Sistem Jaringan Drainase Irigasi.pdf

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

1

Topik 6. 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.

1

Sumber: Soekrasno, S., Januari 2007. Diklat Pemeriksaan Keteknikan Bidang Sumberdaya Air. Subbidang Irigasi dan Rawa. Inspektorat Jendral Departemen Pekerjaan Umum Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

2

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.

Foto 2. Bendung Gerak

Foto 3. Bendung Tetap (weir) Empang, Bogor

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

3

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.

Foto 3. Bendungan Batu Tegi di Lampung

1.4.Stasiun Pompa Irigasi dengan pompa dapat dipertimbangkan apabila pengambilan secara gravitasi ternyata tidak layak baik dari segi teknis maupun ekonomis.

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

4

Gambar 1. Bangunan utama

Gambar 2. Tampak atas suatu bendung

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

Gambar 3. Denah dan potongan melintang Bendung Gerak dan potongan melintang Bendung Saringan Bawah

Teknik Irigasi dan Drainase

5

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

6

Gambar 4. 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.

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

7

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. 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.

(5)

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

8

Gambar 6. Tipe bendung 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.

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

9

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).

Gambar 7.

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.

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

10

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.

Gambar 8. Bendung saringan bawah

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

11

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.

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

Gambar 9. Mercu bulat dan Ogee

Teknik Irigasi dan Drainase

12

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

Gambar 10. Pangkal bendung

Teknik Irigasi dan Drainase

13

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

Gambar 12. Kolam locat air dan rumus

v1 =

2g(1/2H1 + z)

y2 2 = 1 / 2 ( 1+ 8 Fr − 1) = yu Lj = 5(n + y2) Fr =

Fr =

v1 gyu v1 gyu

Teknik Irigasi dan Drainase

14

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

Gambar 13. Kolam locat air tipe USBR

Teknik Irigasi dan Drainase

15

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

Gambar 14. Kolam loncat air tipe radial

Gambar 15. Kolam loncat air tipe Flugter

Teknik Irigasi dan Drainase

16

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

17

Gambar 16. Kolam loncat air tipe MDO, MDL, MDS

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 : 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. (a)

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

18

Gambar 17. Pintu bendung gerak

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 Q× h 76 Efisiensi : Pompa 75%, mesin 90%, Total 65% HP =

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

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

19

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.

Gambar 18. Tipe pintu pengambilan

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

20

Gambar 19. Bangunan pembilas

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.

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

21

Gambar 20. Pembilas bawah

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)

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

Gambar 21. Sekat air (seal)

Gambar 22. Pintu pengambilan terbuat dari pintu sorong kayu atau baja

Teknik Irigasi dan Drainase

22

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

23

Gambar 23. Empat jenis pintu bilas

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.

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

24

Gambar 24. Grafik penentuan d40

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.

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

25

Gambar 25. Filter dan Bronjong

Gambar 26. Analisis stabilitas

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:

CL =

∑L

V+

H

1/3

∑L

H     →

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

26

C L = angka rembesan Lane ∑ L v = jumlah panjang vertkal ∑ L H = jumlah panjang horisontal H = beda tinggi muka air Stabilitas Terhadap Erosi Bawah Tanah Gbr 27 Gaya angkat fondasi bendung

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. Gambar 31

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

27

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

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

28

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 m 3/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

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

29

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. Untuk perkiraan kasar, hitung pakai rumus sederhana.

z = h(1 −

x 2 ) L

h 2h ≥ 1⇒ L = a I h a+ h ≤ 1⇒ L = a I

Gambar 41 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. Gambar 43

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

30

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

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

31

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). Gambar 45 Grafik perhitungan risiko (Gambar 46)

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

32

Contoh suatu sungai dihitung seri debit dengan periode ulang berbeda Q 2, 5, 10 , 15 , 20, 25. Pembangunan bendung selesai 4 tahun, berarti umur coffer dam 4 tahun. Berapa Risiko yang diambil misal 20%, perpotongannya pada garis horisontal 20. Maka tinggi cofferdam harus bisa menampung Q 20 tahun. Kalau risiko diperkecil 10% ketemu Q 40 tahun. Makin tinggi, makin mahal. Gambar 46 Pelaksanaan ditempat kering (Sodetan/Kopur). Bendung dibuat di luar sungai, kemudian setelah selesai sungai dibelokkan. Risiko akibat gangguan banjir kecil. Sejauh layak, metode ini jadi pilihan. Bahkan meski mahal sedikit, alternatif ini dipilih. Kalau terjadi banjir dan melimpah diatas coffer dam dan mengakibatkan kerusakan risiko siapa? Diatur sebagai berikut (a) Dalam perencanaan elevasi coffer dam besaran banjir dengan probalilitas tertentu ditetapkan. Misalnya : Q10 = 150 m 3/dt. Kalau terjadi banjir yang lebih besar 150 m3/dt dan terjadi kerusakan, risiko ditanggung owner. Kalau banjir kurang 150 m3/dt, risiko ditanggung kontraktor. Dituangkan dalam kontrak dokumen. Operasi dan Pemeliharaan Operasi adalah pengaturan bukaan pintu untuk penyediaan air. Pengaturan air pada kondisi normal, kondisi banjir, dan kondisi kering. Kondisi normal adalah aliran sungai normal, sedimen yang dibawa sedang. Penjediaan air dilakukan sesuai rencana kebutuhan air irigasi dan keperluan lainnya. Air sungai masih bisa mengalir ke hilir untuk keperluan lain dan keperluan lingkungan. Pada saat ini pintu pengambilan dibuka penuh, pintu bilas atas dan bawah ditutup, agar air depan pengambilan tenang sedimen mengendap. Pintu bilas bawah dibuka 1 jam setiap hari untuk menguras endapan lumpur. Kalau terdapat benda terapung depan pintu bilas, pintu bilas atas diturunkan untuk menghanyutkan benda terapung. Dalam keadaan ini biasanya kolam lumpur sudah penuh pada 5 - 10 hari (tergantung perencanaan). Untuk ini dilakukan pengurasan lumpur secara hidraulis, dengan prosedur sebagai berikut : Pintu bilas atas dan bawah ditutup, pintu pengambilan dibuka, pintu ke saluran irigasi ditutup, pintu penguras dibuka. Lama pengurasan tergantung jumlah sedimen, besaran fraksi sedimen, besar debit dan kemiringan kantong lumpur yang sudah dihitung dalam rencana dan model test (biasanya 3-5 jam). Setelah selesai, air irigasi dialirkan kembali. Operasi adalah pengaturan bukaan pintu untuk penyediaan air. Pengaturan air pada kondisi normal, kondisi banjir, kondisi kering. Kondisi banjir: aliran sungai besar, sedimen yang dibawa banyak. Penjediaan air untuk irigasi dan keperluan lainnya dihentikan sementara, karena di sawah sudah kelebihan air, dan cenderung membuang. Pada saat ini pintu pengambilan ditutup penuh, pintu bilas atas dan bawah ditutup , agar sedimen tidak masuk ke saluran irigasi dan sedimen dilewatkan atas bendung. Pada saat air surut dimana kedalaman air diatas mercu antara 0.5 s/d 1 m pintu pembilas dibuka untuk menguras lumpur. Setelah lumpur bersih dan air di atas bendung antara 0 – 0.5 m, pintu pengambilan dibuka dan pintu bilas ditutup. Air irigasi normal kembali. Pada beberapa bendung dimana debit banjir besar, saluran pembilas dipakai untuk melewatkan air. Untuk itu pintu bilas dibuka saat banjir. Kalau sungai membawa batang-batang pohon, kemungkinan bisa menyangkut pada saluran pembilas yang sempit.

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

33

Pengaturan air : kondisi normal, kondisi banjir, kondisi kering. Kondisi kering: aliran sungai kecil, sedimen yang dibawa sedikit. Penjediaan air untuk irigasi dan keperluan lainnya dipenuhi tetapi cenderung kurang. Air sungai jangan disadap 100%, karena di hilir bendung biasanya ada penyadapan untuk keperluan lain dan atau untuk menjaga lingkungan. Pada saat ini pintu pengambilan dibuka penuh, pintu bilas atas atau bawah dibuka sebagian, agar air tetap mengalir sebagian ke hilir bendung. Karena air sungai cenderung bersih maka kandungan sedimen sedikit, maka frekuensi pengurasan lumpur dapat lebih lama dibanding saat air normal. Cara pengurasan seperti saat air normal, Cuma karena air sungai dan selisih tinggi minim, air sungai ditampung dulu beberapa jam didepan bendung dengan menutup pintu pengambilan dan pembilas. Pada saat elevasi air naik sampai mercu bendung, pembilasan dimulai. Pada saat ini pengecekan terhadap saluran pembilas bawah dilakukan untuk mengetahui apakah ada sumbatan batu. Kalau ada inilah saatnya untuk mengatasinya, karena air sungai kecil. Pemeliharaan Pemeliharaan adalah kegiatan untuk menjaga agar bangunan berfungsi seperti sedia kala. Jenis pemeliharaan: Rutin, berkala, darurat, permanen. Pemeliharaan Rutin adalah kegiatan secara rutin dilakukan, misalnya babat rumput sekitar bendung, menutup retakan tembok, perbaikan kecil batu kosong, pengambilan benda terapung depan pintu bilas, pengurasan sedimen pada saluran bawah 1 jam/hari Pemeliharaan Berkala adalah kegiatan dilakukan secara berkala, misalnya pengecatan pintu, pemberian stenfet (greesing), pembersihan sedimen pada kantong Lumpur, pengecatan bangunan pelindung, pembersihan sedimen dan batu menyumbat pada saluran pembilas, perbaikan bronjong dan pasangan batu kosong, perbaikan pintu macet. . Pemeliharaan Darurat adalah perbaikan darurat agar bendung dapat segera berfungsi. Hal ini terjadi karena bencana alam atau kelalaian manusia. Perbaikan ini dilakukan dengan harapan nanti ada dana untuk penyempurnaan berupa perbaikan permanen. Pemeliharaan Permanen adalah kegiatan perbaikan sebagai peningkatan perbaikan darurat maupun perbaikan akibat bencana dan kelalaian manusia, sehingga perbaikannya menjadi permanen, misalnya tanggul penutup longsor, sayap bendung patah, stang pintu bengkok, gerusan dalam di bawah bendung, kerusakan pada kolam olak, pelindung talud runtuh, penurunan tubuh bendung.

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

34

Jaringan Irigasi/Drainase: 2.1.Saluran Irigasi: 2.1.1.Jaringan irigasi utama terdiri dari: saluran Primer (Induk), saluran Sekunder 2.1.2.Jaringan saluran irigasi tersier terdiri dari: saluran tersier, saluran Kwarter 2.2.Saluran Pembuang 2.2.1.Jaringan saluran pembuang tersier 2.2.2.Jaringan saluran pembuang utama

Foto 5. Bangunan bagi Primer

Foto 7. Bangunan Bagi di Sekunder

Foto 6. Saluran sekunder

Foto 8. Bangunan Sadap Tersier

2.3.Bangunan Bagi dan Sadap 2.3.1.Bangunan bagi terletak di saluran primer dan sekunder pada suatu titik cabang dan berfungsi untuk membagi aliran menjadi dua saluran atau lebih 2.3.2.Bangunan sadap tersier mengalirkan air dari saluran promer atau sekunder ke saluran tersier 2.3.3.Bangunan bagi dan sadap mungkin digabung menjadi satu rangkaian bangunan 2.3.4.Boks bagi di saluran tersier membagi aliran untuk dua atau lebih saluran 2.4.Bangunan Pengukur dan Pengatur Bangunan ukur dibedakan menjadi alat ukur aliran-atas bebas (free overflow) dan alat ukur aliran bawah (underflow). Beberapa dari alat ukur dapat juga dipakai untuk mengatur aliran air

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

35

2.5.Bangunan Pengatur Muka Air 2.6.Bangunan Pembawa 2.6.1.Aliran Superkritis: 2.6.1.1.Bangunan Terjun 2.6.1.2.Got miring 2.6.2.Aliran sub-kritis 2.6.2.1.Gorong-gorong 2.6.2.2.Talang 2.6.2.3.Sipon 2.6.2.4.Jembatan sipon 2.6.2.5.Flume 2.6.2.6.Saluran tertutup 2.6.2.7.Terowongan 2.7.Bangunan lindung 2.7.1.Bangunan pembuang silang 2.7.2.Pelimpah (Spillway) 2.7.3.Bangunan Penguras (wasteway) 2.7.4.Saluran Pembuang samping 2.8.Jalan dan Jembatan 2.9.Bangunan Pelengkap Bangunan Pengambilan (Intake) 1. Bangunan Pengambil Bebas (Free Intake) Lokasi pengambilan dibuat di lokasi yang tepat sehingga dapat mengambil air dengan baik dengan menghindari masuknya sedimen. Masuknya sedimen dipengaruhi oleh sudut antara pengambilan dan sungai, penggunaan dan ketinggian ambang penahan sedimen (skimming wall), kecepatan aliran masuk dan sebagainya. Contoh penyelidikan model hidrolik oleh Habermaas yang memperlihatkan persentase banyaknya sedimen yang masuk ditunjukkan seperti pada Gambar 4.27 (KP-02/70). Agar mampu mengatasi tinggi muka air yang berubah-ubah di sungai, pengambilan harus direncanakan sebagai pintu aliran bawah. Rumus debit yang dapat dipakai adalah: Q = K . µ . a. B 2 gh1

/ 4.11 /

Gambar 4.28; 4.29; 4.30 2. Bendung Saringan Bawah Bendung saringan bawah atau bendung Tyroller (Gambar 4.33) dapat dirancang dengan baik di sungai yang kemiringan memanjangnya curam, mengangkut bahan-bahan berukuran besar dan memerlukan bangunan dengan elevasi rendah. Beberapa hal pertimbangan: Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

36

a. Tidak cocok untuk sungai yang fluktuasi bahan angkutannya besar. Misalnya di daerah gunung berapi muda b. Dasar sungai yang rawan gerusan memerlukan fondasi yang cukup dalam c. Bendung harus dirancang seksama agar aman terhadap rembesan d. Konstruksi saringan hendaknya sederhana, tahan benturan batu, mudah dibersihkan jika tersumbat e. Bangunan harus dilengkapi dengan kantong lumpur/pengelak sedimen yang cocok dengan kapasitas tampung memadai dan kecepatan aliran cukup untuk membilas partikel. Satu di depan pintu pengambilan dan satu di awal saluran primer f. Harus dibuat pelimpah yang cocok di saluran primer untuk menjaga jika terjadi kelebihan air. Gambar 4.33 (hal 78) Panjang saringan ke arah aliran sungai yang diperlukan untuk mengelakan? air dalam jumlah tertentu per meter lebar bendung, dihitung dengan rumus: q L = 2,561 0 / 4.14 / λ h1 Gambar 4.3. dan Tabel 4.5 (hal 80)

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

37

BENDUNGAN URUGAN (FILL/EARTH DAM) Bendungan yang dibangun dari hasil penggalian bahan tanpa tambahan bahan lain yang bersifat campuran secara kimia 3 Tipe bendungan urugan : • Bendungan urugan serba sama (homogeneous dam)  Sering disebut sebagai bendungan urugan tanah, tetapi sesungguhnya kurang tepat. •

Bendungan urugan berlapis-lapis (zone dam, rockfill dam)  Terdiri atas beberapa lapisan : lapisan kedap air (water tight layer), lap. batu (rock zone, shell), lap. batu teratur (rip-rap), lap. penyaring (filter zone)

•

Bendungan urugan batu dengan lapisan kedap air di muka (impermeable face rockfill dam)  Lapisan kedap air (umumnya aspal dan beton bertulang) diletakkan di sebelah hulu bendungan.

Bendungan Urugan Serba Sama Bendungan urugan serba sama merupakan bendungan yang lebih dari setengah volumenya terdiri atas bahan bangunan (tanah, pasir atau kerikil) yang seragam.  Bendungan urugan tanah (earthfill dam)  Bendungan urugan pasir dan kerikil BENDUNGAN URUGAN TANAH (EARTHFILL DAM) • Bendungan urugan tanah merupakan bendungan yang lebih dari setengah volumenya terdiri atas bahan bangunan tanah atau tanah liat yang seragam. • Terbagi atas 4 tipe berdasarkan bentuk saluran drainase (Gambar 3.1 s/d 3.4) • Keuntungan :  Karena bahannya seragam, maka cara pemadatannya relatif mudah  Relatif lebih murah dibandingakan dengan tipe lainnya • Kerugian :  Sifat tanah atau tanah liat sangat dipengaruhi oleh kadar air, sehingga pada waktu pemadatan kadar air harus diperiksa dengan ketat  Pada musim hujan, pekerjaan sering dihentikan. LAPISAN-LAPISAN YANG ADA Walaupun disebut serbasama, tetapi terdapat pula bahan lainnya sebagai bahan saluran drainase dan lapisan untuk menjaga stabilitas lereng. •

Lapisan batu teratur (rip-rap)

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

38

Untuk menjaga stabilitas lereng dengan menahan permukaan bendungan sebelah hulu agar tidak rusak akibat naik turunnya muka air di waduk. Rip-rap dipasang dari puncak bendungan sampai + 2 m di bawah permukaan air terendah untuk operasi (MOL, Minimum Operation Level).

Tebal lapisan tergantung pada : kekuatan batu, tinggi bendungan, frekuensi muka air dan tinggi perkiraan gelombang. Umumnya apabila menggunakan tenaga manusia + 30 cm, menggunakan alat berat + 50 cm – 100 cm. •

Bahan tanah (soil material) dan tanah liat (clay) Untuk penimbunan tubuh bendungan dan lapisan kedap air untuk bendungan urugan batu. Yang sering digunakan untuk lapisan kedap air adalah tanah liat, dengan beberapa syarat :  bahan organik < 5 %, untuk mencegah penurunan yg terlalu besar akibat banyaknya pori-pori.

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk



39

koefisien permeabilitas < 10-5 cm/det, mengurangi rembesan.

Gambar 3.8. Penampang melintang Bendungan Ir. H. Pangeran Noor

 kuat tegangan geser yg cukup untuk menghindari terjadinya penggeseran bendungan.  pelaksanaan pemadatan yg mudah agar seragam.  memenuhi gradasi tertentu sehingga dapat tahan terhadap gejala pembuluh (piping action).  tahan terhadap gempa. •

Lapisan pasir dan kerikil (gravel pebble layer) Untuk alasan biaya biasanya diambil langsung dari sumbernya seperti dari sungai atau darat. Tetapi apabila kadar airnya tinggi harus dikeringkan dahulu.

•

Lapisan hilir (downstream) Apabila kesulitan dalam membuang tanah hasil penggalian, biasanya ditimbun di bagian hilir setelah sebelumnya dianalisa kestabilannya. Lapisan hilir dapat ditutup dengan batu belah (rockzone) atau dengan gebalan rumput (sod facing)

SALURAN DRAINASE (PENGERING) Dibuat dari pasir dan kerikil yang memenuhi gradasi tertentu dan bersih. PERKUATAN LERENG SEBELAH HILIR (DOWNSTREAM) Karena tanah liat, tanah atau pasir umumnya mudah longsor, maka harus diberi perkuatan agar stabil terhadap tiupan angin dan erosi dari air hujan. Bahan untuk perkuatan diantaranya : batu belah, batu bulat, dan gebalan rumput.

Teknik Irigasi dan Drainase

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

Teknik Irigasi dan Drainase

40

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

Teknik Irigasi dan Drainase

41

Topik 6. Sistem Jaringan Irigasi dan Drainase-dkk

Penutup Pertanyaan: (1) Apa bedanya bendung dengan bendungan (2) Buat gambar pandangan atas dan irisan dari suatu bendung dengan bangunan pelengkapnya (3) Buat gambar pandangan atas dan irisan dari bangunan pelengkap bendung yakni: bangunan sadap, pelimpah (spill way), kolam lumpur (sediment trap), pintu penguras, kolm olakan (stilling basin) (4) Sebutkan fungsi dari masing-masing bangunan pelengkap (5) Gambar suatu contoh pada sistem jaringan utama. Bangunan apa saja yang ada dalam suatu sistem jaringan utama (6) Gambar suatu contoh pada sistem jaringan utama. Bangunan apa saja yang ada dalam suatu sistem jaringan tersier (7) Turunkan persamaan loncatan hidrolik (hydraulic jump) dalam rancangan kolam olak (stilling basin) pada bangunan terjun? (8) Apa bedanya talang dengan syphon?

Daftar Pustaka Senarai

Teknik Irigasi dan Drainase

42