KATA PENGANTAR
Puji syukur kami ucapkan atas kehadirat Allah yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat, anugerah , serta hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan TUGAS WAJIB “Siphon” ini dalam bentuk maupun isinya yang sangat sederhana. Tak lupa juga kami mengucapkan terimakasi kepada dosen pembimbing kami Ir.Slamet Budiono, M.M., yang telah menuntun dan memberi arahan kepada kami sehingga Tugas Wajib “Siphon” ini dapat kami selesaikan dengan tepat waktu. Penyelesaian tugas wajib ini guna memenuhi persayaratan nilai dalam proses perkuliahan dengan mata kuliah Irigasi II .disamping itu,semoga Tugas Wajib ini dapat dipergunakan sebagai salah satu acuan , petunjuk maupun pedoman bagi pembaca dalam perencanaan Bangunan Siphon. Harapan kami , semoga Tugas Wajib ini membantu menambah pengetahuan dan perencanaan bagi para pembaca , sehingga kami dapat memperbaiki bentuk maupun isi dari tugas wajib ini sehingga kedepannya dapat lebih baik lagi.
Mataram ,20November 2016
ZULFATHURRAHMAN (41411A0041)
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 1
BAB I PENDAHULUAN
1.1.
LATAR BELAKANG Siphon dipakai untuk mengalirkan air lewat bawah jalan, melalui sungai atau saluran pembuang yang dalam. Aliran dalam siphon mengikuti prinsip aliran dalam saluran tertutup. Antara saluran dan siphon pada pemasukan dan pengeluaran diperlukan yang cocok. Kehilangan tinggi energy pada siphon meliputi kehilangan akibat gesekan , dan kehilangan pada tikungan serta kehilangan air pada peralihan masuk dan keluar. Agar siphon dapat berfungsi dengan baik , bangunan ini tidak boleh di masuki udara. Mulut sipon sebaiknya dibawah permukaan air hulu. Kedalaman air di atas siphon (air perapat) dari permukaan air bergantung kepada kemiringan dan ukuran siphon. Siphon dapat dibuat dari baja atau beton bertulang. Perencanaan hidrolis dan bangunan siphon dijelaskan pada Buku KP-04 Bangunan. Siphon harus dipakai hanya untuk membawa aliran slauran yang memotong jalan atau saluran pembuang dimana tidak bisa dipakai gorong-gorong, jembatan ataupun talang. Pada siphon , kecepatan harus dibuat setinggi-tingginya sesuai dengan kehilangan tinggi energy maksimum yang diizinkan. Hal ini tidak akan memungkinkan terjadinya pengendapan lumpur. Siphon sangat membutuhkan fasilitas pemeliharan yang memamdai dan hal-hal berikut harus diperhatikan : a. Sedimen dan batu-batu yang terangkut harus dihentikan sebelum masuk dan menyumbat siphon. Ini dilakukan dengan membuat kantong yang kososngkan / dibersihkan secara berkala. b. Menyediakan prasarana pemeliharaab hingga bagian terbawah pipa pun dapat dicapai, seperti cerobong (shaft). Penggunaan siphon dipetak tersier tidak menguntungkan karena biaya pelaksanaan dan pemiliharaan yang tinggi serta besarnya kehilangan tinggi energy yang diperlukan , jadi seharusnya dihindari. Penyesuaian layout dan perencanaan saluran (misalnya , pemecahan petak tersier) harus dijajaki lebih dulu.
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 2
1.2.
PERMASALAHAN 1. Apa itu siphon ? 2. Apakah fungsi dari siphon tersebut ? 3. Apa saja bangunan penunjang yang ada di siphon ? 4. Bagaimana keriteria perencanaan siphon tersebut ? 5. Bagaimana prosedur perhitungan perencenaan siphon tersebut ?
1.3.
TUJUAN
1.
Menyelesaikan tugas yang diberikan oleh dosen pembimbing mata kuliah Irigasi II
2.
Mengetahui siphon beserta fungsinya dalam aliran sungai dan drainase.
3.
Mencari tahu mengenai saluran siphon dan bangunan penunjang yang berada pada siphon.
4.
Mengetahui kriteria perencanaan dan cara menghitung dalam perencanaan siphon.
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 3
BAB II ISI
2.1. PENGERTIAN Menurut Pusdata DPU , 1994, siphon adalah bangunan air yang dipakai untuk mengalirkan air irigasi dengan menggunakan gravitasi melalui bagian bawah saluran pembuang , cekung, anak sungai atau sungai, siphon juga dipakai untuk melewati air dibawah jalan-jalan kereta api ataui bangunan-bangunan yang lain. Siphon merupakan saluran tertutup yang direncanakan untuk mengalirkan air secara penuh dan sangat dipengaruhi oleh tingi tekan sungai. Bangunan siphon merupakan salah satu bangunan persilangan yang dibangun untuk mengalirkan debit yang dibawa oleh saluran yang jalurnya terpotong oleh lembah dengan bentang panjang atau terpotong oleh sungai. Bangunan siphon berupa saluran tertutup yang dipasang mengikut bentuk potongan melintang sungai lembah untuk menyeberangkan debit deri sisi hulu ke sisi hilir. Bangunan siphon (berupa saluran tertutup berpenampang lingkaran atau segi empat) dipasang dibawah dasar sungai atau bisa juga dipasang di atas permukaan tanah jika melintas lembah (cekungan). Konstruksi siphon jika penampang melintang berupa segi empat biasanya dibuat dari beton bertulang (reinforced concrete) , jika penampang melintang berupa lingkaran biasanya dibuat dari baja. Untuk mencegah adanya sedimentasi pada saat debit di dalam siphon tetap bisa mengangkut sediment ke hilinya. Konstruksi siphon harus dipilih pada lokasi yang panjang bentang sungainya minimum , agar biaya konstruksinya konstruksinya hemat , serta kehilangan energinya kecil. 2.2. FUNGSI SIPHON Fungsi siphon ini adalah agar air yang mengalir di dalam saluran, tidak tercampur oleh sungai yang dilintasinya , sehingga kualitas air di dalam relative bisa terkendali. TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 4
2.3. BANGUNAN PENUNJANG SIPHON Didalam saluran siphon terdapat beberapa bangunan penunjang untuk membantu pergerakan aliran yang berada di dalam saluran siphon tersebut , yaitu : 1. Inlet Chamber Inlet chamber berfungsi sebagai bangunan peralihan dari pipa air buangan yang sifat alirannya terbuka menuju pipa sihon yang sifat alirannya bertekanan. 2. Outlite chamber Fungsi outlet chamber adalah kebalkan dari inlet chamber. Bentuk dimensinya sama dengan inlet chamber hnaya dilengkapi dengan sekat dan terjunan agar alirannya tidak kembali masuk kepipa siphon lainnya. 3. Drain Untuk pembersihan pipa bagian dasar , diperlukan pipa drain yang menyalurkan kotorannya ke bak penampung yang terdapat dalam manhole , selanjutnya dipompa.
2.4. KRITERIA PERENCANAAN Dalam pembuatan saluran siphon , terdapat beberapa kriteria perencanaan guna mengetahui karakteristik apa saja yang sesuai dalm pembangunan siphon. Adapun kriteria perencanaan siphon yakni : 1. Diameter minimum 15cm. Namun untuk memberikan kecepatan yang lebih tinggi diameter bisa lebih kecil (minimal 10 cm) namun untuk menghindari penyumbatan siphon harus dilengkapi pipa penguras (drain) 2. Pipa harus terisi penuh. 3. Kecepatan pengaliran harus konstan agar mampu menghanyutkan kotoran atau buangan padat , kecepatan desain biasanya lebih besar (0,6-0,9) m/dtk. 4. Dibuat tidak terlalu tajam agar mudah dalam pemeliharaan. TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 5
5. Perencanaan harus mempertimbangkan debit minimum , rata-rata dan maksimum. 6. Pada awal dan akhir siphon harus dibuat sumus pemeriksaan untuk memudahkan pembersihan. 7. Trase dari siphon trsebut sedapat mungkin tegak lurus dengan konstruksi yang dilewati agar panjang tarase seekonomis mungkin. Didalam perencaan siphon ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan , antara lain : (untuk kasus siphon melintas dasar sungai) 1. Siphon harus menahan gaya uplift pada saat kondisi airnya kosong. Kondisi yang paling berbahaya pada konstruksi siphon adalah pada saat siphon dalam keadaan kosong. Pada saat kondisi ini gaya uplift yaitu gaya yang disebabkan oleh tekanan hidrostatis dari bawah konstruksi siphon kearah atas. Gaya ini cenderung mengangkat konstruksi siphon. Sedangkan untuk mengimbanginya diperlukan gaya penahan yang arahnya vertical ke bawah yaitu gaya berat akibat berat sendiri konstruksi siphon dan gaya akibat berat lapisan penutup siphon. 2. Siphon harus dibuat pada kedalaman yang cukup dibawah dasar sungai. Pada kondisi ini konstruksi siphon harus aman terhadap bahaya gerusan tanah dasar sungai (degradasi) maupun bahaya gerusan local akibat dasar sungai yang tergangu. Jika konstruksi siphon berad terlalu dekat dengan permukaan dasar sungai , maka tanah penutup di atas siphon kemungkinan akan terkikis. Untuk itu konstruksisiphon harus dibuat pada kedalaman yang cukup terhadap dasar sungai.Pada bagian dasar palung sungai. Pada bagian dasar palung sungai , konstruksi siphon sebaiknya dalam posisi horizontal dan panjangnya kearah tebing sungai harus cukup , karena tebing sungai kemungkinan bisa juga terjadi erosi. Sedangkan pada bagian lereng sungai bisa dibuat miring. Lapisan penutup dasar sungai (diatas konstruksi siphon) sebaiknya berupa pasangan gabion (bronjong).
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 6
3. Untuk mengurangi kehilangan energy maka lokasi siphon diusahakan pada bentang sungai terpendek , serta memperkecil jumlah belokan pada konstruksi siphon.
2.5. PEROSEDUR PERHITUNGAN Pada perencanaan hidrolis siphon harus mempertimbangkan kehilangan energy akibat kecepatan aliran , kehilangan pada peralihan masuk , kehilangan akibat gesekan , kehilangan pada bagian siku siphon , serta kehilangan pada peralihan keluar. Siphon umumnya tidak dipakai untuk saluran pembuangan , karena debit saluran pembuangan tidak tetap. Sebab , siphon akan selalu berfungsi dengan baik pada slauran yang debitnya selalu tetap , seperti : saluran pembawa (saluran irigasi). Pada mulut pipa siphon akan ditutup dengan kisi-kisi penyaring , hal ini karena mulut siphon tidak boleh terbuka. Biasanya , pipa siphon akan dikombinasikan dengan pelimpah tepat disebelah hulu agar air tidak meluap diatas tanggul saluran TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 7
hulu. Untuk saluran yang lebih besar siphon dibuat dengan pipa rangkap (double barrels) untuk menghindari kehilangan yang lebih besar di dalam siphon jika bangunan itu tidak mengalirkan air pada debit rencana. Siphon yang panjangnya > 100 m harus dipasang dengan ubang periksa (manhole) , pintu pembuang , dan jembatan siphon. Tetapi kecepatan dalam siphon harus dua kali lebih tinggi dari kecepatan normal aliran dalam d alam saluran , dan tidak boleh kurang dari 1 m/dt , lebih disukai lagi kalau tidak kurang dari 1,5 m/dt. Kecepatan maksimum yang sebaiknya tidak melebihi 3 m/dt. Untuk menentukan dimensi siphon dapat menggunakan persamaan kontinuitas yakni : Q = A . V = ¼ π D2 Keterangan : Q
: Debit air Bungan (m3/dtk)
V
: Kecepatan aliran dalam siphon (m/dtk)
D
: Diameter pipa siphon (m)
Berikut adalah beberapa factor yang harus diperhatika dalam menentukan profil siphon , antara lain : 1. Kehilangan energy 2. Kemudahan pemeliharaan Kehilangan Energi a. Kehilangan energy akibat gesekan =
2 2
=
= . /
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 8
Tabel 2.1. Dengan koefisien kekasaran stickler :
b. Kehilangan Tinggi energy pada peralihan ∆ =
∆ =
( − 1) 2.
(2 − ) 2.
Keterangan : C masuk dan keluar
: Factor kehilangan energy
Va
: Kecepatan rata-rata yang dipercepat (m/s)
V1
: Kecepatan rata-rata dihulu (m/s)
V2
: Kecepatan rata-rata dihilir (m/s)
c. Kehilangan tinggi energy pada bagian siku dan tikungan
∆ =
.
Dimana : Kb : Koefisien kehilangan energy (sesuai tabel 2.2) TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 9
Tabel 2.2 Koefisien kehilangan energi
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 10
2.6. PERHITUNGAN TUGAS WAJIB (SIPON) Soal No.1 Rencanakan Sipon: a. Debit (Q) maximum yang harus dialirkan 2.7 m3/dt Syarat-syarat lain: b. Kemiringan lereng saluran (t) 1:1 c. Harga K untuk saluran tanah = 40, K beton = 70 d. Sipon berbentuk berbentuk 1. Kubus 2. Lingkaran e. Ketentuan lain dapat ditentukan sendiri disesuaikan dengan Kriteria Perencanaan
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 11
Diketahui data-data sebagaiberikut : = 2.7 m3/dt (soal)
Debit yang harus dialirkan (Qmaksimum)
Lebar dasar saluran B
= 5 m (Asumsi)
Kedalaman aliran h
= 1,27 m
Kecepatanaliransaluran V
= 0,46 m/dt (Asumsi)
Elevasidasarsaluranhilir
= +13,09 m
Elevasimuka air hilir
= + 14,36 m
Panjang siphon
= 16.48 m (direncanakan)
Penampang siphon
=Segi Empat
Siphon melintasisungaisehinggakonstruksi siphon diletakkan di bagiandasarsungai.
Siphon direncanakanmempunyai 2 jalur (double barrel).
Kecepatanalirandalam siphon direncanakan 2 m/dt agar sediment di dalam siphon bisaterangkutkeluar siphon.
B=h
0.25h 0.25h B=h
Gambar potongan melintang sipon
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 12
Makaluaspenampangbasah siphon adalah : A
= Q / V = 2.7 / 2 = 1.35 m2
A
= 2 . [(B.h) – [(B.h) – 4(0,5 4(0,5 x 0,25h x 0,25h)]
A
= 2 . (h2-0,125 h2)
1.35= 1,75 h2 H
= 0,85 m
Kehilangan energy akibatgesekandihitngdenganrumus :
∆ =
. . /
Dengan : Δ Hf = kehilangan energy akibatgesekan (m) V
= kecepatanaliran , (v = 2 m/dt)
L
= panjang siphon (L = 16.48 m)
K
= koefisienkekasaranstrickler (k = 70)
R
= Jari-jarihidraulik (m)
Luaspenampangbasahuntuktiap barrel A = 1.35/ 2 = 0.675 m2
Kelilingbasah P
= (4 x 0,5h) + (4 x 0,354h) = 2h + 1,41 h =3,41 h = 3,41 x 0,85 = 2,889 m
Jari-jarihidraulik R
=A/P = 0.675/2.889 = 0,234 m
∆ =
2 16.68 70 0,234/
= 0,094 m
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 13
Kehilangan energy akibatbelokan :
∆ =
2.
Dengan :ΔHb = kehilangan energy dibagianbelokan (m) V
= Kecepatanaliran( v = 2 m/dt )
Kb
= Koefisienakibatbelokan
Kb
= 0,05untukbelokan 0,05untukbelokan 15˚ (1 kali belokan kali belokan ) = 0,042 untukbelokan 16,5˚ (1 kali belokan)
ΔHb
= (0,05 + 0,05) . 2 / (2x9,81) = 0,010 m
Kehilangan energy akibatperalihan :
∆ = ( ( − ))/2. Dengan :ΔHmasuk V
= kehilangan energy di bagian inlet (m) = kecepatan aliran didalam siphon (v=2m/dt)
Va
= kecepatanaliran di saluran (v = 0,46 m/dt)
= koefisien akibat peralihan
= 0,20
= 0,40
ΔHmasuk
= 0,20 (2-0,46)2 / 2x9.81
ΔHmasuk
= 0,024 m
ΔHkeluar
= 0,40 (2-0,46)2 / 2.g
ΔHkeluar
= 0,048 m
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 14
Kehilanganenergiakibatsaringan (trashrack) :
∆ = ( ) . . sin 2. Dengan : ΔHr
= kehilangan energy akibatsaringan (m)
V
= kecepatanaliran siphon (v=2m/dt) Jerujisaringan (ϕ (ϕ=1,8untuk jeruji bulat)
S
= tebalbatangjerujisarinan( s = 10 mm)
b
= jarakantarbatangjeruji (b=100 mm)
α
= kemiringanbatangjerujiterhadap kemiringanbatangjerujiterhadap horizontal (α = 45˚)
0,01 0,46 ∆ = 1,8 . ( ) . . sin sin 45° 0,1 2. ΔHr = 0,001 m
Jadi total kehilangan energy adalah : ΔHtotal
= ΔHf + ΔHb + ΔHmasuk + ΔHkeluar +ΔHr = 0,094 + 0,010 + 0,024 + 0,048 + 0,001 = 0,177 m.
Sehinggamuka air dibagianhulu siphon adalah : Elevasimuka air hilir + ΔH total = 14,36 m + 0,177 m =(+14,537 m)
Kesimpulan : untuk dapat mengalirkan debit air 2 m3/detik maka direncanakan muka air dibagian hulu Sipon yaitu + 14,537 m
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 15
BAB III PENUTUP
3.1.
KESIMPULAN Bangunan siphon adalah suatu konstruksi bangunan yang memfasilitasi aliran air
melintas dibawah bangunan konstruksi lainnya , dimana aliran air tersebut tidak sebidang dan elevasi muka air hulu dan hilir berada lebih tinggi dari elevasi bangunan yang dilintasinya (jalan , sungai dan bangunan lainnya). Pada perencanaan hidrolis siphon , dapat disimpulkan bahwa :
untuk dapat mengalirkan debit air 2 m3/detik maka direncanakan muka air dibagian hulu Sipon yaitu + 14,82
Kehilangan tinggi energy pada siphon terdiri dari : kehilangan masuk , kehilangan akibat gesekan , kehilangan pada siku , dan kehilangan keluar.
Siphon tidak dipakai untuk saluran pembuangan , karena debit tidak tetap.
Siphon berfungsi baik jika dibuat pada slauran yang debitnya tetap , seperti saluran irigasi.
Mulut pipa ditutup dengan kisi-kisi penyaring (trashrack).
Umumnya pipa siphon dikombinasikan dengan pelimpah.
Disaluran yang lebih besar , siphon dibuat dengan pipa rangkap (double barrels).
Siphon yang panjangnya > 100m harus di pasang dengan lubang periksa (manhole), pintu pembuang , dan jembatan pohon.
Kecepatan aliran dalam siphon harus dua kali lebih tinggi dari kecepatan normal aliran dalam saluran dan tidak kurang dari 1,5 m/dt.
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 16
3.2.
SARAN Dalam menyelesaikan TUGAS WAJIB ini , penulis menyadari bahwa masih banyaknya kekurangan yang ada baik dalam hitungan, maupun pemilihan kata yang digunakan. Untuk itu , penulis mengharapkan agar mendapat kritik dan saran yang sifatnya membangun.
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 17
Lampran
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 18
DAFTAR PUSTAKA
http://www.academia.edu/790 http://www.ac ademia.edu/7901198/Perenca 1198/Perencanaan_Banguna naan_Bangunan_Lanjutan n_Lanjutan
https://prezi.com/n6q1irt9 https://prezi.c om/n6q1irt9eppr/siphon/#_=_ eppr/siphon/#_=_
www.google.com
Kuliah Irigasi II “Perencanaan Bangunan Pelengkap” oleh : Ir. Heri Sulistiyono. M.Eng., Ph.D.
TUGAS WAJIB IRIGASI II
Page 19
