Tinjauan Pustaka Review DED Dan Master Plan Drainase Kota Majene

KHARISMA KARYA, pt Engineering Consultant Consultant Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene

Bab III Tinjauan Pustaka 3.1 UMUM Tinjauan Pustaka sesuai dengan rumus/formula dan standar yang telah diberlakukan selama ini untuk perencanaan drainase perkotaan. Kriteria perencanaan yang digunakan diantaranya adalah sebagai berikut : Kriteria hidrologi • •

Kriteria hidrolika

•

Kriteria perhitungan konstruksi

3.2 3.2 KRIT KRITER ERIA IA HIDRO HIDROLO LOGI GI Didalam perencanaan drainase perlu ditinjau besarnya banjir yang dapat terjadi pada periode ulang tertentu. Untuk menentukan besarnya debit rencana yang akan dipakai sebagai dasar perencanaan perencanaan teknis drainase, drainase, perlu ditetapkan terlebih dahulu besarnya besarnya hujan rencan rencana a yang yang mengak mengakiba ibatka tkan n banjir banjir yang yang dimaks dimaksud. ud. Berdasa Berdasarkan rkan analis analisis is frekuensi akan diperoleh besarnya hujan harian maksimum yang mungkin akan terjadi pada periode ulang tertentu. Dengan ditetapkannya periode ulang maka hujan ujan renc renca ana yang yang diing iingiinka nkan dapa dapatt ditet itetap apka kan n unt untuk perh perhit itun unga gan n selanjutnya. Perhitungan Perhitungan selanjutnya selanjutnya adalah perhitungan perhitungan intensitas intensitas hujan yang dihitung dihitung berdasarkan rumus empiris yang ada. Dalam perhitungan debit banjir dipakai cara perhitungan dengan rumus Mononobe. Besarnya intensitas hujan ini tergantung dari besarnya time of concentration, jadi tergantung dari karakteristik fisik daerah alirannya. Dengan Dengan diketahuinya diketahuinya intensitas intensitas hujan maka debit rencana rencana yang dibutuhkan dibutuhkan untuk perencanaan bangunan air dapat dihitung dengan rumus rasional. Dari debit rencana yang sudah diperoleh maka dimensi saluran atau bangunan air lainnya dapat direncanakan sedemikiaan sehingga kapasitas bangunan sesuai dengan debit rencana yang telah ditetapkan.

A. Analis Analisis is Frekue Frekuens nsii Sesuai Sesuai dengan dengan data data yang yang ada, ada, maka maka perhit perhitung ungan an analis analisis is frekuen frekuensi si hujan hujan rencana dipakai cara distribusi Gumbel (Distribusi harga Ekstrim). Rumus untuk menganalisa frekuensi hujan rencana adalah : XT r = 0 + k ⋅ Sx

Laporan Pendahuluan

III-1

KHARISMA KARYA, pt Engineering Consultant Consultant Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene

Dimana : XT r : besarnya besarnya curah curah hujan hujan untuk periode periode tahun tahun berulang, berulang, Tr tahun tahun (mm) (mm) : besarn besarnya ya curah curah hujan maksimu maksimum m rata-rata rata-rata selama selama tahun tahun pengamat pengamatan an (mm) Sx : stand tandar ar devia eviasi si K : fakt faktor or frek frekue uens nsii Besarnya faktor frekuensi k, dalam metode ini adalah : k

=

( YTr - Yn )

Sn Dimana : Sn dan Yn :fungsi dari kebanyakan data YT r : reduced variate, yang dapat dihitung dengan rumus -1 1 YT r = -ln - ln

Tr

Pengis Pengisian ian data data hujan hujan yang yang hilang hilang dilaku dilakukan kan dengan dengan cara cara Interpo Interpolas lasii linier, linier, seda sedang ngka kan n rata rata-r -rat ata a huja hujann nnya ya dihi dihitu tung ng deng dengan an cara cara rata rata-r -rat ata a alja aljaba barr (Arithmatic).

B. Intens Intensita itas s Curah Curah Hujan Hujan Intensita Intensitas s hujan rencana atau probabilita probabilitas s intensitas intensitas hujan maksimum maksimum yang terjad terjadii pada pada period periode e ulang ulang terten tertentu tu dihitu dihitung ng dengan dengan menggu menggunaka nakan n rumus rumus mononobe : I

=

R24

24

 24   t   

2/3

c

Dimana : I = Intensitas hujan (m (mm/jam) R2 4 = Curah hujan maksimum yang terjadi selama 24 jam dalam [mm] tc = Waktu konsentrasi (Time of Concentration) Waktu konsentrasi dihitung dengan rumus Kirpich, yaitu, tc

= 0,0195 ⋅ L0,77 ⋅ S -0,385

Dimana : tc = Waktu konsentras konsentrasii (menit). (menit). L = Panjang sungai/saluran [ m ] S = Kemiringan saluran

C. Perhitun Perhitungan gan Debit Debit Renca Rencana na

Laporan Pendahuluan

III-2

KHARISMA KARYA, pt Engineering Consultant Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene

Besarnya debit rencana dipengaruhi oleh intensitas hujan dan respon daerah tangkapan yang bersangkutan terhadap air hujan yang jatuh di daerah tersebut. Respon tersebut erat hubungannya dengan sifat permukaan lahan yang antara lain jenis tanah, topografi serta tata guna lahan dan geometrik dari DAS sungai yang bersangkutan. Karena besarnya debit banjir yang terjadi di suatu sungai selalu berubah ubah setiap saat sesuai dengan intensitas hujan dan repon dari DAS, maka perlu suatu patokan untuk menentukan besarnya debit banjir yang akan dipergunakan sebagai dasar dalam menentukan kapasitas sungai dan bangunan-bangunannya. Debit tersebut ditetapkan berdasarkan periode ulang tertentu yang besarnya sesuai dengan tingkat resiko dan skala kepentingan daerah yang dimungkinkan terkena akibat dari banjir tersebut. Menurut Srimurni (dalam JICA 1995) Pembakuan angka-angka periode ulang yang digunakan di Departemen PU untuk bangunan-bangunan sungai sebagai berikut : a.

Bendung di sungai besar

100

th

b.

Bendung di sungai sedan

50

th

c.

Bendung di sungai kecil

25

th

d.

Tanggul sungai besar/daerah penting 25

th

e.

Tanggul sungai kecil/kurang penting

5 - 10

th

f.

Jembatan jalan penting

25

th

g.

Jembatan jalan tidak penting

10

th

Jika tidak tersedia data pengukuran banjir dalam kurun waktu tertentu di suatu wilayah yang akan dibuat suatu bangunan, maka besarnya debit banjir rencana ditetapkan berdasarkan hubungan antara hujan dan limpasan.

1) Metode rasional Dalam perhitungan debit desain berdasarkan metode rasional, maka ada beberapa asumsi yang dipakai, yaitu : a. Debit aliran yang dihasilkan dari sembarang intensitas hujan mencapai maksimum bilamana intensitas hujan ini berlangsung selama lebih lama dari waktu tiba banjir. b. Kekerapan debit maksimum sama dengan kekerapan intensitas hujan untuk lamanya hujan tertentu. c. Hubungan debit maksimum dengan luas DAS (daerah aliran sungai) sama dengan hubungan antara lamanya hujan dengan intensitas hujan d. Koefisien aliran sama untuk berbagai kekerapan e. Koefisien aliran sama untuk semua hujan pada suatu DAS Perhitungan debit rencana menggunakan rumus rasional adalah sebagai berikut : Q

= 0,278 ⋅ C ⋅ I ⋅ A

Laporan Pendahuluan

III-3


Dimana : Q = Debit Rencana [m3/detik] C = Koeffisien Pengaliran/Limpasan I = Intensitas Hujan [ mm/jam ] A = Luas Daerah Pengaliran [ km2 ] Untuk menghitung harga koefisien pengaliran [C], dipakai pedoman pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Harga Koefisien Pengaliran (C) Pada Berbagai Kondisi Tanah Dan Type Daerah Aliran

Type Daerah Pengaliran 1. Rerumputan

2. Business 3. Perumahan

4. Industri 5. Pertamanan, Kuburan 6. Tempat Bermain 7. Halaman Kereta Api 8. Daerah Yang Tidak Dikerjakan 9. Jalan Laporan Pendahuluan

Kondisi

C

Tanah Pasir Datar, 2% Tanah Pasir Rata-rata, 2 – 7% Tanah Pasir Curam, 7% Tanah Gemuk Datar, 2% Tanah Gemuk Ratarata, 2 – 7% Tanah Gemuk Curam, 7% Daerah Kota Lama Daerah Pinggiran Daerah “Single Family” “Multi Unit” Terpisahpisah “Multi Unit” Tertutup “Sub Urban” Daerah Rumah Apartemen Daerah Ringan Daerah Berat

0,05 – 0,10 0,10 – 0,15

Beraspal

0,15 – 0,20 0,13 – 0,17 0,18 – 0,22 0,25 – 0,35 0,75 – 0,95 0,50 – 0,70 0,30 – 0,50 0,40 – 0,60 0,60 – 0,75 0,25 – 0,40 0,20 – 0,70 0,60 – 0,80 0,60 – 0,90 0,10 – 0,25 0,20 – 0,35 0,20 – 0,40 0,10 – 0,30 0,70 – 0,95 III-4


Beton Batu 10. Untuk Berjalan dan Naik Kuda 11. Atap

0,80 – 0,95 0,70 – 0,95 0,75 – 0,85 0,75 – 0,95

Sumber : Iman Subarkah, Hidrologi Untuk Perencanaan Bangunan Air

Intensitas hujan selama waktu tiba banjir dihitung dengan menggunakan rumus : 0 , 67

 24  I =   24  T R

Untuk dapat menghitung intensitas curah hujan terlebih dahulu harus menghitung waktu tiba banjir dengan menggunakan rumus Bayern sebagai berikut L

T =

(jam)

W

0,6

 H  W = 72 ⋅   (km/jam)  L  Dimana : T = Waktu tiba banjir (jam) L = panjang segmen sungai dari titik terjauh dalam DAS sampai dengan titik yang ditinjau (m) W = Kecepatan banjir (km/jam) l = hujan rencana

2) SCS Unit Hidrograf Metode ini dikembangkan oleh U.S. Soil Conservation Service, di daerah pertanian (Carbit, 1992) dan memberikan hasil cukup baik jika dipakai pada daerah pengaliran yang luasnya kecil atau sedang. Hubungan antara hujan limpasan dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut : Qp

=

2,08. A. I

t p 0 ,7

0,8

155 . L T C

=

L P

= 0,6 ⋅ t

T P

=

T

 100 − 9  .   CN 

1900.S 0 , 5 C

L P

+ D

2

= 5 ⋅ t

P

Laporan Pendahuluan

III-5


Dimana : Qp = debit puncak, (m3/dt) A = luas daerah pengaliran, (Km2) tp = waktu untuk mencapai puncak, (jam) S = kemiringan lahan (%) CN = curve number untuk kondisi lahan, L = panjang lintasan terjauh, (m) Lp = waktu dari pusat hujan hingga debit puncak, (jam) Te = waktu konsentrasi, (jam) D = 0,133 Te = durasi hujan yang menghasilkan hidrograf satuan, (jam) I = hujan yang mengakibatkan aliran permukaan, (cm)

Tabel 3.2 Nilai Curve Number untuk berbagai jenis kondisi lahan N O 1

2

3

4

5

LAND USE DISCRIPTION Cultivated land • Without conservation treatment • With conservation treatment Pasture or rang land • Poor condition • Good condition Meadow • Good condition Wood or forest land • Thin stand, poor cover • Good cover Oper spaces, lawns, park ect • Good grass cover on 75 % or more of the area • Fair condition, grass cover 50 % of the area • Industrial district 72 % impervious Residental Average Lot Size Average % Impervous < 1/8 65 ¼ 38 1/3 30 ½ 25 1 20 • Pave parking lots, rooft etc, strss and roads

Laporan Pendahuluan

Hydrograf soil group A B C D 72 62

81 71

88 78

91 81

86 39

79 61

86 74

89 80

30

58

71

78

45 25

66 55

77 70

83 77

39

61

74

80

49

69

79

84

89 81

92 88

94 91

95 93

77 61 57 51 51 98

85 75 72 70 68 98

90 83 81 80 79 98

92 87 86 85 84 98

III-6


N O

LAND USE DISCRIPTION

Paved eoth curbs and strom sewer • Gravel of paved with swales • Dict Sumber : Maidment, 1993 •

Laporan Pendahuluan

Hydrograf soil group A B C D 98 98 98 98 76 85 89 91 72 82 87 89

III-7


Tabel 3.3 Runoff Curve Number for Hydrologic Soil-Cover Complexes NO 1

2

3

4

Land Use Follow Row crops

Straight row Straight row Straight row Contoured Contoured Contoured Contoured & Small grain Straight row Contoured Contoured & Straight row Contoured Contoured & Close seeded Straight row legumes *or Straight row rotation Contoured meadow Contoured Contoured & Contoured & Pasture of Contoured range Contoured Contoured

5

6

Meadow Woods

7

Farmsteads Roads dirt + had surface +

8

Cover Treatment or Practice

terraced

terraded

terraded

terraded terraded

Hydrologi c condition -Poor Good Poor Good Poor Good Poor Good Poor Good Poor Good Poor Good Poor Good Poor Good Poor Good Poor Good Poor Good

Hydrologic soil group A B C D

Good Poor Fair Good --

77 72 67 70 65 66 62 65 63 63 61 61 59 66 58 64 55 63 51 68 49 39 47 25 6 30 30 45 36 25 59

86 81 78 79 75 74 71 76 75 74 73 72 70 77 72 75 69 73 67 79 69 61 67 59 35 58 58 66 60 55 74

91 88 85 84 82 80 78 84 83 82 81 79 78 85 81 83 78 80 76 86 79 74 81 75 70 71 71 77 73 70 82

94 91 89 88 86 82 81 88 87 85 84 82 81 89 85 85 83 83 80 89 84 80 88 83 79 78 78 83 79 77 86

---

72 74

82 84

87 90

89 92

Sumber : Corbit, 1991 * close-drilled or broadcast + including right-of-way

Tabel 3.4 Hydrology Soil Group NO

Soil Group

1

A

2

B

3

C

4

D

Laporan Pendahuluan

Discription Lowest runoff potential, includes, deep sand mit very litle silt and clay, also deep, rapidly, permeable gravel Moderately than A, but the group as whole has above average inviltration after throught wetting Moderately high runoff potential, compriseshallow soil and soil cintaining considerable clay and colloids, through less than those of group D, the group has below average infiltration after saturation. Higest runoff potential, includes mostly clay of high of high swelling percentage, but the group also includes some shallow soil with nearly impermeable subhorizons near the surface

III-8


Adapun besarnya hujan yang mengakibatkan aliran langsung dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.

( P − 0,2.S ) 2 I = ( P + 0,8.S ) S

1000 = 2,54 ⋅  −10     CN 

dimana : P = hujan selama durasi tertentu (D), (cm) S = retensi maksimum yang mungkin terjadi, (cm)

3.3.

KRITERIA HIDROLIKA

Analisis Hidrolika dimaksud untuk mencari dimensi hidrolis dari saluran drainase ataupun bangunan-bangunan pelengkapnya. Didalam analisis hidrolika ini sudah termasuk perencanaan kemiringan saluran, perhitungan tinggi kehilangan tenaga (head losses) dari bangunan-bangunan pelengkap dengan mempertimbangkan potensi beda tinggi (potensial head) keseluruhan, antara muka air di hilir outlet (down stream control) sampai dengan permukaan tanah terjauh atau terendah yang harus dibuang. Perhitungan hidrolis tersebut dipergunakan selanjutnya sebagai bahan masukan analisis struktur dan perencanaan teknis bangunan dalam sistem jaringan drainase.

A.

Perencanaan Saluran

I.

Konstruksi Saluran Dalam menentukan pilihan konstruksi saluran, beberapa hal yang dipakai sebagai pertimbangan adalah factor stabilitas bangunan, kekuatan konstruksi, kemudahan operasi dan pemeliharaan serta ketersediaan lahan. Jenis-jenis saluran dapat digolongkan menjadi 3 jenis, yaitu : •

Saluran terbuka

Laporan Pendahuluan

III-9


• •

Saluran tertutup dibawah jalan

•

Saluran tertutup dibawah trotoar

II. Kapasitas Saluran Untuk menghitung kapasitas saluran dihitung berdasarkan rumus manning, yaitu:

Q=

1 n

2

⋅

A ⋅ R 3 ⋅ S

1

2

A 0 Dimana : Q = Debit saluran [m3/dt] A = Luas penampang basah saluran O = Keliling basah saluran [m] R = Jari-jari hidrolis [m] n = Koefisien kekasaran saluran (kekasaran manning) s = Kemiringgan dasar saluran R =

Laporan Pendahuluan

III-10


Besarnya koefisien kekasaran menurut Manning seperti pada Tabel 3.5. Tabel 3.5 Harga Koefisien Kekasaran Saluran (N) Untuk Beberapa Jenis Dinding Menurut Manning

No

Dinding Saluran

1.

Kayu

2.

Metal

3

Pasangan batu

4.

Batu Kosongan

5.

Tanah

Kondisi

n

Papan-papan rata dipasang rapi Papan-papan rata kurang rapi Papan-papan kasar dipasang rapi Papan kasar kurang rapi Halus Dikeliling Sedikit kurang rata Plesteran semen halus Plesteran semen dan pasir Beton dilapis baja Beton dilapis kayu Batu batu kosongan, kasar Pasangan batu keadaan jelek Halus dipasang rata Batu bongkaran, batu pecah, batu belah Batu guling dipasang dalam semen Kerikil halus padat Rata dan dalam keadaan baik Dalam keadaan biasa Dengan batu dan tumbuhtumbuhan Dalam keadaan jelek Sebagian terganggu oleh batu-batu Dan tumbuh-tumbuhan

0,010 0,012 0,012 0,014 0,010 0,015 0,020 0,010 0,012 0,012 0,013 0,015 0,020 0,013 0,017

0,020 0,020 0,0225 0,025 0,035

0,050

Sumber : Iman Subarkah, Ir., Hidrologi Untuk Perencanaan Bangunan Air

III. Kecepatan Aliran Kecepatan aliran harus memenuhi persyaratan tidak kurang dari kecepatan minimun dan tidak melebihi kecepatan maksimum yang diijinkan sesuai dengan type dan bahan material saluran yang ditinjau untuk mencegah terjadinya sedimentasi atau erosi di saluran. •

Laporan Pendahuluan

Kecepatan Minimum

III-11


•

Kecepatan minimum yang diijinkan adalah kecepatan terendah yang tidak akan menyebabkan pengendapan partikel (sedimentasi) maupun tumbuhnya tumbuhan air. Kecepatan Maksimum Kecepatan aliran di saluran harus dibatasi untuk mencegah terjadinya erosi akibat kecepatan aliran yang besar.

Untuk pekerjaan ini kecepatan meksimum ditentukan sebagai berikut : V = 2,00 m/det • Saluran tanah / alam •

Saluran pasangan batu

V = 2,50 m/det

•

Saluran pasangan beton

V = 3,50 m/det

IV. Kemiringan Talud Kemiringan memanjang ditentukan terutama oleh keadaan topografi, kemiringan saluran akan sebanyak mungkin mengikuti garis muka tanah pada trase yang dipilih. Agar diperhatikan dalam menentukan kemiringan, tidak mengakibatkan erosi maupun sedimentasi. Kemiringan memanjang saluran cenderung diambil yang lebih besar sehingga diperoleh dimensi saluran sekecil mungkin. Upaya menekan biaya pembebasan tanah dan pengga¬lian/penimbunan, talud saluran direncanakan securam mungkin. Bahan tanah, kedalaman saluran dan terjadin¬ya rembesan akan menentukan kemiringan maksimum untuk talud yang stabil.

1. Kemiringan talud saluran tanah Harga kemiringan talud disesuaikan dengan sifat bahan tanah setempat yang umumnya berkisar antara 1 : 1,5 sampai dengan 1 : 3. Untuk lebih jelasnya dapat dibaca pada Tabel 3.6.

Tabel 3.6. Kemiringan Talud Bahan Dari Tanah N KEMIRINGAN TALUD BAHAN TANAH O (m = H/V) 1 Batu 0,25 2 Lempung Kenyal, geluh 1 - 2 Lempung pasiran, 1,5 - 2 3 tanah kohesif 4 Pasir lanauan 2 - 5 5 Gambut kenyal 1 - 2 6 Gambut lunak 3 - 4 Tanah dipadatkan 1 - 1,5 7 dengan baik

2. Kemiringan talud saluran pasangan

Laporan Pendahuluan

III-12


Kemiringan talud saluran pasangan lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 3.7.

Tabel 3.7 Kemiringan Talud Bahan Pasangan N O

TINGGI AIR (m) h < 0,40 0,40 < h < 0,75 0,75 < h < 1,00

2 3

M 0 *) 1 - 1,25 1,25 - 1,50

V. Tinggi Jagaan (F) Khusus saluran saluran yang lebih besar, stabilitas talud yang diberi pasangan harus diperiksa agar tidak terjadi gelincir dan sebagainya. Tekanan air dari belakang pasangan merupakan faktor penting dalam keseimbangan ini. Tinggi jagaan berguna untuk : a. Menaikkan muka air di atas tinggi muka air maksimum. b. Mencegah kerusakan tanggul saluran. Meningginya muka air sampai di atas tinggi yang telah direncanakan bisa disebabkan oleh penutupan pintu secara tiba tiba di sebelah hilir, variasi ini akan bertambah dengan membesarnya debit. Meningginya muka air dapat pula diakibatkan pengaliran air buangan ke dalam saluran. Tinggi jagaan minimum untuk tiap saluran dapat dilihat pada Tabel 3.8.

Tabel 3.8 Tinggi Jagaan (F) NO 1

2

Debit (Q = m3 / det)

F (m)

Saluran dengan pasangan : Q < 1,50 1,50 < Q < 5,00 5,00 < Q < 10,00 10,00 < Q < 15,00 Q > 15

0,20 0,25 0,30 0,40 0,50

Saluran tanpa pasangan : Q < 1,50 5,00 < Q < 10,00 Q > 10

0,50 0,75 1,00

Sumber : Standar Perencanaan Irigasi, KP.03 Bagian Perencanaan

VI. Jari jari Minimum Lengkung Saluran Lengkung yang diizinkan untuk saluran tanah bergantung kepada : a. Ukuran dan kapasitas saluran b. Jenis tanah c. Kecepatan aliran

Laporan Pendahuluan

III-13


Jari jari minimum lengkung seperti yang diukur pada as harus diambil sekurang kurangnya 8 (delapan) kali lebar atas pada lebar permukaan air rencana. Jika lengkung saluran diberi pasangan, maka jari jari minimumnya dapat dikurangi. Pasangan semacam ini se¬baiknya dipertimbangkan apabila jari jari lengkung saluran tanpa pasangan terlalu besar untuk keadaan topografi setempat. Panjang pasangan harus dibuat paling sedikit 4 kali kedalaman air pada tikungan saluran. Tabel 3.9 Jari-jari Minimum Lengkung Saluran

NO

Debit Saluran

Jari-jari Minimum

1.

Q = rencana

8 x lebar atas

2.

Q < 0,60 m3/dt

3 x lebar atas

3.

Q > 10 m3/dt

7 x lebar atas

Keterangan Saluran tanah Saluran pasangan Saluran pasangan

VII. Lebar Jalan Inspeksi Untuk tujuan tujuan eksploitasi, pemeliharaan dan inspeksi akan diperlukan tanggul di sepanjang saluran. Peletakan jalan inspeksi diusahakan disisi yang diairi agar bangunan sadap dapat dicapai secara langsung dan usaha penyadapan liar makin sulit. Lebar jalan inspeksi dengan perkerasan adalah ≥ 5,0 meter, dengan lebar perkerasan ≥ 3,0 meter.

N O

VIII.

Tabel 3.10 Lebar Jalan Inspeksi Debit Rencana Tanpa Jalan Inspeksi (m) (m3/dt)

Dengan Jalan Inspeksi (m)

1.

Q<1

1,00

3,00

2.

1 < Q <5

1,50

5,00

3.

5 < Q < 10

2,00

5,00

4.

10 < Q < 15

3,50

5,00

5.

Q < 15

3,50

5,00

Lebar Minimal Tanggul

Kurve pengempangan digunakan untuk menghitung panjang serta elevasi muka air dan tanggul rencana di sepanjang saluran yang terkena pengaruh

Laporan Pendahuluan

III-14


adanya pengempangan. Perhitungan yang tepat untuk kurve pengempangan dapat dikerjakan dengan metode langkah standar (standar step method) bila potongan melintang kemiringan dan faktor kekerasan saluran ke arah hulu lokasi bangunan yang terempang cukup jauh. Perkiraan kurve pengempangan yang cukup akurat dan aman adalah :

( ( L ))

2

z = H 1 −

x

Untuk H/a

≥

1, L = 2 . H/i

Untuk H/a

≤

1, L = (a + H)/i

dengan n = koefisien kekasaran Manning a = kedalaman air tanpa pengempangan (m) H = tinggi air berhubung adanya pengempangan (m) L = panjang total dimana kurve pengempangan terlihat (m) z = kedalaman air pada jarak x dari bangunan pengempang (m) x = Jarak dari bendung (m) i = Kemiringan saluran Desain saluran untuk rehabilitasi, kadang kadang meliputi saluran saluran yang dikenal sebagai saluran fungsi ganda. Saat hujan turun air buangan dari areal pertanian, dan atau dari kam¬pung–kampung terkumpul dan kemungkinan akan masuk ke saluran irigasi. Besar debit buangan ini, mungkin beberapa kali besarnya dari debit normal, yang menyebabkan banjir pendek. Masalah pokok dalam mempersiapkan desain, adalah mem¬buat identifikasi dan perhitungan aliran buangan ini. Untuk saluran yang membawa air buangan, kapasitas saluran harus dicek dengan debit totalnya yaitu : Qt = 0,70 ⋅ Qi + Qd

dengan n = koefisien kekasaran Manning Qi = debit rencana saluran Qd = debit kumulatif air buangan yang masuk Tinggi jagaan minimum yang diberikan untuk aliran Qt adalah :

NO 1.

Tabel 3.11 Tinggi jagaan Saluran Minimum Untuk Qt Tinggi 3 Qt (m /dt) Tanggul W (m) JagaanPasangan A (m) < 0,50

Laporan Pendahuluan

0,20

0

III-15


B.

2.

0,50 - 1,50

0,30

0

3.

1,50 - 5,00

0,40

0,05

4.

5,00 - 10,00

0,55

0,10

5.

10,00 - 15,00

0,65

0,20

6.

> 15,00

0,80

0,30

Perencanaan Bangunan Pelengkap

Bangunan-bangunan dimaksud adalah bangunan yang ikut mengatur dan mengontrol sistem aliran air hujan yang ada dalam perjalanannya menuju outfall agar aman dan mudah melewati daerah curam atau melintasi jalan-jalan raya. Bangunan-bangunan yang dimaksud dapat berupa : Gorong-gorong (culvert) • •

Street inlet

•

Bangunan pertemuan saluran

•

Bangunan transisi / got miring

•

Bangunan terjun Jembatan, syphon, dll.

•

a. Gorong-gorong / curvert . •

•

•

•

Bangunan ini diperlukan untuk mengalirkan air di saluran air di saluran yang harus melintasi jalan (merupakan bangunan perlintasan) Kecepatan pengaliran harus diperhatikan kepada pertimbangan kemampuan self cleaning – nya, karena biasanya gorong-gorong terletak dibawah tanah dan sulit untuk pemeliharaannya. Bentuk gorong-gorong dapat berupa buis beton (lingkaran) atau box culvert. Box Culvert merupakan saluran empat persegi panjang dengan plat beton diatasnya sebagai penutup dan penahan beban dari jalan raya. Perhitungan hidrolis dilakukan untuk menghitung dimensi bangunan beserta kehilangan tekanan (head losses).

1) Gorong-gorong yang terisi penuh Untuk gorong-gorong pendek, L < 20 m seperti yang direncanakan dalam jaringan irigasi, dimana harga-harga yang diberikan dapat dianggap mendekati benar untuk rumus :

Q = μ⋅ A⋅ V

:

V = ( 2gz)

1

2

Dimana : Q = Debit [m3/dt] µ = Koefisien debit A = Luas penampang gorng-gorong [m2]

Laporan Pendahuluan

III-16


V z g

= Kecepatan aliran didalam gorong-gorong [m] = Kehilangan tinggi energi pada gorong-gorong [m] = Percepatan gravitasi [g = 9,8 m/dt2]

Harga µ untuk beberapa jenis gorong-gorong dapat dilihat pada Tabel 2.12.

N o 1. 2.

Tabel 3.12 Harga µ Dalam Gorong – Gorong Pendek Tinggi Dasar Bangunan Tinggi Dasar Bangunan Lebih Tinggi Sama Dengan Saluran Saluran SISI µ AMBANG SISI µ Segi Empat 0,8 Segi Empat Segi Empat 0,72 Bulat 0,9 Segi Empat Bulat 0,76 Bulat Bulat 0,85

Sumber : Standar Perencanaan Irigasi, KP. 04 Bagian Bangunan

Pada bagian ini harga µ diambil 0,80, oleh sebab tinggi dasar bangunan sama dengan tinggi dasar saluran dengan bentuk sisinya segi empat. Untuk gorong-gorong panjang (L > 20 m), kehilangan tinggi energi dihitung dengan rumus-rumus : •

Kehilangan masuk

∆ Hmasuk = ξ masuk •

2.g

Kehilangan keluar

∆ Hkeluar = ξ keluar •

( Va − V ) 2

( Va − V ) 2 2.g

Kehilangan akibat gesekan ∆Hf = i

=

i.L

V 2

2 3/4

K .R

Dengan : V = kecepatan aliran dalam pipa (m/det) Va = kecepatan aliran dalam saluran (m/det) g = percepatan gravitasi (m/det2) = 9,8 L = panjang pipa (m) i = kemiringan hidrolis gorong gorong K = koefisien kekasaran strickler R = jari jari hidrolis (m) untuk pipa dengan diameter D, maka R = 1/4 D

2) Gorong-gorong yang tidak terisi penuh

Laporan Pendahuluan

III-17


Kehilangan tinggi energi dihitung dengan rumus : - untuk penampang empat persegi panjang z > 1/3 h Q

=

µ

⋅

b h1 ⋅

2 g z

⋅

⋅

⋅

b

h

- untuk penampang lingkaran Q

=

µ

⋅

A 2 g z ⋅

⋅

α

α

A

=

=

arc sin

R

a R

π

R

dimana : Q = μ = b = h = h1 = z =

2

180

+

2α

360

+

aR cos

α

debit ( m3 /det ) 0,85 - 0,90 lebar gorong-gorong ( m ) dalam air depan gorong-gorong ( m ) dalam air di dalam gorong-gorong ( m ) kehilangan tinggi energi ( m )

b. Terjunan Tegak Bangunan terjun dipakai di tempat-tempat dimana kemiringan medan lebih besar daripada kemiringan saluran. Disamping itu bangunan-bangunan ini juga berfungsi untuk menurunkan muka air. Kehilangan tinggi energi di bangunan terjun dihitung sebagai berikut : Z

= H hulu − H hilir − I ⋅ L

Type yang biasa dipakai di saluran tersier adalah bangunan terjun type tegak, dengan syarat z < 1 meter dan debitnya kecil.

Laporan Pendahuluan

III-18


Perencanaan hidrolis didasarkan rumus Etcheverry : L

= 0,35 + C 1

hc × z

Dimana :

C1

=

hc =

2,5 + 1,1⋅ hc

( q g) 2

1

z

+

0,7 ⋅ ( hc z )

3

3

q = Q ( 0,8 ⋅ b1 ) Dimana : Q = Debit rencana (m3/dt) L = Panjang kolam olak hilir (m) B = Lebar bukaan = 0,8 x lebar dasar saluran (m) Z = Tinggi terjunan q = Debit persatuan lebar (m3/dt/m) b1 = Lebar dasar saluran (m) hc = Kedalaman kritis

c. Terjunan Miring Perencanaan geometri didasarkan kepada perhitungan berdasar prinsip-prinsip hidraulic jump. Type terjun miring ini hanya digunakan untuk z /hc >1.

ruang

olakan

3.4. KRITERIA PERHITUNGAN KONSTRUKSI A. Tipical Saluran Tipical saluran pada dasarnya disesuaikan dengan bentuk dan fungsinya, adapun bentuk–bentuk penampang saluran antara lain sebagai berilkut : •

Trapesium Saluran dengan bentuk trapesium lebih cocok diterapkan pada daerahdaerah (lokasi) yang masih cukup lahan (tidak melewati daerah-daerah yang padat pemukimannya), fluktuasi debit yang kecil.

•

Trapesium Ganda Sama dengan saluran trapesium, tetapi dengan fluktuasi debit yang besar. Pada saat debit minimum, aliran air berada pada penampang trapesium bagian bawah.

•

Trapesium Dikombinasi Sama dengan trapesium ganda, hanya saja untuk aliran dengan debit minimum dipergunakan saluran dengan bentuk dengan bentuk setengah lingkaran

•

Segi Empat

Laporan Pendahuluan

III-19


Saluran dengan bentuk segi empat cocok diterapkan pada daerah-daerah (lokasi) yang melewati permukiman yang padat dan fluktuasi debit alirannya kecil. •

Segi Empat Dikombinasi Sama dengan bentuk segi empat, tetapi dengan fluktuasi debit aliran yang besar.

B. Jenis Material Konstruksi Jenis material untuk konstruksi merupakan salah satu faktor penting yang perlu mendapat pertimbangan agar tidak terjadi perubahan-perubahan antara perencanaan dengan pelaksanaannya. Pada dasarnya pelaksanaan fisik faringan drainase perkotaan yang berlandaskan pada konsep pembangunan berwawasan lingkungan diarahkan pada pemakaian sarana yang berteknologi tepat guna dan memberikan nilainilai sebagai berikut : Menunjang faktor kesehatan lingkungan. • Tingkat pelayanan memberikan daya guna bagi pemerintah

•

daerah Dapat memanfaatkan material dan tenaga kerja setempat secara

•

optimal Dari hasil survey material untuk konstruksi di lapangan maka jenis konstruksi untuk saluran dan bangunan pelengkap yang memungkinkan diterapkan adalah : 1. Tanpa Pasangan 2. Pasangan Batu Kali 3. Beton Tumbuk (beton tanpa pasangan) 4. Beton Bertulang

C. Stabilitas Konstruksi Untuk menjamin keamanan konstruksi sarana drainase yang akan dibuat, seperti saluran, gorong-gorong atau bangunan pelengkap lainnya, maka perencanaan sarana drainase tersebut akan diperhitungkan terhadap beberapa tinjauan keamanan, yaitu :

1. Stabilitas Tanah Pondasi a. Daya Dukung Tanah Daya penahan tanah ditentukan oleh besarnya beban tertinggi yang dapat ditahan oleh tanah pada setiap satuan luas sebelum keseimbangan tanahnya dilampaui. Tegangan tanah yang diperkenankan adalah sebagian dari daya penahannya, yaitu daya penahannya dibagi dengan satuan angka kemanan tertentu.

Laporan Pendahuluan

III-20


Dalam perencanan konstruksi sarana drainase ini secara umum akan banyak dijumpai kondisi kedalaman pondasi yang tidak terlalu dalam (dangkal) dengan jenis pondasi langsung. Untuk merencanakan pondasi langsung yang tidak terlalu dalam dipakai rumus perhitungan pondasi yaitu teori Daya Dukung Terzaghi. Teori tersebut didasarkan pada anggapan bahwa kekuatan geser tanah dapat dinyatakan dengan rumus : S = C + σ tan θ

Dimana : S = Kekuatan geser tanah. C = Kohesi Tanah σ = Tegangan normal pada bidang kritis Ø = Sudut geser dalam Analisa keruntuhan menurut Teori Terzaghi untuk pondasi dangkal dapat digambarkan seperti pada Gambar dibawah ini.

Gambar 3-1 Analisis Keruntuhan Untuk Pondasi Dangkal Menurut Teori Terzaghi Teori daya dukung Terzaghi untuk jenis pondasi langsung yang tidak begitu dalam menghasilkan rumus :

q ult = c ⋅ Nc + r ⋅ D ⋅ N g + 1 ⋅ r ⋅ B ⋅ Nr 2 Dimana : qult = Daya dukung keseimbangan (Ultimit Bearing Capacity) B = Lebar pondasi (cm) D г c Ø

= = = =

Dalam pondasi (cm) Berat isi tanah (kg / cm3) Kohesi (kg / cm2) Sudut perlawanan geser ( º)

Nc, Nq dan Nг adalah faktor daya dukung yang tergantung harga Ø. Nilai Nc, Nq dan Nг dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Laporan Pendahuluan

III-21


Gambar 3-2 Grafik Harga Faktor Daya Dukung Menurut Terzaghi

Rumus terzaghi diatas berlaku juga untuk pondasi menerus/memanjang. Untuk Pondasi Bujur Sangkar : q ult

= 1,3 ⋅ c ⋅ Nc + r ⋅ D ⋅ N g + 0,4 ⋅ r ⋅ B ⋅ Nr

Dimana : B = Lebar Pondasi Untuk pondasi lingkaran : q ult

= 1,3 ⋅ c ⋅ Nc + r ⋅ D ⋅ N g + 0,6 ⋅ r ⋅ R ⋅ Nr

Rumus-rumus diatas dipakai dengan anggapan bahwa : • Dasar pondasi tidak licin atau gesekan antara dasar pondasi dengan tanah cukup tinggi • Kekuatan tanah di kanan kiri pondasi tidak diperhitungkan, hanya bebannya saja yang diperhitungkan. Jelaslah dari rumus diatas, sifat tanah yang perlu diketahui untuk menentukan daya dukung tanah ini adalah : • Berat isi tanah (г) •

Konstanta kekuatan geser c dan Ø.

b. Tegangan Tanah Ijin Nilai daya dukung menurut rumus diatas adalah tegangan terbesar yang dapat dipikul diatas tanah tersebut. Untuk mendapatkan nilai tegangan yang dipakai dalam perencanaan pondasi, nilai q tersebut dibagi dengan faktor kemanan (safeti faktor). Tegangan ijin atau tegangan yang diperbolehkan, yaitu:

Laporan Pendahuluan

III-22


qad

=

q ult FS

Dimana : qa d = Tegangan yang diijinkan qult = Tegangan/daya dukung tanah FS = Angka Keamanan (safety faktor = 3)

2. Stabilitas terhadap gaya-gaya / beban horizontal & vertical Resultante gaya-gaya akibat beban horizontal dan beban vertikal akan menyebabkan momen guling dan gaya geser pada konstruksi. Untuk menjamin kestabilan konstruksi letak titik resultante gaya di dasar pondasi untuk memenuhi syarat batas pergeseran. Gaya horizontal akibat tekanan tanah diperhitungkan dengan mengambil tekanan tanah aktif, sedangkan tekanan pasif diabaikan.

Gambar 3-3 Diagram Gaya-Gaya Pada Dinding

-

Stabilitas terhadap guling Keamanan terhadap guling dihitung dengan rumus : Sf =

ΣMh Sf Ijin ≥ ΣMv

Dimana : Sf = Angka keamanan terhadap guling Sf ijin diambil = 2 ∑Mh = Momen akibat gaya horizontal ∑Mv = Momen akibat gaya vertikal / gravitasi

-

Stabilitas terhadap geser

Laporan Pendahuluan

III-23


Keamanan terhadap geser dihitung dengan rumus : Sf = f

ΣV ΣH

≥ Sf Ijin

Dimana : Sf = Angka keamanan terhadap geser f = Koefisien geser antara dasar pondasi dengan tanah f = 0,55 • Tanah berbutir kasar tanpa silta , • •

∑V ∑H

-

Tanah berbutir kasar + Silta, Pasir berbutir kasar, = Jumlah gaya geser vertikal = Jumlah gaya geser horizontal

f = 0,45 f = 0,35

Kontrol Eksentrisitas Eksentrisital resultante gaya di dasar pondasi dihitung dengan rumus : e

= B − ΣMh 2

− ΣMv

ΣV

≤B 6

Dimana : e = Eksentrisitas gaya B = Lebar pondasi ∑Mh = Momen akibat gaya horizontal ∑Mv = Momen akibat gaya vertikal / gravitasi ∑V = Jumlah geser vertikal

Laporan Pendahuluan

III-24

Tinjauan Pustaka Review DED Dan Master Plan Drainase Kota Majene

Recommend Documents