan, dapat di ambil sebesar 0,3 V 2/2g (ASCE,1972). 5. BANGUNAN PEREDAM ENERGI 5.1 Kegunaan Bangunan peredam energi digunakan pada i) ii)
Lokasi yang “satu jalur alur” di saluran di drainase supaya lereng saluran dapat diperkecil, sehingga kecepatan yang diperbolehkan bisa didapat. Pada akhir alur pipa, bila kecepatan yang tinggi akan masuk ke saluran drainase yang terbuka
5.2 Jenis-jenis yang ada
Jenis-jenis bangunan peredam air yang biasa dipakai adalah : a) Kolam penenang Kolam penenang dapat dibangun tanpa dan dengan baffle. Penggunaan baffles ini menimbulkan peluan penggunaan kolam yang lebih pendek. Suatu kolom peluang yang umum (dengan baffles) di perlihatkan di Gambar 9.
Gambar 9. Kolam penenang dengan Blok Baffles b) Terjunan Miring dan Tegak Penggunaan terjunan tegak untuk meredam energi perlu dihindari karena biaya untuk bengunan seperti itu sangat mahal. Penggunaan terjunan miring lebih murah. Terjunan miring dapat di desain sesuai dengan yang diperlukan oleh topografi, kesukaran melakuannya kecil, sehingga hasilnya adalah biaya pemasangan yang rendah. Suatu terjunan miring yang umum bisa dilukiskan di Gambar 10. Suatu seri terjunan adalah lebih baik dari pada suatu terjunan yang besar
Gambar 10. Terjunan Miring yang umum c) Jenis Peredam Energi Jenis peredam energi biasanya digunakan di akhir alur pipa. Bangunan tersebut harus cukup stabil untuk melawan gelincir terhadap beban bangunan tersebut pada dinding baffles. Bangunan standar dari jenis Peredam Energi yang dikembagkan oleh USSR, diberikan di Gambar 11.
Gambar 11. Jenis Peredam Energi
ANALISIS STRUKTUR BANGUNAN AIR PERENCANAAN SALURAN Bentuk tipe saluran terdiri atas 2 (dua) jenis, yaitu: 1. Saluran terbuka 2. Saluran tertutup Saluran terbuka Saluran terbuka adalah bentuk saluran yang sisi bagian atasnya terbuka ke atmosfer. Pergerakan pada saluran terbuka disebabkan oleh gaya gravitasi dan umumnya mempunyai daya hidrostatis yang terdistribusi dan selalu turbulen. Saluran tertutup Saluran tertutup adalah saluran yang seluruh sisinya ditutup tidak ada kontak langsung dengan tekanan atmosfer tetapi hanya dengan tekanan hidraulik.
Sedangkan berdasarkan material konstruksinya, saluran drainase dapat di bedakan atas beberapa macam, yaitu: a. b. c. d.
Saluran tanah Saluran pasangan batu Saluran beton Saluran dengan perkuatan kayu
Sesi berikut memperkenalkan konsep dasar dari saluran terbuka dengan aliran dalam tertutup. Pembahasan tentang rumus-rumus berikut dipergunakan untuk menggambarkan kondisi aliran stasioner (tetap atau seragam) dan instasioner (tidak tetap atau tidak seragam), energy aliran dan efek back-water dalam saluran terbuka. (Chow, 1959) PERSAMAAN ALIRAN DALAM SALURAN TERBUKA Kecepatan aliran dalam saluran terbuka dalam kehidupan sehari-harinya, dilakukan dengan menggunakan persamaan-persamaan empiris hasil percobaan. Persamaanpersamaan penting bagi saluran terbuka ini yaitu: 1. Persamaan Chezy Oleh seorang insinyur perancis pada tahun 1769 yang dikenal dengan persamaan Chezy
V =C √ R . S Dimana: C= koefisien resistan Chezy Sf= kemiringan dari garis energy gradient (m/m) Dengan catatan bahwa aliran air harus uniform, Sf harus sama dengan kemiringan dasar saluran. 2. PersamaanStrickler
V =k str . R
1 /6
. √ R . S=k str . R
Sehingga
2 /3
1 /2
.S
C=k str . R 1/ 6
Dimana : R :jari-jari hidrolis (A/P) A :luas penampang basah saluran (m2) P :keliling basah saluran ( m) S :kemiringan dasar saluran k :koefisien Strickler 3. Persamaan Manning Persamaan berikut oleh Robert Manning, seorang insinyur Inggris tahun 1889:
1 2 /3 1/ 2 V= .R .S n
Dimana :
C
= koefisien dari de Chezy
k str
= koefisien dari strickler =
1 n
Persamaan Manning ini dapat dioecahkan dengan menggunakan nomogram yang dikenal dengan Manning Nomogram ( gambar. 1) Persamaan Manning adalah dalam bentuk formula metric, bandingkan persamaan Manning dengan Chezyse hingga didapat:
1 1/ 6 C= . R n
Dimana Q = Debit aliran m 3/s, A= luas penampang aliran m2, n= koefisien kekasaran Manning. Kecepatan aliran ditentukan oleh radius hidraulik dan tidak tergantung oleh bentuk dari profil saluran. PERSAMAAN ALIRAN DALAM SALURAN TERTUTUP Rumus Hazen William (dipergunakan untuk pipa diameter
Q=0,27853 C
2,63
h
0,54 −0,54
¿
Dimana : Q = debit atau aliran (m3/det) D = diameter pipa (m) C = koefisien kecepatan H = kehilangan tekanan L = panjan gpipa
∅≥ 50 mm
Gambar 1. Nomogram n-Manning
Table 1. Koefisien Kekasaran Manning N Minimum
Maksimum
Permukaan yang dilapisi Permukaan dari acian yang rapi Permukaan saluran yang terbuat dari kayu Saluran yang terbuat dari papan halus Pipa air limbah yang terbuat dari besi patri (kasar) Saluran yang terbuat dari metal logam (halus) Beton precast Permukaan dari mortar semen Saluran terbuat dari papan halus Ubin untuk drainase Beton monolit Pelapis besi Permukaan semen yang kasar
0.010 0.010 0.010 0.010 0.011 0.011 0.011 0.011 0.011 0.012 0.013 0.017
0.013 0.014 0.017 0.015 0.013 0.015 0.015 0.015 0.017 0.016 0.017 0.030
Kanal Hasil pengerukan tanah halus Pada batuan yang dipotong halus Dengan dasar dan sisi-sisinya ditumbuhi rumput liar Pada batuan yang dipotong kasar dan tidak rata
0.025 0.025 0.025 0.025
0.033 0.035 0.040 0.045
Saluran Alam Halus dan lurus Dengan kondisi dipenuhi rumput dan bebatuan Yang dalam dan dipenuhi rumput
0.025 0.045 0.075
0.033 0.060 0.150
0.025 0.035
0.050 0.160
0.011 0.030 0.080
0.200 0.050 0.120
Permukaan
Dataran Padang rumput Semak-semak Pepohonan Padat Jarang Dengan pohon yang besar-besar
Sedangkan saluran berdasarkan material saluran menentukan kecepatan maksimum dan minimum yang diizinkan yang dipengaruhi oleh proses sedimentasi dan erosi. BANGUNAN PELENGKAP Di samping fungsi, bentuk dan jenis material saluran seperti diuraikan diatas, saluran drainase erat dengan bangunan pelengkap, diantaranya: a. Gorong-gorong b. Kolam tendon atau kolam penampungan sementara (kolam retensi) c. Bangunan terjunan Persamaan yang umum digunakan antara lain:
KEDALAMAN KRITIS Kedalaman kritis (yc) untuk satuan aliran q yang konstan dalam saluran segi empat terjadi ketika energi spesifik minimum.
√
V q2 2 yc= = Ec = c g 3 g 3
2
Dari persamaan ini didapat;
V c =√ g y c atau V c =√ g y c =1 untuk aliran kritis N f =V c / √ g y c = 1, terjadi aliran kritis. Jika NF >
Dengan demikian, jika Nilai Froude
1, terjadi aliran superkritis (aliran yang cepat) dan jika N F < 1, terjadi aliran subkritis. PERSAMAAN BACK WATER DAN DRAW DOWN Membentuk persamaan antara jarak-energi-slope untuk aliran non-uniform , dengan mempergunakan persaman energy, seksi 1 sampai seksi 2 dalam arah aliran dengan datum dibawah dasar saluran, didapat: Energi di seksi 1 – head lost = energi di seksi 2
(
z 1 + y 1+
V 21 V2 −h L = z2 + y 2 + 2 2g 2g
) (
)
Kemiringan dari garis energy S adalah hL/L, sehingga hL = SL. Kemiringan dari dasar saluran S0 adalah (z1 – z2) = S0L, sehingga :
(
S 0 L+ ( y 1− y 2 ) +
V 21 V 22 − =S L 2g 2 g
)
Atau L dalam meter =
Dimana
( y 1 +v 21 /2 g)−( y 2 + v22 /2 g) E1− E2 = S−S0 S−S0
S 0 =kemiringan dasar dari saluran dan S=kemiringan f=darei garis energi.
Untuk penghitungan dengan selang interval jarak dengan perubahan kedalaman saluran yang sama,dapat dihitung kemiringan garis energi S sebagai berikut :
S=
(
n .V rata−rata /3 R2rata−rata
2
)
atau
V 2rata−rata C 2 R rata−rata
y (¿¿ 1+V /2 g)−( y 2 +V 22 /2 g) 2 1
Sehingga L dalam meter =
(
n . V rata−rata /3 R2rata−rata ¿
)
−S 0
Profile permukaan untuk kondisi aliran yang secara bertahap berubah pada saluran segi empat yang lebar dapat dihitung dengan persamaan berikut ini :
s0− s dy = dL 1−v 2 /gy Jika dy/dL nilainya positif maka kedalaman saluran bertambah disebelah hilir . BACKWATER PADA PILAR / PONDASI JEMBATAN Rumus back water dari rechbock hs= ζ B .
V2 2 Fr (1+ ). 2 g
koefisien kehilangan energy
Fr =
ζ B.
ζ B .= [ δ−α ( δ −1 ) ] (0,4 α +α 2+ 9 α 4)
Keterangan : h0 =kedalaman air bagian atas m
V √g .h
Hu =kedalaman air bagian belakang m Hi = keadaan air pada kondisi aliran meluncur m Hgr =kedalaman kritis m d = tinggi gorong-gorong bagian dalam m h = kedalaman air m hs = back-water m Q = debit digorong-gorong m3/s GORONG-GORONG PENGURAS
ISl + d = hs =d+h E 2
Dengan hs = h E - ISl h E =
2
∑ ζ 1. 2.V g =( ζ e + ζ r +ζ a ) . 2.V g
1 V2 λ , +1,0 ¿ hg = (0,5+ d 2. g
1
hs = (1,5+λ. d +1,0 ¿ lsl
A. Standar perencanaan Standar poerencanaan yang dipakai mengacu kepada standard dan peraturan yang berlaku ,seperti a. Peraturan muatan Indonesia (PMI,1983) b. Peraturan beton Indonesia (PBI, 1983) c. Peraturan bangunan baja Indonesia (PBBI,1983)
d. Peraturan konstruksi kayu Indonesia (PKKI,1970) e. Standard dan peraturan lainnya dapat digunakan sebagai referensi dengan penyesuaiankepada kondisi setempat dan sejauh tidak menyimpang dan dapat diterapkan di Indonesia. Perencaan konstruksi diarahkan nkepada perhitungan stabilitas dan kekuatan sendiri, setelah dimensi hidraulik ditetapkan dengan tujuan mendapatkan bentuk,jenis dan ukuran konstruksi bangunan air serta pondasi yang aman dan memenuhi persyaratan stabilistas konstruksi.
B. Standar Beban Criteria beban terdiri atas : 1. Beban mati(dead load) 2. Beban rencana (design load ) a. Beban mati merupakan beban sendiri,konstruksi tergantung pada volume konstruksi dan berat jenisnya (PMI) Berat Jenis (Ton/M3)
Bahan Air Beton bertulang Beton Pasangan batu Lapisan batu bata Tanah urug padat Kerikil Adukan semen Baja Baja tuang Aspal beton Sumber :PMI,1983
1.0 2.4-2.5 2.2-2.3 2.2 1.75 1.80 1.90 2.15 7.85 7.25 2.20
b) Beban Rencan Beban rencana mengacu pada landasan teknis yang berlaku di Indonesia. Untuk konstruksi bangunan air, beban rencana terdiri atas:
Tekanan Hidrostatis Tekanan ke atas (up lift pressure) Tekanan tanah netral
Kriteria beban rencana sebagai input perhitungan dapat diuraikan sebagai berikut: 1) Tekanan hidrostatis oleh air Berlaku untuk bangunan yang terendam sebagian atau seluruhnya dalam air. Besaran tekanan hidrostatis adalah 1 ton m 2 per meter ke dalam vertikal air dengan arah gaya lurus bidang sasaran
2) Tekanan ke atas Disesuaikan dengan besaran hidraulik gradien dan diperhitungkan efektif dasar pondasi (daya angkut air) Pengaruh up lift diperhitngkan terhadap stabilitrtas konstruksi, sedangkan hidraulik gradien terhadap renbesan (piping) 3) Tekanan tanah lateral Tekanan tanah diperhitungakan arah horizontal yang bekerja pada dinding saluran atau bangunan air, baik secara sendiri maupn kombinasi dengan tekanan oleh pengarh air tana, tergantung pada tinjauan setempat.. Diperhitungkan dengan menggunakan rumus Rankine, sebagai berikut: Pa = ½ p H Ka Dimana; Pa: tekanan tanah aktif (t/m2) Ka: koefisien tekanan tanah aktif (+) H : tinggi dinding (m) P : berat volume tanah (t/m3) C. Stabilitas Struktur a) Stabilitas struktur penahan tanah Stabilitas struktur penahan tanah akan dikontrol terhadap kekuatan hancur, geser/gelincir dan guling. Fsktor keamanan tersebut di atas akan dihitung berdasarkan rmus sebagai berikut 1. F kekuatan pondasi
= daya dukung ultimate (batas) Tekanan tanah akibat pembebanan
2. F gelincir
=
3. F guling
jumlah daya tahan tanah Jumlah daya pendorong = jumlah moment untuk tahan guling Tekanan tanah akibat pembebanan
Untuk membuat suatu dinding penahan aman terhadap guling, maka resultan gaya yang bekerja arah vertikal dan horizontal harus berada di 2/3 dasar. Jika e < B/6 maka strktur aman terhadap guling. Safety factor (faktor keamanan) terhadap guling (Fo) adalah perbandingan antara stabilitas momen dibagi dengan momen penahan terhadap guling yang ditimbulkan akibat gaya vertikal dengan momen guling akibat gaya horizontal. Fo= Ms Mo Dimana: Fo: faktor aman terhadap guling Ms: Total momen penahan (t.m)
Mo: total momen guling (t.m) b) Tinjauan terhadap geser Safety factor (angka keamanan) terhadap geser/gelincir (Fs) adalah perbandingan antara total gaya penahan tanah (total gaya vertikal) dengan total gaya pendorong (total gaya horizontal) Fs= f x V
> 1.5
H
Dimana ; Fs : faktor aman terhadap geser/gelincir V : total gaya vertikal (ton) H : total gaya horizontal (ton) f : koefisien gesekan No
Material
Koefisien kekasaran
1.
Tanah bermotif besar dan tidak mengandung silt atau clay
0.55
2.
Coarse – Grained Soil mengandung silt atau clay
0.45
Silt atau Clay
0.35
3.
c) Stabilitas terhadap daya dukung Agar suatu dinding penahan tidak mengalami settlement maka compressive stress dasar harus lebih kecil daripada bearing capacity of foundation.
V
(
6e
)
V Fd= A 1 ± B <⥾tana h Dimana ; A : vertical compressive stress B : lebar dasar (m) V : total gaya vertikal (ton) e : eccentricity (m) CONTOH – CONTOH PERHITUNGAN Contoh ke 1 : Menghitung kecepatan aliran dalam pipa sewer dan kecepatan aliran dalam saluran terbuka
Dua jenis saluran beton bagi drainase air hujan akan dibandingkan : -
Pipa, diameter 2,0 dengan aliran pipa yang penuh. Saluran terbuka, profil persegi-empat dengan lebar 2,0 m dan ketinggian air 1,0 m.
Saluran mempunyai kemiringan dasar sebesar 1%. Nilai koefisien Strickler 75 m 3/det, a. Hitung kecepatan dari aliran dan debit dari saluran pipa drainase. b. Hitung kecepatan dari aliran dan debit dari saluran terbuka.
Jawab : a. D = 2,0 m S = 0,001 A = ¼ π D2 = ¼ . π . (2,0)² = 3,1416 m² R =
A P
=
1 . π .D² 4 π.D
= 0,25 D = 0,50 m
V = kstr . R2/3 . S1/2 = 75 (0,5)2/3 (0,001)1/2 = 1,49 m/det Q = V A = 1,494 x 3,1416 = 4,69 m3/det b. h b A R V Q
= 1,00 m = 2,00 m = 2,00 m2 = A/P = 2/4 = 0,5 m = 75 (0,5)2/3 (0,001)1/2 = 1,49 m/det = 2,98 x 2,0 = 2,98 m3/det
Catatan : radius hidraulik dan kecepatan aliran kedua profile sama, tapi debit berbeda. Contoh ke 2
: Menentukan besaran aliran uniform
Saluran berbentuk trapesium dengan lebar dasar sebesar 6096 mm dan mempunyai kemiringan sisinya 1 : 1, aliran air dengan kedalaman 1219 mm dengan kemiringan saluran sebesar 0,0009 dengan koefisien kekasaran saluran n = 0,025, berapa besaran aliran uniformnya ? Jawab: A = [(6096 + 1219)1219]/106 = 8,917 m2 R
= 8,917/[6,096 + 2(1,219
Q =
AR
2 /3
.S
√2
)] = 0,934 m
1/ 2
n
Q = ( 8,917/0,025)(0,934)2/3(0,03) = 10,22 m3/det
Contoh ke 3
: Menentukankemiringan dasar pipa
Berapakah kemiringan dasar pipa saluran berdiameter 610 mm yang diperlukan untuk mengalirkan air sebesar 0,17 m3/det dengan kedalaman aliran setengah penuh ? dan berapa kemiringan yang dibutuhkan apabila pengaliran dengan aliran penuh ? Apabila n = 0,013. Jawab:
luas keliling basah
Jari-jari hidraulik =
2
a. Q = 0,17 =
√S b.
1
A 3 2 R S = n
=
1 1 ( π D2 ) 2 4 = 1 ( πD) 2 2 3
1 1 π ( 0,61 ) ( 0,1525 ) 2 S 2 4 0,013
()
2
1 d=152,5 mm 4
= 0,0532 sehingga S = 0,00283
1 R= d =152,5 mm dengan cara yang sama 4
√ S=0,0266
1 2 A= π ( 0,61 ) 4
sehingga S = 0,00071
Contoh soal ke 4 : Menentukan kedalaman kritis Y Saluran berbentuk persegi empat mengalirkan air sebanyak 5,66 m 3/det, berapakah kedalaman kritis yc dan kecepatan kritisnya pada ; a. Lebar saluran sebesar 3,66 m b. Lebar saluran sebesar 2,74 m c. Berapa kemiringan saluran sehingga terjadi kecepatan kritis pada pertanyaan (a) jika n = 0,02 Jawab:
(a) yc = vc =
(b) yc = vc =
√(
√3 q2 / g= 3
5,66 2 /9,81=0,625 m 3,66
)
√ g y c = √ 9,81 x 0,625=2,48 m/det
√(
√3 q2 / g= 3
5,66 2 /9,81=0,756 m 2,74
)
√ g y c = √ 9,81 x 0,756=2,72 m/det
(c) Vc =
2,48 =
R 2/ 3 S1 /2 n 3,66 x 0,625 4,91 ¿ ¿ 1 ¿ 0,02
S = 0,0068 Contoh ke 5 : Menentukan energi spesifik dan aliran subkritis dan superkritis saluran berbentuk persegi empat dengan lebar 9,14 m, mengalirkan air sebanyak 7,64 m3/det. Dengan kedalaman aliran sebesar 914 mm, hitung ; a) Besar energi spesifiknya, b) Apakah alirannya subkritis atau superkritis ? Jawab:
Q A ¿ ¿ 9,14 x 0,914 =y+ 1 7,64 m ¿ 2=0,914 + ( ) 19,62 ¿ 1 ¿ 2g
2
(a). E
=y+
(b). yc =
V 2g
√(
√3 q2 / g= 3
7,64 2 /9,81=0,415m 3,669,14
)
Alirannya adalah subkritis karena kedalamannya lebih besar daripada aliran kritisnya. Contoh soal ke 6 : Saluran segi-empat dengan n = 0,013 dengan lebar 1,83 m dan mengalirkan air sebanyak 1,87 m3/det. Pada seksi F kedalaman saluran 975 mm. jika kemiringan dasar saluran tetap 0,0004, berapa jarak dari F dimana saluran mempunyai kedalaman 823 mm.
Jawab : Diandaikan kedalaman 823 mm tersebut terjadi di sebelah hulu seksi F. A1 = 1,83 (0,823) = 1,506 m2, V1 = 1,87/1,506 = 1,24 m/det,
R1 = 1,056/3,476 = 0,433 m. A2 = 1,83 (0,975) = 1,784 m2, V2 = 1,87/1,784 = 1,05 m/det, R2 = 1,784/3,78 = 0,472 m. Sehingga ; Vrata-rata = 1,145 dan Page 342 of 18 Rrata-rata = 0,4525 kemudian untuk aliran non-uniform :
(
2
) ((
2
))
V2 V1 + y2 − + y1 2g 2g ( 0,056+0,975 )−( 0,078+ 0,823) L= = =−5 S 0−S 0,013 ×1,145 2 0,0004− ( 0,4525 )2 /3
(
)
Tanda minus menandakan seksi yang diandaikan disebelah hulu F adalah keliru, dan seharusnya terletak di sebelah hilir seksi F. Untuk perhitungan back-water jarak antar seksi dibuat beberapa jarak yang kecil-kecil sehingga akan lebih teliti lagi menggambarkan lengkung kemiringan back-water. Contoh ke 7 : Menentukan kedalaman aliran
Free Board 0,5 m
Q = 250 m3/s
k = 28 B = 16.0 m b = 16,0 m n = 2,5 1 + 2% = 2/1000 K = 28
Rumus-rumus untuk hitungan.
A=b .h+ n . h2
U=b+2 h √ 1+n2
R= A /U
1 2 /3 1/ 2 V= .R .S n
Q=v . A k . I 1 /2=1,252 H (m) 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 3,94
A (m3) 8,63 18,50 42,00 70,50 104,00 101,85
U (m) 18,69 21,39 26,77 32,16 37,54 37,22
R (m) 0,46 0,87 1,57 2,19 2,77 2,74
V (m/s) 0,75 1,14 1,69 2,11 2,47 2,45
Q (m3) 6,45 21,0 71,0 149 257 250
DAFTAR PUSTAKA
1. 2. 3. 4.
Urban Drainage Guidelines and Technical Design Standards Hidrolika Terapan : Dr. Ing. Ir. Agus Maryaono dkk. Water Treatment Handbook ; Degremont V.T Chow 1959 Open Hydraulies McGraw-Hill Book Company, Inc
ASPEK PRAKTIS DARI DESAIN DRAINASE
1. ALTERNATIF DRAINASE Umum Ada empat alternatif dasar yang perlu dipertimbangkan bila akan mendesain perbaikan drainase, yakni sebagai berikut ini: (i) Meningkatkan kapasitas saluran drain yang ada (ii) Mengalihkan sebagian dari aliran (iii) Menahan aliran dan (iv) Memompa Meningkatkan Kapasitas Yang Ada Kapasitas sungai atau saluran drainase yang ada mungkin bisa dinaikkan melalui salah satu atau lebih secara berikut ini: (i) Meluruskan arah aliran sungai atau saluran drainase sehingga memotong bagian sungai yang berkelak – kelok (meander) (ii) Membangun tanggul sepanjang tepi saluran (iii) Mengeruk dan menggali kedalaman sungai (iv) Melapisi saluran Pelurusan Meluruskan aliran dari saluran drain tersebut agar bisa memotong bagian yang berkelok– kelok supaya tinggi banjir dibagian sungai yang kita hendaki berkurang. Pembangunan Tanggul Tanggul yang di buat sepanjang sisi suatu saluran secara efektif akan mampu menaikkan kemampuan muat saluran tersebut, dengan demikian alternatif membangun tanggul sepanjang satu sisi saluran hanya bisa melindungi daerah di sisi tersebut dari kebanjiran. Dalam situasi dimana di suatu kota ada potensi air melimpas yang berarti, pembuatan tanggul justru akan menaikkan risiko banjir, terutama nyawa manusia. Pelimpasan dan bobolnya tanggul dalam situasi seperti ini bisa menimbulkan banjir bandang yang berakibat sangat besar. Oleh karena itu bila tanggul tetap akan dipakai, dalam situasi seperti itu diutamakan untuk membuat desain yang mempersyarakan sistem tanggul yang kuat dan terkoordinasi. Pengerukan dan Penggalian Mengeruk dan menggali saluran adalah cara yang umum untuk meningkatkan kapasitas saluran. Pekerjaan tersebut bisa mencakupi pelebaran atau pendalaman saluran atau kombinasi antara kedua upaya tersebut. Pembebasan tanah sering di perlukan untuk pelebaran saluran yang ada dan ini akan menjadi kendala pelebaran tersebut. Untuk pendalaman suatu saluran yang ada, perlu dipastikan bahwa kelerengan baru yang diusulkan itu sesuai dengan bagian hilir saluran tersebut Pelapisan Pelapisan saluran apakah itu sebagian (hanya tebing) atau salurannya (dasar saluran), mampu meningkatkan kemampuan saluran yang ada, karena nilai dari Manning menjadi turun.
Mengelakan Aliran Pengelakan aliran banjir dari satu daerah aliran ke yang lain bisa merupakan pilihan yang menarik. Penggunaan saluran pengelak untuk memperbaiki situasi banjir di suatu daerah tertentu bisa mengenai salah satu tujuan ini: (i) Mengelakkan aliran banjir yang berlebihan ke sungai saluran drainase lain atau (ii) Mengelakkan sebagian daerah aliran sehingga alirannya diluahkan kecekungan drainase yang lain. Namun demikian, perlu dicatat bahwa pilihan untuk mengelakkan banjir itu bisa berkaitan dengan berbagai masalah. Sebagai contoh, sungai yang sesuai untuk penampungan aliran yang berlebihan tersebut mungkin letaknya relatif jauh, sehingga biaya yang terkait untuk pembebasan tanah dan pembangunan saluran pengelak akan besar. Kemungkinan saja ada sungai yang tersedia namun kemungkinan peluahan aliran berlebihan tersebut menimbulkan pengaruh negatif pada bangunan yang ada di sungai tadi. Menahan Aliran Menahan aliran itu menyangkut penyediaan suatu waduk banjir untuk meratakan puncak aliran banjir. Bila suatu hidrograf banjir melewati waduk tersebut, sebagian dari air banjir tersebut akan ditahan untuk sementara waktu, hal mana mengakibatkan perataan puncak banjir. (Lihat Gambar 1) Konsep menahan aliran itu bisa diterapkan untuk mengurangi aliran banjir dari DAS yang kecil maupun yang besar. Namun demikian, konsep tersebut lebih sesuai dalam konteks daerah perkotaan untuk DAS yang kecil. Untuk DAS yang besar, “site” yang sesuai untuk waduk pengurang banjir itu sering jauh dari daerah perkotaan ersebut padahal justru kota tersebut yang perlu pengaman. Hal ini merupakan masalah karena waduk pengurang banjir itu keefektifan akan berkurang secara progresif sesuai dengan semakin ke hilirnya lokasi-lokasi tersebut. Hal itu disebabkan karena aliran tambahan yang tak dikendalikan dari anak-anak sungai semakin kehilir akan semakin berarti. Pada garis besarnya, waduk – pengurang banjir itu tidak layak untuk DAS besar, bahkan bila ada lokasi yang secara fisik sesuai pun, hal ini disebabkan karena adanya masalah pembebasan tanah dan tingginya biaya pembangunan. Namun demikian, konsep menahan aliran itu lebih berguna untuk DAS yang kecil, terutama untuk daerah aliran perkotaan biasanya di istilahkan sebagai cekungan atau ceruk penahan. Ceruk penahan itu adalah kolam tandon sederhana yang menampung untuk sementara waktu air hujan badai untuk mengurangi laju aliran di bagian hilir. Dengan demikian bangunan-bangunan drainase di bagian hilir tidak perlu mempunyai kapasitas yang seharusnya pada kondisi waduk tersebut dibuat. Hal-hal yang penting mengenai cekungan penahan dijelaskan pada gambar 2.
Waduk itu diciptakan dengan meletakkan bendungan melintang sungai atau dengan penggalian yang sesuai. Tempat keluar utamanya biasanya merupakan pipa di dalam bangunan. Sebuah bangunan pelimpah yang diletakkan di suatu aras yang lebih tinggi dari pipa untuk air keluar, merupakan kebutuhan untuk mencegah agar air banjir yang lebih besar dari banjir rencana tidak melimpas tubuh bendungan. Arah bagian hulu suatu pipa tempat air keluar dapat diletakkan agar ada simpangan mubazir dalam cekungan, yang dimaksud untuk tujuan rekreasi atau tempat satwa liar. Alternatif lainnya adalah pipa tersebut di letakkan sedemikian agar cekungan tersebut tetap kering (simpanannya mubazirnya nol) untuk memenuhi kegiatan rekreasi seperti menggunakan laintai cekung tersebut untuk fasilitas olahraga. Sebuah cekungan penahan perlu di desain agar simpangan aktif (simpangan berguna) – nya pas dipenuhi dengan masuknya banjir rencana senjang kembalinya banjir rencana tergantung pada keadaan, tetapi biasanya dipilih antara 20 sampai 50 tahun. Untuk banjir yang lebih besar dari banjir akan diperlukan sebuah bangunan pelimpah agar tubuh bendungan tidak dilimpasi. Suatu aliran bendungan yang khusus akan diperlukan
untuk menjamin agar aras yang naik tidak melewati diatas aras – waduk – rencana. Sebuah bendung yang bermercu tetap yang baku akan cocok untuk keperluan ini. Gambar 3 (a) merupakan hidrograf aliran keluar yang umum dari suatubanjir yang sama dengan banjir rencana. Gambar 3 (b) memperlihatkan hidrograf aliran keluar dari banjir yang lebih besar dari banjir rencana. Perlu ditekankan bahwa tingkat pengurangan dari puncak hidrograf aliran masuk itu menurun banyak karena mengalirnya ali melewati pelimpahan dearurat, jadi keefektifan dari cekungan penahan untuk banjir yang lebih besar dari banjir rencana itu, lebih kecil dari pada yang untuk banjir yang lebih kecil dari pada untuk sama dengan benjir rencana Perencanaan cekungan penahan mencakupi langkah pokok berikut ini: a. Hitung hidrograf aliran masuk rencana dengan periode ulang rata-rata yang diminta, (“Average Return Period”) ARP, untuk suatu seri jujuh badai (dengan menggunakan model hujan – larisn (“rainfall – runoff model”)limpasan). b. Lakukan perhitungan pelacakan dengan menggunkan seluruh hidrograf rencana, dengan mencobakan erbagai tempat keluar yang diletakkan di aras bawah dengan bermacam-macam pengaturan. Ambbilah berbagai bentuk tempat keluar yang memerlukan cekungan waduk paling kecil sebagai limit agar aliran keluar adalah sama dengan yang diperlukan. Tempatkanlah bangunan pelimpah diaras yang tinggi sesuai dengan simpanan yang diperlukan. c. Rencanakanlah ukuran bangunan pelimpah dengan melacak banjir untuk seri tujuh badai melewati cwkungan yang telahdi desain di (b) dan pilihlah kasus yang terjelek.
Gambar 3. Hidrograf aliran keluar dari cekungan penahan a) Aliran masuk = Banjir rencana b) Aliran masuk > Banjir rencana d. Cek pengaruh banjir pada aliran di bagian hilir. Oleh karena cekungan penahan itu menangguhkan saat terjadinya puncak di hidrograf aliran keluar, maka kemungkinan terjadinya puncak yang bersamaan dengan banjir yang datang dari anak sungai yang lain (atau dari waduk lain) akan menciptakan keadaan yang terburuk untuk daerah hilir. Kemungkinan tersebut bagi daerah hilir untuk suatu deret banjir, perlu di selidiki. Pemompaan Ada dua penerapan pemompaan:
1) Pemompaan waduk Banjir . Kegiatan ini menyangkut pengelakan yang bersifat sementara dari seluruh atau sebagian aliran banjir ke suatu waduk di luar aliran sungai kemudian meompanya kembali masuk ke saluran drainase, pada saat banjir mereda. Bangunan drainase di bawah bangunan sadap pompa tidak perlu berkapasitas sebesar kapasitas yang seharusnya dimiliki aopabila waduk tersebut tidak ada. 2) Pemompaan Daerah Rendah. Apabila drainase tidak mempunyai tempat keluar atau bila air yang bisa keluar sangat terbatas (untuk daerah rendah), maka mungkin diperlukan pemasangan pompa untuk mengangkat air drainase dari daerah aliran yang lain. Pompa seperti ini dicirikan dengan aliran pompa yang besar dan hulu yang relatif kecil. 2.
JENIS SALURAN DAN PENENTUAN UKURANNYA
Jenis Saluran Jenis saluran yang lazim dipakai untuk drainase perkotaan ditunjukkan dalam Tabel 1 da digambarkan pada Gambar 4. Penentuan ukur Penambahan (“variabel”) utama dalam pemilihan ukuran saluran adalah : Kelereng saluran, lapisan permukaan saluran, kedalaman dan lebar saluran, hal-hal tersebur akan di bahas loebih lanjut di bawah ini. Kelerengan saluran Di daerah datar kelereng saluran perlu perlu direncanakan securam yang dimungkinkan,untuk menjamin ada kecepatan yang cukup sehingga ukuran saluran bisa miimum. Namun kecepatan seyogyanya jangan melebihi 3.0 m/dt dalam saluran terbuka, demi keamanan, dan untuk menghindari terjadinya aliran balik di jembatan dan goronggorong. Di daerah lebih curam mungkin diperlukan penyediaan bangunan terjunan dalam membuat lereng saluran yang sesuai, untuk mendapatkan kecepatn yang miring biasanya lebih murah pembangunannya. Bangunan terjunan yang miring umumnya permukaannya di[erkasar dan dibangundengan kelerengan 1 (V) : 2 (H).
Pengakhiran permukaan di daerah datar, dimana kecepatan saluran itu rendah, kapasitas saluran di perbaiki dan memperbaiki pengakhiran dasar dan tebingnya dengan plesteran semen yang licin. Usaha tersebut tidak perlu bila lereng alaminya cukup untuk mendapatkan kecepatan yang diperlukan. JENIS (LihatGa mbar 4) A
BATASAN
Saluran berbentuk trapezium dengan konstruksi pasangan
KETERANGAN
Dapat di beriplesteran semen yang mulus untuk mengurangi nilai n.
B
C
D
E
F
batuisi. Saluran berbentuk persegiempat dengan konstruksi pasangan batu ini. Saluran berbentuk persegiempat dari beton bertulang. Saluran-saluran tertutup berbagai jenis.
Gorong-gorong berbentuk kotak dari beton bertulang (atau pipa-pipa). Salura-saluran berbentuk trapezium yang tidak di perkeras/ diberiapa-apa.
Dapat di beriplesteran semen yang mulus untuk mengurang inilai n.
Mahal, biasanya hanya dilakukan untuk menghindari pembebasan tanah atau penempatan kembali pelayanan infrastuktur lainnya. Dibangun pada tempat tinggal dengan kepadatan tinggi dan daerah-daerah komersil. Pasangan batu juga di pakai untuk gotong-gorong yang menyeberangi jalan-jalan kecil. Di bangun di bawah jalan utama atau jalan besar. Juga umum di pakai pipa-pipa dari beton bertulang. Cocok untuk saluran drain yang lebar pada daerah perkotaan rendah dimana tanah tidak begitu mahal.
Kedalaman Saluran Kedalaman saluran itu direncanakan untuk menjamin agar daerah-daerah di dekatnya mengalir kesaluran tersebut dan agar kapasitasnya cukup untuk mencagah banjir melimpah ke daerah di dekatnya. Untuk drainase besar, kedalaman minimum sebesar 1,0 m maksimum 2,5 m dalam umum. Dari alas an biaya, maka kedalaman saluran harus di pertahankan sedangkal mungkin. Lebar saluran
Lebar saluran itu ditentukan dengan perkiraan. Apabila lebar menurut perhitungan itu terlalu besar dibandingkan terhadap ruang yang tersedia, maka kelerenga nsaluran, jenis saluran dari kedalamannya harus dikaji ulang. Jagaan Jagaan adalah kedalaman saluran yang di tambah sehingga angka nya diatas yang diperlukan, untuk menyangkut aliran rencana. Jagaan itu biasanya dianggap sebagai factor keamanan dan dengan demikian besarnya harus didasarkan pada kemungkinan air melimpas dana akibatnya. Penggunaan Saluran Tak Berlapis/Berpenutup Di Daerah Perkotaan Faktor yang harus dipertimbangkan bila menentukan apakah saluran drainase yang akan di pakai berlapis atau tidak adalah : i. ii. iii.
Kelayakan ekonomi, politik dan social dari pembebasan tanah tambahan yang mungkin diperlukan untuk saluran tak berlapis (yang mungkin dimensinya lebih besar dari saluran yang berlapis, untuk kapasitas yang tertentu). Biaya pembangunan relative dari saluran berlapis dan yang tak berlapis. Biaya pemeliharaan tambahan yang berhubungan dengan saluran yang tak berlapis.
3. PERTIMBANGAN KEAMANAN Isu keamanan merupakan aspek yang penting untuk system drainase perkotaan. Faktor keamanan berikut ini perlu di pertimbangkan dalam menyiapkan desain bangunan drainase perkotaan. i. ii.
iii.
iv.
Penyediaan penutup untuk saluran drain terbuka yang dalam. “Peranti lari darurat” di bagian hulu gorong-gorong dan bagian saluran yang tertup seperti : Terli miring Tanggadanundak-undakan Pagar pengaman atau telikung sepanjang saluran bertebing curam yang berlapis. Apabila menelikung saluran itu ternyata tidak praktis, maka pagar atau telikung.tersebut hendaknya disediakan di bagian yang paling membahayakan, seperti dekat sekolah atau di sebelah hulu gorong-gorong. Pagar pengaman jangan sampai menghabmat kemampuan penolong atau ketinggian sebesar 1,0 sampai 1,2 m sudah cukup. Pelataran samping dan bagian yang dilebarkan yang alirannya lebih lambat dan lebih dangkal untuk prasarana penolong. Prasarana tersebut akan khusus berguna bagian yang sukar dicapai, seperti bagian hilir dari gorong-gorong atau jembatan dan di bagian yang panjang dari saluran yang tebinnya curam dan berlapis.
4. MASALAH DESAIN YANG UMUM
Banyak masalah desain yang umum yang berhubungan dengan drainase perkotaan di Indonesia. Masalah-masalah tersebut berhubungan dengan praktek memerinci yang kurang teliti, yang menurunkan efisiensi dan meningkatkan keperluan pemeliharaan. Contohnya sebagai berikut : Drainase yang tidak terkoordinasi Yakni sauran yang sudah dibangun tanpa mempertimbangkan aras tanah. Saluran-saluran tersebut di bangun sepanjang tepi jalan yang kentara sekali lebih tinggi dari aras tanah di sekitarnya, sebagai akibat banyak saluran drainase yang hanya menampung aliran limpasan dari jalanan meskipun mempunyai kapasitas yang secara substansi lebih besar dari yang diperlukan untuk sekedar menjadi drainase jalanan. (Lihat Gambar 5).
Gambar 5. Saluran tepi jalanan yang tidak efektif untuk daerah yang di dekatnya
Menentukan Ukuran Saluran Pemilihan ukuran saluran tidak didasarkan atas ruang yang tersedia. Akibatnya adalah saluran-saluran sering ketara bahwa ukurannya terlalu besar atau terlalu kecil, kalau terlalu kecil maka berarti bahwa daerah di dekatnya kebanjiran yang terjadi secara teratur, Sedangkan kalau terlalu besar akan meningkatkan kebutuhan untuk membersihkan endapan. Menentukan Kemiringan Saluran Praktek yang umum dalam pembangunan saluran drain adalah agar kelerengan tanah di sekelilingnya seragam, apabila kelerengan alami seragam, maka kebiasaan tadi menyebabkan kelerengan yang datar di daerah – daerah tertentu. Hal tersebut tidak perlu terjadi ( Gambar 6). Akibatnya adalah peningkatan pengendapan angkutan sedimen, yang akan menurunkan kemampuan saluran dan terjadinya kolam senak berisi aliran tercemar pada waktu aliran kecil.
Gambar 6. Pengaruh lereng dan kedalaman untuk keandalan
Daerah Rendah Di daerah dimana kelerengan tanah alaminya adalah sangat datar, biasanya pengembangannya terjadi di dekat jalanan diatas timbunan yang di tinggikan. Pengembangan dengan pola ini akan menyebabkan daerah – daerah yang jauh dari jalanan menjadi terisolasi dan tidak bisa disalirkan Saluran tertutup Praktek yang sering terjadi adalah membuat saluran tertutup yang berfungsi ganda, yakni sebagai jalan untuk pejalan kaki dan saluran drainase. Masalah dari saluran semacam ini adalah : - Tidak memadainya ruang jangkaunan sehingga pemeliharaanya menjadi sukar sehingga akibatnya jarang kegiatan itu dilakukan. Kondisi ini berakibat kebanjiran yang serius yang disebabkan oleh saluran yang tersumbat oleh endapan dan sampah lain. - Jumlah tempat masuk yang tidak memadai atau kapasitas tempat masuk yang terbatas, sehingga berakibat sering terjadinya kebanjiran lokal, terutama di jalanan. Siphon Sarana tersebut di bangun di lokasi yang saluran drainasenya melintas saluran irigasi yang terletak pada ketinggian yang sama. Praktek umumnya menyediakan siphon dibawah slauran irigasi untuk membawa aliran drainase, meskipun siphon itu cukup kapasitasnya untuk mengalirkan aliran drainase namun ada kemungkinan besar bangunan itu akan tersumbat oleh obyek besar (seperti kayu atau obyek padat lainnya), yang menutupi tempat masuk bangunan siphon dalam alur drainase seyogyanya dihindari bilamana memungkinkan. Dari sudut pandang drainase, adalah lebih baik bila siphon dan talang itu diperuntukkan bagi aliran irigasidan membolehkan aliran drainase untuk mengalir dengan hamabatan minimum. Fungsi Ganda Dalam beberapa kasus air irigasi itu disalurkan melalui sebuah drain yang juga digunakan sebagai drainase perkotaan. Akibatnya adalah air irigasi tersebut menjadi tercemar dan fungsi drainase terbatas karena : - Bangunan pengendali (untuk pengelak) yang menghambat mengalirnya aliran drainase secara efisien
-
Lereng yang datar biasa untuk menyalurkan air irigasi ke tempat yang memerlukan atau tempat dengan kehilangan potensi yang minim. Hal inimembatasi kemampuan saluran untuk membawa aliran yang lebih besar pada waktu kebanjiran.
