BAB VII PERENCANAAN SALURAN

BAB VII

DETAIL DESAIN JARINGAN IRIGASI

7.1. Umum

Konsep dasar dalam perencanaan suatu sistem tata jaringan irigasi dan drainase pada daerah pengembangan baru adalah merencanakan sistem tata jaringan yang efisien, murah, serta handal dari aspek kekuatan konstruksi dan handal dari aspek pendistribusian air keseluruh areal layanan secara cepat, adil, merata dan sesuai debit kebutuhan air yang direncanakan.

Perencanaan jaringan irigasi dan drainase harus mempertimbangkan nilai satuan kebutuhan, morfologi lahan, pembagian luasan yang memudahkan dalam memperoleh air irigasi dan kemudahan dalam kegiatan O&P serta efisien dalam segi biaya dan pembebasan lahan (konversi lahan menjadi bidang saluran dan bangunan irigasi) serta memberikan sistem pematusan air yang cepat dan aman.

Tahapan perencanaan jaringan irigasi adalah penentuan satuan kebutuhan air irigasi (debit satuan rencana), pembagian luas layanan atau pembagian petak tersier, penyusunan tata letak saluran dan bangunan irigasi, penyusunan tata letak saluran pembuang dan penyusunan skema jaringan irigasi.

Adapun sasaran dari perencaaan sistem saluran irigasi dengan pengambilan secara grafitasi tersebut sedapat mungkin harus dibuat sederhana dan praktis untuk memudahkan cara pengoperasian dan pemeliharaannya agar dapat dikelola dengan mudah oleh petani sendiri.

Sasaran pokok yang ingin dicapai antara lain :

 Sistem yang dibuat harus sedapat mungkin menjamin pemberian air

irigasi kepada seluruh areal sawah di dalam daerah irigasi secara adil dan merata.

 Pemberian air cukup memadai untuk dapat meningkatkan jumlah

 Cukup ekonomis bila di bandingkan dengan alternatif lainnya

 Cara pengoperasian dan pemeliharaannya dapat dilakukan dengan

mudah oleh para petani

 Sistem ini memungkinkan untuk dapat disempurnakan sesuai dengan

perkembangan pola kebutuhan air irigasi pada masa mendatang

7.2. Saluran Irigasi 7.2.1 Muka Air Rencana

Penentuan tinggi elevasi muka air rencana disaluran didasarkan kepada kebutuhan elevasi muka air maksimum rencana di inlet masing-masing bangunan sadap, dilakukan dari hilir menuju ke hulu, dengan mempertimbangkan kemiringan saluran (I = slope) dimasing-masing ruas.

Batasan dalam penentuan tinggi elevasi muka air rencana di saluran mempertimbangkan:

- Elevasi sawah tertinggi

- Elevasi sawah terjauh (dimana perlu ditambah kehilangan selama perjalanan dari bangunan sadap sampai ke sawah).

- Elevasi muka air dipilih mana yang lebih tinggi. - Aspek efisiensi biaya pembangunan

- Aspek kemudahan dalam kegiatan O&P

Sedangkan kebutuhan elevasi muka air di inlet bangunan sadap ditentukan dengan persamaan :

P = A + a + b + c + d + e + ∆h

Dimana :

P = muka air di bangunan sadap A = elevasi sawah

a = kedalaman lapisan air disawah

b = kehilangan tinggi energi di saluran kuarter c = kehilangan tinggi energi di box kuarter d = kehilangan tinggi energi di saluran tersier

∆h = variasi tinggi muka air 0,18 h100.

7.2.2 Kapasitas Saluran

Kapasitas saluran rencana dipengaruhi oleh beban layanan masing-masing ruas dan efisiensi irigasi, yang mana diperoleh dengan mempergunakan persamaan :

Q

=

c . NFR . A

e

dimana :

Q = debit rencana (liter/detik)

c = koefisien pengurangan karena adanya sistem golongan

NFR = kebutuhan netto air di sawah (lt/dt/ha) A = luas areal yang diairi (ha)

e = efisiensi irigasi

Sedang untuk menentukan besarnya debit ditiap-tiap ruas saluran yaitu dengan menghitung mundur dari bagian hilir saluran menuju bagian hulu saluran. Dari perhitungan pertama, kedua, dan seterusnya dikumulatifkan hingga diperoleh besarnya debit yang dibutuhkan di intake.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada skema berikut ini :

Keterangan :

A,B,C,D,E : Nama petak tersier a,b,c,d,e : Luas petak tersier

Qa, Qb, Qc, Qd, Qe : Debit rencana di pintu sadap

Q1 = (Qa + Qb)/Ef

Q2 = Q1 + (Qc/Ef) Q3 = Q2 + (Qd + Qe)/Ef

Efisiensi secara keseluruhan (total) dihitung sebagai berikut :

Efisiensi jaringan tersier (et) x efisiensi jaringan sekunder (es) x efisiensi jaringan primer (ep). Faktor-faktor efisiensi yang diterapkan untuk pehitungan saluran disajikan pada berikut :

Tabel 7.1 Sistem Kebutuhan Air

Tingkat Kebutuhan Air Satuan

NFR (kebutuhan bersih air di sawah) TOR (kebutuhan air di bangunan sadap tersier)

NFR x luas daerah x 1/et

SOR (kebutuhan air di bangunan sadap sekunder)

TOR x 1/es

DR (kebutuhan diversi)

NOR sisi kiri dan NOR sisi kanan

(l/dt/ha)

Sumber : Standar Perencanaan Irigasi KP.03, hal 7

7.2.3 Dimensi Saluran

Dimensi saluran rencana untuk jaringan irigasi Pinogu ditentukan oleh kapasitas saluran rencana masing-masing ruas saluran dimana dipengaruhi luas areal layanan, efisiensi irigasi (tergantung dari tingkat saluran), kemiringan saluran (I), jenis konstruksi saluran dan luas penampang basah saluran.

v = kecepatan air (m/detik) A = luas penampang basah (m2) b = lebar dasar saluran (m) h = kedalaman air (m) I = kemiringan saluran

k = koefisien kekasaran strickler m = kemiringan tebing saluran

Dalam perencanaan dimensi saluran irigasi Pinogu mengacu pada ketentuan-ketentuan dalam KP dengan modifikasi atau penyesuian pada kondisi lapang dan kemudahan pelaksanaan serta efisiensi biaya konstruksi. Ketentuan-ketentuan dalam perencanaan saluran irigasi yang diacukan adalah sebagai berikut :

Koefisien Kekasaran Strickler untuk Saluran Irigasi

Kondisi Saluran Strickler’s (k)

Kemiringan Tebing Saluran Minimum untuk Saluran Irigasi Untuk saluran irigasi (saluran dengan lining) :

Jenis tanah h<0.75 m 0.75 < h < 1.50

Kecepatan Maksimum untuk Saluran Irigasi Material Konstruksi _(m/detik)Vmin Vmax (m/detik)

Saluran tanah 0.30 0.60 (tergantung jenis tanah)

Beton 0.30 3.00

Tinggi Jagaan Minimum untuk Saluran Irigasi

Debit (m3_/detik) Tinggi Jagaan Minimum (m)

Konstruksi tanah Lining

Lebar Minimum Tanggul untuk Saluran Irigasi Debit (m3_{/detik) Dengan jalan}

inspeksi (m) inspeksi (m)Tanpa jalan Kurang dari 1.0

Nilai Banding Ideal Lebar Dasar/Kedalaman (n)

Q (m3/detik) n

Bangunan bagi berfungsi untuk membagi air dari saluran primer ke sekunder, bangunan sadap sekunder difungsikan untuk membagi air ke saluran sekunder (melayani lebih dari 1 petak tersier), serta bangunan sadap tersier akan memberikan air pada petak-petak tersier. Bangunan ini dilengkapi dengan pintu pengambilan dan alat ukur debit.

Bangunan

Bagi Bangunan pengatur di awal saluran sekunder untukmengalihkan aliran air irigasi dari saluran induk ke saluran sekunder

Bangunan

Sadap Bangunan pengatur dia awal saluran tersier untukmengalihkan aliran air irigasi dari saluran induk dan saluran sekunder ke saluran tersier.

Box Tersier Bangunan yang mempunyai fungsi sebagai bangunan pengukur pada saluran tersier dan sebagai bangunan pengatur di awal saluran tersier lainnya atau awal saluran kuarter.

Box Kuarter Bangunan yang mempunyai fungsi sebagai bangunan pengukur pada saluran kuarter dan sebagai bangunan pengatur di awal saluran kuarter lainnya atau outlet langsung ke sawah

a. Bagian Pengambilan :

Kapasitas pengambilan direncanakan sekurang-kurangnya 120% dari debit rencana agar memiliki fleksibilitas dan agar dapat memenuhi kebutuhan yang lebih tinggi selama umur proyek.

Rumus debit pengaliran untuk bangunan pengambilan dengan pintu kontrol adalah sebagai berikut: (KP-02, page 85).

Q

=

μ

.

b

.

a

√

2

g z

Dimana :

Q = debit, m3_/dt

μ _{= koefisien debit, untuk bukaan dibawah permukaan air}

a = tinggi bukaan, m

g = percepatan gravitasi, 9,80 m/dt2

z = kehilangan tinggi energi pada bukaan, m

b. Alat Ukur Debit :

Bangunan bagi dan sadap yang ada di Daerah Irigasi Pinogu, sebagian besar telah dilengkapi dengan alat ukur debit tipe ambang lebar.

Untuk keperluan evaluasi kapasitas, rumus debit untuk perhitungan alat ukur ambang lebar dengan bangunan kontrol bentuk segi empat adalah:

Q

=

Cd Cv

2

/

3

√

2

/

3

g bc h

1

1.5

Rumus debit untuk perhitungan debit di alat ukur ambang lebar bentuk trapesium adalah:

Q

=

Cd

[

bc yc

+

m yc

2

]

[

2

g

(

H

1

−

Yc

)

]

0 .5

Dimana:

Q = debit, m3_/dt Cd = koefisien debit

Cd = 0.93 + 0.10 H1/L, untuk 0.1 < H1/L < 1.0 H1 = tinggi energi di hulu, m

L = panjang ambang, m Cv = Koefisien kecepatan

g = percepatan gravitasi, 9,8 m/dt2 bc = lebar crest, m

h1 = tinggi energi di hulu sampai ambang, m Yc = kedalaman air pada bagian pengontrol, m m = kemiringan sisi pada bagian pengontrol ( 1: m)

Besaran debit dapat diklasifikasikan dengan :

γ =Qmax Qmin⋅¿

¿

Untuk ambang segi empat  = 35, untuk ambang trapesium γ = 55, dan untuk alat ukur besar dan 210 untuk alat ukur kecil.

Pada saluran irigasi nilai banding

γ =Qmax Qmin⋅¿

Gambar 10.1. Ambang Lebar Dengan Mulut Pemasukan Yang Dibulatkan

Gambar 7.1. Gambar Tipikal Bangunan Ukur Ambang Lebar

7.3.2 Gorong – gorong Pembawa

Beberapa ruas saluran irigasi Pinogu menggunakan gorong-gorong untuk melintaskan saluran pada jalan inspeksi atau jalan akses yang ada. Tipe gorong-gorong yang direncanakan pada DI.Pinogu adalah tipe gorong-gorong segi empat dengan plat beton sebagai penutupnya. Kehilangan tinggi energi pada gorong-gorong dengan panjang (L) kurang dari 20 m dihitung dengan menggunakan persamaan orifice, sebagai berikut :

Q

=

μA

√

2

g z

Q = debit rencana, m3_/detik

μ = koefisien debit (= 0.80 untuk bentuk segi empat) b = lebar pintu, m

a = lebar bukaan pintu, m

g = percepatan grafitasi, m/detik2 _{(= 9.81)} z = kehilangan tinggi energi, m

Sedangkan kehilangan tinggi energi pada gorong-gorong yang lebih panjang dari 20 m memperhitungkan kehilangan di bagian pemasukan, kehilangan akibat gesekan dan kehilangan di bagian keluaran.

Kehilangan tinggi energi di bagian pemasukan ξHin = ξin (va – v)2

2g

Kehilangan tinggi energi akibat gesekan ξHf = Cf v 2 = v 2 L

Kehilangan tinggi energi di bagian keluaran

ξHout =ξout (va – v)2 2g

dimana,

C = k R1/6_{, k = koefisien kekasaran Strickler.}

R = jari-jari hidrolis, (m), untuk pipa dengan diameter D : R = ¼ D L = panjang pipa, m

v = kecepatan aliran pada pipa, m/detik va = kecepatan aliran pada saluran, m/detik.

Gambar 7.2. Gambar Tipikal Bangunan Gorong – gorong Pembawa

7.3.3 Bangunan Terjun

Pada proyek ini, bangunan terjun diperlukan akibat kemiringan permukaan tanah yang curam melebihi kemiringan maksimum saluran yang diizinkan. Secara umum, bangunan terjun memiliki empat bagian fungsional dan masing-masing memiliki sifat perencanaan yang khas, yaitu :

a. Bagian hulu pengontrol, yaitu bagian dimana aliran menjadi superkritis.

b. Bagian dimana air dialirkan ke elevasi yang lebih rendah.

c. Bagian tepat di sebelah hilir terjun, yaitu tempat dimana energi diredam.

Gambar 7.3. Ilustrasi Istilah Yang Berhubungan Dengan Bangunan Peredam

a. Terjunan Tegak

Terjunan tegak disarankan digunakan apabila tinggi perubahan tinggi energi di atas bangunan tidak melebihi 1,50 m.

Sisa tinggi energi hilir yang memakai dasar kolam sebagai bidang persamaan Hd tidak berbeda jauh dari perbandingan ∆Z/H1, dan kurang lebih sama dengan 1,67 H1. Harga Hd ini dapat digunakan untuk menentukan ∆Z untuk sebuah bangunan terjun tegak.

Rumus-rumus untuk perhitungan hidraulis bangunan terjun tegak adalah sebagai berikut:

∆Z = ( ∆H + Hd) – H1 Hd ≈ 1.67 * H1

Vu = ( 2 * g * Z)^0.5 Yu = q / vu

Fr = Vu / (g * Yu)^0.5

Gambar 7.4. Grafik Tak Berdimensi dari Geometri Bangunan Terjun Tegak

b. Terjun Miring