EVALUASI KINERJA KANTONG LUMPUR DAN SALURAN BENDUNG NOTOG DALAM MELAYANI KEBUTUHAN IRIGASI

Transkripsi

1 EVALUASI KINERJA KANTONG LUMPUR DAN SALURAN PRIMER BENDUNG NOTOG DALAM MELAYANI KEBUTUHAN IRIGASI Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Oleh: IAN KARUNIA PERKASA D PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017

2 Scanned by CamScanner

3 Scanned by CamScanner

4 Scanned by CamScanner

5 EVALUASI KINERJA KANTONG LUMPUR DAN SALURAN PRIMER BENDUNG NOTOG DALAM MELAYANI KEBUTUHAN IRIGASI Abstrak Air adalah sumber daya paling utama bagi manusia dan mahkluk hidup lainnya. Ketersediaan air di bumi yang sangat melimpah, sehingga manusia harus memanfaatkan dengan sebaik-baiknya. Tujuan evaluasi kinerja kantong lumpur dan saluran primer Bendung Notog adalah untuk mengetahui debit air pada saluran, mengevaluasi kemampuan kantong lumpur di Bendung Notog dan dimensi saluran primer sehingga kebutuhan irigasi pada daerah tersebut tercukupi. Metode - metode yang digunakan untuk perhitungan debit seperti metode Mock, metode Penman dan metode lainnya. Penelitian ini menggunakan data-data sekunder yang berupa data curah hujan bulanan, data debit tercatat, dan data ukuran dimensi bangunan yang didapat dari Balai Sungai Pemali Comal tepat nya pada anak aliran sungai. Selanjutnya data-data tersebut dianalisis menggunakan metode metode yang terkait, sehingga didapatkan nilai debit saluran, debit andalan, debit ketersediaan air, dll. Dengan menghitung analisis dan parameter - parameter yang ada, dimana debit andalan (Q andalan ) harus lebih besar dari debit kebutuhan air (Q kebut. Air ). Dari hasil penelitian evaluasi kinerja kantong lumpur dan saluran Bendung Notog didapatkan nilai debit andalan maksimum adalah 69,844 m 3 /dt, debit yang bisa dialirkan pada saluran pembawa sebesar 53,127 m 3 /dt dan debit kebutuhan air sawah sebesar 44,272 m 3 /dt. Untuk perhitungan dimensi kantong lumpur didapatkan lebar (B) = 15 m, panjang (L) = 688 m, kedalaman air saat kantong sedimen hampir penuh (Hn) = 2,95 m, kedalaman air saat kantong sedimen kosong (Hs) = 1,93 m dan data di lapangan adalah B = 15 m, L = 800 m, Hn = 3,10 m, Hs = 2,09 m. Untuk dimensi saluran primer yaitu lebar (B) = 17 m, dan tinggi (h) = 2,906 m. Sedangkan data di lapangan yaitu lebar (B) = 17 m, dan tinggi (h) = 3,10 m. Sehingga dimensi kantong lumpur dan saluran primer sudah memenuhi. Kata kunci : Bendung Notog, debit andalan, kebutuhan air. EVALUATION THE PERFORMANCE OF SEDIMENT TRAP AND THE PRIMARY DAMS OF NOTOG DAMS IN SERVING THE NEEDS OF IRRIGATION Abstract Water is the main resource for humans and other living beings. The availability of water in the earth is very abundant, so people have to make utilizing of it. 1

6 The objective of performance evaluation of sediment trap and primary drains of Notog dam is to know the flow of water in the channel, evaluate the capacity of sediment trap at Notog dam and the primary channel dimension so that the irrigation needs in the area is fulfilled. The methods used for discharge calculations are Mock method, Penman method and other methods. This study uses secondary data in the form of monthly rainfall data, recorded discharge data, and building dimension obtained from Balai Besar Pemali Comal right on the tributary. Furthermore, the data are analyzed using the related methods, so that the value of channel flow, dependable discharge, water availability, etc are obtained. By calculating the analysis and parameters, where the reliable discharge (Q Reliability) must be greater than the water demand (Qwater.demand). From the result of the research, the performance evaluation of sediment trap and the Notog weir channel are as follow maximum discharge of m 3 / dt, the discharge that can be distributed in primary channel of m 3 /dt and the irrigated field water demand of m 3 /dt. For calculation the dimensions of sediment trap size, the width (B) = 15 m, length (L) = 688 m, Water depth when the sediment bag is almost full (Hn) = 2.95 m, water depth when empty sediment bag (Hs) = 1.93 m and the data in the field of sediment trap dimension is B = 15 m, L = 800 m, Hn = 3,10 m, Hs = 2,09 m. For primary channel dimensions ie width (B) = 17 m, and height (h) = m. While data in the field that is wide (B) = 17 m, and height (h) = 3.10 m. So that the dimensions of the sediment trap and the primary canal are sufficient. Keywords: Notog dam, dependable discharge, water requirement. 1. PENDAHULUAN Air adalah sumber daya paling utama bagi manusia dan mahkluk hidup lainnya. Ketersediaan air di bumi yang sangat melimpah, sehingga manusia harus memanfaatkan dengan sebaik-baiknya. Ketersediaan air pada kenyataannya tidak sesuai dengan kebutuhan air baik secara ruang dan waktunya, sehingga diperlukan teknik (rekayasa) di dalam memanfaatkannya. Kabupaten Brebes adalah daerah yang sebagian besar bermata pencaharian sebagai petani. Untuk memenuhi kebutuhan air pada Daerah Irigasi Pemali, maka Balai Sungai Pemali Comal mengendalikan sistem irigasinya. Daerah Irigasi Pemali yang bersumber pada sungai Pemali mempunyai panjang saluran ±207 km dengan mengaliri ± ha. Penyebab utama terjadinya kurangnya ketersediaan air dipengaruhi beberapa faktor antara lain kurangnya evaluasi pada kantong lumpur di Bendung Notog, debit air yang kecil, dimensi saluran yang kecil dan masih banyak kemungkinan lainnya. 2

7 Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui debit air pada saluran, evaluasi dari kantong lumpur di Bendung Notog dan dimensi saluran primer sehingga kebutuhan air tercukupi. 1.1 Tujuan Penelitian 1. Mengevaluasi kemampuan kantong lumpur pada Bendung Notog. 2. Mengetahui debit yang bisa dialirkan pada saluran pembawa. 3. Mengetahui kapasitas saluran pembawa sudah mencukupi debit yang akan dialirkan atau tidak. 2. METODE PENELITIAN Mulai Studi Literatur Pengumpulan Data Luas (Ha) ` Klimatologi Data Sedimen Data Hidrolis Debit Andalan Evapotranspirasi Jenis Tanaman Keb. Dimensi Kantong Lumpur Analisis Pola Tanam Keb. Air Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar IV.1. Diagram Alir Metode Penelitian 3

8 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Ketersediaan Air Debit andalan (dependable flow) adalah debit minimum sungai untuk kemungkinan terpenuhi yang sudah ditentukan yang dapat dipakai untuk irigasi. Kemungkinan terpenuhi ditetapkan 80% (kemungkinan bahwa debit sungai lebih rendah dari debit andalan adalah 20%). Debit andalan ditentukan untuk periode tengah bulanan. Debit minimum sungai diantalisis atas dasar data debit harian sungai Data Klimatologi Berikut ini adalah data klimatologi Kabupaten Brebes seperti pada tabel V.1 sebagai berikut : Tabel V.1 Data Klimatologi Bulan T ( C) R (%) n (%) v (km/hr) Lintang Bujur Januari º 44' 56.5" S 108º 41' 37.7" E Februari º 44' 56.5" S 108º 41' 37.7" E Maret º 44' 56.5" S 108º 41' 37.7" E April º 44' 56.5" S 108º 41' 37.7" E Mei º 44' 56.5" S 108º 41' 37.7" E Juni º 44' 56.5" S 108º 41' 37.7" E Juli º 44' 56.5" S 108º 41' 37.7" E Agustus º 44' 56.5" S 108º 41' 37.7" E September º 44' 56.5" S 108º 41' 37.7" E Oktober º 44' 56.5" S 108º 41' 37.7" E November º 44' 56.5" S 108º 41' 37.7" E Desember º 44' 56.5" S 108º 41' 37.7" E Perhitungan Debit Andalan dari Data Debit Tercatat (AWLR) Data debit tercatat (AWLR) merupakan data debit tercatat sungai Pemali di Bendung Notog setengah bulanan dari tahun (15 tahun) seperti yang terlampir di lampiran. Data tersebut diolah dengan program Ms.Excel sehingga diperoleh debit andalan untuk memenuhi kebutuhan air di daerah irigasi Pemali. Berikut adalah data debit tercatat (AWLR) pada Tabel V.2 dan pengolahan data mencari debit andalan pada Tabel V.3. 4

9 Tabel V.2 Debit Setengah Bulanan Sungai Pemali ( m 3 /dt ) Tahun JAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AGS SEPT OKT NOV BULAN I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II Tabel V.3 Perhitungan Debit Andalan Setengah Bulanan Sungai Pemali ( m 3 /dt ) BULAN Tahun JAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AGS SEPT OKT NOV DES P I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II % Rerata % DES 5

10 Setelah dilakukan pengolahan data, kemudian hasil tersebut dimasukkan ke dalam grafik, sehingga didapat grafik sebagai berikut : 120 Grafik Debit Andalan Setengah Bulanan Sungai Pemali di Bendung Notog 100 Q(m 3 /dt) JAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AGS SEPT OKT NOV DES RERATA % Grafik V.1 Debit Andalan AWLR Sungai Pemali di Bendung Notog Metode F.J. Mock Dengan metode Water Balance dari DR.F.J Mock dapat diperoleh suatu estimasi empiris untuk mendapatkan debit andalan. Metode ini didasarkan pada parameter data hujan, evapotranspirasi dan karakteristik DAS setempat. Untuk mendapatkan debit bulanan, pada pertimbangan hidrologi daerah irigasi digunakan metode Dr. F.J. Mock dengan langkahlangkah sebagai berikut : 1. Hitung Evapotranspirasi Potensial 2. Hitung Limitted Evapotranspirasi 3. Hitung Water Balance 4. Hitung Aliran Dasar dan Limpasan Langsung Berikut adalah hasil pengolahan data dengan Mc. Excel metode Mock seperti pada tabel V.7, dan table V.8 sebagai berikut : 6

11 Tabel V.7 Data Debit Metode F.J Mock Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember TAHUN Jan-1 Jan-2 Feb-1 Feb-2 Mar-1 Mar-2 Apr-1 Apr-2 Mei-1 Mei-2 Juni-1 Juni-2 Juli-1 Juli-2 Ags-1 Ags-2 Sept-1 Sept-2 Okt-1 Okt-2 Nov-1 Nov-2 Des-1 Des Tabel V.8 Debit Andalan Metode F.J Mock TAHUN Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember P % RERATA

12 Setelah dilakukan pengolahan data, kemudian hasil tersebut dimasukkan ke dalam grafik, sehingga didapat grafik sebagai berikut : 25 Grafik Debit Andalan Setengah Bulanan Sungai Pemali di Bendung Notog 20 Q(m 3 /dt) Jan-1 Jan-2 Feb-1 Feb-2 Mar-1 Mar-2 Apr-1 Apr-2 Mei-1 Mei-2 Juni-1 Juni-2 Juli-1 Juli-2 Ags-1 Ags-2 Sept-1 Sept-2 Okt-1 Okt-2 Nov-1 Nov-2 Des-1 Des-2 RERATA % Grafik V.2 Debit Andalan F.J Mock Sungai Pemali di Bendung Notog Grafik V.3 Perbandingan Debit Andalan Model Mock dan AWLR 3.2. Kebutuhan Air Perhitungan kebutuhan air dapat dihitung dengan metode Penman modifikasi. Sehingga didapatkan data yang disajikan pada tabel-tabel berikut ini : 8

13 Tabel V.12 Hitungan Air Sawah (Padi,Padi, Bawang) Bulan Banyak Paruh Eto Eo P Re IR Etc NFR M K WLR Kc Hari 1 Bulan bulan (mm/hr) (mm/hr) (mm/hr) (mm/hr) (mm/hr) (mm/hr) (mm/hr) (lt/dt.ha) November 30 I Pengolahan II Tanah Desember Januari I II I II Februari 28 I II Panen Maret 31 I Pengolahan II Tanah April Mei Juni I II I II I II Panen Juli 31 I Pengolahan II Tanah Agustus September Oktober I II I II I II Panen Keterangan : Etc = kc. Eto Masa Pengolahan Tanah : NFR = IR - Re Masa Pertumbuhan Tanaman : NFR = Etc + P - Re +WLR ( Padi ) NFR = Etc + P - Re ( Palawija ) 9 PADI I PADI II PALAWIJA

14 3.3. Bangunan Kantong Lumpur Kecepatan Endap Sedimen (w) Untuk mencari kecepatan endap diperlukan data diameter butiran sedimen pada daerah terserbut yang dapat dilakukan dengan cara pengujian analisa saringan, hasil analisa saringan disajikan pada tabel berikut ini : Nomor Berat Berat Saringan + Berat Berat Persentase Saringan Saringan (gr) Tertahan (gr) Tertahan (gr) Tertahan (gr) Tertahan % Lolos % ,00 100,00 0, ,00 100,00 0, ,00 100, ,00 100, ,00 100, ,50 97, ,00 95, ,50 92, ,00 70, ,00 5,00 Pan ,00 0,00 40 Hasil perhitungan hidrometer disajikan pada tabel berikut ini : Waktu (menit) Diameter Butir (mm) 0,0250 0,0230 0,0210 0,0190 0,0170 0,0140 0,0110 Koreksi Bacaan Rh 1, , , , , , ,01900 Hidrometer KL 0,72 0,75 0,77 0,78 0,81 0,83 0,85 Koreksi Gs 2,632 2,632 2,632 2,632 2,632 2,632 2,632 Berat Jenis KG 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Koreksi Temperatur LF 84,2 84,2 84,2 84,2 84,2 84,2 84,2 Larutan KN 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 Diameter Butir Koreksi 0,016 0,016 0,015 0,013 0,013 0,011 0,009 (mm) = d.kl.kn.kg Bacaan Hidrometer dr -0, , , , , , ,00006 Setelah Terkoreksi R=Rh+dR 1,030 1,028 1,026 1,025 1,024 1,023 1,019 Konstanta Berat Jenis Tanah (a) 1,004 1,004 1,004 1,004 1,004 1,004 1,004 Persen Lebih Kecil (P) 21,986 20,520 19,054 18,320 17,587 16,818 13,885 Persen Lolos ( % ) 4,397 4,104 3,811 3,664 3,517 3,364 2,777 Setelah didapatkan hasil perhitungan analisa saringan di atas, kemudian hasil tersebut dimasukkan ke dalam grafik V.3 Hubungan antara ukuran ayakan dengan 10

15 presentase komulatif lolos sedimen untuk mendapatkan diameter butiran (d 10 ) yang selanjutnya digunakan untuk mencari nilai kecepatan endap (w) pada grafik V.4 Hubungan antara diameter ayak dan kecepatan endap untuk air tenang. 11

16 Gambar V.4 Hubungan antara diameter ayak dan kecepatan endap untuk air tenang Sumber : Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama (KP 02), Data - data kantong lumpur di Bendung Notog a) Setelah di lakukan pengujian analisa saringan, diameter butiran sedimen adalah 0,079 mm (pada grafik V.4) b) Air yang dielakan mengandung 0,5 % sedimen yang harus diendapkan. c) Suhu air yang dipakai sebesar 25 0 C d) Rencana pembilasan dilakukan setiap 7 hari sekali Analisis perencanaan Qn = 53,127 m 3 /det T = 7 hari g = 9,81 w = T20 0 = 0,0048 (data dari grafik V.5) T30 0 = 0,0055 T25 0 = 0,0052 Sehingga nilai w = 0,0052 m/dt 12

17 3.3.4 Waktu pembilasan T = 7 x 24 x 3600 = detik Volume sal. penguras lumpur Vo = 0,0005 x Qn x T = 0,0005 x 53,127 x = 16065,49 m Luas permukaan rata-rata L x B = Qn/w = 53,127 /0,0052 = 10315,85 m 2 B = 15 m L = 687,72 m, dibulatkan menjadi = 688,00 meter agar aliran tidak "meander" di dalam saluran : Syarat L/B > 8 45,867 > 8 OK w v w v C H Hn = 2,95 m Hs = 1,93 m L = 688 m Gambar V.1 Kantong Lumpur D.I. Pemali Hasil Analisis 3.4. Saluran Pembawa (Saluran Primer) Tabel V.15 Perhitungan Dimensi Saluran Primer Data Dimensi Rencana Ruas/Petak Panjang Q hitung A Q I b h n w A P R V K m (m) (Ha) (m 3 /dt) (m/m) (m) (m) (b/h) (m) (m 2 ) (m) (m) (m/dt) (m 3 /dt) Sal. Primer , ,906 5, ,854 25,220 2,294 0,918 53,127 B = 15 m Keterangan : A = Luas daerah yang dialiri (ha) H = Tinggi air (m) Q = Debit rencana (m 3 /dt) A = Potongan melintang aliran (m 2 ) K = Harga koefisien stickler P = Keliling basah (m) m = kemiringan talut R = Jari - jari hidrolis b = Lebar dasar (m) V = Kecepatan aliran (m/dt) w = Tinggi jagaan (m) I = Kemiringan saluran (m/m) 13

18 Hn = 2,906 m m 1 B = 17 m Gambar V.2. Dimensi Saluran Primer D.I. Pemali Hasil Analisis 4. PENUTUP Berdasarkan data penelitian serta hasil analisis dan pembahasan, dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Kemampuan kantong lumpur di Bendung Notog adalah waktu pembilasan yang dilakukan 7 hari sekali dengan dimensi kantong lumpur yaitu lebar (B) = 15 m, panjang (L) = 688 m. Sedangkan data di lapangan yaitu B = 15 m, L = 800 m sehingga dimensi kantong lumpur sudah memenuhi. 2. Debit yang bisa dialirkan pada saluran pembawa adalah 53,127 m 3 /dt. debit andalan maksimum adalah 69,844 m 3 /dt, dengan debit kebutuhan air sawah adalah 44,272 m3/dt. 3. Kapasitas saluran pembawa sudah mencukupi debit yang akan dialirkan dengan hasil analisis dimensi saluran primer yaitu lebar (B) = 17 m, dan tinggi (h) = 2,906 m. Sedangkan data di lapangan yaitu lebar (B) = 17 m, dan tinggi (h) = 3,10 m. Sehingga dimensi saluran primer sudah memenuhi. Saran yang bisa diberikan oleh penulis dalam penelitian ini sebagai berikut: 1. Untuk penelitian ini sebaiknya melakukan perbandingan data debit tercatat dan curah hujan 20 tahun dan beberapa stasiun hujan. 2. Untuk mengetahui agar kebutuhan air terpenuhi sampai ke semua sawah sebaiknya melakukan evaluasi terhadap saluran sekunder, tersier dan seterusnya. DAFTAR PUSTAKA Asdak Chay, 2007, Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai, Gadjah MadaUniversity Pres Yogyakarta. Atmaja Evaluasi Dan Peningkatan Kinerja Jaringan Irigasi Bapang Kabupaten Sragen. Boangmanalu Arta O, 2012, Kajian Laju Angkutan Sedimen pada Sungai Wampu, Tugas Akhir, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 14

19 Direktorat Jenderal Pengairan, 1986, Standar Perencanaan Irigasi Kriteria Perencanaan Bagian Jaringan Irigasi (KP-01), Departemen Pekerjaan Umum, CV. Galang Persada, Bandung. Dirjen. Pengairan Dept. Pekerjaan Umum, 1986, Standar Perencanaan Irigasi Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama (KP-02), CV, Galang Persada, Bandung. Fadlun Mochammad, 2009, Analisis Pengendalian Sedimen di Sungai Deli Dengan Model HEC-RAS, Tesis, Sekolah Pascasarjana, Universitas Sumatera Utara. Indra, Herryza Operasi dan Pemeliharaan Jaringan Irigasi di Daerah Irigasi Jeuram Kabupaten Nagan Raya, Fakultas Pertanian, Teknik Pertanian, UNSYIAH. Banda Aceh. Linsey, Ray K dan Franzini, Joseph B., Water Resources Engineering. Mc Graw Hill, Stanford University. Ludiana, dkk. 2015, Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Bendungan Tilong Kecamatan Kupang Tengah Kabupaten Kupang. Mc Cuen, Richard H., Hydrologic Analysis and Design. Prentice Hall, New Jersey. Munandar dan Terunajaya Analisis Tentang Laju Angkutan Sedimen Bagi Perhitungan Kantong Lumpur Pada D.I. Perkotaan Kabupaten Batubara. Prabawanti, 2015, Studi Perencanaan Jaringan Irigasi dan Pola Operasi Embung Kokok Koak Daerah Irigasi Kokok Koak Lombok Timur. Ramadhan dan Tarigan Evaluasi Kinerja Saluran Jaringan Irigasi Jeuram Kabupaten Nagan Raya. Ritonga Dhani Aprisal, 2011, Analisa Hidraulis Bangunan Kantong Lumpur (Settling Basin) Pada Daerah Irigasi Sungai Ular, Tugas Akhir, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Siregar dan Indriawan Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap untuk Meningkatkan Efektifitas dan Efisiensi Pengolahan Air Irigasi. Batang. Triatmodjo, Bambang Hidraulika II. Beta Offset: Yogyakarta. Wulandari dan Tarigan Analisis Kebutuhan Air dan Bangunan Kantong Lumpur Di Daerah Irigasi Paya Sordang Kabupaten Tapanuli Selatan. 15