LAPORAN PERHITUNGAN STRUKTUR
-
Upload
hendra-hafid -
Category
Documents
-
view
422 -
download
43
Transcript of LAPORAN PERHITUNGAN STRUKTUR
Agustus 2013
PEMERINTAH KABUPATEN KUTAI TIMUR
DINAS PEKERJAAN UMUM
KAWASAN PUSAT PERKANTORAN BUKIT PELANGI - SANGATTA
Perencanaan Pembangunan Saluran DrainaseKabupaten Kutai Timur
LAPORAN PERHITUNGAN
STRUKTUR HIDROLIKA
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
Laporan Perhitungan Struktur Hidrolika i
KATA PENGANTAR
Berdasarkan surat perjanjian/kontrak Pekerjaan Perencanaan
Pembangunan Drainasea Kabupaten Luwu Timur pada Dinas Pekerjaan Umum
Kabupaten Kutai Timur yang dipercayakan kepada PT. BINTANG INTI
REKATAMA, maka dengan ini telah disusun :
LAPORAN PERHITUNGAN STRUKTUR HYDRAULIC
STRUCTURE HYDRAULIC ANALISYS REPORT
Laporan ini berisikan : Pendahuluan, Perhitungan Dimensi Saluran dan
Perhitungan Debit Banjir
Demikian laporan ini dibuat untuk memenuhi ketentuan dalam kontrak
tersebut di atas, segala saran dan koreksi untuk penyempurnaan pekerjaan ini
selalu diharapkan. Semoga laporan ini dapat bermanfaat dikemudian hari.
Makassar, Agustus 2013
PT. Bintang Inti Rekatama
Drs. Yusuf Tangketau
Direktur Utama
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
Laporan Perhitungan Struktur Hidrolika ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ................................................................................................. i
DAFTAR ISI ............................................................................................................. ii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ iii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ iv
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. I – 01
1.1 Analisa Hidrolika ............................................................................ I – 01
1.2 Analisa Data Hidrologi ................................................................... I – 01
1.3 Lokasi Pekerjaan ............................................................................ I – 01
1.4 Data Yang Tersedia ........................................................................ I – 01
1.5 Metode yang Dipakai .................................................................... I – 02
1.6 Tipikal Struktur Saluran Drainase .................................................. I – 02
1.6.1 Analisa Saluran Drainase ................................................... I – 03
1.6.2 Kapasitas dan Dimensi ...................................................... I – 04
1.7 Bentuk Tipikal Saluran Drainase .................................................... I – 04
1.8 Bentuk saluran Yang Paling Ekonomis........................................... I – 04
1.9 Rumus Empiris Kecepatan Rata-Rata ............................................ I – 07
BAB II PERHITUNGAN DIMENSI SALURAN ................................................. II – 01
2.1 Pengertian .................................................................................... II – 01
2.2 Perhitungan Dimensi Saluran Drainase ......................................... II – 01
BAB III PERHITUNGAN DEBIT BANJIR .......................................................... III – 01
3.1 Pengertian ..................................................................................... III – 01
3.2 Data Yang Tersedia ........................................................................ III – 01
3.3 Elevasi Muka Air Rencana ............................................................. III – 01
3.4 Laju Aliran permukaan atau Debet ............................................... III – 04
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
Laporan Perhitungan Struktur Hidrolika iii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Perhitungan Laju Aliran Puncak ................................................................. I – 02
Tabel 1.2 Hubungan Antara Debit dengan Freeboard .............................................. I – 03
Tabel 1.3 Kecepatan Aliran Air yang Diijinkan Berdasarkan Jenis Material .............. I – 03
Tabel 1.4 Tipikal Harga Koefisien Kekasaran Manning, n .......................................... I – 08
Tabel 2.1 Perhitungan Dimensi Saluran Drainase ..................................................... II – 03
Tabel 3.1 Koefisien Kekasaran ................................................................................... III – 03
Tabel 3.2 Data Run off Coeffisien (C) ......................................................................... III – 04
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
Laporan Perhitungan Struktur Hidrolika iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Penampang Persegi Panjang ....................................................... I – 05
Gambar 1.2 Penampang Melintang Saluran berbentuk Trapesium ............... I – 06
Perhitungan Struktur Hidrolika
1.1 ANALISA HIDROLIKA
Maksud dan tujuan dari analisa hidrol
Pembangunan Saluran Drainase
drainase dan bangunan
aliran yang akan dipergunakan untuk keperluan perencanaan dari saluran tersebut.
1.2 ANALISA DATA HIDROLOGI
Analisa data yang ak
Drainase adalah bersumber dari data
terutama mengenai aliran puncak atau debet. Aliran puncak yang didapat dalam
perhitungan hidrologi adalah aliran debit puncak untuk periode 5
1.3 LOKASI PEKERJAAN
Lokasi pekerjaan Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
pemerintahan kecamatan Sangatta Utara dan kecamatan Teluk Pandan
1.4 DATA YANG TERSEDIA
Tersedia data dari perhitungan hidrologi
metode Log Person III
Begitupula telah didapat besarnya aliran puncak untuk sub
Sub daerah pengaliran didasarkan pada kondisi topografi dan kontur
Besarnya aliran puncak dari sub
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
PENDAHULUAN
Maksud dan tujuan dari analisa hidrolika pada pekerjaan
Pembangunan Saluran Drainase adalah untuk menghitung dimensi dari saluran
dan bangunan-bangunan airnya. Begitupula menghitung klasifikasi dari
aliran yang akan dipergunakan untuk keperluan perencanaan dari saluran tersebut.
HIDROLOGI
akan diaplikasikan di dalam Perencanaan Pembangunan Saluran
h bersumber dari data yang diperoleh pada perhitungan hidrologi
terutama mengenai aliran puncak atau debet. Aliran puncak yang didapat dalam
gan hidrologi adalah aliran debit puncak untuk periode 5
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
kecamatan Sangatta Utara dan kecamatan Teluk Pandan
DATA YANG TERSEDIA
Tersedia data dari perhitungan hidrologi dimana dari hasil perhitungan
Log Person III diperoleh hujan rencana untuk 5 tahun sebesar
Begitupula telah didapat besarnya aliran puncak untuk sub-sub daerah pengaliran
Sub daerah pengaliran didasarkan pada kondisi topografi dan kontur
Besarnya aliran puncak dari sub-sub daerah terlihat pada tabel 1.1
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
I - 1
BAB I
PENDAHULUAN
pada pekerjaan Perencanaan
dimensi dari saluran
bangunan airnya. Begitupula menghitung klasifikasi dari
aliran yang akan dipergunakan untuk keperluan perencanaan dari saluran tersebut.
an diaplikasikan di dalam Perencanaan Pembangunan Saluran
yang diperoleh pada perhitungan hidrologi
terutama mengenai aliran puncak atau debet. Aliran puncak yang didapat dalam
gan hidrologi adalah aliran debit puncak untuk periode 5 tahun.
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase terletak diwilayah
kecamatan Sangatta Utara dan kecamatan Teluk Pandan.
dimana dari hasil perhitungan dengan
tahun sebesar 109.02.
sub daerah pengaliran.
Sub daerah pengaliran didasarkan pada kondisi topografi dan kontur.
sub daerah terlihat pada tabel 1.1
Perhitungan Struktur Hidrolika
1.5 METODE YANG DIPAKAI
1.5.1 Banyak rumus
menghitung elevasi muka air di saluran
sampai yang rumit dengan berbagai macam ketelitiannya masing
dengan tidak menutup kemungkinan pemakaian metode
canggih pada berbagai pekerjaan pengendalian genangan di Indonesia, pada
umumnya memakai metode yang relatif sederhana namun cukup
memberikan jawaban yang memadai yaitu metode pengaliran seragam
(uniform flow) dari pengaliran tetap atau permanen
1.5.2 Metode steady flow tersebut dikerjakan dengan menganggap dimana
pengaliran dengan debit tetap, tinggi air tetap dan penampang pengaliran
tetap. Agar dapat menghitung e
elevasi pasang purnama (spr
Elevasi spring tide atau muka air laut akan dipakai sebagai elevasi awal dari
saluran pembuang yang masuk ke laut
1.6 TIPIKAL STRUKTUR SALURAN DRAINASE
1.6.1 Analisa saluran Drainase
Perencanaan saluran drainase tergantung pada
curah hujan rencana. Kapasitas saluran harus mampu menampung air agar
tidak terjadi genangan.
Tipe konstruksi yang akan digunakan adalah :
Nama
Saluran Pembuang
1 Drain Jl Inpres
2 Drain Danau Redan
3 Bumi Ayu
No
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
Tabel 1.1
Perhitungan Laju Aliran Puncak
METODE YANG DIPAKAI
Banyak rumus-rumus dan metode-metode yang dapat dipakai untuk
menghitung elevasi muka air di saluran drainase dari yang sangat sederhana
sampai yang rumit dengan berbagai macam ketelitiannya masing
dengan tidak menutup kemungkinan pemakaian metode
canggih pada berbagai pekerjaan pengendalian genangan di Indonesia, pada
umumnya memakai metode yang relatif sederhana namun cukup
memberikan jawaban yang memadai yaitu metode pengaliran seragam
(uniform flow) dari pengaliran tetap atau permanen (steady flow).
Metode steady flow tersebut dikerjakan dengan menganggap dimana
pengaliran dengan debit tetap, tinggi air tetap dan penampang pengaliran
tetap. Agar dapat menghitung elevasi muka air diperlukan data
elevasi pasang purnama (spring tide), debit banjir, nilai kekasaran Strickler.
Elevasi spring tide atau muka air laut akan dipakai sebagai elevasi awal dari
saluran pembuang yang masuk ke laut.
TIPIKAL STRUKTUR SALURAN DRAINASE
Analisa saluran Drainase
Perencanaan saluran drainase tergantung pada besarnya debet rencana dan
curah hujan rencana. Kapasitas saluran harus mampu menampung air agar
tidak terjadi genangan.
Tipe konstruksi yang akan digunakan adalah :
C I10
Saluran Pembuang (koefisien limpasan) (mm/jam)
0.70 35.50
0.70 110.50
0.70 84.30
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
I - 2
metode yang dapat dipakai untuk
dari yang sangat sederhana
sampai yang rumit dengan berbagai macam ketelitiannya masing-masing
dengan tidak menutup kemungkinan pemakaian metode-metode yang
canggih pada berbagai pekerjaan pengendalian genangan di Indonesia, pada
umumnya memakai metode yang relatif sederhana namun cukup
memberikan jawaban yang memadai yaitu metode pengaliran seragam
(steady flow).
Metode steady flow tersebut dikerjakan dengan menganggap dimana
pengaliran dengan debit tetap, tinggi air tetap dan penampang pengaliran
levasi muka air diperlukan data berupa
ing tide), debit banjir, nilai kekasaran Strickler.
Elevasi spring tide atau muka air laut akan dipakai sebagai elevasi awal dari
besarnya debet rencana dan
curah hujan rencana. Kapasitas saluran harus mampu menampung air agar
A = luas Q
(ha) (m3/dtk)
13.20 0.90
3.88 0.80
2.00 0.30
Perhitungan Struktur Hidrolika
• Saluran terbuka berbentuk trape
• Box culvert
• Bangunan terjun
1.6.2 Kapasitas dan Dimensi
Dimensi dan ukuran mengacu kepada grafik dan parameter yang terkait
dengan bentuk dari masing
menggunakan ukuran standar yang biasa dipakai.
Ketentuan tentang
tinggi jagaan (freeboard), kaitannya dengan dimensi saluran, dapat dilihat
pada Tabel 1.2 dan Tabel 1.3
Hubungan Antara Debit Dengan Freeboard
Kecepatan Aliran Air
Lempung kepasiran
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
Saluran terbuka berbentuk trapesium
ert
Bangunan terjun
Kapasitas dan Dimensi
Dimensi dan ukuran mengacu kepada grafik dan parameter yang terkait
dengan bentuk dari masing-masing saluran. Dalam hal ini untuk saluran
menggunakan ukuran standar yang biasa dipakai.
Ketentuan tentang hubungan antara debit saluran (kapasitas Saluran) dengan
tinggi jagaan (freeboard), kaitannya dengan dimensi saluran, dapat dilihat
pada Tabel 1.2 dan Tabel 1.3
Tabel 1.2
Hubungan Antara Debit Dengan Freeboard
Q (m3/dtk) Fr (m)
0,00 0,30
0.30 – 0.50 0,40
0.50 – 1.50 0,50
1.50 – 15.0 0,60
15.00 – 25.00 0,75
> 25.00 1,00
Tabel 1.3
Kecepatan Aliran Air yang Diijinkan Berdasarkan Jenis Material
Jenis bahan Kecepatn aliran yang
diizinkan (m/dtk)
Pasir halus
Lempung kepasiran
Lanau alluvial
Kerikil halus
Lempung kokoh
Lempung padat
Kerikil kasar
Batu-batu besar
Pasangan batu
Beton
Beton bertulang
0,45
0,50
0,60
0,75
0,75
1,10
1,20
1,50
1,50
1,50
1,50
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
I - 3
Dimensi dan ukuran mengacu kepada grafik dan parameter yang terkait
masing saluran. Dalam hal ini untuk saluran
hubungan antara debit saluran (kapasitas Saluran) dengan
tinggi jagaan (freeboard), kaitannya dengan dimensi saluran, dapat dilihat
Diijinkan Berdasarkan Jenis Material
Kecepatn aliran yang
diizinkan (m/dtk)
Perhitungan Struktur Hidrolika
1.7 BENTUK TIPIKAL SALURAN DRAINASE
Bentuk saluran drainase sekunder di wilayah perumahan di pakai
dengan bentuk tipikal sesuai dengan kebutuhan di lap
Namun untuk nilai estetika kawasan permukiman, sebaiknya digunakan saluran yang
memiliki dimensi yang seragam sesuai kebutuhan. Nilai estetika akan menambah
kenyamanan dan keasrian kawasan permukiman.
Ada 4 bentuk saluran yang bisa dipakai untuk wilayah p
culvert, saluran berbentuk trape
1.8 BENTUK SALURAN YANG PALING EKONOMIS
Potongan melintang saluran yang paling ekonomis adalah saluran yang dapat
melewatkan debit maksimum untuk luas penampang basah, kekasara
kemiringan dasar tertentu. Berdasarkan persamaan kontuinitas, tampak jelas bahwa
untuk luas penampang melintang tetap, debit maksimum dicapai jika kecepatan
aliran maksimum. Dari rumus
kemiringan dasar dan
hidraulik, R maksimum. Selanjutnya untuk luas penampang tetap, jari
maksimum jika keliling basa
tersebut memberi jalan untuk men
ekonomis untuk berbagai macam bentuk, seperti dijabarkan tersebut.
- Penampang Berbentuk Persegi yang Ekonomis
Pada penampang melintang saluran berbentuk persegi dengan lebar dasar B dan
kedalaman air h (
dapat dituliskan sebagi berikut :
A = B x h
Atau
B � ��
P = B + 2h
Subtitusi persamaan (1) kedalam persamaan (2), maka diperoleh persamaan :
P� Ah�2h
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
BENTUK TIPIKAL SALURAN DRAINASE
Bentuk saluran drainase sekunder di wilayah perumahan di pakai
dengan bentuk tipikal sesuai dengan kebutuhan di lapangan.
Namun untuk nilai estetika kawasan permukiman, sebaiknya digunakan saluran yang
memiliki dimensi yang seragam sesuai kebutuhan. Nilai estetika akan menambah
kenyamanan dan keasrian kawasan permukiman.
Ada 4 bentuk saluran yang bisa dipakai untuk wilayah perumahan yaitu single box,
culvert, saluran berbentuk trapesium dan gorong-gorong.
BENTUK SALURAN YANG PALING EKONOMIS
Potongan melintang saluran yang paling ekonomis adalah saluran yang dapat
melewatkan debit maksimum untuk luas penampang basah, kekasara
kemiringan dasar tertentu. Berdasarkan persamaan kontuinitas, tampak jelas bahwa
untuk luas penampang melintang tetap, debit maksimum dicapai jika kecepatan
aliran maksimum. Dari rumus Manning atau Chezy dapat dilihat bahwa untuk
kemiringan dasar dan kekasaran tetap, kecepatan maksimum
hidraulik, R maksimum. Selanjutnya untuk luas penampang tetap, jari
maksimum jika keliling basah, P, minimum. Kondisi seperti yang telah kita pahami
jalan untuk menentukan dimensi penampang melintang saluran
ekonomis untuk berbagai macam bentuk, seperti dijabarkan tersebut.
Penampang Berbentuk Persegi yang Ekonomis
Pada penampang melintang saluran berbentuk persegi dengan lebar dasar B dan
kedalaman air h (Gambar 1.1). Luas penampang basah A dan keliling basah P
dapat dituliskan sebagi berikut :
Subtitusi persamaan (1) kedalam persamaan (2), maka diperoleh persamaan :
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
I - 4
Bentuk saluran drainase sekunder di wilayah perumahan di pakai beberapa jenis
Namun untuk nilai estetika kawasan permukiman, sebaiknya digunakan saluran yang
memiliki dimensi yang seragam sesuai kebutuhan. Nilai estetika akan menambah
erumahan yaitu single box,
Potongan melintang saluran yang paling ekonomis adalah saluran yang dapat
melewatkan debit maksimum untuk luas penampang basah, kekasaran dan
kemiringan dasar tertentu. Berdasarkan persamaan kontuinitas, tampak jelas bahwa
untuk luas penampang melintang tetap, debit maksimum dicapai jika kecepatan
dapat dilihat bahwa untuk
kekasaran tetap, kecepatan maksimum dicapai jika jari-jari
hidraulik, R maksimum. Selanjutnya untuk luas penampang tetap, jari-jari hidraulik
h, P, minimum. Kondisi seperti yang telah kita pahami
entukan dimensi penampang melintang saluran
ekonomis untuk berbagai macam bentuk, seperti dijabarkan tersebut.
Pada penampang melintang saluran berbentuk persegi dengan lebar dasar B dan
penampang basah A dan keliling basah P
(1)
(2)
Subtitusi persamaan (1) kedalam persamaan (2), maka diperoleh persamaan :
(3)
Perhitungan Struktur Hidrolika
Dengan asumsi luas penampang, A adalah konstan, maka persamaan (3) dapat
dideferensialkan terhadap h dan dibuat sama dengan nol, untuk memperoleh
harga P minimum.
dpdh�
Ah� � 2 � 0
A = 2h2 = B
B = 2 h atau h = B
2
Jari-jari hidrolik
R = ��� ��
���� atauR =
Bentuk melintang persegi
setengah dari lebar dasar saluran atau jari
kedalaman air.
- Penampang Berbentuk Trapes
Luas penampang melintang A dan keliling basah P, saluran dengan
melintang yang berbentuk trape
dan kemiringan dinding I
A = (B + mh) h
P = B + 2h √m� �Atau
B = P – 2h √m� �Nilai B pada persamaan (3) disubtitusikan ke dalam persamaan (1), maka
diperoleh persamaan sebagai berikut :
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
Gambar 1.1
Penampang Persegi Panjang
Dengan asumsi luas penampang, A adalah konstan, maka persamaan (3) dapat
dideferensialkan terhadap h dan dibuat sama dengan nol, untuk memperoleh
harga P minimum.
atauR = ���
������ ��
entuk melintang persegi yang paling ekonomis adalah jika kedalaman air
setengah dari lebar dasar saluran atau jari-jari hidroliknya setengah dari
Penampang Berbentuk Trapesium yang Ekonomis
Luas penampang melintang A dan keliling basah P, saluran dengan
melintang yang berbentuk trapesium dengan lebar dasar B, kedalaman al
dan kemiringan dinding I : m (gambar 1.2), dapat dirumuskan sebagai berikut :
1
1
Nilai B pada persamaan (3) disubtitusikan ke dalam persamaan (1), maka
diperoleh persamaan sebagai berikut :
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
I - 5
Dengan asumsi luas penampang, A adalah konstan, maka persamaan (3) dapat
dideferensialkan terhadap h dan dibuat sama dengan nol, untuk memperoleh
(4)
(5)
yang paling ekonomis adalah jika kedalaman air
jari hidroliknya setengah dari
Luas penampang melintang A dan keliling basah P, saluran dengan penampang
dengan lebar dasar B, kedalaman aliran h,
(gambar 1.2), dapat dirumuskan sebagai berikut :
(1)
(2)
(3)
Nilai B pada persamaan (3) disubtitusikan ke dalam persamaan (1), maka
Perhitungan Struktur Hidrolika
A � �P � 2h√m�
Atau
A = Ph – 2h2√m� �
Penampang Melintang Saluran Berbentuk
Kita asumsikan bahwa luas penampang A dan kemiringan dinding m adalah
konstan, maka persamaan (4) dapat dideferensialkan terhad
dengan nol untuk memperoleh kondisi P minimum.
���� =P – 4h√m� �Atau
P = 4√m� � 1 � 2Dengan menganggap h konstan, mendeferensial persamaan (6) dan membuat
sama dengan nol, maka diperoleh persamaan berikut :
dPdm� 1
2 �4h 2m�m2�1�
Atau
��√�����1
4m3= 1+m
2 : m = �
Nilai m disubstitusikan ke dalam persamaan (6) maka persamaan yang diperoleh
adalah :
P = ! h√3 � �
!h√3Jika nilai m disubtitusikan ke da
diperoleh adalah :
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
� 1# h + mh2
� 1 �mh�
Gambar 1.2
Penampang Melintang Saluran Berbentuk Trapesium
Kita asumsikan bahwa luas penampang A dan kemiringan dinding m adalah
konstan, maka persamaan (4) dapat dideferensialkan terhad
dengan nol untuk memperoleh kondisi P minimum.
1 � 2mh � 0
2mh
Dengan menganggap h konstan, mendeferensial persamaan (6) dan membuat
sama dengan nol, maka diperoleh persamaan berikut :
� -2h�0
��!= �√!
Nilai m disubstitusikan ke dalam persamaan (6) maka persamaan yang diperoleh
3 = 2h√3
Jika nilai m disubtitusikan ke dalam persaman (3), maka persamaan yang
diperoleh adalah :
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
I - 6
(4)
Trapesium
Kita asumsikan bahwa luas penampang A dan kemiringan dinding m adalah
konstan, maka persamaan (4) dapat dideferensialkan terhadap h dibuat sama
(5)
(6)
Dengan menganggap h konstan, mendeferensial persamaan (6) dan membuat
(7)
(8)
Nilai m disubstitusikan ke dalam persamaan (6) maka persamaan yang diperoleh
(9)
lam persaman (3), maka persamaan yang
Perhitungan Struktur Hidrolika
B = 2h √3 � !%h√
Selanjutnya, nilai m disubtitusikan k dalam persamaan (1) maka diperoleh
persamaan berikut :
A = &�! h√3 � �! h
Jadi, penampang trape
dindingnya, m = 1/
setengah segi enam
1.9 RUMUS EMPIRIS KECEPATAN RATA
Karena sulit menentukan tekana
turbulen, maka digunakan pendekatan empiris untuk
rata. Beberapa rumus empiris kecepatan rata
- Rumus Manning
V = 1nR
23R1
2
Dimana
V = kecepatan rata
R = radius hidrolik (m)
S = kemiringan energy (
n = koefisien kekasaran Manning (det/m
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
√3 � �!h√3
Selanjutnya, nilai m disubtitusikan k dalam persamaan (1) maka diperoleh
persamaan berikut :
√3)h � h�√3
Jadi, penampang trapesium yang paling efisien adalah jika kemiringan
dindingnya, m = 1/√3, atau * � 60⁰. Trapesium yang berbentuk berupa
enam beraturan (heksagonal).
RUMUS EMPIRIS KECEPATAN RATA-RATA
sulit menentukan tekanan geser dan distribusi kecepatan dalam aliran
turbulen, maka digunakan pendekatan empiris untuk menghitung kecepatan rata
rata. Beberapa rumus empiris kecepatan rata-rata diantaranya adalah :
V = kecepatan rata-rata (m/det)
R = radius hidrolik (m)
S = kemiringan energy (-)
n = koefisien kekasaran Manning (det/m1/3
)
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
I - 7
(10)
Selanjutnya, nilai m disubtitusikan k dalam persamaan (1) maka diperoleh
(11)
ium yang paling efisien adalah jika kemiringan
ium yang berbentuk berupa
geser dan distribusi kecepatan dalam aliran
menghitung kecepatan rata-
rata diantaranya adalah :
Perhitungan Struktur Hidrolika
Tipikal Harga Koefisien Kekasaran Manning, n
No
Tipe saluran dan jenis bahan
1
Beton
• Gorong-gorong lurus dan bebas dari kotoran
• Gorong-gorong dengan lengkungan dan
kotoran/gangguan
• Beton dipoles
• Saluran pembuang dengan bak kontrol
2
Tanah, lurus dan seragam
• Bersih baru
• Bersih telah melapuk
• Berkerikil
• Berumput pendek, sedikit
3
Saluran alam
• Bersih lurus
• Bersih, berkelok-kelok
• Banyak tanaman pengganggu
• Dataran banjir berumput pendek
• Saluran dibelukar
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
Tabel 1.4
Tipikal Harga Koefisien Kekasaran Manning, n
Tipe saluran dan jenis bahan Minimum
gorong lurus dan bebas dari kotoran
gorong dengan lengkungan dan sedikit
kotoran/gangguan
Saluran pembuang dengan bak kontrol
0,010
0,011
0,011
0,013
Tanah, lurus dan seragam
Bersih telah melapuk
Berumput pendek, sedikit tanaman pengganggu
0,016
0,018
0,022
0,022
kelok
Banyak tanaman pengganggu
Dataran banjir berumput pendek – tinggi
0,025
0,033
0,050
0,025
0,035
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
I - 8
Harga
Normal Maksimum
0,011
0,013
0,012
0,015
0,013
0,014
0,014
0,017
0,018
0,022
0,025
0,027
0,020
0,025
0,030
0,033
0,030
0,040
0,070
0,030
0,050
0,033
0,045
0,08
0,035
0,07
Perhitungan Struktur Hidrolika
2.1 PENGERTIAN
Dalam menentukan kriteria dimensi awal saluran drainase serta jenis material apa
yang digunakan pada suatu daerah, besarnya debit aliran
merupakan salah satu faktor penting yang harus diperhatikan. Sebab dengan
mengetahui besarnya debit yang mengalir kita akan dapat memperkirakan besarnya
dimensi saluran minimum yang dibutuhkan air agar tidak melimpas. Dan dengan
mengetahui kemiringan dari nilai elevasi yang ada, kita dapat memperkirakan
besarnya kecepatan air yang melimpas sehingga kita dapat memilih jenis material yang
tepat bagi saluran tersebut.
2.2 PERHITUNGAN DIMENSI SALURAN DRAINASE
Untuk menghitung dimensi salu
A = Q / V
Dimana :
A = Luas penampang basah (m
Q = Debit (m3/dt)
V = Kecepatan aliran (m/dtk)
Kecepatan aliran dapat dihitung dengan rumus Manning :
V = (1/n) R2/3
S1/2
Bentuk Saluran
Bentuk saluran yang akan digunakan adalah
a. Untuk drainase eksisiting dipergunakan bentuk segi empat akibat terbatasnya lahan
yang tersedia
Apabila tinggi air
B (dasar saluran)
A (penampang basah)
P (keliling basah)
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
PERHITUNGAN DIMENSI SALURAN
Dalam menentukan kriteria dimensi awal saluran drainase serta jenis material apa
yang digunakan pada suatu daerah, besarnya debit aliran
merupakan salah satu faktor penting yang harus diperhatikan. Sebab dengan
mengetahui besarnya debit yang mengalir kita akan dapat memperkirakan besarnya
dimensi saluran minimum yang dibutuhkan air agar tidak melimpas. Dan dengan
ahui kemiringan dari nilai elevasi yang ada, kita dapat memperkirakan
besarnya kecepatan air yang melimpas sehingga kita dapat memilih jenis material yang
tepat bagi saluran tersebut.
PERHITUNGAN DIMENSI SALURAN DRAINASE
Untuk menghitung dimensi saluran kita gunakan :
A = Luas penampang basah (m2)
V = Kecepatan aliran (m/dtk)
Kecepatan aliran dapat dihitung dengan rumus Manning :
Bentuk saluran yang akan digunakan adalah bentuk yang paling ekonomis dan stabil
Untuk drainase eksisiting dipergunakan bentuk segi empat akibat terbatasnya lahan
= h maka
= 2h
A (penampang basah) = 2h2
= 4h
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
II - 1
BAB II
PERHITUNGAN DIMENSI SALURAN
Dalam menentukan kriteria dimensi awal saluran drainase serta jenis material apa
yang digunakan pada suatu daerah, besarnya debit aliran maupun elevasi lahan
merupakan salah satu faktor penting yang harus diperhatikan. Sebab dengan
mengetahui besarnya debit yang mengalir kita akan dapat memperkirakan besarnya
dimensi saluran minimum yang dibutuhkan air agar tidak melimpas. Dan dengan
ahui kemiringan dari nilai elevasi yang ada, kita dapat memperkirakan
besarnya kecepatan air yang melimpas sehingga kita dapat memilih jenis material yang
bentuk yang paling ekonomis dan stabil
Untuk drainase eksisiting dipergunakan bentuk segi empat akibat terbatasnya lahan
Perhitungan Struktur Hidrolika
V (kecepatan)
Q (debit) = �� 2h
�
b. Titik drainase yang dikonstru
Apabila tinggi air
B (dasar saluran)
A (penampang basah)
P (keliling basah)
V (kecepatan)
Q (debit)
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
= �� �
����
�/�. S�/�
� ����
� �/�
. S�/�
Titik drainase yang dikonstruksikan dipergunakan bentuk tegak (α = 9
= h maka
= 23 h√3
A (penampang basah) = h2√3
= 2h√3
= �� �
��√3��√3
�/�. S�/�
= ��h
�√3 ����/�
. S�/�
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
II - 2
ksikan dipergunakan bentuk tegak (α = 90⁰)
Pe
rhitu
ng
an
Struktu
r Hid
rolika
Tabel 2.1 Perhitungan Dimensi Saluran
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
No Nama Saluran Panjang Debit (Q) Kecepatan (V) Kemiringan Koefisien Tinggi air (h) lebar dasar (b) Kemiringan Tinggi Jagaan
(m) m3/dtk m/dtk (s) Manning (n) m m talud m
1 Jl. Inpres 1,056 0.90 1.02 0.0007 0.013 0.71 0.82 0 0.40
2 Danau Redang 338.8 0.80 2.08 0.005 0.013 0.47 0.54 0 0.30
3 Bumi Ayu 320 0.30 1.03 0.0015 0.013 0.41 0.47 0 0.30
Tabel 2.1 Perhitungan Dimensi Saluran
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
II - 3
Perhitungan Struktur Hidrolika
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
II - 4
Perhitungan Struktur Hidrolika
3.1 PENGERTIAN
Maksud dari analisa banjir di
terjadi dimana selanjutnya elevasi muka air banjir dapat ditetapkan. Periode ulang
yang akan dipergunakan pada analisis ini adalah periode ulang
Sedangkan tujuannya adalah untuk mendapatkan korelasi atau hub
elevasi muka air banjir dengan elevasi muka air yang ada
tersebut di atas.
Pengaruh back water (air kembali) akan terjadi pada saluran drainase apabila elevasi
muka air banjir lebih tinggi dari elevasi muka air pada salu
ini terjadi maka pada bangunan out
pengatur berupa pintu sorong yang akan mencegah terjadinya back water tersebut.
3.2 DATA YANG TERSEDIA
Data yang tersedia untuk analisis muka air
- Lebar Saluran
- Panjang saluran
- Kemiringan saluran
- Elevasi dasar saluran
- Nilai R24 curah hujan maksimum harian untuk pe
109.02 mm (diperoleh dari hasil analisis hidrologi)
3.3 ELEVASI MUKA AIR RENCANA
Elevasi muka air rencana ditentukan dengan perhitungan aliran uniform flow.
Perhitungan aliran uniform flow biasanya
memperoleh kecepatan arus rata
v = ��R
�/�. I�/�
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
PERHITUNGAN
Maksud dari analisa banjir di Kota Sangatta untuk mengetahui tinggi air banjir yang
terjadi dimana selanjutnya elevasi muka air banjir dapat ditetapkan. Periode ulang
yang akan dipergunakan pada analisis ini adalah periode ulang 5
Sedangkan tujuannya adalah untuk mendapatkan korelasi atau hub
elevasi muka air banjir dengan elevasi muka air yang ada pada saluran drainase
Pengaruh back water (air kembali) akan terjadi pada saluran drainase apabila elevasi
muka air banjir lebih tinggi dari elevasi muka air pada saluran drainase. Apabila hal
ini terjadi maka pada bangunan out-fall ke sungai akan dikonstruksikan pintu
pengatur berupa pintu sorong yang akan mencegah terjadinya back water tersebut.
DATA YANG TERSEDIA
Data yang tersedia untuk analisis muka air banjir adalah sebagai berikut :
saluran
saluran
curah hujan maksimum harian untuk periode ulang
mm (diperoleh dari hasil analisis hidrologi)
MUKA AIR RENCANA
Elevasi muka air rencana ditentukan dengan perhitungan aliran uniform flow.
aliran uniform flow biasanya digunakan formula
memperoleh kecepatan arus rata-rata.
�
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
III - 1
BAB III
PERHITUNGAN DEBIT BANJIR
untuk mengetahui tinggi air banjir yang
terjadi dimana selanjutnya elevasi muka air banjir dapat ditetapkan. Periode ulang
5 tahun.
Sedangkan tujuannya adalah untuk mendapatkan korelasi atau hubungan antara
pada saluran drainase
Pengaruh back water (air kembali) akan terjadi pada saluran drainase apabila elevasi
ran drainase. Apabila hal
fall ke sungai akan dikonstruksikan pintu
pengatur berupa pintu sorong yang akan mencegah terjadinya back water tersebut.
banjir adalah sebagai berikut :
iode ulang 5 tahun sebesar
Elevasi muka air rencana ditentukan dengan perhitungan aliran uniform flow.
digunakan formula Manning untuk
Perhitungan Struktur Hidrolika
Dimana
v = kecepatan arus rata
R = Jari-jari hidrolis = A/S
A = Luas Potongan Lintang
S = Keliling basah sungai
I = Kemiringan hidrolik
n = Koefisien kekasaran
Untuk sungai yang lebar digunakan lebar sungai (B) sebagai pengganti S.
kekasaran menunjukkan kekasaran dasar sungai dan besarnya tergantung dari
berbagai macam faktor.
Apabila air yang mengalir dihitung dengan aliran uniform flow dan kecepatan arus
rata-rata dihitung dengan rumus Manning
banjir rencana dengan mudah ditentukan dengan mengadakan perhitungan coba
banding.
Tinggi muka air rencana sebaiknya lebih rendah dari tinggi muka air maksimum
sebelumnya. Jadi apabila muka air dari hasil perhitungan terlalu tinggi, maka
sungainya harus diperlebar atau diperdalam. Tabel koefisien kekasaran dari Manning
dapat dilihat pada tabel 3.1
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
rata-rata sungai (m/det)
jari hidrolis = A/S (m)
A = Luas Potongan Lintang (m2)
S = Keliling basah sungai (m)
I = Kemiringan hidrolik
n = Koefisien kekasaran Manning
sungai yang lebar digunakan lebar sungai (B) sebagai pengganti S.
kekasaran menunjukkan kekasaran dasar sungai dan besarnya tergantung dari
tor.
Apabila air yang mengalir dihitung dengan aliran uniform flow dan kecepatan arus
rata dihitung dengan rumus Manning maka tinggi muka air
banjir rencana dengan mudah ditentukan dengan mengadakan perhitungan coba
Tinggi muka air rencana sebaiknya lebih rendah dari tinggi muka air maksimum
Jadi apabila muka air dari hasil perhitungan terlalu tinggi, maka
ainya harus diperlebar atau diperdalam. Tabel koefisien kekasaran dari Manning
dilihat pada tabel 3.1.
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
III - 2
sungai yang lebar digunakan lebar sungai (B) sebagai pengganti S. Koefisien
kekasaran menunjukkan kekasaran dasar sungai dan besarnya tergantung dari
Apabila air yang mengalir dihitung dengan aliran uniform flow dan kecepatan arus
maka tinggi muka air berdasarkan debit
banjir rencana dengan mudah ditentukan dengan mengadakan perhitungan coba
Tinggi muka air rencana sebaiknya lebih rendah dari tinggi muka air maksimum
Jadi apabila muka air dari hasil perhitungan terlalu tinggi, maka
ainya harus diperlebar atau diperdalam. Tabel koefisien kekasaran dari Manning
Perhitungan Struktur Hidrolika
Jenis Saluran
Gorong-Gorong
Pipa kuningan
Pipa besi cor
Pipa baja sambungan
Pipa halus dari semen
Pipa beton
Saluran Buatan
Kayu halus
Betonan
Pasangan batu asah
Pasangan batu kasar
Pasangan kering dari batu kasar
Saluran galian tanah, lurus dan berprofil sama
Saluran galian tanah, berkelok
lambat
Saluran galian tanah padas, halus
Saluran galian tanah padas, kasar
Sungai Alam
Trase dan profil teratur, air dalam
Trase dan profil teratur, bertanggul kerikil dan
berumput
Berbelok-belok dengan tempat
Berbelok-belok, air tidak dalam
Berumput banyak di bawah air
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
Tabel 3.1
Koefisien Kekasaran
Jenis Saluran
Pipa baja sambungan
Pipa halus dari semen
Pasangan batu asah
Pasangan batu kasar
Pasangan kering dari batu kasar
Saluran galian tanah, lurus dan berprofil sama
Saluran galian tanah, berkelok-kelok dan berarus
Saluran galian tanah padas, halus
galian tanah padas, kasar
Trase dan profil teratur, air dalam
Trase dan profil teratur, bertanggul kerikil dan
belok dengan tempat-tempat dangkal
belok, air tidak dalam
Berumput banyak di bawah air
0,009
0,011
0,013
0,010
0,012
0,010
0,012
0,013
0,017
0,025
0,017
0,023
0,025
0,035
0,025
0,030
0,033
0,040
0,050
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
III - 3
n
0,009 – 0,013
0,011 – 0,015
0,013 – 0,017
0,010 – 0,013
0,012 – 0,016
0,010 – 0,014
0,012 – 0,018
0,013 – 0,017
0,017 – 0,030
0,025 – 0,035
0,017 – 0,025
0,023 – 0,030
0,025 – 0,035
0,035 – 0,045
0,025 – 0,033
0,030 – 0,040
0,033 – 0,045
0,040 – 0,055
0,050 – 0,080
Perhitungan Struktur Hidrolika
3.4 LAJU ALIRAN PERMUKAAN ATAU DEB
Metode untuk memperkirakan laju aliran permukaan puncak yang umum dipakai
adalah metode Rasional
Persamaan matematik metode
Q = 0.277 C.I.A
Dimana :
Q = Laju aliran permukaan (m
C = Koefisien aliran permukaan dari Manning
I = Intensitas hujan (mm/jam)
A = Luas daerah pengaliran (km
- Koefisien Run Off
Besarnya run off coefisien tergantung dari fa
seperti misalnya: jenis tanah, kemiringannya, keadaan hutan penutupnya dan
sebagainya juga tergantung dari besar kecilnya
Keadaan Daerah Pengaliran
Bergunung dan Curam
Pegunungan Tertier
Sungai dengan tanah dan hutan dibagian
Atas dan bawahnya
Tanah dasar yang ditanami
Sawah waktu diairi
Sungai bergunung
Sungai dataran
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
PERMUKAAN ATAU DEBIT
Metode untuk memperkirakan laju aliran permukaan puncak yang umum dipakai
Rasional. Metode ini sangat sederhana dan mudah penggunaannya.
Persamaan matematik metode Rasional dinyatakan dalam bentuk
Q = Laju aliran permukaan (m3/det)
C = Koefisien aliran permukaan dari Manning
I = Intensitas hujan (mm/jam)
A = Luas daerah pengaliran (km2)
Koefisien Run Off ( C )
Besarnya run off coefisien tergantung dari faktor-faktor daerah pengalirannya
seperti misalnya: jenis tanah, kemiringannya, keadaan hutan penutupnya dan
sebagainya juga tergantung dari besar kecilnya.
Tabel 3.2
Data Run Off Coefisien (C)
Keadaan Daerah Pengaliran Run Off Coefisien
Bergunung dan Curam
Pegunungan Tertier
Sungai dengan tanah dan hutan dibagian
an bawahnya
Tanah dasar yang ditanami
Sawah waktu diairi
Sungai bergunung
Sungai dataran
0,75
0,70
0,50
0,45
0,70
0,75
0,45
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
III - 4
Metode untuk memperkirakan laju aliran permukaan puncak yang umum dipakai
dan mudah penggunaannya.
dinyatakan dalam bentuk
daerah pengalirannya
seperti misalnya: jenis tanah, kemiringannya, keadaan hutan penutupnya dan
Run Off Coefisien
0,75 – 0,90
0,70 – 0,80
0,50 – 0,75
0,45 – 0,50
0,70 – 0,80
0,75 – 0,85
0,45 – 0,75
Perhitungan Struktur Hidrolika
- Kecepatan Perambatan Banjir (V)
Kecepatan perambatan banjir dapat dipakai rumus :
V = 72�� .�
�
- Time of Concentration
t = LV L = panjang sungai
- Intensitas hujan (I)
I = R24
24t �
2/3
- Luas Daerah Pengaliran
Pendekatan dengan formula Melhior dimana luas daerah pengaliran merupakan
luas elips dimana :
Sumbu panjang adalah jarak dari hulu ke titik yang ditinjau
Sumbu pendek adalah
Jadi luas elips = π/4
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
Perambatan Banjir (V)
Kecepatan perambatan banjir dapat dipakai rumus : Dr. Rizha
� � i kemiringan sungai
Time of Concentration (t)
L = panjang sungai
Intensitas hujan (I)
R = 260.68 untuk periode ulang 10 tahun
Luas Daerah Pengaliran (A)
Pendekatan dengan formula Melhior dimana luas daerah pengaliran merupakan
luas elips dimana :
Sumbu panjang adalah jarak dari hulu ke titik yang ditinjau
adalah 2/3 x Sumbu panjang
/4 x sumbu panjang x sumbu pendek
Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase
III - 5
Dr. Rizha sebagai berikut :
Pendekatan dengan formula Melhior dimana luas daerah pengaliran merupakan