Perencanaan Saluran

PERENCANAAN SALURAN (Lanjutan)

SALURAN TANAH TANPA PASANGAN

Pada saat merencanakan saluran yang perlu diperhatikan adalah biaya konstruksi dan

biaya pemeliharaan yang ekonomis. Pada umumnya saluran tanpa pasangan merupakan

saluran yang paling umum digunakan, selain itu saluran tanah tanpa pasangan relatif

lebih kecil biaya konstruksinya. Erosi dan sedimentasi pada semua ruas harus minimum.

Sedimentasi (pengendapan) pada saluran akan terjadi jika kapasitas angkut sedimennya

berkurang. Untuk itu kapasitas debit saluran harus dijaga/dipertahankan. Sedimen yang

masuk ke saluran irigasi biasanya berupa sedimen layang (suspended load) berupa

partikel lempung dan lanau dengan ukuran diameter d < 0.06 mm hingga 0.07 mm.

Partikel yang lebih besar dari ukuran tadi akan tertangkap/diendapkan di kantong lumpur.

Salah satu unsur geometris penampang saluran, koefisien strickler k merupakan hall

penting yang perlu diperhatikan. Besarnya Koefisien Strikler k biasanya tergantung pada

hal-hal berikut :

- Kekasaran permukaan saluran.

- Ketidakteraturan permukaan saluran.

- Trase saluran

- Vegetasi

- Sedimen

Makin tinggi kekasaran permukaan saluran akan menyebabkan rendahnya harga

Koefisien Strickler, sehingga bisa menyebabkan berkurangnya kecepatan.

Ketidakteraturan permukaan saluran akan menyebabkan perubahan terhadap luas

penampang basah A dan keliling basah P.

Pengaruh adanya vegetasi terhadap saluran akan menyebabkan berkurangnya koefisien

Kekasaran Strickler. Kedalaman aliran dan kecepatan aliran akan membatasi

pertumbuhan vegetasi di dalam saluran. Pemeliharaan selama masa eksploitasi terhadap

permukaan saluran serta menjaga saluran agar bebas dari vegetasi akan sangat

berpengaruh terhadap Koefisien Kekasaran Strickler.

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Agus Suroso MTIRIGASI DAN BANGUNAN AIR

Berikut ini adalah harga-harga Koefisien Kekasaran Strikler (k) untuk saluran tanah tanpa

pasangan.

Harga Koefisien Kekasaran Strickler Untuk Saluran Tanah

No Debit Rencana (m3/dt) Koefisien Strikler (k)

1 Q > 10 45

2 5 < Q < 10 42.5

3 1 < Q < 5 40

4 Q < 1 35

Erosi dan Sedimentasi

Erosi pada saluran disebabkan karena kecepatan aliran rata-rata yang terjadi melebihi

dari kecepatan maksimum yang diizinkan. Sedangkan kecepatan maksimum yang

diizinkan tergantung oleh kecepatan dasar yang dipengaruhi oleh jenis tanah (tanah

gambut, lempung, lanau, atau pasir) dan nilai indeks plastisitasnya (IP).

Sedimentasi pada saluran disebabkan karena kecepatan aliran tidak bisa mengangkut

partikel sedimen yang ada dalam saluran. Kecepatan minimum yang diizinkan adalah

kecepatan terendah yang tidak akan menyebabkan pengendapan partikel dengan

diameter maksimum yang diizinkan (0.06 ~ 0.07 mm). Untuk mengupayakan agar tidak

terjadi sedimentasi maka ruas-ruas saluran hendaknya mengikuti kriteria I√R konstan

atau makin besar ke arah hilirnya. I adalah kemiringan dasar saluran, R adalah jari-jari

hidraulik penampang saluran.

Geometri Penampang Saluran

Penampang saluran diharapkan bisa mengalirkan debit tertentu dengan luas penampang

basah yang sekecil-kecilnya (minimum), penampang demikian biasa disebut penampang

efisien atau penampang ekonomis. Dari analisis geometri penampang melintang saluran,

maka penampang melintang yang ekonomis akan didapatkan jika atau setengah

dari penampang heksagonal atau penampang trapesium dengan sudut kemiringan talud

30˚ terhadap horisontal. Diantara semua bentuk penampang (segi empat, segi tiga

ataupun trapesium), penampang setengah lingkaran merupakan penampang yang paling

ekonomis. Untuk debit-debit kecil sampai dengan 0.5 m3/dt masih memungkinkan

menggunakan penampang setengah lingkaran, tapi lebih dari 0.5 m3/dt penampang

lingkaran susah untuk diterapkan karena kesulitan dalam segi pelaksanaan dan

pemeliharaanya.


Untuk saluran dengan kapasitas debit yang besar dibuat dengan memperhatikan n

perbandingan lebar dasar B dengan kedalaman h yang tinggi, hal ini untuk menghindari

agar kecepatan rencana tidak melebihi batas kecepatan maksimum yang diizinkan. Pada

saluran yang lebar, efek erosi pada dinding saluran tidak terlalu berakibat serius terhadap

besarnya kapasitas debit. Kekurangan yang utama dari saluran yang lebar dan dangkal

adalah keterbatasan pembebasan lahan, sehingga biaya pelaksanaannya menjadi lebih

tinggi.

Sebagai acuan untuk menentukan perbandingan antara lebar dasar B dengan kedalaman

saluran h, serta kemiringan talut dinding m untuk besaran debit tertentu, maka berikut ini

disajikan tabel karakteristik saluran.

Tabel Karakteristik Saluran

No Debit (m3/dt) Kemiringan

dinding 1 : m

Perbandingan

b/h

Koefisien

Strickler k

0.15 – 0.30 1 1.0 35

0.30 – 0.50 1 1.0 – 1.2 35

0.50 – 0.75 1 1.2 – 1.3 35

0.75 – 1.00 1 1.3 – 1.5 35

1.00 – 1.50 1 1.5 – 1.8 40

1.50 – 3.00 1.5 1.8 – 2.3 40

3.00 – 4.50 1.5 2.3 – 2.7 40

4.50 – 5.00 1.5 2.7 – 2.9 40

5.00 – 6.00 1.5 2.9 – 3.1 42.5

6.00 – 7.50 1.5 3.1 – 3.5 42.5

7.50 – 9.00 1.5 3.5 – 3.7 42.5

9.00 – 10.00 1.5 3.7 – 3.9 42.5

10.00 – 11.00 2 3.9 – 4.2 45

11.00 – 15.00 2 4.2 – 4.9 45

15.00 – 25.00 2 4.9 – 6.5 45

25.00 – 40.00 2 6.5 – 9.0 45

Sumber : Kriteria Perencanaan Irigasi Bagian Saluran (KP-03)


Kemiringan Dinding Saluran

Untuk memperkecil biaya pembebasan lahan dan biaya galian, maka kemiringan dinding

saluran dibuat curam. Dengan membuat kemiringan dinding lebih curam, maka lebar atas

atas menjadi lebih kecil sehingga pembebasan tanah juga menjadi lebih kecil.

Berikut ini tabel kemiringan dinding saluran (talud) untuk tanah yang digali pada bahan

tanah tertentu.

Tabel Kemiringan minimum dinding saluran (talud)

untuk galian pada berbagai bahan tanah.

No Bahan Tanah Simbol

(Menurut USCS)

Kemiringan

talud m

1 Batu < 0.25

2 Gambut kenyal Pt 1 – 2

3 Lempung kenyal, loam, tanah loose CL, CH, MH 1 – 2

4 Lempung pasira, tanah pasiran kohesif SC, CM 1.25 – 2.5

5 Pasir lanauan SM 2 – 3

6 Gambut lunak Pt 3 – 4


Tabel Kemiringan dinding saluran (talud)

untuk timbunan yang dipadatkan dengan baik

Kedalaman air + tinggi jagaan

D

(meter)

Kemiringan minimum talud

m

D ≤ 1 1

1 < D ≤ 2 1.5

D > 2 2


Untuk tanggul yang tingginya lebih dari 3 meter, maka diperlukan adanya bahu tanggul

(berm) yang lebarnya 1 m. Bahu tanggul (berm) harus dibuat setinggi muka air rencana di

saluran.

Tinggi Jagaan

Meningginya muka air di dalam saluran samapai melebihi tinggi rencana bisa disebabkan

oleh penutupan pintu air di hilir secara tiba-tiba serta akibat pengaliran buangan yang


masuk ke dalam saluran. Dengan adanya keadaan tersebut maka kemungkinan muka air

di saluran akan meluap dan berpotensi untuk merusak tanggul. Untuk menghindari

kejadian-kejadian tersebut, maka diperlukan adanya tinggi jagaan yaitu jarak vertikal dari

muka air rencana hingga puncak tanggul. Jadi fungsi utama tinggi jagaan adalah untuk

mencegah kerusakan tanggul akibat luapan dari air di dalam saluran serta sebagai faktor

keamanan apabila muka air naik sampai melebihi tinggi rencananya. Tinggi jagaan

minimum untuk saluran primer dan sekunder diberikan pada tabel berikut ini.

Tabel Tinggi Jagaan Minimum untuk Saluran Tanah

Debit Saluran (m3/dt) Tinggi jagaan minimum (m)

< 0.5 0.40

0.5 – 1.5 0.50

1.5 – 5.0 0.60

5.0 – 10.0 0.75

10.0 – 15.0 0.85

>15.0 1.00


Lebar Tanggul

Di sepanjang saluran diperlukan tanggul untuk tujuan sebagai akses masuk ke bangunan-

bangunan untuk pengoperasian pintu-pintu air serta pemeliharaan saluran dan inspeksi

saluran. Jalan inspeksi dibuat di sisi yang berdampingan dengan sawah, hal ini berguna

untuk mengurangi adanya penyadapan liar dari saluran ke sawah. Untuk itu diperlukan

lebar minimum puncak tanggul agar dapat digunakan sebagai prasarana jalan masuk.

Berikut ini lebar minimum tanggul.

Tabel Lebar Tanggul Minimum

Debit Saluran

(me/dt)

Lebar puncak tanggul (m)

Tanpa jalan inspeksi Dengan jalan inspeksi

≤ 1 1.0 3.0

1 – 5 1.5 5.0

5 – 10 2.0 5.0

10 – 15 2.5 5.0

> 15 3.5 5.0



Kemiringan Memanjang Saluran

Kemiringan memanjang saluran ditentukan terutama oleh kondisi kemiringan medan

(kondisi topografi). Kemiringan memanjang memiliki harga yang minimum dan harga

maksimum. Untuk menghindari sedimentasi, diperlukan kemiringan memanjang yang

maksimum, sedangkan untuk menghindari adanya erosi maka kecepatan harus dibatasi

sehingga diperlukan kemiringan dasar yang minimum.

Kemiringan minimum diperlukan agar proses sedimentasi tidak terjadi. Untuk itu

direncanakan agar besaran I√R menjadi semakin besar ke arah hilirnya.

Bila karakteristik tanah pembentuk badan saluran sudah diketahui, maka besaran

kecepatan dasar vb juga bisa diketahui. Untuk menghindari adanya proses erosi maka

kecepatan dasar yang diizinkan vb perlu diperhatikan.

Problem-problem yang sering terjadi pada perencanaan saluran antara lain :

- Kemiringan medan yang curam.

Dengan adanya kemiringan medan yang curam, maka kecepatan dasar vb akan

melebihi batas kecepatan dasar yang diizinkan. Untuk mengurangi kecepatan

rencana, maka kemiringan dasar saluran akan dibuat lebih landai dari pada

kemiringan medan yang ada, sehingga pada saluran ini akan dibutuhkan

beberapa bangunan terjun sebagai konsekuensinya.

- Kemiringan minimum saluran primer garis tinggi.

Kemiringan dasar minimum pada saluran primer garis tinggi (paralel dengan garis

ketinggian) yang benar-benar tepat untuk jaringan irigasi yang mengangkut

sedimen sulit ditentukan. Sehingga besaran I√R yang dipakai pada saluran primer

harus lebih besar dari pada harga I√R pada kantong lumpur dalam kondisi penuh.

- Saluran sekunder dengan kemiringan medan yang landai.

Untuk saluran sekunder pada medan yang sangat landai maka diusahakan agar

besaran I√R sama dengan ruas saluran sebelah hulunya.


SALURAN PASANGAN

Selain saluran irigasi berupa saluran dari galian tanah (saluran tanah) maka saluran

irigasi bisa juga dilapisi dengan beberapa material lapisan, biasanya disebut saluran

pasangan (canal lining). Kegunaan lapisan pada saluran pasangan (canal lining) antara

lain adalah :

- Mencegah kehilangan air akibat rembesan keluar dari saluran.

- Mencegah gerusan dan erosi dari dasar dan dinding saluran.

- Mencegah tumbuhnya tanaman air di dalam saluran.

- Mengurangi biaya pemeliharaan akibat kerusakan dinding saluran.

- Memberi kelonggaran lengkungan untuk lengkung saluran yang besar.

- Menjadikan luas tanah yang perlu dibebaskan untuk saluran menjadi mengecil.

Besaran adanya rembesan pada saluran bisa dihitung dari rumus Moritz (USBR) berikut :

Dengan :

S = kehilangan akibat rembesan (m3/dt per km panjang saluran)

Q = debit di saluran (m3/dt)

V = kecepatan aliran di saluran (m/dt)

C = koefisien tanah rembesan (m/hari), lihat tabel.

0.035 = faktor konstanta (m/km)

Tabel Harga koefisien tanah rembesan C

Jenis tanah Harga C (m/hari)

Kerikil sementasi dan lapisan penahan (hardpan) dgn geluh pasiran 0.10

Lempung dan geluh lempungan 0.12

Geluh pasiran 0.20

Abu vulkanik 0.21

Pasir dan abu vulkanik atau lempung 0.37

Lempung pasiran dengan batu 0.51

Batu pasiran dan kerikil 0.67


Kemiringan medan yang curam kemungkinan menyebabkan kecepatan aliran yang

dihasilkan melebihi kecepatan maksimum yang diizinkan bagi saluran tanah, sehingga


pemakaian saluran pasangan (canal lining) menjadi perlu. Tapi tidak perlu seluruh saluran

dibuat dengan pasangan, karena akan menjadikan biaya pelaksanaan sangat mahal.

Untuk itu membuat landai kemiringan dasar saluran disertai pembuatan beberapa

bangunan terjun perlu dipertimbangkan.

Bahan pasangan

Bahan untuk pasangan saluran yang biasa digunakan antara lain :

- Pasangan batu (masonry lining).

- Pasangan beton (concrete lining).

- Pasangan bronjong (gabion lining).

- Tanah.

Selain alasan-alasan teknis di atas pembuatan pasangan sangat tergantung dari

ketersediaan material setempat.

Pasangan batu dan beton cocok untuk semua keperluan, tapi tidak cocok untuk perbaikan

stabilitas tanggul. Untuk perbaikan stabilitas tanggul dan pengendalian rembesan

diperlukan pasangan tanah.

Tebal minimum untuk pasangan batu = 30 cm,

Tebal minimum untuk pasangan beton tumbuk = 8 cm hingga 10 cm.

Tebal minimum untuk pasangan beton bertulang = 7 cm.

Tebal minimum pasangan semen tanah = 10 cm (saluran kecil) dan 15 cm( saluran besar)

Tebal minimum pasangan tanah = 60 cm (dasar saluran) dan 75 cm (dinding saluran).

Pasangan campuran (kombinasi) bisa dipertimbangkan juga untuk menghemat biaya

konstruksi.

Kecepatan Maksimum

Meskipun dinding maupun dasar saluran sudah dilapisi dengan material yang tahan

gerusan, namun kecepatan maksimum yang diizinkan tidak boleh dilampaui, hal ini untuk

pertimbangan keawetan dinding saluran dan alasan keamanan terhadap bahaya hanyut.

Kecepatan maksimum untuk pasangan batu = 2 m/dt.

Kecepatan maksimum untuk pasangan beton = 3 m/dt.

Kecepatan maksimum untuk pasangan tanah = mengikuti prosedur seperti saluran

Tanah.


Perhitungan dimensi saluran harus mempertimbangkan bilangan Froude yaitu bilangan

yang menandakan suatu aliran dalam kondisi sub kritis, kritis ataupun super kritis. Untuk

saluran yang alirannya stabil bilangan Froude harus kurang dari 0.55 (aliran sub kritis).

Untuk aliran suprkritis, bilangan Froude harus di atas 1.44. Bilangan Froude antara 0.55

sampai dengan 1.44 mempunyai efek yang kurang menguntungkan bagi dinding saluran

yaitu, alirannya memiliki pola gelombang tegak (muka air bergelombang) sehingga bisa

merusak dinding saluran.

Bilangan Froude dihitung dengan persamaan :

V = kecepatan aliran (m/dt)

D = kedalaman hidraulik (D = A/T)

T = lebar puncak (m)

Koefisien kekasaran

Koefisien kekasaran strickler k untuk pasangan batu = 60

Koefisien kekasaran strickler k untuk pasangan beton = 70

Koefisien kekasaran strickler k untuk pasangan tanah =35 - 45


Perencanaan Saluran

Documents

Transcript of Perencanaan Saluran