BAHAN AJAR DISEMINASI DAN SOSIALISASI KETEKNIKAN

BIDANG PLP SEKTOR DRAINASE

MODUL 07 DRAINASE SISTEM POLDER

halaman kosong

i

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI .................................................................................................................................. i

DAFTAR TABEL ......................................................................................................................... ii

DAFTAR TABEL ......................................................................................................................... ii

DRAINASE SISTEM POLDER ............................................................................................... 359

1. TERJADINYA PASANG ................................................................................................. 359

1.1 Penyebab ................................................................................................................... 359

1.2 Pola Pasang ............................................................................................................... 360

2. PERAMALAN PASANG ................................................................................................. 360

2.1 Teori Keseimbangan ................................................................................................. 360

2.2 Analisis Harmonik..................................................................................................... 362

2.3 Faktor Penyebab Perbedaan antara Pasang Ramalan dan Kenyataan ....................... 362

3. Pengaruh Pasang Pada Perilaku Banjir Dan Drainase ...................................................... 363

4. DRAINASE DAERAH YANG RENDAH ....................................................................... 363

4.1 Teknik yang Dipakai ................................................................................................. 363

4.2 Pentingnya Survey..................................................................................................... 365

4.3 Contoh Masalah......................................................................................................... 365

5. DRAINASE SISTEM POLDER ....................................................................................... 368

6. PERENCANAAN SISTEM POLDER ............................................................................. 368

6.1 Tanggul Keliling ....................................................................................................... 369

6.2 Kolam Tando ............................................................................................................. 370

6.3 Pintu Pengatur ........................................................................................................... 370

6.4 Stasiun Pompa ........................................................................................................... 372

6.4.1 Pemilihan Pompa ............................................................................................... 372

6.4.2 Perbandingan Kinerja ........................................................................................ 373

6.4.3 Keuntungan dan Kerugian Screw Pump ........................................................... 373

6.4.4 Keuntungan dan Kerugian Submersible Axial Flow Pump .............................. 374

6.4.5 Definisi Istilah ................................................................................................... 375

6.4.6 Karakteristik Tipe Pompa .................................................................................. 376

6.4.7 Pemilihan Pompa ............................................................................................... 378

6.4.8 Denah Stasiun Pompa ........................................................................................ 378

6.5 Drainase Internal ....................................................................................................... 382

DAFTAR USTAKA .................................................................................................................. 382

ii

DAFTAR TABEL Tabel 6-1. Jenis Pompa dan Penerapannya ............................................................................... 377

DAFTAR TABEL

Gambar 1.1. Siklus pasang surut ............................................................................................. 359

Gambar 1.2. Daur pasang purnama dan perbani yang direkam pada bulan Oktober .............. 360

Gambar 4.1. Denah Polder Pada Umumnya ........................................................................... 364

Gambar 4.2. Pola pasang surut di daerah Sidareja .................................................................. 365

Gambar 4.3. Layout dan perhitungan polder .......................................................................... 366

Gambar 4.4. Macam-macam bentuk inflow hidrograf ............................................................ 367

Gambar 6.1 Komponen Drainase Sistem Polder ................................................................... 369

Gambar 6.2. Diagram untuk memilih tipe pompa yang efisien .............................................. 373

Gambar 6.3. Pompa Archemedian Screw................................................................................ 374

Gambar 6.4. Definisi yang umum dipakai dalam menghitung tinggi energi pompa .............. 376

Gambar 6.5. Hubungan antara debit pompa dan tinggi pemompaan ...................................... 377

Gambar 6.6. Profil stasiun pompa ........................................................................................... 379

Gambar 6.7. Beberapa jenis pengoperasian pompa ................................................................ 380

Gambar 6.8. Rating curve suatu pompa .................................................................................. 381

Gambar 6.9. Rating curve suatu pompa terhadap waktu ........................................................ 381

359

DRAINASE SISTEM POLDER

1. TERJADINYA PASANG

1.1 Penyebab

Pasang adalah perubahan aras air laut yang berdaur ulang, yang disebabkan terutama oleh gaya

tarik dan gaya sentrifugal yang berkaitan dengan gerakan relatif dari bumi, bulan dan matahari.

Pengaruh bulan pada timbulnya pasang itu dua kali lebih besar dari pada pengaruh matahari.

Hal ini disebabkan oleh karena massa matahari jauh lebih besar namun jaraknya ke bumi relatif

lebih jauh.

Dengan mengacu pada Gambar 1.1, nyatalah bahwa pada saat bulan baru dan bulan purnama:

pengaruh bulan dan matahari pada timbulnya pasang akan saling memperkuat, sehingga akan

terjadi pasang paling besar; pasang tersebut dinamakan pasang purnama. Sebaliknya, pada saat

awal dan akhir perempatan bulan, pengaruh dari matahari dan bulan akan saling bertolak

sehingga tinggi pasang akan minimum. Buaian pasang minimum ini dinamakan pasang

perbani.

Gambar 1.1. Siklus pasang surut

360

1.2 Pola Pasang

Di daerah lintang rendah, maka pasang akan berlangsung selama 12,4 jam, sehingga akan

mempunyai 2 air tinggi dan 2 air rendai dalam 1 hari. Pasang seperti ini dinamakan semi-

diurnal. Di daerah lintang yang lebih tinggi, yang lebih menonjol adalah diurnal (yang mem-

punyai periode lebih ukuran 24,6 jam besarnya).

Daur pasang purnama dan perbani yang direkam pada bulan Oktober di bagian keluar sebelah

barat Segara Tuahan, yang terletak di dekat laut terbuka diperlihatkan di Gambar 2. Segara

Anakan itu adalah lagun pasang yang besar di bagian Selatan Pantai Jawa kira-kira 20 km di

sebelah barat Cilacap. Badan air itu luas permukaannya 27 km2 pada ketinggian pasang

purnama rata-rata dan berhubungan dengan laut pada dua tempat pasang keluar.

Tahap bulan yang bersangkutan juga diperlihatkan di Gambar 1.2.

Gambar 1.2. Daur pasang purnama dan perbani yang direkam pada bulan Oktober

2. PERAMALAN PASANG

2.1 Teori Keseimbangan

Hubungan antara gejala astronomi dan pasang telah diketahui selama berabad-abad. Gagasan

modern yang ada bisa dirumit sampai Teori Keseimbangan yang dikemukakan oleh Darwin

pada tahun 1898.

528

361

Teori keseimbangan mengasumsikan bahwa bumi itu bulatan seragam yang berotasi pada

sumbunya dan mempunyai selimut air yang menutupi permukaannya. Selain itu diasumsikan

bahwa selimut air tersebut tetap diam sementara bumi berotasi. Akibat gaya sentrifugal dan

gaya tarik (gravitasi) yang berkaitan dengan berputarnya bumi dan bulan pada satu sumbu yang

sama, serta bumi dan matahari pada satu sumbu yang sama pula, maka penutup air yang bulat

itu diubah bentuknya menjadi ellipsoid, sehingga seorang pengamat di seberang titik di

permukaan bumi (yang berotasi), akan mengalami perubahan aras laut yang menanggapi

pasang, ketika ia bergerak, melalui permukaan air diam yang mengairi bentuk (deformed).

Dalam praktek, pasang itu tidak persis serupa dengan skema ideal yang diusulkan oleh teori

keseimbangan, terutama karena:

1) Nyatanya massa air itu tidak mencapai keseimbangan, akan tetapi kecepatan tempuhnya

dikendalikan oleh kedalaman air. Hal ini menerangkan mengapa selama pengamatan

pasang purnama, pasang tinggi adalah dalam kondisi rata-rata 180 diluar fase dengan gaya

maksimum penuntul pasang pada tengah hari dan tengah malam.

2) Pengaruh gaya coriolis itu penting untuk gerak pasang berskala besar, karena gaya-gaya

yang tersangkut yang lain itu relatif kecil.

3) Pengaruh geser memperkeras atau memperkuat akibat yang disebabkan oleh bentuk dasar

laut. (untuk bentuk matematika detail dari pokok masalah ini, harap diacu Ippen, Arthur T.

1986. Estuary and Coastline Hydrodynamics, (Bab 4) Mc Grawhill Book Company, Inc.)

4) Pengaruh massa lahan.

5) Studi mengenai peta pasang (yang memperlihatkan garis-garis yang tiap titiknya

menggambarkan pemindahan maksimum yang terjadi secara bersamaan), memperlihatkan

bahwa gaya yang meningkatkan pasang itu menimbulkan osilasi diam dan bukan

gelombang pasang di seluruh dunia.

6) Kemungkinan beresonansinya teluk dan masukan yang berhubungan dengan laut yang

kekerapan osilasi diamnya di cekungan lautan mendekati osilasi alami dari masa air di

dalam teluk dan masukan itu. Resonansi itu pokoknya bertanggung jawab atas adanya jarak

pasang yang sangat besar yang terjadi di beberapa tempat di dunia ini.

Sebagai akibat dari faktor di atas maka Teori Keseimbangan tidak dapat dipakai untuk

meramalkan amplitudo maupun fase dari pasang. Namun Teori Keseimbangan itu penting

karena bisa memperlihatkan bagaimana gejala pasang dapat dipecah menjadi komponen-

komponennya, yang masing-masing dihubungkan dengan daur matahari maupun bulan.

362

2.2 Analisis Harmonik

Metode Analisis Harmonik adalah metode yang biasanya dipakai untuk meramalkan keragaman

pasang di seberang lokasi yang ditentukan. Metode ini menyangkut penganalisaan pengukuran

pasang sebelumnya di lokasi tersebut yang dilakukan dalam selang waktu yang lama. Selang

waktu minimum yang diperlukan untuk analisis harmonik adalah 1 (satu) tahun, meskipun

periode selama 19 tahun itu lebih baik. Metode ini didasarkan pada suatu premis (dari teori

Keseimbangan) bahwa resultan pasang di seberang titik itu terdiri atas bagian-bagian yang

masing-masing berhubungan dengan suatu daur bulan dan matahari yang khusus. Di hampir

semua kasus, pasang yang terukur bisa diwakili dengan ketepatan yang lumayan, apabila kira-

kira 10 komponennya dipertimbangkan. Selang waktu untuk masing-masing komponen itu

ditentukan dari pemahaman sistem matahari, bumi dan bulan, dan bersilang antara 12,4 jam-

jaman sampai 19 tahunan.

Peramalan pasang melalui analisis harmonik bisa dipisah menjadi dua tahapan:

1) Pengukuran data dianalisis untuk menentukan fase yang tidak diketahui dan karakteristik

amplitudo dari setiap pembentuk pasang di suatu lokasi yang ditentukan.

2) Hasilnya (i), dipakai untuk meramal keragaman pasang yang akan datang di lokasi tersebut.

2.3 Faktor Penyebab Perbedaan antara Pasang Ramalan dan Kenyataan

Ada beberapa faktor yang bisa menyebabkan pasang yang aktual secara kentara berbeda dari

tinggi ramalannya. Faktor-faktor tersebut antara lain adalah

1) Geseran angin yang menyebabkan permukaan laut mengambil kelerengan yang secara

inverse sebanding dengan kedalaman air.

2) Tekanan barometrik yang beragam yang bisa mengubah aras air sampai 10 mm per milibar

perubahan tekanan. Ragam tekanan barometer juga bisa menimbulkan osilasi sementara

yang agak besar yang ditambahkan secara super impase pada pasang.

3) Kerapatan air.

4) Arus.

5) Aliran sungai pada muara yang dipengaruhi pasang.

6) Faktor jangka menengah atau jangka panjang seperti naiknya aras air di dunia yang

disebabkan oleh mencairnya penutup es di kutub (pengaruh rumah kaca) dan dorongan gaya

geologi.

363

3. Pengaruh Pasang Pada Perilaku Banjir Dan Drainase

Pengaruh pasang di dalam sungai bisa cukup jauh. Pola pasang itu ketika bergerak, masuk

sungai atau saluran akan ditahan dan akhirnya mengecil dan hilang. Penetrasi pasang ini

dibarengi dengan penggagasan air laut asin.

Menurut perkiraan Dr. Walter Jewman di City University of New York dan Dr. Rhodes

Fairbridge of Columbia University, menulis dalam jurnal Natural, aras laut rata-rata telah naik

kira-kira 100 mm sejak 1982, meskipun secara potensial naiknya 130 mm bila diperhitungkan

jumlah waduk yang telah dibangun manusia sejak 1982.

Besar dan jauhnya penggerusan pasang dan air asin terutama tergantung pada aliran sungai.

Penggerusan tersebut akan selalu lebih besar pada sungai dengan aliran yang mempunyai debit

rendah daripada yang debitnya tinggi. Morfologi sungai juga mempunyai pengaruh. Di beberapa

sungai buaian pasang dan penggogosan air asin masih bisa dilihat sampai 100 - 200 km masuk

ke daratan.

Pola pasang yang direkam selama tahun 1980 dan 1982 di Tidareja di Kali Cibeureum kira-kira

20 km di sebelah hulu masuknya ke Segara Anakan dapat dilihat di Gambar 4. Gambar tersebut

memperlihatkan bagaimana kentaranya perubahan pasang di Sidareja pada saat aliran rendah

namun mempunyai pengaruh yang bisa diabaikan selama aliran tinggi.

Keragaman pasang pada aras air di pantai biasanya bisa diramalkan dengan tingkat kepercayaan

cukup baik, bila digunakan suatu program pengukuran dan atau tebal pasang yang ada. Namun

peramalan tersebut akan lebih sukar untuk sungai-sungai pasang. Metode komputasi banyak

tersedia untuk menghitung aras air pada jarak yang berlainan, yang masuk semakin ke hulu

sungai, dan untuk berbagai kondisi luahnya. Contoh dari metode yang diutarakan tadi adalah

Model komputasi "BRANCH" yang dibuat oleh USGS. Program ini telah diadaptasikan untuk

IBM - Compatible PC (1986) dan dengan sukses telah digunakan di Proyek Centading, untuk

memodelkan hidrodinamika dari Lagun Segara Anakan dan sungai pasang yang mengalir ke

lagun tersebut.

4. DRAINASE DAERAH YANG RENDAH

4.1 Teknik yang Dipakai

Drainase dari daerah yang rendah bisa dilakukan dengan salah satu atau lebih cara-cara berikut

ini :

1) Pembangunan tanggul pasang di sekeliling daerah rendah tersebut.

364

2) Pembangunan tanggul sepanjang sungai dan saluran drainase yang melewati daerah rendah

tersebut.

3) Pembangunan polder (atau kompartemen) yang masing masing ditangguli dan mempunyai

keluaran individual ke sistem drainasenya (lihat gambar 3). Bila suatu tanggul merentas

suatu jalan drainase alam, maka suatu saluran pengumpul harus diupayakan untuk

mengumpulkan aliran drainasenya yang kalau tidak akan melimpas sepanjang tanggul

saluran pengumpul tersebut pengumpul tersebut didesain untuk menyalurkan aliran

semacam itu ke keluaran dari kompartemen. Tidak diperbolehkan ada aliran dari satu

kompartemen lainnya.

4) Penggunaan pintu pengendali di keluaran dari kompartemen untuk mencegah aliran balik

pada saat pasang naik dan/atau saat luah air tinggi. Pintu pengendali bisa otomatis atau yang

dioperasikan secara manual, yakni pintu geser.

5) Penggunaan peralatan pompa.

6) penyediaan suatu cekungan penahan yang volumenya cukup dan kapasitas pintu keluar di

setiap keluaran kompartemen untuk menyimpan sementara air limpasan dari hujan badai

yang kritis sampai air tersebut dapat diluahkan pada suatu periode yang cocok dari daur

pasang.

Gambar 4.1. Denah Polder Pada Umumnya

365

Gambar 4.2. Pola pasang surut di daerah Sidareja

4.2 Pentingnya Survey

Perlu ditekankan bahwa pengukuran tanah yang detil adalah kunci bagi pembuatan denah

drainase yang berhasil terutama untuk daerah lahan yang rendah seluruh survei dapat dengan

tepat diikatkan ke suatu bidang persamaan yang berhubungan dengan air laut rata rata.

4.3 Contoh Masalah

Polder (atau kompartemen) yang diperlihatkan dalam Gambar 4.3a meluahkan airnya ke suatu

sungai yang dipengaruhi pasang yang terletak di dekat di hilir keluaran polder untuk kondisi

pasang purnama dan aliran musim hujan yang umumnya di berikan di Gambar 4.3b.

Ada cekungan penahan dekat di hulu keluaran polder karakteristik hubungan volume dengan

ketinggiannya diberikan di Gambar 4.3c. Suatu penampang yang dipotong melalui keluaran

diperlihatkan di Gambar 4.3.d.

366

Gambar 4.3. Layout dan perhitungan polder

367

0

10

20

30

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Q, m

3/d

t

t, jam

0

10

20

30

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Q, m

3/d

t

t, jam

0

10

20

30

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Q, m

3/d

t

t, jam

Penelitian Hidrologi memperlihatkan bahwa banjir di sungai tidak terjadi pada saat yang sama

dengan banjir di daerah perkotaan karena banjir sungai mempunyai waktu pemusatan atau

konsentrasi yang lebih lama. Pintu pengendali yang ada di pengeluaran polder terdiri atas 2 pipa

beton berdiameter 1200 mm yang dipasangi dengan pintu gerak yang disetimbangkan oleh

pegas.

Aras dasar bagian dalam pipa diletakkan pada + 0,5 m BPP (Bidang Persamaan Peta). Apakah

struktur pintu pengendali yang ada cukup untuk menahan banjir di perumahan yang ada di

sekeliling cekungan penahan selama pasang purnama? Aras lantai dari perumahan terendah di

dekat cekungan tersebut adalah + 2,7 m BPP.

Suatu hidrograf aliran di cekungan penahan telah disediakan untuk hujan badai 1 dalam 20

tahunan dengan jujuh 2 jam, 6 jam, 12 jam dengan menggunakan Metode Rational. Grafik

tersebut diberikan di Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Macam-macam bentuk inflow hidrograf

368

5. DRAINASE SISTEM POLDER

Polder didefinisikan sebagai suatu kawasan atau lahan reklamasi. dengan kondisi awal

mempunyai muka air tanah tinggi. yang diisolasi secara hidrologis dari daerah di sekitarnya dan

kondisi muka air (air permukaan dan air tanah) dapat dikendalikan. Kondisi lahannya sendiri

dibiarkan pada elevasi asalnya atau sedikit ditinggikan.

Pengisolasian dapat dilakukan dengan penanggulan atau dengan mengelakkan air yang berasal

dari luar kawasan polder. Air di dalam polder dikendalikan dengan sistem drainase, atau

kadang-kadang dikombinasikan dengan sistem irigasi.

Dengan demikian. polder mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :

1) Polder adalah daerah yang dibatasi dengan baik. dimana air yang berasal dari luar kawasan

tidak boleh masuk. hanya air hujan (dan kadang-kadang air rembesan) pada kawasan itu

sendiri yang dikumpulkan.

2) Dalam polder tidak ada aliran permukaan bebas seperti pada daerah tangkapan air alamiah.

tetapi dilengkapi dengan bangunan pengendali pada pembuangannya (dengan penguras atau

pompa) untuk mengendalikan aliran ke luar.

3) Muka air di dalam polder (air permukaan maupun air bawah permukaan) tidak bergantung

pada permukaan air di daerah sekitarnya dan dinilai berdasarkan elevasi lahan. sifat-sifat

tanah. iklim. dan tanaman.

Sistem polder merupakan bangunan yang berisiko tinggi. sehingga perlu manajemen yang

memadai. Manajemen polder, yang menyangkut operasi dan pemeliharaan ditujukan untuk

mencegah penurunan fungsi dari semua elemen yang ada di dalam sistem polder, yang meliputi

tanggul, jaringan drainase, kolam tando, stasiun pompa, dan receiving waters.Dalam

menjalankan fungsinya, sistem polder merupakan keterikatan antarbagian atau komponen yang

ada di dalamnya.

6. PERENCANAAN SISTEM POLDER

Drainase sistem older terdiri dari beberapa komponen, yaitu Gambar 6.1:

1) Tanggul keliling;

2) Stasiun pompa dan sistem pintu;

3) Kolam tando; dan

4) Jaringan saluran drainase atau internal drain.

369

Gambar 6.1 Komponen Drainase Sistem Polder

6.1 Tanggul Keliling

Tanggul keliling pada sistem polder berfungsi untuk mengisolasi secara hidrologis daerah yang

menjadi target sistem. Tanggul keliling dapat berupa tanggul buatan maupun tanggul alamiah.

Tanggul buatan bisa terbuat dari urugan tanah, pasangan batu kali, atau beton bertulang.

Sedangkan tanggul alamiah dapat berupa tebing atau buit, jalan, dan lain-lain.

Perencanaan tanggul keliling harus memenuhi kriteria:

1) Elevasi: elevasi mpuncak tanggul harus dirancang dengan mempertimbangkan muka air

tertinggi di luar sistem, kemungkinan adanya gelombang air, land subsidence, dan tinggi

jagaan.

2) Stabilitas: tergantung bahan yang digunakan:

(1) Tanggul urugasn tanah:

Komponen Sistem Polder:

1. Tanggul keliling

2. Stasiun pompa

3. Kolam tando

4. Jaringan saluran drainase

370

a. stabilitas terhadap sliding;

b. stabilitas terhadap daya dukung tanah;

c. aman terhadap seepage (rembesan);

d. aman terhadap penurunan (konsolidasi).

(2) Tanggul dari pasangan atu kali dan beton;

a. stabilitas terhadap geser;

b. stabilitas terhadap geser;

c. stabilitas terhadap daya dukung tanah;

d. aman terhadap seepage (rembesan);

6.2 Kolam Tando

Pengendalian banjir selain direncanakan dengan meningkatkan kapasitas saluran (normalisasi)

juga dengan menurunkan debit yang masuk ke sungai induk yaitu dengan memanfaatkan rawa-

rawa (retarding basin) di daerah dataran atau diantara sungai sebagai kolam tampungan yang

menangkap limpasan dari DAS dihulu untuk sementara dan kemudian dialirkan lagi ke sungai

dengan mengatur debit yang keluar. Hal ini dianggap lebih menguntungkan daripada

penanganan debit banjir rencana yang hanya dilakukan dengan perbaikan dan pengaturan sungai

saja.

Kolam tando atau kolam pengatur berfungsi sebagai pemotong puncak debit banjir. Dengan

demikian kolam yang tidak luas pun dapat mengendalikan banjir secara efektif. Dalam

perencanaan pengendalian banjir, penentuan dimensi dari masing-masing komponen sistem

pengendalian banjir harus ditelaah dari segi teknis, ekonomis maupun sosial dalam rangka

perencanaan persungaian secara keseluruhan (Sosrodarsono dan Tominaga, 1985).

6.3 Pintu Pengatur

Pintu air (gate, sluice) yang biasanya dibangun memotong tanggul sungai atau antara sungai

utama dengan saluran drainase berfungsi sebagai pengatur aliran air untuk pembuang

(drainage), penyadap dan pengatur lalu-lintas air. Ditinjau dari konstruksinya, secara garis

besarnya pintu air dapat dibedakan dalam dua tipe yaitu pintu air tipe saluran terbuka atau

disebut pintu air saluran (gate) dan pintu air tipe saluran tertutup atau disebut pintu air

terowongan (sluice). Pintu air saluran pada umumnya dibangun pada sistem saluran air yang

besar-besar, sedangkan pintu air terowongan dibangun pada sistem saluran air yang relatif kecil.

Fungsi pintu air adalah mengatur aliran air untuk pembuang, penyadap dan pengatur lalu-lintas

air. Sebagai pembuang yang dibangun di muara sistem drainase biasanya senantiasa dalam

371

keadaan terbuka dan penutupannya dilakukan manakala elevasi muka air di dalam sungai induk

lebih tinggi dari elevasi air yang terdapat di dalam saluran drainase. Dengan demikian, dapat

dicegah masuknya air sungai ke dataran yang dilindungi. Sedangkan pintu air sebagai penyadap

untuk mengatur besarnya debit air yang dialirkan ke dalam sistem saluran air yang

dibelakanginya. Sehingga daun pintunya senantiasa diatur disesuaikan debit yang diinginkan.

Selain itu bangunan pintu air harus dapat pula berfungsi sebagai tanggul banjir. Karenanya

bidang kontak antara bangunan pintu air yang terdiri dari beton dan tubuh tanggul yang terdiri

dari urugan tanah haruslah benar-benar rapat air, agar tidak terjadi kebocoran melalui kontak

tersebut yang dapat menjebolkan tanggul disekitar bangunan pintu tersebut (Sosrodarsono dan

Takeda, 1985).

Tahap-tahap yang dilakukan dalam perencanaan pintu air adalah (Sosrodarsono dan Tominaga,

1985) :

1) Penentuan Dimensi Pintu Air

Dimensi pintu air ditetapkan berdasarkan debit yang akan dilewatkan melalui pintu. Untuk

dimensi pintu drainase ditentukan berdasarkan elevasi muka air banjir di sungai, elevasi

banjir dan debit drainase yang dibuang melalui pintu tersebut. Apabila banjir pada sungai

bersamaan dengan terjadinya hujan pada daerah pengaliran pintu drainasenya, maka

genangan air hujan tersebut tidak dapat dihindarkan, tetapi durasinya, kedalaman serta luas

kedalaman haruslah dibatasi pada tingkat yang tidak membahayakan. Apabila persyaratan

tersebut tidak terpenuhi, maka harus dipertimbangkan untuk pemasangan pompa drainase.

Kecepatan aliran air yang diinginkan melalui pintu adalah antara 1 2 m/dt, tetapi untuk

pintu-pintu air berdimensi kecil dapat mencapai kecepatan 3,5 m/dt

2) Penentuan Penampang Pintu Drainase

Meskipun penampang pintu tidak berubah, akan tetapi debit yang akan dialirkan melalui

pintu tersebut tidaklah selalu sama. Tetapi penampang pintu ditentukan berdasarkan debit

hasil perhitungan limpasan, genangan yang diizinkan di areal yang diamankan dan

pertimbangan-pertimbangan ekonomi lainnya. Kapasitas pintu drainase umumnya

diperoleh dari hasil perhitungan aliran uniform atau aliran non uniform yang dimulai dari

elevasi muka air sungai.

372

6.4 Stasiun Pompa

Pada drainase sistem polder, stasiun pompa merupakan komponen yang sangat vital. Stasiun

pompa berfungsi untuk mengendalikan muka air di dalam kolam tando. Air dalam kolam tando

tidak selalu dapat dikeluarkan ke badan air pembuangan (sungai induk) secara gravitasi. Pada

kejadian banjir di sistem polder bersamaan dengan banjir di sungai induk, maka pengeluatran air

daei sistem polder hanya dapat dilakukan dengan pompa.

Kapasitas pompa yang diperlukan dalam suatu drainase sistem polder tergantung pada: debit

banjir (hidrograf banjir), kapasitas kolam tando, serta beda tinggi muka air di kolam tando dan

sungai induk (head).

6.4.1 Pemilihan Pompa

Tipe pompa ada 3 jenis, tipe tipe pompa ini mempunyai karakteristik yang berbeda untuk

aplikasi yang berbeda juga. Tipe tipe pompa ini atara lain :

1) Reciprocating atau tipe berputar, tipe ini mempunyai kapasitas yang rendah tetapi tinggi

tekan besar.

2) Centrifugal atau pompa turbin yang mempunyai kapasitas yang sedang dan tinggi tekan

sedang.

3) Screw pump atau submersible axial pump yang mempunyai kapasitas tinggi tetapi tinggi

tekan rendah.

Secara sederhana, pemilihan pompa yang paling cocok dapat ditentukan dengan menggunakan

diagram yang diperlihatkan dalam Gambar 6.2. Data yang diperlukan untuk menggunakan

diagram ini adalah data debit dan data tinggi tekan (head) rencana.

Jenis pompa yang memenuhi untuk drainase adalah jenis pompa dengan kapasitas tinggi dan

tinggi tekan rendah. Screw pump atau submersible axial pump cocok dipakai untuk sistem

drainase untuk kawasan dataran rendah / kawasan pantai. Perbandingan antara kedua jenis

pompa tersebut serta rekomendasi pemakaiannya dijelaskan pada sub bab berikut.

373

Gambar 6.2. Diagram untuk memilih tipe pompa yang efisien

6.4.2 Perbandingan Kinerja

Komponen utama kinerja pompa adalah

1) Karakteristik tinggi sedot (subcent)

2) Karakteristik beban pompa

3) Kapasitas pompa

4) Total tinggi tekan

5) Efisiensi pompa

Aspek lain yang dipertimbangkan dalam membandingkan pompa adalah :

1) Karakteristik dan kapabilitas pengendali aliran

2) Operasi dan pemeliharaan

3) Kapabilitas otomatisasi

4) Kondisi pemasangan instalasi

6.4.3 Keuntungan dan Kerugian Screw Pump

Keuntungan Screw pump

1) Pemeliharaan yang simple.

2) Efisiensi yang tinggi.

0,1

1,0

10,0

100,0

1.000,0

1 10 100 1.000 10.000

Debit (liter/detik)

Tin

gg

i te

ka

n p

om

pa

(m

)Pompa Sentrifugal

Pompa aliran campur

Pompa propeler

Day

a ku

da

air

3

1

5

10

20

60

200

374

3) Mampu mengangkut sampah dalam jumlah besar.

4) Konstruksinya yang terbuka memungkinkan inspeksi operasi pompa keseluruhan secara

mudah.

5) Pada beberapa kondisi pondasi yang diperlukan tidak sedalam pompa aksial.

6) Umur pelayanan lebih lama karena kecepatan rendah.

7) Aman terhadap kafitasi.

Kerugian Screw Pump

1) Dimensinya yang besar sehingga pengangkutannya sulit.

2) Kapabilitas pompa dibatasi untuk memompa dari permukan air bebas satu ke permukaan air

bebas yang lainnya (tinggi tekan tetep/tidak berubah).

3) Out flow harus selalu berada diatas muka air penerima seluruh struktur harus kaku/ rigid

untuk menjaga ruang antara rotating screw dan casing tetap kecil.

4) Untuk keamanan screw harus ditutup memerlukan lahan yang luas untuk konstruksi.

Gambar 6.3. Pompa Archemedian Screw

6.4.4 Keuntungan dan Kerugian Submersible Axial Flow Pump

Keuntungan Submersible Axial Flow Pump

1) Dimensinya kecil sehingga mudah dalam transportasi.

2) Kapasitas bervariasi tergantung tinggi tekan (head) sehingga debit pada saat tinggi tekan

lebih rendah dari tinggi tekan rencana lebih tinggi dari kapasitas debit rencana dan

sebaliknya

375

3) Memerlukan lahan yang lebih kecil dari screw pump

Kerugian Submersible Axial Flow Pump

1) Efisiensi rendah

2) Tidak mampu menghandle sampah- sampah

3) Umur layanan lebih pendek karena kecepatan lebih tinggi.

4) Ada bahaya kafitasi.

5) Memerlukan kontrol khusus untuk menjaga inflow dan buangan seimbang.

Pompa centrifugal itu dicirikan oleh hulu tinggi dan aliran yang sedang, sedangkan pompa axial

dicirikan oleh hulu yang rendah sampai sedang dan aliran yang besar. Pompa aliran campur

karakteristiknya berada di tengah-tengah.

Index pompa yang lazim digunakan adalah kecepatan spesifiknya. Kecepatan spesifik adalah

kecepatan pompa yang menghasilkan satu satuan untuk tiap satu satuan hulu. Kecepatan

spesifik ns = 4/5

2/1.

n

6.4.5 Definisi Istilah

Suatu instalasi stasiun pompa yang umum, pada Gambar 6.4 memperlihatkan ragam-ragam

istilah yang dipakai.

Tugas pompa itu ditentukan oleh hulu statis dan kehilangan oleh geseran di garis penghisapan

dan penyampaian dan kehilangan-kehilangan di tempat masuk dan keluar.

H = Hs + hfs + Hd + hfd + g

Vd

2

2

dimana:

H = total hulu dinamik (m)

Hs = hulu penghisapan (m)

Hd = hulu penyampaian (m)

hfd, hfs = kehilangan di garis penghisapan dan penyampaian.

Vd = kecepatan aliran di tempat keluar dari garis tekanan.

376

Gambar 6.4. Definisi yang umum dipakai dalam menghitung tinggi energi pompa

6.4.6 Karakteristik Tipe Pompa

Pompa archemedian itu khususnya sesuai untuk kondisi yang permukaan pengeluarannya lebih

kurang tetap, dan tentunya tidak sesuai apabila permukaan pengeluaran tersebut berubah agak

besar. Pompa ini mampu mengangkat air dengan laju 0,5 m3/dt sampai 6 m

3/dt setinggi 2-10 m.

Namun biasanya digunakan untuk stasiun pompa yang kecil dan sedang, untuk mengangkat 2-4

m. Pompa ini mampu menangani tetumbuhan air dan sampah, karenanya mampu beroperasi

tanpa dijaga dalam jangka waktu yang lama.

377

Sebuah pompa rotodinamic perlu dipilih dengan dasar kesesuaiannya untuk tugas desainnya,

bila konsideran lainnya sama.

Sebuah ringkasan dari kemampuan dan keterbatasan diberikan di Tabel 6-1 dan sedangkan

penerapan yang umum ada diberikan di Gambar 6.5.

Tabel 6-1. Jenis Pompa dan Penerapannya

Jenis Pompa Hulu (m) Debit (m3/dt ) Penerapan

Archmedian Screw 2 - 4 0,5 - 6 Permukaan hulu aliran

konstan

2 - 10 Lokasi terpencil

Aliran Radial 20 - 60 0,5 1,5 Debit sedang

Hulu tinggi

Untuk instalasi air

minum

Aliran Axial 0 - 10 0,5 - 10 Umumnya diterapkan

pada drainase

Gambar 6.5. Hubungan antara debit pompa dan tinggi pemompaan

378

6.4.7 Pemilihan Pompa

Pemilihan pompa itu didasari oleh efisiensi pengoperasian dan ekonomi. Biasanya biaya awal

untuk unit yang lebih besar tapi berjumlah lebih sedikit itu, lebih kecil daripada yang harus

dikeluarkan untuk unit-unit yang kecil yang berjumlah lebih banyak. Biaya pengoperasian, itu

didasari oleh efisiensi dari unit tersebut dan insiden dari hulu pengoperasian selang beberapa

waktu kemudian.

Penerapan ukuran pompa itu perlu sesuai dengan bentuk hubungan antara jumlah aliran

maksimum dengan besar waduk yang didasarkan pada hidrograf kritis.

Pertimbangan-pertimbangan perlu diberikan pada biaya kerugian bila satu atau beberapa unit

rusak.

6.4.8 Denah Stasiun Pompa

Sebuah instalasi pompa modern yang umum ada di perlihatkan di Gambar 7, gambar tersebut

diperlihatkan sebuah pompa dengan Spindel vertikal dan pengumpil yang jauh. Pompa spindle

vertikal tersebut dibenamkan dalam suatu lobang (sump) yang bisa disesuaikan dengan

kedalaman yang diperlukan, sedangkan motor dan mesinnya ditempatkan di suatu muka yang

aman terhadap berbagai resiko kebanjiran pompa yang digerakan dengan tenaga listrik tersebut

tetap di kopel langsung pada motornya namun bila yang digunakan adalah mesin shaft bergerigi

pompa tersebut tidak perlu dipanasi dan hal tersebut mengurangi kemungkinan terjadinya

pompa berhenti disebabkan oleh kegagalan diperlingkupan pemanasan. Pompa tersebut bila

dibenamkan dalam lobang menjadi tidak mudah diraih dan akan lebih banyak diperlukan

pekerjaan apabila pompa tersebut berdiri di atas pilot sehingga memungkinkannya diangkat di

atas muka air oleh suatu pengoperasian yang relatif sederhana. Caranya dengan memutuskan

suatu kopel shaft dari sambungan bagian peluah.

Dalam kasus kasus lainnya motor-motor tersebut atau gigi-gigi diatas pompa harus disingkirkan

terlebih dahulu baru kemudian keseluruhan badan pompanya diangkat sampai di atas muka air

supaya apapun penyumbatan yang ada bisa dibersihkan. Alternatifnya pengaturan yang lain,

dapat dilihat di Gambar 6.6.

379

Gambar 6.6. Profil stasiun pompa

380

Gambar 6.7. Beberapa jenis pengoperasian pompa

381

Gambar 6.8. Rating curve suatu pompa

Gambar 6.9. Rating curve suatu pompa terhadap waktu

382

6.5 Drainase Internal

Drainase internal pada sistem polder dirancang dengan sistem gravitasi. Perencanaan dimensi,

bentuk penampang, kemiringan, penggunaan bahan, dan lain-lain sama dengan perencanaan

drainase pada umumnya.

DAFTAR USTAKA

Loebis, J. (1984). Banjir Rencana untuk Bangunan Air. Badan Penerbit Pekerjaan Umum,

Jakarta.

Soemarto, CD. (1987). Hidrologi Teknik. USAHA NASIONAL- Surabaya.

Sukrisno. (1999). Konservasi Air Tanah Daerah Semarang Demak dan Sekitarnya. Laporan

No. : 52/LAP/PHPA/1997. Dep. Pertmbangan dan Energi, DJGSM, DGTL.

Suripin. (2001). Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. ANDI Offset, Yogyakarta.

Suripin. (2004). Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. ANDI Offset, Yogyakarta