ANALISA PENGARUH PERUBAHAN KEKASARAN MANNING TERHADAP PERENCANAAN PENAMPANG EKONOMIS SALURAN TERBUKA BERBENTUK TRAPESIUM SKRIPSI.

Transkripsi

1 ANALISA PENGARUH PERUBAHAN KEKASARAN MANNING TERHADAP PERENCANAAN PENAMPANG EKONOMIS SALURAN TERBUKA BERBENTUK TRAPESIUM SKRIPSI Oleh RACHMANSYAH FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS BINA NUSANTARA 2009

2 A ANALISA PENGARUH PERUBAHAN KEKASARAN MANNING TERHADAP PERENCANAAN PENAMPANG EKONOMIS SALURAN TERBUKA BERBENTUK TRAPESIUM SKRIPSI diajukan sebagai salah satu syarat untuk gelar kesarjanaan pada Jurusan Teknik Sipil Jenjang Pendidikan Strata-1 Oleh RACHMANSYAH FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS BINA NUSANTARA 2009 ii

3 ANALISA PENGARUH PERUBAHAN KEKASARAN MANNING TERHADAP PERENCANAAN PENAMPANG EKONOMIS SALURAN TERBUKA BERBENTUK TRAPESIUM SKRIPSI Oleh: Rachmansyah Disetujui: Pembimbing Juliastuti, Ir., MT D1772 Universitas Bina Nusantara Jakarta 2009 iii

4 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan hidayah-nya skripsi ini dapat selesai sesuai dengan waktu yang direncanakan. Dalam kesempatan ini penulis menyusun skripsi dengan judul ANALISA PENGARUH PERUBAHAN KEKASARAN MANNING TERHADAP PERENCANAAN PENAMPANG EKONOMIS SALURAN TERBUKA BERBENTUK TRAPESIUM, sebagai salah satu syarat untuk gelar kesarjanaan Jenjang Pendidikan Strata 1 pada Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara. Dengan segala kerendahan hati penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini jauh dari sempurna karena keterbatasan pengetahuan dan pengalaman penulis, namun atas bimbingan para dosen dan bantuan berbagai pihak maka penulisan skripsi ini dapat terlaksana. Berkenaan dengan hal tersebut di atas, maka ijinkanlah penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada : 1. Ibu Godeliva Yuliastuti, Ir., MT. selaku Pembimbing Skripsi yang penuh ketekunan dan kesabaran telah memberikan petunjuk dan bimbingannya; 2. Ibu Amelia Makmur, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Sains & Teknologi Universitas Bina Nusantara yang telah memberikan dorongan semangat kepada penulis; 3. Bapak Dr. Ir. Made Suangga, MT. dan Ir. GOUW Tjie Liong, M.Eng., Ch.FC selaku dewan penguji pendadaran skripsi; 4. Kedua orang tua dan keluarga yang selalu memberi doa, dukungan, serta dorongan; 5. Ibu Yuni Ayu Maharani, ST. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara; 6. Bapak Irpan Hidayat, ST selaku Kepala Lab. Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara; 7. Ibu Tini Kartini selaku Administrasi Laboratorium/Studio Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara; 8. Rekan-rekan mahasiswa dan alumni Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara; 9. Serta pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu. vi

5 Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan secara khusus kepada orang-orang tercinta yang dengan penuh pengertian dan kesabaran telah memberikan dorongan semangat dan doa kepada penulis sehingga berhasil menyelesaikan pendidikan tingkat Sarjana Strata Satu di Universitas ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan. Jakarta, September 2009 Penulis vii

6 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i HALAMAN JUDUL DALAM...ii HALAMAN PERSETUJUAN HARD COVER... iii HALAMAN PERNYATAAN DEWAN PENGUJI...iv ABSTRAK...v PRAKATA...vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR...xi DAFTAR TABEL...xiv DAFTAR NOTASI...xvi DAFTAR LAMPIRAN...xix BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Identifikasi Masalah Tujuan dan Manfaat Penelitian Lingkup Penelitian Sistematika Penulisan...4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Saluran Terbuka Aliran Pada Saluran Terbuka Aliran Permanen Seragam Irigasi...17 viii

7 Saluran Irigasi Kebutuhan Air Irigasi Kebutuhan Air Sawah Untuk Padi Kebutuhan Air Sawah Untuk Tanaman Selain Padi Debit Rencana Perancangan Saluran Untuk Aliran Seragam Geometri Saluran Saluran Tahan Erosi Kecepatan Maksimum yang Diizinkan Kecepatan Minimum yang Diizinkan Kemiringan Saluran Tinggi Jagaan Penampang Hidrolik Terbaik Metode Numerik...40 BAB 3 METODOLOGI Pendekatan Penelitian Pengumpulan Data Memodelkan Penampang Saluran Ekonomis Pembuatan Program Bahasa Pemrograman Algoritma Pemrograman Langkah-Langkah Perhitungan Program Langkah-Langkah Perhitungan Manual Validasi Program...66 ix

8 3.8. Analisa Pengaruh Perubahaan Kekasaran Terhadap Desain Saluran...67 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pemodelan Program Saluran Irigasi Validasi Program Data Perhitungan Lemahabang Perhitungan Manual LemahAbang Perhitungan Program LemahAbang Data Perhitungan LemahAbang Perhitungan Manual LemahAbang Perhitungan Program LemahAbang Perbandingan Hasil Perhitungan Manual & Program Batasan Program Analisa Pengaruh Perubahan Kekasaran Permukaan Saluran Terhadap Kecepatan Rata-Rata Data Data Saluran Hasil Perhitungan Program Saluran Primer No Hasil Perhitungan Program Saluran Sekunder No Hasil Perhitungan Program Saluran Tersier No BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA RIWAYAT HIDUP x

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Aliran Saluran Terbuka Aliran Pipa Klasifikasi Aliran Pada Saluran Terbuka Pembentukan Aliran Seragam Pada Saluran Unsur geometris penampang saluran berbentuk trapesium Bagan Air Penelitian Diagram Alir Langkah Pemrosesan Program Diagram Alir Langkah Pemrosesan Pembuatan Skema Irigasi Diagram Alir Langkah Pemrosesan Memasukkan Data Petak Saluran Diagram Alir Langkah Pemrosesan Menghitung Kebutuhan Bersih Air Sawah Gambar 3.6 Diagram Alir Langkah Pemrosesan Menghitung Kebutuhan Bersih per Petak Gambar 3.7 Gambar 3.8 Diagram Alir Langkah Pemrosesan Menghitung Saluran Diagram Alir Langkah Pemrosesan Analisa Pengaruh Kekasaran Saluran Terhadap Desain Saluran Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Awal Program Membuka File Menyimpan File Menggambar Bendung Menggambar Bangunan Menggambar Saluran xi

10 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Menggambar Petak Irigasi Memasukkan Data Saluran Menghitung Kebutuhan Air Irigasi Gambar 4.10 Menghitung Kebutuhan Air per Petak Gambar 4.11 Menghitung Penampang Saluran Gambar 4.12 Skema irigasi LemahAbang 1 Gambar 4.13 Menggambar Skema Irigasi Gambar 4.14 Memasukkan Data Saluran Gambar 4.15 Memasukkan Nilai Eevapotranspirasi Tanaman Acuan, Perkolasi, Curah Hujan Efektif, Penggantian Lapisan Air dan Koefisien Tanaman Gambar 4.16 Menghitung Penggunaan Konsumtif Gambar 4.17 Menghitung Kebutuhan Bersih Air Irigasi Gambar 4.18 Menghitung Kebutuhan Air Bersih Per Petak Gambar 4.19 Menghitung Penampang Saluran Gambar 4.20 Skema Irigasi LemahAbang 2 Gambar 4.21 Menggambar Skema Irigasi Gambar 4.22 Memasukkan Data Saluran Gambar 4.23 Memasukkan Nilai Evapotranspirasi Tanaman Acuan, Perkolasi, Curah Hujan Efektif, Penggantian Lapisan Air dan Koefisien Tanaman Gambar 4.24 Menghitung Penggunaan Konsumtif Gambar 4.25 Menghitung Kebutuhan Bersih Air Irigasi Gambar 4.26 Menghitung Kebutuhan Air Bersih Per Petak Gambar 4.27 Menghitung Penampang Saluran xii

11 Gambar 4.28 Grafik Hubungan Antara Kekasaran Saluran dengan Kecepatan Rata-Rata Pada Saluran Primer No. 2 Untuk Pasangan Batu Gambar 4.29 Grafik Hubungan Antara Kekasaran Saluran dengan Kecepatan Rata-Rata Pada Saluran Primer No. 2 Untuk Pasangan Beton Gambar 4.30 Grafik Hubungan Antara Kekasaran Saluran dengan Kecepatan Rata-Rata Pada Saluran Primer No. 2 Untuk Pasangan Tanah Gambar 4.31 Grafik Hubungan Antara Kekasaran Saluran dengan Kecepatan Rata-Rata Pada Saluran Sekunder No. 16 Untuk Pasangan Batu Gambar 4.32 Grafik Hubungan Antara Kekasaran Saluran dengan Kecepatan Rata-Rata Pada Saluran Sekunder No. 16 Untuk Pasangan Beton Gambar 4.33 Grafik Hubungan Antara Kekasaran Saluran dengan Kecepatan Rata-Rata Pada Saluran Sekunder No. 16 Untuk Pasangan Tanah Gambar 4.34 Grafik Hubungan Antara Kekasaran Saluran dengan Kecepatan Rata-Rata Pada Saluran Teriser No. 8 Untuk Pasangan Batu Gambar 4.35 Grafik Hubungan Antara Kekasaran Saluran dengan Kecepatan Rata-Rata Pada Saluran Teriser No. 8 Untuk Pasangan Beton Gambar 4.36 Grafik Hubungan Antara Kekasaran Saluran dengan Kecepatan Rata-Rata Pada Saluran Teriser No. 8 Untuk Pasangan Tanah xiii

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 2.6 Tabel 2.7 Harga-Harga Koefisien 1) Tanaman Padi Harga-Harga Koefisien Tanaman Untuk Beberapa Palawija Harga-Harga Koefisien Tanaman Untuk Tebu Kecepatan Maksimum Yang Diizinkan Kemiringan Dinding Saluran Tinggi Jagaan Unsur-Unsur Geometris Penampang Hidrolis Terbaik Untuk Penampang Berbentuk Trapesium Tabel 4.1.a Data Petak Irigasi No.1 29 Pada Lemah Abang 1 Tabel 4.1.b Data Petak Irigasi No Pada LemahAbang 1 Tabel 4.2 Data Irigasi Pada LemahAbang 1 Tabel 4.3 Kebutuhan Air Irigasi Dengan Jangka Waktu Penyiapan Lahan 1,5 Bulan Tabel 4.4 Kebutuhan Air Bersih Petak No 1 Tabel 4.5 Hasil Iterasi Saluran Tersier No. 13 Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Manual Penampang Saluran Tersier No. 13 Tabel 4.7 Hasil Iterasi Saluran Sekunder No. 3 Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Manual Penampang Saluran Sekunder No. 3 Tabel 4.9 Hasil Iterasi Saluran Primer No. 28 Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Manual Penampang Saluran Primer No. 28 Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Program Penampang Saluran Tersier No. 13, Sekunder No. 3 Dan Primer no.28 Tabel 4.12.a Data Petak Irigasi No 1 29 Pada LemahAbang 2 xiv

13 Tabel 4.12.b Data Petak Irigasi No Pada LemahAbang 2 Tabel 4.12.c Data Petak Irigasi No Pada LemahAbang 2 Tabel 4.13 Data Irigasi Pada LemahAbang 2 Tabel 4.14 Kebutuhan Air Irigasi Dengan Jangka Waktu Penyiapan Lahan 1 Bulan Tabel 4.15 Kebutuhan Air Bersih Petak No. 1 Tabel 4.16 Hasil Iterasi Saluran Tersier No. 150 Tabel 4.17 Hasil Perhitungan Manual Penampang Saluran Tersier No. 150 Tabel 4.18 Hasil Iterasi Saluran Sekunder No. 16 Tabel 4.19 Hasil Perhitungan Manual Penampang Saluran Sekunder No. 16 Tabel 4.20 Hasil Iterasi Saluran Primer No. 1 Tabel 4.21 Hasil Perhitungan Manual Penampang Saluran Primer No. 1 Tabel 4.22 Hasil Perhitungan Program Penampang Saluran Tersier No. 150, Sekunder No. 16 Dan Primer No.1 Tabel 4.23 Perbandingan Hasil Perhitungan Manual Dengan Program Untuk LemahAbang 1 Tabel 4.24 Perbandingan Hasil Perhitungan Manual Dengan Program Untuk LemahAbang 2 Tabel 4.25 Hasil Perhitungan Program Untuk Saluran Primer No. 2 Tabel 4.26 Hasil Perhitungan Program Untuk Saluran Sekunder No. 16 Tabel 4.27 Hasil Perhitungan Program Untuk Saluran Tersier No. 8 xv

14 DAFTAR NOTASI A A petak b c C = Luas penampang melintang = Luas daerah yang diairi = Lebar dasar = Koefisien tanaman = Faktor tahanan aliran yang bervariasi menurut kekasaran saluran, kekentalan dan berbagai faktor lainnya d D = Asumsi kedalaman tanah setelah pekerjaan penyiapan lahan = Kedalaman hidrolik e = Bilangan eksponensial : 2,7182. E E pan Eo ET ETc ETo Fr Fl g GFR h HE IR = Efisiensi saluran = Pembacaan panci Evaporasi = Evaporasi air terbuka yang diambil 1,1 ETo selama penyiapan lahan = Evapotranspirasi = Evapotranspirasi tanaman = Evaporasi tetapan/tanaman acuan = Bilangan Froude untuk saluran berbentuk persegi = Kehilangan air di sawah selama 1 hari = Percepatan gravitasi = Kebutuhan total air di sawah = Kedalaman aliran = Hujan efektif = Kebutuhan air irigasi di tingkat persawahan xvi

15 KA KK Kp KAI KAT L M = Kehilangan air = Kebutuhan khusus = Koefisien panci. = Kebutuhan air irigasi = Kontribusi air tanah = Panjang karakteristik pada saluran muka air bebas = Kebutuhan air untuk mengganti/mengkompensari kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang sudah dijenuhkan n N NFR p P PAI Pd PWR Q Q rencana Q petak R = Kekasaran dari Manning = Porositas tanah dalam % pada harga rata-rata untuk kedalaman tanah = Kebutuhan bersih air di sawah = Perkolasi = Keliling basah = Pemberian air irigasi = Kedalaman genangan setelah pekerjaan penyiapan lahan = Kebutuhan air untuk penyiapan lahan = Debit saluran = Debit rencana = Debit petak = Jari-jari hidrolik saluran R (setengah bulan)5 = Curah hujan minimum tengah bulanan dengan periode ulang 5 tahun/mm Re S s = Curah hujan efektif = Kemiringan energi/saluran = Kebutuhan air, untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm xvii

16 Sa Sb t T v V w y z Z = Derajat kejenuhan tanah setelah penyiapan lahan dimulai = Derajat kejenuhan tanah sebelum penyiapan lahan dimulai = Jangka waktu penyiapan lahan = Lebar puncak = Kekentalan kinematik = Kecepatan rata-rata = Tinggi jagaan = Tinggi air/tinggi saluran = Kemiringan talut = Faktor penampang xviii

17 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A : Daftar Nilai Kekasaran Manning (n) LAMPIRAN B : Kecepatan Maksimum Pasangan Tanah LAMPIRAN C : Format Data Input LAMPIRAN D : Skema Irigasi LemahAbang 1 LAMPIRAN E : Data Saluran LemahAbang 1 LAMPIRAN F : Kebutuhan Air Bersih per PetakLemahAbang 1 LAMPIRAN G : Hasil Perhitungan Saluran Tersier LemahAbang 1 LAMPIRAN H : Hasil Perhitungan Saluran Sekunder LemahAbang 1 LAMPIRAN I : Hasil Perhitungan Saluran Primer LemahAbang 1 LAMPIRAN J : Hasil Perhitungan Saluran Tersier, Sekunder dan Primer LemahAbang 1 LAMPIRAN K : Skema Irigasi LemahAbang 2 LAMPIRAN L : Data Saluran LemahAbang 2 LAMPIRAN M : Kebutuhan Air Bersih per Petak LemahAbang 2 LAMPIRAN N : Hasil Perhitungan Saluran Tersier LemahAbang 2 LAMPIRAN O : Hasil Perhitungan Saluran Sekunder LemahAbang 2 LAMPIRAN P : Hasil Perhitungan Saluran Primer LemahAbang 2 LAMPIRAN Q : Hasil Perhitungan Saluran Tersier, Sekunder dan Primer LemahAbang 2 LAMPIRAN R : Source Code Program xix