Sistem Jaringan Irigasi/Drainase

Sistem Jaringan Irigasi/Drainase
Pendahuluan
Tujuan instruksional khusus: mahasiswa memahami nama bangunan, gambar dan
fungsinya di jaringan irigasi dan drainase.
Bahan Ajar
BANGUNAN HIDROLIKA 1
1. Bangunan Utama (Headworks):
Definisi Bendung: Bangunan (atau komplek bangunan) melintang sungai yang
berfungsi mempertinggi elevasi air dan membelokkan air agar dapat mengalir ke saluran
dan masuk ke sawah untuk keperluan irigasi
Secara fisik terdiri dari: (a) Tubuh bendung, (b) Bangunan Pengelak dan Peredam
Energi , (c) Bangunan pembilas, (d) Pintu pengambilan, (e) Kantong Lumpur, (f)
Tanggul banjir, (g) Rumah jaga, (h) Bangunan pelengkap lainnya.
Secara umum bendung dibatasi: (a) Beda tinggi muka air hulu hilir 6 -7 m, (b)
Daerah aliran sungai 500 km2, (c) Pengambilan air irigasi 25 m3/dt. Diluar batasan itu,
harus dikaji spesialis ahli.
Katagori bangunan utama:
1.1.Bendung (weir) atau Bendung Gerak (barrage)
Untuk meninggikan air di sungai sampai ketinggian yang diperlukan agar air dapat
dialirkan ke saluran irigasi mengairi lahan irigasi. Bendung gerak adalah bangunan yang
dilengkapi dengan pintu air yang dapat dibuka/ditutup.
Operasi pintu: Air kecil pintu ditutup, air naik dan membelok ke saluran. Air banjir,
pintu barrage dibuka, pintu pengambilan ditutup, mencegah sedimen masuk ke saluran.
Keuntungan: tanggul banjir rendah, mengurangi daerah genangan.
1.2.Pengambilan bebas (Free Intake)
Bangunan yang dibuat di tepi sungai yang mengalirkan air sungai ke dalam jaringan
irigasi, tanpa mengatur tinggi muka air di sungai.
1.3.Pengambilan dari Waduk (Storage, Reservoir)
Waduk digunakan untuk menapung air pada waktu terjadi surplus air di sungai agar
dapat digunakan pada waktu difisit air. Waduk berukuran besar sering digunakan juga
sebagai pembangkit tenaga listrik.
1.4.Stasiun Pompa
Irigasi dengan pompa dapat dipertimbangkan apabila pengambilan secara gravitasi
ternyata tidak layak baik dari segi teknis maupun ekonomis.
Data Perencanaan Bendung
(1) Topografi: (a) Peta dasar 1: 25.000 atau 1: 50.000 dengan kontur 25 m, untuk
gambaran DAS, (b) Peta situasi sungai 1: 2.000, kontur 0.5 m -1.0 m, 1 km ke hulu dan
ke hilir sungai, 250 m ke kanan dan ke kiri tebing sungai. Untuk pemilihan lokasi
bendung dan kompleks bangunan, (c) Potongan memanjang dan melintang tiap 50 m,
skala 1:200, (d) Pengukuran detail situasi bendung 1: 200 atau 1:500, kontur 0.25 m
seluas 50 Ha (1000 x 500 m).
(2) Data Hidrologi: (a) Debit banjir, diperlukan untuk Perhitungan banjir rencana,
Perhitungan debit rendah andalan, Perhitungan neraca air. Debit banjir dihitung dgn
periode ulang ( th ) : 1000, 100, 50, 25, 5. Bangunan pengelak Q 100, Tanggul banjir Q
1000, Elevasi tanggul hilir Q 5-25, Saluran pengelak atau bangunan kofer dam Q 5-25,
Usahakan data aliran sungai (AWLR), tapi sering kali tidak ada. Data hujan dikonversi
ke debit.
Debit andalan: Dihitung dengan keandalan 80%, artinya 80% terpenuhi dan 20% gagal.
Sehingga perhitungan Q5 yakni debit banjir dengan periode ulang 5 tahunan. Idealnya
data dari aliran sungai (AWLR), kalau tidak ada memakai curah hujan untuk mepredksi
debit.
Neraca Air: Dihitung untuk rencana alokasi air untuk berbagai keperluan, dihitung
dengan keandalan 80%. Hak atas air, penyadapan hulu dan hilir, keperluan air hilir
untuk lingkungan harus dipertimbangkan.
(3) Data Morfologi sungai
Bangunan melintang sungai akan mempunya 2 akibat: (a) Perubahan sungai ke arah
horisontal terhambat, (b) Air dan sedimen dibelokkan, sehingga konsentrasi sedimen
berubah. Data fisik yang diperlukan: (a) Kandungan dan ukuran sedimen, (b) Tipe dan
ukuran sedimen, (c) Distribusi ukuran butir, (d) Banyak sedimen, (e) Pembagian
sedimen secara vertikal dalam sungai, (f) Data historis degradasi dan agradasi sungai.
(4) Data Geologi Teknik
Peta Geologi : (a) Peta daerah skala 1 : 100.000 atau 1 : 50.000, (b) Peta semi detail 1 :
25.000 atau 1 : 5.000, (c) Peta detail 1 : 2.000 atau 1 : 100. Kalau perlu dilakukan
pemboran untuk mengetahui lapisan dan tipe batuan. Biasanya paling tidak lima titik
berupa salip. Kedalaman sampai batuan atau sekitar 15 ~ 20 m. Penyelidikan tambahan
adalah: (a) mencari bahan material: batu, kerikil, pasir; (b) dimana, kualitas, jumlahnya;
(c) Penyelidikan Mekanika Tanah perlu dilakukan untuk mengetahui sifat fisik tanah :
sudut geser, kohesi, kelulusan air, sifat konsolidasi tanah.
Tubuh Bendung dan Bangunan Pengelak
Pemilihan lokasi: (a) Pilih bagian sungai lurus, tidak ada gerusan; (b) Pilih lembah
yang sempit (biaya murah); (c) Fondasi bendung kokoh; (d) Keperluan elevasi muka
air; (e) Pelaksanaan mudah; (f) Ketersediaan bahan bangunan.
Keperluan elevasi muka air tergantung luas sawah yang diairi. Semakin naik ke hulu
sawah terairi lebih luas, turun ke hilir luas areal sawah terairi berkurang.
(5) Sungai.
Faktor yang dipertimbangkan: (a) Kemiringan dasar sungai, (b) Sedimen/bahan yang
terangkut, (c) Jumlah air dan distribusi sepanjang tahun, (d) Morfologi sungai dan
geologinya.
Faktor Kemiringan. Upper reach, pegunungan, terjal, batuan sedang dan besar dalam
jumlah besar, kolam olak sering pecah, degradasi, batuan terjun bebas dibenturkan dasar
sungai (Gambar 6). Pengambilan bebas atau bendung tetap. Lower reach, dekat pantai,
hampir datar, endapan pasir halus, agradasi, kolam olak aman, genangan banjir luas,
tanggul mahal, dilengkapi pintu (barrage). Middle reach, lokasi diantaranya, keadaan
transisi, bisa bendung tetap atau barrage, lihat situasi lapangan. Barrage biaya OP nya
mahal. Semua yang bergerak OP nya mahal.
A : membawa batu, dasar sungai kuat, batu diterjunkan langsung; B : endapan pasir krikil, dasar
sungai tidak kuat; C : endapan batu besar, di rolling, loncat ke hilir; D : beda tinggi > 7 m,
dibuat double jump
Morfologi sungai
Sungai stabil: tebing dari batuan kokoh, dasar sungai ada outcrop (batuan), atau batubatuan
besar. Sungai labil: penuh kerikil dan pasir, tebing tidak kokoh, tidak ada
outcrop, alur berpindah (semi braiding). Sungai bermeander: berkelok, berpindahpindah,
melewati aluvial, konsentrasi endapan tinggi, sungai melebar, degradasi tinggi.
Pengcekan untuk bangunan utama: (a) Terjadi degradasi atau agradasi, (b) Terjadi
meandering atau tidak, (c) Apakah terjadi perubahan sungai ke arah horisontal atau
vertikal, (d) Kestabilan tebing bagaimana.
Muka air
Ada 4 batasan penentuan elevasi muka air: (a) Keperluan irigasi untuk lokasi/elevasi
sawah paling tinggi, (b) Beda tinggi energi untuk membilas pada kantong lumpur, (c)
Beda tinggi energi untuk membilas sedimen dekat pintu pengambilan, (d) Beda tinggi
energi untuk meredam energi pada kolam olak. Untuk keperluan irigasi perlu
diperhatikan: elevasi sawah tertinggi yang akan diairi, kedalaman air di sawah,
kehilangan tinggi di bangunan dan saluran, variasi muka air dalam eksploitasi,
kehilangan tinggi di bendung.
Topografi
Pertimbangan yang diperlukan: (a) Pilih lembah berbentuk V atau sempit karena dapat
menghemat biaya material, (b) Perhatikan keperluan lokasi untuk bangunan pelengkap
(kantong lumpur, tanggul banjir, tanggul penutup, rumah jaga), (c) Perhatikan arah
saluran primer apakah lewat tebing, galian tinggi, atau terowongan.
Geologi teknik
Hal yang perlu dipertimbangkan: (a) Daya dukung fondasi harus kuat, (b) Jangan
terletak pada daerah sesar atau patahan, (c) Kekuatan fondasi terhadap erosi air, (d)
Fondasi apakah rapat air atau tidak, (e) Kestabilan tebing kanan dan kiri, (f)
Ketersediaan bahan bangunan.
Metode Pelaksanaan : Di sungai atau Kopur
Di sungai : Pelaksanaan separuh-separuh, memerlukan kistdam panjang dan mahal,
resiko banjir besar (Gambar 7). Di Kopur/sudetan: Pelaksanaan penuh tanpa kistdam
hanya coffer dam, resiko banjir kecil. Pekerjaan yang harus dipertimbangkan adalah:
saluran pengelak, tanggul penutup, kopur, bendungan, tempat kerja (building pit).
Tipe Bangunan
Digolongkan dua bagian besar: (a) Bangunan yang mempengaruhi air di hulu, misalnya
bendung, embung, bendungan, cek dam; (b) Bangunan yang tidak mempengaruhi air di
hulu, misalnya: bendung gerak, pengambilan bebas, pompa, bendung gerak.
Dari jenis bahan bangunan dibedakan: (a) Beton bersifat: mantap, mahal, dari sisi cara
pengerjaan mutu terjamin, lebih homogen, awet, tahan erosi air; (b) Pasangan batu
bersifat: mantap, relatif murah, mutu tergantung masing-masing tukang, kurang
homogen, awet, mudah retak akibat setlemen. Dari segi fungsi pengatur muka air,
dibedakan menjadi: (a) Pengatur muka air, misalnya: bendung, bendung gerak, bendung
karet; (b) Bangunan muka air bebas, misalnya: pengambilan bebas, pompa, bangunan
saringan bawah.
Bendung gerak dapat dipertimbangkan jika: (a) Kemiringan sungai kecil/relatif datar,
(b) Daerah genangan luas dan harus dihindari, (c) Debit banjir besar, kurang aman
dilewatkan pada bendung tetap, (d) Fondasi untuk pilar harus betul-betul kuat, kalau
tidak pintu terancam macet.
Pengambilan bebas dengan syarat: (a) Debit pengambilan kecil dibandingkan debit
sungai, (b) Pada aliran normal, tersedia ketinggian air di sungai untuk mengairi sawah,
(c) Tebing sungai pada pengambilan bebas stabil, (d) Pintu pengambilan terletak pada
tikungan luar, (e) Butir sedimen kecil dan konsentrasi sedimen melayang relatif sedikit.
Bendung saringan bawah (Gambar 8) dapat dipertimbangkan jika: (a) Kemiringan
sungai relatif besar, biasanya di pegunungan, (b) Butir sedimen sedang kecil dan
konsentrasi sedimen sangat tinggi, (c) Mengandung bongkahan batu, (d) Debit
pengambilan jauh lebih kecil dari debit sungai. Untuk keperluan pengurasan diperlukan:
(a) debit air dan kemiringan yang memadai, (b) Sedimen halus akan masuk ke saluran,
yang kasar akan loncat dan melewati bangunan, (c) Sebagian krakal dan krikil ada yang
terjepit pada jeruji, (d) Konsentrasi sedimen yang tinggi akan menyebabkan
penumpukan material di hilir bendung dan mengganggu fungsi bendung.
Pompa
Karakteristik penggunaan pompa pada irigasi umumnya: (a) Biaya Operasi dan
Pemeliharaan mahal (biaya bahan bakar), (b) hanya dipakai kalau betul-betul secara
grafitasi tidak bisa, (c) Debit air irigasi relatif kecil dibanding debit sungai, (d) Fleksibel
membelokkan air, (e) Biaya investasi murah, (f) Perlu studi kelayakan yang cermat.
Perencanaan Hidrolik
Bendung
Lebar bendung: sama dengan lebar rata-rata sungai pada bankfull discharge. Biasanya B
= 120% Bs ( lebar sungai pada banjir tahunan ).
Be = B-2 (n Kp + Ka ) H1
Be: lebar efektif, B: lebar mercu, n : jumlah pilar, Kp: koefisien konstraksi pilar, Ka:
koefisisen konstrasi pangkal bendung, H1: tinggi energi.
Mercu bendung
Di Indonesia umumnya mercu bendung berbentuk bulat dan Ogee. Kedua bentuk ini
cocok untuk beton atau pasangan batu kali. Kemiringan bagian hilir 1:1. Bentuk bulat
memberikan harga koefisien jauh lebih tinggi (44%) dibandingkan dengan ambang
lebar. Mercu berbentuk Ogee adalah berbentuk lengkung memakai persamaan
matematis, sedikit rumit dilaksanakan, tetapi memberikan sifat hidraulis yang baik,
bentuk gemuk dan kekar, menambah stabilitas.
Bendung Gerak
Tata letak dapat dilihat pada Gambar 2. Pada Bendung Gerak, paling tidak harus ada
dua buah pintu, untuk mengantisipasi kalau ada kemacetan pintu. Ada dua kriteria yang
bertentangan yakni (a) Bangunan tinggi mahal, sehingga diusahakan bangunan melebar,
(b) Untuk menguras sedimen perlu kecepatan besar, sehingga bangunan sempit.
Komprominya bagaimana?
Pintu :
(a) Pintu sorong, tinggi maksimum 3 m, lebar maksimum 3 m. Kalau lebih besar
terlalu berat, dianjurkan pakai pintu rol atau Stoney.
(b) Pintu sorong/rol rangkap. Tidak saling berhubungan, dapat digerakkan sendiri,
alat angkat ringan. Air lewat atas, bahan terapung hanyut. Air lewat bawah
sedimen terkuras.
(c) Pintu radial/segmen. Tidak ada gesekan, alat angkat ringan. Air bisa lewat
bawah atau atas dengan membuat katup pada puncak.
Pengambilan Bebas , Pompa , Bendung Tyroll
Pengambilan Bebas. Posisi harus tepat agar sedimen tidak masuk.Tinggi ambang
secukupnya untuk menahan sedimen. Tebing sungai harus kokoh.
Pompa
   HP =Qxh /76
Efisiensi : Pompa 75%, mesin 90%, Total 65%
Kapasitas pompa dipertimbangkan dengan menentukan berapa jumlahnya untuk
efisiensi dan keamanan kalau terjadi kemacetan.
Bendung Tyroll. Tidak cocok untuk sungai yang sedimennya tinggi, dasar sungai
rawan gerusan, fondasi harus dalam. Saringan dibuat sederhana, tahan benturan, mudah
dibersihkan. Kantong lumpur: kapasitas memadai untuk sedimen yang masuk, mampu
membilas, perlu kemiringan tinggi. Pada saluran primer dibuat pelimpah.
Bangunan Pengambilan dan Pembilas
Tata Letak
(a) Pengambilan: untuk mengelakkan air agar masuk ke saluran irigasi. Diletakkan
dekat bendung dan pada tikungan luar
(b) Pembilas: mengurangi benda terapung dan sedimen kasar masuk ke saluran
(c) Pengambilan air pada dua sisi, sebaiknya salah satu sisi lewat sipon pada tubuh
bendung.
Bangunan Pengambilan
Kapasitas dibuat 120% kebutuhan air sekarang, untuk fleksibilitas dan antisipasi
penambahan kebutuhan. Tinggi ambang tergantung sedimen yang ada. Tinggi ambang
untuk sedimen lanau, pasir kerikil, dan batu bongkah masing-masing 0,5 m, 1,0 m, dan
1,5 m. Pintu bukaan lebih satu pilar mundur, aliran mulus. Lengkapi sponning untuk
perbaikan. Puncak bukaan di bawah muka air hulu, agar benda terapung tidak masuk.
Kalau sebaliknya harus dilengkapi saringan berupa kisi.
Pembilas Bawah
Dimaksudkan untuk mencegah sedimen layang masuk ke pengambilan. Plat horisontal
di hulu pintu pembilas membagi 2 aliran. Aliran atas untuk air masuk ke saluran, yang
bawah untuk mengendapkan sedimen dan secara berkala dibilas (60 menit/hari). Benda
terapung mengganggu, diperlukan dua pintu. Buka bawah untuk bilas sedimen, dan
buka atas untuk menghanyutkan benda terapung. Tinggi pembilas bawah harus
memenuhi 3 kriteria: (a) Lebih besar 1,5 x diameter batu di sungai, (b) Lebih besar dari
1 m (untuk keperluan OP), (c) Sekitar 1/3 – ¼ x kedalaman air normal depan
pengambilan.
Pintu Air
Faktor penting yang perlu dipertimbangkan adalah beban yang bekerja, alat pengangkat
(mesin atau manusia), sekat kedap air, dan bahan bangunan. Beban adalah tekanan air
horizontal bekerja pada plat pintu dan diteruskan ke sponning. Alat pengangkat berupa
pintu kecil dan ringan pakai setang dengan cara manual. Pemakaian mesin tergantung
tersedianya tenaga listrik, biaya OP, mudah/tidaknya OP. Supaya kedap air pintu sorong
dipakai pelat perunggu. Pintu sorong dan radial biasanya memakai karet (Gambar 21).
Bahan bangunan adalah gabungan kayu dan kerangka baja, atau pelat dan kerangka
baja. Pintu pengambilan biasanya dari kayu, kalau kayu mahal bisa diganti baja. Kalau
pintu terlalu tinggi, maka OP nya sulit. Sebaiknya digunakan pintu radial (Gambar 22)
Perencanaan Bangunan
Jenis bahan untuk lindungan permukaan tergantung pada jenis dan ukuran sedimen.
Bahan bangunan harus tahan terhadap gerusan. Berbagai bahan pelindung permukaan
dan karakteristknya adalah (a) batu candi yakni batu alami keras yang dibentuk persegi
secara manual, sangat tahan terhadab abrasi; jenis batu: andesit, basal, gabro, granit,
cocok untuk sungai yang berdaya gerus besar. (b) beton: Kalau batu candi tidak ada
dipakai beton yang tahan gerusan. Beton kekuatan tinggi, agregat kecil, gradasi baik. (c)
Baja: lapisan pelat baja dipakai untuk menahan gerusan. Terutama dipakai pada kolam
olak, blok halang, end sill. Kadang-kadang tubuh bendung diberi lapisan rel.
Pasangan batu kosong (rip-rap) dipakai untuk melindungi dasar sungai atau tebing di
hilir bendung. Batu harus keras, padat, awet, BJ ≈ 2,4 t/m3. Panjang lindungan 4 x R (R:
dalam gerusan). Tebal lapisan 2 ~ 3 x d40 . Nilai d40 tergantung kecepatan air. Lihat
grafik Gambar 24.
Filter dan Bronjong (Gambar 25)
Filter berfungsi untuk mencegah hilangnya bahan dasar halus melalui batu kosong.
Ditempatkan antara tanah dan pasangan batu kosong. Ada tiga macam bahan yakni (a)
kerikil dan pasir dengan sarat gradasi tertentu, (b) sintetis: ikuti spek tek dari pabrik, (c)
ijuk : kurang baik, sebaiknya tidak dipakai.
Bronjong: berbentuk bak dari jala kawat yang diisi batu. Ukuran biasanya 2x1x0,5 m.
Tidak boleh dipakai untuk bagian bangunan permanen. Keuntungannya batu sedang
diikat dalam kawat memberi masa kuat dan konstruksi flexible.
Analisa Stabilitas
Gaya-gaya yang bekerja pada bendung:
(a) Tekanan air: luar dan dalam, hidrostatik dan hidrodinamik.
(b) Tekanan lumpur: menekan horizontal dan membebani vertical
(c) Gaya gempa: tergantung peta gempa di Indonesia. Minimum 0,1g.
(d) Berat bangunan: tubuh bendung
(e) Reaksi fondasi: gaya tekan ke atas terhadap bendung dari reaksi fondasi.
Stabilitas : bendung harus stabil dalam 3 keadaan yakni:
(a) Stabil terhadap amblasnya bendung. Daya dukung fondasi tidak boleh dilampaui
oleh tekanan akibat berat bendung.
(b) Stabil terhadap gelincir. Gaya horizontal tidak boleh melebihi gaya geser yang
melawan pada dasar bendung.
(c) Stabil terhadap guling. Momen yang menggulingkan harus bisa ditahan momen
yang melawannya.
Stabilitas Terhadap Erosi Bawah Tanah
Bendung harus dicek stabilitasnya terhadap erosi bawah tanah, naiknya dasar galian
dan patahnya pangkal hilir bangunan.
Metode empiris: Bligh, Lane, Koshla. Metode Lane: disebut metode angka rembesan
Lane. Metode ini membandingkan panjang jalur rembesan di sepanjang kontak
bangunan dengan beda tinggi muka air. Kemiringan lebih 45o dianggap tegak, dan yang
kurang 450 dianggap horisontal. Vertikal dihitung penuh dan horisontal dihitung 1/3.
Rumus yang digunakan ;

Metode angka rembesan Lane (Gambar 28)
Harga minimum Lane
Tabel 1.
Detail Bangunan
Dinding penahan (Gambar 29). Biasanya h < 3 m, dinding depan vertikal: b = 0,26 h. B
= 0,425h. Dinding depan miring: b = 0,23h; B = 0,46h
Detail Bangunan (Gambar 30)
Perlindungan terhadap erosi bawah tanah bertujuan untuk melindungi menggunakan
beberapa kombinasi. Prinsipnya adalah mengurangi kehilangan beda tinggi per satuan
panjang rembesan atau memutup rembesan sama sekali
Pemilihan pelindung berikut bisa sendiri atau kombinasi: (a) Lantai hulu: beton 10 cm,
atau pasangan batu kali 20 – 25 cm. Tapi Lane 1/3; (b) Dinding halang: mahal, Lane
penuh 100%; (c) Filter pembuang; (d) Konstruksi pelengkap.
Erosi bawah tanah adalah 3 dimensi, konstruksi lindung harus ke semua arah. Lantai
hulu harus kedap, sambungan dengan bendung harus rapat, kombinasi lempung dan seal
karet. Salah satu penyebab runtuhnya bendung adalah penurunan yang tidak merata.
Dinding halang (cut-off)
Alternatif: (a) Dinding beton: bagus, tapi mahal; (b) Pasangan batu: bagus, relatif
murah, kedalaman terbatas; (c) Tanah kedap air, atau pudel (1 kapur : 4 tanah): baik
sekali, sangat murah, kontak sambungan dengan bendung tidak baik; (d) Pelat pancang
baja atau kayu: amat mahal, harus hati-hati, kontak antar pelat harus baik, cocok untuk
tanah butir halus, kena gravel sulit masuk. Agar gaya uplift minimal, sebaiknya
dipasang ujung lantai paling hulu.
Gambar 32
Lubang pembuang/filter. Dibuat untuk mengurangi gaya angkat, dengan melepas air di
ujung kolam olak. Untuk mencegah terangkutnya bahan padat fondasi bendung
dilengkapi dengan filter terbuat dari pasir krikil atau bahan sintetis.
Konstruksi pelengkap. Tubuh bendung kemungkinan turun tidak merata, bisa retakretak,
lolosnya air. Untuk itu perlu dibuat sambungan yang bagus. Tanah bawah jenuh
karena air hujan maka perlu ditangani jangan terjadi jalur gelincir atau erosi bawah.
Gambar 33
Perencanaan Kantong Lumpur (Gambar 34)
Meskipun sudah ada bangunan pembilas di depan intake, biasanya masih ada butir halus
partikel yang masuk. Untuk mencegah masuk ke saluran diperlukan kantong lumpur.
Prinsipnya adalah memperbesar saluran sehingga kecepatan berkurang akibatnya sedimen
mengendap. Untuk menampung sedimen saluran diperdalam, dibilas tiap 1-2 minggu.
Biasanya panjang 200 m untuk sedimen kasar, sampai dengan 500 m untuk sedimen
halus. Tergantung pada topografi dan keperluan pembilasan. Pertimbangan dalam
memutuskan: (a) Ekonomis atau tidak, (b) Kemudahan pekerjaan OP, (c) Perlu
dibangun, kalau sedimen masuk ke saluran > 5% kedalaman x panjang x lebar saluran
primer dan sekunder (butiran< 0,06 - 0,07 mm).
Gambar 34
Sedimen. Data yg diperlukan: pembagian butir, penyebaran ke arah vertical, sedimen
layang, sedimen dasar. Kalau tidak ada data, diandaikan volume sedimen yang akan
masuk kantong lumpur 0,05% volume air masuk. Dianjurkan 60-70% sedimen diatas
0,06-0,07 mm bisa diendapkan.
Bangunan pengambilan. Perencanaan yang baik akan mempengaruhi jumlah sedimen
masuk ke kantong lumpur. Pada jaringan saluran, perencanaan saluran yang baik adalah
membuat kapasitas angkut sama besar atau makin membesar ke arah hilir. Kalau ada
kelebihan sedimen yang tidak mengendap di kantong lumpur, diharapkan mengendap di
sawah. Petani harus membuang sedimen ini.
Topografi. Topografi tepi sungai dan kemiringan sungai sangat mempengaruhi kelayakan
ekonomis. Kantong lumpur perlu ruangan yang luas, penempatannya harus
dikaji cermat. Kemiringan sungai kurang, energi ditambah dengan menaikkan mercu
bendung.
Dimensi kantong lumpur
Partikel pada titik awal A kecepatan endap w dan kecepatan air v akan mengendap di
titik C . Waktu yg diperlukan: t = H/w = L/v dimana v = Q/HB. Menghasilkan LB =
Q/w, dimana L: panjang kantong lumpur, B : lebar kantong lumpur, Q : debit air, w:
kecepatan endap di kantong lumpur. Agar tidak terjadi meandering atau pulau endapan
dibuat L/B > 8. Kalau topografi tidak memungkinkan bisa dibagi-bagi ke arah
memanjang dengan dinding pemisah (devider wall).
Gambar 35
Volume tampungan
Volume kantong lumpur tergantung pada kandungan sedimen, volume air yang lewat,
dan jarak waktu pembilasan. Banyak nya sedimen yang lewat dapat dihitung dengan
cara: (a) Pengukuran langsung di lapangan, (b) Perhitungan rumus yang cocok
(Einstein-Brown, Meyer-Peter, Muller), (c) Atau memakai data kantong lumpur yang
ada di lokasi lain. Kedalaman ds = 1 m untuk jaringan kecil (10 m3/dt ), 2,5 m untuk
jaringan besar (100 m3/dt)
Gambar 36
Tata letak kantong lumpur
Tata letak terbaik kalau saluran pembilas lurus sebagai kelanjutan kantong lumpur,
saluran primer di sampingnya. Ambang saluran primer di atas tinggi maksimum
sedimen. Alternatif tata letak lain saluran primer searah kantong lumpur, perlu dinding
pengarah.
Gambar 37
Pengaturan Sungai dan Bangunan Pelengkap
Lindungan dasar sungai. Bangunan di sungai mengubah pola aliran sehingga terjadi
gerusan lokal, maka perlu dilindungi. Di hilir kolam olak, bahan pelindung terdiri
pasangan batu kosong atau bronjong. Supaya aman dan awet dilengkapi dengan filter.
Bahan pelindung jangan dari beton atau pasangan batu kali, karena akan
memperpanjang jalur rembesan yang menyebabkan gaya uplift. Gerusan pada hulu
bangunan juga ada, kalau disini boleh pakai beton atau pasangan batu kali. Panjang
pelindung hulu = 2 ~ 3 x kedalaman air. Panjang pelindung hilir = 4x kedalaman gerusan.
Gambar 39
Pengaturan Sungai dan Bangunan Pelengkap (Gambar 40)
Lindungan tanggul sungai. Dihilir bendung penggerusan tanggul terjadi karena adanya
turbulensi. Dibuat krip, paling ekonomis. Kalau tidak ada alur krib yang cocok, krip
dibuat tegak lurus tanggul. Tinggi mercu krip sama dengan bantaran. Kemiringan
pelindung tanggul atau krip 1 : 2,5 – 3,5 di bawah air, dan 1 : 1,5-2,5 yang di atas air.
Kemiringan ujung krip 1 : 5-10
Pengaturan Sungai Dan Bangunan Pelengkap Tanggul (Gambar 41)
Panjang dan elevasi. Kurva pengempangan digunakan untuk menghitung panjang dan
elevasi tanggul untuk banjir dengan periode ulang berbeda. Untuk genangan dengan Q
100 tahun ditambah tinggi jagaan. Dan dicek dengan Q 1000 tahun. Hitung pakai
“Standar Step Methode “, jika ada data kemiringan sungai, potongan melintang dan
faktor kekasaran sungai.
Poros tanggul. Tanggul banjir sebaiknya jauh dari air terendah. Tinggi jagaan: Elevasi
puncak tanggul 0,25 m diatas elevasi pangkal bendung untuk keamanan extra.
Potongan melintang. Lebar puncak tanggul 3 m. Kalau dipakai jalan ditambah
seperlunya. Kemiringan hulu dan hilir diambil antara 1 : 2 s/d 1 :3,5 tergantung jenis
tanah. Tinggi tanggul > 5m sebaiknya stabilitasny dicek dengan perhitungan khusus.
Bila fondasi tanggul lolos air (porous) disarankan dibuat cut off (parit halang) 1/3 x H
Gambar 42
Pengaturan Sungai dan Bangunan Pelengkap Sodetan (Gambar 43)
Kadang-kadang lebih menguntungkan membuat bendung di alur sungai, yaitu
dilaksanakan dengan sodetan (coupure). Keteknikan sungai dipikir mendalam untuk
menentukan arah sodetan, dimensi, perubahan dasar sungai, dan penutupan sungai.
Tata letak. Tata letak tergantung banyak faktor yakni geologi, geologi teknik, bangunan,
dan topografi. Pertimbangan penting: (a) Gangguan morfologi sungai diusahakan
sesedikit mungkin, (b) Menurunnya dasar sungai akibat makin terjal (slope makin
besar), (c) Fondasi bangunan harus dibuat koperan bagian hilirnya.
Pengaturan Sungai dan Bangunan Pelengkap. Tanggul Penutup (Gambar 44)
Penutupan sungai lama dan pembelokan ke bendung yang baru harus direncanakan hatihati.
Air dibelokkan dengan menaikkan muka air di hulu. Penutupan sungai pada waktu
air kecil dan cukup lama. Penutupan harus dilakukan dengan cepat. Bahan yang dipakai
harus berat (batu besar, blok-blok beton) dan tersedia banyak. Bila penutupan selesai,
segera diperkuat dengan tanggul permanen
Gambar 44
Penyelidikan Model Hidraulis
Umum :
Model hidraulis dipakai untuk mensimulasi perilaku hidraulis dengan skala lebih kecil.
Selain model hidraulis ada juga model matematika dengan komputer, tetapi
memerlukan parameter dan data yang akurat. Model hidraulik dilakukan untuk
menyelidiki perilaku hidraulis, sedang model komputer dipakai untuk studi banjir dan
gejala morfologi seperti degradasi dan agradasi. Pertimbangan memakai model atau
tidak: (a) Apakah ada masalah yang tidak bisa dipecahkan dengan pengalaman yang
lalu; (b) Apakah bangunan begitu komplek sehingga dengan standar yang ada masih
meragukan; (c) Apakah model hidraulis akan bisa menghemat; (c) Apakah OP
bangunan sulit dibuat berdasar pengalaman terdahulu; (d) Apakah biaya model tidak
lebih mahal dengan beaya keseluruhan
Penyelidikan model hidraulik untuk bendung. Bagian yg perlu diselidiki: (a) Lokasi dan
tata letak, (b) Pekerjaan pengaturan sungai di hulu dan hilir bangunan, (c) Bentuk mercu
bendung, (d) Pintu dan bentuk ambang, (e) Kolam olak dan efisiensinya sebagai
peredam energi, (d) Eksploitasi pintu sehubungan dengan gerusan dan atau endapan, (e)
Kompleks pengambilan dan pembilas sehubungan pencegahan sedimen, (f) Saluran
pengarah dan kantong lumpur.
Lokasi dan tata letak. Dibuat tata letak secara umum dengan kriteria yang ada.
Untuk bendung yang besar dan rumit perlu dibuat model untuk mengecek lokasi
terkait dengan perilaku hidraulik. Untuk bendung kecil dan sederhana tidak perlu
dibuat model.
Pekerjaan pengaturan sungai. Perlu dilakukan guna memperbaiki pola aliran di hulu
dan hilir. Keprluan bangunan pelindung dimana dan jenisnya apa.Pola aliran menuju
pintu pengambilan harus diselidiki untuk mencegah sedimen. Hasil model akan
memberi masukan tata letak dan perlindungan sungai, dan diharapkan dapat
menghemat beaya.
Bentuk mercu bendung. Bentuk mercu bendung sudah banyak standarnya. Di
Indonesia dipakai bulat atau Ogee. Model diperlukan kalau ada masalah khusus
yang sulit dipecahkan.
Pintu dan bentuk ambang. Secara garis besar jenis dan bentuk pintu telah ada
standarnya, dan perilaku hidraulik telah diselidiki di laboratorium. Penyelidikan
dilakukan untuk mengetahui koefisien debit dan perilaku getaran. Dalam keadaan
standar tidak perlu model test lagi. Kecuali untuk jenis dan bentuk pintu khusus
yang komplek dan rumit perlu dilakukan model untuk mencek unjuk kerja hidrolis
dan perilaku hidro mekanik. Bentuk ambang telah dibuat standar dengan
penyelidikan yang mendalam, jadi tidak perlu model test.
Kolam olak. Kolam olak berfungsi baik kalau bisa meredam energi air yang jatuh,
sehingga sisa energi air di hilir kolam olak menjadi minimal sehingga gerusan dasar
sungai tidak membahayakan. Perencanaan kolam olak mengikuti standar yang ada
sebenarnya sudah memadai. Yang jadi masalah adalah kedalaman gerusan hilir bendung
seberapa jauh membahayakan. Bendung besar dan komplek perlu model, tapi
untuk bendung kecil dan sederhana tidak perlu dimodel. Apalagi untuk dasar sungai
yang mempunyai outcrop (batuan dasar sungai masif) tidak ragu lagi bahwa gerusan
tidak ada, maka model tidak perlu.
Pengambilan dan pembilas. Untuk saluran dengan besaran normal tidak perlu model.
Untuk sungai membawa batu-batu besar perlu saringan batu (screen boulder),
untuk ini perlu model.
Saluran pengarah dan kantong Lumpur. Antara saluran pembawa yang sempit dan
kantong lumpur yang lebar terjadi perlambatan kecepatan aliran. Perlu dimodel
apakah distribusi aliran merata atau tidak. Kantong lumpur perlu dimodel, untuk
mengetahui bentuk hidraulis dan posisi dinding pengarah, tata letak kantong lumpur
sehingga tercipta kantong lumpur yang efisien. Untuk mengetahui kemampuan
membilas secara hidraulik
Metode Pelaksanaan
Umum
Bendung dibangun di sungai yang penuh risiko menghadapi ketidak pastian alam
yaitu banjir. Metode pelaksanaan harus diantisipasi: peralatan yang harus dipakai,
tenaga ahli, waktu dan besarnya perkiraan datang banjir, risiko yang diperhitungkan,
beban risiko kontraktor dan pemerintah, bahan bangunan, teknik pelaksanaan yg
cepat. Ada dua metoda yakni (a) Pelaksanaan di palung sungai, dan (b) Pelaksanaan
di luar sungai (kopur/sudetan).
Pelaksanaan di palung sungai. Air dibelokkan sepenuhnya lewat terowong pengelak
atau lewat saluran pengelak dengan membangun coffer dam. Pelaksanaan pekerjaan
dalam keadaan kering. Setelah selesai, coffer dam dibuka terowongan ditutup (A).
Sungai dibendung separo dengan kist dam keliling, air sungai mengalir di separo
lainnya. Pelaksanaan dalam keadaan kering. Setelah selesai, dengan cara yang sama
dilakukan pembangunan separo lainnya (B)
Pelaksanaan di palung sungai Gambar 45. Untuk merencanakan tinggi cofferdam
dan kistdam dikombinasikan dengan dimensi terowong pengelak dan lebar separo
sungai, tergantung besaran banjir dan risiko yang diambil (Lihat grafik).
Sistem Jaringan Irigasi/Drainase Sistem Jaringan Irigasi/Drainase Reviewed by Ginting free Blog on 20.50 Rating: 5

Tidak ada komentar:

loading...
Diberdayakan oleh Blogger.