4.5 Perencanaan bentuk dan dimensi saluran pembuang
4.5.3 Menghitung Dimensi Saluran Pembuang
Dimensi saluran pembuang dihitung dengan cermat berdasarkan kriteria perencanaan yang telah ditetapkan.
a. Rumus dan Kriteria Hidrolis a.1. Rumus Aliran
Untuk perencanaan potongan saluran pembuang, aliran dianggap sebagai aliran tetap dan untuk itu diterapkan rumus Strickler (atau dengan metode Manning).
dimana :
v : kecepatan aliran, m/dt
k : koefisien kekasaran strickler, m1/3/dt R : jari-jari hidrolis, m
I : kemiringan energi
- Kekasaran dasar dan talut saluran - Lebatnya vegetasi
- Panjang batang vegetasi
- Ketidak teratruan dan trase, dan - Jari-jari hidrolis dan dalamnya saluran.
Karena saluran pembuang tidak selalu terisi air, vegetasi akan mudah sekali tumbuh disitu dan banyak mengurangi harga k. Penyiangan yang teratur akan memperkecil harga pengurangan ini. Harga-harga k pada Tabel 4.7. dapat dipakai untuk merencanakan saluran pembuang, dengan mengandaikan bahwa vegetasi dipotong secara teratur.
Tabel 4.7. Koefisien kekasaran Strickler untuk saluran pembuang
Untuk saluran-saluran alamiah tidak ada harga umum k yang dapat diberikan. Cara terbaik untuk memperkirakan harga itu ialah membandingkan saluran-saluran alamiah tersebut dengan harga-harga k dijelaskan di dalam keputusan yang relevan (sebagai contoh, lihat Ven Te Chow ,1985).
a.3. Kecepatan maksimum yang di izinkan
Penentuan kecepatan maksimum yang diijinkan untuk saluran pembuang dengan bahan kohesif mirip dengan yang diambil untuk saluran irigasi;
Vmaks = vbx A x B x C x D
Faktor D ditambahkan apabila dipakai banjir rencana dengan priode ulang yang tinggi.Dianggap bahwa kelangkaan terjadinya banjir dengan priode ulang diatas 10 tahun menyebabkan terjadinya sedikit kerusakan akibat erosi. Ini dinyatakan dengan menerima vmaks yang lebih tinggi untuk keadaan semacam ini; lihat Gambar 4.24 untuk harga-harga D. Nilai D sama dengan 1 untuk priode ulang dibawah 10 tahun.
Gambar 4.24. Koefesien koreksi untuk berbagai priode ulang D Untuk jaringan pembuangan intern, air akan dihitung sebagai bebas sedimen. Untuk aliran pembuang silang, asal air harus diperiksa. Jika air itu berasal dari daerah-daerah yang berpembuang alamiah, maka konsentrasi sedimen dapat diambil 3.000 ppm. Air dihitung sebagai bebas sedimen, apabila air pembuang silang berasal dari daerah persawahan.
Untuk konstruksi pada tanah-tanah nonkohesif, kecepatan dasar yang di izinkan adalah 0,6 m/dt.
Apabila dikehendaki saluran pembuang juga direncanakan mempunyai fungsi untuk menunjang pemeliharaan lingkungan dan cadangan air tanah maka kecepatan saluran pembuang pada daerah yang memerlukan konservasi lingkungan tersebut dapat dikurangi. Hal ini dimaksudkan untuk memperbesar waktu dan tekanan infiltrasi dan sehingga akan menambah kapasitas peresapan air kedalam tanah, namun perlu dipertimbangkan adanya perubahan demensi saluran yang lebih besar akibat pengurangan kecepatan ini.
7.2.4 Tinggi muka air
Tinggi muka air saluran pembuang di jaringan intern bergantung kepada fungsi saluran. Di jaringan tersier, saluran tanah membuang airnya langsung kesaluran pembuangan (kuarter dan tersier) dan tinggi muka air pembuang rencana mungkin sama dengan tinggi permukaan air tanah.
Jaringan pembuang primer menerima air buangan dari petak-petak tersier dilokasi yang tepat. Tinggi muka air rencana di jaringan utama ditentukan dengan muka air yang diperlukan di ujung saluran pembuang tersier.
Tinggi muka air di jaringan pembuang primer yang berfungsi untuk pembuang air dari sawah dan mungkin daerah-daerah bukan sawah dihitung sebagai berikut:
harga-harga tinggi muka air yang diambil ditunjukan pada Gambar 4.22.
Konsep dasar perencanaan saluran pembawa tidak menghendaki adanya pengendapan di saluran sedangkan pada perencanaan saluran pembuang diusahakan agar air cepat dapat dibuang sehingga tidak menyebabkan penggenangan yang dapat mengganggu pertumbuhan tanaman /padi.
Sejalan dengan menguatnya aspek lingkungan maka saluran pembuang dapat direncanakan dengan kecepatan yang tidak terlalu tinggi dengan tujuan agar terjadi infiltrasi yang besar sebelum mengalir kembali ke sungai. Hal ini dimaksudkan untuk membantu kwalitas lingkungan yang lebih hijau, memperbesar cadangan air tanah dan mengurangi debit air di saluran pembuang.
Batas atas kecepatan atas yang diizinkan adalah kecepatan yang tidak menyebabkan erosi untuk jenis tanah tertentu pada saluran dan dapat dihitung berdasar gaya seret. Batas atas kecepatan yang diizinkan atau yang tidak menyebabkan erosi, untuk saluran lurus dengan kemiringan kecil serta kedalaman aliran lebih kecil dari 0,90 m menurut U.S Bereau of Reclamation (Fortier dan Scobey 1925) sebagai berikut :
Tabel 4.8. Kecepatan Maksimum yang diizinkan (oleh Portier dan Scobey)
aliran yang memungkinkan terjadinya efek pembendungan. Batas kecepatan bawah 0,3 m/det dapat menghindari pengendapan.
Beberapa faktor yang dapat dipertimbangan adalah:
1) Keliling basah yang lebih besar akan memperbesar infiltrasi
2) Makin besar lebar penampang saluran akan memperbesar pembebasan tanah, tetapi dapat mengurangi perubahan kedalaman air
3) Makin lambat kecepatan air dalam saluran tanpa terjadi pengendapan akan memperbesar kapasitas peresapan / infiltrasi
4) Hubungan antara data sedimen dan kecepatan rencana dapat didekati dengan cara perencanaan saluran kantong lumpur / sand trap.
Metode penghitungan ini hanya boleh diterapkan untuk debit-debit sampai 30 m3/dt saja. Bila diperkirakan akan terjadi debit lebih besar, maka debit puncak dari daerah-daerah nonsawah dan debit pembuang sawah yang terjadi secara bersamaan harus dipelajari secara bersama-sama dengan kemungkinan pengurangan debit puncak dan pengaruh banjir sementara yang mungkin juga terjadi.
Muka air rencana pada titik pertemuan antara dua saluran pembuang sebaiknya diambil sebagai berikut:
1) Evaluasi muka air yang sesuai dengan banjir dengan priode ulang 5 kali per tahun untuk sungai,
2) Muka air rencana untuk saluran pembuangan intern yang tingkatnya lebih tinggi lagi,
3) Mean muka air laut (MSL) untuk laut.
Perlunya kecermatan dan ketelitian dalam menghitung dimensi saluran pembuang, serta ketaatan dan konsistensi terhadap penerapan kriteria perencanaan perhitungan dimensi saluran pembuang.
4.5.4 Mengonsultasikan hasil penetapan bentuk dan perhitungan dimensi