Berfungsi mengendalikan limpasan air di permukaan jalan dan dari daerah. - Membawa air dari permukaan ke pembuangan air

Bab IV Analisis Perhitungan

4.4

Perhitungan Saluran Samping Jalan

Fungsi Saluran Jalan Berfungsi mengendalikan limpasan air di permukaan jalan dan dari daerah sekitarnya agar tidak merusak konstruksi jalan. Fungsi utama : -

Membawa air dari permukaan ke pembuangan air.

-

Menampung air tanah (dari subdrain) dan air permukaan yang melimpas menuju jalan.

-

Membawa air menyeberang jalan melalui gorong2 atau bangunan lainnya secara terkendali.

Saluran Samping Jalan Pemilihan jenis material untuk saluran samping umumnya ditentukan oleh besarnya kecepatan rencana aliran air yang akan melewati saluran samping sedemikian sehingga material dapat dilihat pada tabel 4.19 berikut ini : Tabel 4.19 Kecepatan Aliran Air Yang Diijinkan Berdasarkan Jenis Material Jenis Material Pasir Halus Lempung Kepasiran Lanau Aluvial Karikil Halus Lempung Kokoh Lempung Padat Kerikil Kasar

Kecepatan Aliran Air yang Diijinkan (m/detik) 0,45 0,50 0,60 0,75 0,75 1,10 1,20

Batu-batu Besar Pasangan Batu Beton Beton Bertulang

1,50 1,50 1,50 1,50

Sumber : Direktorat Jendral Bina Marga Pembinaan Jalan Kota

IV-30

http://digilib.mercubuana.ac.id/


Kecepatan aliran air ditentukan oleh sifat hidrolis penampang saluran, salah satunya adalah kemiringan saluran.

Tabel 4.20 Hubungan Kemiringan Saluran Samping (i) dan Jenis Material Jenis Material

Kemiringan Saluran Samping i (%)

Tanah Asli

Pasir Halus Lempung Kepasiran

0-5

Lanau Aluvial Karikil Halus Lempung Kokoh 5 – 10

Lempung Padat Kerikil Kasar Batu-batu Besar Pasangan Batu Beton

10

Beton Bertulang Sumber : Direktorat Jendral Bina Marga Pembinaan Jalan Kota

Tabel 4.21 Kemiringan Saluran memanjang (is) dan Jenis Material Jenis Material Tanah Asli Kerikil

Kemiringan Saluran (is%) 0-5 5 – 7,5

Pasangan

7,5


IV-31



Penampang Melintang Saluran Samping Pemilihan tipe penampang melintang saluran samping didasarkan atas : a. Kondisi tanah dasar b. Kedudukan muka air tanah c. Kecepatan aliran air

Perhitungan Dimensi Saluran Samping Dalam garis besar, perencanaan saluran samping mencakup 3(tiga) tahap proses sebagai berikut : a. Analisis hidrologi b. Perhitungan hidrolika c. Gambar rencana Analisis hidrologis dilakukan atas dasar data curah hujan, topografi daerah, karakteristik daerah pengaliran serta frekuensi banjir rencana. Hasil analisis hidrologi adalah : Besarnya debit air yang harus ditampung oleh saluran samping. Selanjutnya atas dasar debit yang kita peroleh maka dimensi saluran samping dapat kita rencanakan berdasarkan analisa/perhitungan hidrolika.

IV-32



Data Kondisi

Gambar 4.11 : Tipikal Data Kondisi Perencanaan Saluran Samping Jalan

Penentuan Daerah Layanan -

Trase jalan pada peta topografi

-

Panjang segmen saluran (L) = 200m ditentukan dari rute jalan yang telah diplot di peta topografi daerah tersebut memungkinkan adanya pembuangan kesungai di ujung segmen

-

Dianggap segmen saluran ini adalah awal dari sitem drainase sehingga tidak ada debit masuk (Q masuk) selain dari A1,A2,A3. IV-33



-

Gorong gorong menggunakan beton (penghubung saluran kanan & kiri jalan

-

Direncanakan diujung segmen aliran air akan dibuang kesungai melalui gorong gorong melintang badan jalan.

-

Perencanaan gorong gorong, penampungan debit air dari segmen yang ditinjau dan segmen sesudah itu.

Gambar 4.12 : Pertemuan Saluran Dengan Gorong-gorong

Kondisi Permukaan Jalan Panjang segmen saluran (L)

= 200 m

l1 : perkerasan jalan (aspal)

=7m

l2 : bahu jalan

=2m

l3 : bagian luar jalan (perumahan)

= 10 m

Koefisien Aliran (C) Koefisien aliran berdasarkan bahan dan tata guna lahan (Tabel 4.22) Aspal

: l1, koefisien C1

= 0,70

Bahu jalan

: l2, koefisien C2

= 0,65

Perumahan

: l3, koefisien C3

= 0,60 IV-34



Luas Daerah Pengaliran (A) Luas daerah layanan untuk saluran samping jalan perlu diketahui agar dapat diperkirakan daya tampungnya terhadap curah hujan atau untuk memperkirakan volume limpasan permukaan yang akan ditampung saluran samping jalan. Luas daerah layanan terdiri atas luas setengah badan jalan (A1), luas bahu jalan (A2) dan luas daerah sekitar (A3). Panjang daerah pengaliran yang diperhitungkan terdiri atas setengah lebar badan jalan (11), lebar bahu jalan (l2) dan daerah sekitar (l3) yang terbagi atas daerah perkotaan yaitu ± 10 m dan untuk daerah luar kota yang didasarkan pada topografi daerah tersebut. Jika tidak memungkinkan memperoleh peta topografi yang memadai, asumsi berikut dapat dipakai sebagai bahan pembanding.

L = Batas daerah pengaliran yang diperhitungkan

Gambar 4.13 : Batas Daerah Pengaliran


IV-35


Luas daerah pengaliran : Aspal

A1 = 7 m x 200 m

= 1400 m2

Bahu jalan

A2 = 2 m x 200 m

= 400 m2

Perumahan

A3 = 10 m x 200 m

= 2000 m2

fk perumahan tidak padat

= 1,5

Koefisien Aliran Rata-rata (C)

Koefisien pengaliran adalah koefisien yang besarnya tergantung pada kondisi permukaan tanah, kemiringan medan, jenis tanah, lamanya hujan di daerah pengaliran. Tabel 4.22 Koefisien Pengaliran (C) Kondisi Permukaan Tanah BAHAN Jalan beton dan aspal Jalan kerikil & jalan tanah Bahu jalan - Tanah berbutir halus - Tanah berbutir kasar - Batuan masif keras - Batuan masif lunak TATA GUNA LAHAN Daerah Perkantoran Daerah pinggir kota Daerah Industri Permukiman padat Permukiman tidak padat Taman dan kebun Persawahan Perbukitan Pegunungan

Koefisien Pengaliran (C)

Faktor Limpasan (fk)

0,70 - 0,95 0,40 - 0,70 0,40 - 0,65 0,10 – 0,20 0.70 – 0,85 0,60 – 0,75 0,70 – 0,95 0,60 – 0,70 0,60 – 0,90 0,60 – 0,80 0,40 – 0,60 0,20 – 0,40 0,45 – 0,60 0,70 – 0,80 0,75 – 0,90

2,0 1,5 1,2 2,0 1,5 0,2 0,5 0,4 0,3


IV-36



C = C1.A1 + C2.A2 + C3.A3.fk3....................................................................4.18 A1 + A2 + A3 dimana : C1,C2,C3

= Koefisien pengaliran yang sesuai dengan tipe kondisi permukaan

A1,A2,A3

= Luas daerah pengaliran yang diperhitungkan sesuai dengan kondisi permukaan.

fk3

= Faktor limpasan sesuai dengan guna lahan (tabel 4.22) C = C1.A1 + C2.A2 + C3.A3.fk3 A1 + A2 + A3 = (0,70 x 1400) + (0,65 x 400) + (0,60 x 2000 x 1,5) 1400 + 400 + 2000 = 0,8

Waktu Konsentrasi (Tc)

Tc

= t1 + t2....................................................................................................4.19

t1

= ( 2 x 3,28 x l0 x nd ) 0,167......................................................................4.20 3 √is = L / (60 x V )..............................................................................................4.21

t2

dimana : Tc

= Waktu konsentrasi (menit)

t1

= waktu untuk mencapai awal saluran dari titik terjauh (menit)

t2

= waktu aliran dalam saluran sepanjang L dari ujung saluran (menit)

l0

= jarak titik terjauh ke fasilitas drainase (m)

nd

= koefisien hambatan

is

= kemiringan daerah pengairan

V

= kecepatan air rata-rata pada saluran (m/dtk)

IV-37



L

= Panjang Saluran (m)

Tabel 4.23 Koefisien hambatan (nd) berdasarkan kondisi permukaan Kondisi Lapis permukaan Lapisan semen dan aspal beton Permukaan licin dan kedap air Permukaan licin dan kotor Tanah dengan rumput tipis dan gundul dengan permukaan sedikit kasar Padang rumput dan rerumputan Hutan gundul Hutan rimbun dan hutan gundul rapat dengan hamparan rumput jarang sampai rapat

Koefisien Hambatan nd 0,013 0,020 0,010 0,20 0,40 0,60 0,80


Koefisien Hambatan (nd) tabel 4.23 → 0,013 (lapisan semen dan aspal beton) taspal

= ( 2 x 3,28 x l0 x nd ) 0,167 3 √is = ( 2 x 3,28 x 7 x 0,013 ) 0,167 3 √0,02 = 1,06 menit

tbahu

= ( 2 x 3,28 x l0 x nd ) 0,167 3 √is = ( 2 x 3,28 x 2 x 0,013 ) 0,167 3 √0,02 = 0,86 menit

tperumahan

= ( 2 x 3,28 x l0 x nd ) 0,167 3 √i = ( 2 x 3,28 x 10 x 0,010 ) 0,167 3 √0,03 = 1,04 menit

IV-38



t1 dari badan jalan

= 1,06 + 0,86 = 1,92 menit

t1 dari perumahan

= 1,04 menit

t2

= L / (60 x V ) = 200 / 60 x 1,5 = 2,2 menit

Tc

= t1 + t2 = 1,92 + 2,2 = 4,12 menit

Data Curah Hujan Jumlah curah hujan di kabupaten kapuas hulu cukup tinggi, dalam satu tahun berkisar antara 3300 mm sampai 5000 mm dengan jumlah hari hujan antara 240 – 260 pertahun dan jumlah curah hujan maksimum dapat terjadi berkisar antara 29 – 124 mm/hari Tabel 4.24 Data Curah Hujan rata-rata bulanan tahun 2012 No.

Bulan

Jumlah Curah Hujan (mm)

1

Januari

177,7

2

Februari

464,9

3

Maret

668,6

4

April

326,9

5

Mei

185,5

6

Juni

146,2

7

Juli

326,4

8

Agustus

395,9

9

September

188,8

10

Oktober

419,6

11

November

250,1

12

Desember

255,5 3806,1

Jumlah Sumber : BMKG Putussibau

IV-39



Intensitas Curah Hujan Maksimum Menentukan curah hujan maksimum (mm/jam) dengan memplotkan harga Tc = 4,12 menit, kemudian tarik garis keatas sampai memotong lengkung intensitas hujan

IV-40




Gambar 4.14 : Grafik Penentuan Intensitas Curah Hujan Maksimum Periode Ulang 5 Tahun

rencana pada periode ulang 5 tahun didapat I = 190 mm/jam


Debit Aliran Air (Q)

Rumus yang digunakan adalah Rational Formula sebagai berikut : Q = 1 C.I.A ................................................................................................4.22 3,6 dimana : Q

= Debit (m3/dtk)

C

= Koefisien pengaliran rata-rata dari C1,C2,C3

I

= Intensitas curah hujan (mm/jam) dihitung selama waktu konsentrasi (Tc) untuk periode banjir rencana

A

= Luas daerah pengaliran (km2) terdiri atas A1,A2,A3

Dari perhitungan diatas diperoleh data : A

= (1400 m2 + 400 m2 + 2000 m2) = 3800 m2 = 0,0038 km2

C

= 0,8

I

= 190 mm/jam

Q

= 1/3,6 C.I.A → rumus 4.22

Q

= 1/3,6 x 0,8 x 190 x 0,0038 = 0,161 m3/detik

Kemiringan Melintang Perkerasan dan Bahu Jalan Penanganan pengendalian air pada daerah ini perlu mempertimbangkan besarnya kemiringan perkerasan dan bahu jalan mulai dari tengah perkerasan menurun/ melandai kearah saluran samping. Besarnya kemiringan bahu jalan biasanya diambil 2% lebih besar daripada kemiringan permukaan jalan. IV-41



Besarnya kemiringan melintang normal pada perkerasan jalan dapat dilihat seperti pada tabel 4.25 dibawah ini

im kemiringan melintang perkerasan jalan ib kemiringan bahu (im+2%)

Gambar 4.15 Kemiringan Melintang Perkerasan dan Bahu Jalan Sumber : Direktorat Jendral Bina Marga Pembinaan Jalan Kota

Tabel 4.25 Kemiringan Melintang Normal Perkerasan Jalan Jenis Lapis Permukaan Jalan Beraspal, Beton Japat Kerikil Tanah

Kemiringan Melintang Normal im (%) 2-3 4-6 3-6 4-6


Dimensi Saluran Penentuan dimensi diawali dengan penentuan bahan : -

Saluram direncanakan dibuat dari pasangan batu kali dengan kecepatan aliran yang diijinkan 1,50 m/detik (tabel 4.19)

-

Bentuk penampang segi empat

-

Kemiringan saluran memanjang yang diijinkan sampai dengan 7,5% (tabel 4.21) IV-42



-

Angka kekasaran permukaan saluran manning (tabel 4.26) n = 0,025

Tabel 4.26 Harga n untuk rumus Manning Kemiringan saluran memanjang (i) berdasarkan jenis material


IV-43



Kecepatan saluran (V) < Kecepatan ijin dan kemiringan saluran (is)

V = 1,30 m/detik ( < V ijin = 1,50 m/detik) is = 3% (disesuaikan dengan kemiringan memanjang jalan dan kondisi tanah)

Kecepatan aliran (V) dapat dihitung dengan menggunakan Rumus Manning : V = 1 x R2/3 x is1/2 ....................................................................................................4.23 n R = F/P ................................................................................................................4.24 dimana: V = Kecepatan aliran rata rata dalam saluran (m/dt) n = Koefisien kekasaran dinding menurut Manning R = Jari-jari Hidrolis (m) i = Kemiringan saluran samping F = Luas penampang basah saluran (m2) P = Keliling basah saluran (m)

Menentukan Tinggi Jagaan Saluran (W) Tinggi jagaan untuk saluran jalan bentuk trapesium atau segi empat ditentukan berdasarkan rumus :

W = √ 0,5 x h ....................................................................................4.25 Dimana : W

= Tinggi jagaan (m)

h

= Kedalaman air yang tergenang dalam saluran (m)


IV-44


Digunakan dimensi h = 0,5 m (diasumsikan) W = √ 0,5 x h = √0,5 x 0,5 = 0,5 m

Maka R = F/P = (hxb)/(2h+b) = 0,5 b/(1+b) → rumus 4.24 Dari persamaan rumus 4.24 kemudian dihitung menggunakan rumus 4.23 sehingga didapat : 1 ) . ( 0,5b )2/3. 31/2 0,025 1+b

1,3

=(

1,3

= 40 x ( 0,5b )2/3 x 1,732 1+b

( 0,5b )2/3 = 1,88 1+b b

= 0,2 m

Lmin

= (h + W) x b = (0,5 + 0,5 x 0,2) = 0,2 m2 < 0,5 m2 (luas penampang minimum)

Digunakan lebar saluran (b) = 0,7 m L

= (h + W) x b = (0,5 + 0,5 x 0,7) = 0,7 m2 > 0,5 m2 (luas penampang minimum)

IV-45



T = 1,0 m

a. b.

Luas penampang minimum saluran samping dengan pasangan adalah 0,5 m2 Tinggi minimal saluran (T) adalah 70 cm.

Gambar 4.16 : Penampang Saluran Drainase Menggunakan Pasangan Batu Kali

Hitung Dimensi Gorong-Gorong Ke Sungai Direncanakan gorong-gorong dari jenis Portland Cement (PC). Gorong-gorong menampung aliran debit air dari segmen sebelum dan sesudahnya Q gorong2 = Q segmen 1 + Q segmen 2...........................................................................4.26

Perhitungan debit yang masuk (rumus 4.26) Debit Segmen 1 = Q = F x V = (0,5x0,7) xV = 0,35 x 1,3 = 0,455 m3/detik Debit Segmen 2 = 0,545 m3/detik (diasumsikan)

Gorong-gorong dianggap saluran terbuka Digunakan PC dengan D = 0,8 m, n=0,012 (angka kekasaran Manning, Tabel 4.26 untuk saluran beton halus dan rata, tipe sedang)

IV-46



Tinggi Jagaan Gorong-Gorong W = 0,2D ............................................................................................................4.27 Sehingga

h = 0,8D h = 0,8 x 0,8 = 0,64 m

• Q gorong-gorong = Q segmen 1 + Q segmen 2 = 0,455+0,545 = 1,0 m3/detik

Sudut Kemiringan Saluran θ = cos-1( h-0,5D )...............................................................................................4.28 0,5D θ = cos-1( 0,64 - 0,5 x 0,8 ) 0,5 x 0,8 θ = 53,13° Luas Penampang Basah Saluran F = 3,14 D2 ( 1 - θ ) + ( h – 0,5D)2 tan θ.........................................................4.29 4 180 F = 3,14 x 0,82 ( 1 - 53,13 ) + ( 0,64 – 0,5 x 0,8)2 tan 53,13° 4 180 F = 0,338 m2

Keliling Penampang Basah Saluran P = 3,14 D ( 1 - θ )..........................................................................................4.30 180 P = 3,14 x 0,8 ( 1 - 53,13 ) 180 P = 1,77 m2

IV-47



Jari-jari Hidrolis R = F/P → rumus 4.24 R = 0,338 / 1,77 = 0,19 m

Kecepatan Aliran Pada Gorong-Gorong V = Qgorong2 / F.....................................................................................................4.31 V = 1,0 / 0,338 = 2,958 m/dtk

Kemiringan Saluran is = ( V x n )2.......................................................................................................4.32 R 2/3 dimana: V

= Kecepatan aliran (m/dtk)

n

= Koefisien kekasaran Manning ( lihat Tabel 4.26)

R

= F/P = Jari-jari hidrolis (m)

F

= Luas penampang basah (m2)

P

= Keliling basah (m)

is

= Kemiringan memanjang saluran

is = ( V x n )2 R 2/3 is = ( 2,958 x 0,012 )2 0,19 2/3 is = 0,012 → 1,2% (masih dalam rentang kemiringan 0,5%-2% yang diijinkan → dapat digunakan) IV-48



Cek kemiringan tanah existing penempatan saluran Data Lapangan : Sta 5+100 ; Elev1 = 8,8 m Sta 5+300 ; Elev2 = 8,4 m

Gambar 4.17 : Tipikal Data Kondisi Tanah

is = ( elev1 – elev2 ) x 100%................................................................................4.33 L is = ( 8,8 – 8,4 ) x 100% 200 is = 0,2%

is di lapangan 0,2% < is di gunakan (3%) maka tidak diperlukan pematah arus keterangan : is lapangan ≤ is perhitungan, artinya bahwa kemiringan saluran yang direncanakan sesuai dengan i perhitungan. is lapangan > is perhitungan, artinya saluran harus dibuatkan pematah arus sesuai tabel 4.27.

IV-49



Tabel 4.27 Hubungan kemiringan saluran dan jarak pematah arus Kemiringan saluran is(%) 6 7 8 9 10

Jarak pematah arus lp (m) 16 10 8 7 6

IV-50


Berfungsi mengendalikan limpasan air di permukaan jalan dan dari daerah. - Membawa air dari permukaan ke pembuangan air

Recommend Documents