Is i 2735035084123

8/17/2019 Is i 2735035084123

1/98

Bab II Tinjauan Pustaka

II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Fungsi Embung

Menurut Departemen PU (1995) Embung adalah bangunan yang berfungsi

menyimpan air hujan dalam suatu kolam dan kemudian dioperasikan

selama musim kering untuk berbagai kebutuhan suatu desa, yaitu :

penduduk, hewan ternak serta sawah atau ladang.

2.1.1. Komponen Embung

Embung terdiri atas berbagai komponen, periksa gambar 1 :

(1) Daerah tadah hujan

(2) Kolam embung

(3) Tubuh embung – tipe urugan

(4) Pelimpah tanah, berupa saluran terbuka dengan kapasitas paling

besar/sama dengan banjir periode 100 tahunan.

(5) Saluran intake dan saluran pembawa.

2.1.2. Tujuan Pembuatan Embung

(1) Menyediakan air untuk pengairan tanaman di musim kemarau.

(2) Meningkatkan produktivitas lahan, masa pola tanam dan pendapatan

petani di lahan tadah hujan.

(3) Mengaktifkan tenaga kerja petani pada musim kemarau sehingga

mengurangi urbanisasi dari desa ke kota.

8/17/2019 Is i 2735035084123

2/98


II-2

(4) Mencegah/mengurangi luapan air di musim hujan dan menekan

resiko banjir.

(5) Memperbesar peresapan air ke dalam tanah.

2.1.3. Persyaratan Lokasi

Beberapa syarat yang harus diperhatikan sebelum melaksanakan pembuatan

embung yaitu:

Tekstur tanah:

- Agar fungsinya sebagai penampung air dapat terpenuhi, embung

sebaiknya dibuat pada lahan dengan tanah liat berlempung.

- Pada tanah berpasir yang porous (mudah meresapkan air) tidak

dianjurkan pembuatan embung karena air cepat hilang. Kalau terpaksa,

dianjurkan memakai alas plastik atau ditembok sekeliling embung.

2.1.4. Kemiringan Lahan

- Embung sebaiknya dibuat pada areal pertanaman yang bergelombang

dengan kemiringan antara 8 - 30%. Agar limpahan air permukaan dapat

dengan mudah mengalir kedalam embung dan air embung mudah

disalurkan ke petak-petak tanaman, maka harus ada perbedaan ketinggian

antara embung dan petak tanaman.

- Pada lahan yang datar akan sulit untuk mengisi air limpasan ke dalam

embung.

- Kemiringan lereng dapat diabaikan dengan menggunakan perhitungan

laju sedimentasi metode USLE terkait volume pengendapan sedimen.

8/17/2019 Is i 2735035084123

3/98


II-3

2.1.5. Lokasi

- Penempatan embung sebaiknya dekat dengan saluran air yang ada

disekitarnya, supaya pada saat hujan, air di permukaan tanah mudah

dialirkan kedalam embung.

- Lebih baik lagi kalau dibuat di dekat areal tanaman yang akan diairi.

- Lokasinya memiliki daerah tangkapan hujan.

2.1.6. Ukuran Embung

Embung bisa dibangun secara individu atau berkelompok, tergantung

keperluan dan luas areal tanaman yang akan diairi. Untuk keperluan individu

dengan luas tanaman (palawija) 0,5 hektar, misalnya, embung yang diperlukan

adalah panjang 10 m, lebar 5 m dan kedalaman 2,5 m - 3 m.

2.1.7. Jenis Tanaman dan Cara Pengairan

Umumnya embung digunakan untuk mengairi padi musim kemarau,

palawija seperti jagung, kacang tanah, kedelai, kacang hijau, kuaci dan sayuran.

Mengingat air dari embung sangat terbatas, maka pemakaiannya harus seefisien

mungkin. Sebaiknya teknik pengairan dilakukan dengan cara irigasi tetesan

terutama untuk palawija dan irigasi pada sela-seta larikan. Apabila air embung

akan digunakan untuk mengairi padi dianjurkan untuk mengairi hanya pada saat-

saat tertentu, seperti pada stadia primordia, pembungaan dan pengisian bulir padi.

Sedangkan setiap kali mengairi tanah, cukup sampai pada kondisi jenuh air.

8/17/2019 Is i 2735035084123

4/98


II-4

2.1.8. Pembuatan Bentuk Embung

Bentuk embung sebaiknya dibuat bujur sangkar atau mendekati bujur

sangkar, hal tersebut dimaksudkan agar diperoleh Wiling yang paling pendek,

sehingga resapan air melalui tanggul lebih sedikit.

2.1.9. Penggalian tanah

Setelah diketahui letak, ukuran dan bentuk embung yang diinginkan tahapan

selanjutnya adalah penggalian tanah yang dapat dikerjakan secara gotong royong.

Cara penggaliannya adalah sebagai berikut:

- Untuk memudahkan pemindahan tanah, maka tanah digali mulai dari

batas pinggir dari permukaan tanah.

- Untuk menghindari masuknya kotoran kedalam embung terbawa air

limpasan, maka keliling tanggul dibuat lebih tinggi dari permukaan

tanah.

- Saluran pemasukan air limpasan dan pembuangan dibuat sedemikian

rupa, sehingga air embung tidak penuh/meluap. Jarak saluran

pembuangan dari permukaan tanggul berkisar 25 - 50 cm.

2.1.10. Pelapisan tanah liat

- Supaya tanggul tidak mudah bobol, sebaiknya dilakukan pemadatan

secara bertahap dengan cara : tanah liat (lempung) dibasahi dan diolah

sampai berbentuk pasta, lalu ditempel pada dinding embung setebal 25

cm, mulai dari dasar kemudian secara berangsur naik ke dinding embung.

Sambungan tanah yang berbentuk pasta tersebut dibuat menyatu

sehingga air embung tidak mudah meresap ke tanah.

8/17/2019 Is i 2735035084123

5/98


II-5

- Untuk menekan kelongsoran, pelapis dinding embung dipapas sampai

mendekati kemiringan 70° - 80° atau dibuat undakan.

- Pada tanah berpasir resapan air kebawah (perkolasi) maupun melalui

tanggul agak cepat. Oleh karena itu dinding embung perlu dilapisi, bisa

dari plastik, tembok atau campuran kapur dengan tanah liat.

- Campuran kapur tembok dan tanah liat untuk memperkeras dinding

embung dibuat dengan perbandingan 1 : 1 dengan cara kapur dibasahi

dan dicampur dengan tanah liat sampai berbentuk pasta. Pasta tersebut

ditempelkan pada dinding dan dasar embung hingga mencapai ketebalan

25 cm.

2.1.11. Peralatan konstruksi

2.1 Ketentuan umum

Pelaksanaan konstruksi embung dilakukan dengan ketentuan sebagai berikut :

(1) Pekerjaan utama yaitu :

i. Pemadatan tubuh embung.

(2) Pekerjaan utama lain seperti :

i. Galian tanah bahan urugan di “borrow area”,

ii. Penghamparan dan penyiraman bahan urugan,

iii. Galian pondasi tubuh embung

iv. Galian kolam embung

v. Galian saluran pelimpah

8/17/2019 Is i 2735035084123

6/98


II-6

Dapat dikerjakan baik dengan alat berat atau tenaga manusia.

(3) Pekerjaan lain yaitu : pemasangan gebalan rumput dll dikerjakan dengan

tenaga manusia.

2.2 Jenis alat yang diperlukan

(1) Apabila pekerjaan pada ayat 2.1 butir (1) dan (2) semuanya akan

dikerjakan dengan alat berat, maka diperlukan :

i. Bulldozer

ii. Wheel loader

iii. Backhoe

iv. Dumptruck

v. Truck tangki air

vi. Sheepfoot roller, dan atau tandem roller, tanderm roller mini

vii. Stamper

Kegunaan, jumlah dan kapasitas setiap alat tersebut di atas yang

diperlukan untuk melaksanakan konstruksi sebuah embung dapat diperiksa

pada gambar 2.1 sampai 2.7.

(2) Apabila pekerjaan dilaksanakan dengan tenaga manusia, kecuali pekerjaan

ayat (2.1) butir (1) yang harus dilaksanakan dengan alat berat, maka

diperlukan :

i. Bulldozer dilengkapi sheepfoot roller, dan atau

8/17/2019 Is i 2735035084123

7/98


II-7

ii. Tandem roller dan tandem roller mini

iii. Stamper (puslitbang pengairan departemen PU, 1995).

1. Bulldozer

Kapasitas : ≤ tipe D7

Penggunaan : Pembersihan semak, rumput, dan pohon, pengupasan

tanah, penggalian tanah, penggusuran tanah dan

penghamparan tanah, perataan tanah.

2. Wheel loader

Kapasitas : Bucket ½ - 1 m3

Penggunaan : Menggali dan memuat tanah atau material berbutir,

mengangkat, Membuang ke dump truk.

8/17/2019 Is i 2735035084123

8/98


II-8

3. Backhoe

Kapasitas : Bucket ½ - 1 m3

Penggunaan : Penggalian tanah yang terletak di bawah tempat

kedudukan backhoe. Juga dapat digunakan untuk

memuat hasil galian ke dalam truk.

4. Dump truck

Kapasitas : 7 ton

Penggunaan : Transportasi material yang akan digunakan untuk

konstruksi dan bahan buangan.

8/17/2019 Is i 2735035084123

9/98


II-9

5. Truk tangki air

Kapasitas : 4000 – 10000 liter

Penggunaan : Penyiraman tanah/material bagi keperluan pemadatan,

penyediaan air bagi kebutuhan konstruksi.

6. Sheepfoot roller

Kapasitas : 8 – 10 ton termasuk ballast

Penggunaan : Alat pemadat material berlempung

8/17/2019 Is i 2735035084123

10/98


II-10

7. Tandem roller

Kapasitas : 8 – 10 ton termasuk ballast

Penggunaan : Alat pemadat material berbutir kasar

8. Stamper

Kapasitas : 1.5 ton

Penggunaan : Pemadatan tanah, pasir, kerikil khususnya di tempat

yang sempit

8/17/2019 Is i 2735035084123

11/98


II-11

2.1.12. Bahan bangunan

Bahan yang diperlukan untuk membangun embung adalah :

(1) Tanah lempung untuk :

• Urugan homogen tubuh embung

• Inti kedap air

• Selimut kedap air di dasar dan dinding lulus air kolam embung

(2) Pasir halus hingga kerikil untuk :

• Urugan “filter”

• “backfill”

• Semen-tanah

• Adukan pasangan batu

• Agregat halus beton

(3) Batu pecah ukuran kerikil, kerakal, hingga bongkah (paling besar 20 cm),

untuk :

• Urugan tubuh embung

• Urugan salir

• Agregat kasar beton

• Lapisan pelindung erosi

8/17/2019 Is i 2735035084123

12/98


II-12

(4) Semen untuk pasangan batu dan bila diperlukan untuk selimut semen-

tanah.

(5) Geotekstil untuk filter di urugan penyalir.

(6) Geomembran, bila diperlukan, untuk selimut kolam embung.

Jumlah atau volume setiap jenis bahan bangunan yang diperlukan dapat dihitung

berdasarkan gambar desainnya yang harus dipersiapakan terlebih dahulu

(puslitbang pengairan departemen PU, 1995).

2.1.13. Tubuh embung dan kolam embung

Tubuh embung :

Ada dua tipe urugan embung, tergantung ketersediaan bahan bangunan setempat,

yaitu :

(1) Urugan homogen (periksa gambar 4.1 dan 4.2)

(2) Urugan majemuk dengan inti kedap air dari bahan :

2.1 lempung (periksa gambar 4.3)

2.2 diapragma dari bahan : semen-tanah, pasangan batu dengan semen,

atau beton (periksa gambar 4.4)

Inti biasa dibuat diatas pondasi kedap air.

Apabila ada lapisan pondasi lulus air, diperlukan tindakan ;

(1) Menggali habis lapisan pondasi lulus air, bila peklaksanaannya mudah

(2) Membuat dinding halang untuk memotong lapisan lulus air.

8/17/2019 Is i 2735035084123

13/98


II-13

Dinding halang dapat dibuat dari bahan : lempung, semen-tanah, pasangan batu

dengan semen, atau beton, berarah vertical mulai bagian kedap air tubuh embung

hingga ke lapisan pondasi kedap air. (periksa gambar 4.2, 4.3, dan 4.4)

2.1.14. Kolam embung

Kolam embung karena berfungsi menyimpan air harus diusahakan bersifat

kedap air. Apanbila dasar atau dinding kolam bersifat lulus air maka diperlukan

selimut yang menutupinya untuk mengurangi kehilangan air. Selimut dapat dibuat

dari bahan : lempung, semen-tanah, atau geomembran.

Periksa gambar 4.2 dan 4.4 (puslitbang pengairan departemen PU, 1995).

2.1.15. Pemadatan tubuh embung

Pemadatan tanah harus dilakukan lapis demi lapis menggunakan alat berat

dengan cara dan ketentuan seperti diuraikan berikut ini.

1.2.1. Tata cara pemadatan tanah berkohesi (lempung) :

(1) Bersihkan tempat penambangan bahan urugan (borrow area) dari bahan

organic, dengan mengupas permukaannya,

(2) Gali dan kemudian angkutlah bahan urugan ke tempat tubuh embung dan

tumpahkan bahan di atas tanah yang telah dipadatkan terlebih dahulu

(3) Hamparkan tanah bahan urugan menjadi rata (lapisan) dengan ketebalan

25 cm, di atas lapisan tanah yang telah dipadatkan lebih dulu,

(4) Siram lapisan tanah butir (3) dengan air secukupnya, bila keadaannya

terlalu kering, sedemikian sehingga tanah tersebut dapat dikepal dengan

tangan tanpa terurai (berarti terlalu kering) dan juga tidak terlalu lunak

(berarti terlalu basah),

8/17/2019 Is i 2735035084123

14/98


II-14

(5) Gilaslah lapisan tanah dengan alat pemadat yang sesuai sehingga tebalnya

berkurang dari 25 cm menjadi 15 cm yang dapat dicapai kira-kira 6-8 kali

lintasan

(6) Ulangi pekerjaan (2), (3), (4), dan (5) hingga urugan mencapai elevasi

yang dikehendaki

Apabila tempat pemadatan cukup luas, missal tubuh embung, gunakan alat

pemadat “sheepfoot roller”, atau bila tidak ada gunakan “tandem roller”. Bila

tempat pemadatan sempit, misal di puritan, gunakan alat “stamper”

Periksa gambar no. 4. 5 (2) sampai (5)

1.2.2. Tata cara pemadatan tanah tak berkohesi :

(1) Tata cara seperti di atas harus dilakukan pula untuk tanah jenis ini, kecuali

langkah no. (4) tidak diperlukan, sehingga urutannya adalah (1), (2), (3),

dan (5), dengan catatan untuk pekerjaan (5) tebal lapisan menjadi 20 cm.

(2) Alat yang diperlukan untuk pemadatan tanah jenis ini adalah “tandem

roller” bila tempat cukup luas, dan “stamper” bila tempat sempit.

(3) Alat pemadat zona tanah lempung tidak boleh melintasi urugan tanah tak

berkohesi agar urugan tidak terkotori lempung (puslitbang pengairan

departemen PU, 1995)

8/17/2019 Is i 2735035084123

15/98


II-15

Gambar. 2.1. Gambaran Embung kecil

Gambar. 2.2. Urugan Homogen, material utama lempung diatas pondasi kedap air

8/17/2019 Is i 2735035084123

16/98


II-16

Gambar 2.3. Tubuh Embung tipe urugan homogeni dengan dinding halang dan

selimut di kolam waduk

Gambar.2.4. Urugan Majemuk, dengan inti lempung

8/17/2019 Is i 2735035084123

17/98


II-17

Gambar.2.5. Urugan Batu, dengan inti diapragma (tanpa dan dengan selimut)

Gambar.2.6. Prosedur Pemadatan Tanah

8/17/2019 Is i 2735035084123

18/98


II-18

2.1.16. Pemetaan Topografi

Untuk mengetahui letak kedudukan embung perlu diadakan survey dan

investigasi. Kegiatan survey dan investigasi pemetaan meliputi :

1. Peta Topografi (topographical mapping)

2. Peta Geologi (geological mapping)

3. Peta Udara (aerial mapping)

Namun disini hanya terdapat data peta topografi sedangkan peta udara

menggunakan fasilitas google earth. Tujuan pemetaan diatas diperlukan untuk

memperkirakan:

1. Volume luas dan volume genangan embung

2. Kedudukan bagian calon embung yang tergenang air serta bangunan-

bangunan pelengkapnya

3. Luasnya daerah yang perlu dibebaskan, termasuk semua bangunan dan

tanaman yang terdapat didalamnya (DR. Suyono sosrodarsono, 2002).

Survey dan investigasi meteorologi dan klimatologi meliputi :

1. Pengukuran temperatur (diambil terendah, tertinggi dan rata-rata) tidak

dilakukan

2. Pengukuran kelembaban (humidity) diambil kelembaban relative, tidak

dilakukan

3. Pengukuran curah hujan (precipitation).

8/17/2019 Is i 2735035084123

19/98


II-19

2.2.

Menurut (DR. Suyono sosro darsono, 2002) Hidrologi adalah ilmu yang

mempelajari sirkulasi air, di dalam hidrologi dipelajari antara lain:

1. Presipitasi (precipitation) yaitu nama umum dari uap yang

menkondensasi dan jatuh ke tanah dalam rangkaian proses siklus

hidrologi seperti hujan, salju dan es

ANALISIS HIDROLOGI :

2. Evaporasi dan transpirasi (evaporation)

3. Aliran Permukaan (surface stream flow)

4. Air tanah (ground water) (DR. Suyono sosro darsono, 2002)

Tujuan analisis hidrologi adalah, untuk menghitung potensi ketersediaan debit air

dan untuk menghitung perkiraaan debit banjir rencana.

Kajian Perencanaan embung memerlukan beberapa perhitungan diantaranya :

1. Perhitungan Hujan rancangan

2. Perhitungan Debit andalan

3. Perhitungan Banjir rancangan

4. Perhitungan Evapotranspirasi

5. Perhitungan Kebutuhan air untuk area persawahan

6. Perhitungan Neraca air/analisis keseimbangan

Data ini merupakan data curah hujan harian maksimum dalam setahun dinyatakan

dalam mm/hari. Data curah hujan diperoleh dari lembaga Badan Meteorologi

Klimatologi dan Geofisika. Untuk stasiun curah terdekat dengan lokasi sistem

drainase, jumlah data curah hujan untuk perencanaan minimal dibutuhkan jangka

waktu 10 tahun. Dalam perhitungan data curah hujan ini menggunakan Analisis

8/17/2019 Is i 2735035084123

20/98


II-20

Frekuensi. Analisis Frekuensi adalah kejadian yang diharapkan terjadi, rata-rata

sekali setiap n tahun.

2.2.1. Pengertian Hujan Rancangan adalah :

Hujan yang mungkin bisa diharapkan terjadi sekali dalam waktu tertentu.

Misalnya R 50, tinggi hujan yang mungkin bisa terjadi sekali dalam 50 tahun.

Kalau terjadi tinggi hujan R 50 dan banghunan hancur, maka kehancuran ini

mungkin baru setelah 50 tahun. Pemilihan dan pertimbangan dalam merencanakan

besarnya tinggi hujan rencana akan mengakibatkan besarnya debit banjir rencana

R 80 atau R 100 sangat diperngaruhi pada besarnya bangunan dan besarnya akibat

kehancurannya.

Tujuan perhitungan Hujan Rancangan adalah :

Untuk mencari tinggi hujan paling maksimum diantara beberapa metode

yang tersedia. Data yang diperlukan untuk menunjang teori kemungkinan ini

adalah minimum 10 besaran hujan atau debit dengan harga tertinggi dalam

setahun diperlukan data minimum 10 tahun. Ada beberapa metode untuk

memperkirakan kejadian berulang ini, diantaranya :

1. Metode Gumbel

Metode Gumbel dengan menggunakan cara analitis :

Rumus yang biasa digunakan Departemen Pekerjaan Umum adalah :

(1.1)

(1.2)

dimana :

Xn : Besarnya curah hujan yang diharapkan berulang setiap n tahun

8/17/2019 Is i 2735035084123

21/98


II-21

X : Curah hujan rata-rata dari suatu catchment area (mm)

Yt : Reduce Variate (tabel )

Yn : Reduce Mean (tabel )

Sn : Reduce Standart Deviation (tabel)

K : Faktor Frekuensi

Sx : Standart Deviasi

n : Jumlah tahun data curah hujan yang didapat

Rumus mencari standart deviasi :

(1.3)

Tabel.2.1. Harga Reduce Variated (Yt) berdasarkan periode ulang

Periode Ulang (tahun) 2 5 10 15 20 25

Reduce Variated 0,4665 14,999 22,502 26,844 2,97 31,985

Sumber : J.Nemec, Engineering Hidrology, Tata Mc.Graw Hill Publishing Company

Ltd.New Delhi,1973

Tabel.2.2. Harga Reduced Mean (Yn)

Sumber : J.Nemec, Engineering Hidrology, Tata Mc.Graw Hill Publishing Company

Ltd.New Delhi,1973

n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,4952 0,4996 0,5035 0,5070 0,5100 0,5128 0,5157 0,5181 0,5202 0,5220

20 0,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,5309 0,5320 0,5332 0,5343 0,5353

30 0,5362 0,5371 0,5380 0,5388 0,5396 0,5402 0,5410 0,5418 0,5424 0,543040 0,5436 0,5442 0,5448 0,5453 0,5458 0,5463 0,5468 0,5473 0,5477 0,5481

50 0,5485 0,5489 0,5493 0,5497 0,5501 0,5504 0,5508 0,5511 0,5515 0,5518

60 0,5521 0,5524 0,5587 0,5530 0,5533 0,5535 0,5538 0,5540 0,5543 0,5545

70 0,5548 0,5550 0,5552 0,5555 0,5557 0,5553 0,5561 0,5463 0,5565 0,5567

80 0,5569 0,5570 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,5580 0,5581 0,5583 0,5585

90 0,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,5598 0,5599

100 0,5600

8/17/2019 Is i 2735035084123

22/98


II-22

1.1. Dari perhitungan dengan metode gumbel perlu dilakukan untuk mengetahui

seberapa dapat diterima dengan Uji Kecocokan Smirnov – Kolomogorof

Metode Gumbel.

Pengujian kecocokan Smirnov – Kolomogorof menggunakan persamaan garis

lurus :

Y = a ( X-Xo

a

577,0

) (1.4)

Dengan :

f ( Y ) = a .( X- (Xa- ) (1.5)

P’(x) = f(Y) (1.6)

Keterangan :

x = debit maksimum pengamatan (mm)

xa = debit maksimum rata-rata (mm)

S = Simpangan baku

Y = variable Gumbel

a =S

283,1

Interval Kepercayaan Metode Gumbel

Interval kepercayaan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

XT - tα.SE(x)

8/17/2019 Is i 2735035084123

23/98


II-23

Untuk Metode Gumbel besarnya SE(x) dapat dihitung dengan rumus :

SE(x) = F(T) x S/(N0.5


seberapa dapat diterima dengan Uji Chi –Kuadrat (x

) (1.8)

2

Pengujian Chi-Kuadrat dilakukan dengan pembagian data pengamatan menjadi 5

sub bagian, interval peluang P = 0.20.

Besarnya peluang untuk tiap sub grup adalah :

Sub grup 1 P < 0.20

Sub grup 2 P < 0.40

Sub grup 3 P < 0.60

Sub grup 4 P < 0.80

Sub grup 5 P > 0.80

dengan :

Oi = jumlah data pengamatan pada interval debit

Ei = N/sub grup interval peluang

x

) metode Gumbel

2 = (Oi-Ei)2


seberapa dapat diterima dengan Uji Kecocokan Smirnov – Kolomogorof

Metode Log Pearson III

/Ei (1.9)

Pengujian kecocokan Smirnov – Kolomogorof metode Log Pearson III

menggunakan persamaan :

Log x = Log xa + G.Si

Keterangan :

8/17/2019 Is i 2735035084123

24/98


II-24

Log x = debit maksimum pengamatan (mm)

Log xa = debit maksimum rata-rata (mm)

Si = Simpangan baku

G = variable Skewness

Maka :

f(G) =Si

Logxa Logx −

(1.10)

Dari ketiga metode diatas, manakah nilai metode yang paling besar dapat

diterima. Metode tersebutlah yang digunakan.

2.2.2. Intensitas Curah Hujan (I)

1. Definisi Intensitas Curah Hujan

Definisi intensitas curah hujan adalah, Ketinggian curah hujan yang

terjadi pada suatu kurun waktu dimana air berkonsentrasi. Intensitas curah hujan

mempunyai satuan mm/jam yang artinya besarnya tinggi curah hujan terjadi

sekian mm dalam kurun waktu per-jam. Intensitas curah hujan umumnya

dihubungkan dengan kejadian dan lamanya durasi hujan turun atau disebut

intensitas duration frequency (IDF).

2. Analisis Intensitas Curah Hujan

Jika data curah hujan yang tersedia berupa curah hujan harian, maka

perhitungan intensitas curah hujan dapat menggunakan rumus dari Dr.Mononobe,

yaitu

( Bangunan Air.Dep.Pekerjaan Umum ) (2.1)

8/17/2019 Is i 2735035084123

25/98


II-25

Dengan :

I = Intensitas curah hujan (mm/jam)

t = Lamanya curah hujan (jam)

R 24 = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)

Jika data curah hujan yang tersedia merupakan curah hujan jangka pendek, maka

perhitungan intensitas curah hujan rata-rata dalam t jam (It), dinyatakan dengan

rumus sebagai berikut :

(2.2)

Rt merupakan besarnya curah hujan selama t jam.

3. Lengkung Intensitas Hujan (IDF)

Lengkung Intensitas Curah Hujan adalah, Kurva yang menyatakan

hubungan antara lamanya pengaliran (dalam menit) atau waktu konsentrasi

sebagai absis dan intensitas curah hujan (dalam mm/jam) sebagain ordinat.

Setelah mendapatkan intensitas curah hujan dan waktu konsentrasi perhitungan

selanjutnya menggunakan kurva lengkung intensitas hujan dengan waktu

konsentrasi dibuat dengan range waktu 5 menit untuk mendapatkan intensitas

curah hujan dengan periode ulang tertentu yang lebih spesifik.

4. Waktu Konsentrasi atau Time Of Concentration (tc)

Time of concentration (tc) adalah, waktu yang diperlukan oleh butiran air

untuk bergerak dari titik terjauh pada daerah pengaliran sampai ke titik yang

ditinjau. Untuk saluran drainase tc adalah waktu yang diperlukan oleh air untuk

mengalir diatas permukaan tanah sampai ke saluran terdekat (to) ditambah waktu

pengaliran di dalam saluran (td) sampai ke titik yang ditinjau.

8/17/2019 Is i 2735035084123

26/98


II-26

Rumus Time Of Concentration :

(2.3)

(Hidologi, Teknik Sipil PNJ)

Keterangan :

tc : waktu konsentrasi (menit)

to : waktu limpas permukaan (menit)

td : waktu limpas saluran (menit)

(2.4)

Keterangan :

to : waktu limpasan (menit)

Lo : panjang limpasan (m)

S : kemiringan medan limpasan

C : koefisien atau angka pengaliran (tabel )

(2.5)

Keterangan :

L : panjang saluran (m)

V : kecepatan aliran rata-rata (m/det)

4. Koefisien Pengaliran (C)

Koefisien pengaliran atau koefisien limpasan adalah angka reduksi dari

intensitas hujan, yang besarnya disesuaikan dengan kondisi permukaan

kemiringan atau kelandaian, jenis tanah dan durasi hujan, koefisien ini tidak

berdimensi. Koefisien pengaliran tergantung dari karakterisitik daerah pengaliran.

8/17/2019 Is i 2735035084123

27/98


II-27

Harga C akan bertambah besar jika daerah kedap air di daerah pengaliran

bertambah besar, umumnya daerah permukiman mempunyai nilai C yang cukup

besar namun nilainya tetap dibawah 1 (satu).

Tabel.2.3. Koefisien Pengaliran

No Kondisi Permukaan Jalan Koefisien Pengaliran

1 Jalan Beton dan Jalan Aspal 0,70-0,95

2 Jalan Kerikil dan Jalan Tanah 0,40-0,70

3 Bahu Jalan :

Tanah Berbutir Halus 0,40-0,65

Tanah Berbutir Kasar 0,10-0,20Batuan Massif Keras 0,70-0,85

Batuan Massif Lunak 0,60-0,75

4 Daerah Perkotaan 0,70-0,95

5 Daerah Pinggir Kota 0,60-0,70

6 Daerah Industri 0,60-0,70

7 Pemukiman Padat 0,60-0,80

8 Pemukiman Tidak Padat 0,40-0,60

9 Tanah dan Kebun 0,20-0,40

10 Persawahan 0,45-0,6011 Perbukitan 0,70-0,80

12 Pegunungan 0,75-0,90

13 Atap 0,75-0,95

Sunber : Departemen Pekerjaan Umum,SK SNI, Tata Cara Perencanaan Umum Drainase

Perkotaaan

2.2. Debit Andalan

Besarnya debit dengan kemungkinan 80% terpenuhi atau tidak terpenuhi 20%

dari serangkaian waktu. Untuk menentukan kemungkinan terpenuhi atau tidak

terpenuhi, serangkaian data debit yang sudah diamati (dilakukan pencatatan)

disusun dengan urutan kecil ke besar. Debit andalan digunakan untuk mengetahui

ketersediaan air irigasi bagi suatu daerah irigasi.

8/17/2019 Is i 2735035084123

28/98


II-28

Debit andalan (dependable flow) dianalisis berdasar curah hujan andalan.

Curah hujan andalan yang digunakan adalah curah hujan andalan 80 %. Besarnya

Probabilitas (kemungkinan) terpenuhi dari rangkaian data debit yang telah tercatat

dapat dihitung dengan rumus :

P = N

m (2.6)

Dengan :

P = Probabilitas / kemungkinan debit terpenuhi 80%.

m = Urutan atau rangking besarnya debit.

N = Banyaknya data pengamatan debit.

• Misalnya, dalam pencatatan data debit tercatat sebanyak 25 tahun. Maka

nomor tingkatan (rangking) debit m dengan kemungkinan tidak terpenuhi 20%

(berarti juga kemungkinan terpenuhinya 80%) dapat dihitung yaitu :

• m = P x N = 20% x 25 = 5 nomor rangking debit dengan kemungkinan

tidak terpenuhi 20%.

Untuk menghitung debit andalan pada materi ini digunakan metode Dr.FJ.Mock,

dengan alasan bahwa data yang dimiliki bukan data debit aliran sungai melainkan

data hujan. Sehingga paling cocok menggunakan metode ini.

2.3.1. Metode FJ.Mock

Adapun parameter-parameter yang diperlukan dan langkah perhitungannya

dengan menggunakan metode Dr. F.J Mock adalah sebagai berikut:

a. Evapotranspirasi (Penman)

b. Limited Evapotranspirasi

c. Water Balance

d. Run off dan Water Storage

8/17/2019 Is i 2735035084123

29/98


II-29

a. Limited Evapotranspirasi

Rumus :

E1 = Et0 – E (2.7)

E = Et0 x m/20 ( 18 – n ) (2.8)

Dimana:

E1 : Limited Evapotranspirasi

Et0

B. Water Balance

: Evapotranspirasi

m : Koefisien yang tergantung jenis awan dan musim

n : Jumlah hari hujan bulanan rata-rata

Rumus:

Ws = P – E1 (2.9)

Dimana:

Ws : Water Surplus

P : Hujan Bulanan rata-rata

E1

c. Run off dan Water Storage

: Limited Evapotranspirasi

Rumus :

Q = DRO + BF (2.10)

BF = I – dv(n)

DRO = WS – I

Dv(n) = V(n) – V(n-1)

8/17/2019 Is i 2735035084123

30/98


II-30

Dimana:

Q : Aliran sungai

BF : Aliran Dasar

I : Infiltrasi

DRO : Aliran Langsung

S : Aliran Lebih

Vn : Volume Tampungan

2.3. Luas Daerah Tangkapan Hujan atau Catchment Area (A)

Luas daerah tangkapan hujan (catchment area) pada perencanaan

saluran adalah daerah pengaliran yang menerima curah hujan selama waktu

tertentu (Intensitas curah hujan), sehingga menimbulkan debit limpasan yang

harus ditampung oleh saluran, untuk perhitungan luas daerah pengaliran

dinyatakan dalam satuan Km2

2.4. Debit Banjir Rencana

.

Pengertian Debit Banjir Rencana adalah

Debit banjir terbesar yang masih dapat ditahan oleh sesuatu bangunan

(bendungan, bangunan pelimpah, terowongan dll) dengan aman.

Tujuan dari perhitungan debit banjir rencana adalah

Untuk menghindari dari resiko kerusakan sebagai akibat banjir tersebut

(soedibyo, 2003). Perhitungan banjir maksimum/banjir rencana, yang sampai

sekarang belum ditinggalkan oleh dinas pengairan, ialah dengan memakai cara

Hasper untuk luas pematusan sampai tak terhingga luasnya dan cara Der

Weduwen untuk daerah pematusan paling besar 100 km2.

8/17/2019 Is i 2735035084123

31/98


II-31

Metode Rasional dapat menggambarkan hubungan antara debit dengan

besarnya curah hujan untuk DPS dengan luas sampai 500 ha, dan merupakan

metode yang paling tua untuk menaksir debit puncak banjir berdasarkan data

curah hujan. Untuk menentukan hubungan antara curah hujan dan banjir, rumus

umumnya adalah :

(2.11)

Keterangan :

(m3/det)

q = Hujan maksimum setempat dalam sehari (point rainfall)

(m3 /km

2 /det)

f = Luas DPS (km2

- Luas DPS (Daerah Pengaliran Sungai) f dalam (km2)

)

Berikut adalah penjabaran rumus Metode Hasper :

- Kemiringan i = (h = adalah beda tinggi elev.) dalam (m)

- Curah hujan maksimum R 24

- Panjang Sungai (L) dalam (km)

dalam (mm)

Tahap perhitungannya adalah :

1. Koefisien aliran :

8/17/2019 Is i 2735035084123

32/98


II-32

2. Waktu Konsentrasi :

(2.11.2)

3. Harga Koefisien Reduksi :

4. Curah Hujan selama t jam untuk t = 1.825 jam

5. Curah Hujan Maksimum :

6. Debit Puncak Banjir Metode Hasper:

2.5. Evapotranspirasi tanaman acuan (Eto) adalah,

Evapotranspirasi tanaman yang dijadikan acuan, yakni rerumputan

pendek. Harga Eto dapat dihitung dengan menggunakan rumus-rumus teoritis

empiris dengan mempertimbangkan faktor-faktor meteorology, seperti :

Temperatur

Sinar matahari

Kelembaban

Kecepatan angin

8/17/2019 Is i 2735035084123

33/98


II-33

Dari beberapa rumus yang ada, Metode Pennman yang sudah dimodifikasi sangat

dianjurkan untuk digunakan.

Eto = C.[w(0,75Rs-Rn1

)+(1-w).f(u).(ea-ed)] (2.12)

dimana :

Eto = Evapotranspirasi tanaman acuan, (mm/hari)

W = Faktor pembobot yang ada hubungannya dengan temperatur

(2.13)

∆ = Besarnya perubahan tekanan uap jenuh terhadap temperatur

γ = konstanta psychometric

Rn = Radiasi netto dalam evaporasi ekivalen, (mm/hari)

F(U) = Factor yang tergantung pada kecepatan angin

(ea-ed) = Perbedaan tekanan uap jenuh rata-rata dengan tekanan uap rata-rata

yang

sesungguhnya dan dinyatakan dalam mbar, pada temperature rata-rata.

C = Faktor penyesuai (koreksi) yang tergantung dari kondisi cuaca siang dan

malam.

(2.14)

Dimana U adalah kecepatan angin dinyatakan dalam km/hari.

(2.15)

Dengan :

W =

∆

∆+γ

f(U) =0.271+

u

100

Rn = (1-ea).Rs-Rn1

8/17/2019 Is i 2735035084123

34/98


II-34

Rn : Radiasi netto

α : angka refleksi = 0.25

Rs : Radiasi matahari yang mencapai tanah permukaan

(2.16)

Dengan :

n/N : Presentase penyinaran

Ra : Radiasi pada bagian atas atmosfer bumi

Rn1 : Radiasi gelombang panjang netto

Rn1 : f(T).f(ed).f(n/N) (2.16.1)

Dengan :

f(T) = σ.T4 (2.16.2)

σ = konstanta Lummer dan Pringshein = 117.74x10-9 gcal/cm2/hari

T = Temperatur absolut = T+273

1mm/hari = 59 gcal/cm2

2.6.1. Perkolasi

/hari

f(ed) = 0,34-0.044.√ed

f(n/N) = 0,1+0,9.n/N

Laju perkolasi sangat tergantung kepada sifat-sifat tanah. Pada tanah

lempung berat dengan karakteristik pengolahan yang baik, laju perkolasi dapat

mencapai 1 - 3 mm/hari. Pada tanah-tanah yang lebih ringan, lalu perkolasi bisa

lebih tinggi.

Rs = (0.25+0.50.n/N).Ra

8/17/2019 Is i 2735035084123

35/98


II-35

Tabel.2.4. Laju perkolasi.

Kelas tekstur

tanah

Perkolasi P

(mm/hari)Sangat ringan 11

Ringan 8

Sedang 5

Berat 2

Sumber : Modul hidrologi mercu buana

2.6.2. Penggantian Lapisan Air (WLR)

Penggantian lapisan air dilakukan setelah pemupukan. Penggantian lapisan

air dilakukan menurut kebutuhan. Jika tidak ada penjadwalan semacam itu,

lakukan penggantian sebanyak 2 kali, masing-masing 50 mm (atau 3,3 mmlhari

selama 1/2 bulan) selama sebulan dan dua bulan setelah transplantasi.

2.6.3. Curah Hujan Efektif

Untuk irigasi padi, curah hujan efektif bulanan diambil 70% dari curah

hujan minimum tengah bulanan dengan periode ulang 5 tahun.

Re = 0,7x 1/2 Rs (setengah bulanan dengan T =5 tahun). (2.17)

Re = curah hujan efektif (mm/hari).

Rs = curah hujan minimum dengan periode ulang 5 tahun (mm).

2.6.4. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kebutuhan Air Tanaman

a. Topografi

Keadaan topografi mempengaruhi kebutuhan air tanaman. Untuk lahan

yang miring membutuhkan air yang lebih banyak dari pada lahan yang datar,

karena air akan lebih cepat mengalir menjadi aliran permukaan dan hanya sedikit

8/17/2019 Is i 2735035084123

36/98


II-36

yang mengalami infiltrasi, dengan kata lain kehilangan air di lahan miring akan

lebih besar.

b. Hidrologi

Jumlah contoh hujan mempengaruhi kebutuhan air makin banyak curah

hujannya, maka makin sedikit kebutuhan air tanaman, hal ini di karenakan hujan

efektif akan menjadi besar.

c. Klimatologi

Keadaan cuaca adalah salah satu syarat yang penting untuk pengelolaan

pertanian. Tanaman tidak dapat bertahan dalam keadaan cuaca buruk. Dengan

memperhatikan keadaan cuaca dan cara pemanfaatannya, maka dapat

dilaksanakan penanaman tanaman yang tepat untuk periode yang tepat dan sesuai

dengan keadaan tanah. Cuaca dapat digunakan untuk rasionalisasi penentuan laju

evaporasi dan evapotranspirasi, hal ini sangat bergantung pada jumlah jam

penyinaran matahari dan radiasi matahari.

d. Tekstur Tanah

Selain membutuhkan air, tanaman juga membutuhkan tempat untuk

tumbuh, yang dalam teknik irigasi dinamakan tanah. Tanah yang baik untuk usaha

pertanian ialah tanah yang mudah dikerjakan dan bersifat produktif serta subur.

Tanah yang baik tersebut memberi kesempatan pada akar tanaman untuk tumbuh

dengan mudah, menjamin sirkulasi air dan udara serta baik pada zona perakaran

dan secara relatif memiliki persediaan hara dan kelembaban tanah yang cukup.

2.6.5. Kebutuhan Air tanaman

8/17/2019 Is i 2735035084123

37/98


II-37

Kebutuhan air tanaman dipengaruhi oleh faktor-faktor evaporasi,

transpirasi, yang kemudian dihitung sebagai evapotranspirasi.

1. Evaporasi

Peristiwa berubahnya air menjadi uap dan bergerak dari permukaan tanah

dan permukaan air ke udara disebut evaporasi (penguapan). Faktor-faktor yang

mempengaruhi evaporasi adalah suhu air, suhu udara, kelembaban, kecepatan

angin, tekanan udara, sinar matahari dan lain-lain yang saling berhubungan satu

dengan yang lain. Pada waktu pengukuran evaporasi, maka kondisi ketika itu

harus diperhatikan, mengingat faktor itu sangat dipengaruhi oleh perubahan

lingkungan.

Terdapat beberapa metode untuk menghitung besarnya evaporasi,

diantaranya adalah metode Penman. Rumus evaporasi dengan metode Penman

adalah :

Eo =0,35 (Pa - Pu) (1 + U2/100) (2.18)

dengan :

Eo = Penguapan dalam mm/hari

Pa = Tekanan uap jenuh pada suhu rata harian dalam mmHg

Pu = Tekanan uap sebenamya dalam mmHg

U2 = Kecepatan angin pada ketinggian 2 m dalam mile/hari, sehingga bentuk U2

Transpirasi adalah suatu proses pada peristiwa uap air meninggalkan tubuh

tanaman dan memasuki atmosfir. Fakta iklim yang mempengaruhi laju transpirasi

adalah : intensitas penyinaran matahari, tekanan uap air di udara, suhu, dan

dalam m/dt masih harus dikalikan dengan 24 x 60 x 60x1600

2. Transpirasi

8/17/2019 Is i 2735035084123

38/98


II-38

kecepatan angin. Transpirasi dari tubuh tanaman pada siang hari dapat melampaui

evaporasi dari permukaan air atau permukaan tanah basah, tetapi sebaliknya pada

malam hari lebih kecil bahkan tidak ada transpirasi.

3. Evapotranspirasi

Evapotranspirasi sering disebut sebagai kebutuhan konsumtif tanaman

yang merupakan jumlah air untuk evaporasi dari permukaan areal tanaman dengan

air untuk transpirasi dari tubuh tanaman.

2.7. Kebutuhan Air Irigasi

2.7.1. Pengertian Kebutuhan Air Irigasi

Kebutuhan air irigasi adalah jumlah air yang diperlukan untuk

memenuhi kebutuhan evapotranspirasi, kehilangan air, kebutuhan air untuk

tanaman dengan memperhatikan jumlah air yang diberikan oleh alam melalui

hujan dan kontribusi air tanah.

Kebutuhan air sawah untuk padi ditentukan oleh faktor-faktor berikut :

a. Penyiapan lahan

b. Penggunaan konsumtif

c. Perkolasi dan rembesan

d. Pergantian lapisan air

e. Curah hujan efektif.

f. Efisiensi irigasi

2.7.2. Penyiapan Lahan,

8/17/2019 Is i 2735035084123

39/98


II-39

Kebutuhan air untuk penyiapan lahan umumnya menentukan kebutuhan

air irigasi pada suatu proyek irigasi. Faktor-faktor penting yang menentukan

besarnyakebutuhan air untuk penyiapan lahan adalah :

a. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan pekerjaan penyiapan

lahan.

b.Jumlah air yang diperlukan untuk penyiapan lahan

Faktor-faktor penting yang menentukan lamanya jangka waktu penyiapan

lahan adalah :

• Tersedianya tenaga kerja dan ternak penghela atau traktor untuk menggarap

tanah.

• Perlu memperpendek jangka waktu tersebut agar tersedia cukup waktu untuk

menanam padi sawah atau padi ladang kedua.

Faktor-faktor tersebut saling berkaitan, kondisi sosial, budaya yang ada

didaerah penanaman padi akan mempengaruhi lamanya waktu yang diperlukan

untuk penyiapan lahan. Untuk daerah irigasi baru, jangka waktu penyiapan lahan

akan ditetapkan berdasarkan kebiasaan yang berlaku didaerah-daerah didekatnya.

Sebagai pedoman diambil jangka waktu 1,5 bulan untuk menyelesaikan penyiapan

lahan diseluruh petak tersier.

2.7.3. Kebutuhan air untuk penyiapan lahan

Pada umumnya jumlah air yang dibutuhkan untuk penyiapan lahan dapat

ditentukan berdasarkan kedalaman serta porositas tanah di sawah. Rumus berikut

dipakai untuk memperkirakan kebutuhan air untuk lahan yaitu :

PWR = (Sa-Sb)N.d +Pd+FI (2.19)

8/17/2019 Is i 2735035084123

40/98


II-40

1000

dengan :

PWR = kebutuhan air untuk penyiapan lahan (mm)

Sa = Derajat kejenuhan tanah setelah penyiapan lahan dimulai (%)

Sb = Derajat kejenuhan tanah sebelum penyiapan lahan dimulai (%)

N = Porositas tanah dalam (%) pada harga rata-rata untuk kedalaman tanah

d = Asumsi kedalaman tanah setelah pekerjaan penyiapan lahan (mm).

Pd = Kedalaman genangan setelah pekerjaan penyiapan lahan (mm).

FL = Kehilangan air di sawah selama 1 hari (mm).

Untuk tanah bertekstur berat tanpa retak-retak, kebutuhan air untuk penyiapan

lahan diambil 200 mm, ini termasuk air untuk penjenuhan dan pengolahan tanah.

2.7.4. Kebutuhan air selama penyiapan lahan

Untuk perhitungan kebutuhan irigasi selama penyiapan lahan, digunakan

metode yang dikembangkan oleh Van de Goor dan Zijlstra (1968). Metode

tersebut didasarkan pada laju air konstan dalam It/dt selama periode penyiapan

lahan dan menghasilkan rumus sebagai berikut :

IR =Mek /(ek - 1) (2.20)

dengan :

IR = Kebutuhan air irigasi ditingkat persawahan (mm/hari)

M = Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan

perkolasi di

sawah yang sudah dijenuhkan M = Eo+P (mm/hari)

8/17/2019 Is i 2735035084123

41/98


II-41

Eo = Evaporasi air terbuka yang diambil 1,1 Eto selama penyiapan lahan

(mm/hari)

P = Perkolasi

k = MT/S

T = Jangka waktu penyiapan lahan (hari)

S = Kebutuhan air, untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm,

yakni

200+50 = 250 mm.

2.7.5. Penggunaan konsumtif

Penggunaan konsumtif adalah jumlah air yang dipakai oleh tanaman untuk

proses fotosintesis dari tanaman tersebut. Penggunaan konsumtif dihitung dengan

rumus berikut :

Etc = Kc.Eto (2.21)

dengan :

Etc = evapotranspirasi tanaman (mm/hari)

Eto = evapotranspirasi tanaman acuan (mm/hari)

Kc = Koefisien tanaman

2.7.6. Neraca Air / Keseimbangan Air

Pengertian Neraca air/keseimbangan air adalah :

Dalam proses sirkulasi air menjelaskan mengenai hubungan antara aliran ke

dalam (inflow) dan aliran keluar (outflow) di suatu daerah untuk suatu periode

tertentu. Umumnya terdapat hubungan keseimbangan sebagai berikut :

P = D + E + G + M ............. : ........................... (I.)

8/17/2019 Is i 2735035084123

42/98


II-42

Dimana :

P : Presipitasi

D : air permukaan dari bagian hulu (Drainage)

E : Evapotranspirasi

G : penambahan (supply) air tanah (ground water)

M : penambahan kadar kelembaban tanah (moisture content)

Dalam hal tertentu, beberapa parameter dalam persamaan 1. dapat diabaikan,

tergantung dari periode perhitungan neraca air atau sifat-sifat dari daerah tersebut.

Jika periode perhitungan neraca air diambil 1 tahun dan daerah yang dipelajari itu

luas, maka mengingat variasi meteorologi itu berulang dalam sikius 1 tahun, kadar

kebasahan tanah itu juga berulang dalam siklus 1 tahun, harga M dalam persamaan

dapat diabaikan sehingga persamaan di atas menjadi :

P = D + E + G ...................................... (1)

Jika semua supply air tanah telah keluar ke permukaan di sebelah atas tempat

pengukuran dan mengalir ke bawah, maka persamaan neraca air tahunan

menjadi :

P = D + E .......................................... (3)

Jika perhitungan neraca air itu diadakan pada suatu daerah tertentu yang

terbatas, maka aliran ke dalam (inflow) dan aliran keluar (outflow) dari D dan

G kira-kira akan berbeda. Persamaan (1) menjadi :

P = ( D 2 - D I ) + E + ( G 2 - G I ) + H . P a + M .................................... (4)

Dengan :

D1 : Air permukaan dari bagian hulu yang mengalir ke dalam daerah yang

ditinjau.

8/17/2019 Is i 2735035084123

43/98


II-43

D2 : Air permukaan yang mengalir keluar dari daerah yang ditinjau ke

bagian hilir.

GI : Air tanah yang mengalir dari bagian hulu kedalam daerah yang ditinjau.

Air tanah yang mengalir keluar dari daerah yang ditinjau kebagian

hilir.

H : Perubahan/variasi muka air tanah rata-rata daerah yang ditinjau.

Pa : Laju menahan udara rata-rata (mean air holdingrate) di bagian lapisan

variasi air tanah.

Dalam persamaan ini P, DI., D2 dan H dapat diukur, GI and G2 dapat

dihitung dengan menggunakan pengukuran variasi muka air tanah.

M dan Pa adalah harga - harga yang diperoleh dari profit tanah pada titik-

titik tertentu yang dipilih di daerah pengaliran. Dalam perhitungan neraca air yang

dipergunakan untuk irigasi, variasi kuantitatif berdasarkan faktor-faktor alamiah

seperti presipitasi, pembekuan, evaporasi, transpirasi, aliran keluar (outflow) air

permukaan tanah, air tanah dan lain-lain, beserta faktor-faktor buatan (artificial

factors) seperti pengambilan air untuk irigasi, drainase air kelebihan, jenis dan cara

penanaman dan lain-lain harus dirinci dengan jelas.

2.7.7. Faktor faktor yang mempengaruhi Neraca Air

Faktor-faktor yang dimaksudkan tersebut di antaranya :

• Faktor ekonomi

• Faktor sosial

• Faktor politik

• Faktor keamanan dan

8/17/2019 Is i 2735035084123

44/98


II-44

• Faktor teknis serta

• Faktor lingkungan

Dan keenam faktor di atas sebenarnya faktor teknis sangat ditentukan oleh

faktor-faktor lainnya. Misalkan dalam perancangan konstruksi tanggul pengaman

banjir, untuk melindungi daerah pemukiman terhadap banjir dengan besaran

tertentu. Secara teknis, tidak terlalu sulit untuk menetapkan berapa besar banjir

yang diperkirakan akan terjadi dengan kala ulang tertentu 25 tahun, 50 tahun, atau

100 tahun.

Demikian pula tidak akan menyulitkan dalam analisis hidrolik dan analisis

perancangan tanggulnya. Ak a n tetapi, untuk menetapkan banjir yang mana yang

akan dihindari, tidak terlalu mudah untuk dijawab. Pertimbangan sosial ekonomi,

lingkungan dan faktor non teknis lain paling menentukan, misalnya berapa luas

daerah yang akan di lindungi bukan pemukiman, akan tetapi misalnya daerah

pertanian atau industri. Paling tidak, setiap perancangan seperti ini harus melewati

tahap analisis ekonomi, untuk melihat seberapa besar keuntungan yang dapat

diharapkan dari pekerjaan fisik tersebut. Analisis ekonomi ini pun juga tidak terlalu

mudah, berbagai pertimbangan dan kepekaan terhadap keadaaan dan aspirasi

wilayah sangat diperlukan.

2.7.8. Contoh Perhitungan Neraca Air

Beberapa contoh di bawah ini memberikan gambaran lebih lanjut mengenai

pentingnya pengetahuan hidrologi dan khususnya pengertian akan pengetahuan

keseimbangan air dalam proses siklus hidrologi untuk suatu tinjauan perencanaan

daerah tertentu.

8/17/2019 Is i 2735035084123

45/98


II-45

Waduk :

Perumusan isi waduk :

1 = α . f . r (2.22)

Dimana

l = Isi waduk

n = Koefisien pengisian waduk

f = Luas daerah pematusan waduk

r = Tinggi hujan selama periode tertentu (misal 1 tahun).

Sedangkan isi waduk efektif adalah :

Ief = I - Ih (2.23)

Dimana :

Ief = Isi waduk yang efektif (bermanfaat)

I = Isi waduk

Ih = Isi waduk yang hilang karena penguapan dan rembesan

Ih = e+ t + R + G

e = Evaporasi

t = Transpirasi

R = Run-off/ pcngaliran

G = Ground water /air tanah

Untuk menemukan tinggi mercu bendung dan ukuran pelimpahan air

banjir, digunakan perhitungan besaran air masuk ke dalam waduk, daya

tampung waduk dan dikurangi besaran air yang hilang serta rencana

penyebaran dan jalannya banjir dari awal masuk ke daerah waduk

8/17/2019 Is i 2735035084123

46/98


II-46

hingga sampai ke bangunan pelimpah / pelepas air lebih dari

bendungan.

8/17/2019 Is i 2735035084123

47/98


II-47

2.8.

Laju sedimentasi embung adalah :

ANALISIS SEDIMENTASI

Kecepatan dari volume pengendapan sedimen didalam embung per tahun.

Tujuan analisis laju sedimentasi adalah :

Untuk mengetahui usia/waktu terisinya volume embung yang tidak

bermanfaat (dead storage) dan untuk menentukan durasi/periode untuk

pemeliharaan /pengerukan sedimen pada embung. Pembangunan sebuah embung

biasanya direncanakan untuk dapat berfungsi dalam jangka waktu lebih dari 50

tahun dan bahkan ada yang sampai 100 tahun. Faktor-faktor yang sangat

mempengaruhi proses sedimentasi adalah :

1.Cakupan areal daerah pengaliran/luas DAS

Kapasitas sedimen yang dihanyutkan oleh suatu sungai biasanya

berbanding lurus dengan luas daerah pengalirannya, karena itu untuk satuan

intensitas sedimentasi digunakan volume sedimen yang diahanyutkan dari setiap

km2 per tahun (m3/km2/tahun).

3. Kondisi geologi daerah pengaliran.

Kondisi geologi daerah pengaliran, seperti struktur geologi yang

membentuk daerah pengaliran, jenis-jenis batuan serta daerah penyebarannya,

tingkat pelapukan serta daya tahan batuan terhadap pengaruh cuaca.

3. Kondisi topografi

Elevasi daerah pengaliran, kondisi perbukitan maupun pegunungannya,

tingkat kemiringan akan sangat mempengaruhi intensitas degradasi dari batuan

yang terdapat di daerah pengaliran.

8/17/2019 Is i 2735035084123

48/98


II-48

4. Kondisi meteorologi

Karakteristik dari hujan yang jatuh di daerah pengaliran antara lain

mengenai intensitas, frekuensi serta durasinya sangat mempengaruhi intensitas

degradasi dan erosi pada batuan yang membentuk daerah pengaliran terlebih pada

daerah yang bergunung-gunung, dimana air mengalir di atas permukaan tanah

dengan mudah mengikis lapisan atasnya.

5.Karakteristik hidraulika sungai

Intensitas penggerusan tebing sungai dan kapasitas transportasi sedimen

sangat dipengaruhi oleh debit sungai, kemiringan dan kekasarannya dari batuan

pembentuk alur sungai,

6. Vegetasi pada daerah pengaliran

Biasanya vegetasi yang menutupi daerah pengaliran sungai akan sangat

membantu pada penurunan intensitas proses-proses degradasi maupun erosi pada

batuan di daerah ini.

7. Karakteristik /embung

Kapasitasnya, kedalamannya, fluktuasi permukaan air yang akan terdapat

di dalamnya (DR. Suyono sosrodarsono, 2002).

Cara perhitungan laju sedimentasi menggunakan rumus berikut

P1 = R A

F 1 X

(2.24)

Dimana :

R 1 = Angka sedimentasi tahunan suatu waduk (m2/m3/tahun)

R 1

F = kapasitas waduk (m3)

= W/F (sedimentasi tahun-tahun yang lalu)

8/17/2019 Is i 2735035084123

49/98


II-49

W = volume sedimen seluruhnya (m3)

P1

2.0)(VxAG ∆=

= harga satuan sedimentasi (m2/km/tahun)

A = luas daerah pengaliran (km2)

Perhitungan perkiraan volume sedimen dengan menggunakan data dari

waduk-waduk lapangan apabila luas daerah pengaliran calon waduk lebih kecil

dari 100 km2 maka angka satuan sedimentasi dapat dicari dengan menggunakan

tabel. 2.11 yang dibuat berdasarkan.

Rumus yang lazim dipakai di Indonesia, yaitu dari Prof. Dr. Schoklitsh.

Beliau telah mengadakan penelitian di berbagai sungai di Eropa, waduk-waduk

dan muara sungai. Rumus empiris yang beliau kemukakan sebagai berikut :

(2.25)

Dimana :

G = Pengaliran sedimen tiap tahun (m3/tahun)

∆ = koefisien (tidak berdimensi)

V = Volume rata-rata tahunan

A = luas DAS (km2)

Adapun nilai A adalah sebagai berikut :

A = 100 – 300 → untuk kondisi DAS yang baik

A = 600 – 1000 → untuk kondisi DAS yang sangat luas dengan

struktur batuan yang kompleks

A = 1650 – 4500 → untuk kondisi DAS yang rusak (gundul, rawan

longsor, dsb)

Contoh :

8/17/2019 Is i 2735035084123

50/98


II-50

Pada sungai Jeneberang pada titik observasi di Bili-Bili mempunyai debit rata-rata

Q1 = 48,08 m3/det.

Volume rata-rata tahunan :

V = 48,08 x 365 x 86.400 m3 = 1.516 x 10

6m

3

Luas DAS dihitung dengan planimeter

A = 384,4 km

2.0

2

Daerah aliran sungai tersebut ternyata rusak berat dengan harga = 2.500

G = (A x V)

G = 2.500 (1.516 x 106 2.0x 384,4) = 563, 685 m3/tahun

Luas DAS = 384,4 km

466.14,384

685,563==S

2

Besarannya sedimentasi (pembuangan) sedimen pertahunnya menjadi :

m3/km2/tahun

Berdasarkan penelitian waduk-waduk di Indonesia tampungan sediment berkisar

antara 850 – 1700 m3/km2/tahun.

2.8.1. Pengukuran sedimen di sungai

Pengukuran sedimen di sungai secara langsung guna mengetahui

pengangkutan sedimen (sedimen transport) adalah metode yang paling baik,

karena akan diperoleh data yang akurat. Lazimnya jika mengambil contoh di

sungai sekaligus melakukan pengukuran kecepatan arus air.

Metode pengukuran air sedimen dibagi dalam dua kelompok, yaitu :

1. Pengukuran dengan mengambil contoh

2. Metode pelacakan (tracer method)

Yang dibahas disini hanya metode (1) saja yang terdiri atas :

8/17/2019 Is i 2735035084123

51/98


II-51

a. Muatan cuci

Muatan cuci adalah partikel lumpur dan debu yang paling halus dan

masuk ke dalam sungai. Cara pengukurannya sederhana tapi harus diteliti pada

laboratorium. Banyaknya kadar sedimen dinyatakan dalam konsentrasi sedimen

yaitu,

Konsentrasi wash load dapat diambil dengan alat water sampler atau alat

lain yang dapat mengambil material yang lebih kecil dari 50 milimikron, antara

lain alat yang dinamakan : U.S. Depth Integrating Sediment Sampler. Pada

dasarnya wash load dianggap menyebar dan merata kearah vertikal sedangkan

konsentrasinya dapat dipertimbangkan selebar sungai.

b. Muatan layang

Muatan layang dapat dianggap material dasar dalam sistem suspensi,

terdiri dari butiran pasir halus yang hampir secara terus menerus terangkat oleh

arus air.

Alat yang digunakan antara lain :

1. Botol Delft (sediment transport meter)

2. Ws depth integrating sampler D-49 (sediment concentration meter)

3. Ws point integrating sampler D-61

Botol depth adalah alat ukur yang pada dasarnya system aliran yang lewat

sediment dalam air melalui alat yang berbentuk botol dan kemudian sejumlah

volume air dan sediment, langsung diukur transportasinya.

8/17/2019 Is i 2735035084123

52/98


II-52

Sedangkan Ws integrating sampler adalah pengukuran konsentrasi yang tidak

menggunakan sistem aliran yang lewat melainkan botol yang diisi dengan sampler

air yang berisi sedimen dalam ukuran yang relatif kecil. Volume campuran ini

ditempatkan pada botol ukur.

Menurut (Soewarno, 1991), Hal yang tidak mungkin dihindari dalam suatu

waduk yaitu masuknya aliran sungai ke dalam waduk membawa angkutan

sedimen dan mengendap sehingga menyebabkan pendangkalan waduk.

Akumulasi sedimen di dalam waduk akan menyebabkan berkurangnya kapasitas

waduk secara bertahap sehingga dapat menyebabkan fungsi waduk sebagai

penampung air akan semakin berkurang. Ada dua metode untuk menentukan

akumulasi sedimen di dalam waduk, yaitu :

1). Menghitung volume sedimen tahunan yang masuk waduk

2). Menghitung pengurangan kapasitas waduk

Perkiraan akumulasi volume sedimen tahunan dapat dilakukan dengan metode :

1). Empiris

2). Inflow-outflow

Besarnya erosi DPS ditentukan dengan rumus-rumus empiris yang

dikembangkan berdasarkan rumus USLE (Universal Soil Loss Equation).

Wischmeier dan Smith (1960) mengemukakan persamaan USLE untuk menduga

laju erosi rata–rata tahunan dengan persamaan sebagai berikut :

E = R x K x L x S x C x P (2.26)

Keterangan :

E = Laju erosi aktual rata-rata tahunan (ton/ha/tahun)

R = Faktor erosivitas hujan

8/17/2019 Is i 2735035084123

53/98


II-53

K = Faktor erodibilitas tanah

L = Faktor panjang lereng (m)

S = Faktor kemiringan lereng (%)

C = Faktor pengelolaan tanaman

P = Faktor konservasi tanah

Faktor Erosivitas hujan

Besarnya erosivitas hujan (R) dihitung dengan rumus dari Bols (1978)

dengan data yang digunakan dalam perhitungan meliputi curah hujan

bulanan(Rb), jumlah hari hujan bulanan (N) dan curah hujan maksimal bulanan

(Rm), karena rumus yang digunakan sebagai berikut :

EI30 = 6,119 (Rb 1,211) (N -0,474) (Rm 0,526

TABEL.2.5. EROSIVITAS HUJAN BULANAN (Metode Bols 1978)

) (2.27)

Berikut contoh perhitungan erosivitas hujan bulanan menggunakan metode bols,

1978 pada tahun 1996

Bulan

Curah Hujan Jumlah Hari Hujan Curah Hujan Maksimum EI30

Bulanan (cm) Bulanan Harian (cm)Th. 1996

(Rb) (N) (Rm)

Januari 1.33 18 12.72 8.34

Februari 0.86 18 16.21 5.64

Maret 0.34 8 4.73 1.39

April 1.12 20 8.23 5.15

Mei 0.67 14 7.56 3.11

Juni 0.32 12 3.68 0.92

Juli 0.24 12 2.09 0.49

Agustus 0.98 15 8.45 5.10

September 0.26 11 2.36 0.62

Oktober 0.60 22 3.95 1.56

November 0.60 14 3.51 1.83

Desember 0.63 21 2.69 1.38

Jumlah 7.94 185 76.18 35.53

8/17/2019 Is i 2735035084123

54/98


II-54

Faktor Erodibilitas Tanah

Penentuan besarnya nilai erodibilitas tanah (K) dengan menggunakan

nomograf dari Wischmeier dan Smith (1978). Dengan data yang digunakan

berupa persen fase : pasir halus, debu, pasir kasar, bahan organik, struktur tanah

dan laju permeabilitas tanah, didapatkan nilai faktor K melalui analisis nomograf.

Untuk memudahkan perhitungan nomograf tersebut telah dibuatkan rumusnya

sebagai berikut (VIS, 1987) :

(2.28)

dengan :

K = faktor erodibilitas tanah

M = persen pasir sangat halus + persen debu x (100 - % liat)

a = persentase bahan organik (%)

b = kode struktur tanah

c = kode permeabilitas profil

Tabel 2.6. Prakiraan besarnya nilai K untuk jenis tanah di daerah tangkapan air

jatiluhur, Jawa Barat (lembaga Ekologi, 1979)

8/17/2019 Is i 2735035084123

55/98


II-55

Faktor Kelerengan

Faktor panjang lereng (L) dan kemiringan (S) merupakan nilai perbandingan

dengan nilai kehilangan tanah dari lahan. Dalam menghitung nilai LS,

Wischmeier (1971) memberikan rumus :

(2.29)

dengan :

L = Panjang lereng (m)

S = Kemiringan lereng (%)

Jenis Penggunaan Tanah

Faktor CP

Nilai faktor C dan P (faktor vegetasi dan pengelolaan tanaman atau tindakan

manusia) diperoleh dari tabel 10.8.

Tabel 2.7. Perkiraan nilai C x P dari berbagai jenis tata guna tanah di jawa

Nilai C x P

Hutan tak terganggu 0.001

tanpa semak belukar 0.003

tanpa semak belukar dan seresah 0.005

Semak tak terganggu 0.010

sebagai rumput 0.100

Kebun campuran 0.020

kebunan 0.070kebun Pekarangan 0.200

Perkebunan penutupan tanah sempurna 0.010

penutupan tanah sebagian 0.070

Rerumputan penutupan tanah sempurna 0.010

ditumbuhi alang-alang 0.020

pembakaran alang-alang setahun sekali 0.060

jenis serau (citronella grass) 0.650

Tanaman pertanian umbi-umbi bakar 0.630

biji-bijian 0.510

8/17/2019 Is i 2735035084123

56/98


II-56

kacang-kacangan 0.360

campuran 0.430

padi irigasi 0.020

Perladangan 1 tahun tanam 1 tahun bera 0.280

1 tahun tanam 1 tahun bera 0.190

Sumber : (DPMA, 1982, bahan dari : Ambar S dan A Syarifuddin (1979) dan LPT

Bogor)

Berdasarkan hasil perhitungan, maka dapat dibuat klasifikasi tingkat bahaya erosi

sebagai berikut :

Tabel.2.8. Klasifikasi Tingkat Bahaya Erosi

Kelas Tingkat Bahaya ErosiJumlah kehilangan

tanah ton/ha/tahun

I Sangat ringan < 15

II Ringan 15 - 60

III Sedang 60 - 180

IV Berat 180 - 480

V Sangat berat > 480

Sumber : (Departemen Kehutanan, 1988)

Tidak semua besarnya erosi akan terbawa aliran sungai oleh karena itu harus

ditentukan harga sedimen delivery ratio (SDR) yaitu :

Untuk DPS yang datanya kurang dapat digunakan harga SDR pada tabel berikut :

Tabel.2.9. Prosentase Harga Sedimen Delivery Ratio

Luas DPS (km2

SDR (%))

0.1 53

0.5 39

1.0 35

5.0 27

8/17/2019 Is i 2735035084123

57/98


II-57

Sumber : DPMA, 1982 (bahan dari Tabel USLE, past, present and future SSSA

Special Publication Number 8, 13-18-1979)

10.0 24

50.0 15

100.0 13

200.0 11

500.0 8.5

26000.0 4.9

8/17/2019 Is i 2735035084123

58/98


II-58

2.9.

Analisis Hidrolika adalah untuk menetapkan dimensi saluran dan bangunan

drainase yang diperlukan untuk mengalirkan debit air.

Untuk menentukan dimensi hidrolis dari debit yang akan dilewatkan. Pada

kajian perencanaan embung ini diperlukan analisis hidrolika yang terdiri dari ;

ANALISIS HIDROLIKA

1. Analisis tampungan waduk/embung

2. Penentuan lokasi genangan

3. Rencana layout tapak bangunan pengambilan/intake

4. Penentuan trase (rencana) tanggul dan konstruksi tanggul

5. Penentuan trase (rencana) saluran utama

6. Rencana bangunan pelimpah dan peredam energi

2.10. Analisis Tampungan Waduk/embung

Menurut (soewarno, 1991) Akumulasi sedimen sungai yang terendap di

dalam waduk akan mengurangi kapasitas waduk. Apabila dapat diketahui volume

dari berkurangnya kapasitas waduk dalam jangka waktu tertentu maka laju

sedimentasi waduk setiap tahunnya dapat dihitung. Perhitungan kapasitas dapat

menggunakan metode topografi (topographic method), sebagai contoh seperti

ditunjukkan pada gambar dibawah. Apabila akan dihitung volume waduk pada

elevasi tertentu dapat digunakan rumus trapesium sebagai berikut :

= (2.31)

Keterangan :

= volume trapesium (metode topografi) (m3)

h = perbedaan elevasi antara kontur (m)

8/17/2019 Is i 2735035084123

59/98


II-59

= luas daerah yang dibatasi oleh kontur

Untuk menghitung volume dapat pula digunakan metode jalur (range

method), berdasarkan persamaan :

Gambar 2.7. Sketsa Menghitung Kapasitas Waduk

(2.32)

Keterangan :

= volume metode jalur (m3)

= jarak antara jalur (m)

= luas penampang pada elevasi tertentu (m2)

Untuk menghitung kapasitas waduk maka perbedaan kedua metode

perhitungan tidak lebih dari 5%, atau

(2.33)

l1 l2

R1 R2 R3

L1 L2 L3

a3

a2

a1

8/17/2019 Is i 2735035084123

60/98


II-60

Dengan demikian perhitungan kapasitas waduk dengan rumus 4.2.

harus dicek dengan rumus 4. 3. Gambar 2.8 menunjukkan hubungan antara tinggi

muka air dengan luas dan volume waduk. Data tercantum pada table bawah ini :

Gambar.2.8. Sketsa Volume Waduk

Disini digunakan metode pendekatan topografi yaitu dengan menggunakan

hubungan antara tinggi muka air dengan luas dan volume embung. Data

dicantumkan pada tabel berikut :

Tabel.2.10. Contoh Kapasitas Tampung Waduk

Elevasi Luas Volume

Komulatif

Volume(m) (ha) (Juta m3 (Juta m) 3)

6 102.21 0.00

7 119.20 1.6180697 1.62

8 140.70 1.8954594 3.51

9 167.12 2.24256515 5.76

10 192.35 2.63294695 8.39

11 214.51 2.99605505 11.39

12 237.1417 3.330788737 14.72

13 261.1931 3.677382385 18.39

W1

W2

W3

L1

L2

L3

R1

R2

R3

l3

l1

8/17/2019 Is i 2735035084123

61/98


II-61

14 283.9469 4.031665567 22.42

Dari grafik diatas pada garis perpotongan antara luas genangan dan

kapasitas tampung didapat pada elevasi + 10,6 m mempunyai kapasitas tampung

sebesar 10,2 juta m3 dan mempunyai luas genangan sebesar 206 Ha. Elevasi

+10,6 m merupakan elevasi HWL (High Water Level)/muka banjir maksimum

pada embung batu betumpang.

8/17/2019 Is i 2735035084123

62/98


II-62

2.11. Penentuan Lokasi Genangan.

Menentukan lokasi genangan pada embung berdasarkan pada perencanaan

teknis kapasitas tampung embung saat banjir tertinggi, dan tergantung pada

kebutuhan irigasi saat musim kemarau.

2.12. Rencana layout tapak bangunan pengambilan/intake

Kebutuhan pengambilan rencana (Q) untuk bangunan pengambilan didapat

dari data-data sebagai berikut :

- Kebutuhan air irigasi di intake (Dr) dalam (ltr/dt/ha)

- Luas areal lahan yang berpotensi dijadikan sawah (A) dalam (Ha).

Maka kebutuhan air di intake bisa dihitung sebagai berikut :

Dengan adanya kantung lumpur, debit rencana pengambilan ditambah 20%,

Kecepatan pengambilan rencana (v) didapat dengan :

(2.35)

Dengan :

v = kecepatan pengambilan rencana (m/dt)

m = koefisien debit (= 0.8 pengambilan tenggelam)

g = percepatan gravitasi = 9.8 m/dt2

z = kehilangan tinggi energi pada bukaan, m

8/17/2019 Is i 2735035084123

63/98


II-63

2.13. Dimensi Saluran Pembawa

Untuk pengaliran air irigasi, saluran berpenampang trapezium 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 dan ruas-ruas saluran

harus mantap

2.13.1. Rumus Aliran Hidrolik

Saluran didesain dengan menggunakan persamaan dari Manning-Strickler,

sebagai berikut :

(2.36)

atau,

(2.37)

dengan :

Q : debit rencana (m3/det)

k : koefisien kekasaran dari Strikler (m1/3

A : luas basah penampang melintang (m

/det)

2)

ynm

B

1

8/17/2019 Is i 2735035084123

64/98


II-64

P : keliling basah (m)

R : jari-jari hidrolik = A/P (m)

I : kemiringan hidrolik

V : kecepatan rencana (m/det)

Luas penampang basah A :

2).(. YnmYn B A += (2.38)

2).(2.6 YnYn+=

Keliling basah P :

)1(2 2mYn BP ++= (2.39)

)21(.26 2++= Yn

Jari-jari hidraulik R :

P

A R =

(2.40)

)21(.26

).(2.6

2

2

++

+=

Yn

YnYn

Hukum Kontinuitas :

v AQ .= (2.41)

Kecepatan aliran menurut Rumus Manning :

2/1)3/2(1 S Rn

v = (2.42)

Sehingga :

8/17/2019 Is i 2735035084123

65/98


II-65

2/1)3/2(1. S Rn

AQ =

Tabel. 2.11.Harga koefisien kekasaran Manning

Material dinding dan dasar saluran Koefisien Manning

Besi tuang dilapis 0.014

Kaca 0.010

Saluran beton 0.013

Pasangan batu disemen 0.015

Saluran tanah bersih 0.025

Saluran tanah 0.022

Saluran dengan dasar batu dan tebing

rumput

0.030

Saluran yang digali pada batu padas 0.040

Untuk merencanakan dimensi penampang melintang saluran digunakan

metode pendekatan yaitu menggunakan kecepatan ijin, berdasarkan debit yang

akan mengalir pada saluran tersebut dan berdasarkan karakteristik saluran.

Saluran irigasi terdiri atas :

a. Saluran Irigasi Tanpa Pasangan

b. Saluran Irigasi Pasangan

2.13.2. Irigasi Tanpa Pasangan

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

8/17/2019 Is i 2735035084123

66/98


II-66

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 layang (suspended load ) berupa partikel lempung dan lanau dengan

ukuran diameter d < 0.06 mm hingga 0.07 mm. Partikel yang lebih besar dari

ukuran tadi akan tertangkap/diendapkan di kantong lumpur.

Salah satu unsur geometris penampang saluran, koefisien strickler k

merupakan hall penting yang perlu diperhatikan. Besarnya Koefisien Strikler k

biasanya tergantung pada hal-hal berikut :

- Kekasaran permukaan saluran.

- Ketidakteraturan permukaan saluran.

- Trase saluran

- Vegetasi

- Sedimen

Makin tinggi kekasaran permukaan saluran akan menyebabkan rendahnya

harga Koefisien Strickler, sehingga bisa menyebabkan berkurangnya kecepatan.

Ketidakteraturan permukaan saluran akan menyebabkan perubahan terhadap luas

penampang basah A dan keliling basah P.

Pengaruh adanya vegetasi terhadap saluran akan menyebabkan

berkurangnya koefisien Kekasaran Strickler. Kedalaman aliran dan kecepatan

aliran akan membatasi pertumbuhan vegetasi di dalam saluran. Pemeliharaan

selama masa eksploitasi terhadap permukaan saluran serta menjaga saluran agar

8/17/2019 Is i 2735035084123

67/98


II-67

bebas dari vegetasi akan sangat berpengaruh terhadap Koefisien Kekasaran

Strickler.

Berikut ini adalah harga-harga Koefisien Kekasaran Strikler (k) untuk saluran

tanah tanpa pasangan.

Tabel.2.12. Harga Koefisien Kekasaran Strickler Untuk Saluran Tanah

No Debit Rencana (m3/dt) Koefisien Strikler (k)

1 Q > 10 45

2 5 < Q < 10 42.5

3 1 < Q < 5 40

4 Q < 1 35

2.13.3. Erosi dan Sedimentasi

Erosi pada saluran disebabkan karena kecepatan aliran rata-rata yang

terjadi melebihi dari kecepatan maksimum yang diizinkan. Sedangkan kecepatan

maksimum yang diizinkan tergantung oleh kecepatan dasar yang dipengaruhi oleh

jenis tanah (tanah gambut, lempung, lanau, atau pasir) dan nilai indeks

plastisitasnya (IP).

Sedimentasi pada saluran disebabkan karena kecepatan aliran tidak bisa

mengangkut partikel sedimen yang ada dalam saluran. Kecepatan minimum yang

diizinkan adalah kecepatan terendah yang tidak akan menyebabkan pengendapan

partikel dengan diameter maksimum yang diizinkan (0.06 ~ 0.07 mm). Untuk

mengupayakan agar tidak terjadi sedimentasi maka ruas-ruas saluran hendaknya

8/17/2019 Is i 2735035084123

68/98


II-68

mengikuti kriteria I√R konstan atau makin besar ke arah hilirnya. I adalah

kemiringan dasar saluran, R adalah jari-jari hidraulik penampang saluran.

2.13.4. Geometri Penampang Saluran

Penampang saluran diharapkan bisa mengalirkan debit tertentu dengan

luas penampang basah yang sekecil-kecilnya (minimum), penampang demikian

biasa disebut penampang efisien atau penampang ekonomis. Dari analisis

geometri penampang melintang saluran, maka penampang melintang yang

ekonomis akan didapatkan jika2

h R = atau setengah dari penampang heksagonal

atau penampang trapesium dengan sudut kemiringan talud 30˚ terhadap

horisontal.

Diantara semua bentuk penampang (segi empat, segi tiga ataupun

trapesium), penampang setengah lingkaran merupakan penampang yang paling

ekonomis. Untuk debit-debit kecil sampai dengan 0.5 m3/dt masih

memungkinkan menggunakan penampang setengah lingkaran, tapi lebih dari 0.5

m3/dt penampang lingkaran susah untuk diterapkan karena kesulitan dalam segi

pelaksanaan dan pemeliharaanya.

Untuk saluran dengan kapasitas debit yang besar dibuat dengan

memperhatikan n perbandingan lebar dasar B dengan kedalaman h yang tinggi,

hal ini untuk menghindari agar kecepatan rencana tidak melebihi batas kecepatan

maksimum yang diizinkan. Pada saluran yang lebar, efek erosi pada dinding

saluran tidak terlalu berakibat serius terhadap besarnya kapasitas debit.

Kekurangan yang utama dari saluran yang lebar dan dangkal adalah keterbatasan

pembebasan lahan, sehingga biaya pelaksanaannya menjadi lebih tinggi.

8/17/2019 Is i 2735035084123

69/98


II-69

Sebagai acuan untuk menentukan perbandingan antara lebar dasar B

dengan kedalaman saluran h, serta kemiringan talut dinding m untuk besaran debit

tertentu, maka berikut ini disajikan tabel karakteristik saluran.

Tabel 2.13. Karakteristik Saluran

No Debit (m3/dt) Kemiringan

dinding 1 : m

Perbandingan

b/h

Koefisien

Strickler k

0.15 – 0.30 1 1.0 35

0.30 – 0.50 1 1.0 – 1.2 35

0.50 – 0.75 1 1.2 – 1.3 35

0.75 – 1.00 1 1.3 – 1.5 35

1.00 – 1.50 1 1.5 – 1.8 40

1.50 – 3.00 1.5 1.8 – 2.3 40

3.00 – 4.50 1.5 2.3 – 2.7 40

4.50 – 5.00 1.5 2.7 – 2.9 40

5.00 – 6.00 1.5 2.9 – 3.1 42.5

6.00 – 7.50 1.5 3.1 – 3.5 42.5

7.50 – 9.00 1.5 3.5 – 3.7 42.5

9.00 – 10.00 1.5 3.7 – 3.9 42.5

10.00 – 11.00 2 3.9 – 4.2 45

11.00 – 15.00 2 4.2 – 4.9 45

8/17/2019 Is i 2735035084123

70/98


II-70

15.00 – 25.00 2 4.9 – 6.5 45

25.00 – 40.00 2 6.5 – 9.0 45

Sumber : Kriteria Perencanaan Irigasi Bagian Saluran (KP-03)

2.13.5. Kemiringan Dinding Saluran

Untuk memperkecil biaya pembebasan lahan dan biaya galian, maka

kemiringan dinding saluran dibuat curam. Dengan membuat kemiringan dinding

lebih curam, maka lebar atas atas menjadi lebih kecil sehingga pembebasan tanah

juga menjadi lebih kecil.

Berikut ini tabel kemiringan dinding saluran (talud) untuk tanah yang

digali pada bahan tanah tertentu.

Tabel.2.14. Kemiringan minimum dinding saluran (talud) untuk galian pada

berbagai bahan tanah.

No Bahan Tanah Simbol

(Menurut USCS)

Kemiringan

talud m

1 Batu < 0.25

2 Gambut kenyal Pt 1 – 2

3 Lempung kenyal, loam, tanah loose CL, CH, MH 1 – 2

4 Lempung pasira, tanah pasiran kohesif SC, CM 1.25 – 2.5

5 Pasir lanauan SM 2 – 3

6 Gambut lunak Pt 3 – 4


8/17/2019 Is i 2735035084123

71/98


II-71

Tabel.2.15. Kemiringan dinding saluran (talud) untuk timbunan yang dipadatkan

dengan baik

Kedalaman air + tinggi jagaan

D

(meter)

Kemiringan minimum talud

m

D ≤ 1 1

1 < D ≤ 2 1.5

D > 2 2


Untuk tanggul yang tingginya lebih dari 3 meter, maka diperlukan adanya

bahu tanggul (berm) yang lebarnya 1 m. Bahu tanggul (berm) harus dibuat

setinggi muka air rencana di saluran.

2.13.6. Tinggi Jagaan

Meningginya muka air di dalam saluran samapai melebihi tinggi rencana

bisa disebabkan oleh penutupan pintu air di hilir secara tiba-tiba serta akibat

pengaliran buangan yang masuk ke dalam saluran. Dengan adanya keadaan

tersebut maka kemungkinan muka air di saluran akan meluap dan berpotensi

untuk merusak tanggul.

Untuk menghindari kejadian-kejadian tersebut, maka diperlukan adanya

tinggi jagaan yaitu jarak vertikal dari muka air rencana hingga puncak tanggul.

Jadi fungsi utama tinggi jagaan adalah untuk mencegah kerusakan tanggul akibat

luapan dari air di dalam saluran serta sebagai faktor keamanan apabila muka air

8/17/2019 Is i 2735035084123

72/98


II-72

naik sampai melebihi tinggi rencananya. Tinggi jagaan minimum untuk saluran

primer dan sekunder diberikan pada tabel berikut ini.

Tabel .2.16. Tinggi Jagaan Minimum untuk Saluran Tanah

Debit Saluran (m3/dt) Tinggi jagaan minimum (m)

< 0.5 0.40

0.5 – 1.5 0.50

1.5 – 5.0 0.60

5.0 – 10.0 0.75

10.0 – 15.0 0.85

>15.0 1.00


2.13.7. Lebar Tanggul

Di sepanjang saluran diperlukan tanggul untuk tujuan sebagai akses masuk

ke bangunan-bangunan untuk pengoperasian pintu-pintu air serta pemeliharaan

saluran dan inspeksi saluran. Jalan inspeksi dibuat di sisi yang berdampingan

dengan sawah, hal ini berguna untuk mengurangi adanya penyadapan liar dari

saluran ke sawah. Untuk itu diperlukan lebar minimum puncak tanggul agar dapat

digunakan sebagai prasarana jalan masuk. Berikut ini lebar minimum tanggul.

Tabel.2.17. Lebar Tanggul Minimum

Debit Saluran

(me/dt)

Lebar puncak tanggul (m)

Tanpa jalan inspeksi Dengan jalan inspeksi

≤ 1 1.0 3.0

8/17/2019 Is i 2735035084123

73/98


II-73

1 – 5 1.5 5.0

5 – 10 2.0 5.0

10 – 15 2.5 5.0

> 15 3.5 5.0


2.13.8. Kemiringan Memanjang Saluran

Kemiringan memanjang saluran ditentukan terutama oleh kondisi

kemiringan medan (kondisi topografi). Kemiringan memanjang memiliki harga

yang minimum dan harga maksimum. Untuk menghindari sedimentasi, diperlukan

kemiringan memanjang yang maksimum, sedangkan untuk menghindari adanya

erosi maka kecepatan harus dibatasi sehingga diperlukan kemiringan dasar yang

minimum.

Kemiringan minimum diperlukan agar proses sedimentasi tidak terjadi.

Untuk itu direncanakan agar besaran I√R menjadi semakin besar ke arah hilirnya.

Bila karakteristik tanah pembentuk badan saluran sudah diketahui, maka besaran

kecepatan dasar vb juga bisa diketahui. Untuk menghindari adanya proses erosi

maka kecepatan dasar yang diizinkan vb perlu diperhatikan.

Problem-problem yang sering terjadi pada perencanaan saluran antara lain :

- Kemiringan medan yang curam.

Dengan adanya kemiringan medan yang curam, maka kecepatan dasar vb

akan melebihi batas kecepatan dasar yang diizinkan. Untuk mengurangi

kecepatan rencana, maka kemiringan dasar saluran akan dibuat lebih

8/17/2019 Is i 2735035084123

74/98


II-74

landai dari pada kemiringan medan yang ada, sehingga pada saluran ini

akan dibutuhkan beberapa bangunan terjun sebagai konsekuensinya.

- Kemiringan minimum saluran primer garis tinggi.

Kemiringan dasar minimum pada saluran primer garis tinggi (paralel

dengan garis ketinggian) yang benar-benar tepat untuk jaringan irigasi

yang mengangkut sedimen sulit ditentukan. Sehingga besaran I√R yang

dipakai pada saluran primer harus lebih besar dari pada harga I√R pada

kantong lumpur dalam kondisi penuh.

- Saluran sekunder dengan kemiringan medan yang landai.

Untuk saluran sekunder pada medan yang sangat landai maka diusahakan

agar besaran I√R sama dengan ruas saluran sebelah hulunya.

2.13.9. Saluran Irigasi Pasangan

Selain saluran irigasi berupa saluran dari galian tanah (saluran tanah) maka

saluran irigasi bisa juga dilapisi dengan beberapa material lapisan, biasanya

disebut saluran pasangan (canal lining). Kegunaan lapisan pada saluran pasangan

(canal lining) antara lain adalah :

- Mencegah kehilangan air akibat rembesan keluar dari saluran.

- Mencegah gerusan dan erosi dari dasar dan dinding saluran.

- Mencegah tumbuhnya tanaman air di dalam saluran.

- Mengurangi biaya pemeliharaan akibat kerusakan dinding saluran.

- Memberi kelonggaran lengkungan untuk lengkung saluran yang besar.

8/17/2019 Is i 2735035084123

75/98


II-75

- Menjadikan luas tanah yang perlu dibebaskan untuk saluran menjadi

mengecil.

Besaran adanya rembesan pada saluran bisa dihitung dari rumus Moritz (USBR)

berikut :

v

QC S ..035.0=

(2.43)

Dengan :

S = kehilangan akibat rembesan (m3/dt per km panjang saluran)

Q = debit di saluran (m3/dt)

V = kecepatan aliran di saluran (m/dt)

C = koefisien tanah rembesan (m/hari), lihat tabel.

0.035 = faktor konstanta (m/km)

Tabel.2.18. Harga koefisien tanah rembesan C

Jenis tanah Harga C (m/hari)

Kerikil sementasi dan lapisan penahan (hardpan) dgn geluh

pasiran

0.10

Lempung dan geluh lempungan 0.12

Geluh pasiran 0.20

Abu vulkanik 0.21

Pasir dan abu vulkanik atau lempung 0.37

Lempung pasiran dengan batu 0.51

Batu pasiran dan kerikil 0.67

8/17/2019 Is i 2735035084123

76/98


II-76

2.13.10. Kecepatan Maksimum

Meskipun dinding maupun dasar saluran sudah dilapisi dengan material

yang tahan gerusan, namun kecepatan maksimum yang diizinkan tidak boleh

dilampaui, hal ini untuk pertimbangan keawetan dinding saluran dan alasan

keamanan terhadap bahaya hanyut.

Kecepatan maksimum untuk pasangan batu = 2 m/dt.

Kecepatan maksimum untuk pasangan beton = 3 m/dt.

Kecepatan maksimum untuk pasangan tanah = mengikuti prosedur seperti saluran

tanah.

Perhitungan dimensi saluran harus mempertimbangkan bilangan Froude

yaitu bilangan yang menandakan suatu aliran dalam kondisi sub kritis, kritis

ataupun super kritis. Untuk saluran yang alirannya stabil bilangan Froude harus

kurang dari 0.55 (aliran sub kritis). Untuk aliran suprkritis, bilangan Froude harus

di atas 1.44. Bilangan Froude antara 0.55 sampai dengan 1.44 mempunyai efek

yang kurang menguntungkan bagi dinding saluran yaitu, alirannya memiliki pola

gelombang tegak (muka air bergelombang) sehingga bisa merusak dinding

saluran.

Bilangan Froude dihitung dengan persamaan :

Dg

vF

.=

(2.44)

V = kecepatan aliran (m/dt)

D = kedalaman hidraulik (D = A/T)

T = lebar puncak (m)

8/17/2019 Is i 2735035084123

77/98


II-77

2.. ym y B ATOTAL +=

my BT 2+=

my B

ym y B D

2

.. 2

+

+=

(2.45)

2.13.11. Koefisien kekasaran

Koefisien kekasaran strickler k untuk pasangan batu = 60

Koefisien kekasaran strickler k untuk pasangan beton = 70

Koefisien kekasaran strickler k untuk pasangan tanah =35 – 45

2.14. Penentuan trase tanggul dan konstruksi tanggul

Agar pekerjaan perencanaan teknis serta pelaksanaan fisik pembuatan embung

dapat dilakukan dengan teknologi yang sederhana dan ekonomis. Untuk maksud

tersebut dipilih embung dari urugan tanah yang homogen dengan drainase prisma

sebagai pengalir rembesan. Aspek penentuan trase tanggul mempunyai empat

syarat, yaitu daya dukung, kekuatan gesernya cukup besar, mampu menahan

rembesan air sampai batas tertentu serta jarak optimal antara garis kontur yang

berdekatan.

- Penempatan embung diposisikan pada elevasi kontur terendah yang

optimal dan ekonomis.

- Pada daerah hilir tumit tubuh embung dibuat drainase penyalir atau filtrasi.

- Lokasinya memiliki daerah tangkapan hujan.

- Tubuh embung memiliki lapisan inti lempung untuk mencegah rembes

yang lebih besar.

8/17/2019 Is i 2735035084123

78/98


II-78

- Menurut (DR. Suyono sosrodarsono, 1981) bendungan yang lebih tinggi

dari 6 s/d 7 meter, maka suatu sistem drainase diperlukan pada bagian hilir

tubuh bendungan tersebut, guna menurunkan garis depresinya. Semakin

rendah elevasi

Is i 2735035084123

Documents

Transcript of Is i 2735035084123