View
184
Download
6
Category
Preview:
Citation preview
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
BBab ab IIIIIITTinjauan injauan PPustakaustaka
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 KRITERIA HIDROLOGI
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 teknis drainase, perlu ditetapkan terlebih dahulu besarnya hujan rencana yang mengakibatkan banjir yang dimaksud. Berdasarkan analisis frekuensi akan diperoleh besarnya hujan harian maksimum yang mungkin akan terjadi pada periode ulang tertentu. Dengan ditetapkannya periode ulang maka hujan rencana yang diinginkan dapat ditetapkan untuk perhitungan selanjutnya.
Perhitungan selanjutnya adalah perhitungan intensitas hujan yang 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 diketahuinya intensitas hujan maka debit rencana yang 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. Analisis Frekuensi
Sesuai dengan data yang ada, maka perhitungan analisis frekuensi hujan rencana dipakai cara distribusi Gumbel (Distribusi harga Ekstrim).Rumus untuk menganalisa frekuensi hujan rencana adalah :
Laporan Pendahuluan III-1
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
Dimana :XT r : besarnya curah hujan untuk periode tahun berulang, Tr tahun (mm) : besarnya curah hujan maksimum rata-rata selama tahun pengamatan (mm)Sx : standar deviasiK : faktor frekuensi
Besarnya faktor frekuensi k, dalam metode ini adalah :
Dimana :Sn dan Yn : fungsi dari kebanyakan dataYT r : reduced variate, yang dapat dihitung dengan rumus
Pengisian data hujan yang hilang dilakukan dengan cara Interpolasi linier, sedangkan rata-rata hujannya dihitung dengan cara rata-rata aljabar (Arithmatic).
B. Intensitas Curah Hujan
Intensitas hujan rencana atau probabilitas intensitas hujan maksimum yang terjadi pada periode ulang tertentu dihitung dengan menggunakan rumus mononobe :
Dimana :I = Intensitas hujan (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,
Dimana :tc = Waktu konsentrasi (menit).L = Panjang sungai/saluran [ m ]S = Kemiringan saluran
C. Perhitungan Debit Rencana
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.
Laporan Pendahuluan III-2
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
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 hujand. Koefisien aliran sama untuk berbagai kekerapane. Koefisien aliran sama untuk semua hujan pada suatu DAS
Perhitungan debit rencana menggunakan rumus rasional adalah sebagai berikut :
Dimana :Q = Debit Rencana [m3/detik]C = Koeffisien Pengaliran/LimpasanI = Intensitas Hujan [ mm/jam ]A = Luas Daerah Pengaliran [ km2 ]
Untuk menghitung harga koefisien pengaliran [C], dipakai pedoman pada Tabel 3.1.
Laporan Pendahuluan III-3
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
Tabel 3.1.Harga Koefisien Pengaliran (C) Pada Berbagai Kondisi Tanah Dan Type Daerah Aliran
Type Daerah Pengaliran Kondisi C
1. Rerumputan Tanah Pasir Datar, 2% 0,05 – 0,10Tanah Pasir Rata-rata, 2 – 7%
0,10 – 0,15
Tanah Pasir Curam, 7% 0,15 – 0,20Tanah Gemuk Datar, 2% 0,13 – 0,17Tanah Gemuk Rata-rata, 2 – 7%
0,18 – 0,22
Tanah Gemuk Curam, 7% 0,25 – 0,352. Business Daerah Kota Lama 0,75 – 0,95
Daerah Pinggiran 0,50 – 0,703. Perumahan Daerah “Single Family” 0,30 – 0,50
“Multi Unit” Terpisah-pisah 0,40 – 0,60“Multi Unit” Tertutup 0,60 – 0,75“Sub Urban” 0,25 – 0,40Daerah Rumah Apartemen 0,20 – 0,70
4. Industri Daerah Ringan 0,60 – 0,80Daerah Berat 0,60 – 0,90
5. Pertamanan, Kuburan 0,10 – 0,256. Tempat Bermain 0,20 – 0,357. Halaman Kereta Api 0,20 – 0,408. Daerah Yang Tidak
Dikerjakan0,10 – 0,30
9. Jalan Beraspal 0,70 – 0,95Beton 0,80 – 0,95Batu 0,70 – 0,95
10. Untuk Berjalan dan Naik Kuda
0,75 – 0,85
11. Atap 0,75 – 0,95Sumber : Iman Subarkah, Hidrologi Untuk Perencanaan Bangunan Air
Intensitas hujan selama waktu tiba banjir dihitung dengan menggunakan rumus :
Untuk dapat menghitung intensitas curah hujan terlebih dahulu harus menghitung waktu tiba banjir dengan menggunakan rumus Bayern sebagai berikut
(jam)
Laporan Pendahuluan III-4
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
(km/jam)
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 :
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)
Laporan Pendahuluan III-5
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
Tabel 3.2Nilai Curve Number untuk berbagai jenis kondisi lahan
NO LAND USE DISCRIPTIONHydrograf soil group
A B C D1 Cultivated land
Without conservation treatment 72 81 88 91 With conservation treatment 62 71 78 81
2 Pasture or rang land Poor condition 86 79 86 89 Good condition 39 61 74 80
Meadow Good condition 30 58 71 78
3 Wood or forest land Thin stand, poor cover 45 66 77 83 Good cover 25 55 70 77
4 Oper spaces, lawns, park ect Good grass cover on 75 % or more of the area 39 61 74 80 Fair condition, grass cover 50 % of the area 49 69 79 84 Industrial district 72 % impervious 89 92 94 95
5 Residental 81 88 91 93Average Lot Size Average % Impervous< 1/8 65 77 85 90 92 ¼ 38 61 75 83 87 1/3 30 57 72 81 86 ½ 25 51 70 80 85 1 20 51 68 79 84 Pave parking lots, rooft etc, strss and roads 98 98 98 98 Paved eoth curbs and strom sewer 98 98 98 98 Gravel of paved with swales 76 85 89 91 Dict 72 82 87 89
Sumber : Maidment, 1993
Laporan Pendahuluan III-6
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
Tabel 3.3Runoff Curve Number for Hydrologic Soil-Cover Complexes
NO Land UseCover Hydrologic soil group
Treatmentor Practice
Hydrologiccondition
A B C D
1 Follow Straight row -- 77 86 91 94
2
Row crops Straight rowStraight rowContouredContouredContouredContoured & terraced
PoorGoodPoorGoodPoorGood
726770656662
817879757471
888584828078
918988868281
3
Small grain Straight rowContouredContoured & terradedStraight row ContouredContoured & terraded
PoorGoodPoorGoodPoorGood
656363616159
767574737270
848382817978
888785848281
4
Close seededlegumes *orrotation meadow
Straight rowStraight rowContouredContouredContoured & terradedContoured & terraded
PoorGoodPoorGoodPoorGood
665864556351
777275697367
858183788076
898585838380
5
Pasture of range ContouredContouredContoured
PoorGoodPoorGoodPoorGood
6849394725630
79696167593558
86797481757071
89848088837978
6 Meadow Good 30 58 71 78Woods Poor
FairGood
453625
666055
777370
837977
7 Farmsteads -- 59 74 82 86
8Roadsdirt +had surface +
----
7274
8284
8790
8992
Sumber : Corbit, 1991 * close-drilled or broadcast + including right-of-way
Tabel 3.4Hydrology Soil Group
NO Soil Group Discription
1 ALowest runoff potential, includes, deep sand mit very litle silt and clay, also deep, rapidly, permeable gravel
2 BModerately than A, but the group as whole has above average inviltration after throught wetting
3 CModerately 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.
4 DHigest 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
Laporan Pendahuluan III-7
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
Adapun besarnya hujan yang mengakibatkan aliran langsung dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.
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-8
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
Saluran tertutup dibawah jalan
Saluran tertutup dibawah trotoar
II. Kapasitas Saluran
Untuk menghitung kapasitas saluran dihitung berdasarkan rumus manning, yaitu:
Dimana :Q = Debit saluran [m3/dt]A = Luas penampang basah saluranO = Keliling basah saluran [m]R = Jari-jari hidrolis [m]n = Koefisien kekasaran saluran (kekasaran manning)s = Kemiringgan dasar saluran
Laporan Pendahuluan III-9
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
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 Kondisi n
1. Kayu Papan-papan rata dipasang rapi 0,010Papan-papan rata kurang rapi 0,012Papan-papan kasar dipasang rapi 0,012Papan kasar kurang rapi 0,014
2. Metal Halus 0,010Dikeliling 0,015Sedikit kurang rata 0,020
3 Pasangan batu Plesteran semen halus 0,010Plesteran semen dan pasir 0,012Beton dilapis baja 0,012Beton dilapis kayu 0,013Batu batu kosongan, kasar 0,015Pasangan batu keadaan jelek 0,020
4. Batu Kosongan Halus dipasang rata 0,013Batu bongkaran, batu pecah, batu belah
0,017
Batu guling dipasang dalam semenKerikil halus padat 0,020
5. Tanah Rata dan dalam keadaan baik 0,020Dalam keadaan biasa 0,0225Dengan batu dan tumbuh-tumbuhan 0,025Dalam keadaan jelek 0,035Sebagian terganggu oleh batu-batuDan tumbuh-tumbuhan 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.
Kecepatan MinimumKecepatan minimum yang diijinkan adalah kecepatan terendah yang tidak akan menyebabkan pengendapan partikel (sedimentasi) maupun tumbuhnya tumbuhan air.
Kecepatan Maksimum
Laporan Pendahuluan III-10
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
Kecepatan aliran di saluran harus dibatasi untuk mencegah terjadinya erosi akibat kecepatan aliran yang besar.
Untuk pekerjaan ini kecepatan meksimum ditentukan sebagai berikut : Saluran tanah / alam V = 2,00 m/det 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
NO BAHAN TANAHKEMIRINGAN TALUD
(m = H/V)1 Batu 0,252 Lempung Kenyal, geluh 1 - 2
3Lempung pasiran, tanah kohesif
1,5 - 2
4 Pasir lanauan 2 - 55 Gambut kenyal 1 - 26 Gambut lunak 3 - 4
7Tanah dipadatkan dengan baik
1 - 1,5
2. Kemiringan talud saluran pasangan
Kemiringan talud saluran pasangan lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 3.7.
Tabel 3.7Kemiringan Talud Bahan Pasangan
Laporan Pendahuluan III-11
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
NO TINGGI AIR (m) M
1 h < 0,40 0 *)2 0,40 < h < 0,75 1 - 1,253 0,75 < h < 1,00 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 3.8Tinggi Jagaan (F)
NO Debit (Q = m3 / det) F (m)
1 Saluran dengan pasangan : Q < 1,50 0,201,50 < Q < 5,00 0,255,00 < Q < 10,00 0,3010,00 < Q < 15,00 0,40 Q > 15 0,50
2 Saluran tanpa pasangan :Q < 1,50 0,505,00 < Q < 10,00 0,75Q > 10 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 saluranb. Jenis tanahc. Kecepatan aliran
Jari jari minimum lengkung seperti yang diukur pada as harus diambil sekurang kurangnya 8 (delapan) kali lebar atas pada lebar permukaan air rencana.
Laporan Pendahuluan III-12
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
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 Keterangan
1.
2.
3.
Q = rencana
Q < 0,60 m3/dt
Q > 10 m3/dt
8 x lebar atas
3 x lebar atas
7 x lebar atas
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.
Tabel 3.10Lebar Jalan Inspeksi
NO Debit Rencana (m3/dt) Tanpa Jalan Inspeksi (m)
Dengan Jalan Inspeksi (m)
1.
2.
3.
4.
5.
Q < 1
1 < Q <5
5 < Q < 10
10 < Q < 15
Q < 15
1,00
1,50
2,00
3,50
3,50
3,00
5,00
5,00
5,00
5,00
VIII. Lebar Minimal Tanggul
Kurve pengempangan digunakan untuk menghitung panjang serta elevasi muka air dan tanggul rencana di sepanjang saluran yang terkena pengaruh 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 :
Laporan Pendahuluan III-13
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
Untuk H/a 1, L = 2 . H/iUntuk H/a 1, L = (a + H)/i
dengan n = koefisien kekasaran Manninga = 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 :
dengan n = koefisien kekasaran ManningQi = debit rencana saluranQd= debit kumulatif air buangan yang masuk
Tinggi jagaan minimum yang diberikan untuk aliran Qt adalah :
Tabel 3.11Tinggi jagaan Saluran Minimum Untuk Qt
NO Qt (m3/dt) Tanggul W (m)Tinggi JagaanPasangan A
(m)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
< 0,50
0,50 - 1,50
1,50 - 5,00
5,00 - 10,00
10,00 - 15,00
> 15,00
0,20
0,30
0,40
0,55
0,65
0,80
0
0
0,05
0,10
0,20
0,30
Laporan Pendahuluan III-14
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
B. 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 :
Dimana :Q = Debit [m3/dt]µ = Koefisien debitA = Luas penampang gorng-gorong [m2]V = Kecepatan aliran didalam gorong-gorong [m]z = Kehilangan tinggi energi pada gorong-gorong [m]g = Percepatan gravitasi [g = 9,8 m/dt2]
Harga µ untuk beberapa jenis gorong-gorong dapat dilihat pada Tabel 2.12.
Tabel 3.12Harga µ Dalam Gorong – Gorong Pendek
NoTinggi Dasar Bangunan Sama
Dengan SaluranTinggi Dasar Bangunan Lebih Tinggi Saluran
Laporan Pendahuluan III-15
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
SISI µ AMBANG SISI µ1. Segi Empat 0,8 Segi Empat Segi Empat 0,722. Bulat 0,9 Segi Empat Bulat 0,76
Bulat Bulat 0,85Sumber : 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 = masuk
Kehilangan keluar
Hkeluar = keluar
Kehilangan akibat gesekan
Hf = i . L
Dengan :V = kecepatan aliran dalam pipa (m/det)Va = kecepatan aliran dalam saluran (m/det)g = percepatan gravitasi (m/det2) = 9,8L = panjang pipa (m)i = kemiringan hidrolis gorong gorongK = koefisien kekasaran stricklerR = jari jari hidrolis (m)untuk pipa dengan diameter D, maka R = 1/4 D
2) Gorong-gorong yang tidak terisi penuh
Kehilangan tinggi energi dihitung dengan rumus :- untuk penampang empat persegi panjang z > 1/3 h
Laporan Pendahuluan III-16
h
b
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
- untuk penampang lingkaran
dimana :Q = debit ( m3/det )μ = 0,85 - 0,90b = lebar gorong-gorong ( m )h = dalam air depan gorong-gorong ( m )h1 = dalam air di dalam gorong-gorong ( m )z = 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 :
Type yang biasa dipakai di saluran tersier adalah bangunan terjun type tegak, dengan syarat z < 1 meter dan debitnya kecil.Perencanaan hidrolis didasarkan rumus Etcheverry :
Dimana :
Laporan Pendahuluan III-17
R
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
Dimana :Q = Debit rencana (m3/dt)L = Panjang kolam olak hilir (m)B = Lebar bukaan = 0,8 x lebar dasar saluran (m)Z = Tinggi terjunanq = Debit persatuan lebar (m3/dt/m)b1 = Lebar dasar saluran (m)hc = Kedalaman kritis
c. Terjunan Miring
Perencanaan geometri didasarkan kepada perhitungan ruang olakan berdasar prinsip-prinsip hidraulic jump.Type terjun miring ini hanya digunakan untuk z /hc >1.
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 daerah-daerah (lokasi) yang masih cukup lahan (tidak melewati daerah-daerah yang padat pemukimannya), fluktuasi debit yang kecil.
Trapesium GandaSama 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 EmpatSaluran dengan bentuk segi empat cocok diterapkan pada daerah-daerah (lokasi) yang melewati permukiman yang padat dan fluktuasi debit alirannya kecil.
Segi Empat DikombinasiSama dengan bentuk segi empat, tetapi dengan fluktuasi debit aliran yang besar.
B. Jenis Material Konstruksi
Laporan Pendahuluan III-18
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
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 nilai-nilai 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 Pasangan2. Pasangan Batu Kali3. 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.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 :
Dimana :S = Kekuatan geser tanah.C = Kohesi Tanahσ = Tegangan normal pada bidang kritisØ = Sudut geser dalam
Analisa keruntuhan menurut Teori Terzaghi untuk pondasi dangkal dapat digambarkan seperti pada Gambar dibawah ini.
Laporan Pendahuluan III-19
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
Gambar 3-1Analisis Keruntuhan Untuk Pondasi Dangkal
Menurut Teori Terzaghi
Teori daya dukung Terzaghi untuk jenis pondasi langsung yang tidak begitu dalam menghasilkan rumus :
Dimana :qult = Daya dukung keseimbangan (Ultimit Bearing Capacity)B = Lebar pondasi (cm)
D = Dalam pondasi (cm)г = Berat isi tanah (kg / cm3)c = Kohesi (kg / cm2)Ø = 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.
Gambar 3-2Grafik Harga Faktor Daya Dukung
Menurut Terzaghi
Laporan Pendahuluan III-20
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
Rumus terzaghi diatas berlaku juga untuk pondasi menerus/memanjang.Untuk Pondasi Bujur Sangkar :
Dimana :B = Lebar Pondasi
Untuk pondasi lingkaran :
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:
Dimana :qa d = Tegangan yang diijinkan qult = Tegangan/daya dukung tanahFS = 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.
Laporan Pendahuluan III-21
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
Gambar 3-3Diagram Gaya-Gaya Pada Dinding
- Stabilitas terhadap guling
Keamanan terhadap guling dihitung dengan rumus :
Dimana :Sf = Angka keamanan terhadap guling
Sf ijin diambil = 2∑Mh = Momen akibat gaya horizontal∑Mv = Momen akibat gaya vertikal / gravitasi
- Stabilitas terhadap geser
Keamanan terhadap geser dihitung dengan rumus :
Dimana :Sf = Angka keamanan terhadap geserf = Koefisien geser antara dasar pondasi dengan tanah
Tanah berbutir kasar tanpa silta , f = 0,55 Tanah berbutir kasar + Silta, f = 0,45 Pasir berbutir kasar, f = 0,35
∑V = Jumlah gaya geser vertikal ∑H = Jumlah gaya geser horizontal
- Kontrol Eksentrisitas
Eksentrisital resultante gaya di dasar pondasi dihitung dengan rumus :
Laporan Pendahuluan III-22
KHARISMA KARYA, ptEngineering Consultant
Review Master Plan dan DED Drainase Kota Kabupaten Majene
Dimana :e = Eksentrisitas gayaB = Lebar pondasi∑Mh = Momen akibat gaya horizontal ∑Mv = Momen akibat gaya vertikal / gravitasi∑V = Jumlah geser vertikal
Laporan Pendahuluan III-23
Recommended