Teori Drainase

1.Pengertian Drainase.

Drainase merupakan salah satu faktor pengembangan irigasi yang berkaitan dalam pengolahan banjir (flood protection), sedangkan irigasi bertujuan untuk memberikan suplai air pada tanaman. Drainase merupakan suatu sistim pembuangan air untuk mengalirkan kelebihan air di permukaan tanah maupun dibawah tanah, sehingga dengan demikian drainase dibagi menjadi dua macam, yaitu :

1. Drainase permukaan

Adalah suatu sistem pembuangan air untuk mengalirkan kelebihan air dipermukaan tanah hal ini berguna untuk mencegah adanya genangan.

2. Drainase bawah tanah.

Adalah suatu sistem pembuangan untuk mengalirkan kelebihan air di bawah tanah. Hal ini dibuat untuk mengendalikan ketinggian muka air tanah.

Drainase diperlukan untuk mengalirkan air, baik yang berasal dari hujan lokal maupun air kiriman dalam tempo yang sesingkat – singkatnya, sistem ini juga dimanfaatkan pada musim kering untuk meningkatkan kondisi tanah yaitu menekan derajat keasinan (salinitas) di daerah yang bersangkutan. Pada jenis tanaman tertentu drainase juga bermanfaat untuk mengurangi ketinggian muka air tanah sehingga tanaman dapat tumbuh dengan baik sesuai dengan persyaratan hidupnya.

Tingkat sistem drainase, yaitu :

1. Tersier drainage

2. Secondary drainage

3. Main drainage

4. Sea drainage

 

2.Desain kriteria


Desain kriteria harus sesuai dengan :

– Kebutuhan

-Pertimbangan ekonomis

Kondisi alam, meliputi :

 

a. Segi hidrologis.

Tergantung dari data curah hujan didaerah tersebut dengan intensitas 3 – 5 hari berturut turut dan harus habis mengalirkan air.

b. Topografis

Dalam pembuatan drainase ini sangat diperlukan bentuk topografis yang mempunyai ketinggian yang berbeda. Sehingga selalu memungkinkan adanya beda tinggi yang akan menyebabkan air tetap mengalir. Disamping itu agar saluran drainase ini diusahakan berupa galian semua sedangkan timbunan dihindarkan agar mendapatkan kemiringan saluran yang dapat mengalirkan air dari hulu ke hilir.

Apabila terpaksa terjadi saluran drainase timbunan, maka kemiringan saluran harus diusahakan kecil.

Rumus :

Q = F . V

V = K . R2/3 . I 1/2

clip_image001clip_image002 I = clip_image004

Jika I kecil maka V = kecil dan F = besar.

Dengan demikian perlu dibuat drainase dengan kedalaman kecil tetapi lebar. Tetapi dalam hal ini akan mengakibatkan adanya pengendapan sehingga diikuti adanya eksploitasi sebagai berikut :

I = Disesuaikan kelandaiannya dengan tanah setempat maka [1-2].10-4

V= [0,5 – 0,6] m/s

Dalam drainase juga terdapat kecepatan maximum, tetapi ada batas – batas tertentu untuk menghindari gesekan/keausan saluran.

c. Segi geologis.

Drainase kecil tidak perlu peninjauan geologi, tetapi untuk drainase besar perlu diadakan peninjauan geologi misalnya pada bidang mekanika tanah, terutama untuk mendapatkan konstruksi pelengkap dari sistem drainase yang stabil. Untuk mendapatkan hal – hal itu maka dalam merencanakan kita harus memperhatikan hal–hal sebagai berikut :

a. Kemiringan talud [tg a]

Harus memperhatikan dan disesuaikan dengan sudut geser dalam tanah dan besarnya kohesi tanah yang bersangkutan. Saluran drainase makin curam maka air yang mengalir makin deras, sehingga makin cepat dinding saluran aus karena terkikis.

b. Kecepatan aliran air.

 

3.Drainase Modul.


Drainase modul adalah jumlah air yang harus didrainase karena apabila tidak akan menimbulkan genangan, hal ini tergantung dari curah hujan. Data n tahun, dengan data hujan per 1 hari, 2 hari, atau 3 hari.

Dalam tugas ini dipakai dasar hujan 3 hari didrainase 3 hari dengan genangan, menggunakan rumus:

¨ Hujan 3 hari di drainase, 3 hari dengan genangan

clip_image006

Dimana : Dn = R( n )T + n( IR – ET – P ) – S

Dimana :

R = Jumlah hujan dari n hari

S = Storage

N = Jumlah hari

I = Irrigation Supplay

P = Perkolasi

ET = Evapotranspirasi

DM = Drainage Module

 

4.Tahapan Perencanaan Dimensi saluran Drainase


1. Dari petak – petak sawah dalam peta kontur di ukur untuk mendapatkan luas areal sawah ( A )

2. Menghitung Drainage Module ( DM )

clip_image008

dimana Dn = R(n)T+n(IR-ET-P)-S

3. Menghitung debit saluran

Untuk luas area < 400 ha

Q = Dm x A

Untuk luas area > 400 ha

Q = 1,62 x Dm x A0,92

4. Setelah Q didapat, maka dari tabel 8a lampiran diperoleh nilai b : h, t ( l : m ), K

5. Menghitung kemiringan saluran di lapangan dengan rumus :

iL = Hs / L

Dimana :

iL = Kemiringan saluaran

Hs = Beda tinggi dihulu dan dihilir tiap luas

L = Panjang saluran tiap luas

6. Dengan menggunakan rumus Strickler, menghitung harga b dan h

V = K x R2/3 x iL1/2

Dimana:

V = Q / F

F = ( b + mh ) h

R = F / O

O = b + 2h ( l + m2 )1/2

K = dari tabel 8a lampiran

iL = kemiringan saluran

7. Setelah harga b dan h diketahui, kita hitung luas penampang basah ( F) dengan rumus :

F = ( b + mh ) x b (m2)

8. Menghitung kecepatan aliran ( V ) dengan rumus

V = Q / F ( m/det )

Untuk daerah landai, V = 0,5 s/d 1,5 ( m/det ), perhitungan dihentikan.

Untuk V < 0,5 dan V > 1,5 m/det perhitungan dilanjutkan ke no. 9

9. Menghitung Fb dengan berdasar pada harga Vb, dengan rumus :

Fb = Q / Vb ( m2 )

10. Menghitung lebar dasar saluran baru ( bb ) dan tinggi muka air baru

(hb) dengan rumus :

F = ( bb + mhb ) x hb

11. Menghitung keliling basah dengan rumus :

O = bb + 2hb ( l + m2 )1/2

12. Menghitung jari – jari hidrolis saluran dengan rumus

R = Fb / O

13. Menghitung kemiringan saluran dengan rumus Strickler :

I = {Vb / (K x R2/3 )}2

 

5.Perencanaan Tinggi Muka Air


Tinggi muka air saluran pembuangan di jaringan intern tergantung pada fungsi saluran tersebut. Di jaringan tersier, tanah membuang airnya langsung ke saluran pembuang ( kuarter dan tersier ) dan tinggi muka air rencana mungkin sama dengan tinggi permukaan tanah.

Jaringan pembuang primer menerima air buangan dari petak – petak tersier di lokasi yang tetap. Tinggi muka air rencana di jaringan utama ditentukan dari tinggi muka air yang diperlukan di ujung saluran pembuangan tersier. Tinggi muka air di jaringan primer yang berfungsi untuk pembuangan air dari sawah dan mungkin daerah bukan sawah dihitung sebagai berikut :

  • Untuk pengaliran debit rencana, tinggi muka air naik sampai dengan tinggi permukaan tanah.
  • Untuk pengaliran debit pucak, pembuang dari sawah dianggap nol.
  • Muka air rencana pada titik pertemuan antara dua saluran pembuang sebaiknya diambil sebagai berikut :
  • Elevasi muka air yang sesuai dengan banjir dengan periode ulang 5 kali per tahun untuk sungai
  • Muka air rencana untuk saluran pembuang intern yang tingkatnya lebih tinggi.
  • Muka air laut rata – rata ( MSL ) untuk laut.

Untuk tinggi jagaan / Free board (Fr) diambil dengan ketentuan sebagai berikut :

Tabel 4.1. Hubungan Q dan Fr