1. Bentuk dan Ukuran Saluran Hasil Pengoperasian Ditcher tanpa Pengeruk
Sistem penggandengan yang digunakan untuk pengoperasian
ditcher tanpa pengeruk ialah pengandengan tipe full mounted system.
Tingkat kecepatan yang digunakan pada pengujian ini ialah low 1 dengan putaran mesin sebesar 1500 rpm. Pengujian dilakukan dengan melintasi guludan sepanjang 20 m dan lebar 15 m yang dibagi menjadi lima lintasan.
Pengoperasian ditcher menghasilkan suatu saluran drainase berbentuk trapesium. Bentuk trapesium pada saluran yang dihasilkan didapat karena bentuk singkal dari ditcher. Gambar 25 menunjukkan bentuk serta dimensi saluran yang dihasilkan dari pengoperasian ditcher tanpa dilengkapi pengeruk.
Gambar 25. Bentuk dan ukuran saluran yang dihasilkan oleh ditcher tanpa dilengkapi pengeruk
Saluran yang dihasilkan memiliki lebar penampang bawah sebesar 35.7 cm. Lebar penampang ini tidak jauh berbeda dengan lebar penampang yang direncanakan yaitu sebesar 35 cm. Selain lebar penampang bawah
35
saluran didapatkan pula lebar penampang atas saluran sebesar 104.7 cm serta kedalaman saluran sebesar 34.7 cm. Apabila dibandingkan dengan lebar minimal penampang atas saluran yang direncanakan yaitu sebesar 90 cm maka lebar penampang atas saluran jauh lebih besar 14.7 cm. Untuk kedalaman saluran, nilai yang didapat jauh lebih rendah dibandingkan kedalaman yang direncanakan yaitu sebesar 40 cm. Data dimensi saluran dapat dilihat pada lampiran 5.
Selain pengambilan data dimensi saluran, didapatkan pula data profil saluran hasil pengujian yang dapat dilihat pada lampiran 7. Profil saluran yang dihasilkan dari pengoperasian ditcher tanpa pengeruk dapat dilihat pada gambar 26. Selain profil saluran, pada gambar disertakan pula sebaran data profil saluran.
Gambar 26. Profil saluran drainase yang dihasilkan, diukur menggunakan reliefmeter.
Pada uji kinerja ditcher tanpa pengeruk masih didapatkan beberapa hasil yang tidak sesuai dengan perencanaan. Hasil yang tidak sesuai tersebut ialah perbedaan kedalaman aktual pada saluran dibandingkan dengan nilai yang direncanakan untuk pembuatan saluran. Perbedaan ini disebabkan karena adanya slip pada saat melakukan pengoperasian
36
ditcher, slip pada ban traktor mengharuskan operator untuk menaikkan
serta menurunkan ditcher sepanjang lintasan pengujian sehingga kedalaman saluran yang diinginkan tidak didapatkan. Selain itu adanya tanah yang lolos menuju bagian belakang dari ditcher menjadi permasalahan yang belum terpecahkan. Seperti ditunjukkan pada Gambar 27, ketinggian singkal sebesar 59 cm dianggap masih kurang untuk menghalangi tanah yang lolos tersebut.
Pada prototipe I ditcher berpengeruk, tanah yang lolos menuju bagian belakang singkal menyebabkan terganggunya mekanisme kerja pengeruk sedangkan pada prototipe II ditcher berpengeruk, tanah yang lolos tidak banyak mempengaruhi kinerja ditcher berpengeruk. Hal ini menunjukkan besarnya pengaruh rangka serta singkal yang ditinggikan dalam menahan laju aliran tanah. Walaupun masih terdapat tanah yang lolos ke bagian belakang ditcher berpengeruk namun apabila dibandingkan dengan prototipe ditcher sebelumnya maka prototipe II ditcher berpengeruk masih lebih baik.
Gambar 27. Tanah yang lolos ke belakang ditcher. Tanah yang tersangkut
pada baja penahan
Tanah yang lolos ke belakang ditcher
37
2. Bentuk dan Ukuran Saluran Hasil Pengoperasian Ditcher dengan Pengeruk
Pada pengoperasian prototipe ditcher dengan pengeruk, putaran mesin yang digunakan adalah 1700 rpm. Putaran mesin yang digunakan lebih tinggi apabila dibandingkan dengan putaran mesin yang digunakan pada pengujian prototipe tanpa pengeruk. Pertimbangan menaikkan putaran mesin berdasarkan beban traktor yang semakin besar karena adanya penambahan mekanisme pengeruk. Pada pengujian kali ini jumlah guludan ditambah sebanyak delapan guludan untuk mengantisipasi terjadinya perubahan bentuk guludan oleh faktor cuaca pada guludan yang telah dibuat sebelumnya.
Pengoperasian ditcher yang telah dilengkapi dengan pengeruk tanah menghasilkan saluran seperti yang terlihat pada Gambar 28. Lebar penampang bawah saluran yang dihasilkan sebesar 37.2 cm. Nilai tersebut lebih besar dari lebar penampang bawah saluran yang direncanakan maupun lebar penampang bawah hasil pengoperasian ditcher tanpa pengeruk. Pada bagian lebar penampang atas nilai rata-rata lebar penampang didapat sebesar 92.9 cm dimana ukuran tersebut lebih kecil apabila dibandingkan dengan lebar penampang atas hasil operasi ditcher tanpa pengeruk. Walaupun nilai yang didapat lebih kecil namun lebar penampang tersebut masih sesuai dengan lebar minimum penampang atas yang direncanakan yaitu 90 cm.
Kedalaman saluran hasil pengoperasian didapat sebesar 38.1 cm dari puncak guludan atau sebesar 8.1 cm dari dasar alur. Nilai ini mendekati nilai kedalaman yang diharapkan yaitu sebesar 40 cm dari puncak guludan. Walaupun terjadi slip pada beberapa bagian dari lintasan yang dapat mempengaruhi kedalaman saluran namun dengan bertambahnya bobot ditcher setelah dilengkapi pengeruk dapat menghasilkan kedalaman yang mendekati kedalaman yang diinginkan. Selain itu sudut potong saluran terhadap bidang horizontal sebesar 55˚ pada sisi kiri saluran serta 53.7˚ pada sisi kanan saluran (Lampiran 6) mendekati nilai sudut potongan yang diinginkan yaitu sebesar 58˚.
38
Gambar 28. Bentuk dan dimensi saluran hasil pengoperasian prototipe
ditcher dengan pengeruk.
Hasil pengoperasian ditcher yang telah dilengkapi pengeruk menghasilkan saluran drainase dengan bentuk yang lebih menyerupai parabola. Bentuk ini tidak sesuai dengan bentuk saluran yang diinginkan pada saat perancangan yaitu berupa trapesium. Bentuk saluran yang dihasilkan juga berbeda apabila dibandingkan bentuk saluran pada saat pengoperasian prototipe ditcher tanpa pengeruk. Bentuk saluran yang menyerupai parabola dapat dilihat pada Gambar 29.
Gambar 29. Profil saluran yang didapat dengan menggunakan reliefmeter.
92.9 cm 38.1 cm
8.1 cm 37.2 cm
53.7˚ 55˚
39
Bentuk parabola yang didapat dengan menggunakan reliefmeter terjadi karena adanya longsoran tanah yang jatuh dari bagian punggung maupun puncak guludan menuju kedalam saluran. Longsoran terjadi karena adanya kekurangan dalam mekanisme kerja ditcher beserta pengeruk. Mekanisme yang terjadi pada saat pengoperasian implemen
ditcher berpengeruk adalah pengangkatan tanah oleh masing-masing
pengeruk menuju punggung serta puncak guludan setelah tanah dibelah dan dilempar pada kedua sisi saluran oleh ditcher. Walaupun mekanisme kerja sudah terjadi namun tidak adanya mekanisme penahan tanah pada pengeruk menyebabkan tanah yang akan diangkat menuju punggung serta puncak guludan oleh pengeruk jatuh kembali kedalam saluran (Gambar 30).
Dengan mempertimbangkan banyaknya tanah yang masuk kembali kedalam saluran maka pengeruk dimodifikasi kembali dengan memeberikan plat tambahan sebagai mekanisme penahan tanah. Setelah diberikan plat tambahan lalu prototipe ditcher diuji kembali untuk mengetahui besarnya pengaruh plat tambahan pada pengeruk terhadapkualitas saluran yang dihasilkan. Hasil observasi pada pengujian menunjukkan bahwa plat tambahan dapat mengurangi tanah yang jatuh ke dalam saluran. Hasil modifikasi pengeruk dengan plat tambahan dapat dilihat pada gambar 31.
Gambar 30. Hasil observasi menunjukkan adanya tanah yang jatuh kembali kedalam saluran.
Tanah yang jatuh kembali kedalam saluran
40
Gambar 31. Pengeruk hasil modifikasi dengan plat tambahan.
3. Profil Guludan Hasil Pengoperasian Ditcher tanpa Pengeruk
Implemen ditcher yang dioperasikan untuk membuat saluran akan membelah serta melempar tanah sehingga mengakibatkan terjadinya perubahan pada kondisi guludan disekitar saluran drainase yang telah dibuat. Perubahan kondisi guludan yang terjadi adalah bertambahnya volume tanah yang akan menutupi dasar alur, punggung guludan serta dasar alur. Tanah yang berada pada dasar alur akan menganggu aliran pembuangan air sehingga nantinya harus dipindahkan oleh pengeruk agar drainase pada lahan dapat berjalan dengan baik. Perubahan kondisi guludan ini dapat diketahui dengan menggunakan reliefmeter dan perubahannya dapat dilihat pada gambar 32.
Melalui grafik pada gambar 32 dapat dilihat perubahan guludan yang signifikan setelah pengoperasian ditcher tanpa pengeruk. Perubahan yang paling mendasar ialah adanya perbedaan ketinggian dari profil akhir terhadap profil guludan awal. Ketinggian maksimum rata-rata dari profil guludan awal adalah sebesar 29.3 cm sedangkan ketinggian maksimum rata-rata dari puncak guludan akhir adalah 36.9 cm. Hal ini berarti terdapat adanya perbedaan ketinggian sebesar 7.6 cm antara profil tertinggi terhadap profil awal. Selain perbedaan ketinggian profil guludan dapat dilihat pula adanya tanah yang menutupi dasar alur. Data hasil pengukuran profil guludan dapat dilihat pada Lampiran 9 dan Lampiran 10. Profil guludan setelah pengoperasian ditcher dapat dilihat pada gambar 33.
41
Gambar 32. Grafik beserta sebaran data perubahan profil guludan.
Gambar 33. Perubahan profil guludan pada pengoperasian prototipe ditcher tanpa pengeruk.
42
4. Profil Guludan Hasil Pengoperasian Ditcher dengan Pengeruk
Setelah dilakukan pengoperasian pada ditcher tanpa pengeruk, tahapan selanjutnya ialah pengoperasian ditcher yang telah dilengkapi pengeruk. Dari hasil pengujian dapat dilihat besarnya pengaruh pengeruk dalam membentuk guludan agar sesuai dengan yang direncanakan. Selain itu dapat dilihat pula kesesuaian mekanisme kerja pengeruk. Berikut ini disajikan grafik yang menunjukkan profil guludan akhir setelah pengoperasian ditcher dengan pengeruk (Gambar 34 dan Gambar 35).
43
Gambar 35. Perubahan profil guludan pada pengoperasian prototipe ditcher berpengeruk.
Berdasarkan grafik pada Gambar 34 dapat dilihat profil guludan yang terbentuk sebagai hasil pengoperasian ditcher dengan pengeruk. Profil akhir guludan yang terbentuk jauh lebih kecil dibandingkan dengan profil awal guludan. Pada profil akhir guludan ketinggian rata-rata maksimum adalah sebesar 27.5 cm untuk profil guludan akhir 1, 26.8 cm pada profil guludan akhir 2 serta 25.8 cm pada profil guludan akhir 3. Data lengkap perubahan profil guludan beserta posisi pengambilan data untuk masing-masing profil akhir dapat dilihat pada Lampiran 12.
Perbedaan antara guludan akhir yang berukuran lebih kecil terhadap guludan awal disebabkan karena ketidaksempurnaan mekanisme kerja dari pengeruk. Mekanisme kerja pengeruk berdasarkan observasi pada saat pengujian adalah mekanisme penggusuran tanah. Mekanisme penggusuran tanah ini terjadi pada guludan yang dapat terlihat jelas pada pengeruk sebelah kiri (gambar 36). Akibat adanya mekanisme penggusuran tanah maka tanah yang berada pada puncak maupun dasar alur terjatuh kedalam saluran yang telah dibuat oleh ditcher sehingga mengakibatkan profil guludan akhir menjadi lebih kecil.
44
Gambar 36. Mekanisme penggusuran tanah oleh pengeruk.
Selain adanya efek penggusuran tanah oleh pengeruk, perbedaan profil guludan yang dihasilkan dapat disebabkan pula oleh tekanan ban traktor pada saat melintasi guludan. Pijakan roda traktor pada dasar alur tidak banyak berpengaruh sedangkan pijakan pada puncak guludan mempengaruhi bentuk guludan. Akibat pijakan roda traktor pada guludan maka profil guludan akan semakin menurun, hal ini dapat dilihat pada grafik yang ditunjukkan pada gambar 37.
Gambar 37. Perubahan kondisi guludan karena pijakan ban traktor.
Berdasarkan data pada Lampiran 16 dapat dilihat bahwa roda traktor menyebabkan ketinggian guludan turun sebesar 16 cm untuk roda sebelah kiri dan 14 cm untuk roda sebelah kanan. Posisi guludan yang Guludan yang
tergusur
Mekanisme penggusuran tanah oleh pengeruk sebelah kiri
45
mengalami penurunan termasuk kedalam daerah yang akan dilintasi pengeruk ketika ditcher beroperasi. Ketika mekanisme pengeruk berkerja, tanah pada cekungan akan dibawa menuju punggung guludan dan puncak guludan namun karena guludan telah mengalami penurunan maka profil guludan akhir yang dihasilkan lebih kecil.
Berdasarkan pengamatan terhadap kinerja pengeruk dapat dilihat adanya tanah yang masih tertinggal pada dasar alur. Hal ini disebabkan oleh tanah yang lolos melalui bagian bawah pengeruk karena slip roda mengakibatkan jalannya traktor tidak mulus. Faktor ketidakseragaman bentuk guludan yang mengakibatkan ukuran beberapa dasar alur lebih kecil dari diameter roda mekanisme juga dapat menganggu mekanisme pengerukan. Selain itu, ketidakmampuan pengeruk dalam menembus tahanan penetrasi tanah di dasar alur hasil pemotongan oleh singkal
ditcher mengakibatkan tanah masih tertinggal pada dasar alur.
Pada prototipe I ditcher berpengeruk, kualitas guludan juga sangat dipengaruhi oleh roda traktor yang terlebih dahulu menggerus ketinggian guludan. Kondisi ini sangat berpengaruh pada hasil pengerukan yang mengandalkan roda pengeruk. Turunnya ketinggian guludan oleh roda traktor mengakibatkan pijakan roda pengeruk menjadi semakin rendah sehingga menyebabkan penurunan hasil pengerukan. Fenomena ini mengakibatkan pergeseran puncak guludan dan dasar alur dimana puncak guludan dan dasar alur cenderung bergeser kebelakang.