SKRIPSI
ANALISA KECEPATAN ALIRAN DAN SEDIMENTASI PADA SALURAN PRIMER D.I KAMPILI KAB. GOWA
Oleh
RAHMAT HIDAYAT : 105 81 01436 11 LAHUDDIN : 105 81 01484 11
JURUSAN TEKNIK SIPIL PENGAIRAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2018
ANALISA SEDIMENTASI DAN KECEPATAN ALIRAN PADA SALURAN PRIMER D.I KAMPILI KAB. GOWA
Skripsi
Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh gelar sarjana
Program studi Teknik Pengairan Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik
Disusun dan diajukan oleh
RAHMAT HIDAYAT LAHUDDIN
105 81 01436 11 105 81 01484 11
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PENGAIRAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2018
Analisa Sedimentasi dan Kecepatan Aliran pada Saluran Primer D.I Kampili Kab. Gowa
Rahmat Hidayat(1 dan Lahuddin(2
(1Program Studi Teknik Pengairan Universitas Muhammadiyah Makassar [email protected]
(2Program Studi Teknik Pengairan Universitas Muhammadiyah Makassar [email protected]
ABSTRAK
Sebagaimana diketahui sedimentasi di sungai terjadi karena adanya proses pengendapan konsentrasi sedimen pada aliran sungai yang bersumber dari hasil erosi dibagian hulu sungai. Oleh karena itu dengan berkurangnya kecepatan aliran air pada saluran primer, D.I Kampili kab. Gowa kami melakukan penelitian dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh kecepatan aliran terhadap sedimentasi pada saluran primer D.I Kampili Kab.Gowa dan untuk menganalisis tingkat sedimentasi pada saluran primer D.I Kampili Kab.Gowa. kecepatan aliran BL 3-BL 4 = 0,33 m/dtk dengan jumlah sedimen melayang 3864,182 ton/tahun dan sedimen dasar = 146,784 ton/tahun, kecepatan aliran BL 7-BL 8 = 0,35 m/dtk dengan jumlah sedimen melayang 2821,212 ton/tahun dan sedimen dasar 154,329 ton/tahun, kecepatan aliran BL 8-BL 9=0,35 m/dtk dengan jumah sedimen melayang 3408,906 ton/tahun dan sedimen dasar 122,399 ton/tahun, kecepatan aliran BL 12-BL 13= 0,52 m/dtk dengan jumlah sedimen melayang 2380,260 ton/tahun dan sedimen dasar 83,775 ton/tahun, kecepatan aliran BL 14-BL 15 = 0,53 m/dtk dengan jumlah sedimen melayang 2243,874 ton/tahun dan sedimen dasar 59,840 ton/tahun.
Kata kunci : Kecepatan Aliran dan Sedimentasi, Saluran Primer
ABSTRACT
As is known sedimentation in the river occurs due to the sedimentation process in the river flow which is derived from erosion in the upper reaches of the river. Therefore, with the reduced velocity of water flow in the primary channel, D.I Kampili district. Gowa we conducted a study with the aim to determine the effect of flow velocity on sedimentation on the primary channel D.I Kampili of Gowa Regency and to analyze the level of sedimentation in the primary channel D.I Kampili of Gowa Regency. flow velocity of BL 3-BL 4 = 0.33 m / sec with total sediment flooding 3864,182 tons / year and basic sediment = 146,784 tons / year, flow velocity of BL 7-BL 8 = 0,35 m / sec with the amount of sediment floated 2821,212 tons / year and basic sediments 154,329 tons / year, the flow rate of BL 8-BL 9 = 0,35 m / sec with the amount of sediment floating 3408,906 tons / year and basic sediments 122,399 tons / year, flow velocity BL 12-BL 13 = 0.52 m / sec with total sediment flooding of 2380.260 tons / year and basic sediments of 83.775 tons / year, flow velocity of BL 14-BL 15 = 0.53 m / sec with the amount of floating sediment 2243,874 ton / year and basic sediment 59.840 tons / year
Keywords: Flow Rate and Sedimentation, Primary Channels
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena rahmat dan hidayah-Nyalah sehingga penulis dapat menyusun proposal penelitian ini, dan dapat kami selesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan akademik yang harus ditempuh dalam rangka menyelesaikan program studi pada jurusan sipil dan perencanaan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Adapun judul tugas akhir kami adalah: “ANALISA SEDIMENTASI Dan KECEPATAN ALIRAN PADA SALURAN PRIMER D.I KAMPILI KAB.
GOWA”
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa di dalam penulisan proposal penelitian ini masih terdapat kekurangan-kekurangan, hal ini disebabkan karena penulis sebagai manusia biasa tidak lepas dari kesalahan dan kekurangan baik itu ditinjau dari segi teknis penulisan maupun rumus-rumus yang kami cantumkan dalam proposal ini. Oleh karena itu penulis menerima dengan ikhlas dan senang hati segala koreksi serta perbaikan guna menyempurnakan tulisan ini agar kelak dapat bermanfaat.
Proposal penelitian ini dapat terwujud berkat adanya bantuan, arahan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segala ketulusan
dan kerendahan hati, kami mengucapkan terimah kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada :
1. Ir. Hamzah Al Imran,ST.,MT. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
2. Bapak Muh. Syafaat.S.Kuba,ST., sebagai Tetua Jurusan Sipil dan Perencanaan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Bapak ,Prof. Dr. H. Lawalenna Samang, M.Sc., M.Eng selaku pembimbing I, dan Ibu Dr. Ir. Nenny T Karim, ST., MT. selaku pembimbing II, yang telah banyak meluangkan waktu dalam membimbing kami.
4. Bapak dan Ibu dosen serta staf pegawai pada Fakultas Teknik atas segala waktunya telah mendidik dan melayani penulis selama mengikuti proses belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.
5. Ayahanda dan Ibunda tercinta, penulis mengucapkan terimah kasih yang sebesar-besarnya atas segala limpahan kasih sayang, doa dan pengorbanannya terutama dalam bentuk materi dalam menyelesaikan kuliah.
6. Saudara-saudaraku serta rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik terkhusus Angkatan 2011 yang dengan keakraban dan persaudaraannya banyak membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Semoga semua pihak tersebut di atas mendapat pahala yang berlipat ganda di sisi ALLAH SWT dan skripsi yang sederhana ini dapat bermanfaat bagi penulis, rekan-rekan, masyarakat serta bangsa dan Negara. Amin.
Makassar,... 2018 Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
SAMPUL………i
HALAMAN JUDUL………..ii
HALAMAN PERSETUJUAN JUDUL ……….iii
KATA PENGANTAR………..…iv
DAFTAR ISI……….……….….vii
DAFTAR TABEL…...ix
DAFTAR GAMBAR………..…..x
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN………xii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang………..…..1
B. Rumusan Masalah………..…...2
C. Tujuan Penelitian………..…..3
D. Manfaat Penelitian………..……3
E. Batasan Masalah………..…..4
F. Sistematika Penulisan………5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Saluran Irigasi dan Bangunan Air………6
1. Bangunan Air untuk Irigasi…….………...……10
2. Bentuk dan Dimensi Saluran Terbuka………...13
B. Jenis Saluran dan Debit Pengaliran ……….15
1. Jenis Saluran Irigasi………...15
2. Kecepatan Aliran Saluran Terbuka ……….21
3. Debit Saluran………...22
C. Proses Angkutan Sedimen……….23
1. Sumber dan Hasil Sedimen………..24
2. Analisis Sedimen………24
3. Sedimentasi pada Saluran Tanah dan Pasangan………25
BAB III METODE PENELITIAN A. Lokasi dan Waktu Penelitian………..27
B. Metode Survei dan Pengumpulan Data………28
C. Analisis Data………...…..28
1. Kecepatan dan Debit Pengaliran………...29
2. Sedimentasi Saluran………...29
D. Tahapan Penelitian………..31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil………... 32
B. Analisis Debit Pengaliran……….. 36
C. Pembahasan………...………. 37
D. Tingkat Sedimentasi Pada Saluran Primer………..39
BAB V A. Kesimpulan………44
B. Saran………..44 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Bentuk-bentuk Umum Saluran Terbuka dan Fungsinya ……...……...…..14 2. Hasil Pengamatan. ……….………..………32 3. Data perhitungan dimensi saluran berdasarkan hasli pengamatan di
saluran ………36 4. Dimensi geometri saluran……….37 5. Hasil perhitungan sedimen melayang pada saluran primer D.I kampili…37 6. Hasil perhitungan sedimen dasar pada saluran primer D.I kampili………38 7. Hasil perhitungan sedimen melayang pada saluran primer D.I Kampili...39 8. Data perhitungan sedimen dasar pada saluran primer D.I Kampili……..43 9. Data dan hasil perhitungan sedimen dasar pada saluran primer D.I kampili
………..43
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1. Bentuk Saluran Empat Persegi Panjang …..………..…………..10 2. Bentuk Saluran Trapesium ……...………..……...11 3. Saluran-saluran primer dan sekunder ………...…………18 4. Lokasi Penelitian Saluran Primer Desa Julukanaya Kecamatan Palangga
Kabupaten Gowa………..……….25
5. Tahapan Penelitian………29
6. Hubungan antara Kecepatan Aliran dan Tinggi Muka Air (h) (m)……….34 7. Hubungan antara Kecepatan dan Debit Aliran (Q) (m3/dtk) .………..37 8. Hubungan antara sedimentasi dan kecepatan aliran pada saluran primer D.I kampili………...……….38 9. Hubungan antara debit sedimen melayang (Qsm) (ton/thn) dengan
kecepatan (v) (m/dtk)……….………40 10. Hubungan antara debit sedimen melayang (Qsm) (ton/thn) dengan debit
air (Qw) (m3/dtk)……….40 11. Hubungan antara debit sedimen dasar (Qsd) (ton/tahun) dan kecepatan
aliran (V) (m/dtk)……….43
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
W = tinggi jagaan (m) h = tinggi muka air (m) B = lebar dasar saluran (m) Q = debit rencana (m3/det)
A = luas penampang basah ( m2 ) V = kecepatan aliran ( m/det) P = keliling basah (m)
R = jari-jari hidrolis (m)
S = kemiringan dasar saluran n = kekasaran manning m = kemiringan dinding C =koefisien 10.000 Ha
NFR =kebutuhan bersih air di sawah ( 1/det/Ha) Ep =efisiensi saluran primer
Et =efisiensi saluran tersier Es =efisiensi saluran sekunder Ct = konsentrasi sedimen total
= diameter sedimen 50% dari material dasar (mm)
= kecepatan jatuh (m/s) Vcr = kecepatan kritis (m/s) U* = kecepatan geser (m/s) Qs = muatan sedimen (kg/s) = tegangan geser (kg/m2) Qs =muatan sedimen (kg/s) Ct =konsentrasi sedimen total Qs total = Total sedimen (ton/hari)
Qsm =Debit muatan layang/debit sedimen (ton/hari) Qsd = Debit muatan dasar (ton/hari)
Qw = debit air
Qsm = debit sedimen melayang (ton/hari) Qw = debit air (m3/dtk)
0,0864 = konversi satuan dari kg/dtk ke ton/hari
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Sungai adalah jalur aliran air di atas permukaan bumi yang di samping mengalirkan air juga mengangkut sedimen yang terkandung dalam air sungai tersebut. Jadi sedimen terbawa hanyut oleh aliran air, yang dapat dibedakan sebagai muatan dasar (bedload) dan muatan melayang (suspendedload).
Proses tersebut berjalan sangat kompleks, dimulai dari jatuhnya hujan yang menghasilkan energi kinetic yang merupakan permulaan dari proses erosi.
Begitu tanah menjadi partikel halus, lalu menggelinding bersama aliran,sebagian akan tertinggal di atas tanah sedangkan sebagian lagi masuk ke dalam sungai terbawa aliran menjadi angkutan sedimen. Bentuk, ukuran dan beratnya partikel tanah tersebut akan menentukan jumlah dan besarnya angkutan sedimen.
Di bagian hulu sungai, muatan sedimen dasar umumnya merupakan bagian terbesar dari seluruh jumlah angkutan sedimen. Kualitas dan kuantitas material yang terbawa oleh aliran sepanjang dasar sungai tergantung dari penyebaran erosi di daerah pegunungan dan juga tergantung dari derajat kemiringan lereng.
Sedimentasi pada saluran irigasi akan terjadi jika kapasitas angkut sedimen berkurang. Dengan kata lain, kecepatan aliran tidak mampu mengangkut partikel sedimen. Untuk itu kecepatan aliran saluran irigasi harus dijaga. Berdasarkan buku KP–03 tentang saluran Standar Perencanaan Irigasi, 1986, kecepatan minimum yang diijinkan adalah kecepatan terendah yang tidak akan menyebabkan pengendapan dengan diameter maksimum sedimen yang diijinkan (0,06–0,07 mm).
Sebagaimana diketahui sedimentasi di sungai terjadi karena adanya proses pengendapan konsentrasi sedimen pada aliran sungai yang bersumber dari hasil erosi dibagian hulu sungai. Hal ini juga berlaku pada saluran-saluran irigasi di suatu bendung. Kerusakan daerah aliran sungai menyebabkan peningkatkan angkutan sedimen yang terbawa aliran ke saluran irigasi dan jika kecepatan aliran ini rendah maka akan terjadi proses pengendapan di saluran irigasi tersebut.
Oleh karena itu dengan berkurangnya kecepatan aliran air pada saluran primer, daerah irigasi Kampili kab. Gowa kami bermaksud melakukan penilitian dengan tujuan menyusun sebuah karya tulis sebagai tugas akhir di fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar dengan judul “Analisa Sedimentasi dan Kecepatan Aliran pada Saluran primer D.I Kampili Kab.
Gowa”.
B. Rumusan Masalah
Dengan memperhatikan latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, maka yang menjadi rumusan masalah ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana pengaruh kecepatan aliran terhadap sedimentasi pada
saluran primer D.I Kampili Desa Julukanaya Kabupaten Gowa ?
2. Seberapa besar tingkat sedimentasi pada saluran primer D.I Kampili Desa Julukanaya Kabupaten Gowa ?
C. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang hendak dicapai pada penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui pengaruh kecepatan aliran terhadap sedimentasi pada saluran primer D.I Kampili Kabupaten Gowa
2. Untuk menganalisis tingkat sedimentasi pada saluran primer D.I Kampili Kabupaten Gowa.
D. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai bahan acuan dan informasi para peneliti dalam mengembangkan penelitian yang berhubungan dengan Pengaruh sedimentasi terhadap karasteristik aliran air pada saluran primer untuk memenuhi kebutuhan pertanian di Kec. Pallangga.
Selain dari manfaat yang di uraikan di atas maka penilitian ini juga bisa menjadi salah satu tolak ukur bagi badan / instansi yang bergerak di di bidang irigasi agar mampu mengatasi terjadinya sedimentasi pada saluran irigasi sehingga para petani tidak terlalu resah akan kebutuhan air yang berkurang untuk lahan pertaniannya.
E. Batasan Masalah
Untuk memfokuskan pembahasan dalam penelitian ini maka, pembahasan akan dibatasi pada:
1. Lokasi Penelitian Saluran primer D.I Kampili Desa Julukanaya Kab. Gowa 2. Sumber air saluran primer D.I Kampili Kab. Gowa diambil dari Bendung
Kampili.
3. Saluran yang diteliti hanya pada titik tertentu antara lain BL 3–BL 4,BL 7–
BL 8,BL 8- BL 9,BL 12-BL 13,BL 14- BL 15 dan masing-masing titik diambil jarak 10 meter dalam mengukur kecepatan aliran.
4. Panjang saluran BL 3– BL 4 = 1.147.00 m, luas irigasi 10.317.00 ha, panjang BL 7– BL 8 = 773.00 m, luas irigasi 8.311.00 ha, panjang BL 8–BL 9 = 672.00 m, luas irigasi 8.298.00 ha, panjang BL 12–BL 13 = 435.00 m, luas irigasi = 8.118.00 ha, panjang BL 14–BL 15 : 1.043.00 m, luas irigasi 3.904.00 ha.
5. Menghitung pengaruh kecepatan aliran terhadap saluran primer D.I Kampili Desa Julukanaya Kabupaten Gowa.
F. Sistematika Penulisan
Untuk mendapatkan gambaran umum isi tulisan, penulis membuat sistematika penulisan sebagai berikut:
BAB I:PENDAHULUAN mencakup pembahasan latar belakang, rumusanmasalah,tujuanpenelitian,manfaat penelitian, batasan masalah, sistematika penulisan.
BAB II :TINJAUAN PUSTAKA dalam bab ini diuraikan secara ringkas tentang saluran irigasi dan bangunan air, jenis saluran dan debit pengaliran, proses angkutan sedimen.
BAB III:METODOE PENELITIAN mencakup lokasi penelitian, metode survei dan pengujian, sumber data, analisa data dan peralatan yang di gunakan dalam penelitian tentang pengaruh sedimentasi terhadap kecepatan aliran pada saluran primer D.I Kampili Kab Gowa.
BAB IV:HASIL dan PEMBAHASAN mencakup analisis debit pengaliran, karakteristik aliran saluran primer, tingkat sedimentasi pada saluran primer, pengaruh kecepatan aliran terhadap sedimentasi.
BAB V:PENUTUP yang terdiri dari kesimpulan dan saran
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Saluran Irigasi dan Bangunan Air
Menurut Gandakoesuma (1981), Irigasi merupakan suatu usaha yang dilakukan manusia untuk mengairi lahan pertanian. Dengan tujuan agar penyediaan dan pengaturan air dapat menunjang lahan pertanian dari sumber air ke daerah yang memerlukan dan mendistribusikan secara tekniks dan sistematis. Mengingat akan pentingnya fungsi dari suatu sistem irigasi yang mengakibatkan tanah yang semula tidak produktif, menjadi produktif, maka dapat kita simpulkan bahwa terjadinya suatu sistem irigasi dapat mengakibatkan stabilitas ekonomi terutama bagi masyarakat petani
Apabila disebutkan sistem irigasi maka orang cenderung hanya membayangkan suatu bangunan fisik Bendung, Dam ataupun saluran yang membawa air untuk mengairi padi atau sawah. Orang sering lupa bahwa bangunan tersebut dapat beroperasi dengan baik dan benar maka diperlukan juga Operasi dan Pemeliharaan yang baik dan benar.
Yang dimaksud dengan operasi dan pemeliharaan adalah kegiatan untuk melakukan operasi pada alat–alat pendukung bangunan irigasi seperti pintu–pintu pengatur saluran air irigasi sedangkan pemeliharaan adalah memelihara saluran dan sekitar saluran termasuk bangunan utama irigasi
agar dapat berjalan dengan lancar. Karena tanpa adanya O dan P dipastikan jaringan tersebut tidak akan bertahan lama.
Menurut Sidharta, S.K., 1997. suatu jaringan irigasi mempunyai empat macam fungsi pokok yang harus dipenuhi, yaitu :
1. Mengambil air dari sumbernya, biasanya berasal dari mata air, danau atau akuifer
2. Membawa air dari bangunan pengambilan kepetak–petak (tersier) 3. Membagikan air di dalam petak–petak ke petak–petak sawah
4. Mengalirkan kelebihan air kesaluaran pemutus, yang biasanya dipakai saluran alam atau sungai.
Perencanaan pembangunan irigasi dibagi menjadi dua tahap utama yaitu Tahap Perencanaan Umum (studi) dan Tahap Perencanaan Teknis (Menurut Sidharta, S.K., 1997).
1. Tahap Studi merupakan tahap perumusan proyek dan penyimpulan akan dilaksanakannya suatu proyek. Aspek-aspek yang tercakup dalam Tahap Studi bersifat teknis dan nonteknis.
2. Tahap Perencanaan teknis merupakan tahap pembahasan proyek pekerjaan irigasi secara mendetail. Aspek-aspek yang tercakup disini terutama bersifat teknis.
Dengan demikian berbicara tentang irigasi, berikut ini adalah beberapa definisi mengenai irigasi :
a) Daerah Studi adalah Daerah Proyek ditambah dengan seluruh daerah aliran sungai (DAS) dan tempat-tempat pengambilan air ditambah dengan daerah-daerah lain yang ada hubungannya dengan daerah studi.
b) Daerah Proyek adalah daerah di mana pelaksanaan pekerjaan dipertimbangkan dan/atau diusulkan dan daerah tersebut akan mengambil manfaat langsung dari proyek tersebut.
c) Daerah Irigasi Total/brutto adalah, daerah proyek dikurangi dengan perkampungan dan tanah-tanah yang dipakai untuk mendirikan bangunan daerah yang tidak diairi, jalan utama, rawa-rawa dan daerah-daerah yang tidak akan dikembangkan untuk irigasi di bawah proyek yang bersangkutan.
d) Daerah Irigasi Netto/Bersih adalah tanah yang ditanami (padi) dan ini adalah daerah total yang bisa diairi dikurangi dengan saluran-saluran irigasi dan pembuang primer, sekunder, tersier dan kuarter, jalan inspeksi, jalan setapak dan tanggul sawah. Daerah ini dijadikan dasar perhitungan kebutuhan air, panenan dan manfaat/ keuntungan yang dapat diperoleh dari proyek yang bersangkutan. Sebagai angka standar luas netto daerah yang dapat diairi diambil 0,9 kali luas total daerah-daerah yang dapat diairi.
e) Daerah Potensial adalah daerah yang mempunyai kemungkinan baik untuk dikembangkan. Luas daerah ini sama dengan daerah lrigasi Netto tetapi
biasanya belum sepenuhnya dikembangkan akibat terdapatnya hambatan-hambatan nonteknis.
f) Daerah Fungsional adalah bagian dari Daerah Potensial yang telah memiliki jaringan irigasi yang telah dikembangkan. Daerah fungsional luasnya sama atau lebih kecil dari daerah potensial.
Bangunan utama dapat didefinisikan sebagai: “semua bangunan yang direncanakan di sungai atau aliran air untuk membelokkan air ke dalam jaringan irigasi, biasanya dilengkapi dengan kantong lumpur agar bisa mengurangi kandungan sedimen yang berlebihan serta memungkinkan untuk mengukur dan mengatur air yang masuk. .
Menurut chow dkk., 1989, saluran irigasi pada umumnya berpenampang trapesium atau segi empat. Geometris saluran merupakan unsur penampang saluran yang dipakai sebagai pertimbangan atau perhitungan. Unsur geometri saluran dapat diketahui pada:
a. Luas penampang (A) yaitu luasan penampang air pada saluran tersebut.
b. Keliling basah (P) yaitu panjang bagian penampang saluran yang menyentuh air.
c. Jari-jari hidrolis (R) yaitu geometri saluran yang melambangkan ukuran yang merupakan hasil pembagian antara luas basah dengan keliling basah R = A/P.
d. Lebar puncak (T) yaitu lebar penampang air yang menyentuh udara,
e. Kedalaman hidrolis (D) yaitu unsur geometris yang melambangkan kedalaman teoritis hidrolis saluran yang besarnya D = A/T.
f. Faktor penampang (Z) yaitu untuk perhitungan aliran kritis Z = AÖD dan untuk perhitungan aliran seragam Z = AR2/3.
Telah dijelaskan sebelumnya bahwa bentuk saluran ada berbagai macam dan yang akan dibahas persamaannya dibatasi hanya pada bentuk empat persegi panjang dan trapesium.Persamaan pada bentuk saluran empat persegi panjang
Gambar 1. Bentuk Saluran Empat Persegi Panjang (Wesli,Ir.,2008) Keterangan :
W = tinggi jagaan (m) h = tinggi muka air (m) B = lebar dasar saluran (m)
Persamaan untuk menghitung debit saluran (Q)
Q = A x V…………...………(1) Dimana :
Q = debit rencana (m3/det)
A = luas penampang basah (m2 ) V = kecepatan aliran (m/det)
Persamaan untuk menghitung luas penampang saluran (A)
A = B x h ………(2) persamaan untuk menghitung keliling basah saluran (P)
P = B+ 2 x h……….(3) Persamaan untuk menghitung jari-jari hidrolis (R)
………(4)
Dimana :
R = jari-jari hidrolis (m) P = keliling basah (m)
Persamaan untuk menghitung kecepatan aliran (V)
(R)2/3 (S)1/2………...(5) Dimana:
S = kemiringan dasar saluran n = kekasaran manning
Persamaan pada bentuk saluran trapesium
g.
h. Gambar 2. Bentuk Saluran Trapesium (Wesli,Ir.,2008) Persamaan untuk menghitung luas penampang basah (A)
A = (B + mh) h ……….………...(6) Persamaan untuk menghitung keliling basah (p)
P = B + 2h (m2 + 1 ) 0,5 ……….(7)
1. Bangunan Air untuk Irigasi
Bangunan air adalah bangunan yang digunakan untuk memanfaatkan dan mengendalikan air di sungai maupun danau. Bentuk dan ukuran bangunan tergantung kebutuhan, kapasitas maksimum sungai, dana pembangunan dan sifat hidrolik sungai. Kebanyakan konstruksi bangunan air bersifat lebih masif dan tidak memerlukan segi keindahan dibanding dengan bangunan-bangunan gedung atau jembatan dan perencanaan bangunannya secara detail tidak terlalu halus Permukaan bangunan air atau bagian depannya sebaiknya berbentuk lengkung untuk menghindari kontraksi sehingga mempunyai efisiensi yang tinggi dan mengurangi gerusan lokal (local scoure) di sekililing bangunan atau di hilir bangunan.
Bangunan ini merupakan bangunan utama yang dibangun di sungai untuk memenuhi kebutuhan air irigasi. Jenis bangunan yang dipilih harus disesuaikan dengan jumlah air yang ada disungai tersebut, sifat hidrolik sungai, daerah yang akan diairi, jenis tanaman yang akan dikembangkan dan sebagainya.
Mengingat tempat kedudukan lahan yang akan dialiri dan kondisi sungai yang ada maka dapat dibuat beberapa jenis bangunan utama, yaitu:
a. Bangunan Pengambil Bebas
Bangunan ini dibuat untuk memungkinkan dibelokkannya air sungai ke jaringan irigasi tanpa merubah kondisi sungai, jika muka air sungai cukup tinggi untuk mencapai lahan yang akan diairi. Bangunan tersebut berupa saluran pengambilan yang dilengkapi dengan pintu air untuk mengatur debit air yang masuk untuk memenuhi kebutuhan irigasi. Bangunan tersebut harus dapat mengambil air dengan jumlah yang cukup pada masa pemberian air irigasi tanpa memerlukan peninggian muka air sungai. Bangunan seperti ini jarang diaplikasikan. Sulitnya sistem ini seringkali memerlukan saluran yang sangat panjang untuk mencapai sawah yang dapat diairi. Panjang saluran disebabkan beda tinggi tekan yang harus disediakan agar air sampai ke sawah.
b. Bangunan Bendung
Bangunan ini dibangun melintang sungai yang berfungsi untuk menaikkan muka air sungai, menaikkan tinggi tekan dan atau membendung
aliran sungai sehingga aliran sungai mudah disalurkan dan dialirkan secara gravitasi ke daerah yang membutuhkannya dengan jarak saluran yang relatif pendek.
Tipe bendung dapat dibedakan menjadi:
a) Bendung Tetap
Bendung tetap adalah ambang yang dibangun melintang sungai untuk pembendungan sungai yang terdiri dari ambang tetap, dimana muka air banjir di bagian udiknya tidak dapat diatur elevasinya. Bendung ini juga merupakan penghalang saat terjadi banjir sehingga air sungai menjadi tinggi dan tanpa kontrol yang baik akan dapat menyebabkan genangan air di hulu bendung tersebut. Untuk sungai yang tidak mampu menampung tinggi luapan yang terjadi tidak sesuai dengan bangunan ini.
b) Bendung Gerak, yang berupa pintu air
Bendung ini dapat dihilangkan selama terjadi aliran besar yaitu dengan cara membuka pintu air, sehingga masalah yang ditimbulkan selama banjir kecil saja, karena kenaikan muka air akibat banjir rendah.Bendung gerak dilengkapi dengan alat pembuka pintu mekanik untuk mengatur muka air di depan pengambilan agar air yang masuk sesuai dengan kebutuhan irigasi.Bendung gerak memerlukan eksploitasi secara terus menerus karena pintunya harus tetap terjaga dan dioperasikan dengan baik dalam keadaan apapun. Pada saat banjir, pintu harus segera dibuka agar tidak menimbulkan
kenaikan muka air dihilir bendung secara berlebihan yang akan menyebabkan genangan di hulu bendung.
c) Bendung Gerak, yang berupa bendung karet
Bendung ini dapat mengembang dan mengempis secara otomatis, apabila air telah mencapai ketinggian yang telah ditentukan. Ada banyak kelebihan bendung karet dibanding pintu air, antara lain bentangnya jauh lebih lebar dan operasinya dilakukan secara otomatis, tanpa menjaga dan mengoperasikan pintu secara terus menerus, baik pada aliran tinggi maupun aliran rendah. Namun dengan kondisi sungai yang banyak mengandung sedimen kasar atau sampa padat, bendung karet tidak dianjurkan karena akan cepat robek.Isi bendung karet bisa udara bisa juga diisi air, namun pengisian udara lebih mudah karena tidak diperlukan tampungan air untuk mengisi bendung karet.
c. Bendungan
Bendungan atau (Dam) adalah konstruksi yang dibangun untuk menahan laju air menjadi waduk, danau, atau tempat rekreasi. Bangunan ini dibangun melintang sungai untuk meninggikan muka air dan membuat tampungan air. Dengan dibangunnya waduk ini dapat berfungsi ganda antara lain pengendalian banjir, irigasi, PLTA, industri, air minum, perikanan, rekreasi dan lain-lain.
2. Bentuk dan Dimensi Saluran Terbuka
a. Bentuk Saluran
Beberapa bentuk saluran dan fungsinya dijelaskan pada tabel berikut ini :
Tabel 1. Bentuk-bentuk Umum Saluran Terbuka dan Fungsinya
No Bentuk saluran Fungsinya
1
Trapesium Berfungsi untuk menampung dan
menyalurkan limpasan air hujan dengan debit yang besar. Sifat alirannya terus menerus dengan fluktuasi yang kecil. Bentuk saluran ini dapat di gunakan pada daerah yang masih cukup lahan.
2
Empat persegi panjang Berfungsi untuk menampung dan menyalurkan limpasan air hujan dengan debit yang besar. Sifat alirannya terus menerus dengan fluktuasi yang kecil.
3
Segitiga Berfungsi untuk menampung dan menyalurkan limpasan air hujan untuk debit yang kecil. Bentuk saluran ini di gunakan pada lahan yang cukup terbatas.
4
Setengah lingkaran
Berfungsi untuk menampung dan menyalurkan limpasan air hujan untuk debit yang kecil. Bentuk saluran ini umumnya di gunakan untuk saluran rumah penduduk dan pada sisi perumahan yang padat.
sumber : Wesli,Ir.,2008, Drainase Perkotaan, Graha Ilmu, Yogyakarta
Mungkin di daerah pedesaan membangun saluran dengan kapasitas yang besar tidak menjadi masalah karena banyaknya lahan yang kosong, tapi di daerah perkotaan yang padat tentu bisa menjadi persoalan yang berarti karena terbatasnya lahan.
Untuk mencegah muka air ke tepi (meluap) maka diperlukan adanya tinggi jagaan pada saluran, yaitu jarak vertikal dari puncak saluran ke permukaan air pada kondisi debit rencana. Oleh karena itu, penampang saluran drainase perkotaan dan jalan raya dianjurkan mengikuti penampang hidrolis terbaik, yaitu suatu penampang yang memiliki luas terkecil untuk suatu debit tertentu atau memiliki keliling basah terkecil dengan hantaran maksimum. Dimensi saluran harus mampu mengalirkan debit rencana atau dengan kata lain debit yang dialirkan harus sama atau lebih besar dari debit rencana.
B. Jenis Saluran dan Debit Pengaliran
1. Jenis Saluran Irigasi
Menurut pengelolaannya Jaringan Irigasi dibagi menjadi 3 bagian:
a. Saluran Irigasi Utama (primer)
Saluran irigasi utama atau primer meliputi bangunan bendung, saluran-saluran primer dan sekunder termasuk bangunan bangunan utama dan pelengkap saluran pembawa dan saluran pembuang. Bangunan ini merupakan bangunan yang mutlak diperlukan bagi eksploit, meliputi bangunan pembendung, bangunan pembagi dan bangunan pengukur.
Bangunan bendung berfungsi agar permukaan air sungai dapat naik dengan demikian memungkinkan untuk disalurkan melalui pintu pemasukan ke saluran pembawa. Bangunan pembagi berfungsi agar air pengairan dapat didistribusikan di sepanjang saluran pembawa (saluran primer) ke lahan-lahan pertanaman melalui saluran sekunder dan saluran tersier.
Jaringan irigasi tebuka juga terdiri dari bangunan ukur yang berfungsi mengukur debit air yang masuk ke saluran. Dengan demikian distribusi air pengairan ke lahan-lahan pertanaman melalui saluran sekunder dan saluran tersier dapat terkontrol dengan baik, sesuai dengan pola pendistribusian air pengairan yang telah dirancang.
Saluran irigasi primer sebaiknya diberi nama sesuai dengan daerah irigasi yang dilayani, contoh: saluran primer Julukanaya, yang merupakan salah satu studi kasus dalam penelitian ini.
Gambar 3. Saluran-Saluran Primer dan Sekunder (KP 01 Perencanaan 2010)
b. Saluran Irigasi Sekunder
Saluran sekunder merupakan cabang dari saluran primer yang membagi saluran induk kedalam saluran yang lebih kecil (tersier). Sementara jaringan irigasi sekunder adalah bagian dari jaringan irigasi yang terdiri dari saluran sekunder, saluran pembuangannya, bangunan bagi, bangunan bagi sadap, bangunan sadap, dan bangunan pelengkapnya.Petak sekunder terdiri dari beberapa petak tersier yang kesemuanya dilayani oleh satu saluran sekunder. Biasanya petak sekunder menerima air dari bangunan bagi yang terletak di saluran primer atau sekunder
c. Saluran Irigasi Tersier
Jaringan saluran tersier merupakan jaringan air di petak tersier mulai air luar dari bangunan ukur tersier, terdiri dari saluran tersier dan kuarter
termasuk bangunan pembagi tersier dan kuarter, serta bangunan pelengkap lainnya yang terdapat di petak.
Untuk pengaliran air irigasi, saluran berpenampang trapesium tanpa pasangan adalah bangunan pembawa yang paling umum dipakai dan ekonomis. Perencanaan saluran harus memberikan penyelesaian biaya pelaksanaan dan pemeliharaan yang paling rendah. Erosi dan sedimentasi di setiap potongan melintang harus minimal dan berimbang sepanjang tahun.
Ruas-ruas saluran harus mantap.
2. Kecepatan Aliran Saluran Terbuka
Di dalam praktek, faktor penting dalam studi hidraulika adalah kecepatan aliran V atau debit aliran Q. Dalam hitungan praktis, rumus yang banyak digunakan adalah persamaan kontinuitas, Q = A.V, dengan A adalah tampang aliran.Apabila kecepatan dan tampang aliran diketahui, maka debit aliran dapat dihitung. Demikian pula jika kecepatan dan debit aliran diketahui maka dapat dihitung luas tampang aliran yang diperlukan untuk melewatkan debit tersebut.Dengan kata lain dimensi pipa atau saluran dapat ditetapkan.
Biasanya debit aliran ditentukan oleh kebutuhan air yang diperlukan oleh suatu proyek (kebutuhan air minum suatu kota, untuk irigasi, debit pembangkitan tenaga listrik, dan sebagainya) atau debit yang terjadi pada
proyek tersebut (debit aliran melalui sungai). Dengan demikian besarnya debit aliran adalah sudah tertentu. Berarti untuk bisa menghitung tampang aliran A, terlebih dahulu harus dihitung kecepatan V. Rumus kecepatan ini diperoleh secara Matematis-Empiris yaitu berdasarkan percobaan- percobaan yang dilakukan Chezy, Manning dan Strickler.
3. Debit Saluran
Debit merupakan jumlah air yang mengalir didalam saluran atau sungai yang menyatakan banyaknya air yang mengalir dari suatu sumber persatuan waktu, biasanya diukur dalam satuan liter per/detik, untuk memenuhi keutuhan air pengairan, debit air harus lebih cukup untuk disalurkan ke saluran yang telah disiapkan.
Debit aliran adalah merupakan perkalian antara luas tampang saluran dengan kecepatan rata-ratanya atau dapat dinyatakan:
Q = V . A………..(8) Dengan Q = Debit aliran (m3/s),
V = Kecepatan rata-rata (m2/s), A = Luas penampang (m2).
D. Proses Angkutan Sedimen
Asal dan proses pembentukan sedimen meliputi proses erosi, transportasi (angkutan), pengendapan (deposition).Proses tersebut berjalan sangat kompleks, dimulai dari jatuhnya hujan yang menghasilkan energi kinetik yang merupakan permulaan dari proses erosi. Begitu tanah menjadi partikel halus, lalu menggelinding bersama aliran, sebagian akan tertinggal di atas tanah sedangkan sebagian lagi masuk ke dalam sungai terbawa aliran menjadi angkutan sedimen.
Bentuk, ukuran dan beratnya partikel tanah tersebut akan menentukan jumlah dan besarnya angkutan sedimen. Kemampuan tanah itu untuk terkikis tidak hanya tergantung pada ukuran partikel-partikelnya tetapi juga pada sifat fisik bahan organik dan anorganik yang terikat bersama-sama partikel tersebut (Hadi, 2004). Muatan Sedimen Dasar Partikel-partikel kasar yang bergerak sepanjangdasar sungai secara keseluruhan disebut dengan muatan sedimen dasar.Gerakan tersebut bisa bergeser, menggelinding atau meloncat-loncat, akan tetapi tidak pernah lepas dari dasar sungai.Di bagian hulu sungai, muatan sedimen dasar umumnya merupakan bagian terbesar dari seluruh jumlah angkutan sedimen. Kualitas dan kuantitas material yang terbawa oleh aliran sepanjang dasar sungai tergantung dari penyebaran erosi di daerah pegunungan dan juga tergantung dari derajat kemiringan
lereng, struktur geologi dan vegetasi.Pengambilan bedload lebih sulit jika dibandingkan dengan pengambilan suspendedload karena :
a. Partikel-partikelnya bergerak tidak secepat aliran.
b. Karena bentuk dasar sungai akan mempengaruhi terjadinya variasi dalambesarnya pengangkutan sedimen.
c. Setiap alat yang ditempatkan pada atau di dekat dasar sungai akan merubah kondisi aliran yangmengakibatkan pengukuran beban tidak betul.
d. Jika alat ditempatkan di daerah loncatan (saltation zone) beberapa contoh yang diperoleh merupakan suspended material.
1. Sumber dan Hasil Sedimen
Sedimen secara umum merupakan tanah atau bagian-bagian tanah yang terangkut oleh air dari suatu tempat yang mengalami erosi pada suatu daerah aliran sungai (DAS) dan masuk kedalam suatu badan air.
Sedimen yang terdapat di saluran dapat menyebabkan perubahan dimensi saluran dari asal saluran, serta dapat mempengaruhi energi spesifik penampang saluran sehingga secara tidak langsung dapat mengakibatkan kurang optimumnya kinerja saluran irigasi.
2. Analisis Sedimen
Sedimen di saluran dibedakan menjadi dua jenis yaitu sedimen melayang (suspended load) dan sedimen dasar (bed load). Pengukuran sedimen melayang dapat dilakukan dengan mengambil contoh air sungai melalui metode pengambilan langsung di permukaan (grab samples; untuk sungai yang homogen) atau metode integrasi kedalaman (depth integrated;
untuk sungai dalam dan tidak homogeny). Sedangkan sedimen merayap diambil dengan metode perangkap. Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya ukuran partikel sedimen yang terangkut aliran air seperti: ukuran sedimen yang masuk ke badan sungai/saluran air, karakteristik saluran, debit dan karakteristik fisik partikel sedimen.
3. Sedimentasi pada Saluran Tanah dan Pasangan
Sedimen yang memasuki jaringan saluran biasanya hanya mengandung partikel–partikel lempung dan lanau melayang saja (lempung dan lanau dengan d < 0,088 mm). Partikel-partikel yang lebih besar, kalau terdapat di dalam air irigasi, akan tertangkap di kantong lumpur di bangunan utama. Walaupun telah ada usaha untuk merencanakan sebuah bangunan pengambilan dan pengelak sedimen yang dapat mencegah masuknya sedimen ke dalam jaringan saluran irigasi, masih ada banyak partikel-partikel halus yang masuk ke jaringan tersebut. Untuk mencegah agar sedimen ini tidak mengendap di seluruh saluran irigasi, bagian awal dari saluran primer
persis di belakang pengambilan direncanakan untuk berfungsi sebagai kantong lumpur.
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 laying (suspended load ) berupa p a r t i k e l l e m p u n g d a n l a n a u d e n g a n u k u r a n d i a m e t e r d < 0 . 0 6 m m h i n g g a 0 . 0 7 m m . Partikel yang lebih besar dari ukuran tadi akan tertangkap/diendapkan di kantong lumpur
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Lokasi dan Waktu Penelitian
Lokasi penelitian ini terletak di desa Julukanaya, Kecamatan Palangga, Kabupaten Gowa Sulawesi Selatan, letak geografis 119⁰ 27’31.82”E’ Bujur Timur Dan 5⁰ 16’37.58”S Lintang selatan. luas wilayah = 308Ha/ 3,08 dengan batas-batas wilayah administratif sebagai berikut :Sebelah Utara :Berbatasan dengan Desa Julubori Kecamatan Pallangga Sebelah Timur :Berbatasan dengan Desa Julupa’mai Kecamatan Pallangga Sebelah selatan :Berbatasan dengan Desa Maradekaya Kecamatan Bajeng Sebelah Barat : Berbatasan dengan Panakkukang Kecamatan Pallangga dan nama salurannya yaitu Banguan Limbung (BL).
Gambar 4.Lokasi Penelitian Saluran Primer Desa Julukanaya Kecamatan Palangga Kabupaten Gowa.
1. Waktu Penelitian
Waktu pelaksanaan penelitian ini dilakukakan dalam rentang waktu tiga bulan. Bulan pertama yaitu. Melakukan survei lokasi dilapangan dan bulan kedua melakukan pengumpulan data primer serta pengumpulan data sesuai kondisi dilapangan yang bertempat disaluran irigasi D.I Kampili saluran primer dan buku atau referensi sebagai pendukung penyusunan hasil penelitian.
B. Metode Survei dan Pengumpulan Data
Sebelum kami melakukan penelitian, pertama-tama kami melakukan peninjauan lokasi pada saluran primer, desa Julukanaya dan pegumpulan data awal saluran. setelah itu kami melakukan penelitian langsung yaitu dengan mengukur tinggi muka air menggunakan alat meter rol, mengukur kecepatan aliran menggunakan alat berupa bola pimpong, meter rol, alat tulis dan kamera digital. setelah itu dilanjutkan dengan mengumpulkan botol aqua untuk mengambil sampel air dan sampel sedimen dasar yang akan diuji di laboratorium dan berikutnya melakukan pengumpulan serta pengolahan data sesuai hasil penelitian dilapangan.
C. Analisis Data
Pengukuran kecepatan aliran dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan kecepatan aliran rata-rata, yang digunakan untuk menghitung debit aliran dan tingkat sedimen, dengan prosedur sebagai berikut:
1. Kecepatan dan Debit Pengaliran
Rumus yang digunakan dalam mengukur debit pengaliran sebagai berikut:
Q = V x A ...(10) Rumus yang digunakan dalam mengukur Kecepatan aliran sebagai berikut:
………(11)
2. Sedimentasi Saluran
Analisa sedimen diperlukan untuk mengetahui besarnya angka produksi sedimen. Debit sedimen melayang dapat dihitung sebagai hasil perkalian antara konsentrasi sedimen dan debit aliran dengan rumus sebagai berikut (Soewarno, 1991) :
Qsm = Qw x Cs x 0,0864………(13) Dimana :
Qsm = Debit sedimen melayang (ton/hari) Cs = Konsentrasi sedimen melayang (mg/ltr) Qw = Debit air (m/dtk)
0,0864 = konversi satuan dari kg/dtk ke ton/hari
Dalam menghitung sedimen dasar penulis menggunakan metode Meyer Peter Muller (M-P-M) dengan rumus sebagai berikut :
……(14) Dimana :
D = Diameter butiran (dm) = d90 90% lolos dalam percobaan saringan.
I = Kemiringan dasar sungai/saluran Rh = Radius hidraulika (m)
gs = Berat bedload kering udara tiap satuan lebar tiap satuan waktu (kg/m.sec)
tb = Berat sedimen padat dalam air tiap satuan lebar tiap satuan waktu (t/m.src)
s = Berat jenis sedimen (t/m³)
w = Berat jenis air = (t/m³)
Gs = Besarnya sedimen dasar pertahun (ton/tahun) 0,047 dan 0,25 = Bilangan konstan
Qs 3/2 1/3 3/2
Q g (tb)
ˠ
w = (k/k¹) hI = 0,047ˠ
s -ˠ
w dmˠ
w+ 0,25
Mulai
Survey Lokasi
Selesai
Pengukuran
v = kecepatan aliran (m/dtk) h = tinggi muka air (m) B = lebar dasar saluran (m) Pengambilan Sampel Sedimen
1. sedimen melayang 2. sedimen dasar
Validasi data
Kesimpulan dan Saran Pengumpulan data
Data Primer
Pengujian Laboratorium 1. Cs = Kosentrasi sedimen 2. Bj = Berat jenis
3. Analisa saringan
Analisa data D. Tahapan Penelitian
Gambar 5. Tahapan Penelitian
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Tabel 2. Hasil Pengamatan
B. Analisis Debit Pengaliran
1. Menghitung Luas Penampang Basah
Berdasarkan persamaan 6 halaman 11 untuk menghitung luas penampang basah saluran
A = (B+mh)h
A = (10,70 + 1 x 1,66) x 1,66 = 19,26 m3
Jadi luas penampang basah pada saluran BL 3 – BL 4 yaitu 19,26 m3 2. Keliling Basah
Bl 7 - BL 8 1.22 1 10.70 14.81 18.64 0.79 0.51 7.62
BL 12 - BL 13 1.19 1.5 7.70 11.29 14.26 0.79 0.51 5.80
BL 14 - BL 15 1.17 1.5 5.50 8.49 11.09 0.77 0.50 4.26
7.66 Titik
Pengamatan
Hasil Penelitian
1 10.70 19.26 15.13 1.27 0.70 13.57
1 11.25 15.08 19.33 0.78 0.51
1.66 BL 8 - BL 9 1.21 BL 3 - BL 4
Tinggi Muka Air (h) (m)
Kemiringa n saluran
(m)
Lebar Saluran
(b) (m)
Luas Penam
pang (A) (m3)
Keliling Basah (P)
(m)
Radius Hidrolis (R) (m)
Kecepa tan Aliran
(V)
Debit Aliran (Q)
(m3/dtk)
Berdasarkan persamaan 3 halaman 11 untuk menghitung keliling basah P = B+2xh
P = 10,70 + 2 x 1,22 √1 + 12 = 15,13 m
Jadi keliling basah pada saluran BL 3 – BL 4 yaitu 18,64 m 3. Radius Hidrolis
Berdasarkan persaman 4 halaman 11 untuk menghitung radius hidrolis
R = 19,26 / 15,13 = 1,27 m
Jadi radius hidrolis pada saluran BL 3 – BL 4 yaitu 1,27 m 4. Kecepatan Aliran
Berdasarkan persamaan 5 halaman 11 untuk menghitung kecepatan aliran V = (R)2/3 (S)1/2
V = 60 x 1,272/3 x 0,00011/2 = 0,70 m/dtk
Jadi kecepatan aliran pada saluran BL 3 _ BL 4 yaitu 0,70 m/dtk 5. Debit Aliran
Berdasarkan persamaan 1halaman 10 untuk menghitung debit aliran Q = A x v
Q = 19,26 x 0,70 = 13,57 m3/dtk
Jadi debit aliran pada saluran BL3 – BL4 yaitu 13,57 m3/dtk, untuk perhitungan selanjutnya dari BL 7- BL 8 dengan luas penampang basah yaitu 14.81m3, keliling basah 18.64 m, radius hidrolis 0.79 m, kecepatan aliran 0.51 m/dtk, debit aliran 7.62 m3/dtk. BL 8 – BL 9 luas penampang basah 15,08 m3, keliling basah 19,33 m, radius hidrolis 0,78 m, kecepatan aliran 0,51 m/dtk, debit aliran 7,66 m3/dtk. BL 12 – BL 13 luas penampang 11,29 m3, keliling basah 14,26 m, radius hidrolis 0,79 m, kecepatan aliran 0,51 m/dtk, debit aliran 5,80 m3/dtk. BL 14 – BL 15 luas penampang basah 8,49 m3, keliling basah 11,09 m, radius hidrolis 0,77 m, kecepatan aliran 0,50 m/dtk, debit aliran 4,26 m3/dtk. untuk data lebih jelasnya dapat di lihat pada pembahasan di bawah ini.
Gambar 6. Hubungan antara Kecepatan aliran (v) (m/dtk) dan Tinggi Muka Air (h) (m).
Berdasarkan tabel 3 dan gambar 6 menunjukan terjadi perubahan kecepatan aliran pada saluran BL 12-BL13 pada data lama dan hasil amatan yang mana data lama yaitu 0,84 m/dtk sedangkan hasil amatan 0,51 m/dtk.
hal ini terjadi dikarenakan oleh terjadinya pengendapan pada saluran tersebut.
Gambar 7. Hubungan antara debit aliran (Q) (m3/dtk) dan kecepatan (v) (m/dtk).
Pada gambar 7 menunjukan hasil amatan dilapangan terdapat kurangnya debit pada saluran BL14-BL15 yaitu 4.26 m3/dtk dibandinkan dengan data lama yaitu 6.44 m3/dtk .ini terjadi disebabkan oleh kecepatan aliran yang berkurang sehingga sedimen yang terdapat pada saluran tersebut telah mengendap.
Adapun hasil dari pembahasan diatas dapat dilihat pada tabel 3 di bawah ini.
Tabel 3. Data perhitungan dimensi saluran berdasarkan hasli pengamatan di saluran
Tabel 4. Dimensi geometri saluran
C. Pengaruh Kecepatan Aliran Terhadap Sedimentasi
Tabel 5. Hasil perhitungan sedimen melayang pada saluran primer D.I kampili
Hasil Amatan No. Titik
Pengamatan
Lebar
Penampang (B)
Kecepatan Aliran (v)
Debit Sedimen Melayang (Qsm)
(m) m/dtk (ton/tahun)
1 BL 3 – BL 4 10.70 0,33 2778.873
2 BL 7 – BL 8 11.25 0,35 3041.507
3 BL 8 – BL 9 11.25 0,35 3740.073
4 BL 12 – BL 13 7.70 0,52 1580.240
5 BL 14 – BL 15 5.50 0,53 2484.557
Sumber : Hasil perhitungan
BL 3 - BL 4 0.70 1.66
BL 7 - BL 8 0.51 1.22
BL 8 - BL 9 0.51 1.21
BL 12 - BL 13 0.51 1.20
BL 14 - BL 15 0.50 1.17 4.26
Titik Pengamatan
7.62 7.66 5.80 Hasil Penelitian
Kecepatan Aliran (V)
Tinggi Muka Air
(h) Debit Aliran
(m/dtk) (m) (m3/dtk)
13.57
Tabel 6. Hasil perhitungan sedimen dasar pada saluran primer D.I kampili
Hasil Amatan
No. Titik
Pengamatan
Lebar
Penampang (B)
Kecepatan Aliran (v)
Debit Sedimen Dasar (Gs)
(m) m/dtk (ton/tahun)
1 BL 3 – BL 4 10.70 0,33 146.784
2 BL 7 – BL 8 11.25 0,35 154.329
3 BL 8 – BL 9 11.25 0,35 122.399
4 BL 12 – BL 13 7.70 0,52 83.775
5 BL 14 – BL 15 5.50 0,53 59.840
Sumber : Hasil perhitungan
Gambar 8. Hubungan antara sedimentasi dan kecepatan aliran pada saluran primer D.I kampili.
Berdasarkan gambar 8 menunjukan jumlah sedimen melayang tertinggi dalam satu tahun berada pada titik pengamatan ke tiga yaitu 3740.073 ton/thn dengan kecepatan aliran 0,2 m/dtk . sementara sedimen dasar tertinggi dalam satu tahun berada pada titik pengamatan 154.329 ton/thn dengan kecepatan 0,30 m/dtk
D. Tingkat Sedimentasi Pada Saluran Primer
1. Sedimen Melayang
Sebelum menghitung sedimen melayang terlebih dahulu harus diketahui debir air (Qw) dan konsentrasi sedimen (Cs).
Qw = A x V
= 22,33 x 0,33
= 11,12 m³/dtk.
Untuk nilai konsentrasi sedimen melayang (Cs) diperoleh dari hasil contoh air yang telah di uji pada laboratorium.
Qsm = Qw x Cs x 0,0864 = 11,12 x 3,25 x 0,0864 =3,12 ton/hari
Dari perhitungan di atas terdapat nilai sedimen melayang 3,12 ton/hari, dan untuk mencari sedimen melayang pada satuan ton/bulan yaitu dengan cara 30 hari x 3,12 ton/hari = 93,67 ton/bln, kemudian untuk mencari sedimen melayang dengan satuan ton/tahun yaitu 93,67 x 12 =1124,06 ton/tahun.
Tabel 7.Hasil perhitungan sedimen melayang pada saluran primer D.I Kampili.
0.66 2314.236 0.33 3864.182
0.66 2415.455 0.35 2821.212
0.67 2520.904 0.35 3408.906
0.81 835.182 0.52 2380.260
0.82 793.557 0.53 2243.847
(m/dtk) (Qsm) (ton/thn)
Data Lama Hasil Amatan
Kecepatan Aliran (V) Kecepatan Aliran (V)
(m/dtk)
Debit Sedimen melayang
(Qsm) (ton/thn) BL 3 - BL 4
BL 7 - BL 8 BL 8 - BL 9 BL 12 - BL 13 BL 14 - BL 15
Titik Pengamatan Debit Sedimen melayang
Gambar 9. Hubungan antara debit sedimen melayang (Qsm) (ton/thn) dengan kecepatan (v) (m/dtk).
Pada gambar 9 menunjukan kecepatan aliran terendah berdasarkan data dan hasil perhitungan pada data lama berada pada titik pengamatan ke satu yaitu 0,66 m/dtk dan data hasil amatan berada pada titik pengamatan ke satu 0,33 m/dtk . sementara jumlah sedimen tertinggi dalam satu tahun data lama berada pada titik pengamatan ke tiga yaitu 2520,904 ton/tahun dan hasil amatan berada pada titik pengamatan kesatu yaitu 3864,182 ton/tahun.
Gambar 10. Hubungan antara debit sedimen melayang (Qsm) (ton/thn) dengan debit air (Qw) (m3/dtk).
Pada gambar 10 menunjukan debit air terendah pada data lama Gowa berada di titik pengamatan ke lima yaitu 7,19 m3/dtk dan data hasil amatan berada di titik pengamatan ke lima yaitu 4,48 m3/dtk. kemudian sedimen tertinggi dalam satu tahun pada data kantor data lama berada di titik pengamatan ketiga 2520,904 ton/tahun dan data hasil pengamatan berada dititik pengamatan kesatu yaitu 3864,182 ton/thn.
2. Sedimen Dasar
Berdasarkan persamaan 14 untuk menghitung sedimen dasar diketahui B = 10.70 m V = 0,27 m/dtk g = 9,81 m/dtk
D90 = 4.75 h = 1.67 m I = 0.00011 x 10 4
s = 2,02 Qs = R
= A = B x h = 10.70 x 1.67 =1.8 m²
Q H
P = B + 2h = 10.70 + 2 (1.67) =14.04 m² R = A
= 17.869
= 1.27 P 14.04
Qs
= R
= 1.27
= 0.762
Q H 1.67
K = Nilai kehilangan tenaga akibat bentuk dasar saluran K’ = Nilai kehilangan tenaga akibat gesekan dengan butiran
K =
V
=
0,27
= 21.92 m/dtk R2/3 x I1/2 1.272/3 x
0,000111/2
K I = 26 / (d90) 1/6 = 26 / (4.75)1/6 = 20.04 m/dtk (k / k I )3/2 = (21.92 / 20.04) 3/2 = (1.094) 3/2
w . Qs
(k/kI)3/2 hI = 0,047 ( s - w) dm + 0,25 ( w/g) 1/3(tb)2/3 Q
1 x 0.762 x (1,094)3/2 . (1.67) (0,00011 x 10-4) = 0,047 (1,02) (1,5x10-3)+ 0,25 x (1/9,8)1/3 Tb 3/2
0.00016 = 0.000072 + 0,250 . Tb 2/3 Tb 3/2 = 0.250
= 0.00065 0.00016
Tb Gs
=
=
0.00065 m3/dtk
0.00065 x 10.7= 4,65 x 10-6 m3/dtk
Jadi berdasarkan hasil perhitungan diatas terdapat volume sedimen dasar di saluran BL - BL 4 selama setahun = 365 x 24 x 60 x 60 x 4,65 x 10-6
= 146.784 m3/tahun. untuk saluran selanjutnya dapat dilihat pada tabel 5 dibawah .
Tabel 8. Data perhitungan sedimen dasar pada saluran primer D.I Kampili
Titik
Pengamatan
Data Lama Lebar
Penampang (B)
Kecepatan Aliran (V)
Berat Kering (gs)
Debit Sedimen Dasar (Qsd) (m) (m/dtk) (kg/m.sec) (ton/tahun) BL 3 - BL 4 10,70 0,66 3,54 x 10-6 120,321 BL 7 – BL 8 11,25 0,66 3,34 x 10-6 124,453 BL 8 – BL 9 11.25 0,67 3,14 x 10-6 110,226 BL 12 – BL 13 7,70 0,81 2,15 x 10-6 68,337 BL 14 – BL 15 5,50 0,82 1,5 x 10-6 49,277 Sumber : Data Lama
Tabel 9. Data dan hasil perhitungan sedimen dasar pada saluran primer D.I kampili
Titik
Pengamatan
Hasil Amatan Lebar
Penampang (B)
Kecepatan Aliran (V)
Berat Kering (gs)
Debit Sedimen Dasar (Qsd) (m) (m/dtk) (kg/m.sec) (ton/tahun) BL 3 - BL 4 10,70 0,33 4,65 x 10-6 146.784 BL 7 – BL 8 11,25 0,35 4,89 x 10-6 154.329 BL 8 – BL 9 11.25 0,35 3,88 x 10-6 122.399 BL 12 – BL 13 7,70 0,52 2,66 x 10-6 83.775 BL 14 – BL 15 5,50 0,53 1,9 x 10-6 59.840 Sumber : Hasil Perhitungan
Gambar 11. Hubungan antara debit sedimen dasar (Qsd) (ton/tahun) dan kecepatan aliran (V) (m/dtk).
Pada gambar 11 menunjukan grafik kecepatan aliran terendah pada data lama berada pada titik pengamatan kesatu yaitu 0,66 m/dtk dan data amatan berada pada titik pengamatan kesatu 0,33 m/dtk. sementara jumlah sedimen dasar tertinggi dalam satu tahun data lama berada pada titik pengamatan ke dua yaitu 124,453 ton/tahun dan data amatan berada pada titik pengamatan kedua yaitu 154.329 ton/tahun.
BAB V
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang telah di uraikan pada bab sebelumnya maka kami mengambil kesimpulan sebagai berikut :
1. kecepatan aliran BL 3-BL 4 yaitu 0,33 m/dtk dengan jumlah sedimen melayang 3864,182 ton/tahun dan sedimen dasar yaitu 146,784 ton/tahun, kecepatan aliran BL 7-BL 8 yaitu 0,35 m/dtk dengan jumlah sedimen melayang 2821,212 ton/tahun dan sedimen dasar 154,329 ton/tahun, kecepatan aliran BL 8-BL 9 yaitu 0,35 m/dtk dengan jumlah sedimen melayang 3408,906 ton/tahun dan sedimen dasar 122,399 ton/tahun, kecepatan aliran BL 12-BL 13 yaitu 0,52 m/dtk dengan jumlah sedimen melayang 2380,260 ton/tahun dan sedimen dasar 83,775 ton/tahun, kecepatan aliran BL 14-BL 15 yaitu 0,53 m/dtk dengan jumlah sedimen melayang 2243,874 ton/tahun dan sedimen dasar 59,840 ton/tahun.
2. Jumlah sedimen dasar BL 3 - BL 4 yaitu 146,784 ton/tahun, BL 7 – BL 8 yaitu 154,329 ton/tahun, BL 8 – BL 9 yaitu 122,399 ton/tahun, BL 12 – BL
13 yaitu 83,775 ton/tahun, BL 14 – BL 15 yaitu 59,840 ton/tahun. Jumlah sedimen melayang BL 3-BL 4 yaitu 3864,182 ton/tahun, BL 7-BL 8 yaitu 2821,212 ton/tahun, BL 8-BL 9 yaitu 3408,906 ton/tahun, BL 12-BL 13 yaitu 2380,260 ton/tahun, BL 14-BL 15 yaitu 2243,874 ton/tahun.
B. SARAN
1. Pengembangan penelitian tentang peningkatan sedimen yang mempengaruhi kecepatan aliran pada saluran primer.
2. Khususnya dinas terkait dapat lebih memperhatikan serta menindaklanjuti pengangkutan sedimen pada saluran tersebut.
3. Sosialisasi kepada masyarakat mengenai pengaruh sedimentasi terhadap pengaliran air ke daerah persawahan
DAFTAR PUSTAKA
Al farobi, M. Yushar, 2010, Pengendalian Sedimentasi di Saluran Irigasi dengan Pembangkitkan Arus Turbulensi, Tugas Akhir S1, UNS
Asdak. C, 2014. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta
Anonim, 1986, Kriteria Perencanaan Bagian Saluran (KP-03), Direktorat Jenderal Pengairan, Jakarta.
Andi, et al, 2014, Perilaku Sedimen Melayang Pada Saluran Primer Jaringan Irigasi Bantimurung. Jurnal Teknologi Pertanian, Universitas Hasanudin.
DPU Pengairan, 1986, Standar Perencanaan Irigasi Kriteria Perencanaan Saluran KP-03, Bandung.
Gandakoesuma (1981), Definisi Irigasi Gajah Mada University Press, Yogyakarta.
Mardjikoen, P, 1987, Angkutan Sedimen, Yogyakarta : Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas gadjah Mada.
Soewarno, 1991, Hidrologi: Pengukuran dan Pengolahan Data Aliran Sungai (Hidrometri), Nova, Bandung, Hal. 643 – 795
Sidharta, S.K., 1997. Irigasi Dan Bangunan Air, Gunadarma 1997
Widyastanto, Alfan, 2006, Pengaruh Variasi Kemiringan Dasar Saluran Terhadap Laju Bed Load Pada Saluran Terbuka Dengan Pola Aliran Steady Uniform Flow, Tugas Akhir S1, UNS
Mardjikoen,P.,1998”,Transpor Sedimen”,Proyek Peningkatan/Pengembangan Perguruan Tinggi Universitas Gajah Mada, Yogyakarta
Wesli, Ir.,2008, Drainase Perkotaan, Graha Ilmu, Yogyakarta
