Kriteria Desain

Kriteria Desain

• Suatu kriteria yang dipakai Perancang sebagai pedoman untuk merancang

• Perancang diharapkan mampu menggunakan kriteria secara tepat dengan melihat kondisi sebenarnya dengan parameter yang tertulis dalam kriteria desain

• Besaran kriteria desain diambil dari hasil penelitian yang dikelompokkan dalam parameter yang umum

Perancangan Saluran Drainase

• Tujuan : mengalirkan genangan air sesaat yang terjadi pada saat musim hujan serta dapat mengalirkan ar limbah domestik

• Dasar perancangan: perancangan saluran tahan erosi.

• Saluran tahan erosi saluran yang mampu menahan erosi dengan baik dengan cara mengatur kecepatan maupun dengan menggunakan dinding dan dasar diberi lapisan untuk menahan erosi maupun mengontrol kehilangan rembesan

Saluran tahan erosi

• Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan:

• Jenis material menentukan koefisien kekasarannya

• Kecepatan aliran minimum mencegah pengendapan lumpur, sedimen

• Kemiringan dasar dan dinding saluran

• Penampang yang paling efisien (hidrolis maupun empiris)

Perhitungan Dimensi Saluran

• Asumsi : Aliran Seragam

• Pertimbangan:

• Efisiensi hidrolis

• Kepraktisan

• Ekonomis

KRITERIA PERANCANGAN

A. Koefisien Larian (run off)

• Ketepatan besarnya debit air yang harus dialirkan penting dalam penentuan dimensi saluran

• Dimensi saluran terlalu besar tidak ekonomis

• Dimensi saluran terlalu kecil tingkat ketidakberhasilan tinggi

• Besar debit rancangan (debit rencana) drainase perkotaan umumnya menggunakan metode rasional

• Pertimbangan: • Luas daerah relatif tidak terlalu luas

• Kehilangan air sedikit

• Waktu konsentrasi relatif pendek

B. Bentuk Saluran

• Perancangan dimensi dimensi penampang yang ekonomis

• Bentuk saluran :

1. Trapesium • Umumnya untuk saluran dari tanah

• Membutuhkan ruang yang cukup

• Fungsi: pengaliran air hujan, grey water maupun air irigasi

2. Empat persegi panjang • Tidak membutuhkan ruang

• Material: pasangan bata atau beton

• Fungsi: pengaliran air hujan, grey water maupun air irigasi

3. Lingkaran, parabola dan bulat telur • Material : pasangan bata atau kombinasi pasangan dan pipa beton

• Bentuk dasar saluran bulat memudahan pengangkuran bahan endapan/limbah

• Fungsi: pengaliran air hujan, air limbah domestik maupun air irigasi

4. Tersusun • Material : tanah maupun pasangan

• Fungsi : mengalirkan air limbah domestik pada kondisi tanpa hujan, apabila hujan maka kelebihan dapat ditampung pada saluran bagian atas.

• Membutuhkan ruang yang cukup

• Penampang melintang saluran drainase perkotaan umumnya bentuk segi empat EFISIEN pembebasan lahan

Penampang Saluran

• Sistem penyaluran air hujan kota , dapat menggunakan saluran dengan bentuk bulat, persegi panjang dan trapesium.

• Faktor-faktor pertimbangan pemilihan bentuk saluran:

• Tata guna lahan ketersediaan tanah dan kepadatan lalulintas

• Kemampuan pengaliran jenis bahan saluran

• Kemudahan pembuatan dan pemeliharaan

• Penampang Hidrolis optimum:

Suatu luas penampang tertentu yang memberikan daya angkut maksimum

• Untuk saluran dengan n, S dan A tertentu, Q max didapat pada R max

R = A/P

• Untuk saluran berbentuk Trapesium:

• A= b.d + md2

• R = d/2

• Untuk saluran yang berbentuk bulat

• d = 0,8D

• A = 0,86 (d2/4)

• R = d/4

C. Material

• Lapisan dasar dan dinding saluran tahan erosi terbuat dari: • Beton

• Pasangan batu kali

• Pasangan batu merah

• Aspalt

• Kayu

• Besi cor

• Baja

• Plastik dll

• Pemilihan : harga bahan dan cara konstruksi saluran

• Kemiringan dinding saluran harus disesuaikan dengan jenis bahan dan bentuk saluran

• Talud saluran adalah kemiringan dinding saluran

• Talud saluran:

1. Saluran tanpa perkerasan talud mempunyai kemiringan sudut talud α 45o,atau miring talud 1:1 dengan harga m=cotangen α = 1

2. Saluran dengan perkerasan talud mempunyai kemiringan sudut talud α 60o,atau miring talud 7:4 dengan harga m=cotangen α = 0,58

3. Saluran dengan perkerasan talud (space terbatas) mempunyai kemiringan sudut talud α 90o,atau miring talud tegak lurus dengan harga m=cotangen α = 0

Kemiringan dinding saluran

Bahan Saluran Kemiringan Dinding (m)

Batuan/cadas ~ 0

Tanah lumpur 0,25

Lempung keras/tanah 0,5-1

Tanah dengan pasangan batuan 1

Lempung 1,5

Tanah berpasir 2

Lumpur berpasir 3

D. Kemiringan Saluran

• Kemiringan saluran adalah kemiringan dasar saluran

• Kemiringan dasar saluran : kemiringan dasar saluran arah memanjang dimana umumnya dipengaruhi oleh kondisi topografi dan tinggi tekan yang diperlukan untuk pengaliran sesuai dengan kecepatan yang diinginkan

• Kemiringan dasar saluran direncanakan sedemikian rupa sehingga dapat memberikan pengaliran secara gravitasi dengan batas kecepatan minimum tidak boleh terjadi pengendapan dan kecepatan maksimum tidak boleh terjadi perusakan pada dasar dan dinding saluran

• Kemiringan dasar saluran maksimum yang diperbolehkan adalah : 0,005 – 0,008 (tergantung material yang digunakan)

• Erosi dapat terjadi bila kemiringan: • > 0,002 pada tahan lepas • > 0,005 pada tanah padat

• Kemiringan saluran rata-rata dipakai untuk memperhitungkan waktu konsentrasi.

• Kemiringan rata-rata dari sepanjang saluran yang mempunyai bagian-bagian panjang dengan kemiringan yang berbeda, makan dapat diperoleh kecepatan rata-rata.

• Dengan kecepatan rata-rata dan panjang total (kumulatif) akan didapat waktu pencapaian aliran puncak pada suatu profil saluran tertentu

E. Kecepatan Minimum

• Kecepatan minimum yang diijinkan : kecepatan terkeci yang tidak menimbulkan penendapan dan tidak memicu pertumbuhan tanaman akuatik serta lumut

• Rentang kecepatan: 0,60 – 0,90 m/det (dengan pertimbangan SS/lumpur sedikit)

• Untuk mencegah pertumbuhan vegetasi akuatik kecepatan minimum : 0,75 m/det

F. Jagaan (Free board)

• Freeboard : Jarak vertikal dari puncak tanggul sampai permukaan air pada kondisi perencanaan

• Fungsi : mencegah peluapan air akibat gelombang dan fluktuasi permukaan air (gerakan angin /pasut)

• Rentang freeboard: 5%-30% dari kedalaman aliran

Ambang bebas (free board)

• Ambang bebas pada saluran dan perlengkapan adalah jarak vertikal dari permukaan saluran/perlengkapan saluran tertinggi terhadap permukaan air di dalam saluran/perlengkapan saluran tersebut.

• Untuk saluran terbuka:

F= √ (C.d) • C= koefisien untuk:

• Q < 0,6 m3/detik : C = 0,14

• 0,6 < Q < 8,0 m3/det : 0,14 <C< 0,2

• Q > 8,0 m3/det : C > 0,23

• d = kedalaman air (m)

G. Koefisien Kekasaran Manning

• Besar koefisien kekasaran Manning ditentukan oleh jenis material saluran.

Type saluran Kondisi baik Kondisi cukup Kondisi buruk

Saluran Buatan

1. Saluran Tanah, lurus beraturan 0,020 0,023 0,025

2. Saluran tanah, digali biasa 0,028 0,030 0,025

3. Saluran batuan, tidak lurus dan tidak beraturan

0,040 0,045 0,045

4. Saluran batuan, lurus beraturan 0,030 0,035 0,035

5. Saluran batuan, vegetasi pada sisinya

0,030 0,035 0,040

6. Dasar tanah, sisi batuan koral 0,040 0,030 0,040

7. Saluran berliku-liku kecepatan rendah

0,025 0,028 0,030

Debit

• Kapasitas saluran :

• Persamaan Kontinuitas

• Rumus Manning

• Rumus Chezy

• Koefisien kekasaran Dinding Saluran (n)

• Lapisan beton : 0,015

• Pasangan batu kali : 0,025

• Tanpa Perkerasan (teratur) : 0,030

• Saluran Alami (tidak teratur) : 0,045

Kecepatan Aliran

• Kecepatan aliran air di dalam saluran yang direncanakan didasarkan pada kecepatan minimum yang diperbolehkan agar tetap self cleansing dan kecepatan maksimum yang di perbolehkan agar konstruksi tetap aman

• Batasan kecepatan (m/det): • Bentuk bulat, buis beton 0,75 --3,0

• Bentuk persegi, pasangan batu kali 1,0 – 3,0

• Bentuk trapesiodal, tanpa perkerasan 0,6 – 1,5

Kala Ulang Hujan

• Kala ulang hujan merupakan salah satu kriteria yang didasarkan pada aspek biaya dan maanfat

• Semakin besar kala ulang hujan maka semakin besar biaya yang dibutuhkan untuk membuat suatu sistem drainase

• Contoh besar kala ulang hujan untuk perancangan sistem penyaluran air hujan

Jenis Saluran Tata guna lahan Kala Ulang (tahun)

Permulaan Permukiman 2

Komersial 5

Industri 5

Utama Saluran-saluran 25

Return Period

Location Design storm Design flooding

(yr) (yr)

Rural areas 1 10

Residential areas 2 20

City centres/industrial/

commercial areas:

• with flooding check 2 30

• without flooding check 5 -

Underground

railways/underpasses

10 50