bab ii landasan teori - eprints.undip.ac.ideprints.undip.ac.id/34320/5/1956_chapter_ii.pdf · data...

BAB II LANDASAN TEORI

PERENCANAAN BENDUNG SAPON DI SUNGAI PROGO TEGUH DWIMENA L2A 004 121 KABUPATEN KULON PROGO YOGYAKARTA TRI HARYADI L2A 004 126

1

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Uraian Umum

Bendung merupakan bangunan air, dimana dalam perencanaan dan pelaksanaannya

melibatkan berbagai disiplin ilmu yang mendukung, seperti ilmu hidrologi, irigasi, teknik

sungai, pondasi, mekanika tanah, dan ilmu teknik lingkungan untuk menganalisis dampak

lingkungan akibat pembangunan bendung tersebut.

Untuk menunjang proses perencanaan bendung maka berbagai teori dan rumus-rumus

dari berbagai studi pustaka sangat diperlukan, terutama ketika pengolahan data maupun

desain rencana bangunan air.

2.2 Analisis Hidrologi

Data hidrologi adalah kumpulan keterangan atau fakta mengenai fenomena hidrologi

(hydrologic phenomena), seperti besarnya: curah hujan, temperatur, penguapan, lamanya

penyinaran matahari, kecepatan angin, debit sungai, tinggi muka air sungai, kecepatan

aliran, konsentrasi sedimen sungai akan selalu berubah terhadap waktu.

Data hidrologi dianalisis untuk membuat keputusan dan menarik kesimpulan

mengenai fenomena hidrologi berdasarkan sebagian data hidrologi yang dikumpulkan.

Untuk perencanaan bendung analisis hidrologi yang terpenting yaitu dalam menentukan

debit banjir rencana dan debit andalan.

Adapun langkah-langkah dalam analisis debit tersebut adalah sebagai berikut :

a. Menentukan Daerah Aliran Sungai (DAS) beserta luasnya.

b. Menentukan luas pengaruh daerah stasiun-stasiun penakar hujan.

c. Menentukan curah hujan maksimum tiap tahunnya dari data curah hujan yang ada.

d. Menganalisis curah hujan rencana dengan periode ulang T tahun.



2

e. Menghitung debit banjir rencana berdasarkan besarnya curah hujan rencana di atas pada

periode ulang T tahun.

f. Menghitung debit andalan dimana merupakan debit minimum sungai yang

dipergunakan untuk keperluan irigasi.

g. Menghitung kebutuhan air di sawah yang dibutuhkan untuk tanaman.

h. Menghitung neraca air yang merupakan perbandingan antara debit air yang tersedia

dengan debit air yang dibutuhkan untuk keperluan irigasi.

2.3 Perhitungan Debit Banjir Rencana

2.3.1 Uraian Umum Mengenai Banjir Rencana

Pemilihan banjir rencana untuk bangunan air adalah suatu masalah yang sangat

bergantung pada analisis statistik dari urutan kejadian banjir baik berupa debit air di sungai

maupun hujan. Dalam pemilihan suatu teknik analisis penentuan banjir rencana tergantung

dari data-data yang tersedia dan macam dari bangunan air yang akan dibangun.

2.3.2 Curah Hujan Daerah

Untuk memperoleh data curah hujan, maka diperlukan alat untuk mengukurnya yaitu

penakar hujan dan pencatat hujan. Dalam perencanaan bendung Sapon ini data curah hujan

diperoleh dari stasiun-stasiun sekitar lokasi bendung dimana stasiun hujan tersebut masuk

dalam DAS.

2.3.3 Daerah Aliran Sungai (DAS)

Daerah aliran sungai ditentukan berdasarkan topografi daerah tersebut, dimana daerah

aliran sungai adalah daerah yang dibatasi oleh punggung-punggung bukit di antara dua

buah sungai sampai ke sungai yang ditinjau. Pada peta topografi dapat ditentukan cara

membuat garis imajiner yang menghubungkan titik yang mempunyai elevasi kontur

tertinggi di sebelah kiri dan kanan sungai yang ditinjau. Untuk menentukan luas daerah

aliran sungai dapat digunakan alat planimeter.



3

2.3.4 Analisis Curah Hujan Rencana

Dalam penentuan curah hujan data dari pencatat atau penakar hanya didapatkan curah

hujan di suatu titik tertentu (point rainfall). Untuk mendapatkan harga curah hujan areal

dapat dihitung dengan beberapa metode :

2.3.4.1 Metode Rata-Rata Aljabar

Curah hujan didapatkan dengan mengambil rata-rata hitung (arithmatic mean) dari

penakaran pada penakar hujan areal tersebut. Cara ini digunakan apabila :

1. Daerah tersebut berada pada daerah yang datar

2. Penempatan alat ukur tersebar merata

3. Variasi curah hujan sedikit dari harga tengahnya

Rumus yang digunakan pada perhitungan ini adalah sebagai berikut:

R = n1 ( R1+R2+.........+Rn) .................................................................... (2.1)

(Hidrologi untuk Pengairan. Ir.Suyono Sosrodarsono dan Kensaku Takeda. hal :27)

dimana :

R = curah hujan maksimum rata-rata (mm)

n = jumlah stasiun pengamatan

R1 = curah hujan pada stasiun pengamatan satu (mm)

R2 = curah hujan pada stasiun pengamatan dua (mm)

Rn = curah hujan pada stasiun pengamatan n (mm)

2.3.4.2 Metode Polygon Thiessen

Cara ini didasarkan atas cara rata-rata timbang, dimana masing-masing stasiun

mempunyai daerah pengaruh yang dibentuk dengan garis-garis sumbu tegak lurus terhadap

garis penghubung antara dua stasiun, dengan planimeter maka dapat dihitung luas daerah

tiap stasiun. Sebagai kontrol maka jumlah luas total harus sama dengan luas yang telah

diketahui terlebih dahulu. Masing-masing luas lalu diambil prosentasenya dengan jumlah



4

total 100%. Kemudian harga ini dikalikan dengan curah hujan daerah di stasiun yang

bersangkutan dan setelah dijumlah hasilnya merupakan curah hujan yang dicari.

Hal yang perlu diperhatikan dalam metode ini adalah sebagai berikut :

1. Jumlah stasiun pengamatan minimal tiga buah stasiun.

2. Penambahan stasiun akan mengubah seluruh jaringan

3. Topografi daerah tidak diperhitungkan.

4. Stasiun hujan tidak tersebar merata

Perhitungan menggunakan rumus sebagai berikut:

R = n

nn

AAARARARA

++++++

..............

21

2211 ....................................................................... (2.2)

(Hidrologi untuk Pengairan, Ir.Suyono Sosrodarsono dan Kensaku Takeda, hal :27)

dimana :

R = curah hujan maksimum rata-rata (mm)

R1, R2,.......,Rn = curah hujan pada stasiun 1,2,..........,n (mm)

A1, A2, …,An = luas daerah pada polygon 1,2,…...,n (km2)

Gambar 2.01 Polygon Thiessen



5

2.3.4.3 Metode Isohyet

Pada metode ini, dengan data curah hujan yang ada dibuat garis-garis yang merupakan

daerah yang mempunyai curah hujan yang sama (isohyet), seperti terlihat Gambar 2.2

Kemudian luas bagian di antara isohyet-isohyet yang berdekatan diukur, dan harga

rata-ratanya dihitung sebagai rata-rata timbang dari nilai kontur, kemudian dikalikan

dengan masing-masing luasnya. Hasilnya dijumlahkan dan dibagi dengan luas total daerah

maka akan didapat curah hujan areal yang dicari.

Metode ini ini digunakan dengan ketentuan :

1. Dapat digunakan pada daerah datar maupun pegunungan

2. Jumlah stasiun pengamatan harus banyak

3. Bermanfaat untuk hujan yang sangat singkat

Rumus yang digunakan pada perhitungan ini adalah sebagai berikut:

n

nnn

AAA

ARR

ARR

ARR

R+++

+++

++

+

=

−

.......2

................22

21

12

431

21

.............................( 2.3 )

(Hidrologi Teknik, Ir.CD.Soemarto,B.I.E.Dipl.H, hal: 34)

dimana:

R = curah hujan rata-rata (mm)

R1, R2, ......., Rn = curah hujan stasiun 1, 2,....., n (mm)

A1, A2, ….. , An = luas bagian yang dibatasi oleh isohyet-isohyet (km2)

R1A1

R2A2

R3A3 R4A4 RnAn

Batas DAS

1

2

3

n

4



6

Gambar 2.02 Metode Isohyet

2.3.5 Analisis Frekuensi

Dari curah hujan rata-rata dari berbagai stasiun yang ada di daerah aliran sungai,

selanjutnya dianalisis secara statistik untuk mendapatkan pola sebaran data curah hujan

yang sesuai dengan pola sebaran data curah hujan rata-rata.

2.3.5.1 Perhitungan Dispersi

Pada kenyataannya tidak semua varian dari suatu variabel hidrologi terletak atau sama

dengan nilai rata-ratanya. Variasi atau dispersi adalah besarnya derajat dari sebaran varian

di sekitar nilai rata-ratanya. Cara menghitung besarnya dispersi disebut perhitungan

dispersi.

Adapun cara penghitungan dispersi antara lain :

a. Standar Deviasi (S)

Rumus yang digunakan untuk menghitung standar deviasi adalah sebagai berikut:

n

XXS

n

ii

2

1)(∑

=

−= ...............................................................................(2.4)

(Hidrologi Teknik, Ir.CD.Soemarto,B.I.E.Dipl.H,)

dimana:

S = standar deviasi

iX = nilai hujan DAS ke i

X = nilai rata-rata hujan DAS

n = jumlah data

b. Koefesien Skewness (CS)



7

Kemencengan (skewness) adalah suatu nilai yang menunjukan derajat ketidak

simetrisan dari suatu bentuk distribusi yang dihitung dengan rumus sebagai berikut:

( )( ) 31

2

21

)(

Snn

XXnC

n

ii

S −−

−=∑= ..........................................................................(2.5)


dimana:

CS = koefesien skewness

Xi = nilai hujan DAS ke-i


n = jumlah data

S = standar deviasi

c. Pengukuran Kurtosis

Pengukuran kurtosis dimaksudkan untuk mengukur keruncingan yang muncul dari

bentuk kurva distribusi, dihitung dengan rumus sebagai berikut:

( )4

1

41

S

XXnC

n

ii

K

∑=

−= ........................................................................................(2.6)


dimana:

CK = koefisien kurtosis

Xi = nilai hujan DAS ke-i


n = jumlah data

S = standar deviasi

d. Koefisien Variasi (CV)



8

Koefisien Variasi adalah nilai perbandingan antara deviasi standar dengan nilai rata-

rata hitung suatu distribusi. Perhitungan koefisien variasi digunakan rumus berikut:

XSCV = .............................................................................................. (2.7)


dimana:

CV = koefisien variasi


Dari nilai-nilai di atas, kemudian dilakukan pemilihan jenis sebaran yaitu dengan

membandingan koefisien distribusi dari metode yang akan digunakan.

2.3.5.2 Pemilihan Jenis Sebaran

Ada berbagai macam distribusi teoritis yang semuanya dapat dibagi menjadi dua yaitu

distribusi diskret dan distribusi kontinyu. Yang termasuk distribusi diskret adalah binomial

dan poisson, sedangkan yang termasuk distribusi kontinyu adalah Normal, Log Normal,

Gama, Beta, Pearson dan Gumbel.

Untuk memilih jenis sebaran, ada beberapa macam distribusi yang sering dipakai

yaitu :

a. Distribusi Normal

Dalam analisis hidrologi distribusi normal sering digunakan untuk menganalisis

frekwensi curah hujan, analisis stastistik dari distribusi curah hujan tahuan, debit rata-rata

tahuan. Rumus yang digunakan dalam perhitungan:

Xt = X + z Sx ….……………………………… (2.8)

Di mana : Xt = curah hujan rencana

X = curah hujan maksimum rata-rata

Sx = standard deviasi = 21 )(

11 XX

n−Σ

−



9

z = faktor frekuensi ( Tabel 2.01 )

Tabel 2.01 Faktor Frekuensi Normal

(Sumber : CD Soemarto,1999)

Distribusi tipe normal, mempunyai koefisien kemencengan (Coefficient of skewness)

atau CS = 0

b. Distribusi Log Normal

Distribusi Log Normal, merupakan hasil transformasi dari Distribusi Normal, yaitu

dengan mengubah varian X menjadi nilai logaritmik varian X. Distribusi ini dapat

diperoleh juga dari distribusi Log Pearson Tipe III, apabila nilai koefisien kemencengan CS

= 0 .

Rumus yang digunakan dalam perhitungan metode ini adalah sebagai berikut:

Xt = X + Kt . Sx ….……………………………………………… (2.9)

dimana: Xt = Besarnya curah hujan yang mungkin terjadi pada periode ulang T tahun

Sx = Standar deviasi = 21 )(

11 XX

n−Σ

−

X = Curah hujan rata-rata

P ( z ) Z P ( z ) Z 0,001 -3,09 0,6 0,24 0,005 -2,58 0,7 0,52 0,01 -2,33 0,8 0,84 0,02 -2,05 0,85 1,04 0,03 -1,88 0,9 1,28 0,04 -1,75 0,95 1,64 0,05 -1,64 0,96 1,75 0,1 -1,28 0,97 1,88 0,15 -1,04 0,98 2,05 0,2 -0,84 0,99 2,33 0,3 -0,52 0,995 2,58 0,4 -0,25 0,999 3,09 0,5 0



10

Kt = Standar variabel untuk periode ulang tahun (Tabel 2.02)

Tabel 2.02 Standar Variabel ( Kt )

T Kt T Kt T Kt 1 -1,86 20 1,89 96 3,34 2 -0,22 25 2,10 100 3,45 3 0,17 30 2,27 110 3,53 4 0,44 35 2,41 120 3,62 5 0,64 40 2,54 130 3,70 6 0,81 45 2,65 140 3,77 7 0,95 50 2,75 150 3,84 8 1,06 55 2,86 160 3,91 9 1,17 60 2,93 170 3,97

10 1,26 65 3,02 180 4,03 11 1,35 70 3,08 190 5,09 12 1,43 75 3,60 200 4,14 13 1,50 80 3,21 220 4,24 14 1,57 85 3,28 240 4,33 15 1,63 90 3,33 260 4,42

(Sumber : Sri Harto, BR, Dipl, H. Hidrologi Terapan)

Distribusi tipe Log Normal, mempunyai koefisien kemencengan (Coefficient of

skewness) atau CS = 3 CV + CV3.

Syarat lain distribusi sebaran Log Normal CK = CV 8

+ 6 CV 6 + 15 CV

4 + 16 CV2 + 3



11

c. Distribusi Gumbel I

Distribusi Tipe I Gumbel atau Distribusi Extrim Tipe I digunakan untuk analisis data

maksimum, misalnya untuk analisis frekwensi banjir. Rumus yang digunakan dalam

perhitungan adalah sebagai berikut:

Xt = ⎯X + n

nt

S)Y-(Y

× Sx ….…………………………………… (2.10)

dimana :

Xt = curah hujan rencana dalam periode ulang T tahun (mm)

X = curah hujan rata-rata hasil pengamatan (mm)

Yt = reduced variabel, parameter Gumbel untuk periode T tahun

Yn = reduced mean, merupakan fungsi dari banyaknya data (n)

Sn = reduced standar deviasi, merupakan fungsi dari banyaknya data (n)

Sx = standar deviasi = 1-n

)X-(Xi 2∑

Xi = curah hujan maksimum (mm)

n = lamanya pengamatan

Tabel 2.03 Reduced Mean (Yn)

n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,4952 0,4996 0,5035 0,507 0,51 0,5128 0,5157 0,5181 0,5202 0,522

20 0,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,53 0,582 0,5882 0,5343 0,5353

30 0,5363 0,5371 0,538 0,5388 0,5396 0,54 0,541 0,5418 0,5424 0,543

40 0,5463 0,5442 0,5448 0,5453 0,5458 0,5468 0,5468 0,5473 0,5477 0,5481

50 0,5485 0,5489 0,5493 0,5497 0,5501 0,5504 0,5508 0,5511 0,5515 0,5518

60 0,5521 0,5524 0,5527 0,553 0,5533 0,5535 0,5538 0,554 0,5543 0,5545

70 0,5548 0,555 0,5552 0,5555 0,5557 0,5559 0,5561 0,5563 0,5565 0,5567



12

80 0,5569 0,557 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,558 0,5581 0,5583 0,5585

90 0,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,8898 0,5599

100 0,56




13

Tabel 2.04 Reduced Standard Deviation (Sn)

n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,9496 0,9676 0,9833 0,9971 1,0095 1,0206 1,0316 1,0411 1,0493 1,0565

20 1,0628 1,0696 1,0754 1,0811 1,0864 1,0915 1,0961 1,1004 1,1047 1,108

30 1,1124 1,1159 1,1193 1,226 1,1255 1,1285 1,1313 1,1339 1,1363 1,1388

40 1,1413 1,1436 1,1458 1,148 1,1499 1,1519 1,1538 1,1557 1,1574 1,159

50 1,1607 1,1623 1,1638 1,1658 1,1667 1,1681 1,1696 1,1708 1,1721 1,1734

60 1,1747 1,1759 1,177 1,1782 1,1793 1,1803 1,1814 1,1824 1,1834 1,1844

70 1,1854 1,1863 1,1873 1,1881 1,189 1,1898 1,1906 1,1915 1,1923 1,193

80 1,1938 1,1945 1,1953 1,1959 1,1967 1,1973 1,198 1,1987 1,1994 1,2001

90 1,2007 1,2013 1,2026 1,2032 1,2038 1,2044 1,2046 1,2049 1,2055 1,206

100 1,2065


Tabel 2.05 Reduced Variate (Yt)

Periode Ulang Reduced Variate

2 0,3665

5 1,4999

10 2,2502

20 2,9606

25 3,1985

50 3,9019

100 4,6001

200 5,2960

500 6,2140

1000 6,9190

5000 8,5390

10000 9,9210




14

Distribusi Tipe I Gumbel, mempunyai koefisien kemencengan (Coefficient of

skewness) atau CS = 1,139.



15

d. Distribusi Log Pearson Tipe III

Distribusi Log Pearson Tipe III atau Distribusi Extrim Tipe III digunakan untuk analisis

variable hidrologi dengan nilai varian minimum misalnya analisis frekwensi distribusi dari

debit minimum (low flows). Perhitungannya adalah sebagai berikut:

Nilai rata-rata : LogX = n

xLog∑

Standar deviasi : Sx = 1n

2) x(Log−

∑ − LogX

Koefisien kemencengan : Cs = ( )

3

3

)2)(1( SinnLogXLogXin

−−

−∑

Logaritma debit dengan periode ulang yang dikehendaki dengan rumus:

Log Q = LogX + k.Sx ….……………………………………… (2.11)

dimana:

LogXt = Logaritma curah hujan dalam periode ulang T tahun (mm)

LogX = rata-rata LogX

K = faktor frekuensi sebaran Lg pearson III

n = Jumlah pengamatan

Cs = Koefisien Kemencengan

Untuk menentukan factor frekuensi Distribusi Log Pearson III dapat dilihat pada Tabel

2.06

Distribusi Log Pearson Tipe III, mempunyai koefisien kemencengan (Coefficient of

skewness) atau CS ≠ 0.

Setelah pemilihan jenis sebaran dilakukan maka prosedur selanjutnya yaitu mencari

curah hujan rencana periode ulang 2, 5, 10 , 25, 50 dan 100 tahun.



16

2.3.5.3 Uji Keselarasan Distribusi

a. Uji Chi-Kuadrat

Uji keselarasan distribusi ini digunakan pengujian Chi-kuadarat yang dimaksudkan

untuk menentukan apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilih dapat mewakili

dari distribusi statistik sample data yang dianalisis. Rumus yang digunakan adalah:

∑=

−=

G

i EfOfEf

X1

22 )(

.......................................................................................(2.12)


dimana:

X2 = harga Chi-Kuadrat

G = jumlah sub-kelompok

Of = frekwensi yang terbaca pada kelas yang sama

Ef = frekwensi yang diharapkan sesuai pembagian kelasnya.

Adapun prosedur pengujian Chi-kuadrat adalah sebagai berikut:

1. Urutkan data pengamatan dari yang terbesar ke yang terkecil atau sebaliknya

2. Hitung jumlah kelas yang ada yaitu Nc = 1 + 1,33 ln (n)

3. Dalam pembagian kelas disarankan agar dalam masing-masing kelas terdapat minimal

tiga buah data pengamatan.

4. Tentukan derajat kebebasan (DK) = G-P-1 (nilai P = 2 untuk distribusi normal dan

binomial, untuk distribusi poisson dan Gumbel nilai P = 1)

5. Hitung n

6. Nilai Ef = jumlah data ( n )/Jumlah kelas

7. Tentukan nilai Of untuk masing-masing kelas

8. Jumlah G Sub-group EfOfEf 2)( −

untuk menentukan nilai Chi-kuadrat

9. Didapat nilai X2, harus < X2 Criticl yang di dapat dari Tabel 2.07



17

Tabel 2.06 Distribusi Log Pearson III untuk Koefisien Kemencengan Cs

Kemencengan Periode Ulang (tahun)

2 5 10 25 50 100 200 500

(CS) Peluang (%)

50 20 10 4 2 1 0,5 0,1 3,0 -0,396 0,420 1,180 2,278 3,152 4,051 4,970 7,250 2,5 -0,360 0,518 1,250 2,262 3,048 3,845 4,652 6,600 2,2 -0,330 0,574 1,840 2,240 2,970 3,705 4,444 6,200 2,0 -0,307 0,609 1,302 2,219 2,912 3,605 4,298 5,910 1,8 -0,282 0,643 1,318 2,193 2,848 3,499 4,147 5,660 1,6 -0,254 0,675 1,329 2,163 2,780 3,388 6,990 5,390 1,4 -0,225 0,705 1,337 2,128 2,706 3,271 3,828 5,110 1,2 -0,195 0,732 1,340 2,087 2,626 3,149 3,661 4,820 1,0 -0,164 0,758 1,340 2,043 2,542 3,022 3,489 4,540 0,9 -0,148 0,769 1,339 2,018 2,498 2,957 3,401 4,395 0,8 -0,132 0,780 1,336 1,998 2,453 2,891 3,312 4,250 0,7 -0,116 0,790 1,333 1,967 2,407 2,824 3,223 4,105 0,6 -0,099 0,800 1,328 1,939 2,359 2,755 3,132 3,960 0,5 -0,083 0,808 1,323 1,910 2,311 2,686 3,041 3,815 0,4 -0,066 0,816 1,317 1,880 2,261 2,615 2,949 3,670 0,3 -0,050 0,824 1,309 1,849 2,211 2,544 2,856 5,525 0,2 -0,033 0,831 1,301 1,818 2,159 2,472 2,763 3,380 0,1 -0,017 0,836 1,292 1,785 2,107 2,400 2,670 3,235 0,0 0,000 0,842 1,282 1,751 2,054 2,326 2,576 3,090 -0,1 0,017 0,836 1,270 1,761 2,000 2,252 2,482 3,950 -0,2 0,033 0,850 1,258 1,680 1,945 2,178 2,388 2,810 -0,3 0,050 0,830 1,245 1,643 1,890 2,104 2,294 2,675 -0,4 0,066 0,855 1,231 1,606 1,834 2,029 2,201 2,540 -0,5 0,083 0,856 1,216 1,567 1,777 1,955 2,108 2,400 -0,6 0,099 0,857 1,200 1,528 1,720 1,880 2,016 2,275 -0,7 0,116 0,857 1,183 1,488 1,663 1,806 1,926 2,150 -0,8 0,132 0,856 1,166 1,488 1,606 1,733 1,837 2,035 -0,9 0,148 0,854 1,147 1,407 1,549 1,660 1,749 1,910 -1,0 0,164 0,852 1,128 1,366 1,492 1,588 1,664 1,800 -1,2 0,195 0,844 1,086 1,282 1,379 1,449 1,501 1,625 -1,4 0,225 0,832 1,041 1,198 1,270 1,318 1,351 1,465 -1,6 0,254 0,817 0,994 1,116 1,166 1,200 1,216 1,280 -1,8 0,282 0,799 0,945 1,035 1,069 1,089 1,097 1,130 -2,0 0,307 0,777 0,895 0,959 0,980 0,990 1,995 1,000 -2,2 0,330 0,752 0,844 0,888 0,900 0,905 0,907 0,910 -2,5 0,360 0,711 0,771 0,793 1,798 0,799 0,800 0,802



18

-3,0 0,396 0,636 0,660 0,666 0,666 0,667 0,667 0,668 (Sumber : CD Soemarto, 1999).



19

Jika setelah diuji dengan Chi-kuadrat pemilihan jenis sebaran memenuhi syarat

distribusi, maka curah hujan rencana dapat dihitung.

Adapun kriteria penilaian hasilnya adalah sebagai berikut :

1. Apabila peluang lebih besar dari 5% maka persamaan distribusi teoritis yang digunakan

dapat diterima.

2. Apabila peluang lebih kecil dari 1% maka persamaan distribusi teoritis yang digunakan

dapat diterima.

3. Apabila peluang antara 1% - 5%, maka tidak mungkin mengambil keputusan, maka

perlu penambahan data.

Tabel 2.07 Nilai Kritis untuk Distribusi Chi Kuadrat

Dk Derajat Kepercayaan

0,995 0,99 0,975 0,95 0,05 0,025 0,01 0,0051 0,0000393 0,000157 0,000982 0,00393 3,841 5,024 6,635 7,8792 0,100 0,0201 0,0506 0,103 5,991 7,378 9,210 10,5973 0,0717 0,115 0,216 0,352 7,815 9,348 11,345 12,8384 0,207 0,297 0,484 0,711 9,488 11,143 13,277 14,8605 0,412 0,554 0,831 1,145 11,070 12,832 15,086 16,7506 0,676 0,872 1,237 1,635 12,592 14,449 16,812 18,5487 0,989 1,239 1,69 2,167 14,067 16,013 18,475 20,2788 1,344 1,646 2,18 2,733 15,507 17,535 20,09 21,9559 1,735 2,088 2,7 3,325 16,919 19,023 21,666 23,589

10 2,156 2,558 3,247 3,940 18,307 20,483 23,209 25,18811 2,603 3,053 3,816 4,575 19,675 214,92 24,725 26,75712 3,074 3,571 4,404 5,226 21,026 23,337 26,217 28,30013 3,565 4,107 5,009 5,892 22,362 24,736 27,688 29,81914 4,075 4,660 5,629 6,571 23,685 26,119 29,141 31,31915 4,601 5,229 6,161 7,261 24,996 27,488 30,578 32,80116 5,142 5,812 6,908 7,962 26,296 28,845 32,000 34,26717 5,697 6,408 7,564 8,672 27,587 30,191 33,409 35,71818 6,265 7,015 8,231 9,390 28,869 31,526 34,805 37,15619 6,844 7,633 8,907 10,117 30,144 32,852 36,191 38,58220 7,434 8,260 9,591 10,851 31,410 34,17 37,566 39,99721 8,034 8,897 10,283 11,591 32,671 35,479 38,932 41,40122 8,643 9,542 10,982 12,338 33,924 36,781 40,289 42,79623 9,260 10,196 11,689 13,091 36,172 38,076 41,638 44,18124 9,886 10,856 12,401 13,848 36,415 39,364 42,980 45,55825 10,52 11,524 13,120 14,611 37,652 40,646 44,314 46,928



20

26 11,16 12,198 13,844 15,379 38,885 41,923 45,642 48,29027 11,808 12,879 14,573 16,151 40,113 43,194 46,963 49,64528 12,461 13,565 15,308 16,928 41,337 44,461 48,278 50,99329 13,121 14,256 16,047 17,708 42,557 45,722 49,588 52,33630 13,787 14,953 16,791 18,493 43,773 46,979 50,892 53,672

(Sumber : CD Soemarto, 1999)

b. Uji Smirnov-Kolmogorov

Pengujian kecocokan sebaran dengan cara ini dinilai lebih sederhana dibanding

dengan pengujian dengan cara Chi-Kuadrat. Dengan membandingkan kemungkinan

(probability) untuk setiap variat, dari distribusi empiris dan teoritisnya, akan terdapat

perbedaan (∆ ) tertentu (Soewarno, 1995).

Apabila harga ∆ max yang terbaca pada kertas probabilitas kurang dari ∆ kritis

untuk suatu derajat nyata dan banyaknya variat tertentu, maka dapat disimpulkan bahwa

penyimpangan yang terjadi disebabkan oleh kesalahan-kesalahan yang terjadi secara

kebetulan (Soewarno, 1995).

Rumus : ( )

cr

xi

x

PPP

∆−=

)(

maxα

Tabel 2.08 Nilai Delta Kritis untuk Uji Keselarasan Smirnov Kolmogorof

n α

0,2 0,1 0,05 0,01

5 0,45 0,51 0,56 0,67

10 0,32 0,37 0,41 0,49

15 0,27 0,30 0,34 0,00

20 0,23 0,26 0,29 0,36

25 0,21 0,24 0,27 0,32

30 0,19 0,22 0,24 0,29

35 0,18 0,20 0,23 0,27

40 0,17 0,19 0,21 0,25

45 0,16 0,18 0,20 0,24



21

50 0,15 0,17 0,19 0,23

n>50 1,07/n 1,22/n 1,36/n 1,693/n


2.3.5.4 Perhitungan Curah Hujan Rencana

Tujuan penghitungan curah hujan rencana adalah untuk mendapatkan curah hujan

periode ulang tertentu yang akan digunakan untuk mencari debit banjir rencana. Untuk

menghitung curah hujan rencana menggunakan parameter pemilihan distribusi curah hujan.

2.3.5.5 Ploting Data Curah Hujan ke Kertas Probabilitas

Ploting data distribusi frekwensi dalam kertas probabilitas bertujuan untuk

mencocokan rangkaian data dengan jenis sebaran yang dipilih, dimana kecocokan dapat

dilihat dengan persamaan garis yang membentuk garis lurus. Hasil ploting juga dapat

digunakan untuk menaksir nilai tertentu dari data baru yang kita peroleh. Misal jika hasil

hasil distribusi yang kita peroleh adalah distribusi Log Pearson tipe III, maka perhitungan

ploting data sebagai berikut:

a. Persamaan untuk mencari besarnya probabiltas Log Pearson Tipe III

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −

−−

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −

= acXb

ea

cXba

xp1

)(.1)('γ

……………...........…………….........….(2.13)

(Mengenal Dasar-dasar Hidrologi, Ir. Joyce Martha W dan Ir. Wanny Adidarma ,Dipl.H, hal :141)

dimana:

p’(x) = peluang varian X

x = variabel acak kontinu

a = parameter skala, 2.σCsa =

b = parameter bentuk ⇒ untuk a > 0, 22⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=Cs

b



22

⇒ untuk a < 0, 2

.2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

Csaa

b

c = parameter letak, c = µ - a.b

γ(u) = dxxe ux∫∞

−−

0

1

dimana:

e = 2,71828

µ = X = rata-rata hitung



23

b. Persamaan Garis lurus Hasil Ploting Log Pearson Tipe III

Hasil ploting dari distribusi Log Perason tipe III terhadap variat X dalam kertas

probabilitas membentuk persamaan garis sebagai berikut:

Y= SxkY .+ …………………………………..............……............…(2.14)

dimana:

Y = nilai Log dari X

Y = rata-rata hitung dari Log X

Sx = standar deviasi

k = koefisien distribusi (dilihat dari Tabel 2.09 fungsi dari P(x) dan Cs)

2.3.6 Intensitas Curah Hujan

Intensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan yang terjadi pada suatu kurun

waktu dimana air tersebut berkonsentrasi. Analisis intensitas curah hujan ini dapat diproses

dari data curah hujan yang telah terjadi pada masa lampau.

Di bawah ini akan dikemukakan perhitungan debit banjir sungai dengan daerah

pengaliran yang kecil. Yakni cara pemikiran dan cara perhitungan curah hujan jangka

waktu yang pendek. Curah hujan jangka pendek dinyatakan dalam intensitas per-jam. Yang

disebut intensitas curah hujan (mm/jam)

a. Menurut Dr. Mononobe

Rumus yang dipakai :

I = 3/2

24 24*24 ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

tR ……………………………………..(2.15)

(Perbaikan dan Pengaturan Sungai, Dr.Ir.Suyono Sosrodarsono dan Dr.Masateru Tominaga,hal : 32)

dimana:

I = intensitas curah hujan (mm/jam)

R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)

t = lamanya curah hujan (jam)



24



25

Tabel 2.09 Nilai koefisien distribusi ‘k’

Periode Ulang (tahun) (Cs) 2 5 10 25 50 100 200 1000

Peluang (%) 50 20 10 4 2 1 0,5 0,1

3,0 -0,396 0,420 1,180 2,278 3,152 4,051 4,970 7,250 2,5 -0,360 0,518 1,250 2,262 3,048 3,845 4,652 6,600 2,2 -0,330 0,574 1,284 2,240 2,970 3,705 4,444 6,200 2,0 -0,307 0,609 1,302 2,219 2,912 3,605 4,298 5,910 1,8 -0,282 0,643 1,318 2,193 2,848 3,499 4,147 5,660 1,6 -0,254 0,675 1,329 2,163 2,780 3,388 3,990 5,390 1,4 -0,225 0,705 1,337 2,128 2,706 3,271 3,828 5,110 1,2 -0,195 0,732 1,340 2,087 2,626 3,149 3,661 4,820 1,0 -0,164 0,758 1,340 2,043 2,542 3,022 3,489 4,540 0,9 -0,148 0,769 1,339 2,018 2,498 2,957 3,401 4,395 0,8 -0,132 0,780 1,336 1,998 2,453 2,891 3,312 4,250 0,7 -0,116 0,790 1,333 1,967 2,407 2,824 3,223 4,105 0,6 -0,099 0,800 1,328 1,939 2,359 2,755 3,132 3,960 0,5 -0,083 0,808 1,323 1,910 2,311 2,686 3,041 3,815 0,4 -0,066 0,816 1,317 1,880 2,261 2,615 2,949 3,670 0,3 -0,050 0,824 1,309 1,849 2,211 2,544 2,856 3,525 0,2 -0,033 0,830 1,301 1,818 2,159 2,472 2,763 3,380 0,1 -0,017 0,836 1,292 1,785 2,107 2,400 2,670 3,235 0,0 0,000 0,842 1,282 1,751 2,054 2,326 2,576 3,090 -0,1 0,017 0,836 1,270 1,761 2,000 2,252 2,482 3,950 -0,2 0,033 0,850 1,258 1,680 1,945 2,178 2,388 2,810 -0,3 0,050 0,853 1,245 1,643 1,890 2,104 2,294 2,675 -0,4 0,066 0,855 1,231 1,606 1,834 2,029 2,201 2,540 -0,5 0,083 0,856 1,216 1,567 1,777 1,955 2,108 2,400 -0,6 0,099 0,857 1,200 1,528 1,720 1,880 2,016 2,275 -0,7 0,116 0,857 1,183 1,488 1,663 1,806 1,926 2,150 -0,8 0,132 0,856 1,166 1,448 1,606 1,733 1,837 2,035 -0,9 0,148 0,854 1,147 1,407 1,549 1,660 1,749 1,910 -1,0 0,164 0,852 1,128 1,366 1,492 1,588 1,664 1,800 -1,2 0,195 0,844 1,086 1,282 1,379 1,449 1,501 1,625 -1,4 0,225 0,832 1,041 1,198 1,270 1,318 1,351 1,465 -1,6 0,254 0,817 0,994 1,116 1,166 1,197 1,216 1,280 -1,8 0,282 0,799 0,945 1,035 1,069 1,087 1,097 1,130 -2,0 0,307 0,777 0,895 0,959 0,980 0,990 1,995 1,000



26

-2,2 0,330 0,752 0,844 0,888 0,900 0,905 0,907 0,910 -2,5 0,360 0,711 0,771 0,793 0,798 0,799 0,800 0,802 -3,0 0,396 0,636 0,660 0,666 0,666 0,667 0,667 0,668


b. Menurut Sherman

Rumus yang digunakan:

I = bta ………………...…………….………………………...(2.16)

(Hidrologi Teknik, Ir.CD.Soemarto,B.I.E.Dipl.H, hal : 15)

log a = 2

11

2

111

2

1

)(log)(log

)(log)log(log)(log)(log

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−

⋅−

∑∑

∑∑∑∑

==

====

n

i

n

i

n

i

n

i

n

i

n

i

ttn

titti

b = 2

11

2

111

)(log)(log

)log(log)(log)(log

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−

⋅−

∑∑

∑∑∑

==

===

n

i

n

i

n

i

n

i

n

i

ttn

itnti

dimana:


t = lamanya curah hujan (menit)

a,b = konstanta yang tergantung pada lama curah hujan yang terjadi di daerah aliran.

n = banyaknya pasangan data i dan t

c. Menurut Talbot

Rumus yang dipakai menurut Talbot adalah sebagai berikut:

I = )( bt

a+

…………………………………………….….…….(2.17)

(Hidrologi Teknik, Ir.CD.Soemarto,B.I.E.Dipl.H, hal : 15)

dimana:



27



a,b = konstanta yang tergantung pada lama curah hujan yang terjadi di daerah

aliran.


a = ( ) ( ) ( )

( ) ( )2

11

2

11

2

1

2

1.).(

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−

−

∑∑

∑∑∑∑

==

====

n

j

n

j

n

i

n

j

n

j

n

j

iin

itiiti

b = ( ) ( )

( ) ( )2

11

2

1

2

11..)(

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−

−

∑∑

∑∑∑

==

===

n

j

n

j

n

j

n

j

n

j

iin

tintii

d. Menurut Ishiguro

Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:

I = bt

a+

…………………………………………..…………..(2.18)

(Hidrologi Teknik, Ir.CD.Soemarto,B.I.E.Dipl.H, hal : 15) dimana:



a,b = konstanta yang tergantung pada lama curah hujan yang terjadi di daerah aliran


a = ( ) ( ) ( )

( ) ( )2

11

2

11

2

1

2

1.).(

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−

−

∑∑

∑∑∑∑

==

====

n

j

n

j

n

j

n

j

n

j

n

j

iin

itiiti



28

b = ( ) ( )

( ) ( )2

11

2

1

2

11..)(

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−

−

∑∑

∑∑∑

==

===

n

j

n

j

n

j

n

j

n

j

iin

tintii



29

2.3.7 Analisis Debit Banjir Rencana

Metode yang digunakan untuk menghitung debit banjir rencana sebagai dasar

perencanaan konstruksi bendung adalah sebagai berikut:

2.3.7.1 Metode Rasional

Perhitungan Metode rasional menggunakan rumus sebagai berikut:

ArQ ...6,3

1 α= ..................................................................................................(2.19)

(Perbaikan dan Pengaturan Sungai, Dr.Ir.Suyono Sosrodarsono dan Dr.Masateru Tominaga, hal : 234)

dimana:

Q = debit banjir rencana (m3/det)

α = koefisien pengaliran

r = intensitas hujan selama t jam (mm/jam)

r = ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

= 3/224

3./224 347,02424

TR

TR

wl

T =

T = waktu konsentrasi ( jam )

det)/(206,0

ml

Hw =

)/(726,0

jamKml

Hw =

w = waktu kecepatan perambatan (m/det atau km/jam)

l = jarak dari ujung daerah hulu sampai titik yang ditinjau (km)

A = luas DAS (km2)

H = beda tinggi ujung hulu dengan titik tinggi yang ditinjau (m)



30

Koefisien pengaliran (α) tergantung dari beberapa faktor antara lain jenis tanah,

kemiringan, luas dan bentuk pengaliran sungai. Sedangkan besarnya nilai koefisien

pengaliran dapat dilihat pada Tabel 2.10.



31

Tabel 2.10 Koefisien Pengaliran

Kondisi Daerah Pengaliaran Koefisien Pengaliran (α)

Daerah pegunungan berlereng terjal 0,75 – 0,90

Daerah perbukitan 0,70 – 0,80

Tanah bergelombang dan bersemak-semak 0,50 – 0,75

Tanah dataran yang digarap 0,45 – 0,65

Persawahan irigasi 0,70 – 0,80

Sungai di daerah pegunungan 0,75 – 0,85

Sungai kecil di dataran 0,45 – 0,75

Sungai yang besar dengan wilayah pengaliran lebih dari

seperduanya terdiri dari dataran

0,50 – 0,75

(Sumber : Banjir Rencana Untuk Bangunan Air, Ir.Joesron Loebis, M.Eng.)

2.3.7.2 Metode Weduwen

Rumus dari Metode Weduwen adalah sebagai berikut :

AqQt n..βα= .................................................................................................(2.20)

(Banjir Rencana Untuk Bangunan Air, Ir.Joesron Loebis, M.Eng. hal: IV-3)

25,0125,025,0 −−= ILQt

AAtt

++++

=120

))9)(1((120β

45,1

65,67240 +

=t

Rq n

n

71,41+

−=nqβ

α

dimana:

Qt = debit banjir rencana (m3/det)

Rn = curah hujan maksimum (mm/hari)

α = koefisien pengaliran

β = koefisien pengurangan daerah untuk curah hujan DAS



32

qn = debit persatuan luas (m3/det.km2)

t = waktu konsentrasi (jam)

A = luas daerah pengaliran (km2)

L = panjang sungai (km)

I = Gradien sungai atau medan yaitu kemiringan rata-rata sungai (10% bagian hulu

dari panjang sungai tidak dihitung. Beda tinggi dan panjang diambil dari suatu titik

0,1 L dari batas hulu DAS).

Adapun syarat dalam perhitungan debit banjir dengan Metode Weduwen adalah

sebagai berikut:

A = Lluas daerah pengaliran < 100 Km2

t = 1/6 sampai 12 jam

Langkah kerja perhitungan Metode Weduwen:

1. Hitung A, L dan I dari peta garis tinggi DAS, substitusikan kedalam persamaan

2. Buat harga perkiraan untuk Q1 dan gunakan persamaan di atas untuk menghitung

besarnya t, qn, α dan β .

3. Setelah besarnya t, qn, α dan β didapat kemudian dilakukan iterasi perhitungan

untuk Q2.

4. Ulangi perhitungan sampai dengan Qn = Qn – 1 atau mendekati nilai tersebut.

2.3.7.3 Metode Haspers

Untuk menghitung besarnya debit dengan Metode Haspers digunakan persamaan

sebagi berikut:

Rumus Haspers:

AqQt n..βα= ...............................................................………............(2.21)

(Banjir Rencana Untuk Bangunan Air, Ir.Joesron Loebis, M.Eng. hal: IV-3)

dimana:

Qt = debit banjir rencana (m3/det)



33

qn = debit persatuan luas (m3/det.km2)

1. Koefisien Runoff (α)

7.0

7.0

75.01012.01

ff

++

=α

2. Koefisien Reduksi (β)

1215107.311 4/3

2

4.0 Fxt

xt t

++

+=−

β

3. Waktu Konsentrasi (t)

t = 0.1 L0.8 I-0.3

4. Intensitas Hujan

a. Untuk t < 2 jam

2)2)(24260(*0008.0124

tRttRRt

−−−+=

b. Untuk 2 jam ≤ t <≤19 jam

1

24+

=ttRRt

c. Untuk 19 jam ≤ t ≤ 30 jam

124707.0 += tRRt

dimana t dalam jam dan Rt, R24 (mm)

5. Hujan Maksimum (q)

t

Rnqn *6.3= dimana t dalam (jam),q (m3/km2/sec)

Adapun langkah-langkah dalam menghitung debit puncak adalah sebagai berikut :

a. Menentukan besarnya curah hujan sehari (Rh rencana) untuk periode ulang rencana

yang dipilih.

b. Menentukan α, untuk daerah aliran sungai

c. Menghitung A, L ,I, F untuk daerah aliran sungai



34

d. Menghutung nilai t (waktu konsentrasi)

e. Menghitung β, Rt, qn dan Qt = α β qn A

2.3.7.4 Metode FSR Jawa Sumatera

Untuk menghitung debit banjir rencana dengan Metode FSR Jawa Sumatra digunakan

persamaan:

Q = GF . MAF ………………………………………………………...….(2.22) (Banjir Rencana Untuk Bangunan Air, Ir. Joesron Loebis, M.Eng.)

MAF = 8.106 . (AREA)V . APBAR2,445 . SIMS0,117 . (1+LAKE) -0,85

V = 1,02 – 0,0275 Log ( AREA )

APBAR = PBAR . ARF

SIMS = H / MSL

MSL = 0,95 . L

LAKE = Luas DAS di hulu bendung Luas DAS total

dimana: Q = debit banjir rencana (m3/dt)

GF = Growth factor (Tabel 2.12)

AREA = luas DAS (km2)

PBAR = hujan 24 jam maksimum merata tahunan (mm)

ARF = faktor reduksi (Tabel 2.11)

SIMS = indeks kemiringan

H = beda tinggi titik pengamatan dengan ujung sungai tertinggi

MSL = panjang sungai sampai titik pengamatan (km)

L = panjang sungai (km)

LAKE = indeks danau

MAF = debit maksimum rata-rata tahunan (m3/dt)

Tabel 2.11 Faktor Reduksi (ARF)



35

DAS (km2) ARF

1 - 10 0,99

10 - 30 0,97

30 - 3000 1,52 – 0,0123 log A

(Sumber : Banjir Rencana Untuk Bangunan Air, Ir. Joesron Loebis, M.Eng.)

Tabel 2.12 Growth Factor (GF)

Return

Period Luas cathment area (km2)

T <180 300 600 900 1200 >1500 5 1,28 1,27 1,24 1,22 1,19 1,17

10 1,56 1,54 1,48 1,49 1,47 1,37 20 1,88 1,84 1,75 1,70 1,64 1,59 50 2,35 2,30 2,18 2,10 2,03 1,95 100 2,78 2,72 2,57 2,47 2,37 2,27

(Sumber : Banjir Rencana Untuk Bangunan Air, Ir. Joesron Loebis, M.Eng)

2.3.7.5 Metode Passing Capacity

Metode Passing Capacity yaitu menghitung debit banjir rencana dengan

memperhatikan keadaan sungai juga tinggi muka air dan menggunakan data penampang

sungai yang ada. Rumus yang digunakan yaitu :

Q = A x V

PAR =

2/13/2 **1 iRn

V = .............................................................................................(2.23)

( Standart Perencanaan Irigasi KP-03, hal 15 )

dimana:

V = kecepatan rencana (m/det)

n = koefisien kekasaran Manning (det/m1/3)

R = jari-jari hidrolis (m)

i = kemiringan saluran



36

A = luas penampang basah (m2)

P = keliling basah (m)

2.4 Perhitungan Neraca Air

Perhitungan neraca air dilakukan untuk mengecek apakah air yang tersedia cukup

memadai untuk memenuhi kebutuhan air irigasi atau tidak. Perhitungan neraca air ini pada

akhirnya akan menghasilkan kesimpulan mengenai :

1. Pola tanam akhir yang akan dipakai untuk jaringan irigasi yang sedang direncanakan

2. Penggambaran akhir daerah proyek irigasi.

Ada tiga unsur pokok dalam perhitungan neraca air yaitu:

1. Kebutuhan Air

2. Tersedianya Air

3. Neraca Air

Untuk menghitung neraca air digunakan berbagai parameter yang dapat dilihat pada

Tabel 2.13



37

Tabel 2.13 Parameter Perhitungan Neraca Air

Bidang Parameter yang

dihitung Neraca Air Kesimpulan

Meteorologi Evaporasi dan Curah hujan

Kebutuhan air irigasi

Jatah debit kebutuhan Luas daerah irigasi Pola tanam Pengaturan rotasi

Agronomi dan Tanah

Pola tanam Koefisien tanaman

Jaringan irigasi Efisiensi irigasi Topografi Daerah layanan Debit andalan

Hidrologi Debit andalan

Debit minimum persetengah bulan periode 5 th kering bangunan utama

(Sumber : Standar Perencanaan Irigasi, KP-01, 1986)

2.4.1 Analisis Kebutuhan Air

Menurut jenisnya ada dua macam pengertian kebutuhan air, yaitu:

2.4.1.1 Kebutuhan Air untuk Tanaman

Kebutuhan air untuk tanaman (Consumtive Use) yaitu banyaknya air yang dibutuhkan

tanaman untuk membuat jaring tanaman (batang dan daun) dan untuk diuapkan

(evapotranspirasi), perkolasi, curah hujan, pengolahan lahan, dan pertumbuhan tanaman.

Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:

Ir = ETc + P – Re +WLR…………………………………………....(2.24)

(Buku Petunjuk Perencanaan Irigasi, PU Pengairan, Hal 5)

dimana:

Ir = kebutuhan air (mm/hari)

E = evaporasi (mm/hari)

T = transpirasi (mm)

P = perkolasi (mm)

B = infiltrasi (mm)



38

W = tinggi genangan (mm)

Re = hujan efektif (mm/hari)

Berikut adalah penjelasan mengenai beberapa factor yang mempengaruhi besarnya

kebutuhan air:

1. Evapotranspirasi

Besarnya evapotranspirasi dihitung dengan menggunakan metoda Penman yang

dimodifikasi oleh Nedeco/Prosida seperti diuraikan dalam PSA–010. Evapotranspirasi

dihitung dengan menggunakan rumus-rumus teoritis empiris dengan meperhatikaan faktor-

faktor meteorologi yang terkait seperti suhu udara, kelembaban, kecepatan angin dan

penyinaran matahari.

Evapotranspirasi tanaman yang dijadikan acuan adalah rerumputan pendek (albedo =

0,25). Selanjutnya untuk mendapatkan harga evapotaranspirasi harus dikalikan denagn

koefisien tanaman tertentu. Sehingga evapotranspirasi sama dengan evapotranspirasi

potensial hasil perhitungan Penman x crop factor. Dari harga evapotranspirasi yang

diperoleh, kemudian digunakan untuk menghitung kebutuhan air bagi pertumbuhan dengan

menyertakan data curah hujan efektif.

Rumus evapotranspirasi Penman yang telah dimodifikasi adalah sebagai berikut:

( ) AE

HHxLEto q

nelo

nesh +

+−∆+

= − δδ

δ1

1.....................................................(2.25)

dimana:

Eto = indek evaporasi yang besarnya sama dengan evapotranspirasi dari rumput yang

dipotong pendek (mm/hr) neshH = jaringan radiasi gelombang pendek (Longly/day)

= { 1,75{0,29 cos Ώ + 0,52 r x 10-2 }} x α ahsh x 10-2

= { aah x f(r) } x α ahsh x 10-2

= aah x f(r) (Tabel Penman 5)



39

α = albedo (koefisien reaksi), tergantung pada lapisan permukaan yang ada untuk

rumput = 0,25

Ra = α ah x 10-2 = radiasi gelombang pendek maksimum secara teori (Longly/day)

= jaringan radiasi gelombang panjang (Longly/day)

= 0,97 α Tai4 x (0,47 – 0,770 ( ){ }rxed −− 110/81

( ) ( ) ( )mxfTdpxfTaifH nesh =

( ) 4TaiTaif α=(Tabe

l

Penm

an 1)

=

efek

dari

temp

eratur

radia

si

gelo

mban

g

panja

ng

m = 8 (1 – r)

f (m) = 1 – m/10

Tabel 2.14 Tabel Pengaruh Suhu untuk Evapotranspirasi



40

=

e

f

e

k

d

a

r

i

a

n

g

k

a

n

y

a

t

a

dan jam penyinaran matahari terang maksimum pada radiasi gelombang panjang

r = lama penyinaran matahari relatif

Eq = evaporasi terhitung pada saat temperatur permukaan sama dengan temperatur udara

(mm/hr)

Suhu (°C) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

8,37 8,38 8,40 8,41 8,42 8,43 8,44 8,46 8,47 8,4820 1,84 1,86 1,87 1,88 1,89 1,90 1,91 1,92 1,93 1,94

17,53 17,64 17,75 17,86 17,97 18,08 18,31 18,20 18,43 18,54 1,58 1,58 1,59 1,60 1,60 1,61 1,62 1,61 1,62 1,63 8,49 8,50 8,51 8,52 8,53 8,54 8,56 8,57 8,58 8,59

21 1,96 1,97 1,98 1,99 2,00 2,01 2,02 2,04 2,05 2,06 18,65 18,77 18,88 19,00 19,11 19,23 19,35 19,45 19,58 19,70 1,64 1,65 1,66 1,66 1,66 1,67 1,67 1,68 1,68 1,70 8,60 8,61 8,62 8,63 8,64 8,65 8,67 8,68 8,69 8,71

22 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 2,12 2,14 2,15 2,16 2,17 19,82 19,94 20,06 20,19 20,31 20,43 20,54 20,69 20,80 20,93 1,70 1,71 1,72 1,72 1,73 1,74 1,74 1,75 1,75 1,76 8,72 8,73 8,74 8,76 8,77 8,78 8,79 8,81 8,82 8,83

23 2,18 2,19 2,21 2,22 2,23 2,24 2,26 2,27 2,28 2,29 21,05 21,19 21,32 21,45 21,58 21,71 21,84 21,97 22,10 22,23 1,77 1,78 1,78 1,79 1,80 1,80 1,81 1,82 1,82 1,83 8,84 8,85 8,86 8,88 8,89 8,90 8,90 8,93 8,94 8,95

24 2,30 2,32 2,33 2,34 2,36 2,37 2,38 2,40 2,41 2,42 22,37 22,50 22,63 22,76 22,91 23,05 23,15 23,31 23,45 23,60 1,83 1,84 1,85 1,86 1,87 1,87 1,88 1,89 1,89 1,90 8,96 8,97 8,98 9,00 9,01 9,02 9,03 9,05 9,06 9,07

25 2,43 2,45 2,46 2,47 2,49 2,50 2,51 2,52 2,54 2,55 23,75 23,90 24,03 24,20 24,35 24,49 24,64 24,79 24,94 25,08 1,91 1,92 1,92 1,93 1,94 1,95 1,95 1,96 1,97 1,98 9,08 9,09 9,10 9,12 9,13 9,14 9,15 9,17 9,18 9,19

26 2,56 2,57 2,59 2,60 2,62 2,63 2,64 2,66 2,67 2,69 25,31 25,45 25,60 25,74 25,89 26,03 26,11 26,32 26,46 26,60 1,98 1,99 2,00 2,01 2,01 2,02 2,03 2,04 2,04 2,05 9,20 9,21 9,22 9,24 9,25 9,26 9,27 9,29 9,30 9,31

27 2,70 2,71 2,73 2,74 2,76 2,78 2,79 2,80 2,82 2,83 26,74 26,90 27,05 27,21 27,37 27,53 27,69 27,85 28,10 28,16 2,06 2,07 2,08 2,08 2,09 2,09 2,10 2,11 2,12 2,13 9,32 9,33 9,35 9,36 9,37 9,39 9,40 9,41 9,43 9,44

28 2,86 2,87 2,88 2,89 2,90 2,91 2,92 2,94 2,96 2,93 28,32 28,49 28,66 28,83 29,00 29,17 29,34 29,51 29,68 29,85 2,14 2,15 2,16 2,17 2,18 2,18 2,19 2,20 2,21 2,22



41

= 0,35 (0,50 + 0,54 µ2) x (ea – ed)

= f (µ2) x PZwa) sa - PZwa

µ2 = kecepatan angin pada ketinggian 2m di atas tanah (Tabel Penman 3)

PZwa = ea = tekanan uap jenuh (mmHg) (Tabel Penman 3)

= ed = tekanan uap yang terjadi (mmHg) (Tabel Penman 3)

L = panas laten dari penguapan (longly/minutes)

∆ = kemiringan tekanan uap air jenuh yag berlawanan dengan dengan kurva temperatur

pada temperatur udara (mmHg/0C)

δ = konstanta Bowen (0,49 mmHg/0C), kemudian dihitung Eto.

2. Perkolasi

Perkolasi adalah meresapnya air ke dalam tanah dengan arah vertikal ke bawah, dari

lapisan tidak jenuh. Besarnya perkolasi dipengaruhi oleh sifat-sifat tanah, kedalaman air

tanah dan sistem perakarannya. Koefisien perkolasi adalah sebagai berikut :

a. Berdasarkan kemiringan :

- lahan datar = 1 mm/hari

- lahan miring > 5% = 2 – 5 mm/hari

b. Berdasarkan tekstur :

- berat (lempung) = 1 – 2 mm/hari

- sedang (lempung kepasiran) = 2 -3 mm/hari

- ringan = 3 – 6 mm/hari

3. Koefisien Tanaman (Kc)

Besarnya koefisien tanaman (Kc) tergantung dari jenis tanaman dan fase

pertumbuhan. Pada perhitungani ini digunakan koefisien tanaman untuk padi dengan

varietas unggul mengikuti ketentuan Nedeco/Prosida. Harga-harga koefisien tanaman padi

dan palawija disajikan pada Tabel 2.19. sebagai berikut:



42

Tabel 2.15 Pengaruh terhadap kelembaban relatif Tdp (mmHg)

Tabel 2.16 hj

Tdp(mmHg) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

15 0,195 0,194 0,194 0,193 0,192 0,191 0,19 0,189 0,188 0,187

12,78 12,86 12,95 13,03 13,11 13,2 13,28 13,37 13,45 13,54

16 0,186 0,185 0,184 0,183 0,182 0,181 0,18 0,179 0,178 0,177

13,63 13,71 13,8 13,9 13,99 14,08 14,17 14,26 14,35 14,46

17 0,176 0,175 0,175 0,174 0,173 0,172 0,171 0,17 0,169 0,168

14,53 14,62 14,71 14,8 14,9 14,99 15,09 15,17 15,37 15,38

18 0,167 0,166 0,165 0,164 0,163 0,162 0,161 0,16 0,159 0,158

15,46 15,56 15,66 15,76 15,86 15,96 16,06 16,16 16,26 16,36

19 0,157 0,156 0,156 0,155 0,154 0,153 0,152 0,151 0,15 0,149

16,46 16,57 16,68 16,79 16,9 17 17,1 17,1 17,32 17,43

20 0,148 0,147 0,146 0,145 0,144 0,143 0,142 0,141 0,14 0,139

17,53 17,64 17,75 17,86 17,97 18,09 18,2 18,31 18,43 18,54

21 0,137 0,136 0,135 0,134 0,133 0,132 0,131 0,13 0,129 0,128

18,65 18,77 18,88 19 19,11 19,23 19,35 19,46 19,58 19,7

22 0,127 0,126 0,125 0,124 0,123 0,122 0,121 0,12 0,119 0,117

19,82 19,94 20,06 20,19 20,31 20,43 20,58 20,65 20,8 20,93

23 0,116 0,115 0,114 0,113 0,112 0,111 0,11 0,109 0,108 0,107

21,05 21,19 21,32 21,45 21,58 21,71 21,84 21,97 22,1 22,23

24 0,106 0,105 0,104 0,103 0,102 0,101 0,1 0,099 0,097 0,096

22,37 22,5 22,6 22,76 22,91 23,05 23,19 23,33 23,45 23,6

25 0,095 0,094 0,093 0,092 0,091 0,09 0,089 0,088 0,087 0,86

23,75 23,9 24,03 24,2 24,33 24,49 24,64 24,79 24,94 25,09

Latitude Jan Feb Mar April Mei Juni Juli Agust Sept Okt Nop Des 0 8,59 8,87 8,93 8,67 8,23 7,95 8,03 8,41 8,77 8,83 8,62 8,461 8,66 8,92 8,93 8,62 8,15 7,85 7,94 8,34 8,74 8,85 8,68 8,552 8,74 8,96 8,92 8,57 8,06 7,75 7,85 8,27 8,71 8,88 8,75 8,633 8,82 9,00 8,92 8,52 7,98 7,65 7,75 8,21 8,69 8,91 8,81 8,724 8,89 9,04 7,91 8,47 7,89 7,55 7,66 8,14 8,67 8,93 8,88 8,805 8,97 9,08 8,91 8,42 7,81 7,45 7,56 8,08 8,64 8,95 8,94 8,896 9,04 9,12 8,90 8,37 7,72 7,35 7,47 8,01 8,62 8,97 9,01 8,977 9,12 9,16 8,90 8,32 7,64 7,25 7,37 7,95 8,59 8,99 9,08 9,068 9,19 9,20 8,90 8,27 7,55 7,15 7,28 7,88 8,57 9,01 9,14 9,149 9,27 9,24 8,90 8,22 7,47 7,05 7,18 7,81 8,54 9,03 9,21 9,23

10 9,35 9,28 8,89 8,17 7,38 6,95 7,09 7,74 8,51 9,06 9,27 9,32

Tabel 2.16 Koefisien terhadap letak lintang



43

Tabel 2.17 Pengaruh kecepatan angin tiap bulan x F(U2)= 0,49 x 0,35 (0,5 + 0,54 U2)

U2 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

0 0,09 0,10 0,10 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,16 0,17

1 0,18 0,19 0,20 0,21 0,22 0,23 0,23 0,24 0,26 0,26

2 0,27 0,28 0,29 0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 0,36

3 0,36 0,37 0,38 0,39 0,40 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45

4 0,46 0,47 0,48 0,48 0,49 0,50 0,51 0,52 0,53 0,54

5 0,55 0,56 0,57 0,58 0,59 0,60 0,61 0,61 0,62 0,63

6 0,64 0,65 0,66 0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73

7 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 0,79 0,80 0,81 0,90 0,91

8 0,83 0,84 0,85 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89 0,90 0,91

9 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,98 0,99 1,00

10 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10

Sumber: KP 02

Tabel 2.18 Koefisien berdasarkan lamanya penyinaran matahari

Degrees r

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 0,000 0,039 0,078 0,117 0,156 0,195 0,234 0,273 0,312 0,351 0,390

1 0,019 0,058 0,097 0,136 0,175 0,214 0,253 0,292 0,331 0,370 0,409

2 0,074 0,113 0,152 0,191 0,230 0,269 0,308 0,347 0,366 0,425 0,461

3 0,120 0,159 0,198 0,237 0,276 0,315 0,354 0,393 0,432 0,471 0,510

4 0,140 0,179 0,218 0,257 0,296 0,335 0,374 0,413 0,452 0,491 0,530

5 0,167 0,206 0,245 0,264 0,323 0,362 0,401 0,440 0,479 0,518 0,557

6 0,188 0,227 0,266 0,305 0,344 0,383 0,422 0,461 0,500 0,539 0,578

7 0,204 0,243 0,282 0,321 0,360 0,399 0,438 0,477 0,516 0,555 0,594

8 0,214 0,253 0,292 0,331 0,370 0,409 0,449 0,487 0,525 0,565 0,604

9 0,216 0,255 0,294 0,333 0,372 0,411 0,450 0,489 0,528 0,567 0,606



44

10 0,218 0,257 0,296 0,335 0,374 0,413 0,452 0,491 0,530 0,569 0,608

Sumber: KP 02



45

Tabel 2.19 Koefisien Tanaman Untuk Padi dan Palawija Menurut Nedeco/Prosida

Bulan

Padi Palawija

Varietas

Biasa

Varietas

Unggul Jagung Kacang Tanah

0,50 1,20 1,20 0,50 0,50

1,00 1,20 1,27 0,59 0,51

1,50 1,32 1,33 0,96 0,66

2,00 1,40 1,30 1,05 0,85

2,50 1,35 1,15 1,02 0,95

3,00 1,24 0,00 0,95 0,95

3,50 1,12 0,95

4,00 0,00 0,55

4,50 0,55

(Sumber : Dirjen Pengairan, Bina Program PSA 010, 1985)

4. Curah Hujan Efektif (Re)

a. Besarnya Curah Hujan Efektif

Curah hujan efektif adalah bagian dari curah hujan total yang digunakan oleh akar-

akar tanaman selama masa pertumbuhan. Besarnya curah hujan efektif dipengaruhi oleh :

1. Cara pemberian air irigasi (rotasi, menerus atau berselang)

2. Laju pengurangan air genangan di sawah yang harus ditanggulangi

3. Kedalaman lapisan air yang harus dipertahankan di sawah

4. Cara pemberian air di petak

5. Jenis tanaman dan tingkat ketahanan tanaman terhadap kekurangan air

Curah hujan efektif (Re) dihitung dari data curah hujan rata-rata setengah bulanan

yang selanjutnya diurutkan dari data terkecil hingga terbesar.

Metode yang digunakan untuk menghitung curah hujan efektif adalah:

Re = 5n + 1



46

dimana:

Re = curah hujan efektif

5n + 1 = rangking curah hujan efektif (Re) dihitung dari rangking terkecil

n = jumlah pengamatan curah hujan

Atau dengan menggunakan Metode Normal yaitu :

Re = R - 0,842.Sd

dimana :

Re = curah hujan efektif:

R = curah hujan bulanan rata-rata ( mm )

Sd = standard deviasi = 1-n

)X-(Xi 2∑

b. Koefisien Curah Hujan Efektif

Besarnya koefisien curah hujan efektif untuk tanaman padi dapat dilihat pada Tabel

2.20.

Tabel 2.20 Koefisien Curah Hujan Untuk Padi

Bulan Golongan

1 2 3 4 5 6

0,50 0,36 0,18 0,12 0,09 0,07 0,06

1,00 0,70 0,53 0,35 0,26 0,21 0,18

1,50 0,40 0,55 0,46 0,36 0,29 0,24

2,00 0,40 0,40 0,50 0,46 0,37 0,31

2,50 0,40 0,40 0,40 0,48 0,45 0,37

3,00 0,40 0,40 0,40 0,40 0,46 0,44

3,50 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,45

4,00 0,00 0,20 0,27 0,30 0,32 0,33

4,50 0,13 0,20 0,24 0,27

5,00 0,10 0,16 0,20



47

5,50 0,08 0,13

6,00 0,07

(Sumber : Dirjen Pengairan, Bina Program PSA 010, 1985)

Sedangkan untuk tanaman palawija besarnya curah hujan efektif ditentukan dengan

metode curah hujan bulanan yang dihubungkan dengan curah hujan rata-rata bulanan serta

evapotranspirasi tanaman rata-rata bulanan berdasarkan Tabel 2.21.

Tabel 2.21 Koefisien Curah Hujan Rata-rata Bulanan dengan ET Tanaman Palawija Rata-rata Bulanan dan Curah

Hujan Mean Bulanan Curah Hujan mean 12,5 25 37,5 50 62,5 75 87,5 100 112,5 125 137,5 150 162,5 175 187,5 200

Bulanan/mm mm

ET tanaman 25 8 16 24 Curah Hujan rata-rata bulanan/mm

Rata-rata 50 8 17 25 32 39 46

Bulanan/mm 75 9 18 27 34 41 48 56 62 69

100 9 19 28 35 43 52 59 66 73 80 87 94 100

125 10 20 30 37 46 54 62 70 76 85 97 98 107 116 120

150 10 21 31 39 49 57 66 74 81 89 97 104 112 119 127 133

175 11 23 32 42 52 61 69 78 86 95 103 111 118 126 134 141

200 11 24 33 44 54 64 73 82 91 100 106 117 125 134 142 150

225 12 25 35 47 57 68 78 87 96 106 115 124 132 141 150 159

250 13 25 38 50 61 72 84 92 102 112 121 132 140 150 158 167

Sumber : Ref. FAO, 1977

5. Kebutuhan Air untuk Pengolahan Lahan

a. Pengolahan Lahan untuk Padi

Kebutuhan air untuk pengolahan atau penyiraman lahan menentukan kebutuhan

minimum air irigasi. Faktor-faktor yang menentukan besarnya kebutuhan air untuk

pengolahan tanah, yaitu besarnya penjenuhan, lamanya pengolahan (periode pengolahan)

dan besarnya evaporasi dan perkolasi yang terjadi.

Menurut PSA-010, waktu yang diperlukan untuk pekerjaan penyiapan lahan adalah

selama satu bulan (30 hari). Kebutuhan air untuk pengolahan tanah bagi tanaman padi

diambil 200 mm, setelah tanam selesai lapisan air di sawah ditambah 50 mm. Jadi



48

kebutuhan air yang diperlukan untuk penyiapan lahan dan untuk lapisan air awal setelah

tanam selesai seluruhnya menjadi 250 mm. Sedangkan untuk lahan yang tidak ditanami

(sawah bero) dalam jangka waktu 2,5 bulan diambil 300 mm.

Untuk memudahkan perhitungan angka pengolahan tanah digunakan Tabel koefisien

Van De Goor dan Zijlstra pada Tabel 2.22 berikut ini.



49

Tabel 2.22 Koefisien Kebutuhan Air Selama Penyiapan Lahan

Eo + P T = 30 hari T = 45 hari

mm/hari

S = 250

mm

S = 300

mm

S = 250

mm

S = 300

mm

5,0 11,1 12,7 8,4 9,5

5,5 11,4 13,0 8,8 9,8

6,0 11,7 13,3 9,1 10,1

6,5 12,0 13,6 9,4 10,4

7,0 12,3 13,9 9,8 10,8

7,5 12,6 14,2 10,1 11,1

8,0 13,0 14,5 10,5 11,4

8,5 13,3 14,8 10,8 11,8

9,0 13,6 15,2 11,2 12,1

9,5 14,0 15,5 11,6 12,5

10,0 14,3 15,8 12,0 12,9

10,5 14,7 16,2 12,4 13,2

11,0 15,0 16,5 12,8 13,6

(Sumber : Buku Petunjuk Perencanaan Irigasi, 1986)

b. Pengolahan Lahan untuk Palawija

Kebutuhan air untuk penyiapan lahan bagi palawija sebesar 50 mm selama 15 hari

yaitu 3,33 mm/hari, yang digunakan untuk menggarap lahan yang ditanami dan untuk

menciptakan kondisi lembab yang memadai untuk persemian yang baru tumbuh.

6. Kebutuhan Air untuk Pertumbuhan

Kebutuhan air untuk pertumbuhan padi dipengaruhi oleh besarnya evapotranspirasi

tanaman (Etc), perkolasi tanah (p), penggantian air genangan (W) dan hujan efektif (Re).

Sedangkan kebutuhan air untuk pemberian pupuk padi tanaman apabila terjadi pengurangan

air (sampai tingkat tertentu) pada petak sawah sebelum pemberian pupuk.



50

2.4.1.2 Kebutuhan Air untuk Irigasi

Kebutuhan air untuk irigasi yaitu kebutuhan air yang digunakan untuk menentukan

pola tanaman untuk menentukan tingkat efisiensi saluran irigasi sehingga didapat

kebutuhan air untuk masing-masing jaringan.

Perhitungan kebutuhan air irigasi ini dimaksudkan untuk menentukan besarnya debit

yang akan dipakai untuk mengairi daerah irigasi. Setelah sebelumnya diketahui besarnya

efisiensi irigasi. Besarnya efisiensi irigasi tergantung dari besarnya kehilangan air yang

terjadi pada saluran pembawa dari mulut bendung sampai petak sawah. Kehilangan air

tersebut disebabkan karena penguapan, perkolasi, kebocoran dan sadap liar.

a. Pola Tanaman dan Perencanan Tata Tanam

Pola tanam adalah suatu pola penanaman jenis tanaman selama satu tahun yang

merupakan kombinasi urutan penanaman. Rencana pola dan tata tanam dimaksudkan untuk

meningkatkan efisiensi penggunaan air, serta menambah intensitas luas tanam. Suatu

daerah irigasi pada umumnya mempunyai pola tanam tertentu, tetapi bila tidak ada pola

yang biasa digunakan pada daerah tersebut direkomendasikan pola tanaman padi-padi-

palawija.

Pemilihan pola tanam ini didasarkan pada sifat tanaman hujan dan kebutuhan air.

a. Sifat tanaman padi terhadap hujan dan kebutuhan air

1. Pada waktu pengolahan memerlukan banyak air

2. Pada waktu pertumbuhannya memerlukan banyak air dan pada saaat berbunga

diharapkan hujan tidak banyak agar bunga tidak rusak dan padi baik.

b. Palawija

1. Pada waktu pengolahan membutuhkan air lebih sedikit daripada padi

2. Pada pertumbuhan sedikit air dan lebih baik lagi bila tidak turun hujan.

Setelah diperoleh kebutuhan air untuk pengolahan lahan dan pertumbuhan, kemudian

dicari besarnya kebutuhan air untuk irigasi berdasarkan pola tanam dan rencana tata tanam

dari daerah yang bersangkutan.



51

b. Efisiensi Irigasi

Besarnya efisiensi irigasi tergantung dari besarnya kehilangan air yang terjadi pada

saluran pembawa, mulai dari bendung sampai petak sawah. Kehilangan air tersebut

disebabkan karena penguapan, perkolasi, kebocoran dan sadap liar. Besarnya angka

efisiensi tergantung pada penelitian lapangan pada daerah irigasi.

Pada perencanaan jaringan irigasi, tingkat efisiensi ditentukan menurut kriteria

standar perencanaan yaitu sebagai berikut :

1. Kehilangan air pada saluran primer adalah 7,5 – 12,5 %, diambil 10%

Faktor koefisien 1,10.

2. Kehilangan air pada saluran sekunder adalah 7,5 – 15,5 %, diambil 15%


3. Kehilangan air pada saluran tersier diambil 25%


2.4.2 Analisis Debit Andalan

Perhitungan debit andalan bertujuan untuk menentukan areal persawahan yang dapat

diairi. Perhitungan ini menggunakan cara analisis water balance dari Dr. F. J. Mock

berdasarkan data curah hujan bulanan, jumlah hari hujan, evapotranspirasi dan karakteristik

hidrologi daerah pengaliran.

Prinsip perhitungan ini adalah bahwa hujan yang jatuh di atas tanah (presipitasi)

sebagian akan hilang karena penguapan (evaporasi), sebagian akan hilang menjadi aliran

permukaan (direct run off) dan sebagian akan masuk tanah (infiltrasi). Infiltrasi mula-mula

menjenuhkan permukaan (top soil) yang kemudian menjadi perkolasi dan akhirnya keluar

ke sungai sebagai base flow.

Perhitungan debit andalan meliputi :

1. Data curah hujan

Rs = curah hujan bulanan (mm)



52

n = jumlah hari hujan.



53

2. Evapotranspirasi

Evapotranspirasi terbatas dihitung dari evapotranspirasi potensial metode Penman.

dE / Eto = ( m / 20 ) x ( 18 – n )

dE = ( m / 20 ) x ( 18 – n ) x Eto

Etl = Eto – dE

dimana :

dE = selisih evapotranspirasi potensial dan evapotranspirasi terbatas.

Eto = evapotranspirasi potensial.

Etl = evapotranspirasi terbatas

n = jumlah hari hujan dalam 1 bulan

m = prosentase lahan yang tidak tertutup vegetasi.

= 10 – 40 % untuk lahan yang tererosi.

= 30 – 50 % untuk lahan pertanian yang diolah.

3. Keseimbangan air pada permukaan tanah

Rumus mengenai air hujan yang mencapai permukaan tanah, yaitu :

S = Rs – Et1

SMC(n) = SMC (n-1) + IS (n)

WS = S – IS

dimana:

S = kandungan air tanah

Rs = curah hujan bulanan

Et1 = evapotranspirasi terbatas

IS = tampungan awal/Soil Storage (mm)

IS (n) = tampungan awal/Soil Storage bulan ke-n (mm)

SMC = kelembaban tanah/Soil Storage Moisture antara 50-250 mm

SMC (n) = kelembaban tanah bulan ke–n

SMC (n-1) = kelembaban tanah bulan ke–(n-1)



54

WS = water suplus/volume air berlebih



55

4. Limpasan (run off) dan tampungan air tanah (ground water storage)

V (n) = k.V (n-1) + 0,5.(1-k). I (n)

dVn = V (n) – V (n-1)

dimana:

V (n) = volume air tanah bulan ke-n

V (n-1) = volume air tanah bulan ke-(n-1)

k = faktor resesi aliran air tanah diambil antara 0-1,0

I = koefisien infiltrasi diambil antara 0-1,0

Harga k yang tinggi akan memberikan resesi yang lambat seperti pada kondisi

geologi lapisan bawah yang sangat lulus air. Koefisien infiltrasi ditaksir berdasarkan

kondisi porositas tanah dan kemiringan daerah pengaliran.

Lahan yang porus mempunyai infiltrasi lebih tinggi dibanding tanah lempung

berat. Lahan yang terjal menyebabkan air tidak sempat berinfiltrasi ke dalam tanah

sehingga koefisien infiltrasi akan kecil.

5. Aliran sungai

Aliran dasar = infiltrasi – perubahan volume air dalam tanah

B (n) = I – dV (n)

Aliran permukaan = volume air lebih – infiltrasi

D (ro) = WS – I

Aliran sungai = aliran permukaan + aliran dasar

Run off = D (ro) + B(n)

Debit = )(Detikbulansatu

luasDASxsungaialiran ..........................................................(2.26)

2.4.3 Naraca Air

Dari hasil perhitungan neraca air, kebutuhan pengambilan yang dihasilkannya untuk

pola tanam yang dipakai akan dibandingkan dengan debit andalan untuk tiap setengah bulan



56

dan luas daerah yang bisa diairi, luas daerah irigasi, jatah debit air dan pola pengaturan

rotasi. Apabila debit sungai melimpah, maka luas daerah irigasi adalah tetap karena luas

maksimum daerah layanan dan proyek yang akan direncanakan sesuai dengan pola tanam

yang dipakai. Jika debit sungai kurang maka terjadi kekurangan debit, maka ada tiga pilihan

yang perlu dipertimbangkan sebagai berikut :

1. Luas daerah irigasi dikurangi.

2. Melakukan modifikasi pola tanam.

3. Rotasi teknis/golongan.

2.5 Analisis Hidrolis Bendung dan Bangunan Pelengkap

Analisis hidrolis bendung meliputi tubuh bendung itu sendiri dan bangunan-bangunan

pelengkap sesuai dengan tujuan bendung. Perhitungan struktur bendung dimulai dengan

analisis saluran yaitu saluran induk/primer, pintu romijn, saluran kantong lumpur, saluran

penguras kantong lumpur dan saluran intake. Dari saluran intake ini dapat diketahui elevasi

muka air pengambilan, dimana elevasi ini digunakan sebagai acuan dalam menentukan

tinggi mercu bendung.

Setelah elevasi mercu diketahui maka analisis struktur bendung dapat dihitung, yaitu

menentukan lebar bendung, kolam olak, lantai muka, bangunan pembilas.

2.5.1 Pemilihan Lokasi Bendung

Faktor yang menentukan dalam pemilihan lokasi bendung yaitu :

1. Keadaan topografi daerah yang akan diairi sedemikaian rupa sehingga seluruh

daerah rencana tersebut dapat terairi secara gravitasi.

2. Penempatan lokasi bendung yang tepat dilihat dari segi hidraulik dan angkutan

sedimen sehingga aliran ke intake tidak mengalami gangguan dan angkutan sedimen

yang masuk ke intake dapat terhindari. Untuk menjamin aliran lancar masuk intake,

salah satu syaratnya yaitu bendung harus terletak di tikungan luar aliran atau di

bagian sungai yang lurus dan harus di hindari penempatan bendung di tikungan

sebelah dalam aliran.



57

3. Bendung harus ditempatkan di lokasi dimana tanah pondasinya cukup baik sehingga

bangunan akan stabil.

4. Beda tinggi energi di atas bendung dibatasi 6 m

2.5.2 Pemilihan Tipe Bendung

Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan tipe bendung adalah :

1. Sifat dan kekuatan tanah dasar.

2. Jenis material yang diangkut oleh aliran sungai.

3. Keadaan/kondisi daerah aliran sungai di bagian hulu, tengah dan hilir.

4. Tinggi muka air banjir maksimum yang pernah terjadi.

5. Kemudahan eksploitasi dan pemeliharaan.

6. Efisiensi biaya pelaksanaan.

Adapun alternatif pemilihan tipe bangunan utama/bendung Sapon, yaitu :

1. Bendung Tetap.

2. Bendung Gerak.

3. Bendung Karet.

a. Bendung Tetap

Bendung tetap adalah suatu bangunan air melintang sungai dengan konstruksi

bangunan tetap yang berfungsi untuk menaikkan muka air sungai agar dapat digunakan

untuk mengairi sawah tertinggi pada daerah pengairannya.

Keuntungannya :

1. Operasi dan pemeliharaannya lebih murah dan mudah.

2. Stabilitasnya besar karena memanfaatkan berat sendiri dari bangunan bendung

tersebut.

3. Tahan terhadap kondisi alam.

Kerugiannya :

1. Pembuatannya mahal.



58

2. Diperlukan bangunan tanggul penahan banjir yang tinggi akibat backwater.

3. Tanah dasar yang baik untuk kedudukan pondasi agar tidak terjadi penurunan tanah

dasar.

Gambar 2.03 Skema Bendung Tetap, Intake Kiri dengan Kantong Lumpur.

Keterangan :

1. Mercu bendung.

2. Pilar.

3. Pintu penguras bendung.

4. Pintu pengambilan.

5. Lantai muka.

6. Lantai olakan.

7. Lembah sayap.

8. Dinding tegak.

9. Kantong lumpur.

10. Pintu pengambilan saluran.

11. Pintu penguras kantong lumpur.

b. Bendung Gerak



59

Bendung gerak adalah bangunan air yang melintang sungai dengan pintu yang dapat

dibuka dan ditutup berfungsi sebagai pelimpah air pada waktu terjadi banjir besar

serta untuk meninggikan muka air tertentu pada bangunan pengambilan.



60

Keuntungannya :

1. Penggunaan Bendung Gerak yaitu debit banjir bisa melalui bendung tanpa

memberikan tambahan kenaikan tinggi muka air ke hulu (backwater) yang besar.

2. Dapat mengontrol muka air untuk pemasukan kebutuhan irigasi.

3. Kapasitas lolosnya lebih besar daripada bendung tetap.

Kerugiannya :

1. Biaya operasional lebih mahal dan lebih sulit karena harus ada pengontrolan secara

rutin, selain itu durabilitas dan ketahanan menghadapi kondisi medan yang ada belum

pernah teruji.

Penggunaan bendung gerak dapat dipertimbangkan jika :

1. Kemiringan dasar sungai kecil / relatif datar

2. Peninggian dasar sungai akibat konstruksi bendung tetap tidak dapat diterima karena

ini akan mempersulit pembuangan air atau membahayakan pekerjaan sungai yang

telah ada akibat meningginya muka air.

3. Debit tidak dapat di lewatkan dengan aman dengan bendung tetap.

4. Pondasi pilar untuk pintu harus kuat.

Bendung gerak harus memiliki minimum 2 bukaan agar bangunan itu tetap

berfungsi jika pintu yang lain rusak. Ada beberapa tipe pintu :

a. Pintu sorong, digunakan untuk bukaan kecil dengan tinggi maksimum 3 m dan lebar

3m. Jika dimensi lebih besar maka bisa digunakan pintu sorong rol yaitu pintu Stoney

dengan roda yang tidak dipasang di pintu tetapi pada kerangka terpisah dan pintu rol

biasa yang dipasang langsung pada pintu, hal ini dimaksudkan agar alat-alat

angkurnya tidak terlalu berat untuk menanggulangi gaya gesek pada Sponey.

b. Pintu rangkak yaitu pintu sorong/rol yang terdiri dari 2 pintu yang tidak saling

berhubungan yang dapat diturunkan atau diangkat, keuntungan alat angkat lebih

ringan.



61

c. Pintu segmen atau radial memiliki keuntungan yaitu tidak ada gaya gesekan yang

diperhitungkan.

Gambar 2.04 Potongan Bendung Gerak

(Sumber : KP-02 Bangunan Utama )

Gambar 2.05

ype Pintu

Bendung

Gerak (Sumber :

KP-02

Bangunan

Utama )

c. B

endung

Karet

B



62

endung karet adalah bangunan yang bila muka air banjir mencapai elevasi tertentu sesuai

dengan yang direncanakan maka akan mengempis secara otomatis dalam waktu 15-30

menit. Dengan demikian air banjir yang datang dengan tiba-tiba akan melimpah di atas

tanggul.

Keuntungannya :

1. Waktu pelaksanaan lebih murah.

2. Pengoperasiannya lebih mudah terutama untuk pengendalian banjir.

3. Bendung dapat membuka secara penuh.

4. Tahan lama.

5. Dapat dipasang pada bentang yang cukup lebar sehingga menghemat kebutuhan air.

Kerugiannya :

1. Tidak bisa mengatur tinggi muka air secara akurat.

2. Tidak bisa melimpahkan debit secara akurat.

3. Harga koefisien pelimpah debit dapat berubah dengan perubahan bentuk apabila

bendung dikembangkan sempurna/sebagian/kosong.

4. Harga bangunannya sangat mahal.

2.5.3 Lebar Bendung

Lebar bendung adalah jarak antara pangkal-pangkalnya (abutment) dan sebaiknya

sama dengan lebar rata-rata sungai pada bagian yang stabil. Pada bagian ruas bawah sungai,

lebar rata-rata tersebut dapat diambil pada debit penuh (bankfull discharge), sedangkan

pada bagian atas sungai sulit untuk menentukan debit penuh. Lebar maksimum bendung

sebaiknya tidak lebih dari 1,2 kali rata-rata lebar sungai pada alur yang stabil.

Lebar total bendung tidak seluruhnya dimanfaatkan untuk melewatkan debit air

karena adanya pilar dan bangunan penguras, jadi lebar bendung yang bermanfaat untuk

melewatkan debit disebut lebar efektif (Be), yang dipengaruhi oleh tebal pilar dan koefisien

kontraksi pilar dan pangkal bendung.



63

Dalam menentukan lebar efektif perlu diketahui mengenai eksploitasi bendung,

dimana pada saat air banjir datang pintu penguras dan pintu pengambilan harus ditutup. Hal

ini dimaksudkan untuk mencegah masuknya benda yang terangkut oleh banjir yang dapat

menyumbat pintu penguras bila pintu terbuka dan air banjir masuk ke saluran induk.

Rumus : Be = B – 2(n.Kp + Ka)H1…………………………...………..(2.27) (Irigasi dan Bangunan Air, Gunadharma, Hal :114)

dimana:

Be = lebar efektif bendung (m)→ (Be1+Be2+Be3)

B = lebar mercu sebenarnya (m)→ (B1+B2+B3)

Kp = koefisien kontraksi pilar

Ka = koefisien kontraksi pangkal bendung

n = jumlah pilar

H1 = tinggi energi (m)

Gambar 2.06 Sketsa Lebar Efektif Bendung

Tabel 2.23 Harga-harga Koefisien Kontraksi Pilar (Kp)

No Kp

1 Untuk pilar berujung segi empat dengan sudut-sudut yang bulat

pada jari-jari yang hampir sama dengan 0,1 dari tebal pilar 0,02

2 Untuk pilar berujung bulat 0,01



64

3 Untuk pilar berujung runcing 0,00 (Sumber : Irigasi dan Bangunan Air, Gunadarma)

Tabel 2.24 Harga-harga Koefisien Kontraksi Pangkal Bendung (Ka)

No Ka

1 Untuk pangkal tembok segi empat dengan tembok hulu pada 900 ke

arahn aliran 0,20

2 Untuk pangkal tembok bulat dengan tembok hulu pada 900 ke arah

aliran dengan 0,5 Hl > r > 0,15 Hl 0,10

3 Untuk pangkal tembok bulat dimana r > 0,5 Hl dan tembok hulu

tidak lebih dari 450 ke arah aliran 0,00

(Sumber : Irigasi dan Bangunan Air, Gunadarma)

2.5.4 Menentukan Tipe Mercu Bendung

Untuk tipe mercu bendung di Indonesia pada umumnya digunakan dua tipe mercu,

yaitu tipe Ogee dan tipe bulat. Kedua bentuk mercu tersebut dapat dipakai untuk konstruksi

beton maupun pasangan batu atau bentuk kombinasi dari keduanya.

2.5.4.1 Mercu Bulat

Bendung dengan mercu bulat memiliki harga koefisien debit yang jauh lebih tinggi

dibandingkan dengan koefisien bendung ambang lebar. Pada sungai ini akan banyak

memberikan keuntungan karena bangunan ini akan mengurangi tinggi muka air hulu selama

banjir. Harga koefisien debit menjadi lebih tinggi karena lengkung streamline dan tekanan

negatif ada mercu.



65

Gambar 2.07 Bendung dengan Mercu Bulat

Sumber : KP-02 Bangunan Utama

Tekanan pada mercu adalah fungsi perbandingan antara H1 dan r (H1/ r). Untuk

bendung dengan dua jari-jari (R2), jari-jari hilir akan digunakan untuk menemukan harga

koefisien debit.

Untuk menghindari bahaya kavitasi lokal, tekanan minimum pada mercu bendung

harus dibatasi sampai –4 m tekanan air jika mercu tersebut dari beton. Untuk pasangan batu

tekanan subatmosfer sebaiknya dibatasi sampai –1 m tekanan air. Persamaan energi dan

debit untuk bendung ambang pendek dengan pengontrol segi empat adalah sebagai berikut :

2/31...

32.

32. HBegCQ d= ………………………………..………..……(2.28)



66

dimana:

Q = debit (m3/dt)

Cd = koefisien debit (Cd = C0C1C2)

g = percepatan gravitasi (9,81 m/dt2)

b = panjang mercu (m)

H1 = tinggi di atas mercu (m)

C0 = fungsi H1/r (lihat Gambar 2.09)

C1 = fungsi p/H1 (lihat Gambar 2.11)

C2 = fungsi p/H1 dan kemiringan muka hulu bendung (lihat Gambar 2.12)

C0 mempunyai harga maksimum 1,49 jika H1/r lebih dari 5,0 (lihat Gambar 2.10)

Gambar 2.08 Tekanan pada Mercu Bendung Bulat sebagai Fungsi Perbandingan H1/r

(Sumber : KP-02 Bangunan Utama)



67

Gambar 2.09 Harga-harga Koefisien C0 untuk Bendung Ambang Bulat sebagai Fungsi Perbandingan

H1/r (Sumber : KP-02 Bangunan Utama)

Gambar 2.10 Koefisien C1 sebagai Fungsi Perbandingan p/H1




68

Gambar 2.11 Harga-harga Koefisien C2 untuk Bendung Mercu Ogee dengan Muka Hulu Melengkung

( menurut USBR,1960 ) (Sumber: KP-02 Bangunan Utama)

Gambar 2.12 Faktor Pengurangan Aliran Tenggelam sebagai Fungsi H2/H1


2.5.4.2 Mercu Ogee

Mercu Ogee berbentuk tirai luapan bawah dari bendung ambang tajam aerasi. Oleh

karena itu mercu tidak akan memberikan tekanan subatmosfer pada permukaan mercu

sewaktu bendung mengalirkan air pada debit rencana. Untuk debit yang lebih rendah, air

akan memberikan tekanan ke bawah pada mercu.

Untuk merencanakan permukaan mercu Ogee bagian hilir U.S Army Corps of

Engineers mengembangkan persamaan :

n

hdX

khdY

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=

1 …………………………...………………………(2.29)

dimana:

X dan Y = koordinator-koordinator permukaan hilir

hd = tinggi rencana di atas mercu

k dan n = koefisien kemiringan permukaan hilir

Tabel 2.25 Harga – harga K dan n

BAB II LAN

PERENCANKABUPATE

(S

Bentuk-

Ba

Persama

dimana:

Cd =

g =

b =

H1 =

C0 =

C1 =

NDASAN TEO

NAAN BENDUEN KULON PR

K

(Sumber : KP

bentuk m

angunan

aan antara

Q =

koefisien

gravitasi

lebar mer

tinggi ene

konstanta

fungsi p/h

ORI

UNG SAPON ROGO YOGYA

Kemiringan

V

P-02 Standar

mercu dapa

hulu mer

a tinggi en

32.

32.Cd

n debit (C0

(m /dt2)

rcu (m)

ergi di ata

a = 1,30

hd dan H1

DI SUNGAI PYAKARTA

n permuka

Vertikal

3 : 1

3 : 2

1 : 1 Perencanaa

at dilihat p

Gambar 2.1

rcu berva

nergi dan d

1...32 HBeg

0, C1, C2)

as ambang

1/hd

PROGO

aan hilir

an Irigasi)

pada Gam

13 Type M

ariasi dise

debit untu

2/3 ………

g (m)

TEGUHTRI HA

2

1

1

1

mbar 2.13

Mercu Ogee

esuaikan d

uk bendun

……………

H DWIMENAARYADI

K

2,000

,936

,939

,873

adalah seb

e

dengan ke

ng Ogee ad

…………

A LL

n

1,85

1,83

1,81

1,77

bagai beri

emiringan

dalah :

……..……

L2A 004 121L2A 004 126

50

36

10

76

ikut :

n permuk

…..(2.30)

69

kaan hilir.



70

C2 = faktor koreksi untuk permukaan hulu

Faktor koreksi C1 disajikan dalam Gambar 2.14 dan sebaiknya dipakai untuk berbagai

tinggi bendung di atas dasar sungai.

Gambar 2.14 Faktor Koreksi untuk Selain Tinggi Energi Rencana pada Bendung Mercu Ogee

(Menurut Ven Te Chow, 1959, Berdasarkan Data USBR dan WES)

Sumber : KP-02 Bangunan Utama

2.5.5 Tinggi Air Banjir di Atas Mercu

Persamaan tinggi energi di atas mercu (H1) menggunakan rumus debit bendung dengan

mercu bulat, yaitu:

2/31...

32.

32. HBegCQ d= .................................................................................(2.32)

(Buku Petunjuk Perencanaan Irigasi, PU Pengairan, Hal :80)

dimana:

Q = debit (m3/det)

Cd = koefisien debit

g = percepatan gravitasi (m/det2)

Be = lebar efektif bendung (m)



71

H1 = tinggi energi di atas mercu (m)

Gambar 2.15 Elevasi Air di Hulu dan Hilir Bendung

2.5.6 Tinggi Air Banjir di Hilir Bendung

Perhitungan dilakukan dengan rumus sebagai berikut:

2/13/2 **1 iRn

V = ............................................................................................(2.31)

(Hidrolika Terapan Aliran Pada Saluran Terbuka & Pipa, Robert J Kodoatie, hal 127)

( )hhmbA ..+=

21.2 mhbP ++=

PAR =

Perhitungan h dengan coba-coba.

Elevasi muka air di hilir bendung = elevasi dasar hilir + h

2.5.7 Kolam Olak

Kolam olak adalah suatu bangunan berupa olak di hilir bendung yang berfungsi untuk

meredam energi yang timbul di dalam aliran air superkritis yang melewati pelimpah.

Faktor pemilihan tipe kolam olak :



72

1. Tinggi bendung

2. Keadaan geoteknik tanah dasar misalnya jenis batuan, lapisan, kekerasan tekan,

diameter butir dsb.

3. Jenis angkutan sedimen yang terbawa aliran sungai.

4. Keadaan aliran yang terjadi di bangunan peredam energi seperti aliran tidak

sempurna/tenggelam, loncatan air lebih rendah atau lebih tinggi.

Tipe kolam olak:

a. Berdasarkan Bilangan Froude, kolam olak dikelompokan sebagai berikut :

1. Untuk Fr ≤ 1,7 tidak diperlukan kolam olak. Pada saluran tanah bagian hilir harus

dilindungi dari bahaya erosi.

2. Bila 1,7 < Fr ≤ 2,5 maka kolam olak diperlukan untuk meredam energi secara

efektif. Kolam olak dengan ambang ujung mampu bekerja dengan baik.

3. Jika 2,5 < Fr ≤ 4,5 maka loncatan air tidak terbentuk dan menimbulkan gelombang

sampai jarak yang jauh di saluran. Kolam olak yang digunakan untuk menimbulkan

turbulensi (olakan) yakni tipe USBR tipe IV.

4. Untuk Fr ≥ 4,5 merupakan kolam olak yang paling ekonomis, karena kolam ini

pendek. Kolam olak yang sesuai adalah kolam USBR tipe III.

b. Kolam Olak Tipe Bak Tenggelam

Jika kedalaman konjungsi hilir dari loncat air terlalu tinggi dibanding kedalaman air

normal hilir, atau kalau diperkirakan akan terjadi kerusakan pada lantai kolam yang panjang

akibat batu-batu besar yang terangkut lewat atas bendung, maka dapat dipakai peredam

energi yang relatif pendek tetapi dalam.

Kolam olak tipe bak tenggelam telah digunakan pada bendung-bendung rendah dan

untuk bilangan-bilangan Froude rendah. Bahan ini diolah oleh Institut Teknik Hidrolika di

Bandung untuk menghasilkan serangkaian perencanaan untuk kolam dengan tinggi energi

rendah ini. Dapat dihitung dengan rumus:



73

32

gq

ch = …………………………………………….…………..(2.33)

dimana :

hc = kedalaman air kritis (m)

q = debit per lebar satuan (m3/dt.m)

g = percepatan gravitasi (9,81 m/dt)

Gambar 2.16 Kolam Olak Tipe Bak Tenggelam

( Sumber: Buku Pegangan Kuliah Bangunan Air)

c. Kolam Vlughter

Kolam vlughter dikembangkan untuk bangunan terjun di saluran irigasi. Batas-batas

yang diberikan untuk Z/hc 0,5; 2,0; 15,0 dihubungkan dengan bilangan Froude. Bilangan

Froude itu diambil dalam Z di bawah tinggi energi hulu. Kolam vlughter bisa dipakai

sampai beda tinggi energi Z tidak lebih dari 4,50 m.

Gambar 2.17 Kolam

Vlughter

hc = 3

2

gq

…………………………………………………………………..(2.34)

BAB II LAN

PERENCANKABUPATE

Jika 0,5

t = 2,4 h

Jika 2,0

t = 3,0 h

a = 0,28

D = R =

d. Kola

Ar

tergantu

satuan le

Panjang

Tinggi a

Untuk f

0,003 da

NDASAN TEO

NAAN BENDUEN KULON PR

< hcz ≤ 2

hc + 0,4 z

< hcz ≤ 1

hc + 0,1 z

hc z

hc

= L ( ukura

am Schok

rmin Sch

ung pada t

ebar.

g kolam ol

ambang hi

faktor β d

an 0,08. H

ORI

UNG SAPON ROGO YOGYA

2,0

15,0

an dalam m

klitsch

hoklitsch

tinggi mu

Ga

lakan L =

ilir dari la

dapat diam

Harga ρ pa

DI SUNGAI PYAKARTA

m )

menemu

uka air hu

ambar 2.18( Sumber: B

( 0,5-1 ) w

antai S = β

mbil dari

ada umum

PROGO

ukan kol

ulu maupu

8 Kolam ScBuku Pegang

w

β q 21

( gw

Gambar

mnya diam

TEGUHTRI HA

am olak

un hilir, m

choklitsch gan Kuliah Ba

) 41

denga

grafik di

mbil 0,15.

H DWIMENAARYADI

kan yang

melainkan

angunan Air)

an harga m

bawah, d

A LL

g ukuran

n tergantu

)

minimum

dan fakto

L2A 004 121L2A 004 126

n-ukuranny

ung pada

0,1 w.

r ξ diamb

74

ya tidak

debit per

bil antara

k

r

a



75

Gambar 2.19 Grafik Faktor β

( Sumber: Buku Pegangan Kuliah Bangunan Air)

2.5.8 Panjang Lantai Muka

Perencanaan panjang lantai muka bendung menggunakan garis kemiringan hidrolik.

Garis Gradien Hidrolik ini diGambarkan di hilir ke arah hulu dengan titik ujung hilir

bendung sebagai permukaan dengan tekanan sebesar nol. Kemiringan garis hidrolik gradien

disesuaikan dengan kemiringan yang diijinkan untuk suatu tanah dasar tertentu, yaitu

menggunakan Creep Ratio (Cr). Untuk mencari panjang lantai depan hulu yang

menentukan adalah beda tinggi energi terbesar dimana terjadi pada saat muka banjir di hulu

dan kosong di hilir. Garis Gradien hidrolik akan membentuk sudut dengan bidang

horisontal sebesar α, sehingga akan memotong muka air banjir di hulu. Proyeksi titik

perpotongan tersebut ke arah horisontal (lantai hulu bendung) adalah titik ujung dari

panjang lantai depan minimum.

LhLvLw Σ+Σ=31 ...................................................................................(2.35)

(Perbaikan dan Pengaturan Sungai, Dr.Ir Suyono Sosrodarsono dan Dr. Masateru Tominaga)

dimana :

Lw = panjang garis rembesan (m)

Σ Lv = panjang creep line vertikal (m)

Σ Lh = panjang creep line horisontal (m)



76

Faktor Rembesan / creep ratio (Cw) = Σ Lw / ∆Hw dimana, Cw > C (aman).



77

Tabel 2.26 Harga-harga Minimum Angka Rembesan Lane (CL)

Jenis Material CL

Pasir sangat halus / lanau 8,5

Pasir halus 7

Pasir sedang 6

Pasir kasar 5

Kerikil halus 4

Kerikil sedang 3,5

Kerikil kasar termasuk berangkal 3

Bongkah dengan sedikit berangkal dan kerikil 2,5

Lempung lunak 3

Lempung sedang 2

Lempung keras 1,8

Lempung sangat keras 1,6

( Sumber : Irigasi dan Bangunan Air, Gunadharma)

2.5.9 Tebal Lantai Kolam Olak

Untuk menentukan tebal lantai kolam olak harus ditinjau pada dua kondisi yaitu pada

kondisi air normal dan kondisi air banjir.

wHLLxHxPx γ*'*

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ∆−= ....................................................................(2.36)

( )pas

WxPxstγ−

=.

min (Standar Perencanaan Irigasi KP-02)

dimana :

Px = Uplift Pressure (T/m2)

Hx = tinggi muka air di hulu bendung diukur dari titik x (m)

Lx = panjang creep line sampai titik x (m)

L = panjang creep line total (m)

∆H = perbedaan tinggi tekan di hulu dan di hilir bendung (m)



78

γw = berat jenis air (1 T/m3 )

t min = tebal minimum lantai kolam (m)

s = faktor keamanan untuk:

1,5 = untuk kondisi air normal

1,25 = untuk kondisi air banjir

Wx = kedalaman air pada titik X (m)

γbeton = berat jenis beton (2,4 T/m3)

Gambar 2.20 Gaya Angkat pada Pondasi Bendung

2.5.10 Saluran Primer

Untuk menentukan dimensi saluran primer terlebih dahulu harus diketahui elevasi

saluran primer, dimana elevasi air di saluran primer ditentukan sebagai berikut:

1. Elevasi sawah terjauh dan tertinggi yang akan diairi.

2. Tinggi genangan air di sawah.

3. Jumlah kehilangan energi:

a. dari saluran tersier ke sawah.

b. dari saluran sekunder ke tersier.

c. dari saluran primer ke sekunder.



79

d. akibat kemiringan saluran.

e. kehilangan energi di saluran pengambilan atau sadap.

Dimensi saluran dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Q = V . A

( )hhmbA .+=

1*2 2 ++= mhbP

PAR =

2/13/2 ** iRkV = .............................................................................................(2.23) ( Standar Perencanaan Irigasi KP-03, hal 15 )

Gambar 2.21 Potongan Melintang Dimensi Saluran Primer

dimana :

V = kecepatan rencana (m/det)

K = koefisien Stickler (m1/3/det)

R = jari-jari hidrolis (m)

i = kemiringan saluran

A = luas penampang basah (m2)

P = keliling basah (m)

m = kemiringan talud saluran

h = kedalaman air (m)



80

b = lebar dasar saluran (m)

Untuk saluran irigasi yang terbuat dari tanah, perbandingan antara lebar dasar dan

kedalaman air untuk perencanaan dapat dilihat pada Tabel 2.28



81

Tabel 2.27 Harga K (koesien Strickler)

Jenis saluran K(m1/3/dt)

A. Saluran tanah

Saluran Pembuang

Saluran Tersier

Saluran Primer & Sekunder

Qp < 1 m3/dt

1 m3/dt <Qp <5 m3/dt

5 m3/dt< Qp < 10 m3/dt

Qp > 10 m3/dt

33

35

35

40

42,5

45

B. Saluran Pasangan

Pasangan Batu Satu Sisi

Pasangan Batu dua Sisi

Pasangan Batu seluruhnya

Pasangan Slab Beton Satu Sisi

Pasangan Slab Beton Dua Sisi

Pasangan Slab Beton Seluruhnya

Saluran segiempat diplester

42

45

50

45

50

70

75

(Sumber KP 03)

Tabel 2.28 Perbandingan lebar dasar dan kedalaman air

Debit (Q) m3/dt Kemiringan talud 1 : m Perbandingan b/h (n) Nilai

K

0,15 – 0,30 0,30 – 0,50 0,50 – 0,75 0,75 – 1,00 1,00 - 1,50 1,50 – 3,00 3,00 – 4,50 4,50 – 5,00 5,00 – 6,00 6,00 –7,50 7,50 – 9,00

1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

1,0 1,0 - 1,2 1,2 - 1,3 1,3 - 1,5 1,5 - 1,8 1,8 - 2,3 2,3 - 2,7 2,7 - 2,9 2,9 - 3,1 3,1 - 3,5 3,5 - 3,5

35 35 35 35 40 40 40 40

42,5 42,5 42,5



82

9,00 – 10,0 10,0 – 11,0 11,0 – 15,0

15,00 – 25,0 25,00 – 40,0

1,5 2,0 2,0 2,0 2,0

3,5 - 3,9 3,9 - 4,2 4,2 - 49 4,9 - 6,5 6,5 - 9,0

45 45 45 45 45

Kemiringan talud berdasarkan jenis tanah yang dilalui dapat dilihat pada Tabel 2.29

berikut: Tabel 2.29 Kemiringan talud

Jenis Tanah m

Batuan

Batuan lunak

Lempung

Geluh, D< 1,0 mm

Geluh, D> 1,0 mm

Geluh Pasiran

Pasir lepas

0,25

0,50-0,70

0,50-1,10

1

1,50

1,50

2

Catatan: Geluh adalah campuran pasir, lempung dan lumpur dengan perbandingan hampir sama

Sumber KP 03

Selain ditentukan dari jenis tanah untuk saluran timbunan tanah yang dipadatkan

dengan baik besar kemiringan talud dapat ditentukan berdasarkan Tabel 2.30

Tabel 2.30 Kemiringan talud Untuk Saluran Timbunan Berdasarkan Kedalaman Air+Tinggi Jagaan

Kedalaman air + tinggi jagaan m

H< 1,00 m

1,00 m < H < 2,00 m

H > 2,00 m

1

1,5

2

Sumber KP 03

Tabel 2.31 Tinggi Jagaan (W)

Debit Q(m3/dt) Saluran Tanah (m) Saluran Pasangan (m)



83

< 0,50

0,50 – 1,50

1,50 – 5,00

5,00 – 10,00

10,00 – 15,00

> 15,00

0,40

0,50

0,60

0,75

0,85

1,00

0,20

0,20

0,25

0,30

0,40

0,50

Sumber KP 03

2.5.11 Alat Pengukur Debit

Parameter dalam menentukan pemilihan alat pengukur debit adalah sebagai berikut:

1. Kecocokan bangunan untuk keperluan pengukuran debit.

2. Ketelitian pengukuran di lapangan.

3. Bangunan yang kokoh, sederhana dan ekonomis.

4. Rumus debit sederhana dan teliti.

5. Eksploitasi dan pembacaan mudah.

6. Pemeliharaan mudah dan murah.

7. Cocok dengan kondisi setempat dan dapat diterima oleh para petani.

a. Alat Ukur Romijn

Alat ukur ini digunakan di depan bangunan intake saluran. Alat ukur ini juga

berfungsi mengatur dan mengukur debit serta sebagai pintu saluran primer.

Untuk menentukan h pintu didapat dari Tabel Q dan b seperti Tabel 2.32 berikut:

Tabel 2.32 Tipe Pintu Romijn

TIPE ROMIJN STANDAR

I II III IV V VI

Lebar (m) 0,50 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50

Kedalaman maks,aliran

pada muka air rencana 0,33 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50



84

Debit maks,pada muka air

rencana 160 300 450 600 750 900

Kehilangan energi 0,08 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11

Elevasi dasar di bawah

muka air rencana 0,81 + V 1,15 + V 1,15 + V 1,15 + V 1,15 + V 1,15 + V

V = Varian = 0,18 x Hmaks

Sumber : Buku Petunjuk Perencanaan Irigasi 1986

Kelebihan alat ukur Romijn adalah sebagai berikut :

1. Bangunan ini bisa mengukur dan mengatur debit sekaligus

2. Dapat membilas endapan sedimen halus

3. kehilangan energi relatif kecil

4. Ketelitian baik

5. Ekspliotasi mudah

Kekurangan alat ukur Romijn adalah sebagai berikut :

1. Pembuatannya rumit dan mahal

2. Bangunan ini membutuhkan muka air yang tinggi di saluran

3. Biaya pemeliharaan bangunan itu relatif mahal

4. Bangunan ini bisa disalahgunakan dengan jalan membuka pintu bawah

5. Bangunan ini peka terhadap fluktuasi muka air di saluran pengarah.



85

Gambar 2.22 Alat Pintu Romijn

b. Alat Ukur Ambang Lebar

Alat ukur ini dianjurkan karena bangunan ini kokoh, mudah dibuat dan mudah

disesuaikan dengan tipe saluran. Pembacaan debit dengan alat ukur ini dapat dilakukan

secara langsung, karena hanya menyatakan hubungan antara muka air hulu dengan debit.

Kelebihan alat ukur ambang lebar adalah sebagai berikut :

1. Bentuk hidrolis luwes dan sederhana.

2. Konstruksi kuat, sederhana dan tidak mahal.

3. Benda-benda hanyut dapat dilewatkan dengan mudah.

4. Eksploitasi mudah.

Kelemahan alat ukur ambang lebar adalah sebagai berikut :

1. Bangunan ini hanya bisa digunakan untuk mengukur saja.

2. Agar pengukuran teliti, aliran tidak boleh tenggelam.

p

h1

2 - 3H1> H1

Pintu sorong Mistar Ukur

Z

H



86

Gambar 2.23 Sket Alat Ukur Ambang Lebar

c. Alat Ukur Crump–de Gruyter

Alat ukur Crump–de Gruyter dipakai pada muka air di saluran selalu mengalami

fluktuasi dan muka air rendah di saluran. Alat ukur ini mempunyai kehilangan tinggi energi

yang lebih besar daripada alat ukur Romijn. Penggunaannya dengan cara menggerakan

pintu ke arah vertikal.

Kelebihan alat Crump–de Gruyter adalah sebagai berikut :

1. Bangunan ini dapat mengukur dan mengatur debit sekaligus.

2. Bangunan ini kuat dan tidak ada masalah dengan sedimen.

3. Eksploitasi mudah dan pengukuran teliti

Kelemahan alat Crump–de Gruyter adalah sebagai berikut :

1. Pembuatannya rumit dan mahal.

2. Biaya pemeliharaan mahal.

3. Kehilangan tinggi energi besar.

Dilihat dari segi kelebihan dan kekurangan, maka alat ukur debit Romijn sangat cocok

digunakan.

2.5.12 Saluran Kantong Lumpur

Kantong lumpur merupakan pembesaran potongan melintang saluran sampai panjang

tertentu untuk mengurangi kecepatan aliran dan kesempatan pada sedimen untuk

mengendap. Untuk menampung endapan sedimen tersebut dasar bagian saluran tersebut

diperdalam dan diperlebar. Tampungan ini dibersihkan setiap jangka waktu tertentu dengan

cara membilas sedimennya kembali ke sungai dengan aliran super kritis. Kantong lumpur

ditempatkan dibagian awal dari saluran primer tepat dibagian belakang pengambilan.



87

Gambar 2.24 Potongan Memanjang Kantong Lumpur

Gambar 2.25 Potongan Melintang Kantong Lumpur

Keterangan:

H = Kedalaman aliran di saluran, m

W = Kecepatan endap partikel sedimen, m/dt

L = Panjang kantong lumpur, m

B = Lebar rerata kantong lumpur, m

V = Kecepatan aliran, m/dt

Q = Debit kebutuhan, m3/dt

hn = Kedalaman normal saluran

hs = Kedalaman saluran kantong lumpur

Perhitungan kantong lumpur diasumsikan sama dengan saluran primer.

1. Perhitungan Kemiringan Saluran Kantong Lumpur (in)

Perhitungan kemiringan saluran kantong lumpur menggunakan rumus:

2/13/2)(1nixRnx

nVn = .............................................................................. (2.24)

(Standar Perencanaan Irigasi KP-02)

VnxAnQn =

dimana :

B

hn 1:2hs



88

Vn = kecepatan rata-rata selama eksploitasi normal = 0,40 m/det

n = koefisien kekasaran Manning (det/m1/3)

Rn = jari-jari hidrolis (m)

in = kemiringan saluran

Qn = kebutuhan pengambilan rencana (m3/det)

An = luas penampang basah (m2)

2. Perhitungan Kemiringan Saluran Kantong Lumpur (iS )

Agar pengambilan dapat dilakukan dengan baik, maka kecepatan aliran harus tetap kritis

dimana Fr = 1.

Rumus yang digunakan:

Kedalaman kritis (hc) = 3

2

gq dimana

BQq =

maka : hc = 3

2 1*gB

Q⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Vs = hsg *

Fr = 1*

=hsg

Vs

Kemiringan saluran ( IS ) = 23/2

2

*1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛Rs

n

Vs

S

Perhitungan Panjang Kantong Lumpur menggunakan rumus:

VnL

whn

=

w = kecepatan endap, diambil berdasarkan hubungan antara diameter saringan dan

kecepatan endap untuk air tenang (KP-02 hal 145). Dengan diameter sedimen 0,07

mm dan suhu air sebesar 20oC maka didapat kecepatan endap sebesar 0,004 m/det.

Grafiknya dapat dilihat pada Gambar 2.26



89

Gambar 2.26 Kecepatan Endap Lumpur untuk Air Tenang

2.5.13 Pintu Penguras Kantong Lumpur

Pintu penguras kantong lumpur tidak boleh terjadi gangguan selama pembilasan, oleh

karena itu aliran pada pintu penguras tidak boleh tenggelam. Penurunan kecepatan aliran

akan mengakibatkan menurunnya kapasitas angkutan sedimen, oleh karena itu kecepatan

aliran tidak boleh berkurang, untuk menambah kecepatan aliran maka dibuat kemiringan

saluran yang memungkinkan untuk kemudahan dalam transport sedimen.

2.5.14 Bangunan Pengambilan atau Intake

Bangunan pengambilan adalah sebuah bangunan berupa pintu air yang terletak di

samping kanan bendung. Fungsi bangunan ini adalah untuk membelokkan aliran air dari

sungai dalam jumlah yang diinginkan untuk kebutuhan irigasi. Saluran pembilas pada

bangunan pengambilan dilengkapi dengan pintu dan bagian depannya terbuka untuk

menjaga jika terjadi muka air tinggi selama banjir. Besarnya bukaan pintu tergantung



90

dengan kecepatan aliran masuk yang diinginkan. Kecepatan ini tergantung pada ukuran

butir bahan yang diangkut.

Elevasi lantai intake diambil minimal satu meter di atas lantai hulu bendung karena

sungai mengangkut pasir dan kerikil. Pada keadaan ini makin tinggi lantai dari dasar sungai

maka akan semakin baik, sehingga pencegahan angkutan sedimen dasar masuk ke intake

juga makin baik. Tetapi bila lantai intake terlalu tinggi maka debit air yang tersadap

menjadi sedikit, untuk itu perlu membuat intake arah melebar. Agar penyadapan air dapat

terpenuhi dan pencegahan sedimen masuk ke intake dapat dihindari, maka perlu diambil

perbandingan tertentu antara lebar dengan tinggi bukaan.

QQn *2,1= ...........................................................................................(2.25)

(Standar perencanaan Irigasi KP-02)

zgbaQn ..2....µ= ...................................................................................(2.26)

(Buku Petunjuk Perencanaan Irigasi, PU Pengairan, Hal: 76 )

dimana :

Qn = debit rencana (m3/det)

Q = kebutuhan air di sawah (m3/det)

µ = koefisien debit

a = tinggi bukaan (m)

b = lebar bukaan (m)

g = gaya gravtasi = 9,81 m/det2

z = kehilangan tinggi energi pada bukaan antara 0,15 – 0,30 m



91

Sf

Sw

So

X

hf

V2²

h2

z2

2g

V1²2g

h1

z1

Gambar 2.27 Potongan Melintang Bangunan Pengambilan

2.6 Tinjauan Gerusan Di Hilir Bendung

Tinjauan terhadap gerusan bendung digunakan untuk menentukan tinggi dinding

halang (koperan) di ujung hilir bendung. Untuk mengatasi gerusan tersebut dipasang apron

yang berupa pasangan batu kosong sebagai selimut lintang bagi tanah asli. Batu yang

dipakai untuk apron harus keras, padat, awet dan mempunyai berat jenis 2,4 Ton/m3. untuk

menghitung kedalaman gerusan digunakan metode Lacey sebagai berikut: 3/1

47,0 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

fQR ...............................................................................................(2.37)

2/176,1 Dmf =

dimana :

R = kedalaman gerusan di bawah permukaan air banjir (m)

Dm = diameter rata-rata material dasar sungai (mm)

Q = debit yang melimpah di atas mercu (m3/det)

f = faktor lumpur Lacey

Menurut Lacey, kedalaman gerusan bersifat empiris, maka dalam penggunaannya dikalikan

dengan angka keamanan sebesar 1,5.

2.7 Tinjauan Backwater Di Hulu Bendung

Perhitungan backwater bertujuan untuk mengetahui peninggian muka air pada bagian

hulu akibat pembangunan bendung, sehingga dapat menentukan tinggi tanggul yang harus

dibuat. Dengan diketahuinya muka air di hulu bendung maka dapat ditentukan :

a. Tinggi tanggul di hulu.

b. Panjang tanggul yang harus dibuat (seberapa jauh pengaruh backwater).



92

Gambar 2.28 Tinggi Energi Backwater

dimana:

h1 = kedalaman air tanpa bendung.

h2 = tinggi muka air akibat bendung.

So = kemiringan dasar sungai.

Sw = kemiringan muka air.

Sf = kemiringan garis energi.

( ) ( )

SfSoEE

x

EExSfxSoxSfExSoE

hfg

VhZZ

gV

h

hfg

VhZZ

gV

h

hfg

VhZ

gV

hZ

EEX

−−

=∆

+=∆−∆∆+=∆+

++=−++

++=−++

+++=++

∆

21

21

21

22

221

21

1

22

221

21

1

22

22

21

11

....

22

22

22

21

4342143421

43421

dimana:

3/4

22

.22.2.RVnSf = V =

n1 . R 2/3 . i ½

A = (b + mh)h PAR

mhbP=

++= 212



93

Gambar 2.29 Sketsa Backwater di Hulu Bendung

2.8 Analisis Stabilitas Struktur Bendung

Stabilitas bendung dianalisis pada tiga macam kondisi yaitu pada saat sungai kosong,

normal dan pada saat sungai banjir. Tinjauan stabilitas yang diperhitungkan dalam

perencanaan suatu bendung meliputi:

2.8.1 Analisis Gaya-gaya Vertikal

2.8.1.1 Akibat Berat Sendiri Bendung

Gaya akibat berat sendiri bending adalah

G = V * γ ........................................................................................(2.38)

dimana:

V = Volume (m3)

γ = berat jenis bahan, beton = 2,4 T/m3

2.8.1.2 Gaya Angkat (Uplift Pressure)

Rumus yang dipakai:

HHxPx −= ......................................................................................(2.39)

)*(LHLxHxPx ∆

−=

(Irigasi dan Bangunana Air, Gunadarma Hal 131) dimana:

Px = Uplift Pressure (akibat tekanan air) pada titik X (T/m2)

Lx = jarak jalur rembesan pada titik x (m)

L = panjang total jalur rembesan (m)

∆H = beda tinggi energi (m)

Hx = tinggi energi di hulu bending



94

2.8.2 Analisis Gaya-gaya Horisontal

2.8.2.1 Gaya Akibat Tekanan Lumpur

Rumus yang dipakai:

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡+−

=θθγ

sin1sin1

2

2xhP s

s .......................................................................(2.40)

(Irigasi dan Bangunan Air, Gunadharma, hal 132)

dimana:

Ps = gaya yang terletak pada 2/3 kedalaman dari atas lumpur yang bekerja secara

horisontal (kg)

θ = sudut geser dalam

γ s = berat jenis lumpur (kg/m3) = 1600 kg/m3 = 1,6 T/m3

h = kedalaman lumpur (m)

2.8.2.2 Gaya Hidrostatis

Rumus yang dipakai:

Wu = c.γ w[h2 + ½ ζ (h1-h2)]A....................................................(2.41) (Irigasi dan

Bangunan Air, Gunadharma, hal 131) dimana:

c = proposan luas dimana tekanan hidrostatis bekerja (c = 1 untuk semua tipe pondasi)

γ w = berat jenis air (kg/m3) = 1000 kg/m3 = 1 T/m3

h2 = kedalaman air hilir (m)

h1 = kedalaman air hulu (m)

ζ = proporsi tekanan, diberikan pada Tabel 2.33 (m)

A = luas dasar (m2)

Wu = gaya tekanan ke atas resultante (Ton)

Tabel 2.33 Harga-harga ζ



95

Tipe Pondasi Batuan Proporsi Tekanan

Berlapis horisontal

Sedang, pejal (massive)

Baik, pejal

1,00

0,67

0,50

(Sumber : Irigasi dan Bangunan Air,Gunadarma)

2.8.2.3 Gaya Akibat Tekanan Tanah Aktif dan Pasif

Tekanan tanah aktif dihitung dengan rumus sebagai berikut:

2**21 hKaPa subγ= ( )2/45tan 02 φ−=Ka ...........................................(2.42)

wsatsub γγγ −=

ww eeGs γγ −⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

++

=1

dimana γw = 1 T/m3

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

+−

=e

Gsw 1

1γ

Tekanan tanah pasif dihitung dengan rumus sebagai berikut:

2**21 hKpPp subγ= ..................................................................................(2.43)

( )2/45tan 02 φ+=Kp

wsatsub γγγ −=

ww eeGs γγ −⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

++

=1

dimana γw = 1 T/m3

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

+−

=e

Gsw 1

1γ

Keterangan :

Pa = tekanan tanah aktif (T/m2)

Pp = tekanan tanah pasif (T/m2)

φ = sudut geser dalam ( 0 )



96

g = gravitasi bumi = 9,81 m/detik2

h = kedalaman tanah aktif dan pasif (m)

γsub = berat jenis submerged / tanah dalam keadaan terendam (T/m3)

γsat = berat jenis saturated / tanah dalam keadaan jenuh (T/m3)

γw = berat jenis air = 1,0 T/m3

Gs = Spesifik Gravity

e = Void Ratio

2.8.2.4 Gaya Gempa

Untuk menghitung gaya gempa dipakai rumus sebagai berikut:

( )mcd xzana = ....................................................................................(2.44)

(Standar Perencanaan Irigasi KP-06)

gaE d=

dimana:

ad = percepatan gempa rencana (cm/dt2)

n, m = koefisien untuk masing-masing jenis tanah

aC = percepatan kejut dasar (cm/dt2)

z = faktor yang tergantung dari letak geografis (dapat dilihat pada “Pete Zona

Seismik untuk Perencanaan Bangunana Air Tahan Gempa”)

E = koefisien gempa

G = percepatan gravitasi = 9,81 m/dt2.

Dari koefisien gempa di atas, kemudian dicari besarnya gaya gempa dan momen

akibat gaya gempa dengan rumus:

Gaya Gempa, K = E x G

dimana:

E = koefisien gempa

K = gaya gempa



97

G = berat bangunan (Ton)

Momen: → M = K x Jarak (m)

Setelah menganalisis gaya-gaya tersebut, kemudian diperiksa stabilitas bendung

terhadap guling, geser, pecahnya struktur, erosi bawah tanah (piping) dan daya dukung

tanah.

2.8.3 Analisis Stabilitas Bendung

2.8.3.1 Terhadap Guling

Rumus yang digunakan untuk cek terhadap guling adalah sebagai berikut:

5.1>=∑∑

MGMT

SF .............................................................. ........................(2.45)

(Teknik Bendung, Ir.Soedibyo, Hal 105)

dimana :

SF = faktor keamanan

Σ MT = jumlah momen tahan (Ton meter)

Σ MG = jumlah momen guling (Ton meter)

2.8.3.2 Terhadap Geser

Rumus yang digunakan untuk cek terhadap geser adalah sebagai berikut:

5.1>=∑∑

RHRV

fSF ..........................................................................…..........(2.46)

dimana :


Σ RV = total gaya vertikal (Ton)

Σ RH = total gaya horisontal (Ton)

f = koefisien gesekan = (0,6-0,75)

2.8.3.3 Terhadap Daya Dukung Tanah

Dari data tanah pada lokasi bendung Sapon, diperoleh :



98

γ = berat jenis tanah (T/m3)

c = kohesi

φ = sudut geser dalam

Df = kedalaman pondasi (m)

Nc, Nq, Nγ didapat dari grafik Terzaghi

Rumus daya dukung tanah Terzaghi :

qult = c . Nc + γ . Nq . Df + 0,5 .γ. B . N ..........................................................(2.47) (Mekanika Tanah Jilid I, Braja M. Das )

SFqult=σ ........................................................................................................(2.48)

Kontrol :

σσ <⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +=

Be

BRV

maks.61 .............................................................................(2.49)

0.61min >⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

Be

BRVσ ...............................................................................(2.50)

dimana :


RV = gaya vertikal (Ton)

B = panjang tubuh bendung (m)

σ = tegangan yang timbul (T/m2)

σ = tegangan ijin (T/m2)

2.8.3.4 Terhadap Erosi Bawah Tanah (Piping)

Keamanan bendung terhadap erosi bawah bendung dihitung dengan rumus :

shsasSF )/1( +

= ……………………………………………..……..……...…(2.51)

(Standar Perencanaan Irigasi, KP-02, hal : 127)

dimana :


(Teknik Bendung, Ir.Soedibyo, Hal : 107 )



99

s = kedalaman tanah (m)

a = tebal lapisan pelindung (m)

hs = tekanan air pada kedalaman s (kg/m2)

Rumus di atas mengasumsikan bahwa berat volume tanah di bawah air dapat diambil 1 (γw

= γs = 1 T/m3). Berat volume bahan lindung di bawah air adalah 1. Faktor keamanan, SF

sekurang-kurangnya 2.

bab ii landasan teori - eprints.undip.ac.ideprints.undip.ac.id/34320/5/1956_chapter_ii.pdf · data...

Documents