perancangan keairan - bab 02 - landasan teori

7/25/2019 Perancangan Keairan - Bab 02 - Landasan Teori

1/56

II-1

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 SUNGAI

Sungai merupakan jalan air alami. mengalir menuju Samudera, Danau atau

laut, atau ke sungai yang lain. Pada beberapa kasus, sebuah sungai secara

sederhana mengalir meresap ke dalam tanah sebelum menemukan badan air

lainnya. Dengan melalui sungai merupakan cara yang biasa bagi air hujan yang

turun di daratan untuk mengalir ke laut atau tampungan air yang besar sepertidanau. Sungai terdiri dari beberapa bagian, bermula dari mata air yang mengalir

ke anak sungai. Beberapa anak sungai akan bergabung untuk membentuk sungai

utama. Aliran air biasanya berbatasan dengan kepada saluran dengan dasar dan

tebing di sebelah kiri dan kanan. Penghujung sungai di mana sungai bertemu laut

dikenali sebagai muara sungai.

Sungai merupakan salah satu bagian dari siklus hidrologi. Air dalam

sundai umumnya terkumpul dari presipitasi, seperti hujan,embun, mata air,limpasan bawah tanah, dan di beberapa negara tertantu air sungai juga berasal dari

lelehan es / salju. Selain air, sungai juga mengalirkan sedimen dan polutan.

Kemanfaatan terbesar sebuah sungai adalah untuk irigasi pertanian, bahan

baku air minum, sebagai saluran pembuangan air hujan dan air limbah, bahkan

sebenarnya potensial untuk dijadikan objek wisata sungai. Di Indonesia saat ini

terdapat 5.950 daerah aliran sungai (DAS).

Pada beberapa kasus, sebuah sungai secara sederhana mengalir meresap

kedalam tanah sebelum menemukan badan air lainnya. Melalui sungai merupakan

cara yang biasa bagi air hujan yang turun di daratan untuk mengalir ke laut atau

tampungan air yang besar seperti danau. Sungai terdiri dari beberapa bagian,

bermula dari mata air yang mengalir ke anak sungai. Beberapa anak sungai akan

bergabung untuk membentuk sungai utama. Aliran air biasanya berbatasan dengan

saluran dengan dasar dan tebing di sebelah kiri dan kanan. Pengujung sungai di

mana sungai bertemu laut dikenali sebagai muara sungai.
http://id.wikipedia.org/wiki/Airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hujanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Daratan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Lauthttp://id.wikipedia.org/wiki/Danauhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mata_airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Irigasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Indonesiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Daerah_aliran_sungaihttps://id.wikipedia.org/wiki/Hujanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Daratanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Lauthttps://id.wikipedia.org/wiki/Danauhttps://id.wikipedia.org/wiki/Mata_airhttps://id.wikipedia.org/wiki/Mata_airhttps://id.wikipedia.org/wiki/Danauhttps://id.wikipedia.org/wiki/Lauthttps://id.wikipedia.org/wiki/Daratanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Hujanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Daerah_aliran_sungaihttp://id.wikipedia.org/wiki/Indonesiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Irigasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Mata_airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Danauhttp://id.wikipedia.org/wiki/Lauthttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Daratan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Hujanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Air


2/56

II-2

Jenis sungai dapat dibedakan menurut jumlahnya, genetiknya, dan sumber

airnya. Menurut jumlah airnya, sungai dapat dibedakan menjadi:

1. Sungai Permanen

Sungai yang debit airnya sepanjang tahun relatif tetap. Contoh sungai jenis

ini adalah sungai Kapuas, Kahayan, Barito dan Mahakam di Kalimantan. Sungai

Musi, Batanghari dan Indragiri di Sumatera.

2. Sungai Periodik

Sungai yang pada waktu musim hujan airnya banyak, sedangkan pada

musim kemarau airnya kecil. Contoh sungai jenis ini banyak terdapat di pulau

Jawa misalnya sungai Bengawan Solo, dan sungai Opak di Jawa Tengah. Sungai

Progo dan sungai Code di Daerah Istimewa Yogyakarta serta sungai Brantas di

Jawa Timur.

3. Sungai Intermittent/ Episodik

Sungai yang pada musim kemarau airnya kering dan pada musim hujan

airnya banyak. Contoh sungai jenis ini adalah sungai Kalada di pulau Sumba.

4. Sungai Ephermal

Sungai yang ada airnya hanya pada saat musim hujan. Pada hakekatnya

sungai jenis ini hampir sama dengan jenis episodik, hanya saja pada musim hujansungai jenis ini airnya belum tentu banyak.

Sungai juga dibedakan menurut genetiknya, yaitu berdasarkan arah

alirannya. Menurut genetiknya, sungai dapat dibedakan menjadi:

1. Sungai Konsekuen

Sungai yang arah alirannya searah dengan kemiringan lereng.

2. Sungai Subsekuen

Sungai yang aliran airnya tegak lurus dengan sungai konsekwen.3. Sungai Obsekuen

Anak sungai subsekwen yang alirannya berlawanan arah dengan sungai

konsekwen

4. Sungai Insekuen

Sungai yang alirannya tidak teratur atau terikat oleh lereng daratan.

5. Sungai Resekuen

Anak sungai subsekwen yang alirannya searah dengan sungai konsekwen.


3/56

II-3

Sementara menurut sumber airnya, sungai dapat dibedakan menjadi tiga jenis

sebagai berikut:

1. Sungai Hujan

Sungai yang berasal dari air hujan. Banyak dijumpai di Pulau Jawa dan

kawasan Nusa Tenggara.

2. Sungai Gletser

Sungai yang berasal dari melelehnya es. Bnyak dijumpai di negara-negara

yang beriklim dingin, seperti Sungai Gangga di India dan Sungai Rhein di Jerman.

3. Sungai Campuran

Sungai yang berasal dari air hujan dan lelehan es. Dapat dijumpai di

Papua, contohnya Sungai Digul dan Sungai Mamberamo.

Sungai merupakan salah satu unsur penting dalam kehidupan manusia,

oleh karena itu penelitian dan manajemen sungai ini dilakukan oleh berbagai

profesi. Ahli sanitari misalnya, meneliti sedimen sungai yang berasal dari buangan

limbah serta pengaruhnya terhadap lingkungan. Sedangkan ahli teknik sipil,

mengelola sungai untuk keperluan reservoir , pembangunan pelabuhan, dan

jembatan. Keperluan tersebut memerlukan pengetahuan tentang sungai dan

pengalirannya, seperti morfologi sungai, geometri sungai serta pola pengaliransungai.

Sungai dikategorikan menjadi tiga bagian, yaitu bagian hulu, bagian

tengah, dan bagian hilir.

1. Bagian Hulu

Daerah bagian hulu adalah daerah awal aliran sungai, dan berada di daerah

pegunungan atau perbukitan. Sungai bagian hulu memiliki cirri-ciri sebagai

berikut :a. Memiliki lembah sungai berbentuk V, dan lerengnya cembung

(convecs).

b. Debit airnya relative kecil dan sangat dipengaruhi oleh curah

hujan.

c. Arusnya dearas

d. Aliran sungai mengalir di atas batuan induk (country rocks).

e. Aliran sungai cenderung relative lurus.


4/56

II-4

f. Aliran sungai mengerosi batuan induk.

g. Kondisi dasar sungai berbatu-batu

h. Erosi oleh aliran air sungai terutama terjadi ke arah vertical (aliran

air sungai mengerosi dasar sungai).

i. Tidak pernah terjadi banjir (air sungai yang meluap) karena air

segera mengalir ke hilir.

2. Bagian Tengah

Daerah sungai bagian tengah memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

a. Memiliki lembah sungai berbentuk U (konkaf)

b. Arusnya tidak begitu deras.

c. Daya erosinya mulai berkurang.d. Arah erosi ke bagian dasar dan samping (vertikal dan horizontal).

e. Mulai terjadi pengendapan (sedimentasi)

f. Sering terjadi meander yaitu kelokan sungai yang mencapai 180

atau lebih.

3. Bagian Hilir

Daerah hilir adalah daerah akhir aliran sungai, dan berada di dataran

rendah tepi pantai. Sungai-sungai di daerah hilir memiliki ciri-ciri sebagai berikut:a. Memiliki l embah sungai berbentuk U.

b. Aliran air permanen meskipun debit aliran sungai dapat

dipengaruhi oleh curah hujan (musim).

c. Di dalam alur sungai cenderung terjadi pengendapan, dan aliran air

sungai mengalir di atas endapannya sendiri.

d. Mendapat air dari alur yang berasal dari daerah hulu, dan kondisi

debit dipengaruhi oleh kondisi daerah hulu.e. Dapat terjadi banjir bila debit air yang datang dari daerah hulu

melebihi daya tampung saluran sungai yang ada di daerah hilir.

f. Daerah genangan air sungai ketika banjir dikenal sebagai daerah

dataran banjir, dan di dataran ini muatan yang dibawa oleh air

sungai ketika banjir sebagian diendapkan.

g. Aliran sungai cenderung berkelok-kelok membentuk pola aliran

sungai yang dikenal sebagai meander.


5/56

II-5

h. Sungai cenderung mengerosi ke arah lateral (mengerosi tebing

sungai).

2.1.1. Bentuk Sungai

Bentuk sungai sering dibedakan menjadi tiga macam, yaitu bentuk

tampang lintang sungai, bentuk tampang memanjang sungai, serta pandangan atas

sungai. Bentuk bentuk tipikal tampang melintang sungai disajikan pada sketsa.

Bentuk sungai tidak tetap, selalu berubah sesuai dengan karakteristika alami yang

merupakan faktor penting dalam kontribusi pembentukan sungai.

Perlakuan campur tangan manusia mengakibatkan bentuk sungai lebih cepat

mengalami perubahan. Karakteristik alami tersebut adalah iklim dan fisiografi

daerah di wilayah sungai yang ditinjau, yang terdiri dari:

1. Topografi daerah aliran sungai

2. Formasi batuan (erosilitas tampang basah)

3. iklim river basin/catchment area/daerah tangkapan hujan, serta vegetasi

river basin.

Belokan sungai lebih banyak dijumpai di sungai bagian tengah, di mana

pada bagian ini erosi lateral akan lebih berperan dan sangat mengkontribusi

pembentukan pulau sedimen. Perubahan bentuk akan lebih mungkin terjadi karena

pemanfaatan sungai, misalnya :

1. Scouring/gerusan pada pilar jembatan,

2. Erosi pada bagian bawah/hilir bendungan,

3. Garis pembendungan karena adanya pemanfaatan bataran sungai sehingga

tampang basah sungai menjadi berkurang 4. Sungai akan leluasa dalam menyesuaikan ukuran dan bentuknya, sebagai

reaksi oleh adanya perubahan kondisi dasar dan tebing.

5. Bagian dasar dan tebing sungai akan dibentuk oleh material yang diangkut

oleh aliran sungai, berasal dari pelapukan geologi pada periode yang

panjang.

6. Ukuran dan bentuk sungai (tampang melintang, memanjang, dan

pandangan atas) disebut morfologi sungai .


6/56

II-6

2.1.2 Morfologi Sungai

Morfologi sungai adalah ilmu yang mempelajari tentang geometri (bentuk

dan ukuran), jenis, sifat dan perilaku sungai dengan segala aspek dan perubahannya dalam dimensi ruang dan waktu. Dengan demikian, morfologi

sungai ini akan menyangkut juga sifat dinamik sungai dan lingkungannya yang

saling terkait.

Gambar 2.1. Morfologi sungai

Keterangan

A = Bantaran Sungai ; B = tebing sungai ; C = badan sungai ;D = batas tinggi air semu ; E = dasar sungai ; F = vegetasi riparian

2.1.3 Geometri Sungai

Geometri sungai adalah bentuk dan ukuran sungai pada arah melintang

dan memanjang, yang terdiri dari dasar sungai, tebing sungai, alur sungai, serta

bantaran sungai.

1. Bentuk DASDaerah aliran sungai dapat dibedakan berdasarkan bentuk atau pola

dimana bentuk ini akan menentukan pola hidrologi yang ada. Coarak atau pola

DAS dipengaruhi oleh faktor geomorfologi, topografi dan bentuk wilayah DAS.

Sosrodarsono dan Takeda (1977) mengklasifikasikan bentuk DAS sebagai

berikut :


7/56

II-7

a. DAS bulu burung : Anak sungainya langsung mengalir ke sungai utama.

DAS atau Sub-DAS ini mempunyai debit banjir yang relatif kecil karena

waktu tiba yang berbeda.

b. DAS Radial : Anak sungainya memusat di satu titik secara radial sehingga

menyerupai bentuk kipas atau lingkaran. DAS atau sub-DAS radial

memiliki banjir yang relatif besar tetapi relatif tidak lama.

c. Das Paralel: DAS ini mempunyai dua jalur sub-DAS yang bersatu.

Berikut adalah table karakteristik bentuk bentuk DAS:Tabel 2.1. Karakteristik Bentuk-Bentuk DAS

Luas DAS dapat diukur di atas peta menggunakan alat planimeter. Batas

DAS merupakan punggung bukit atau pegunungan yang memungkinkan prespitasi
http://bebasbanjir2025.files.wordpress.com/2010/01/t2.jpg


8/56

II-8

yang jatuh menjadi aliran air mengalir melaluisaluran sungai di dalamnya yang

terpisah dari kawasan DAS lainnya. Semakin kecil luas DAS yang diamati

memerlukan peta topografi dengan skala yang semakin besar.

Tabel 2.2. Penggunaan Peta Topografi dalam Pengukuran Luas DAS

(Sumber: Puslitbang Pengairan, 1986 dalam Soewarno, 1991 )Panjang sungai dihitung sebagai jarak datar dari muara sungai (oulet) ke

arah hulu sepanjang sungai induk. Adapun lebar sungai merupakan pembagian

antara luas DAS dengan panjang sungai.

Gambar 2.2. Urutan nomor orde sungai

Orde atau tingkat percabangan sungai adalah posisi percabangan alur

sungai di dalam urutannya terhadap induk sungai dalam satu AS (Soewarno,

1991). Alur sungai paling hulu yang tidak memiliki cabang disebut orde pertama,

pertemuan dua orde pertama disebut orde kedua, pertemuan orde pertama dengan

orde kedua disebut orde kedua, dan pertemuan dua orde kedua disebut orde

ketiga, begitu seterusnya. Secara umum dapat dinyatakan bahwa pertemuan dua

orde yang sama menghasilkan nomor orde satu tingkat lebih tinggi, sedangkan

pertemuan dua orde sungai yang berbeda memberikan nomor orde yang sama
http://bebasbanjir2025.files.wordpress.com/2010/01/g4.jpghttp://bebasbanjir2025.files.wordpress.com/2010/01/t3.jpg


9/56

II-9

nilainya dengan nomor orde tertinggi diantarakedua orde yang sungai yang

bertemu.

Kerapatan sungai adalah angka indeks yang menunjukkan banyaknya anak

sungai di dalam suatu DAS. Indeks tersebut dihitung dengan persamaan :

D = L/A ................................................................................................. (2.1)

Dari persamaan 2.1 diketahui D adalah indeks kerapatan sungai (km/km 2), L

adalah jumlah panjang seluruh alur sungai (km), dan A adalah luas DAS (km 2).

Tabel 5 menunjukkan kriteria indeks kerapatan sungai. Horton (1949)

menyebutkan bahwa kerapatan sungai berhubungan dengan sifat drainase DAS.

Sungai dengan kerapatan kurang dari 0,73 umumnya berdrainase jelek atau sering

mengalami penggenangan, sedangkan sungai dengan kerapatan antara 0,73 - 2,74

umumnya memiliki kondisi drainase yang baik atau jarang mengalami

penggenangan.

Tabel 2.3. Indeks Kerapatan Sungai (Soewarno, 1991)

Kemiringan sungai utama adalah rasio perbedaan tinggi antara titik

tertinggi (di bagian hulu) dengan titik terendah (di bagian hilir) dari sungai utama

dibagi dengan panjang sungai utama.

2. Permasalahan Umum Geometri Sungai

Sungai mengalami dua hal penting, yaitu erosi dan pengendapan yang

dipengaruhi oleh jenis aliran air dalam sungai yaitu:

a. Aliran Laminar

Air mengalir dengan lambat, partikel akan bergerak ke dalam arah paralel

terhadap saluran.
http://bebasbanjir2025.files.wordpress.com/2010/01/t4.jpg


10/56

II-10

b. Aliran Turbulen

Kecepatan aliran berbeda pada bagian atas, tengah, bawah, depan dan

belakang dalam saluran, sebagai akibat adanya perubahan friksi, yangmengakibatkan perubahan gradien kecepatan. Kecepatan maksimum pada

aliran turbulen umunya terjadi pada kedalaman 1/3 dari permukaan air terhadap

kedalaman sungai.

Erosi yang terjadi pada dinding ataupun dasar sungai dibawah kondisi

aliran bersifat turbulen.Pengendapan akan terjadi jika material yang dipindahkan

jauh lebih besar untuk digerakkan oleh kecepatan dan kondisi aliran. Pada kondisi

aliran turbulen erosi akan terjadi akibat terbawanya material.Air yang mengalir di dalam sungai tidak tetap dan selalu berubah-ubah.

Perubahan itu tidak hanya terjadi secara musiman, tetapi juga dari hari ke hari,

bahkan dalam satu hari dapat terjadi berkali-kali. Perubahan air mengalir antara

lain berupa perubahan besarnya debit, dan yang paling banyak mengalami

akibatnya adalah geometri sungai. Beberapa contoh masalah geometri sungai

antara lain sebagai berikut:

a. Adanya pengendapan bahan-bahan padat yang berasal dari erosi,longsoran tebing sungai, bahan dari letusan gunung berapi yang terbawa

oleh air. Sehingga geometri dasar sungai menjadi dangkal, kemudian muka

air sungai naik.

b. Adanya bangunan liar yang menjorok ke sungai atau batang-batang pohon

yang tumbang, sehingga geometri sungai di tempat itu berubah dan aliran

sungai mendapat rintangan.

c. Adanya penggundulan hutan atau pembukaan tanah-tanah di daerah

pengaliran sungai, sehingga mendatangkan erosi dan sedimentasi yang

mengakibatkan geometri sungai berubah dan muka air sungai naik.

d. Adanya sedimentasi di muara sungai, geometri dasar sungai mendangkal,

sehingga muka air sungai di bagian hulunya naik.

e. Adanya alur sungai yang memiliki belokan-belokan tajam, sehingga

geometri sungai pada arah melintang tidak seimbang yang mengakibatkan

kelancaran air sungai di tempat itu terganggu.


11/56

II-11

f. Adanya kegiatan penambangan bahan galian pada alur sungai, sehingga

palung sungai menjadi rusak.

Secara alamiah geometri sungai selalu mengalami perubahan secara terus

menerus, dan pada keadaan tertentu air meluap keluar palung sehingga dapat

menimbulkan korban berupa kekayaan penduduk dan Negara, jiwa manusia,

putusnya sarana perhubungan, terganggu kelancaran perekonomian, timbulnya

wabah penyakit, dan lain-lain.

2.1.4 Profil Melintang Sungai

Profil melintang diperlukan untuk menggambarkan bentuk penampang

melintang suatu jalan ataupun saluran air yang direncanakan. Dengan jarak dan

perbedaan tinggi titik-titik di atas permukaan bumi, didaptlah irisan arah

melintang yang dinamakan profil melintang. Bentuk profil melintang dapat dilihat

pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.3. Bentuk profil melintang sungai


12/56

II-12

2.1.5 Tampang Memanjang

Profil memanjang diperlukan untuk membuat trase jalan kereta api, jalan

raya, saluran air, pipa air minum, dan sebagainya. Dengan jarak dan perbedaan

tinggi titik titik di atas permukaan bumi, di dapatlah irisan tegak lapangan yangdi namakan profil memanjang pada sumbu proyek Bersama dengan profil

melintang dan peta situasi kita dapatkan dasar dasar pada perencanaan proyektersebut diatas Penyipat datar pada profil memanjang dapat dilakukan. Biasanya

timbul juga banyak titik di antaranya (Z) kita harus menggunakan satu

perhitungan yang lebih sederhana. Bentuk profil memanjang dapat dilihat pada

gambar berikut :

Gambar 2.4. Bentuk profil memanjang sungai

2.1.6 Manfaat Sungai

Berikut ini adalah beberapa kegunaan atau manfaat perairan darat bagi

manusia di sekitarnya, antara lain:

1. Sumber energi pembangkit listrik

Sebagai Negara kepulauan sumber-sumber energi alternatif berbasis air

yang berkelanjutan dan terbarukan (energi arus laut atau sungai,energi ombak,

energi pasang surut permukaan laut, dan energi perbedaan temperatur antara

permukaan laut dan dasar laut (OTEC) cukup melimpah . Sumber ini banyak


13/56

II-13

terdapat hampir di seluruh wilayah Indonesia, khususnya Indonesia bagian Timur

yang memiliki sumber arus dengan kecepatan cukup kuat. Potensi arus laut

banyak ditemukan di Selat-selat NTB, NTT, Maluku dan Papua. Sedangkan

potensi arus sungai cukup banyak ditemui di Sumatra, Kalimantan dan Papua.

Keuntungan penggunaan energi arus laut atau sungai selain ramah lingkungan

adalah energi arus laut atau sungai mempunyai densitas yang jauh lebih besar

dibandingkan dengan energi angin (830 kali) sehingga dengan kapasitas yang

sama, dimensi turbin arus akan jauh lebih kecil dibandingkan turbin angin (lebih

efisien).

2. Sarana Transportasi

Di Thailand, sistem transportasi sungai menggunakan kapal tongkang

(barges) menjadi pilihan utama untuk menekan biaya transportasi. Kebanyakan

industri di Thailand dibangun di pinggir sungai Chao Phraya (sepanjang 370 km)

untuk memudahkan dan menekan biaya transportasi.Transportasi sungai yang

dikembangkan Thailand nampaknya cukup efektif dan efisien sebagai sarana

transportasi barang-baranng ekspor sehingga mampu meningkatkan dayasaing

produk di pasaran internasional. Setiap hari lalu-lalang sejumlah kapal tongkang

mengangkut barang-barang perdagangan seperti beras, minyak, minuman, beton, barang tambang, maupun produk pertanian lainnya, mengindikasikan pentingnya

peranan sungai sebagai sarana transportasi perekonomian modern. Kapal-kapal

tongkang dengan kapasitas muat antara 400 ton hingga 600 ton tersebut ditarik

menggunakan kapal ikan ataupun tag boat . Dengan adanya krisis energi, kini

kebanyakan industri mulai meninggalkan penggunaan truk/trailer sebagai alat

transportasi dan beralih ke transportasi sungai menggunakan kapal tongkang.

3.

Objek WisataMasyarakat Thailand menempatkan sungai di depan bukan di

belakang. Sungai sebagaibest view yang indah dan bersahabat dimana banyakhotel dan restoran menggunakannya sebagai back yard untuk menikmati

keindahan alamnya.

4. Tempat budidaya ikan, udang, kepiting, dll

5. Sumber air minum makhluk hidup

6. Bahan baku industry


14/56

II-14

7. Sumber air pertanian, peternakan dan perikan an

8. Sebagai tempat olahraga

9. Tempat pembuangan limbah ramah lingkungan

10. Tempat riset penelitian dan eksplorasi

11. Bahan belajar siswa sekolah dan mahasiswa

2.2 HUJAN

Hujan merupakan komponen masukan yang paling penting dalam proses

hidrologi, karena jumlah kedalaman hujan ( rainfall depth ) ini yang

dialihragamkan menjadi aliran di sungai, baik melalui limpasan permukaan

( surface runoff ), aliran antara ( interflow, sub surface flow ) maupun sebagai aliran

air tanah ( groundwater flow ).

Untuk mendapatkan perkiraan besar banjir yang terjadi di suatu

penampang sungai tertentu, maka kedalaman hujan yang terjadi harus diketahui.

Dalam hal ini perlu diperhatikan bahwa yang diperlukan adalah besaran

kedalaman hujan yang terjadi di seluruh Daerah Aliran Sungai (DAS). Jadi, tidak

hanya besaran hujan yang terjadi di satu stasiun pengukuran hujan. Dalam hal ini

yang diperlukan adalah data kedalaman hujan dari banyak stasiun hujan yangtersebar di seluruh Daerah Aliran Sungai (DAS).

Untuk memperoleh besaran hujan yang dapat dianggap sebagai

kedalaman hujan yang sebenarnya terjadi di seluruh Daerah Aliran Sungai (DAS),

maka diperlukan sejumlah stasiun hujan yang dipasang sedemikian rupa sehingga

dapat mewakili besaran hujan di Daerah Aliran Sungai (DAS) tersebut. Dalam

kaitan ini ada 2 faktor yang sangat menentukan ketelitian pengukuran hujan, yaitu

jumlah dan pola penyebaran stasiun hujan.Untuk kepentingan praktis, pengukuran kedalaman hujan banyak

dilakukan selama 24 jam ( daily, 24 hours rainfall ). Dengan cara ini berarti

kedaman hujan yang diketahui adalah kedalaman hujan total yang terjadi selama 1

hari (24 jam). Berapa lama dan kapan terjadinya hujan tidak diketahui. Untuk

berbagai kepentingan tertentu data hujan yang diperlukan tidak hanya data hujan

24 jam (harian) akan tetapi juga data hujan setiap jamnya juga harus diperhatikan.


15/56

II-15

Hal ini akan membawa konsekuensi dalam cara pengukuran hujan dan

berpengaruh terhadap sifat aliran sungai. Setiap pola distribusi hujan tertentu

mengakibatkan sifat aliran sungai tertentu pula, yang akan berbeda untuk pola

distribusi hujan yang lain. Sering ditemukan dalam catatan hujan harian

keterangan yang menunjukkan saat-saat hujan mulai maupun berhenti yang

diberikan oleh petugas pengamat. Dalam kaitan ini hendaknya keterangan tersebut

tidak terlalu diperhatikan, karena catatan-catatan jenis ini umumnya terlalu

banyak mengandung hal-hal yang tidak pasti.

2.2.1 Analisis Hujan

Hasil pengukuran data hujan dari masing-masing alat pengukuran hujan

adalah merupakan data hujan suatu titik ( point rainfall ). Padahal untuk

kepentingan analisis yang diperlukan adalah data hujan suatu wilayah ( areal

rainfall ). Ada beberapa cara untuk mendapatkan data hujan wilayah yaitu :

1. Metode Rata-Rata Aljabar

Metode ini merupakan cara yang paling sederhana yaitu hanya dengan

membagi rata pengukuran pada semua stasiun hujan dengan jumlah stasiun dalam

wilayah tersebut. Sesuai dengan kesederhanaannya maka cara ini hanyadisarankan digunakan untuk wilayah yang relatif mendatar dan memiliki sifat

hujan yang relatif homogen dan tidak terlalu kasar. Metode ini didasarkan pada

asumsi bahwa semua penakar hujan mempunyai pengaruh yang setara. Alat

penakar tersebar merata atau hampir merata dan harga individual curah hujan

tidak terlalu jauh dari harga rata ratanya.

Gambar 2.5. Metode rata-rata Aljabar


16/56

II-16

2. Metode Poligon Thiessen

Cara ini selain memperhatikan tebal hujan dan jumlah stasiun, juga

memperkirakan luas wilayah yang diwakili oleh masing-masing stasiun untuk

digunakan sebagai salah satu faktor dalam menghitung hujan rata-rata daerah

yang bersangkutan. Poligon dibuat dengan cara menghubungkan garis-garis berat

diagonal terpendek dari para stasiun hujan yang ada.

Gambar 2.6. Metode poligon Thiessen

3. Metode Isohyet

Isohyet adalah garis yang menghubungkan tempat-tempat yang

mempunyai tinggi hujan yang sama. Metode ini menggunakan isohyet sebagai

garis-garis yang membagi daerah aliran sungai menjadi daerah-daerah yang

diwakili oleh stasiun-stasiun yang bersangkutan, yang luasnya dipakai sebagai

faktor koreksi dalam perhitungan hujan rata-rata.

Gambar 2.7. Metode Isohyet


17/56

II-17

Lepas dari kelebihan dan kelemahan ketiga metode di atas, pemilihan

metode yang cocok dipakai pada suatu Daerah Aliran Sungai (DAS) dapat

ditentukan dengan mempertimbangkan tiga faktor berikut :

1. Jaring-jaring pos penakar hujan

Jumlah pos penakar hujan cukup : Metode Isohyet, Thiessen atau

rata rata aljabarJumlah pos penakar hujan terbatas : Metode rata rata aljabar atau

Thiessen

Pos penakar hujan tunggal : Metode hujan titik

2. Luas Daerah Aliran Sungai (DAS)

DAS besar (> 5000 km) : Metode Isohyet

DAS sedang (500 s/d 5000 km) : Metode Thiessen

DAS kecil (


18/56

II-18

penakar hujan otomatis. Selanjutnya, berdasarkan data hujan jangka pendek

tersebut lengkung IDF dapat dibuat dengan salah satu dari persamaan berikut :

1. Rumus Talbot

Rumus ini banyak digunakan karena mudah diterapkan dan tetapan tetapan a dan b ditentukan dengan harga harga yang terukur.

(2.2)

Dimana: I = intensitas hujan (mm/jam)

T = lamanya hujan ( jam )

a dan b = konstanta yang tergantung pada lamanya hujan yang

terjadi di DAS.2. Rumus Sherman

Rumus ini mungkin cocok untuk jangka waktu curah hujan yang lamanya

lebih dari 2 jam.

(2.3)

Dimana: I = intensitas hujan

t = lamanya hujann = konstanta

3. Rumus Mononobe

Digunakan apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia, yang ada

hanya data hujan harian.

I = [ ](2.4) Dimana: I = intensitas hujan

t = lamanya hujan

R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)


19/56

II-19

2.3 DEBIT

Debit adalah jumlah air yang melewati suatu luasan per satu satuan waktu.

Pengukuran debit sungai dapat dilakukan melalui dua kategori :

1. Langsung

a. Cara Luas Kecepatan b. Teknik dilutasi

c. Cara elektromagnetik

d. Cara ultrasonik

2. Tidak Langsung

a. Struktur Bangunan Air

b. Cara luas - kemiringan

2.3.1 Persamaan debit

Rumus persamaan debit yaitu:

Q = A . V ............................................................................................ ..........(2.5)

Dimana: Q = debit (m/detik)

A = Luas (m 2)

V = Kecepatan (m/detik)

2.3.2 Metode Pengukuran Kecepatan

Pengukuran kecepatan dapat dihitung melalui empat metode, yaitu :

1. Pelampung

2. Velocity Head Road

3. Trupps Ripple Method

4.

Current Meter

2.3.3 Metode Perhitungan Debit

Perhitungan debit pada sungai dapat dihitung dengan terlebih membaginya

per pias, yaitu :

1. Lebar pias 1/15 s/d 1/20 lebar sungai

2. Debit per pias 1/10 Q 3. Kecepatan rata rata yang berdekatan selisihnya < 20%


20/56

II-20

2.4 BANJIR

Banjir adalah dimana suatu daerah dalam keadaan tergenang oleh air

dalam jumlah yang begitu besar. Sedangkan banjir bandang adalah banjir yang

datang secara tiba-tiba yang disebabkan oleh karena tersumbatnya sungai maupun

karena pengundulan hutan disepanjang sungai sehingga merusak rumah-rumah

penduduk maupun menimbulkan korban jiwa.

Bencana banjir hampir setiap musim penghujan melanda Indonesia.

Berdasarkan nilai kerugian dan frekuensi kejadian bencana banjir terlihat adanya

peningkatan yang cukup berarti. Kejadian bencana banjir tersebut sangat

dipengaruhi oleh faktor alam berupa curah hujan yang diatas normal dan adanya

pasang naik air laut. Disamping itu faktor ulah manusia juga berperan penting

seperti penggunaan lahan yang tidak tepat (pemukiman di daerah bantaran sungai,

di daerah resapan, penggundulan hutan, dan sebagainya), pembuangan sampah ke

dalam sungai, pembangunan pemukiman di daerah dataran banjir dan sebagainya.

Beberapa definisi banjir lainnya adalah:

1. Banjir adalah suatu keadaan sungai, dimana aliran air tidak tertampung

oleh palung sunagia, sehingga terjadi limpasan dan atau genangan pada

lahan yang semestinya kering (Departemen Kimpraswil, 2001). 2. Banjir adalah peristiwa terbenamnya daratan yang biasanya kering karena

volume air yang meningkat (Wikipedia, 2009).

Menurut ahli hidrologi banjir-banjir di Indonesia dibagi menjadi tiga jenis, antara

lain:

1. Banjir karena sungainya meluap

Banjir jenis ini biasanya terjadi akibat dari sungai tidak mampu lagi

menampung aliran air yang ada di sungai tersebut akibat debit airnya sudahmelebihi kapasitas.

2. Banjir Lokal

Banjir jenis ini merupakan banjir yang terjadi akibat air yang berlebihan di

tempat tersebut dan meluap juga di tempat tersebut. Pada saat curah hujan tinggi

di lokasi setempat dimana kondisi tanah di lokasi tersebut sulit dalam melakukan

penyerapan air (penyebabnya karena padat,kondisi lembab ataupun daerah


21/56

II-21

resapan airnya tinggal sedikit) maka kemungkinan terjadinya banjir lokal akan

sangat tinggi sekali.

3. Banjir akibat pasang surut air laut

Saat air laut pasang, ketinggian muka air laut akan meningkat, otomatis

aliran air di bagian muara sungai akan lebih lambat dibandingkan bila saat laut

surut. Selain melambat, bila air sungai sudah melebihi kapasitasnya (ditempat

yang datar atau cekung) maka air itupun akan menyebar ke segala arah dan

terjadilah banjir.

Bencana banjir memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

1. Banjir biasanya terjadi setelah hujan deras yang turun terus menerus

sepanjang hari

2. Air menggenangi tempat-tempat tertentu dengan ketinggian tertentu.

3. dapat mengakibatkan hanyutnya rumah-rumah, tanaman, hewan, dan

manusia

4. Banjir mengikis permukaan tanah sehingga terjadi endapan tanah di

tempat-tempat yang rendah.

5. Banjir dapat mendangkalkan sungai, kolam, atau danau.

6. Sesudah banjir, lingkungan menjadi kotor oleh endapan tanah dan sampah. 7. Banjir dapat menyebabkan korban jiwa, luka berat, luka ringan, atau

hilangnya orang.

8. Banjir dapat menyebabkan kerugian yang besar baik secara moril maupun

materiil.

2.5 PENGENDALIAN BANJIR

Penanggulangan banjir adalah segala upaya yang dilakukan agar banjirtidak menimbulkan gangguan dan kerugian bagi masyarakat, atau untuk

mengurangi dan menekan besarnya kerugian yang ditimbulkan oleh banjir.

Pengendalian banjir dimaksudkan untuk memperkecil dampak negatif dari

bencana banjir, antara lain korban jiwa, kerusakan harta benda, kerusakan

lingkungan dan terganggunya kegiatan sosial ekonomi.
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hujan_deras&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Menggenangi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Ketinggianhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hanyutnya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Tanamanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hewanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Mengikis&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Endapan_tanah&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Mendangkalkan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Sungaihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kolam&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Danauhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sampahhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Korban_jiwa&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Luka_berat&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Luka_ringan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hilangnya_orang&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hilangnya_orang&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Luka_ringan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Luka_berat&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Korban_jiwa&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Sampahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Danauhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kolam&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Sungaihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Mendangkalkan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Endapan_tanah&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Mengikis&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Hewanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tanamanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hanyutnya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Ketinggianhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Menggenangi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hujan_deras&action=edit&redlink=1


22/56

II-22

2.5.1 Prinsip Pengendalian Banjir

Sesuai dengan definisi pengendalian banjir, berikut adalah prinsip dari

pengendalian banjir:

1. Menahan air sebesar mungkin di hulu dengan membuat waduk dan

konservasi tanah dan air.

2. Meresapkan kedalam tanah air hujan sebanyak mungkin dengan sumur sumur resapan dan menyediakan daerah terbuka hijau.

3. Mengendalikan air di bagian tengah dengan menyimpan sementara di

daerah retensi.

4. Mengalirkan air secepatnya ke muara atau ke laut dengan menjaga

kapasitas wadah air.

2.5.2. Strategi Pengendalian Banjir

Dalam melakukan pengendalian banjir perlu disusun strategi agar dapat

dicapai hasil yang diharapkan. Strategi pengendalian banjir itu meliputi:

1. Pengendali tata ruang

Pengendalian tata ruang dilakukan dengan perencanaan penggunaan ruang

sesuai kemampuannya dengan mepertimbangkan permasalahan banjir, pemanfaatan lahan sesuai dengan peruntukannya, penegakan hukum terhadap

pelanggaran rencana tata ruang yang telah memperhitungkan Rencana Induk

Pengembangan Wilayah Sungai.

2. Pengaturan debit banjir

Debit banjir rencana adalah debit banjir yang dipakai untuk dasar

perencanaan pengendalian banjir, dan dinyatakan menurut kala ulang tertentu.

Besarnya kala ulang ditentukan dengan mempertimbangkan segi keamanandengan resiko tertentu, serta kelayakannya baik teknis maupun lingkungan.

Pengaturan debit banjir dilakukan melalui kegiatan pembangunan dan pengaturan

bendungan dan waduk banjir, tanggul banjir, palung sungai, pembagi atau

pelimpah banjir, daerah retensi banjir, dan sistem polder.

3. Pengaturan daerah rawan banjir

Pengaturan daerah rawan banjir dilakukan dengan cara:

a. Pengaturan tata guna lahan dataran banjir (flood plain management).


23/56

II-23

b. Penataan daerah lingkungan sungai seperti: penetapan garis sempadan

sungai, peruntukan lahan dikiri kanan sungai, penertiban bangunan

disepanjang aliran sungai.

4. Peningkatan peran masyarakat

Peningkatan peran masyarakat dalam pengendalian banjir diwujudkan

dalam:

a. Pembentukan forum peduli banjir sebagai wadah bagi masyarakat untuk

berperan dalam pengendalian banjir.

b. Bersama dengan Pemerintah dan Pemerintah Daerah dalam menyusun dan

mensosialisasikan program pengendalian banjir.c. Mentaati peraturan tentang pelestarian sumberdaya air antara lain tidak

melakukan kegiatan kecuali dengan ijin dari pejabat yang berwenang

untuk:

1) mengubah aliran sungai

2) mendirikan, mengubah atau membongkar bangunan-bangunan di

dalam atau melintas sungai

3) membuang benda-benda / bahan-bahan padat dan atau cair ataupunyang berupa limbah ke dalam maupun di sekitar sungai yang

diperkirakan atau patut diduga akan mengganggu aliran.

4) Pengerukan atau penggalian bahan galian golongan C dan atau bahan

lainnya.

2.5.3 Penyebab Banjir

Penyebab terjadinya banjir dapat disebabkan oleh beberapa hal

diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Curah hujan

Air yang berada dibumi ini jumlahnya relatif tidak berubah karena adanya

siklus air yang terkenal dengan daur/siklus hidrologi. Daur hidrologi di awali

dengan penguapan air yang berada di bumi. Uap ini dibawa diatas benua-benua

oleh massa udara yang bergerak. Bila uap tersebut didinginkan hingga titik

embunnya, maka akan menjadi butiran air yang dapat dilihat sebagai awan atau


24/56

II-24

kabut. Dalam kondisi tertentu butiran-butiran kecil itu akan berkembang cukup

besar untuk dapat jatuh kepermukaan bumi sebagai hujan. Sebagian dari hujan

tersebut dikembalikan lagi ke udara melalui penguapan dari permukaan air tanah

dan tumbuh-tumbuhan serta melalui transpirasi oleh tanaman. Sebagian dari sisa

air hujan mengalir diatas permukaan tanah menjadi sungai dan sebagiannya lagi

meresap kedalam permukaan tanah. Aliran air baik lewat aliran air di atas

permukaan tanah maupun yang mengalir didalam datah akan mengalir lagi kelaut.

2. Karakteristik Daerah Aliran Sungai (DAS)

Daerah aliran sungai (DAS) adalah suatu kesatuan wilayah tata air yang

terbentuk secara alamiah dimana air meresap dan / atau mengalir melalui sungai

dan anak-anak sungai yang bersangkutan. Karakteristik DAS meliputi luas, bentuk

dan kemiringan lereng. Perbandingan antara parameter tersebut menentukan sifat

aliran disungai tersebut. Parameter DAS yang satu berlainan dengan parameter

DAS yang lainya. Hal ini menyebabkan sifat aliran saling berbeda antara sungai

yang satu dengan sungai lainnya.

3. Kemampuan Alur Sungai Mengalirkan Air

Penurunan kemampuan alur sungai mengalirkan volume air merupakan

slah satu penyebab terjadinya banjir. Penurunan ini melipui pendangkalah dan penyempitan alur sungai.

4. Pendangkalan Alur Sungai

Adalah naiknya dasar sungai sehingga mengurangi kemampuan sungai

mengalirkan air. pendangkalan sungai dapat disebabkan oleh proses pengendapan

(sedimenyasi) terus menerus. Proses sedimentas ini biasanya terjadi dibagian luar

hilir sungai akibat kecepatan aliran tidak mampu lagi mengangkut muatan

sedimentas hasil erosi dari hulu.5. Penyempitan Alur Sungai

Adalah apabila sungai mengalir melalui membelah pemukiman yang

padat. Perkembangan penduduk yang sedemikian pesat seta penerapan aturan

yang tidak tegas menyebabkan pemukiman penduduk yang dibangun di lereng

sungai maupun didaerah bantaran. Hal ini jelas akan mengakibatkan penyempitan

aliran sungai.


25/56

II-25

6. Perubahan tata guna lahan di Daerah Aliran Sungai

Perubahan fisik yang terjadi di DAS akan berpengaruh langsung terhadap

kemampuan DAS meresapan air hujan atau dengan kata lain kemampuan DAS

menahan air agar tidak menjadi air limasan. Misalnya dari hutan menjadi

perumahan, industri, atau pegunungan lain yang mengurangi daya resap tanah

akan mengakibatkan berkurangny retensi DAS tersebut terhadap banjir.

7. Tata pengaturan dan pengelolaan sungai

Pelaksanaan pengelolaan banjir yang dilakukan pada saat ini kadang-

kadang masih dilakukan secara lokal. Padahal pada sistem eko-hidrolik aliran

sungai, penanganan di suatu tempat, banyak pengaruh ditempat lain. Sebagai

contoh konsep drainase yang dianut pada saat ini adalah secepat-cepatnya

mengalirkan genangan air ketempat yang lebih rendah. Tetapi debit banjir akan

lebih besar dan lebih cepat datang di hilirnya.

2.5.4 Upaya Penganggulangan Banjir

Untuk mengatasi masalah banjir dan genangan sampai saat ini masih

mengandalkan pada upaya yang bersifat represif dengan melaksanakan berbagai

kegiatan fisik/upaya struktur yaitu membangun sarana dan prasarana pengendali banjir dan atau memodifikasi kondisi alamiah sungai sehingga membentuk suatu

sistem pengendali banjir ( in-stream ). Langkah tersebut diterapkan hampir di

seluruh negara-negara di dunia yang mengalami masalah banjir. Sedangkan

upaya preventif yang pada dasarnya merupakan kegiatan non-struktur

penerapannya masih terbatas. Di beberapa negara upaya struktur telah

dikombinasikan dengan upaya nonfisik/nonstruktur ( off-stream ) sehingga

membentuk sistem penanganan yang menyeluruh/komprehensif dan terpaduseperti misalnya di Jepang . Ada juga negara yang mulai meninggalkan upaya

struktur dan lebih mengutamakan upaya nonstruktur. Kedua jenis upaya ini

berfungsi untuk menekan/memperkecil besarnya masalah banjir ( flood damage

mitigation ) dan tidak dapat menghilangkan/membebaskan masalah secara mutlak.


26/56

II-26

Berbagai jenis kegiatan fisik/struktur berikut manfaatnya antara lain:

1. Pembangunan tanggul banjir untuk mencegah meluapnya air banjir

sampai tingkat/besaran banjir tertentu. Dengan dibangun tanggul terbentuk penampang sungai yang tersusun untuk mengalirkan debit banjir rencana

2. Normalisasi alur sungai, penggalian sudetan, banjir kanal, dan interkoneksi

antar sungai untuk merendahkan elevasi muka air banjir sungai. Berbagai

kegiatan ini harus direncanakan dengan sangat hati-hati mengingat

perubahan apapun yang dilakukan terhadap sungai akan menimbulkan

reaksi yang boleh jadi berlawanan dengan yang diingini pengelola

3. Pembangunan waduk penampung dan atau retensi banjir, banjir kanal dan

interkoneksi untuk memperkecil debit banjir, dan

4. Pembangunan waduk/polder, pompa dan sistem drainase untuk

mengurangi luas dan tinggi genangan.

2.6 ANALISIS DEBIT BANJIR RANCANGAN

2.6.1 Analisis Frekuensi Hujan

Analisis hujan rancangan dengan metode rasional dapat dihitung

menggunakan rumus sebagai berikut

Xt = X rt + Kt . .......................................................................................... (2.6)Dimana: Xt = banjir rancangan

Xrt = debit rerata

Kt = factor frekuensi T tahun

= standar deviasiUntuk menentukan parameter pada rumus di atas, digunakan perhitungan

statistik dengan rumus-rumus sebagai berikut:

1. Debit Rata-Rata (m 3/detik)

Xrt = .......................................................................... (2.7)2. Standar Deviasi

= ................................................................ (2.8)


27/56

II-27

3. Koefisien Variasi

Cv = ........................................................................................ (2.9)

4. Koefisien Skewnes

Cs = [ ] [ ] ................................ (2.10)5. Koefisien Kurtosis

Ck = [ ] ................................... (2.11)Dimana: Xrt = Rerata debit (m/detik)

n = jumlah data

Xi = hujan maksimum ke-i

= standar deviasiCv = koefisien variasi

Cs = koefisien skewness

Ck = koefisen kurtosis

Menurut Bambang Triatmodjo (2002), Jenis sebaran tergantung dari nilai

Cv, Cs, dan Ck, serta grafik sebaran. Adapun enam jenis sebaran yang dipakai

dalam analisa frekuensi banjir Sungai Bengawan Solo yaitu

1. Sebaran Normal

k = z ............................................................................................... (2.12)

2. Log Normal 2 Parameter

k = ........................................ (2.13)

3. Log Normal 3 Parameter

k = ........................................ (2.14)

4. Pearson Type III

(2.15)


28/56

II-28

5. Log Pearson Type III

....................................................................................................... (2.16)6. Extreme Value Type I (Gumble)

k = - .............................................................. (2.17)

Hal ini didasarkan pada curva ( cv, vs, cs ) sebagai acuan untuk memilih jenis

sebaran. Dijelaskan pada Gambar 2.8. di bawah ini.

3

Gambar 2.8. Kurva cv, vs, cs


29/56

II-29

2.6.2. Analisis debit banjir rancangan

Berikut adalah rumus-rumus umum yang dibutuhkan untuk menghitung

analsisis dengan beberapa metode:

1. A = P x ( lebar kanan + lebar kiri ) ................................................. (2.18)

2. Crt = ...................................................... (2.19)3. tc = ( )0,385 ...................................................................................... (2.20) 4. tcc = tc tcs ............................................................................................. (2.21)

5. Cs = ............................................................................................ (2.22)

6. ................................................................ (2.23)

7. I = ( )x( )2/3 ............................................................................ (2.24)Untuk menghitung debit banjir rancangan dapat digunakan beberapa

metode, diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Metode Rasional

.......................................................................... (2.25) 2.

Metode Nakayasutg = 0,21 . (L 0,7) ............................................................................. (2.26)

T0.3 = 2 . tg .................................................................................... (2.27)

Tr = 0,5 . tg .................................................................................... (2.28)

T p = tg +(0,058 . Tr) ....................................................................... (2.29)

Q = )).3,0.(6,3

..(

3,0

24

T T RT C

p

r

....................................................................... (2.30)

3.

Metode Haspers = (1+(0,012.(A 0,7))) / (1+(0,075.(A 0,7))) ...................................... (2.31)

..................................................................... (2.32)

= 1/(1+(tc+((3,7 . 10) -4.tc) )).A ^3/4 / ((tc 2+15) . 12)) ......................... (2.33)

........................................................................................ (2.34)

....................................................................................... (2.35)

Q = . . q u . A DAS ........................................................................ (2.36)


30/56

II-30

Setelah debit banjir rencana diperhitungkan, maka dapat dihitung debit

pada profil sungai sebagai berikut

1. I = L

H

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

2. A =

2

2)1(

2

t bbt

babb

................................................... (2.38)

atau dapat dicari menggunakan AutoCAD

3. Panjang keliling basah

....................................................................................................... (2.39)

atau dapat dicari menggunakan AutoCAD

4. R = P A

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

5. 21

321

I Rn

V

................................................................................ (2.41)

6. Q profil = A x V ................................................................................ (2.42)

2.7.

ALIRAN SALURAN TERBUKA2.7.1. Defenisi

Aliran salura terbuka adalah aliran air dalam saluran yang memiliki

permukaan bebas, ini adalah ciri khusus yang membedakannya dengan saluran

pipa. Saluran terbuka meliputi semua jenis saluran terbuka yang bersifat alami dan

buatan. Saluran yang bersifat aami contohnya anak sungai dipegunungan sampai

aliran baah tanah yang mepunyai permukaan bebas. Sedang yang bersifat buatan

manusia contohnya saluran pembangkit lisrik, selokan rumah tangga sampai

saluran di laboratorium untuk penilitian.

2222 227,112 bbt t p


31/56

II-31

2.7.2. Macam-Macam Aliran

1. Aliran Tetap

Aliran tetap (steady flow) adalah kondisi dimana komponen aliran tidak

berubah terhadap waktu. Contohnya adalah aliran di saluran atau sungai pada

kondisi tidak ada perubahan aliran (tidak ada hujan, tidak banjir, dll).

a. Seragam

Aliran seragam (uniform flow) adalah kondisi dimana komponen aliran

tidak berubah terhadap jarak. Contoh aliran di saluran atau sungai pada kondisi

tidak ada pengaruh pembendungan atau terjunan, tidak ada penyempitan atau

pelebaran yang ekstrim.

b. Tidak SeragamAliran tidak seragam (non-uniform flow) adalah kondisi dimana

komponen aliran berubah terhadap jarak. Contoh aliran di saluran atau sungai

pada kondisi ada pengaruh pembendungan atau terjunan, ada penyempitan atau

pelebaran yang ekstrim.

2. Aliran Tidak Tetap

Aliran tak tunak (unsteady flow) adalah kondisi dimana komponen aliran

berubah terhadap waktu. Contoh aliran di saluran atau sungai pada kondisi ada perubahan aliran (ada hujan, ada banjir, dll) atau aliran yang dipengaruhi muka air

pasang-surut (muara sungai di laut).

2.7.3. Rumus Empiris

1. Rumus Chezy

Seperti yang telah diketahui, bahwa perhitungan untuk aliran melalui

saluran terbuka hanya dapat dilakukan dengan menggunakan rumus-rumusempiris, karena adanya banyak variabel yang berubah. Untuk itu berikut ini

disampaikan rumus-rumus empiris yang banyak digunakan untuk merencanakan

suatu saluran terbuka.

Chezy berusaha mencari hubungan bahwa zat cair yang melalui saluran

terbuka akan menimbulkan tegangan geser (tahanan) pada dinding saluran, dan

akan diimbangi oleh komponen gaya berat yang bekerja pada zat cair dalam arah

aliran. Di dalam aliran seragam, komponen gaya berat dalam arah aliran adalah


32/56

II-32

seimbang dengan tahanan geser, dimana tahanan geser ini tergantung pada

kecepatan aliran. Setelah melalui beberapa penurunan rumus, akan didapatkan

persamaan umum:

....(2.43) Dimana : V = kecepatan aliran (m/detik)

R = jari-jari hidraulik (m)

I = kemiringan dasar saluran

C = koefisien Chezy

2. Rumus Manning

Rumus Manning yang banyak digunakan pada pengaliran di saluran

terbuka, juga berlaku untuk pengaliran di pipa. Rumus tersebut mempunyai

bentuk:

.(2.44) Dimana : n = koefisien Manning

R = jari-jari hidraulik (m) = ...(2.45)

A = luas tampang aliran (m 2)

P = keliling basah (m)

I = kemiringan dasar saluran


33/56

II-33

2.7.4. Parameter Aliran

1. Luas Penampang Aliran & Keliling Basah

Beberapa contoh penampang saluran beserta rumus untuk mencari luas

penampang aliran (A) dan keliling basahnya (P) dapat dilihat pada tabel di bawah

ini.

Tabel 2.4. Penampang Saluran

2. Koefisien Manning

Koefisien Manning adalah harga-harga yang menunjukkan nilai kekasaran

jenis-jenis dinding saluran, sebagaimana yang terdapat pada tabel di bawah ini.

Tabel 2.5. Nilai Koefisien Manning pada Jenis Dinding Saluran

Jenis Dinding Saluran Koefisien Manning (n)

Semen halus 0,001

Beton biasa 0,013

Pasangan batu 0,017

Tanah halus 0,018

Kerikil padat 0,023

Alur alamiah dalam keadaan baik 0,025

Alur alamiah berbatu dan banyak tumbuhan 0,035

Alur alamiah dalam keadaan sangat buruk 0,06

(Sumber : Linsley RK Franzini Water Resources Engineering )


34/56

II-34

3. Kemiringan Dasar Saluran

Kemiringan memanjang saluran ditentukan terutama oleh kondisi

kemiringan medan (kondisi topografi). Kemiringan memanjang memiliki harga

yang minimum dan harga maksimum. Untuk menghindari sedimentasi, diperlukan

kemiringan memanjang yang maksimum, sedangkan untuk menghindari adanya

erosi maka kecepatan harus dibatasi sehingga diperlukan kemiringan dasar yang

minimum.

Kemiringan minimum diperlukan agar proses sedimentasi tidak terjadi.

Untuk itu direncanakan agar besaran IR menjadi semakin besar ke arah hilirnya. Bila karakteristik tanah pembentuk badan saluran sudah diketahui, maka besaran

kecepatan dasar vb juga bisa diketahui. Untuk menghindari adanya proses erosi

maka kecepatan dasar yang diizinkan vb perlu diperhatikan.

Problem-problem yang sering terjadi pada perencanaan saluran antara lain

a. Kemiringan medan yang curam ; Dengan adanya kemiringan medan yang

curam, maka kecepatan dasar vb akan melebihi batas kecepatan dasar yang

diizinkan. Untuk mengurangi kecepatan rencana, maka kemiringan dasar

saluran akan dibuat lebih landai dari pada kemiringan medan yang ada,

sehingga pada saluran ini akan dibutuhkan beberapa bangunan terjun

sebagai konsekuensinya.

b. Kemiringan minimum saluran primer garis tinggi ; Kemiringan dasar

minimum pada saluran primer garis tinggi (paralel dengan garis

ketinggian) yang benar-benar tepat untuk jaringan irigasi yang

mengangkut sedimen sulit ditentukan. Sehingga besaran IR yang dipakai

pada saluran primer harus lebih besar dari pada harga IR pada kantonglumpur dalam kondisi penuh.

c. Saluran sekunder dengan kemiringan medan yang landai ; Untuk saluran

sekunder pada medan yang sangat landai maka diusahakan agar besaran

IR sama dengan ruas saluran sebelah hulunya.


35/56

II-35

2.8. PENGENALAN PROGRAM HEC-RAS

HEC-RAS merupakan singkatan dari Hidrologic Engineering Center River

Analysis System. Program ini berfungsi untuk menghitung Q rencana

profil,menghitung Q banjir, dan merencanakan tanggul banjir.

Secara garis besar, program HEC-RAS dioperasikan seperti di bawah ini:

1. Klik program HEC-RAS

2. Untuk membuat project baru, klik file, lalu nem project.

3. Pilih unit system yang akan dipakai, missal klik option-unit system-system

international-ok.

4. Input data geometri atau lay out system sungai. Klik menu-geometric data-

river reach.

5. Input data lintang. Klik cross section-option-add a new cross section-ok.

6. Input data steady flow. Klik steady flow data. Isi pada bagian edit number

of profiles, lalu isi besaran debit, selanjutnya klik reach boundary

condition.

7. Setelah semua data masuk, klik file-save data.

8. Running model pada aliran steady flow. Klik perform a steady flow

simulation, setelah nama plan diisi dan option flow regime dipilih, laluklik compute. Jika compute berhasil, maka hasil dalam berbagai bentuk

akan dapat dilihat dalam bentuk table maupun grafis.

2.9. BANGUNAN PENGATUR DAN PENGENDALI ALIRAN PADA

SUNGAI

Pengendalian banjir merupakan bagian dari pengelolaan sumber daya air

yang lebih spesifik untuk mengendalikan debit banjir umumnya melalui dam -dam pengendali banjir, atau peningkatan sistem pembawa (sungai, drainase) dan

pencegahan hal yang berpotensi merusak dengan cara mengelola tata guna lahan

dan daerah banjir ( flood plains ). (Robert J.Kodoatie,PSDA Terpadu) Berbagai

bentuk penanganan telah dilakukan tetapi sifatnya masih setengah setengah dan

tidak maksimal sehingga tidak teratasi dengan tuntas. Untuk itu diperlukan

penanganan yang komprehensif dengan melibatkan semua pihak terkait.

Implementasi perencanaan pengendalian banjir ini antara lain dengan normalisasi


36/56

II-36

sungai dan kolam penampungan serta stasiun pompa.Perencanaan pengendalian

banjir ini diutamakan untuk mengoptimalkan kapasitas saluran dan meminimalkan

debit yang mengalir melalui sungai dan saluran sehingga airsungai tidak meluap

di titik-titik yang rawan banjir dan debit yang keluar dilaut diharapkan tidak

mengalami perubahan yang drastis.

Pengendalian banjir untuk suatu daerah adalah unik. Hal ini disebabkan

system pengendalian banjir suatu daerah belum tentu atau tidak dapat diterapkan

pada daerah lain. Tindakan - tindakan yang dapat dilakukan untuk pengendalian

banjir antara lain :

1. Pengurangan puncak banjir, yang pada umunya dengan membuat waduk

(reservoir ).

2. Lokalisir aliran banjir di dalam suatu alur sungai yang ditetapkan dengan

tanggul, tembok banjir, atau suatu saluran tertutup.

3. Penurunan permukaan puncak banjir dengan menaikkan besarnya

kecepatan, yaitu dengan perbaikan alur.

4. Pengalihan air banjir melalui sudetan ( short cut ) atau saluran banjir ( flood

way) ke dalam alur sungai lain atau bahkan ke daerah aliran sungai lain.

5. Pengurangan limpasan banjir dengan pengolahan lahan.6. Pengolahan dataran banjir.

Pada hakekatnya pengendalian banjir merupakan suatu hal yang kompleks.

Dimensi rekayasanya (engineering) melibatkan banyak disiplin ilmu teknik antara

lain: hidrologi, hidrolika, erosi DAS, teknik sungai, morfologi & sedimentasi

sungai, rekayasa sistem pengendalian banjir, sistem drainase kota, bangunan air,

dll. Disamping itu suksesnya program pengendalian banjir juga tergantung dari

aspek lainnya yang menyangkut sosial, ekonomi, lingkungan, institusi,kelembagaan, hukum dan lainnya. Cara penanganan pengendalian banjir dapat

dilakukan secara struktur dan non struktur. Cara ini harus ditinjau dalam satu

sistem pengaliran sungai.


37/56

II-37

2.9.1. Bangunan Tanggul ( L eeve )

Tanggul di sepanjang sungai adalah salah atu bangunan yang paling utama

dan paling penting dalam usaha melindungi kehidupan dan harta benda

masyarakat terhadap genangan-genangan yang disebabkan oleh banjir dan badai

(gelombang pasang). Tanggul dibangun terutama dengan konstruksi urugan tanah,

karena tanggul merupakan bengunan menerus yang sangat panjang serta

membutuhkan bahan urugan yang volumenya sangat besar. Kecuali tanah, kiranya

amatlah sukar untuk memperoleh bahan urugan untuk pembangunan tanggul dan

bahan tanah dapat diperoleh dari hasil galian di kanan-kiri trase rencana tanggul

atau bahkan dapat diperoleh dari hasil pekerjaan normalisasi sungai, berupa galian

pelebaran alur sungai, yang biasanya dilaksanakan bersamaan dengan

pembangunan tanggul.

Dalam tahap perencanaan kiranya perlu diperhatiakan, agar hasil dari

pekerjaan normalisasi sungai dapat dimanfaatkan sebagai bahan tanggul. Selain

itu tanah merupakan bahan yang sangat mudah penggarapannya dan setelah

menjadi tanggul sangat mudah pula menyesuaikan diri dengan lapisan tanah

pondasi yang mendukungnya serta mudah pula menyesuaikan dengan

kemungkinan penurunan yang tidak rata, sehingga perbaikan yang disebabkanoleh penurunan tersebut mudah dikerjakan. Selanjutnya tanah merupakan bahan

bangunan yang sangat stabil dan tidak akan rusak selama puluhan, bahkan ratusan

tahun. Apabila di beberapa tempat terjadi kerusaka tanggul, perbaikannya sangat

mudah dan cepat menggunakan tanah yang tersedia disekitar lokasi kerusakan.


38/56

II-38

Gambar 2.9. Berbagai jenis tanggul

1. Berbagai Jenis Tanggul

Berdasarkan fungsi dan dimensi tempat serta bahan yang dipakai dan

kondisi topografi setempat, tanggul dapt dibedakan sebagai berikut :

a. Tanggul utama

Bangunan tanggul sepanjang kanan-kiri sungai guna menampung debit

banjir rencana.

b. Tanggul sekunder

Tanggul yang dibangun sejajar tanggul utama, baik di atas bantaran di

depan tanggul utama yang disebut tanggul musim panas maupun di belakang

tanggul utama yang berfungsi untuk pertahanan kedua, andaikan terjadi

bobolan pada tanggul utama. Tergantung pada pentingnya suatu areal yang

dilindungi kadang-kadang dibangun pula tanggul tersier.

c. Tanggul terbuka

Pada sungai-sungai yang deras arusnya, biasanya dapt dibangun tanggul-

tanggul yang tidak menerus, tetapi terputus-putus. Dengan demikian puncak

banjir yang tinggi tetapi periode waktunya pendek dapat dipotong, karena

sebagian banjir mengalir keluar melalui celah-celah antara tanggul-tanggul

tersebut memasuki areal-areal di belakang tanggul yang dipersiapkan untuk

penampungan banjir sementara. Biasanya areal-areal penampungan tersebut

dikelilingi tanggul-tanggul pula. Setelah banjir mereda, maka air yang


39/56

II-39

tertampung tersebut, kemudian mengalir kembali ke dalam sungai melalui

celah-celah ini. Jadi tidak diperlukan adanya pintu-pintu atau pelimpah serta

bangunan pelengkap lainnya.

Selain ketiga contoh tanggula diatas, masih ada beberapa tanggul,

diantaranya: tanggul pemisah, tanggul melingkar, tanggul melintang, tanggul

pengarah, tanggul keliling, tanggul tepi, tanggul khusus dan tanggul belakang.

2. Stabilitas Tanggul

Pada umumnya penyebab kerusakan tubuh tanggul adalah sebagai berikut :

1. Terbentuknya bidang gelincir yang menerus akibat kemiringan lereng

tanggul terlalu curam.

2. Terjadinya keruntuhan lereng tanggul akibat kejenuhan air dalam tubuhtanggul yang disebabkan oleh rembesan air pada saat banjir atau pada saat

terjadinya hujan yang terus menerus.

3. Terjadinya kebocoran-kebocoran pada pondasi tanggul.

4. Tergerusnya lereng depan tanggul oleh arus sungai.

5. Terjadinya limpasan pada mercu tanggul.

6. Terjadinya pergeseran pondasi akibat gempa.

Sementara itu, bentuk standard dan nama bagian tanggul adalah seerti yang terteraseperti berikut.

Gambar 9.10. Nama bagian tanggul


40/56

II-40

2.9.2. Dinding Penahan Tanah

Dinding penahan tanah adalah struktur yang bertujuan untuk menahan

tekanan lateral (horizontal) tanah ketika terdapat beda muka elevasi yangmelampaui sudut alamiah kemiringan suatu tanah. Tekanan lateral tanah di

belakang dinding penahan tanah bergantung kepada sudut geser dalam tanah ( )

dan kohesi tanah (c). Dinding penahan tanah diklasifikasikan sebagai berikut:

Tabel 2.6. Klasifikasi DPT

No. Klasifikasi

1

Gravity Walls : memanfaatkan beban

mati dan ketahanan geser mereka dalam

menahan beban lateral tanah.

2

Cantilever Walls : memanfaatkan

struktur kantilever dalam menahan

tekanan lateral tanah untuk dapat

menciptakan kestabilan pada dinding

tersebut.

3

Non-gravity Cantilever Walls

mengandalkan ketahanan strukturaldinding dimana struktur dinding

tertanam kokoh dalam tanah atau

batuan. Contohnya adalah soldier pile,

contigous bored pile.


41/56

II-41

Lanjutan Tabel 2.6.

No. Klasifikasi

4

Anchored Walls hampir

mirip dengan cantilever

walls, hanya saja ada

tambahan angkur yang

melekat pada struktur

penahan tanah yang

berfungsi mengikat

dinding penahan tanah,

sehingga mampu

memberikan perlawanan

terhadap tekanan lateral.


42/56

II-42

1. Teori Tanah Lateral Rankine (1857)

Gambar 2.11. Teori Rankine

a. Tekanan Tanah Aktif (K a) Menurut Rankine

Disebut tekanan tanah aktif jika tekanan yang bekerja mengakibatkan

dinding menjauhi tanah yang ditahan, seperti ditunjukkan oleh gambar di

bawah ini:

Gambar 2.12. Tekanan tanah aktif

Teori Rankine

Tidak ada adhesi atau friksi antara dinding dengantanah (friksi sangat kecil sehingga diabaikan).

Tekanan lateral terbatas hanya untuk dindingvertikal 90 .

Kelongsoran (pada urugan) terjadi sebagai akibatdari pergeseran tanah yang ditentukan oleh sudutgeser tanah ( ).

Tekanan lateral bervariasi linier terhadap kedalamandan resultan tekanan yang berada pada sepertigatinggi dinding, diukur dari dasar dinding.

Resultan gaya bersifat pararel terhadap permukaanurugan.


43/56

II-43

Keruntuhan tanah mengikuti prinsip lingkaran Mohr (Mohr-Coulomb). Jika

pergerakan dinding membuat x semakin besar, maka pada akhirnya,

lingkaran Mohr akan menyentuh garis keruntuhan (Menurut Rankine, sudut

keruntuhan adalah sebesar 45 + /2 ), sehingga keruntuhan akan terjadi.

Tahanan geser tanah mengikuti persamaan:

f = c + v tan .......................................................................................(2.46)Dimana : f : tahanan geser tanah

v : tekanan efektif tanahc : kohesi tanah

: sudut geser tanah

Gambar 2.13. Lingkaran Mohr tekanan aktif

Besar gaya-gaya yang bekerja mengikuti persamaan sebagai berikut:


44/56

II-44

v = 1

h = 3

'1 '3 tan 2 ' ' (2.47 ) 45 2c'tan 45 ................................. 2 2

'3 '1 tan 2 ' ' (2.48) 45 2c'tan 45 .................................. 2 2

dimana:

h : tekanan lateral tanah

v : tekanan efektif tanah

c : kohesi tanah

: sudut geser tanah

K a : koefisien tekanan tanah aktif, K a = tan2 (45 -

' )

Karena K a = tan2 (45 -

' ), maka besar tekanan saat terjadi keruntuhan

2

menggunakan persamaan yang dikenal dengan nama Bells Equation , yaitu:

'ha 'v tan 2

'

'

c tan2 2

'ha 'v K a 2c' (2.49) K a

dimana:

ha : tekanan lateral aktif

v : tekanan efektif tanahc : kohesi tanah

: sudut geser tanah


' ) 2


45/56

II-45

Resultan tekanan aktif akibat beban luar dan pengaruh air dapat

dideskripsikan oleh gambar berikut ini:

Gambar 2.14. Resultan tekanan tanah aktif

Total tekanan tanah yang bekerja dirumuskan mengikuti:

Pa = 0,5 HK a - 2c K a ........................................................... (2.50)

dimana:

Pa : total tekanan tanah aktif


c : kohesi tanah

H : tinggi dinding penahan tanah


' )

2

Jika permukaan tanah yang ditahan, pada permukaan atas elevasinyameningkat,

maka rumus mencari K a adalah sebagai berikut:

K a cos cos

cos

2 cos

2 '................................................ (2.51)

cos cos 2 cos 2 '


46/56

II-46

dimana:

: sudut geser tanah

: sudut elevasi tanah di permukaan atas dinding


' ) 2

Gambar 2.15. Contoh DPT dengan permukaan atas yang meningkat

elevasinya


Pa = 0,5 H2K a ................................................................................................. (2.52)

dimana:

Pa : total tekanan tanah aktif

H : tinggi dinding penahan tanah


' )

2

b. Tekanan Tanah Aktif (K a) Menurut Rankine


47/56

II-47

Disebut tekanan tanah pasif jika tekanan yang bekerja mengakibatkan

dinding mendekati tanah yang ditahan.

Gambar 2.16. Tekanan tanah pasif

Keruntuhan tanah mengikuti prinsip lingkaran Mohr (Mohr-Coulomb). Jika

pergerakan dinding membuat x semakin besar, maka pada akhirnya,

lingkaran Mohr akan menyentuh garis keruntuhan. Tahanan geser tanah

mengikuti persamaan 2.46.

Gambar 2.17. Lingkaran Mohr tekanan pasif


48/56

II-48

Besar gaya-gaya pada gambar di atas adalah sebagai berikut:

v = 3

h = 1

'1 '3 tan 2 '

'

45 2c'tan 45

2 2

.................................. (2.53)

dimana:

h : tekanan lateral tanah


c : kohesi tanah

: sudut geser tanah

K p : koefisien tekanan tanah pasif, K p = tan2 (45 +

' )

2


49/56

II-49

(2.54)

Karena K p = tan2 (45 + /2), maka besar tekanan lateral saat terjadi

keruntuhan mengikuti persamaan:

'hp v ' tan 2

45 2c' tan 45 2 2

'hp v ' K p 2c' K

dimana:

hp : tekanan lateral pasif


c : kohesi tanah

: sudut geser tanah

K p : koefisien tekanan tanah aktif, K p = tan2 (45 +

' )

2

Resultan tekanan pasif akibat beban luar dan pengaruh air dapat dideskripsikan

sebagai berikut:

Gambar 2.18. Resultan tekanan tanah pasif


50/56

II-50

Total tekanan tanah yang bekerja dirumuskan sebagai berikut:

P = 0,5 H K a + 2c K a ........................................................... (2.55)

Jika permukaan tanah yang ditahan, pada permukaan atas elevasinya

meningkat, maka rumus mencari K p adalah:

K p cos cos cos cos '

...................................... (2.56) cos cos 2 cos '

dimana:

: sudut geser tanah

: elevasi tanah di permukaan atas dinding


' ) 2

Gambar 2.19. Kasus permukaan atas yang meningkat elevasinya


51/56

II-51


P p = 0,5 H2K p ....................................................................................... (2.57)

dimana:

Pa : total tekanan tanah pasif

: sudut elevasi tanah di permukaan atas dinding


' )

2

2. Kestabilan Geser Dinding Penahan Tanah

Untuk memberikan kekuatan yang cukup melawan geseran horisontal,

dasar dinding penahan harus memeiliki kedalaman minimum 3 ft (1m) di bawah

muka tanah. Untuk dinding permanen, kekuatan tersebut harus stabil tanpa adanya

struktur penahan pasif di bagian kaki dinding. Jika syarat kekuatan diatas tak

mencukupi, dapat ditambahkan pengunci geser di bawah telapak pondasi atau

tiang pancang untuk menahan geseran. Selain persyaratan kekuatan tersebut, harus

dipertimbangkan pula adanya kemungkinan bahaya erosi akibat aliran maupun

pengaruh hujan. Untuk menghitung ketahanan geser (Fs) dapat digunakan

Persamaan 2.58.

Pa

Ca BWi Pp sliding F

.tan..

.(2.58)

Dimana: Pp = tekanan pasif

Pa = tekanan aktif

Wi = berat dinding penahan tanah

= Soil-Concrete Friction Angel (0,5-0,7 )

B = lebar pondasi

Ca = adhesi (0,5-0,7C)

C = kohesi


52/56

II-52

3. Kestabilan Guling Dinding Penahan Tanah

Untuk pendekatan keamanan terhadap bahaya guling dari dinding penahan

yang mengandalkan berat (gravity wall) dan semi gravity wall, dapat digunakan

kriteria sebagaimana ditunjukkan. Untuk menghitung ketahanan guling (Fo) dapat

digunakan Persamaan 2.59.

3.3.

H Pa

WiXih Pp g overturnin F

(2.59)

Dimana: Pp = tekanan pasif

Wi = berat dinding penahan tanah

Xi = jarak lengan momen ke titik berat

Pa = tekanan aktif

2.9.3. Pintu Air

Pintu air ( gate, sluice ) yang biasanya dibangun memotong tanggul sungai

atau antara sungai utama dengan saluran drainase berfungsi sebagai pengatur

aliran air untuk pembuang ( drainage ), penyadap dan pengatur lalu-lintas air.

Ditinjau dari konstruksinya, secara garis besarnya pintu air dapat dibedakan dalam

dua tipe yaitu pintu air tipe saluran terbuka atau disebut pintu air saluran ( gate )

dan pintu air tipe saluran tertutup atau disebut pintu air terowongan ( sluice ).

Rumus untuk menghitung dimensi pintu air adalah:

(2.60) Dimana : Q = debit anak sungai (m 3/s)

Cd = koefisien debit = 0,6

= selisih muka air (m)

Bp = lebar pintu air (m)

Tp = tinggi pintu air (m)


53/56

II-53

Gambar 2.20. Dimensi pintu air

2.9.4. Gorong-Gorong

Gorong-gorong adalah sebuah lubang pembuangan air atau pipa yang

memungkinkan air untuk mengalir di bawah jalan, kereta api, jalan, atau obstruksi

lainnya. Gorong-gorong berbeda dari jembatan terutama dalam ukuran dan

konstruksi. Gorong-gorong umumnya lebih kecil daripada jembatan, mulai

dari pipa 0,3 meter (1 ft) hingga struktur beton bertulang besar . Gorong-gorong

biasanya dikelilingi oleh tanah.

Gorong-gorong merupakan bangunan yang dipakai untuk membawa aliran

air (saluran irigasi atau pembuang) melewati bawah jalan air lainnya (biasanya

saluran), di bawah jalan, atau jalan kereta api. Gorong-gorong juga digunakan

sebagai jembatan ukuran kecil, digunakan untuk mengalirkan sungai kecil atau

sebagai bagian drainase ataupun selokan jalan.

Fungsi gorong-gorong adalah : 1) Mengalirkan air dari sisi jalan ke sisi

lainnya.Untuk itu disainnya harus juga mempertimbangkan faktor hidrolis dan struktur

supaya gorong-gorong dapat berfungsi mengalirkan air dan mempunyai daya dukung

terhadap beban lalu lintas dan timbunan tanah ; 2) Sebagai jalan penghubung atau

jembatan.


54/56

II-54

Rumus untuk menghitung dimensi gorong-gorong adalah:

....(2.61)Dimana : Q = debit anak sungai (m 3/s)

Cd = koefisien debit = 0,9

B = lebar gorong-gorong (m)

H = tinggi gorong-gorong (m)

Gambar 2.21. Dimensi gorong-gorong

2.9.5. Check-Dam

Check dam adalah bangunan yang berfungsi menampung dan/atau

menahan sedimen dalam jangka waktu sementara atau tetap, dan harus tetap

melewatkan aliran air baik melalui mercu maupun tubuh bangunan. Check dam

juga digunakan untuk mengatur kemiringan dasar saluran sehingga mencegah

terjadinya penggerusan dasar yang membahayakan stabilitas saluran.


55/56

II-55

Gambar 2.22. Check dam

Rumus-rumus untuk merencanakan check-dam antara lain:

1. Tinggi Check Dam

Hcheck-dam = (I lama I baru ) x L.(2.62)

Dimana : I = kemiringan dasar saluran =

n = koefisien manning

R = jari-jari hidraulik = A/P

L = panjang penampang sungai (m)

2. Dimensi Pelimpah

(2.63)

Dimana : Q = debit rencana (m3/detik)

b = lebar pelimpah (m)

h = tinggi muka air di atas pelimpah (m)


56/56

II-56

3. Bilangan Froude

(2.64)

Dimana :

= kecepatan jatuh pada terjunan (m/detik) = H1 = tinggi bending utama dari lantai kolam olak (m)

h = tinggi air di atas pelimpah bending utama (m)

g = percepatan gravitasi = 9.81 m/detik 2

= kedalaman air pada titik jatuh terjunan (m) = ( ) 4. Panjang Kolam Olak

(2.65) Dimana : L = panjang kolam olak (m)

yu = kedalaman air pada titik jatuh terjunan (m)

Fr = angka Froude

5. Tinggi Sub-Dam

(2.66) Dimana : d = tinggi sub-dam (m)

yu = kedalaman air pada titik jatuh terjunan (m)

6. Kemiringan Kritis

(2.67)

7. Ketahanan Geser (F siding ) dan Ketahanan Guling (F overturning )

(2.68)

(2.69) Dimana : Pp = tekanan pasif

Pa = tekanan aktifWi = berat bendung = soil- concrete friction angle = 0.5 x B = lebar pondasiC dh i 0 5 C

perancangan keairan - bab 02 - landasan teori

Documents