PERSYARATAN JARINGAN DRAINASE

Transkripsi

1 PERSYARATAN JARINGAN DRAINASE Untuk merancang suatu sistem drainase, yang harus diketahui adalah jumlah air yang harus dibuang dari lahan dalam jangka waktu tertentu, hal ini dilakukan untuk menghindari kenaikan air permukaan. Membuang kelebihan air di lahan memiliki dua manfaat yaitu (1) mencegah terjadinya genangan air pada lahan (2) membuang air dari zona akar, sehingga garam- garam yang dibawa oleh irigasi tidak dapat mencapai konsentrasi yang akan berbahaya bagi tanaman. Untuk menentukan besarnya laju drainase beberapa faktor perlu dipertimbangkan, antara lain: (1) kondisi alam yang beragam, dan (2) jumlah air yang akan dibuang. Oleh karena itu, pekerjaan lapangan harus dilakukan untuk mencari tahu bagaimana kondisi tanah, kondisi air, kadar garam dan jumlah air yang harus dipertahankan. Untuk menghitung kebutuhan drainase, harus dilakukan analisis keseimbangan air secara keseluruhan daerah yang akan di drainase seperti terlihat pada Gambar berikut: Gambar 9. Konsep Keseimbangan Air di Lahan Keseimbangan air biasanya diperhitungkan dalam jangka waktu rata-rata satu tahun. Masalah penggenangan dan salinitas juga harus dipertimbangkan dalam memperhitungkan keseimbangan air. Terutama untuk tahun-tahun tertentu, misalnya tahun yang sangat kering atau satu tahun dengan curah hujan ekstrim, atau bahkan untuk jangka waktu tertentu misalnya musim tanam atau musim hujan. Drainase lapang (field drainage) adalah suatu sistem yang menerima air lebih langsung dari lahan pertanian dan menyalurkannya ke sistem drainase 1

2 utama yang membuang air dari areal lahan pertanian. Sistem drainase utama harus memberikan suatu outlet yang bebas dan dapat diandalkan untuk pengeluaran air dari drainase lapang. Dalam suatu sistem drainase bawah tanah dapat dibedakan 3 kategori drainase yakni lateral, kolektor, dan drainase utama. Lateral biasa disebut juga drainase lapang atau farm drains atau suction drains yang berfungsi untuk mengendalikan fluktuasi kedalaman air tanah di lahan pertanian, juga berfungsi sebagai pengumpul aliran permukaan. Dari lateral air mengalir ke kolektor yang mengangkutnya ke saluran drainase utama. Sistem drainase lapang dapat terdiri dari (a) drainase terbuka dengan parit, (b) drainase mole, yakni berupa lubang bawah tanah, (c) drainase pipa, baik yang terbuat dari tanah liat, beton, atau pipa plastik yang ditanam di bawah tanah. Jika pipa-pipa lateral berakhir pada saluran kolektor, maka sistem tersebut disebut sebagai sistem drainase pipa singular. Jika pipa kolektor juga terbuat dari pipa, maka sistem tersebut disebut sistem drainase pipa komposit. Dibandingkan dengan sistem drainase pipa, drainase parit mempunyai beberapa keuntungan dan kerugian. Beberapa keuntungannya adalah (1) membuang air tanah, (2) membuang air permukaan, (3) kemiringan saluran untuk mengalirkan air biasanya lebih kecil daripada kemiringan yang diperlukan pada drainase pipa. Umumnya untuk parit kemiringannya adalah sekitar 0,01%, sedangkan untuk pipa sekitar 0,1%, (4) memudahkan pengawasan dan pemeliharaan. Beberapa kerugian sistem drainase parit adalah (1) pengurangan luas lahan yang diusahakan untuk pertanian karena adanya parit, (2) pertumbuhan gulma dan pengendapan menyebabkan mahalnya biaya pemeliharaan, (3) lahan yang terpisah dengan adanya parit-parit akan menyebabkan sukarnya pengoperasian alat-alat mekanis. Umumnya di daerah datar, sistem drainase menggunakan pipa sebagai lateral dan parit sebagai kolektor. Sedangkan di daerah berlereng seluruh sistem drainase lapang baik lateral maupun kolektor terbuat dari pipa yang dikenal dengan istilah sistem drainase pipa komposit. Akan tetapi dalam situasi berikut ini biasanya parit lebih sesuai untuk digunakan sebagai lateral, yaitu: 2

3 1) Jika muka air tanah dapat dikendalikan dengan jarak lateral yang cukup lebar, sehingga petakan lahan yang terbentuk cukup luas tidak mengurangi efisiensi pemakaian alat mekanis. Situasi ini kemungkinan dapat terjadi pada tanah dengan daya infiltrasi tinggi. 2) Jika sistem drainase harus juga mampu mengangkut air permukaan, misalnya pada tanah dengan laju infiltrasi rendah atau di daerah dengan intensitas hujan yang tinggi. Apabila diinginkan percepatan proses pematangan pada tanah alluvial yang baru direklamasi. 3) Jika hanya diinginkan muka air tanah yang dangkal, misalnya untuk padang rumput atau tanah gambut. Jika sistem drainase yang digunakan adalah parit lateral, maka perhitungan jarak dan kedalaman harus dipertimbangkan. Untuk kolektor, jarak parit ditentukan oleh ukuran lahan atau panjang maksimum pipa drainase. Pada lahan datar dengan sistem pipa drainase singular, jarak parit biasanya antara m. Elevasi muka air di parit kolektor harus dipertahankan pada suatu kedalaman di bawah lubang pengeluaran dari pipa drainase (lateral). Perhitungan dimensi parit mengikuti rancangan saluran tidak berlapis dengan mengetahui parameter seperti, (1) elevasi muka air yang diinginkan, (2) kapasitas debit, dan (3) jenis tanah. Kadang-kadang perhitungan dimensi parit menghasilkan suatu dimensi yang terlalu kecil sehingga dari segi konstruksi dan pemeliharaan sulit dikerjakan. BANJIR DAN GENANGAN Ada beberapa pengertian mengenai banjir. Suatu sungai atau saluran disebut banjir apabila air sungai/saluran meluap dari alurnya, melimpah ke daerah rendah, meluas dan menimbulkan gangguan pada lingkungan, kerusakan-kerusakan fisik dan menghambat kegiatan sosial dan ekonomi. Dari pandangan hidrologi banjir yang terjadi di suatu sungai apabila debit yang mengalir lebih besar dari debit rata-rata atau debit normal sungai tersebut. Terjadinya banjir dikaitkan dengan frekwensi kejadiannya. Debit maksimum (rata-rata) yang terjadi 1 dalam 1 tahun disebut debit banjir tahunan. Banjir yang terjadi 10 tahun sekali disebut banjir menengah, sedang banjir yang terjadi 50 tahun sekali 3

4 disebut banjir besar. Selama aliran banjir tetap berada dalam alur sungai tidak menjadi masalah. Apabila kapasitas sungai tidak mampu menampung aliran banjir, sehingga terjadi peluapan dan genangan, maka perlu segera ditangani. Genangan, adalah air yang tertahan di suatu tempat dan tidak tersalur dengan cepat ke pembuangan (saluran, sungai, laut). Genangan dapat terjadi beberapa saat setelah hujan berhenti, beberapa menit, jam atau bahkan dapat berlangsung berhari-hari, tergantung pada jenis tanah dan kondisi muka air di pembuangan akhirnya. Daerah/lahan tergenang permanen disebut rawa-rawa. Banjir yang terjadi disungai pada suatu daerah aliran biasanya disebabkan oleh hujan yang jatuh di daerah tersebut, kejadian ini merupakan salah satu peristiwa hidrologi. Banjir terbesar akan disebabkan oleh hujan terbesar pula dengan melihat pola, sifat dan karakteristik alirannya. Hujan-hujan terbesar yang menyebabkan banjir-banjir maksimum kalau diperhatikan kejadiannya dalam rangkaian peristiwa hidrologi akan mempunyai kejadian yang berulang. Melihat seri waktu peristiwa hidrologi jarang sekali didapatkan data pengamatan dalam waktu yang cukup panjang, sedang dalam perencanaan yang memerlukan analisa hidrologi biasanya diperlukan data peristiwa hidrologi yang mempunyai kejadian ulang yang cukup panjang (1000 sampai tahun). Untuk extrapolasi data yang cukup pendek guna keperluan perencanaan seperti yang tersebut diatas digunakan metode-metode perhitungan untuk meramal peristiwa hidrologi dengan waktu ulang kejadian yang cukup panjang. Dalam seri waktu data peristiwa hidrologi akan dijumpai besaran (harga) suatu peristiwa yang mempunyai harga sama atau lebih besar beberapa kejadiannya dalam seri waktu tersebut. Misal dalam waktu pengamatan 100 tahun terjadi rata-rata 4 kali peristiwa hidrologi yang mempunyai harga sama atau lebih besar maka masa ulang (T) dari peristiwa hidrologi tersebut adalah 25 tahun. Artinya peristiwa tersebut akan terjadi rata-rata satu kali dalam 25 tahun, bukan setiap 25 tahun sekali. Jadi untuk masa 100 tahun, peristiwa hidrologi 25 tahunan terjadi 4 kali dan tidak harus berurutan 4

5 25 tahun sekali. Dari uraian diatas dapat ditulis bahwa interval waktu rata- rata dari suatu peristiwa akan dimulai atau dilampaui satu kali disebut masa ulang (return period), juga disebut sebagai periodicity atau recurrence interval. Dalam perencanaan suatu bangunan air seperti saluran pematusan, gorong- gorong bangunan siphon, normalisasi sungai, bendung-bendung di sungai, saluran pengelak dalam pembuatan waduk, dan lain sebagainya diperlukan suatu rencana debit untuk dapat mendimensi bangunan tersebut. Debit ini biasanya merupakan debit maksimum dari suatu banjir rencana didalam daerah aliran. Dengan tidak memperhatikan besarnya rambatan banjir dalam suatu titik pengamatan, maka modul ini hanya ditekankan pada cara menghitung debit maksimum yang bisa terjadi akibat suatu hujan pada daerah aliran. 5

6 Perumusan debit banjir maksimum metode Rasional adalah sebagai berikut: Q = C. I. A Dimana: Q = Debit banjir limpasan (m 3 /s) C = koefisien pengaliran I = Intensitas hujan (mm/jam) A = luas DAS (km 2 ) Tabel 1. Harga Koefisien Aliran dilihat dari keadaan daerah aliran Keadaan daerah aliran Bergunung dan curam Pegunungan tersier Sungai dengan tanah dan hujan dibagian atas dan bawahnya Tanah datar yang ditanami Sawah waktu diairi Sungai bergunung Sungai dataran 0,75 0,90 0,70 0,80 0,50 0,75 0,45 0,60 0,70 0,80 0,75 0,85 0,45 0,75 Penelusuran banjir merupakan peramalan hidrograf di suatu titik pada suatu aliran atau bagian sungai yang didasarkan atas pengamatan hidrograf di titik lain. Hidrograf banjir dapat ditelusur lewat palung sungai atau lewat waduk. Tujuan penelusuran banjir adalah untuk: a. Peramalan banjir jangka pendek. b. Perhitungan hidrograf satuan untuk berbagai titik sepanjang sungai dari hidrograf satuan disuatu titik disungai tersebut. c. Peramalan terhadap kelakuan sungai setelah terjadi perubahan keadaan dalam palung sungai (misalnya karena adanya pembangunan bendungan atau pembuatan tanggul) d. Derivasi hidrograf sintetik. Pada dasarnya penelusuran banjir lewat palung sungai adalah merupakan persoalan aliran tidak tunak (non-steady flow), sehingga dapat dicari penyelesaiannya. Karena pengaruh gesekan tidak dapat diabaikan, maka penyelesaian persamaan dasar 6

7 alirannya akan sangat sulit 7