4.Tahapan Perencanaan Dimensi saluran Drainase

1. Dari petak – petak sawah dalam peta kontur di ukur untuk mendapatkan luas areal sawah ( A ) 2. Menghitung Drainage Module ( DM )

dimana Dn = R(n)T+n(IR-ET-P)-S 3. Menghitung debit saluran Untuk luas area < 400 ha Q = Dm x A Untuk luas area > 400 ha Q = 1,62 x Dm x A0,92 4. Setelah Q didapat, maka dari tabel 8a lampiran diperoleh nilai b : h, t ( l : m ), K 5. Menghitung kemiringan saluran di lapangan dengan rumus : iL = Hs / L Dimana : iL = Kemiringan saluaran Hs = Beda tinggi dihulu dan dihilir tiap luas L = Panjang saluran tiap luas 6. Dengan menggunakan rumus Strickler, menghitung harga b dan h V = K x R2/3 x iL1/2 Dimana: V = Q / F F = ( b + mh ) h R = F / O O = b + 2h ( l + m2 )1/2 K = dari tabel 8a lampiran iL = kemiringan saluran 7. Setelah harga b dan h diketahui, kita hitung luas penampang basah ( F) dengan rumus : F = ( b + mh ) x b (m2) 8. Menghitung kecepatan aliran ( V ) dengan rumus V = Q / F ( m/det ) Untuk daerah landai, V = 0,5 s/d 1,5 ( m/det ), perhitungan dihentikan. Untuk V < 0,5 dan V > 1,5 m/det perhitungan dilanjutkan ke no. 9 9. Menghitung Fb dengan berdasar pada harga Vb, dengan rumus : Fb = Q / Vb ( m2 ) 10. Menghitung lebar dasar saluran baru ( bb ) dan tinggi muka air baru (hb) dengan rumus : F = ( bb + mhb ) x hb 11. Menghitung keliling basah dengan rumus : O = bb + 2hb ( l + m2 )1/2 12. Menghitung jari – jari hidrolis saluran dengan rumus R = Fb / O 13. Menghitung kemiringan saluran dengan rumus Strickler : I = {Vb / (K x R2/3 )}2 3.1 Rumus Dasar Aliran pada Saluran Terbuka

3.1.1 Formula Chezy Untuk Aliran Pada Saluran TerbukaJumlah tahanan gesek untuk yang di salurkan adalah :

tahanan gesekan = f x luas basah x vn = f x Pl x vn

Nilai n dari hasil percobaan adalah 2.Hingga : tahan gesekan = f x Pl x v2

Untuk gerakan air sejarak V adalah= tanahan gesek x jarak= f x Pl x v2 x v= f x Pl x v3

Keterangan : l = panjang saluranA = luas penampang aliranv = kecepatan aliran airP = keliling basahf = tahanan gesekanI = rata-rata kemiringan dasar saluran

Berat air sepanjang l meter dalam saluran adalah := w x A x 1

Dimana w = berat jenis air Kehilangan energi potensial pada jumlah v x I/det

= w . A . l . v. Iw . A . l = berat air v . I = tinggi air

dari ketentuan ketentuan di atas diperoleh persamaan.f x Pl x V3 = w. A . l x vV2 = V = x I

= C C = R =

Debit aliran Q = A x v= AC

3.1.2 Formula BazinSetelah percobaan yang dilakukan oleh Chezy, dengan menetapkan konstanta selanjutnya

Bazin membangun pik sumber :C =

Dalam hal ini K adalah konstanta yang ditetapkan oleh Bazin berdasarkan kekasaran dasar saluran, tertera dalam tabel berikut.

No Type Permukaan Saluran Nilai K123456

Pelesteran halus, kayu berketamKayu gergajian, bata, ubin, batu alamTembok pecahan batu alamSaluran tanah beraturan sangat baikSaluran tanah tidak beraturanSaluran tanah yang sangat kasar

0,110,210,831,542,353,17

3.1.3 Formula Manning

Berdasarkan konstanta C yang dijawab oleh Chezy, maka Manning melanjutkan persamaan :

C = x R1/6

N adalah konstanta yang didapat oleh Kutter hingga persamaan menjadi :V = C = x R1/6 V = x R1/6 x R1/2 x I1/2

= x R2/3 x I1/2 = M x R2/3 x I ½

Dimana M = adalah konstanta Manning. Hingga diperoleh :Q = luas x kecepatan

= A x x R2/3 x I ½

= A x M x R2/3 x I ½

Q = A x M x R2/3 x I ½

3.2 Kebutuhan Air untuk IrigasiPerhitungan kebutuhan air irigasi bagi tanaman, biasanya d dasarkan pada 3 jenis tanaman

yaitu , padi, palawija dan tebu.3.2.1 PadiAir irigasi yang diberikan pada tanaman padi sawah untuk memenuhi kebutuhan air bagi

pengolahan tanah , persemaian dan pertumbuhan tanaman.3.2.2 Pengolahan tanah dan persemaianSelama masa pengolahan tanah,air irigasi banyak di perlukan air terutama untuk

penjenuhan/pelumpuran tanah, pengenangan dan untuk menganti kehilangan air melalui evaporasi, perembesan dan perkolasi.

Berdasarkan peningalan arsip zaman kolonia ,di dapat kan bahwa angka kebutuhan air untuk pengolahan tanah di daerah pemali comal adalah 1,20 1/dt/ha untuk selama 45 han atau 467 mm , (4.665.600 liter).

Konsultan nedeco merayakan angka 200 mm/ha bagi untuk pengolahan tanah. Kemudian prosida sub proyek pemali comal mengadakan kebutuhan air pengolahan tanah dan d dapat kan angka 1.12 /dt/ha selama 26 hari, (2.515.968 liter).

Modul proyek tata guna air meyarankan mengunakan angka kebutuhan air untuk kebutuhan pengolahan tanah sebesar 1.50 I/dt/ha slama 35 han (4.536.00 liter).

Untuk persemaian , mengingat bahwa areal nya relatif kecil (3% - 5% dari areal tanam), dan di tamukan jenis padi ungul di mana umur bibit nya kurang dari satu bulan. Dan umum nya tiga minggu, maka pemberian airnya dapat di cakup oleh jumlah air untuk pengolahan tanah.

3.3 Perhitungan Penampang MelintangMenurut Chow (1989), hantaran suatu penampang saluran akan meningkat sesuai dengan

peningkatan jari-jari hidrolis atau berkurangnya keliling basah dan bentuk tampang saluran akan mempengaruhi kecepatan aliran yang melaluinya.

Dalam hal ini dimensi saluran dihitung dengan menggunakan persamaan Stricler sebagai mana yang tersebut di bawah ini :

Q = A x VV = K x R⅔ x I0,5

I = R = A/VA = (b + m.h) hP = b + 2h )

Dimana : Q = debit rencana saluran (m3/dt)

A = luas penampang basah hidrolis (m2)V = kecepatan aliran (m/dt)K = koefisien kekasaranR = jari-jari hidrolisI = kemiringan saluran (m)P = keliling basah (m)b = lebar dasar saluran (m)m = kemiringan dinding saluran (m)h = kedalaman air (m)

3.4 Perhitungan Penampang MemanjangMenurut Chow (1989), kemiringan memanjang dasar saluran biasanya diatur oleh keadaan

topografi dan tinggi energi yang diperlukan untuk mengalirkan air pada saluran. Perhitungan aliran kritis meliputi penentuan kedalaman kritis dan kecepatan kritis, bila tertib dan tampang saluran diketahui.

Menurut Chow (1989), untuk menghitung kecepatan kritis dapat digunakan persamaan Manning, yaitu :

Vc = (g . D)½

Dimana :Vc = kecepatan disaluran (m/dt)g = percepatan gravitasi = 9,8 (m/dt)D = kedalaman hidrolis (m)

Untuk penentuan kedalaman air kritis (h), menurut Ranger raju K.G (1986), suatu aliran dikatakan kritis jika bilangan froude adalah satu. Pernyataan tersebut dapat di nyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

F' = Dimana:

F ' = bilanangan froudeQ = debit rencanan saluran (m³/dt)T = lebar puncak air rencana (m)G = percepatan gravitasi (m/dt)A = luas penampang basah hidrolis (m²)

Untuk mengetahui kedalaman air kritis (h) digunakan persamaan sebagai berikut :hc = 1/3

Dimana:Hc = kedalaman air kritis (m)Q = debit rencana saluran (m³/dt)B = lebar dasar saluran (m)m = kemiringan dinding saluran (m)h = kedalaman air (m/dt)g = percepatan gravitasi( m/dt)

Untuk mencari tinggi muka air yang di perlukan (p) dihitung dengan rumus standar perencanaan irigasi (1986) yaitu :

P = a+ 0.7 + (L.I)Dimana :

P = Tinggi muka air pada permukaan(m)A = elerasi tertinggi dari permukaan sawah (m)

L = panjang saluran (m)I = kemiringan saluran (m)

3.5 Koefisien Kekasaran Dasar SaluranBerdasar kan anonymous (1986) standar perencanaan irigasi, besarnya koefisien kekerasan

stricler tergantung pada faktor – faktor sebagai berikut :- kekasaran permukaan saluran- ketidak teraturan permukaan saluran- trase- vegetasi (tetumbuhan)- sedimen

Pengaruh faktor – faktor di atas terdapat koefisien kekasaran saluran akan bervariasi menurut ukuran saluran. Koefisien kekasaran Manning (“n”) mempunyai harga bilangan 1 dibagi dengan K.

Koefisien – koefisien kekasaran Strickler untuk saluran tanah dapat di lihat pada tabel di bawah ini :

Debit Rencana(m³/dtk)

Koefisien

Q > 15 <>1 <>Q <>

45-42,5

4035

Sedangkan saluran yang mengunakan pelindung (lining) besarnya kekasaran Strickler adalah sebangai berikut :

Jenis Pasangan KoefisienPasangan BataPasangan BetonTanahBesi

6070

35 – 4585

3.6 Kecepatan Aliran yang DiizinkanBatas kecepatan maksimum yang di izinkan di tentukan oleh sifat – sifat bahan

pembentukan saluran yang dingunkan. Pada pengurusan yang terjadi pada dasar saluran terutama disebabkan oleh kecepatan yang melebilihi kecepaan yang diinginkan. Besar nilai kecepatan sangat variasi tergantung pada jenis material yang dingunakan, juga dapat di tentukan berdasarkan pengamatan dan percobaan. Dalam merencanakan kecepatan aliran sebaiknya sedikit lebih baik dari pada kecepatanaliran yang diizinkan. Hal ini bertujuan untuk mencengah pengendapamn dari sedimen yang melayang.

Menurut chow (1959) kecepatan maksimum yang diizinkan adalah kecepatan rata-rata terbesar yang tidak akan menimbulkan erosi pada tubuh saluran. Menurut Anonymous (1986) standar perencanaan irigasi, kecepatan maksimum untuk arah subkritis yang dianjurkan adalah sebangai perlihatan pada tabel di bawah ini :

(m³/dtk) n V(m/dtk)0 -1,5

1,5 – 3,53,5 – 4,54,5 – 6,0

22,53,03,5

0,4 s/d 0,450,500,550,60

6,0 – 7,57,5 – 9,09,0 - 11

4,04,55,0

0,650,70

0,70 s/d 0,753.7 Kemiringan Talud Saluran

Untuk menekan biaya pembbebasan tanah dan pengalian, talut saluran di rencanakan securam mungkin yang tentunya berdasarkan peraturan Direktorat Jenderal Pengairan. Untuk saluran pasangan, kemiringan talut dapat dibuat lebih curam dari pada saluran tanah. Untuk salauran yang lebih kecil (h <>

Jenis tanah H <> 0,75m <>Lempung PasiranTanah pasiran kohesipTanah pasiran lepasGeluh pasiran, lempung berporiTanah gambul lunak

1111

1,25

11

1,251,51,5

3.8 Tinggi JagaanTinggi jagaan adalah tinggi vertikal yang direncanakan dan elevasi permukaan air rencana

hinga puncak tanggul. Hal ini dimaksud untuk mencengah melimpahnya air yang dapat mengancam kestabilan tanggul.

Menurut Chow (1975) untuk perhitungan tinggi jagaan ini belum ada suatu metode khusus untuk masing-masing saluran, karena kenaikan gelombang atau kenaikan muka air di saluran sering di timbulkan oleh beberapa vaktor lain yang tidak dapat diduga. Besarnya tinggi jagaan yang sering di pakai dalam perencanaan, berkisar antara 5% - 30% dari kedalaman air rencan.

Harga-harga tinggi jagaan tersebut dapat diambil dari United State Bureau of reclamation (USBR). Besarnya tingginya jagaan untuk saluran tanah dan saluran pasangan dapat di lihat tabel di bawah ini :

Debit Rencana(m³/dtk)

Tinggi Jagaan(m)

Saluran Tanah Saluran Pasangan Tanggul<>

0,5 – 1,51,5 – 5,05,0 – 10,010,0 – 15,0

0,400,500,600,751,00

0,200,200,250,300,50

0,400,500,600,751,00

3.9 Bangunan UkurBangunan ukur debit yang di maksudkan pada tulisan ini adalah suatu bangunan air yang

di bangun melintang pada saluran irigasi atau sungai yang sengaja di buat untuk meninggikan muka air, sehingga air saluran irigasi atau sungai dapat di sadap dan di alirkan secara gravitasi ke tempat tertentu yang membutuhkan atau untuk mendapatkan tinggi terjun yang cukup untuk keperluan tertentu. Di tinjau dari pandangan hidrologis, bangunan ukur debit tersebut dapat di anggap sebagai penampang kendali buatan, yaitu suatu penampang melintang buatan yang berfungsi sebagai pengendali aliran. Berdasarkan fungsinya maka penampang kendalibuatan tersebut dapat di bedakan menjadi 2 jenis, yaitu:

1. Penampang kendali buatan yang hanya menentukan tinggi muka air, misalnya dapat berupa ambang lebar, ambang tajam, mercu tetap dan alat ukur parshal.

2. Penampang kendali buatan yang dapat mengatur tinggi muka air, misalnya dapat berupa balok sekat, pintu sorong, dan pintu radial, alat ukur Romijn.

a. Ambang TajamSuatu ambang di sebut dengan ambang tajam (sharpcrested weir) apabila aliran yang

terjadi tidak menempel pada ambang, dan merupakan bangunan aliran atas. Ketelitian debit yang terukur tergantung dari kondisi aliran di bagian hulu dan hilir ambang serta kondisi bangunannya sendiri. Di pasang sedemikian rupa agar alirannya tidak tenggelam. Di pasang pada penampang saluran irigasi atau sungai kecil yang bentuknya uniform, bagian alur yang lurus paling sedikit 5 kali lebar ambang, dasar alur mendekati horizontal agar kecepatan datang kecil. Ketinggian muka air yang di ukur paling sedikit pada jarak 4 sampai 5 kali tinggi muka air maksimum dari sebelah hulu ambang. Bangunan di pasang secara simetris dan harus mampu berdiri untuk mengalirkan debit maksimum tanpa mengalami kerusakan. Pengendapan material di bagian hulu ambang yang terjadi secara kontinu dan kerusakan mercu ambang yang di sebabkan oleh abrasi material yang hanyut akan mempengaruhi ketelitian debit yang terukur. Kondisi yang perlu di perhatikan untuk ambang tajam antara lain :

hi/L > 15L <>

Batas modulen (H2/H1) berada kurang dari 0,1.Ambang tajam yang di lengkapi dengan bagian pengendali berbentuk segi tiga, kesamaan debitnya adalah :

Q = 8/15 (2g)½ Cd tan α/2 hi5/2

Dimana : α = sudut diantara 2 sisi mercu

Ambang tajam yang dilengkapi dengan bagian pengendali berbentuk segi empat, persamaan debitnya adalah :

Q = 2/3 Cd (2g) ½ b hi3/2

Disarankan : Ca = 0,6035 + 0,0813 hi/p

Ambang tajam yang di lengkapi dengan bagian pengendali berbentuk trapesium, persamaan debitnya adalah :

Q = 2/3 Cd Cv (2g)1/2 b hi3/2

Untuk menentukan harga koefisien Cd dan Cv diperlukan kalibrasi dilapangan, antara lain dengan pengukuran debit menggunakan alat ukur arus.b. Ambang pendek

Suatu ambang di sebut dengan ambang pendek (shortcreated weir) apabila aliran yang terjadi menempel pada ambang, tidak membentuk garis aliran lurus (tidak terdapat distribusi tekanan hidrostatik), merupakan aliran atas.

Untuk mercu bulat, debitnya dapat di hitung dengan rumus sebagai berikut :Q = 2/3 Cd (2/3g)1/2 b hi1,5

Dimana :Q = debit (m3/detik)Cd = koefisien debit (= 1,48)g = percepatan gravitasi (9,8 m/detik2)b = lebar mercu (m)hi = tinggi air di atas mercu (m)

3.10 Perhitungan Pintu-pintu Pembagi

Perencanaan boks bagi harus memenuhi persyaratan berikut guna membatasi pembagian air di petak tersier :

a. Pembagian air terus menerusb. Pemberian air secara rotasic. Debit modulerd. FleksibilitasUntuk pemberian air secara terus menerus, pembagian air yang proporsional dapat dicapai

membuat lebar bukaan proporsional dengan luas daerah yang akan diberi air oleh saluran bagian hilir. Tinggi ambang harus sama untuk semua bukaan dalam boks.

Untuk pemberian air secara rotasi, boks diberi pintu yang dapat menutup seluruh atau sebagian bukaan secara bergantian.