Perancangan saluran drainase dilakukan dengan melihat kapasitas tampung maksimum saluran drainase ketika terjadi debit puncak. Perencanaan dapat dilakukan dengan menggunakan perhitungan penampang hidrolik terbaik berdasarkan bentuk saluran drainasenya. Beberapa parameter utama yang perlu dipertimbangan dan diketahui dalam perancangan saluran drainase, antara lain sebagai berikut :
Ø Debit aliran (discharge rate)
Ø Gradien hidrolik & tinggi muka air
Ø Kecepatan aliran yang diperbolehkan (permissible)
Ø Penampang melintang (cross section)
Ø Koefisien kekasaran
Ø Tepian bebas (freeboard)
· Gradien Hidrolik
Gradien hidrolik tidak boleh terlalu kecil ataupun terlalu besar. Bila gradien kecil, maka cross-section (A) dibutuhkan untuk dapat menyalurkan aliran air (biaya penggalian yang besar). Nilai umumnya harus tidak kurang dari 5 – 10 cm/km, tetapi pada lahan datar nilai yang rendah mungkin harus digunakan sebagai tinggi (head) total yang tersedia diantara lahan dan pembuangan yang kecil dan sebagai aliran akan disalurkan ke bangunan air lainnya dalam sistem saluran yang ada (culvert, bridges).
Nilai yang tinggi untuk I, dilain pihak mengakibatkan terjadinya kecepatan aliran air yang sangat tinggi pada saluran yang akan mengakibatkan bahaya pengerusan pada dasar saluran dan erosi pada bagian dinding (bank) saluran. Bangunan air ”drop” dapat digunakan untuk mengatasi kelebihan head pada saluran yang memiliki slope yang curam.
Dalam praktek, garis grade hidrolik kadang sering mengikuti kemiringan dari lahan sesuai dengan arah aliran air. Juga pada kasus aliran sergam yang steady, maka kemiringan lahan, garis grade hidrolik dan kemiringan dasar salurannya dibuat secara pararel. Tinggi (head) kecepatan (v2/g dengan g = 9.8 m/detik2) pada saluran drainase umumnya dapat diabbaikan, sehingga garis grade hidrolik dan garis permukaan air dapat di asumsikan serupa.
Pada kondisi di atas, kedalaman air di bagian saluran dengan pertimbangan akan konstan dan permukaan air akan berada pada kedalaman konstan dibawah permukaan tanah.
· Penampang Melintang
Pada kemiringan lahan yang curam, membutuhkan pengmanan pada saat penggalian saluran yang sesuai untuk menghindari kehilangan tanah oleh erosi. Side slope yang tidak dilindungi, umumnya tidak boleh lebih curam dari 1 : 2 untuk menghindarkan penggerusan yang serius pada dasar saluran.
Tabel 2. Batasan Untuk Kecepatan Aliran dan Side Slope pada Saluran Drainase
| Maksimum yang diperbolehkan | ||
| Jenis Tanah | Rata-rata kecepatan aliran (m/detik) | Side Slope |
| Pasir halus | 0.15 – 0.30 | 1 : 2  3 |
| Pasir kasar | 0.20 – 0.50 | 1 : 1.5 3 |
| Lempung | 0.30 – 0.60 | 1 : 1.5 2 |
| Liat berat | 0.60 -0.80 | 1 :1 2 |
| Catatan : Kecepatan tinggi dan side slope yang curam, digunakan saluran dengan vegetasi yang dipelihara dengan baik | ||
Side slope biasanya akan menjadi lebih stabil setelah ditumbuhi tanaman, tetapi perancangan harus berdasarkan kondisi awal setelah/selesai pekerjaan penggalian saluran. Faktor lain selain jenis tanahharus pula dipertimbangkan terjadinya lubang-lubang pada dinding saluran, kondisi seperti ini biasanya disarankan di terapkan pada side slope yang tidak curam (gentle), selain itu dengan menambah kedalaman saluran, khususnya untuk saluran yang memiliki fluktuasi tinggi permukaan air yang besar.
Tabel 3 Ratio B/D yang Direkomendasikan Untuk Saluran Trapezontal
| Jenis saluran | Wter depth (d) dalam m | Ratio b/d |
| Saluran kecil | < 0.75 | 1 (liat) – 2 (pasir) |
| Saluran sedang | 0.75 -1.50 | 2 -3 |
| Saluran besar | > 1.50 | >3 - 4 |
· Km atau Kekasaran Manning
Koefisien kekasaran km harus dipahami sebagai proposionalkonstanta diantara rata-rata kecepatan aliran (v) dan kombinasi R2/3 I1/2. bila dilihat dari persamaan Manning C = Km R1/6 menunjukkan bahwa Km tidak hanya tergantung pada kekasaran dasar saluran, tetapi juga terhadap bentuk (shape) saluran yang ditunjukkan oleh parameter R. Walaupun begitu kekasran dasar saluran merupakan faktor yang paling penting dalam pengaruhnya, sehingga Km terutama tergantung pada jenis dari material dasar (bed) saluran dan tanaman yang tumbuh pada bed.
Tabel 1. Menentukan Nilai Km pada Perancangan Saluran Drainase
| Deskripsi saluran | Nilai Km | (Nilai n) |
| a. Saluran kecil (d < 0.75 m) - Tanah berpasir - Tana berliat | 20 15 | (0.050) (0.065) |
| b. Saluran sedang (d0.75 – 1.50 m) - Tanah berpasir - Tanah berliat | 30 20 | (0.035) (0.050) |
| c. Saluran besar (d > 1.50 m) | 40 – 50 | (0.020 – 0.025) |
| D. Saluran semen lurus | 60 - 80 | (0.0125 – 0.017) |
· Kecepatan Aliran yang Diperbolehkan
Untuk aliran turbulen yang biasanya dikemukakan pada saluran drainase, terjadi daya tarik yang mendesak oleh adanya aliran air pada material dasar saluran yang proporsional dengan kuadrat dari rata-rata kecepatan aliran (V2). Ketika daya tarik bertambah, maka daya tersebut mulai mempengaruhi material dasar saluran partikel tanah mulai bergerak, sehingga gerakan air akan menyebabkan erosi (penggerusan) pada bagian dasar saluran.
Gerakan dari material dasar saluran yang berupa butiran non-kohesif, akan tertahan oleh gesakan, lama kelamaan meningkat bersamaan dengan berat dari partikel. Untuk keamanan, maka batas kecepatan aliran yang tidak menimbulkan erosi harus ditetapkan dengan dasar dari distribusi ukuran partikel dari material dasar saluran. Untuk material yang kohesif, yang ditemukan pada banyak saluran, tidak dijumpai hubungan yang langsung terhadap erosivity dan ukuran dari material dasr saluran, sehingga batas didasarkan pada pengalaman praktek di lapangan.
· Desain dari Saluran Drainase
Didasarkan pada Steady Uniform Flow à discharge/debit dianggap kontan sepanjang waktu dan konstan sepanjang bagian/section panjang dari saluran yang dipilih. Dapat digunakan rumus Chezy & Manning :
v = C R1/2 I1/2 Chezy, 1769.........................(1)
C = Km R1/6 Manning, 1889.........................(2)
v = Km R2/3 I ½.........................(3)
Q = vA = Km R2/3 I½ A.........................(4)
Dimana :
v = kecepatan aliran (m/detik)
Q = Debit (m3/detik)
R = Radius Hidrolik (m)
I = Gradient Hidrolik (m/m)
A = Area Pembasahan (m2)
C = Koefisien Kekasaran Chezy (m1/2/det)
Km= Koefisien Kekasaran Manning (m1/2/det)
Persamaan 3 dan 4 mengacu pada persamaan Chezy-Manning, sampai saat ini lebih dikenal sebagai Rumus Manning.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar