DRAINASE BAWAH PERMUKAAN (SUB SURFACE)

DRAINASE

BAWAH

PERMUKAAN

Tujuan

Untuk mengeringkan lahan agar tidak

terjadi genangan air apabila terjadi hujan.



Lahan pertanian, dampak Genangan di lahan:



Akar busuk daun busuk  tanaman mati



Produksi menurun (contoh : kadar gula tebu

menurun)



Jalan raya/ lapangan terbang



mengalirkan air yg berada dalam tubuh

jalan/lapisan perkerasan, agar jalan terjaga

kestabilannya



Lapangan olah raga



agar tak ada genangan di permukaan lapangan,

sehingga kegiatan olah raga tak terganggu dan

tidak membahayakan pemakai lapangan

Drainase jalan / Apron, runway, taxiway

Drainase lahan pertanian

Drainase bawah permukaan jalan kereta api

Drainase bawah permukaan di lereng bukit

Layout Lapangan OR - Heringbone _{Layout Lapangan OR -Paralel}

Layout drainase lahan

Lapisan Tanah

Menurut kemampuan meresapkan air :



Tanah kedap air

 Jenis tanah, ruang pori kecil clay

(lempung)

 Pemadatan

 Tertutup lapisan tanah yang lebih

kecil porinya (silt)

 Mengandung bahan organik lain,

misalnya semacam sisa rumput-rumputan ilalang

 Kombinasi



Tanah lulus air

Lapisan tanah terdiri dari : butiran tanah/sedimen,

Penyebab Alam Terjadinya Kondisi Jenuh.

Tidak adanya keseimbangan antara inflow dan outflow dalam tanah.  outflow < inflow  tanah menjadi jenuh, tergantung pada kondisi :

 Topografi medan :

Datar  aliran dalam tanah kecil jenuh

Miring besar  aliran menuju daerah rendah jenuh

 Geologi :

Permeabilitas kecil, air dalam tanah sulit mengalir jenuh

 Curah hujan :

Air masuk ke dalam tanah, bila drainase buruk air tertahan  jenuh.

 Luapan Banjir :

Aliran Melalui Media Tanah.



Hukum Darcy (1856)

Q = K.i.A 



dimana :

Q = debit (discharge per unit time)

K = Koefisien permeabilitas (Coefficient of permeability) i = miring hidrolis (hydraulic gradient) 

A = luas bidang masa tanah tegak lurus arah aliran.

L h h K A Q ₁  ₂  L h h asan int l head selisih ₂  ₂ 

Faktor-faktor

yang mempengaruhi koefisien permeabilitas :

1. Ukuran butir Allen Hazen 

K dalam cm/dt dan D₁₀ dalam cm. 2. Sifat-sifat dari air pori.

Permeabilitas berbanding langsung dengan kerapatan dan berbanding terbalik dengan kekentalan air tanah. Sedang kekentalan air tanah sangat dipengaruhi oleh perubahan temperatur.

3. Susunan struktur partikel tanah lapisan tanah.

Angka pori bertambah  permeabilitas meningkat  4. Tingkat kejenuhan dan campuran dalam air pori. Hukum Darcy bisa digunakan dalam kondisi jenuh, udara yang terperangkap pada pori pori tanah dan zat asing yang ada dapat mengurangi permeabilitas.

e 1 e K 3   2 10 D . 100 K 

PIPA DRAIN

 Pipa dari tembikar / gerabah yang dibuat berlubang-lubang dengan

sambungan yang tidak kedap air.

 Pipa plastik berkerut-kerut yang dibuat lubang-lubang kecil di

sekelilingnya atau dibuat celah-celah panjang.

Diameter pipa berkisar 0.l0 – 0.30 meter, dan ditempatkan dalam alur / parit yang digali dalam tanah sekitar 100 – 120 cm dari permukaan tanah. Suatu penampang melintang subdrain ditunjukkan oleh gambar dibawah ini.

Alur galian bisa dibuat dengan penampang persegi empat atau dengan penampang trapesium.

timbunan timbunan

Filter bergradasi

Macam – macam pipa drain

Pemasangan Pipa Drain



Pipa yang berlobang-lobang atau dengan

celah-celah pada satu bagian sisinya ditempatkan pada

posisi permukaan air tanah yang ingin diturunkan.



Pipa ditempatkan dan ditutup dengan lapisan filter

bergradasi paling sedikit 30 cm diatas sisi atas pipa.



Kemudian baru ditimbun dengan menggunakan

lapisan filter yang agak lebih halus diameter butirnya.

Dan terakhir bagian atau ditutup dengan tanah

bekas galian sampai rata dengan bagian atas

permukaan tanah. Filter bergradasi terdiri dari

campuran pasir dan kerikil dengan gradasi terbuka

dengan formasi makin dekat dengan pipa

Metode Perhitungan.

Untuk merencanakan sistem drainase,

diperlukan data-data berikut :

 Koefisien permeability  Letak lapisan kedap air

 Kebutuhan drainase meliputi luas daerah yang

akan didrain serta tingkat laju infiltrasi yang perlu diatasi.

Jarak Pipa Drain

Suatu sistem drainase dimana jarak antara pipa L meter, diatas impervious layer setinggi a, dan b adalah ketinggian maksimum water table diatas impervious layer.

Jika laju aliran masuk melalui permukaan tanah persatuan luas dinyatakan dengan v yang artinya sama dengan laju infiltrasi K adalah koefisien permiability, maka :

Contoh 1 :

Tentukan jarak pipa pada suatu daerah yang akan di drain, bila impervious layer terletak 5 meter di bawah muka tanah. Air tanah hanya boleh berbeda 0.5 m dan pipa ditanam pada kedalaman 2 meter dari permukaan tanah. Koefisien permeability 1.2 cm / jam dan infiltrasi 0.025 cm/jam.  Diket: K = 1,2 cm/jam v = 0.025 cm/jam a = 5 – 2 = 3 m b = 3 + 0.5 = 3.5 m

Jawab : Dengan menggunakan rumus Dupuit :

m 25 m 24.98 = ²) 3 ² 5 . 3 ( 025 . 0 2 . 1 2    L

Menentukan Kapasitas Pipa



Daya resap (infiltrasi)

q₁ = nV_i

= laju infiltrasi /infiltration rate (mm/hari) untuk luasan 1x1 m2 V_i = kecepatan resap (mm/hari)

V_i sin α = kecepatan searah S n = porositas

Menentukan Lama

Pengeringan / Pembuangan

ASUMSI:



Perhitungan berikut dengan menganggap

bahwa tidak ada air yang mengalir kesamping

sehingga secara keseluruhan semua air yang

ada diatas permukaan tanah meresap kedalam

tanah .



Kemudian dapat dihitung lama waktu yang

dibutuhkan untuk dalam kondisi permukaan

tanah menjadi kering .



Dan selanjutnya dapat dicari lama waktu yang

dibutuhkan untuk tanah menjadi kering semula.

Waktu yang diperlukan air untuk sampai ke pipa drain :

Waktu yang diperlukan untuk

sampai kondisi permukaan tanah kering :

Waktu yang diperlukan agar tanah kering seperti semula (mengeringkan tanah jenuh di atas pipa drain.

t_total = t₁ + t₂ + t₃ (hari)

) ( 1 hari V H t i  ) ( 5 4 2 2 _q hari nH h t         ) ( * 5 / 4 2 3 hari q nH t 

Menentukan Lama

Pengeringan / Pembuangan

Dimana:

h = tinggi hujan atau tinggi genangan (mm) Vi =kecepatan resap (mm/hari)

Contoh soal 2 :

Sebidang tanah dipasang subdrain berupa pipa berlobang yang ditanam pada kedalaman 3 m dengan jarak antara 6 m dan panjang pipa 500 m. Bila laju infiltrasi (q₁) dari tanah sebesar 150 mm/hari dan porositas tanah (n) 30%, hitung debit pada pipa drain dan berapa lama

pengeringan air setinggi 1 m. DIKET:  H = 3 m = 3000 mm  L= 6 m  P = 500 m  n = 0,3  h = 1 m = 1000 mm.

PENYELESAIAN:



 = 45o _{ sin}2_{ = 0,5.}

Debit yang dialirkan oleh pipa untuk tiap satuan luas permukaan tanah : q₂ = 4/5 n.V_i sin²  = 4/5 x 0,3 500  0,5 = 60 mm/hari = 60  0,116 = 6.96 l/dt/ha Catatan : mm/hari/ha = 0.01 (dm) / (24*3600)(dt)*(10^6)(dm2) = 0.01/(86400)*10^6 = 0.1157 l/dt/ha

Untuk panjang pipa 500 m dengan jarak pipa 6 m , debit yang di alirkan adalah :

1 6 5 , 0 3 5 , 0 tan    x L H  10000 1 2     q L P Q Q 2.088l/dt 10000 1 500 6 96 , 6     

Waktu yang diperlukan air untuk sampai ke pipa drain :

Vol = 4/5 n H = 4/5 x 0.30 x 3000(mm) = 720 mm

Waktu yang diperlukan untuk sampai kondisi permukaan tanah kering :

Waktu yang diperlukan agar tanah kering seperti semula (mengeringkan tanah jenuh di atas pipa drain.

t_total = t₁ + t₂ + t₃ = 6 + 4,7 +12 = 22,7 hari

hari 6 ) hr / mm ( 500 ) mm ( 3000 V H t i 1   2 5 4 q nH h       





60 3000 x 30 , 0 x 1000 5 4  t₂ = = = t = 4,7 hari hari q nH t 12 60 3000 * 3 . 0 * 5 / 4 * 5 / 4 2 3   

LAPANGAN

OLAH RAGA 

SUB SURFACE

Camp Nou

Old Trafford

Gelora Bung Karno

!!

Lapangan sepak bola sederhana _{Lapangan sepak bola tergenang air}

TUJUAN



Sistem drainase untuk lapangan olah

raga bertujuan untuk

mengeringkan

lapangan olah raga

agar tidak terjadi

genangan air apabila terjadi hujan.

Genangan akan mengganggu dan

membahayakan pemakai lapangan.

Jenis-jenis lapangan olah raga



Sepakbola



Golf



Sepakbola america (american football)



Rugby



Cricket



Tenis



Bowling greens



Atletik

Kriteria Perencanaan



Konstruksi sistem drainase diusahakan agar dapat

mengeringkan dengan cepat, tetapi tidak

mengganggu pertumbuhan rumput.



Daerah yang akan ditangani cukup luas dan tidak

memungkinkan untuk dibuat suatu lubang

pemasukan (inlet).



Limpasan permukaan sekecil mungkin, erosi tidak

dibolehkan



Infiltrasi sebesar mungkin



Piping dicegah dengan jalan memberi filter pada

sambungan-sambungan pipa.



Pembebanan air dari luar dihilangkan dengan

membuat saluran di sekeliling lapangan.



Infiltrasi pada tanah yang dijumpai di alam

berkisar pada kecepatan (V) 430 s.d. 860

mm/hari.



Persentase pori (P) berkisar 10 s.d. 50 %



Daya resap (q) = p . V = 43 s.d. 430 mm/hari.



Hasil penelitian di laboratorium biasanya

berbeda dengan keadaan di alam karena tanah

tidak homogen, terdapat retak-retak bekas akar

dsb.



Prinsip & cara peresapan air pada lapangan olah

raga



Lihat bab tentang “Drainase Bawah Permukaan /

Sub Surface”

Sketsa saluran dan arah aliran air

Saluran pengumpul Saluran menuju drainase di luar lapangan

Pipa Pengumpul (Collector Drain)

Lapangan sepakbola i ≤ 0,007 Lintasan atletik i ≤ 0,007 Pipa kolektor

Di perbatasan lapangan sepakbola dan

lintasan atletik dipasang pipa pengumpul

(collector drain).

Sketsa lapisan lapangan sepakbola

Rumput Lapisan penutup Pasir urug Pasir murni Kerikil Ø 2 – 10 mm Kerikil Ø 10 – 20 mm

Lapisan penutup terdiri dari campuran antara pasir urug dan pupuk kandang (2 s.d. 4) : 1

Sketsa lapisan lintasan atletik

Campuran khusus Ijuk

Sistel (bubuk batu bata)

Batu koral 5

5 2