BAB I PENDAHULUAN 1.1
LATAR BELAKANG
Bangunan pelengkap merupakan bagian dari sistem jaringan irigasi yang dibangun sesuai kondisi topografi dan berfungsi untuk memaksimalkan pendistribusian air dan menoptimalkan pengelolaan suatu jaringan Irigasi. Adapun yang termasuk dalam bangunan pelengkap adalah bangunan terjun, bangunan ukur, gorong-gorong, talang, siphon, got miring, dan lain-lain. Dalam tugas makalah Irigasi ini, hanya dibahas mengenai bangunan siphon. Bangunan siphon adalah salah satu bangunan pelengkap dalam jaringan irigasi yang dibangun untuk mengalirkan air irigasi dimana jalurnya terpotong oleh sungai dengan bentang terpanjang. Bangunan siphon juga merupakan salah satu bangunan persilangan berupa saluran tertutup yang dibangun apabila muka air saluran irigasi hanya sedikit lebih tinggi daripada muka air banjir sungai yang dilaluinya, dan juga apabila saluran yang terpotong tersebut tidak dapat dibangun talang atau goronggorong. Penulisan makalah ini selain sebagai salah satu tugas yang diberikan oleh dosen mata kuliah Irigasi I dalam proses pengenalan bangunan siphon seperti cara pemilihan lokasi, kriteria hidrolis maupun bagian-bagian bangunan siphon. Dilain pihak, tugas dimaksudkan sebagai sarana untuk melatih mahasiswa dalam hal menulis dan mempersentasikan hasil tulisanya.
1.2 Maksud dan Tujuan
Adapun yang menjadi maksud dari penulisan penulisan makalah ini adalah merupakan syarat dalam matakuliah Irigasi I sebagai proses pembelajaran bagi mahasiswa dan juga sebagai sebagai salah satu satu tugas dari matakuliah matakuliah Irigasi Irigasi I. Sedangkan yang menjadi tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai acuan belajar bagi mahasiswa, agar mahasiswa itu sendiri dapat mengerti, memahami bentuk, fungsi dan dimensi bangunan-bangunan air dalam hal ini bangunan Siphon.
Serta melatih mahasiswa agar bisa mandiri dalam pengumpulan materi dari berbagai sumber dan topik bahasan tentang perencanaan jaringan Irigasi
BAB II TINJAUAN TEORI
2.1 PENGERTIAN IRIGASI
Bangunan siphon merupakan salah satu bangunan persilangan yang berupa saluran tertutup yang dibangun apabila muka air irigasi hanya sedikit lebih tinggi dari pada muka air banjir sungai yang dilalui ( Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan KP – 04 ). 2.2 JENIS – JENIS SIPHON
Secara
hidrolik,
siphon
merupakan
saluran
tertutup
yang
berdasarkan
bentuknya, dibedakan menjadi 4 macam ( Euro Consult Mott McDonald & Associates ), yaitu : 2.2.1 Siphon Berbentuk Bulat atau Lingkaran
Siphon berbentuk lingkaran seperti gambar 2.1 di bawah ini adalah bentuk siphon yang paling ideal karena menghasilkan aliran yang sempurna. Penampang bulat adalah penampang yang paling efisien, hal ini dikarenakan suatu lingkaran mempunyai keliling basah yang paling kecil untuk suatu luas yang tertentu.
d
d
Gambar 2.1 Siphon Berpenampang Lingkaran 2.2.2 Siphon Berbentuk Trapesium
Siphon berbentuk trapesium seperti gambar 2.2 di bawah ini adalah bentuk siphon yang dianjurkan setelah siphon berbentuk bulat. Hal ini dikarenakan bentuknya yang mendekati ideal. Namun kendala yang dihadapi untuk siphon berbentuk trapesium
b Gambar 2.2 Siphon Berpenampang Trapesium
2.2.3 Siphon Berbentuk Persegi
Siphon berbentuk persegi seperti gambar 2.3 di bawah ini adalah bentuk siphon yang dianjurkan setelah siphon berbentuk trapesium. Siphon berbentuk persegi sangat mudah dalam dalam pelaksanaan, karena bentuknya yang sederhana.
B=h
B=h
Gambar 2.3 Siphon Berpenampang Persegi
2.2.4 Siphon Berbentuk Kombinasi
Siphon berbentuk kombinasi merupakan bentuk siphon yang dikombinasikan dari bentuk lingkaran, trapesium dan persegi. Siphon berbentuk kombinasi jarang dibangun karena pelaksanaannya yang sulit dan juga bentuknya yang sulit, sehingga membutuhkan pengawasan yang lebih teliti. Siphon ini dapat berbentuk :
Bagian atas berbentuk persegi, sedangkan bagian bawah berbentuk lingkaran.
Bagian atas berbentuk persegi sedangkan bagian bawah berbentuk trapesium.
Dan lain-lain.
2.3 BAHAN PEMBUAT SIPHON
Konstruksi siphon dapat dibuat dari berbagai jenis bahan. Berdasarkan bahan pembuat, siphon dapat dibadakan menjadi 4 jenis ( Euro Consult Mott McDonald & Associates ), yaitu : 2.3.1 Siphon Pipa Besi
Besi merupakan bahan yang paling bagus untuk mengalirkan air karena permukaannya yang licin, sehingga kecepatan aliran di dalam pipa sangat cepat. Kecepatan aliran yang cepat menyebabkan kehilangan energi yang kecil. Selain itu, kecepatan aliran yang cepat juga dapat mengurangi terjadinya pengendapan sedimen di dalam pipa. Kelebihan penggunaan pipa besi untuk konstruksi siphon adalah :
Tahan terhadap temperatur yang tinggi.
Tidak mudah lapuk.
Tidak mudah mengalami kebocoran karena tidak mudah mengalami keretakan.
Baik digunakan pada tanah yang labil.
Kecepatan aliran tinggi.
Kekurangan penggunaan besi untuk konstruksi siphon adalah :
Membutuhkan biaya yang besar.
Memerlukan perawatan karena mudah berkarat.
Berat sehingga tidak mudah diangkut ke tempat-tempat lain.
2.3.2 Siphon Beton
Beton merupakan alternatif kedua setelah besi. Beton adalah bahan bangunan yang terbuat dari semen (Portland cement atau semen hidrolik lainnya), pasir atau agregat halus, kerikil atau agregate kasar, air dan dengan atau tanpa bahan tambahan. Kekuatan tekan beton yang digunakan untuk perencanaan ditentukan berdasarkan kekuatan tekan beton pada umur 28 hari. Sifat-Sifat Beton :
Daya rembesan air ( permeability )
Penyusutan beton ( shrinkage )
Koefisien perubahan temperatur
Berat jenis beton ( unit weight )
Perubahan volume beton
Syarat-Syarat Beton Bermutu Baik :
Bahan bangunannya baik dan bersih.
Peralatan kerja harus baik dan kapasitasnya sesuai dengan yang diperlukan.
Bekisting harus kuat menahan beban selama pengecoran berlangsung.
Diadakan pemeriksaan slump dan kokoh desak beton ( berbentuk kubus atau silinder ) sebelum dan selama pengecoran berlangsung.
Diadakan perawatan yang cukup sampai dengan batas waktu yang telah ditentukan.
Tempat pengecoran dilindungi terhadap hujan.
Kelebihan dari penggunaan beton untuk konstruksi siphon adalah :
Dapat dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi.
Kecepatan aliran di dalam siphon cepat namun tidak secepat kecepatan aliran pada besi.
Mampu memikul beban yang berat ( tanah penutup pada siphon ).
Tahan terhadap temperatur yang tinggi.
Biaya pemeliharaan atau perawatan yang rendah karena tahan terhadap perkaratan atau pembusukan oleh kondisi alam.
Tidak mudah lapuk
Tidak mudah terbakar.
Tidak dimakan serangga atau rayap.
Kekuatannya tinggi.
Lebih mudah jika dibandingkan dengan baja.
Umurnya tahan lama.
Kekurangan penggunaan beton dalam konstruksi siphon adalah :
Keretakan setipis rambutpun (disebut retak rambut/hair crack) bisa ditembus oleh air dan menyebabkan dinding menjadi lembab atau bahkan menyebabkan kebocoran.
Menuntut ketelitian yang tinggi dalam pelaksanaan karena jika terjadi kesalahan, perbaikannya tidak mudah bahkan kadang-kadang harus dibongkar dan diganti baru.
Mempunyai bobot yang Berat.
2.3.3 Siphon Pasangan Batu
Pasangan batu merupakan bahan yang sederhana dan ekonomis karena bahan batu merupakan bahan konstruksi yang paling murah dan mudah didapat. Siphon pasangan batu dibuat untuk struktur yang permanen dan untuk menahan beban yang tidak terlalu berat dan besar. Kelebihan penggunaan pasangan batu untuk konstruksi siphon adalah :
Mudah dalam pelaksanaan.
Tidak membutuhkan biaya yang mahal.
Tanah yang dibebaskan lebih kecil.
Mencegah gerusan dan erosi.
Kekurangan penggunaan pasangan batu untuk konstruksi siphon adalah :
Kehilangan energinya besar.
Mudah mengalami keretakan pada konstruksi.
Jika ada keretakan pada kostruksi, maka aliran dengan kecepatan tinggi masuk ke dalam retakan pasangan sehingga dapat mengeluarkan bahan-bahan dari pasangan tersebut.
Kecepatan maksimum dibatasi.
2.3.4 Siphon Kayu
Siphon kayu adalah siphon yang terbuat dari kayu yang merupakan bahan darurat yang terdapat di sekitar lokasi. Siphon kayu hanya dipakai untuk keadaan yang darurat dan bersifat sementara bukan untuk penggunaan yang bersifat permanen.
Kelebihan penggunaan bahan kayu untuk konstruksi siphon adalah :
Bahan - bahan mudah didapat karena disediakan oleh alam.
Tidak membutuhkan biaya yang besar.
Pelaksanaanya mudah.
Tidak membutuhkan tenaga ahli dalam pembangunan.
Kekurangan penggunaan bahan kayu untuk konstruksi siphon adalah :
Tidak tahan lama.
Mudak mengalami kerusakan.
Tidak kuat menahan beban yang berat.
Mudah menyerap air.
Mudah mengalami kembang - susut
Kurang tahan terhadap pengaruh cuaca.
Rentan terhadap rayap.
2.4 KOMPONEN – KOMPONEN PELENGKAP SIPHON
Adapun komponen – komponen yang menjadi pelengkap untuk konstruksi siphon adalah : 2.4.1 Bangunan Pembilas
Bangunan pembilas pada siphon adalah bangunan yang terdapat pada pemasukan siphon. Bangunan ini berfungsi untuk mengontrol pergerakan sedimen dan mengendapkan sedimen dasar agar tidak masuk ke siphon yang dapat merusak kostruksi siphon. Endapan sedimen ini dapat dibuang dengan cara membuka pintu pembilas.
Pintu pembilas
Gambar 2.4.1 Bangunan Pembilas
2.4.2 Kisi - Kisi Penyaring ( Trashrack )
Kisi – kisi penyaring ( trashrack ) harus dipasang pada bukaan atau lubang masuk bangunan yang berupa saluran tertutup, contohnya pada bangunan siphon. Kisi – kisi penyaring
( trashrack ) berfungsi untuk mencegah benda padat, sampah dll
masuk ke dalam siphon agar pipa siphon tidak tersumbat, sehingga tidak menimbulkan akibat - akibat yang serius. Trashrack dibuat dari jeruji - jeruji baja dan mencakup seluruh bukaan. Jeruji - jeruji tersebut dapat berbentuk segi empat dan bulat. Faktor bentuk untuk trashrack berbentuk segi empat, β = 2,4 sedangkan fa ktor bentuk untuk trashrack jeruji bulat, β = 1,8. Dengan adanya trashrack diharapkan tidak ada sampah-sampah yang
menghambat kelancaran air di dalam siphon.
Gambar 2.4.1 Kisi-kisi Penyaring ( Trashrack )
2.4.3 Pintu Air
Pintu yang dimaksud adalah pintu air yang dibuat dengan konstruksi tertentu dari bahan besi atau baja dan kayu yang gunanya untuk mengatur debit air. Pintu pada pembangunan siphon dipasang pada pemasukan siphon. Pintu inlet pada siphon berfungsi untuk menahan air dari saluran sebelum siphon pada waktu pembersihan siphon. Setelah pembersihan, pintu dapat dibuka kembali untuk mengalirkan air irigasi.
Gambar 2.4.3 Pintu Air
2.4.4 Tanggul
Tanggul terdapat pada sisi kiri dan sisi kanan siphon pada bagian hulu dan hilir siphon. Bangunan ini dibangun untuk melindungi lereng terhadap erosi oleh aliran air yang berasal dari hujan maupun sungai. Karena fungsi lindungnya terhadap daerah irigasi maka kekuatan dan keamanan tanggul harus benar-benar diselidiki. Biaya pembuatan tanggul bisa menjadi sangat besar jika tanggul terlalu panjang dan tinggi. Oleh karena itu, tanggul harus direncanakan dengan sebaik-baiknya sehingga tidak membutuhkan biaya yang besar. Apabila tanggul melintasi saluran lama, maka dasar tanggul harus diperlebar di bagian samping luar. Tanggul harus mepunyai lebar atas yang besar guna mengakomodasi jalur pemeliharaan selama muka air mencapai ketinggian kritis. Dalam membangun tanggul perlu dilakukan penyelidikan pendahuluan mengenai lokasi tanggul. Hal tersebut dimaksudkan untuk menentukan :
Perkiraan muka air banjir ( tinggi dan lamanya ).
Elevasi tanah yang akan dilindungi.
Masalah-masalah fisik yang sangat mungkin dijumpai, terutama kondisi tanah karena ini erat hubungannya dengan kebutuhan pondasi dan galian timbunan.
Tata guna lahan dan peningkatan tanah pertanian guna menilai arti penting daerah yang akan dilindungi dari segi ekonomi.
Gambar 2.4.4 Tanggul
2.4.5 Pelimpah.
Pelimpah adalah bangunan yang dibangun untuk membuang air kelebihan dari saluran irigasi dan dibangun tepat di sebelah hulu. Penempatan pelimpah di bagian hulu dimaksudkan agar air tidak meluap di atas tanggul saluran di hulu siphon, karena kelebihan air akan menimbulkan kerusakan pada konstruksi siphon. Bangunan pelimpah yang dibangun harus merupakan bangunan yang relatif murah dan memiliki kapasitas yang besar untuk mengalirkan seluruh air lebih yang berasal dari banjir atau kesalahan eksploitasi tanpa menyebabkan naiknya tinggi muka air di saluran yang akan membahayakan tanggul.
Gambar 2.4.5 Bagunan Pelimpah
2.5 PEMILIHAN LOKASI SIPHON
Secara umum hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam pembangunan sebuah siphon adalah sebagai berikut : o
Pilih bagian sungai yang lurus untuk menghindari belokan pada konstruksi siphon.
o
Pilih pada bentang terpendek untuk mengurangi kehilangan energi dan juga untuk menghemat biaya pelaksanaan.
o
Bangun pada kedalaman yang cukup terhadap dasar sungai untuk menghindari bahaya gerusan tanah dasar sungai akibat dasar sungai yang terganggu..
o
Pertimbangan daya dukung tanah dan elevasi dasar saluran.
o
Tebing sungai harus kuat untuk menghindari terjadinya erosi.
o
Ketersediaan bahan bangunan di sekitar lokasi pembangunan siphon.
o
Pelaksanaan yang mudah Pemilihan lokasi siphon hendaknya dipilih yang paling menguntungkan dari
berbagai segi. Pemilihan lokasi siphon hendaknya dipertimbangkan pula dari beberapa segi, antara lain : 1. Keadaan sungai Faktor – faktor yang perlu dipertimbangkan :
Kemiringan dasar sungai.
Jumlah air dan distribusi angkutan sedimen sepanjang tahun.
Morfologi sungai.
Kedalaman dan lebar muka air pada waktu terjadi banjir.
Jenis sedimen atau bahan yang terangkut.
2. Keadaan morfologi sungai Keadaan morfologi sungai yang menentukan pelaksanaan pembangunan siphon adalah :
Sungai stabil : tebing dari batuan kokoh, dasar sungai ada batu-batuan besar.
Sungai labil : tebing tidak kokoh, penuh kerikil dan pasir. Pengecekan
morfologi
sungai
untuk
bangunan
siphon
dilakukan
untuk
mengetahui keadaan-keadaan seperti : o
Kestabilan tebing sungai.
o
Terjadi degradasi atau tidak.
o
Terjadi agradasi atau tidak
3. Keadaan geologi dan lokasi siphon Hal-hal yang perlu dipertimbangkan berkaitan dengan factor geologi teknik dalam perencanaan siphon adalah :
Daya dukung tanah pondasi harus kuat.
Jangan terletak pada daerah patahan.
Kestabilan tebing kanan dan kiri sungai.
Ketersediaan bahan bangunan.
2.6 Kriteria Perencanan
Bangunan siphon untuk irigasi hanya digunakan jika benar-benar diperlukan dan tidak ada alternatif lain untuk membuat persilangan dengan sungai atau saluran lain. Hal ini dikarenakan biaya yang dibutuhkan untuk pembangunan sebuah siphon sangat besar dan juga pelaksanaanya yang sulit. Secara hidrolis juga kurang menguntungkan karena kehilangan energi yang terjadi pada bangunan siphon cukup besar, jika dibandingkan dengan bangunan persilangan yang lain, seperti : gorong – gorong dan talang.
2.6.1 Kriteria Bangunan
Persyaratan dalam membangun siphon adalah, sebagai berikut :
Siphon hanya dipakai untuk membawa aliran di saluran yang memotong sungai di mana tidak bisa dibangun gorong-gorong, jembatan atau talang.
Pembuatan bangunan siphon harus mempertimbangkan kecepatan air dalam pipa siphon, sebesar 1,50 m/dtk – 3 m/dtk. Kalau kecepatan air diambil terlalu besar maka akan mengakibatkan kehilangan tekanan besar, sehingga dapat mengurangi areal sawah yang akan diairi. Kalau kecepatan air terlalu kecil, menimbulkan pengendapan atau penyumbatan pada pipa siphon.
Untuk kepentingan inspeksi dan pembersihan ukuran pipa siphon, diambil minimum ukuran siphon 0,70 m.
Dasar dan tebing sungai di tempat siphon perlu diperkuat dengan pasangan untuk menjaga bahaya penggerusan setempat dan kelongsoran tebing.
Agar pipa siphon tidak tersumbat karena sampah-sampah yang terbawa dalam saluran dan tidak ada orang atau binatang yang masuk secara kebetulan, maka mulut sipon ditutup dengan kisi-kisi penyaringan ( trashrack ).
Biasanya pipa siphon dikombinasi dengan pelimpah tepat di sebelah hulu agar air tidak meluap di atas tanggul hulu.
Siphon harus cukup kuat agar tidak mudah retak.
Adapun struktur siphon adalah sebagai berikut :
Pada bagian masuk harus dipasang saringan sampah ( trashrack ) dari besi untuk menahan benda padat atau sampah masuk ke dalam siphon yang dapat menimbulkan akibat-akibat yang serius.
Dibuat spooning untuk balok-balok sekat dengan tujuan untuk pemeliharaan pada bagian masuk.
Bangunan siphon harus dilengkapi pelimpah dengan tujuan supaya air tidak meluap di atas tanggul saluran hulu sehingga mengurangi kerusakan pada konstruksi siphon.
Siphon harus stabil dan tahan terhadap tekanan aliran sekelilingnya. Pembangunan siphon di sungai yang lebih besar, biasanya siphon dibuat
dengan pipa rangkap ( double barrels ). Penggunaan pipa rangkap ( double barells ) bertujuan
untuk menghindari kehilangan yang lebih besar di dalam pipa siphon.
Penggunaan pipa rangkap ( double barrels ) juga menguntungkan dari segi pemeliharaan dan mengurangi biaya pelaksanaan pembangunan. Siphon yang panjangnya lebih dari 100 m harus dipasang dengan lubang periksa ( manhole ) dan pintu pembuangan, sehingga dapat mempermudah pemeliharaan. Pemasangan pipa siphon harus berada di bawah permukaan air normal. Hal ini bertujuan untuk mengurangi kemungkinan berkurangnya kapasitas siphon akibat masuknya udara di dalam siphon. Kedalaman tenggelamnya bagian atas lubang siphon disebut air perapat ( water seal ). Konstruksi siphon dalam keadaan kosong, harus mampu menahan gaya tekan ke atas agar konstruksi siphon tidak cepat mengalami kerusakan. Oleh karena itu, diperlukan penutup tanah yang memadai. Gaya-gaya yang bekerja harus lebih besar dari gaya tekan ke atas (Erman Ma wardi “ Bangunan Silang dan Bangunan Terjun” ).
q>1,5 U …………………persamaan 1
Keterangan :
q = gaya-gaya yang bekerja ( kg/m ) U = Uplift ( kg/m ) Kecepatan aliran di dalam pipa siphon harus tinggi. Hal ini bertujuan untuk mencegah adanya sedimentasi di dalam pipa siphon. Tetapi kecepatan aliran yang tinggi dapat menyebabkan bertambahnya kehilangan tinggi energi. Oleh karena itu, keseimbangan antara kecepatan yang tinggi dan kehilangan tinggi energi di dalam pipa siphon harus dijaga. Kecepatan aliran di siphon harus dua kali lebih tinggi dari kecepatan normal aliran dalam saluran dan tidak boleh kurang dari 1 m/dtk atau bila perlu tidak kurang dari 1,5 m/dtk dan kecepatan maksimum sebaiknya tidak melebihi 3 m/dtk.
Perhitungan pembesian :
Gambar 2.6.1 potongan selimut siphon
Gambar 2.6.1.1 detail pipa siphon
Langkah-langkah perhitungan pembesian :
Pembebanan tetap berdasarkan “ Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971”
Pada pembebanan tetap dicari tegangan-tegangan beton dan baja yang diijinkan, nilai tegangan-tegangan beton dan baja ditentukan berdasarkan mutu beton dan mutu baja.
Perhitungan Momen
M= 121 ql² ……………………persamaan 2 Keterangan :
M = momen yang terjadi ( kgm ) q = gaya-gaya yang bekerja ( kg/m ) l
= panjang penampang ( m )
∅o= n σax σb ……………………persamaan 3
Perbandingan tegangan baja tarik dengan tegangan tekan beton
Keterangan :
Øo = perbandingan tegangan baja tarik dengan tegangan tekan beton = tegangan baja tarik ( kg/m² )
σa
n = angka ekivalensi b = tegangan beton tekan ( kg/m² )
σ
Perhitungan tinggi manfaat penampang
h=ht−d ………………………persamaan 4 keterangan :
h = tinggi manfaat penampang ( cm ) ht = tinggi total penampang ( cm ) d = jarak berat tulangan sampai tepi penampang ( cm )
Perhitungan koefisien penampang
Ca= √ nhx M ………………………persamaan 5 b x σa
Keterangan : Ca = koefisien penampang h = tinggi manfaat penampang ( cm ) n = angka ekivalensi M = momen ( kgm ) b = lebar penampang ( m ) = tegangan baja tarik ( kg/m² )
σa
Penentuan koefisien-koefisien penampang Dari nilai Ca dengan menggunakan cara “n” biasa, dicari koefisien -
koefisien penampang.
Perhitungan Tulangan
A=ω b h ………………………persamaan 6 Keterangan :
A = luas penampang ( cm² ) ω
= koefisien tulangan tarik
b = lebar penampang ( m ) h = tinggi manfaat penampang ( cm )
2.6.2 Perencanaan Hidrolis
Perencanaan hidrolis untuk bangunan siphon harus mempertimbangkan beberapa hal ( Kriteria Perencanaan Bangunan – KP 04 ), antara lain :
Kecepatan aliran
V= QA ………………persamaan 7 Keterangan :
Q = debit ( m³/dtk ) V = kecepatan aliran ( m/dtk ) A = luas penempang ( m² )
Kehilangan energi akibat gesekan Kehilangan energi akibat gesekan yang terjadi sepanjang siphon dihitung dengan mengggunakan persamaan :
∆Hf= V²C²..LR ………………persamaan 8 Keterangan : ∆Hf
= kehilangan energi akibat gesekan ( m )
V
= kecepatan aliran (m/dtk )
L
= panjang siphon ( m )
R
R= AP
= jari-jari hidraulik ( m )
C
= koefisien Chezy ( k.R 1/6 )
k
= koefisien kekasaran Strickler
Kehilangan energi akibat belokan Kehilangan
energi
akibat
belokan
pada
siphon
dihitung
dengan
menggunakan persamaan :
ΔHb=Kb 2.gV² ………………persamaan 9 Keterangan : ΔHb
= kehilangan energi di bagian belokan ( m )
V
= kecepatan aliran (m/dtk )
Kb
= koefisien akibat belokan
g
= percepatan gravitasi
Kehilangan energi pada peralihan masuk dan keluar Kehilangan energi akibat peralihan masuk dan peralihan keluar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
∆H= ξV−Va 2. g ………………persamaan 10 ²
Keterangan : ΔH = kehilangan energi pada peralihan masuk dan keluar ( m )
V = kecepatan aliran ( m/dtk ) Va = kecepatan aliran di saluran ( m/dtk )
ξ
= koefisien akibat peralihan
g = percepatan gravitasi
Kehilangan energi akibat saringan ( trashrack ) Kehilangan energi akibat saringan ( trashrack ) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
v Hf=c . 2g ………………persamaan 11 / s c=β.b sinα …………………persamaan 12
Nilai c dihitung dengan menggunakan persamaan :
Keterangan :
Hf = kehilangan energi akibat saringan ( m ) V = kecepatan aliran ( m/dtk ) g = percepatan gravitasi c
= koefisien berdasarkan : β
= faktor bentuk ( 2,4 untuk segi empat dan 1,8 untuk jeruji bulat )
s
= tebal jeruji ( m )
b
= jarak antar jeruji ( m )
α
= sudut kemiringan dari bidang horizontal ( º )
Gambar tampak atas bangunan siphon
Gambar potongan melintang siphon
BAB III PERENCANAAN SIPHON 3.1 Contoh Kasus
+ 42,25 + 40,68
+ 41,48 L1=10,20 m
L2=32,14 m
L3=9,20 m
Gambar 3.1 Potongan melintang sungai
Gambar 3.2 Potongan Pipa Siphon
BAB I - 22
Berdasarkan hasil survey di suatu lokasi yang akan di bangun siphon, maka di peroleh data teknis berupa :
Debit saluran ( Qmaksimum )
= 3,83 m³/dtk
Lebar dasar saluran ( b )
=2m
Kedalaman aliran ( h )
= 1,57 m
Kecepatan aliran di saluran ( v ) = 1,13 m/dtk
Elevasi dasar saluran hilir
= + 40,68
Elevasi air di hilir
= + 42,25
Elevasi dasar saluran hulu
= + 41,48
Panjang siphon
= 51,54 m
Sudut pada belokan
=
Siphon direncanakan mempunyai 2 jalur ( double barrel ).
3.1.1 Dimensi Siphon ( A )
Untuk
menentukan
dimensi
siphon,
kecepatan
aliran
di
dalam
direncanakan 2 m/dtk ( Kriteria Perencanaan Bagian Saluran KP – 03 ).
A= QV …………………Rumus Kontinuitas Q=3, 8 3m³/dtk v=2 m/dtQ k A= V A= 3,283 A=1,92 m² Diketahui :
BAB I - 23
siphon
Bangunan siphon yang direncanakan mempunyai 2 jalur ( double barells ), sehingga :
A2 = 14 πd , d= 2 x A14 x π , d= 2 x 1,14 9x23,34 d=1, 1 d≈1 m
Jadi, diameter yang dipakai untuk pembangunan siphon adalah 1 m.
3.1.2 Kecepatan Aliran di Dalam Siphon ( V
aliran )
Penentuan kecapatan aliran di dalam siphon dihitung dengan menggunakan diameter siphon ( d ) = 1 m.
V= QA Q=3, 8 3 m³/dtk A=1/4πd A=1/4 πd² x 2 A=1/4x 3, 1 4 x1² x 2 A=0, 7 9 x 2 A=1,Q 58 m² V= A V= 3,1,8538 V=2,42 m/dtk <3 m/dtk ………………. OK Diketahui :
Karena siphon direncanakan mempunyai 2 jalur ( double barrels ), maka :
BAB I - 24
3.1.3 Kehilangan Energi Akibat Gesekan
∆Hf
Kehilangan energi akibat gesekan yang terjadi sepanjang siphon dihitung dengan persamaan :
∆Hf= V²C²..LR A= 1,258 A=0,79 m² P=π x D P=3, 1 4 x 1 P=3,14 m R= AP R= 0,3,7194 R=0,25 m / C=k x R / C=70 x 0, 2 5 C=55,V² .L56 ∆Hf= C².R 2, 4 2 ∆Hf= 55,56xx51,0,2554 ∆Hf= 301,771,8743 ∆Hf=0,39 m o
Luas penampang basah untuk tiap barell
o
Keliling basah
o
Jari-jari hidraulik
o
Koefisien Chezy
BAB I - 25
3.1.4 Kehilangan Energi Akibat Belokan
ΔHb
Kehilangan energi akibat belokan pada siphon dihitung dengan menggunakan persamaan :
ΔHb=Kb 2.gV² Diketahui : Kb
= 0,24 untuk belokan 45° ( Tabel 5.2 hal 64 KP – 04 ) = 0,36 untuk belokan 50° ( Tabel 5.2 hal 64 KP – 04 )
ΔHb=Kb 2.V²g ΔHb= 0,24+0,36 2.2,94,2²81 ΔHb=0,6 19,5,8662 ΔHb=0,18 m 3.1.5 Kehilangan Energi Akibat Peralihan
∆Hmasuk dan ∆Hkeluar
Kehilangan energi akibat peralihan masuk dan peralihan keluar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
BAB I - 26
² ∆H= ξV −Va 2.g Diketahui : masuk
= 0, 55 ( Tabel 5.2 hal 62 KP – 04 )
keluar
= 1,10 ( Tabel 5.2 hal 62 KP – 04 )
ξmasuk V−Va ∆Hmasuk= 2.g 1 3 ² ∆Hmasuk= 0,552,2.42−1, 9 , 8 1 ∆Hmasuk= 0,551,19,6229² ∆Hmasuk=0,ξkel047uarV−Va m ² ∆Hkeluar= 2.g 1 3 ² ∆Hkeluar= 1,102,2.42−1, 9,81 BAB I - 27
∆Hkeluar= 1,101,19,6229² ∆Hkeluar=0,093 m
3.1.6 Kehilangan Energi Akibat Trashrack ( Hf )
Kehilangan energi akibat
trashrack dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan :
v Hf=c . 2g
Diketahui: V = 2,42 m/dtk β = 1,8
s
= 19 mm
b = 100 mm α = 50°
Hitung nilai c dengan menggunakan persamaan :
c=β.bs/ sinα / 0, 0 19 c=1, 8 . ( 0,1 ) 50° c=0,151 m v Hf=c . 2g
Nilai c yang diperoleh dari hasil perhitungan dimasukkan ke dalam persamaaa :
BAB I - 28
2, 4 2 Hf=c . 2x9,81 Hf=0,045 m ∆Htotal=0,=∆Hf39++ ∆Hb+ ∆Hmasuk+∆Hkel u ar+ Hf 0, 1 8+ 0, 0 47+0, 0 93+ 0, 0 45 =0, 7 6 m ∆Htotal≈0,8 m =el=+e42,vasi25muka+ 0,8air hilir+ ∆Htotal =+ 43,05
3.1.7 Kehilangan Total Energi
Sehingga muka air di bagian hulu siphon adalah :
BAB I - 29
BAB V PENUTUP BAB I - 30
5.1 KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dapat diambil kesimpulan, sebagai berikut : a. Siphon adalah salah satu bangunan pelengkap pada jaringan irigasi berupa saluran tertutup yang dibangun untuk mengalirkan air irigasi untuk mengairi lahan pertanian. b. Pembangunan siphon sangat bermanfaat karena dapat meningkatkan daerah potensial yang ada di di daerah pertanian. c. Perencanan siphon
5.2 SARAN
Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, maka beberapa saran perlu diterapkan dalam pembangunan Siphon sebagai berikut : a. Karena siphon merupakan saluran tertutup, maka perlu pemeliharaan yang intensif dari pihak yang berkait agar tidak terjadi pengendapan lumpur di dalam pipa siphon sehingga proses pengaliran air irigasi berjalan lancar. b. Siphon merupakan saluran tertutup yang pengalirannya menggunakan sistem gravitasi yaitu air mengalir karena gaya tarik bumi dari tempat tinggi ke tempat yang renda, maka dalam merencanakan siphon perlu mempertimbangkan garis kontur. Diusahakan agar siphon dibuat sejajar atau searah dengan garis kontur yang akan mengalirkan air dari puncak bagian atas menuju ke bawah melalui lembah kontur.
DAFTAR PUSTAKA BAB I - 31
Departemen PU – Direktorat Jenderal Pengairan. 1986. Kriteria Perencanaan Bagian Saluran ( KP – 03 ). Bandung: C.V. Galang Persada.
PU – Direktorat Jenderal Pengairan. 1986.
Kriteria Perencanaan Bagian
Bangunan ( KP – 04 ). Bandung: C.V. Galang Persada.
Mawardi, Erman dan Moch. Memed. 2002. Desain Hidraulik Bendung Tetap untuk Irigasi Teknis . Bandung: Alfabeta.
Mawardi,
Erman. 2005. Bangunan Silang dan Bangunan Terjun . Bandung:
Alfabeta.
BAB I - 32
