DRAINASE BAWAH PERMUKAAN (SUB SURFACE)

BAB 5

DRAINASE BAWAH PERMUKAAN (SUB SURFACE)

Tujuan Untuk mengeringkan lahan agar tidak terjadi genangan air apabila terjadi hujan. Lahan pertanian, dampak Genangan di lahan: Akar busuk daun busuk tanaman mati Produksi menurun (contoh : kadar gula tebu menurun) Jalan raya/ lapangan terbang mengalirkan air yg berada dalam tubuh jalan/lapisan perkerasan, agar jalan terjaga kestabilannya Lapangan olah raga agar tak ada genangan di permukaan lapangan, sehingga kegiatan olah raga tak terganggu dan tidak membahayakan pemakai lapangan

Drainase bawah permukaan di lereng bukit Drainase bawah permukaan jalan kereta api Drainase jalan / Apron, runway, taxiway Drainase lahan pertanian

Layout Lapangan OR - Heringbone Layout Lapangan OR -Paralel Layout drainase lahan Layout drainase lahan pertanian

Lapisan Tanah Menurut kemampuan meresapkan air : Tanah kedap air Jenis tanah, ruang pori kecil clay (lempung) Pemadatan Tertutup lapisan tanah yang lebih kecil porinya (silt) Mengandung bahan organik lain, misalnya semacam sisa rumputrumputan ilalang Kombinasi Tanah lulus air Lapisan tanah terdiri dari : butiran tanah/sedimen, bahan organic, air dan udara

Penyebab Alam Terjadinya Kondisi Jenuh. Tidak adanya keseimbangan antara inflow dan outflow dalam tanah. outflow < inflow tanah menjadi jenuh, tergantung pada kondisi : Topografi medan : Datar aliran dalam tanah kecil jenuh Miring besar aliran menuju daerah rendah jenuh Geologi : Permeabilitas kecil, air dalam tanah sulit mengalir jenuh Curah hujan : Air masuk ke dalam tanah, bila drainase buruk air tertahan jenuh. Luapan Banjir : Genangan merendam tanah jenuh

Aliran Melalui Media Tanah. Hukum Darcy (1856) Q = K.i.A h h K 1 2 A L dimana : Q = debit (discharge per unit time) K = Koefisien permeabilitas (Coefficient of permeability) i = miring hidrolis (hydraulic gradient) selisih head h2 h 2 lint asan L A = luas bidang masa tanah tegak lurus arah aliran.

Faktor-faktor yang mempengaruhi koefisien permeabilitas : 1. Ukuran butir Allen Hazen 2 K 100.D 10 K dalam cm/dt dan D 10 dalam cm. 2. Sifat-sifat dari air pori. Permeabilitas berbanding langsung dengan kerapatan dan berbanding terbalik dengan kekentalan air tanah. Sedang kekentalan air tanah sangat dipengaruhi oleh perubahan temperatur. 3. Susunan struktur partikel tanah lapisan tanah. Angka pori bertambah permeabilitas meningkat 4. Tingkat kejenuhan dan campuran dalam air pori. Hukum Darcy bisa digunakan dalam kondisi jenuh, udara yang terperangkap pada pori pori tanah dan zat asing yang ada dapat mengurangi permeabilitas. 3 e K 1 e

PIPA DRAIN Pipa dari tembikar / gerabah yang dibuat berlubang-lubang dengan sambungan yang tidak kedap air. Pipa plastik berkerut-kerut yang dibuat lubang-lubang kecil di sekelilingnya atau dibuat celah-celah panjang. Diameter pipa berkisar 0.l0 0.30 meter, dan ditempatkan dalam alur / parit yang digali dalam tanah sekitar 100 120 cm dari permukaan tanah. Suatu penampang melintang subdrain ditunjukkan oleh gambar dibawah ini. timbunan timbunan Filter bergradasi Alur galian bisa dibuat dengan penampang persegi empat atau dengan penampang trapesium.

Macam macam pipa drain

Pemasangan Pipa Drain Pipa yang berlobang-lobang atau dengan celahcelah pada satu bagian sisinya ditempatkan pada posisi permukaan air tanah yang ingin diturunkan. Pipa ditempatkan dan ditutup dengan lapisan filter bergradasi paling sedikit 30 cm diatas sisi atas pipa. Kemudian baru ditimbun dengan menggunakan lapisan filter yang agak lebih halus diameter butirnya. Dan terakhir bagian atau ditutup dengan tanah bekas galian sampai rata dengan bagian atas permukaan tanah. Filter bergradasi terdiri dari campuran pasir dan kerikil dengan gradasi terbuka dengan formasi makin dekat dengan pipa gradasinya makin kasar.

Metode Perhitungan. Untuk merencanakan sistem drainase, diperlukan data-data berikut : Koefisien permeability Letak lapisan kedap air Kebutuhan drainase meliputi luas daerah yang akan didrain serta tingkat laju infiltrasi yang perlu diatasi.

Jarak Pipa Drain Suatu sistem drainase dimana jarak antara pipa L meter, diatas impervious layer setinggi a, dan b adalah ketinggian maksimum water table diatas impervious layer. Jika laju aliran masuk melalui permukaan tanah persatuan luas dinyatakan dengan v yang artinya sama dengan laju infiltrasi K adalah koefisien permiability, maka :

Contoh 1 : Tentukan jarak pipa pada suatu daerah yang akan di drain, bila impervious layer terletak 5 meter di bawah muka tanah. Air tanah hanya boleh berbeda 0.5 m dan pipa ditanam pada kedalaman 2 meter dari permukaan tanah. Koefisien permeability 1.2 cm / jam dan infiltrasi 0.025 cm/jam. Diket: K = 1,2 cm/jam v = 0.025 cm/jam a = 5 2 = 3 m b = 3 + 0.5 = 3.5 m Jawab : Dengan menggunakan rumus Dupuit : 1.2 L 2 (3.5² 3²) = 24.98 m 25 m 0.025

Menentukan Kapasitas Pipa Daya resap (infiltrasi) q 1 = nv i = laju infiltrasi /infiltration rate (mm/hari) untuk luasan 1x1 m2 V i = kecepatan resap (mm/hari) V i sin α = kecepatan searah S n = porositas

Volume yang harus di drain

Debit aliran pada ujung hilir pipa

Menentukan Lama Pengeringan / Pembuangan ASUMSI: Perhitungan berikut dengan menganggap bahwa tidak ada air yang mengalir kesamping sehingga secara keseluruhan semua air yang ada diatas permukaan tanah meresap kedalam tanah. Kemudian dapat dihitung lama waktu yang dibutuhkan untuk dalam kondisi permukaan tanah menjadi kering. Dan selanjutnya dapat dicari lama waktu yang dibutuhkan untuk tanah menjadi kering semula.

Menentukan Lama Pengeringan / Pembuangan Waktu yang diperlukan air untuk sampai ke pipa drain : H t1 ( hari) Vi Waktu yang diperlukan untuk sampai kondisi permukaan tanah kering : 4 h nh 5 ( hari) 2 q Waktu yang diperlukan agar tanah kering seperti semula (mengeringkan tanah jenuh di atas pipa drain. t total = t 1 + t 2 + t 3 (hari) t 2 4 / 5* nh t3 ( hari) q 2 Dimana: h = tinggi hujan atau tinggi genangan (mm) Vi =kecepatan resap (mm/hari)

Contoh soal 2 : Sebidang tanah dipasang subdrain berupa pipa berlobang yang ditanam pada kedalaman 3 m dengan jarak antara 6 m dan panjang pipa 500 m. Bila laju infiltrasi (q 1 ) dari tanah sebesar 150 mm/hari dan porositas tanah (n) 30%, hitung debit pada pipa drain dan berapa lama pengeringan air setinggi 1 m. DIKET: H = 3 m = 3000 mm L= 6 m P = 500 m n = 0,3 h = 1 m = 1000 mm. q 1 = 150 mm/hari, Kecepatan resap V i = mm/hari

PENYELESAIAN: tan H 0,5L 3 1 0,5x6 = 45 o sin 2 = 0,5. Debit yang dialirkan oleh pipa untuk tiap satuan luas permukaan tanah : q 2 = 4/5 n.v i sin² = 4/5 x 0,3 500 0,5 = 60 mm/hari = 60 0,116 = 6.96 l/dt/ha Catatan : mm/hari/ha = 0.01 (dm) / (24*3600)(dt)*(10^6)(dm2) = 0.01/(86400)*10^6 = 0.1157 l/dt/ha Untuk panjang pipa 500 m dengan jarak pipa 6 m, debit yang di alirkan adalah : Q q 2 L P 1 10000 1 Q 6,96 6 500 2.088l / dt 10000

Waktu yang diperlukan air untuk sampai ke pipa drain : t H V 3000(mm) 500(mm/ hr) 1 i 6hari Vol = 4/5 n H = 4/5 x 0.30 x 3000(mm) = 720 mm Waktu yang diperlukan untuk sampai kondisi permukaan tanah kering : t 2 = 1000 4 x0,30x3000 4 h nh 5 q 2 = Waktu yang diperlukan agar tanah kering seperti semula (mengeringkan tanah jenuh di atas pipa drain. t total = t 1 + t 2 + t 3 = 6 + 4,7 +12 = 22,7 hari 5 60 4 / 5* nh 4 / 5*0.3*3000 t3 12hari q 60 2 = t = 4,7 hari

LAPANGAN OLAH RAGA SUB SURFACE

Camp Nou Old Trafford Gelora Bung Karno!!

Lapangan sepak bola sederhana Lapangan sepak bola tergenang air Lapangan golf Lapangan soft ball

TUJUAN Sistem drainase untuk lapangan olah raga bertujuan untuk mengeringkan lapangan olah raga agar tidak terjadi genangan air apabila terjadi hujan. Genangan akan mengganggu dan membahayakan pemakai lapangan.

Jenis-jenis lapangan olah raga Sepakbola Golf Sepakbola america (american football) Rugby Cricket Tenis Bowling greens Atletik

Kriteria Perencanaan Konstruksi sistem drainase diusahakan agar dapat mengeringkan dengan cepat, tetapi tidak mengganggu pertumbuhan rumput. Daerah yang akan ditangani cukup luas dan tidak memungkinkan untuk dibuat suatu lubang pemasukan (inlet). Limpasan permukaan sekecil mungkin, erosi tidak dibolehkan Infiltrasi sebesar mungkin Piping dicegah dengan jalan memberi filter pada sambungan-sambungan pipa. Pembebanan air dari luar dihilangkan dengan membuat saluran di sekeliling lapangan.

Infiltrasi pada tanah yang dijumpai di alam berkisar pada kecepatan (V) 430 s.d. 860 mm/hari. Persentase pori (P) berkisar 10 s.d. 50 % Daya resap (q) = p. V = 43 s.d. 430 mm/hari. Hasil penelitian di laboratorium biasanya berbeda dengan keadaan di alam karena tanah tidak homogen, terdapat retak-retak bekas akar dsb. Prinsip & cara peresapan air pada lapangan olah raga Lihat bab tentang Drainase Bawah Permukaan / Sub Surface

Sketsa saluran dan arah aliran air Saluran pengumpul Saluran menuju drainase di luar lapangan

Pipa Pengumpul (Collector Drain) Lintasan atletik i 0,007 Lapangan sepakbola i 0,007 Pipa kolektor Di perbatasan lapangan sepakbola dan lintasan atletik dipasang pipa pengumpul (collector drain).

Sketsa lapisan lapangan sepakbola Rumput Lapisan penutup Pasir urug Pasir murni Kerikil Ø 2 10 mm Kerikil Ø 10 20 mm Lapisan penutup terdiri dari campuran antara pasir urug dan pupuk kandang (2 s.d. 4) : 1 Pasir urug = 50% pasir (sand) + 25% lumpur (silt) + 25% lempung (clay)

Sketsa lapisan lintasan atletik 2 5 5 Campuran khusus Ijuk Sistel (bubuk batu bata) 20-25 Batu koral