RANCANGAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Umum Indonesia merupakan negara pertanian/agraris, yang sebagian besar
penduduknya adalah petani. Pada bulan-bulan tertentu, terutama pada musim kemarau sawah-sawah mulai mengering karena kekurangan air, bahkan tidak ada air sama sekali, sehingga peranan jaringan irigasi menjadi sangat penting bagi kehidupan para petani, karena merupakan sarana yang sangat membantu dalam menyediakan kebutuhan air untuk mengairi sawah. Jaringan-jringan irigasi terdiri dari bangunan utama, saluran irigasi (primer, sekunder, tersier dan kuarter) dan jaringan pembuang (kuarter, tersier, sekunder dan primer). Didalam perencanaan suatu irigasi yang mengabil air sungai sebagai sumbernya, perlu diperhatikan jumlah debit yang disediakan oleh sungai tersebut terutama pada musim kemarau dan elevasi muka air sungai terhadap sawah yang menentukan tinggi bangunan utama yang akan direncanakan.
1.2
Latar Belakang Masalah Disini penilis mencoba untuk merencanakan irigasi pada suatu daerah
dengan luas sawah 149,11 ha, dimana secara geografis daerah irrigáis tersebut terletak pada posisi 030 52,8’ 50,69” – 030 59,4’ 20,78 LU dan 970 17,3’ 18,97” – 970 37’ 41,94” BT, sedangkan sumber airnya berasal dari Sungai Waih Bobo. Luas DAS Sungai Waih Bobo adalah 125,03 km2 dengan panjang sungai 25,27 km dengan kemiringan memanjang rata-rata 0,000604. Peta DAS Sungai Cempa dengan skala 1:50000 terdapat pada lampiran A.
Khairul Maulana Rachmayani ( 09.01.1335 )
1
RANCANGAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR
BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN Dalam melakukan perencaaan teknis jaringan irigasi diperlukan rumusrumus yang dipakai dalam perhitugan. Pada bab ini dikemukakan beberapa teori dan rumus yang berkaitan dengan dasar perencanaan.
2.1
Debit Andalan Bila kebutuhan air sawah tdak dapat dipenuhi oleh hujan, maka untuk
mengairi sawah diperlukan sumber air yang berasal dari sungai. Debit sungai yang dapat diandalkan sebagai dasar perencanaan untuk kebutuhan air disebut debit andalan. Menurut Anonim 6 (1986), debit andalan untuk perencanaan irigasi adalah debit sungai dengan kemungkinan tak terpenuhi 20%. Debit andalan sungai dianalisa berdasarkan debit bulanan rata-rata. Bila tidak terdapat data debit, menurut Anonim I (1986), debit sungai dapat dihitung dengan beberapa langkah, yaitu yang pertama dengan Metode Mock dan yang kedua hasil dari Metode Mock tersebut diprobabilitaskan. Langkah-langkah perhitungan Metode Mock adalah sebagai berikut: m (18 − n ) ................................................................... 20
(2.1)
E = ET0 − ∆E ..............................................................................
(2.2)
SMS = ISM + Re − E ..................................................................
(2.3)
WS = ISM + Re − E − SMS ..........................................................
(2.4)
inf = WS × IF ..............................................................................
(2.5)
1 + Re G.STORt = G.STORt ( t −1) × Re+ × inf ............................. 2
(2.6)
Qbase = inf − G.STORt + G.STOR(t −1) ............................................
(2.7)
Qdirect = Ws × (1 − IF ) ...................................................................
(2.8)
Qstrom = Re× pf ...........................................................................
(2.9)
Qtotal = Qbase + Qdirect + Qstrom ........................................................
(2.10)
QS = Qtotal × A .............................................................................
(2.11)
∆E = ET0
Khairul Maulana Rachmayani ( 09.01.1335 )
2
RANCANGAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR
Dimana:
∆E
= perbedaan antara evapotranspirasi potensial dan aktual (mm/bulan);
ET0
= evapotranspirasi potensial (mm/bulan);
m
= proporsi permukaan tanah yang tidak ditutupi oleh vegetasi tiap bulan;
n
= jumlah hari hujan;
E
= evapotranspirasi aktual (mm/bulan);
SMS
= simpanan kelembaban tanah (mm/bulan);
ISM
= kelembaban tanah awal (mm/bulan);
Re
= curah hujan bulanan (mm/bulan);
Ws
= kelembaban air (mm/bulan);
inf
= infiltrasi (mm/bulan);
IF
= faktor infiltrasi = 0,4;
G.STORt = daya tampung air tanah pada awal bulan (mm/bulan); G.STORt-1 = daya tampung air tanah pada bulan sebelumnya (mm/bulan); Rc
= konstanta pengurangan aliran;
Qbase
= besar limpasan dasar (mm/bulan);
Qdirect
= besar limpasan permukaan (mm/bulan);
Qstrom
= besar limpasan hujan sesaat (mm/bulan);
Qtotal
= besar limpasan (mm/bulan);
Qs
= debit rata-rata bulanan (mm/bulan);
A
= luas daerah aliran sungai (DAS) (km2);
Menurut anonim 6 (1986) debit andalan diperoleh dengan mengurutkan debit rata-rata bulanan dari urutan besar ke urutan kecil. Nomor urut data yang merupakan debit andalan Dr. Mock dapat dihitung dengan mengunakan rumus: Pr =
m × 100% ........................................................................ n +1
(2.12)
Dimana: Pr = probabilitas (%); n
= jumlah tahun data;
m = nomor urut data setelah diurut dari nilai besar kenilai yang kecil.
Khairul Maulana Rachmayani ( 09.01.1335 )
3
RANCANGAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR
BAB III PENGOLAHAN DATA Dalam bab ini akan diberikan pembahasan analisa data dan peritunganperhitungan untuk perencanaan irigasi. Pembahasan ini menggunakan teori-teori dan rumus-rumus yang diperoleh dari telaah kepustakaan. Pembahasan ini dimulai dengan menentukan curah hujan efektif, kemudian menentukan daerah layanan beserta irigasinya. Lalu dilakukan perhitungan debit dan perencanaan bendung beserta saluran-saluran irigasinya.
3.1
Curah Hujan Efektif Karena data curah hujan yang diperoleh adalah data curah hujan bulanan,
maka curah hujan efektif dihitung sebagai berikut. Re = 0,7 x R80/15 (Re setengah bulanan)
3.2
Daerah Layanan Daerah yang akan dilayani adalah sawah dengan luas 149,11 Ha yang
terdiri dari 3 petak tersier, yaitu PT-1, PT-2, dan PT-3 dengan luas masing-masing sawah 31,82 Ha, 45,01 Ha dan 72,28 Ha. Kebutuhan air pada saat rendaman penuh diperhitungkan sebanyak 1,898 l/dt/Ha.
3.3
Luas Daerah Aliran Luas daerah aliran sungai (DAS) dihitung dengan menggunakan
planimeter pada peta topografi yang berskala 1:50.000. luas DAS diperoleh sebesar 125,03 km2 dengan panjang sungai berjarak 25,27 km dari bendung.
3.4
Debit Andalan Setelah diperoleh debit rerata 10 tahun dengan menggunakan metode
Mock, kemudian dicari debit andalan dengan menggunakan metode Gumbel (probabilitas). Perhitungan selengkapnya dapat dilihat dilampiran.
Khairul Maulana Rachmayani ( 09.01.1335 )
4
RANCANGAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR
3.5
Debit Pengambilan dan Musim Tanam Kebutuhan air irigasi dihitung dengan metode Penmann modifikasi, seperti
pada lampiran. Setelah diperoleh ETO, dapat dicari Qp. Perkolasi ditetapkan 2mm/hari. Koefisien padi adalah varietas unggul menurut FAO dapat dilihat pada buku Standar Jaringan Irigasi (KP-01).
3.6
Debit Banjir Rencana Perencanaan banjir rencana dilakukan dengan metode Rational Melchior
karena luas DAS > 100 km2, yaitu 125,03 km2. Debit yang dihitung adalah debit banjir rencana (QT) untuk 2, 5, 10, 25, 50 dan 100 tahun. Debit banjir ini dihitung dengan menggunakan data hujan harian.
3.8.5
Stabilitas Bendung
3.8.5.1 Stabilitas bendung terhadap rembesan air tanah Untuk mengecek stabilitas bendung terhadap erosi dapat kita guna berbagai referensi teoti mengenai piping. Salah satu metode yang sering dipergunakan dalam menghitung stabilitas adalah Metode Lane.
Lv + Σ 13 Hv CL = ∆H Dalam menggunakan metode Lane ini, prinsip utama yang harus diperhatikan yakni Lane menganggap jalur rembesan vertikal memiliki daya tahan terhadap aliran lebih kuat 3 kali dari pada jalur horizontal. Perhitungan rembesan lane ini dimulai dari lantai depan hingga ke kolam olakan.
Lv + Σ 13 Hv CL = ∆H
dimana :
Khairul Maulana Rachmayani ( 09.01.1335 )
Lv
= 27,525 m
1/3 Lh
= 11,730 m
∆H
= 4,588 m
5
RANCANGAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR
CL =
27,525 + 11,730 = 8,555 > 6 ( Aman ) 4,588
Nilai CL pada tabel 6.5 KP-02 halaman 126 yaitu 6,0 (untuk pasir sedang). Untuk keperluan perhitungan tersebut diasumsikan lantai bendung (“apron”) hulu yang kedap air dengan panjang 20 m. Setelah dilakukan perhitungan diperoleh angka rembesan sebesar 8,555 > 6,sehingga bendung aman terhadap rembesan bawah tanah.
+1007,71
M.A.N
+1005,63
7,67
6,75
M.A.B
+1001,96 +999,86
A4
A8
A7
A15
A12
A11
A16
1,4
1,4
87
2
A3
A1
A2 1
A6
A5 4
1
A9 4
A13
A10 1
4
A14 1
3,5
M
+997,36
B
Sekat air dari karet
D
4,5
2
C
I
F
J
2
E
G
2
K
H
2
4 ,389
L
5,801
1,5
Gambar : Konstruksi Bendung
2,806
3,1 31
7 ,85
K2 G2
5,77
5,77
W2 W1 K1 G1
5,46 4
K3 K6
G3 G6
0 ,15
0,5
2,7 53
0,386
0,5
G9
G 10 G11
0,6
1,2
G14 G15
K5 2,5
6,4
0 ,7
K4 G4
U7 G5 K8
K9
Pp
K7
K10 2
U7 1,067
3 ,067
2,492
4,591
U4 2
0,492
Pa
0,6
0,7
0,19 9
U4
U4
G8
G12
G7
G13 0,8
2
4 ,389
7,5 61
4 ,389
7 ,561
1,5
3,292
U3
U3
U2
Gambar : Diagram Angkat yang Bekerja Pada Tubuh Bendung
Khairul Maulana Rachmayani ( 09.01.1335 )
6
RANCANGAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR A. Keadaan Muka Air Normal 1. Pergulingan n=
M − 2005,450 = = 1,845 > 1,5 851,821 M+
(Aman).
2. Pergeseran n=
∑V tan θ ∑H
=
223,773 tan 35 = 2.73 > 1,5 48,572
(Aman).
3. Kuat dukung tanah pondasi a=
∆M 1153,63 = = 5,028 ∑V 229,456
e=
7. B − a = − 5,028 = 1,528 2 2
τ=
∑V 1 ± 6e = 229,456 1 ± 6 × 1.528 B
B
7
7
τmax = 25,123 t/m2 = 2,51 kg/cm2 < τijin = 4 kg/cm2 τmin = 10,143 t/m2 = 1,01 kg/cm2 < τijin = 4 kg/cm2 B. Keadaan Muka Air Banjir 1. Pergulingan
M − 2005,450 n= = = 1,85 > 1,5 M + 1086,878
(Aman).
2. Pergeseran n=
∑V tan θ ∑H
=
223,773 tan 35 = 2,02 > 1,5 77,559
(Aman).
3. Kuat dukung tanah pondasi a=
∆M 918,571 = = 4,105 ∑V 223,773
e=
B 7 − a = − 4,105 = 0,605 2 2
τ=
∑V 1 ± 6e = 223,773 1 ± 6 × 0,605 B
B
7
2
τmax = 28,321 t/m = 2,83 kg/cm
7
2
< τijin = 4 kg/cm2
τmin = 15,392 t/m2 = 1,54 kg/cm2 < τijin = 4 kg/cm2
Khairul Maulana Rachmayani ( 09.01.1335 )
7
RANCANGAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil perhitungan dan perencanaan yang telah dilakukan adalah sebagai berikut : 1.
Evapotranspirasi potensial untuk daerah irigasi berkisar antara 3,497 – 4,656 mm/hari, yaitu minimum pada bulan Desember dan maksimum pada bulan April.
2.
Debit andalan maksimum yang didapat berkisar antara 0,078 – 0,263 m3/dtk, yaitu minimum pada bulan Agustus dan maksimum pada bulan April & Desember.
3.
Curah hujan efektif padi yang diperkirakan untuk irigasi berkisar 0,00 – 2,49 mm/hari, yaitu minimum pada bulan Februari kedua dan maksimum pada bulan Mei pertama. Curah hujan efektif palawija berkisar 0,35– 4,29 mm/hari, yaitu minimum pada bulan Februari kedua dan maksimum pada bulan November pertama.
4.
Kebutuhan air irigasi sebesar 1,977 ltr/dtk/ha, dengan sistem pemberian air secara serentak.
5.
Pola tanam yang diterapkan adalah padi-padi-palawija dengan musim tanam 1 Januari.
6.
Jaringan irigasi yang direncanakan terdiri dari 3 petak tersier seluas 149,11 ha.
7.
Saluran yang direncanakan adalah saluran pasangan batu gunung dengan tampang segi empat.
8.
Bangunan irigasi terdiri dari bangunan bagi sadap 2 buah, boks bagi tersier 3 buah, talang 3 buah dan gorong-gorong pembawa 2 buah, Pada
perencanaan
bendung
dihasilkan
kedalaman
air
sebelum
pembendungan adalah sebesar 3,612 m. Karena tinggi mercu (T) lebih besar daripada kedalaman air sebelum pembendungan ( elevasi mercu berada diatas muka air sungai ), maka tipe aliran adalah terjun dan tipe mercu ogee.
Khairul Maulana Rachmayani ( 09.01.1335 )
8
RANCANGAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR
Bendung yang direncanakan sebagai bendung pasangan batu dengan mercu bulat dengan kemiringan hulu 1:3 dan kemiringan hilir 1:1. Dari perhitungan yang telah dilakukan didapatkan nilai Cd sebesar 0,640 sehingga didapat nilai Hd = 2,077 m.
4.2
Saran Bila ketersediaan air dari sungai yang dekat dengan daerah irigasi tidak
mencukupi, maka masih memungkinkan pemberian air secara suplesi dari sumber air yang ada di dekatnya. Perhitungan harus dilakukan dengan sangat teliti, dan baik agar dapat menghasilkan perencanaan yang benar – benar sermpurna. Mahasiswa hendaknnya segera menyusun laporan, sehingga nantinya perencanaan yang dikerjakan dapat menghasilkan suatu perencanaan yang benar. Mahasiswa juga diharapkan rajin berkonsultasi dengan pembimbing jika ada suatu masalah. Hal ini dimaksudkan untuk tercapainya suatu perencanaan yang baik.
Khairul Maulana Rachmayani ( 09.01.1335 )
9
RANCANGAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR
DAFTAR PUSTAKA
Dirwan, Ir., S.U., 2005, Perancangan Bendung Irigasi , Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh. Ibrahim, H, 2006, Perencanaan Jaringan Irigasi Teknis Cempa Kecamatan
Blangkejeren Kabupaten Gayo Lues, Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh. Anonim, 1986, Standar Perencanaan Irigasi, KP .01, Badan Penerbit P.U, Jakarta. Anonim, 1986, Standar Perencanaan Irigasi, KP .02, Badan Penerbit P.U, Jakarta.
Khairul Maulana Rachmayani ( 09.01.1335 )
10
RANCANGAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR
Khairul Maulana Rachmayani ( 09.01.1335 )
11