materi kuliah bagian 3

BANGUNAN PENGATUR

MUKA AIR

BANGUNAN PENGATUR TINGGI MUKA AIR

Banyak jaringan saluran irigasi dioperasikan sedemikian rupa sehingga muka air disaluran primer dan saluran cabang dapat diatur pada batas – batas tertentu oleh bangunan – bangunan pengatur yang dapat bergerak.

Beberapa tipe bangunan pengatur muka air, misalnya:

➢ skot balok dengan pintu bawah

➢ mercu tetap dengan pintu bawah

➢ mercu tetap dengan skot balok

Koefisien debit untuk aliran diatas skot balok potongan segi empat (c^v ≈ 1,0)

Aliran pada skot balok dapat diperkirakan dengan menggunakan persamaan tinggi debit berikut :

𝑄 = 𝐶

_𝑑

𝐶

_𝑣

2 ൗ

3 2 ൗ

3 𝑔𝑏ℎ

^11,5

dimana :

Q = debit, m

³

/dt C

_d

= koefisien debit

C

_v

= koefisien kecepatan datang

g = percepatan gravitasi, m/dt

²

(≈ 9,8) b = lebar normal, m

h

¹

= kedalaman air di atas skot balok, m

Kelebihan – kelebihan yang dimiliki pintu skot balok

➢ Kontribusi ini sederhana dan kuat

➢ Biaya pelaksanaannya kecil

Kelemahan – kelemahan yang dimiliki pintu skot balok

➢ Pemasangan dan pemindahan balok memerlukan sedikit–

dikitnya dua orang dan memerlukan banyak waktu .

➢ Tinggi muka air bisa diatur selangkah demi selangkah saja;

setiap langkah sama dengan tinggi sebuah balok.

➢ Ada kemungkinan dicuri orang

➢ Skot balok bisa dioperasikan oleh orang yang tidak berwenang

➢ Karakteristik tinggi–debit aliran pada balok belum diketahui secara pasti

Aliran di bawah pintu sorong/pintu radial dengan dasar horisontal

Rumus debit yang dapat dipakai untuk pintu sorong adalah :

𝑄 = 𝐾𝜇 2𝑔ℎ

₁

dimana :

Q = debit, (m

³

/dt)

K = faktor aliran tenggelam (lihat Gambar 3.3) μ = koefisien debit (lihat Gambar 3.4)

a = bukaan pintu, m B = lebar pintu, rn

G = percepatan gravitasi, m/dt2 (≈ 9,8)

h

₁

= kedalaman air di depan pintu di atas ambang, m.

Kelebihan – kelebihan yang dimiliki pintu radial

➢ Hampir tidak ada gesekan pada pintu

➢ Alat pengangkatnya ringan dan mudah diekplotasi

➢ Bangunan dapat dipasang di saluran yang lebar

Kelemahan – kelemahan yang dimiliki pintu radial

➢ Bangunan tidak kedap air

➢ Biaya pembuatan bangunan mahal

➢ Paksi (pivot) pintu memberi tekanan horisontal

besar jauh di atas pondasi

𝑄 = 𝐶

_𝑑

2 ൗ

3 2 ൗ

3 𝑔𝑏ℎ

^11,5

dimana :

Q = debit, m

³

/dt C

_d

= koefisien debit

alat ukur ambang lebar C

_d

= 1,03 mercu bulat C

_d

= 1,48

g = percepatan gravitas, m/dt

²

(≈ 9,8) b = lebar mercu, m

h

₁

= tinggi air di atas mercu, m

Kelebihan – kelebihan yang dimiliki mercu tetap

➢ Karena peralihannya yang bertahap, bangunan pengatur ini tidak banyak mempunyai masalah dengan benda – benda terapung.

➢ Bangunan pengatur ini dapat direncana untuk

melewatkan sedimen yang terangkut oleh saluran peralihan

➢ Bangunan ini kuat ; tidak mudah rusak

Kelemahan – kelemahan yang dimiliki mercu tetap

➢ Aliran pada bendung menjadi nonmoduler jika nilai banding tenggelam H

²

/H

¹

melampaui 0,33

➢ Hanya kemiringan permukaan hilir 1 : 1 saja yang bisa dipakai

➢ Aliran tidak dapat disesuaikan

Mercu Type U (Mercu Type Cocor Bebek)

Bangunan pengatur tinggi muka air dengan type U

(type cocor bebek) ini merupakan pengembangan dari bangunan pengatur muka air dengan mercu tetap pada saluran-saluran lebar (lebar > 2 m). Perbedaan dengan mercu tetap yang sudah lama dikembangkan di

Indonesia adalah sumbu atau as yang tegak lurus

saluran sedangkan pelimpah type cocor bebek) ini

berbentuk lengkung.

cocor bebek.pdf

Debit maksimum yang dapat dialirkan oleh bendung pelimpah lurus

𝑄 = 𝑐𝐵𝐻

^1,5

dimana :

Q

_n

= debit rencana saluran (m

³

/dt) B = panjang mercu

c = 1,95 (pedoman bendung gergaji)

Celah Kontrol Trapesium

Seperti halnya mercu tetap, celah kontrol trapesium juga dipakai untuk mengatur tinggi muka air disaluran.

Pengaturan tinggi muka air dengan menggunakan kedua alat tersebut didasarkan pada pencegahan terjadinya fluktuasi yang besar yang mengakibatkan berubah – ubahnya debit.

Perencanaan celah kontrol trapesium didasarkan pada rumus untuk flum trapesium:

Q = C_d{b_cy_c + m y_c²} {2g(H-y_c)}^0,5 ….. (3.5)

dimana :

C_d = koefisien debit (≈ 1,05) b = lebar dasar, m

y_c = kedalaman kritis pada pengontrol, m m = kemiringan dinding samping celah, m H = kedalaman energi di saluran, m

g = percepatan gravitasi, m/dt² (≈ 9,8)

Kelebihan – kelebihan yang dimiliki celah kontrol trapesium

➢ Bangunan ini tidak menaikkan atau menurunkan muka air di saluran untuk berbagai besaran debit.

➢ Bangunan ini kuat dan memberikan panjang ekstra disebelah hulu bangunan terjun dan dapat dengan mudah dilengkapi dengan pelimpah searah saluran.

➢ Bangunan ini tidak memakai ambang dan oleh

karena itu dapat melewatkan benda–benda terapung dan sedimen dengan baik.

Kelemahannya : bangunan ini hanya baik untuk aliran

tidak tenggelam melalui celah kontrol

BANGUNAN BAGI DAN SADAP

• Apabila air irigasi dibagi dari saluran primer sekunder, maka akan dibuat bangunan bagi.

• Bangunan bagi terdiri dari pintu-pintu yang dengan teliti mengukur dan mengatur air yang mengalir ke berbagai saluran.

• Salah satu dari pintu-pintu bangunan bagi berfungsi sebagai pintu pengatur muka air, sedangkan pintu- pintu sadap lainnya mengukur debit.

• Pada cabang saluran dipasang pintu pengatur untuk saluran terbesar dan dipasang alat-alat pengukur dan pengatur di bangunan-bangunan sadap yang lebih

kecil

Bangunan pengatur akan mengatur muka air saluran di tempat-tempat di mana terletak bangunan sadap dan bagi.

Bangunan Sadap

Bangunan Sadap Sekunder

Bangunan sadap sekunder akan memberi air ke

saluran sekunder dan oleh sebab itu, melayani

lebih dari satu petak tersier. Kapasitas bangunan

– bangunan sadap ini secara umum lebih besar

daripada 0,250 m

³

/dt.

Saluran sekunder dengan bangunan pengatur dan sadap ke berbagai arah

Tata Letak Bangunan Bagi dan Sadap

Bangunan bagi sadap terdiri dari bangunan sadap tersier;

bangunan/pintu sadap ke saluran sekunder dengan kelengkapan pintu sadap dan alat ukur; serta bangunan/pintu pengatur muka air.

Tata letak dari bangunan bagi sadap ini bisa dibuat 2 alternatif, yaitu :

– Bentuk Menyamping – Bentuk Numbak

Tata letak bangunan bagi sadap bentuk menyamping

Tata letak bangunan bagi sadap bentuk numbak

Bangunan Persilangan

• Gorong-gorong adalah bangunan yang dipakai untuk membawa aliran air (saluran irigasi atau pembuang) melewati bawah jalan air lainnya (biasanya saluran), bawah jalan, atau jalan kereta api.

Sipon adalah bangunan yang membawa air melewati bawah saluran lain (biasanya pembuang) atau jalan. Pada sipon air mengalir karena tekanan.

Talang adalah saluran buatan yang dibuat dari pasangan beton bertulang , kayu atau baja maupun beton

ferrocement , didalamnya air mengalir dengan

permukaan bebas, melintas lembah, saluran pembuang, sungai, jalan atau rel kereta api,dan sebagainya.

Bangunan terjun atau got miring diperlukan jika kemiringan permukaan tanah lebih curam daripada kemiringan maksimum saluran yang diizinkan. Bangunan semacam ini mempunyai

empat bagian fungsional, yaitu:

1. bagian hulu pengontrol, yaitu bagian di mana aliran menjadi superkritis

2. bagian di mana air dialirkan ke elevasi yang lebih rendah 3. bagian tepat di sebelah hilir yaitu tempat di mana energi

diredam

4. bagian peralihan saluran memerlukan lindungan untuk mencegah erosi

• Bila saluran mengikuti kemiringan lapangan yang panjang dan curam , maka sebaiknya dibuat got miring.

Alat ukur debit *

1. Alat ukur Cipoletti merupakan penyempurnaan alat ukur ambang tajam yang dikontraksi sepenuhnya. Alat ukur Cipoletti memiliki potongan pengontrol trapesium, mercunya horisontal dan sisi- sisinya miring ke samping dengan kemiringan 1 vertikal banding ¼ horisontal

2. Alat ukur parshall adalah untuk mengukur aliran dalam saluran terbuka. Bangunan itu terdiri dari sebuah peralihan penyempitan dengan lantai yang datar, leher dengan lantai miring ke bawah, dan peralihan pelebaran dengan lantai miring ke atas

3. Alat ukur orifis dengan tinggi energi tetap (CHO = Constant Head Orifice) adalah kombinasi pintu pengukur dan pengatur dalam satu bangunan.

Catatan:

Lihat lampiran 1 Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan KP – 04