07-Drainase Sistem Polder
-
Upload
fajar-diantos-subhan -
Category
Documents
-
view
125 -
download
1
description
Transcript of 07-Drainase Sistem Polder
-
BAHAN AJAR DISEMINASI DAN SOSIALISASI KETEKNIKAN
BIDANG PLP SEKTOR DRAINASE
MODUL 07 DRAINASE SISTEM POLDER
-
halaman kosong
-
i
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI .................................................................................................................................. i
DAFTAR TABEL ......................................................................................................................... ii
DAFTAR TABEL ......................................................................................................................... ii
DRAINASE SISTEM POLDER ............................................................................................... 359
1. TERJADINYA PASANG ................................................................................................. 359
1.1 Penyebab ................................................................................................................... 359
1.2 Pola Pasang ............................................................................................................... 360
2. PERAMALAN PASANG ................................................................................................. 360
2.1 Teori Keseimbangan ................................................................................................. 360
2.2 Analisis Harmonik..................................................................................................... 362
2.3 Faktor Penyebab Perbedaan antara Pasang Ramalan dan Kenyataan ....................... 362
3. Pengaruh Pasang Pada Perilaku Banjir Dan Drainase ...................................................... 363
4. DRAINASE DAERAH YANG RENDAH ....................................................................... 363
4.1 Teknik yang Dipakai ................................................................................................. 363
4.2 Pentingnya Survey..................................................................................................... 365
4.3 Contoh Masalah......................................................................................................... 365
5. DRAINASE SISTEM POLDER ....................................................................................... 368
6. PERENCANAAN SISTEM POLDER ............................................................................. 368
6.1 Tanggul Keliling ....................................................................................................... 369
6.2 Kolam Tando ............................................................................................................. 370
6.3 Pintu Pengatur ........................................................................................................... 370
6.4 Stasiun Pompa ........................................................................................................... 372
6.4.1 Pemilihan Pompa ............................................................................................... 372
6.4.2 Perbandingan Kinerja ........................................................................................ 373
6.4.3 Keuntungan dan Kerugian Screw Pump ........................................................... 373
6.4.4 Keuntungan dan Kerugian Submersible Axial Flow Pump .............................. 374
6.4.5 Definisi Istilah ................................................................................................... 375
6.4.6 Karakteristik Tipe Pompa .................................................................................. 376
6.4.7 Pemilihan Pompa ............................................................................................... 378
6.4.8 Denah Stasiun Pompa ........................................................................................ 378
6.5 Drainase Internal ....................................................................................................... 382
DAFTAR USTAKA .................................................................................................................. 382
-
ii
DAFTAR TABEL Tabel 6-1. Jenis Pompa dan Penerapannya ............................................................................... 377
DAFTAR TABEL
Gambar 1.1. Siklus pasang surut ............................................................................................. 359
Gambar 1.2. Daur pasang purnama dan perbani yang direkam pada bulan Oktober .............. 360
Gambar 4.1. Denah Polder Pada Umumnya ........................................................................... 364
Gambar 4.2. Pola pasang surut di daerah Sidareja .................................................................. 365
Gambar 4.3. Layout dan perhitungan polder .......................................................................... 366
Gambar 4.4. Macam-macam bentuk inflow hidrograf ............................................................ 367
Gambar 6.1 Komponen Drainase Sistem Polder ................................................................... 369
Gambar 6.2. Diagram untuk memilih tipe pompa yang efisien .............................................. 373
Gambar 6.3. Pompa Archemedian Screw................................................................................ 374
Gambar 6.4. Definisi yang umum dipakai dalam menghitung tinggi energi pompa .............. 376
Gambar 6.5. Hubungan antara debit pompa dan tinggi pemompaan ...................................... 377
Gambar 6.6. Profil stasiun pompa ........................................................................................... 379
Gambar 6.7. Beberapa jenis pengoperasian pompa ................................................................ 380
Gambar 6.8. Rating curve suatu pompa .................................................................................. 381
Gambar 6.9. Rating curve suatu pompa terhadap waktu ........................................................ 381
-
359
DRAINASE SISTEM POLDER
1. TERJADINYA PASANG
1.1 Penyebab
Pasang adalah perubahan aras air laut yang berdaur ulang, yang disebabkan terutama oleh gaya
tarik dan gaya sentrifugal yang berkaitan dengan gerakan relatif dari bumi, bulan dan matahari.
Pengaruh bulan pada timbulnya pasang itu dua kali lebih besar dari pada pengaruh matahari.
Hal ini disebabkan oleh karena massa matahari jauh lebih besar namun jaraknya ke bumi relatif
lebih jauh.
Dengan mengacu pada Gambar 1.1, nyatalah bahwa pada saat bulan baru dan bulan purnama:
pengaruh bulan dan matahari pada timbulnya pasang akan saling memperkuat, sehingga akan
terjadi pasang paling besar; pasang tersebut dinamakan pasang purnama. Sebaliknya, pada saat
awal dan akhir perempatan bulan, pengaruh dari matahari dan bulan akan saling bertolak
sehingga tinggi pasang akan minimum. Buaian pasang minimum ini dinamakan pasang
perbani.
Gambar 1.1. Siklus pasang surut
-
360
1.2 Pola Pasang
Di daerah lintang rendah, maka pasang akan berlangsung selama 12,4 jam, sehingga akan
mempunyai 2 air tinggi dan 2 air rendai dalam 1 hari. Pasang seperti ini dinamakan semi-
diurnal. Di daerah lintang yang lebih tinggi, yang lebih menonjol adalah diurnal (yang mem-
punyai periode lebih ukuran 24,6 jam besarnya).
Daur pasang purnama dan perbani yang direkam pada bulan Oktober di bagian keluar sebelah
barat Segara Tuahan, yang terletak di dekat laut terbuka diperlihatkan di Gambar 2. Segara
Anakan itu adalah lagun pasang yang besar di bagian Selatan Pantai Jawa kira-kira 20 km di
sebelah barat Cilacap. Badan air itu luas permukaannya 27 km2 pada ketinggian pasang
purnama rata-rata dan berhubungan dengan laut pada dua tempat pasang keluar.
Tahap bulan yang bersangkutan juga diperlihatkan di Gambar 1.2.
Gambar 1.2. Daur pasang purnama dan perbani yang direkam pada bulan Oktober
2. PERAMALAN PASANG
2.1 Teori Keseimbangan
Hubungan antara gejala astronomi dan pasang telah diketahui selama berabad-abad. Gagasan
modern yang ada bisa dirumit sampai Teori Keseimbangan yang dikemukakan oleh Darwin
pada tahun 1898.
528
-
361
Teori keseimbangan mengasumsikan bahwa bumi itu bulatan seragam yang berotasi pada
sumbunya dan mempunyai selimut air yang menutupi permukaannya. Selain itu diasumsikan
bahwa selimut air tersebut tetap diam sementara bumi berotasi. Akibat gaya sentrifugal dan
gaya tarik (gravitasi) yang berkaitan dengan berputarnya bumi dan bulan pada satu sumbu yang
sama, serta bumi dan matahari pada satu sumbu yang sama pula, maka penutup air yang bulat
itu diubah bentuknya menjadi ellipsoid, sehingga seorang pengamat di seberang titik di
permukaan bumi (yang berotasi), akan mengalami perubahan aras laut yang menanggapi
pasang, ketika ia bergerak, melalui permukaan air diam yang mengairi bentuk (deformed).
Dalam praktek, pasang itu tidak persis serupa dengan skema ideal yang diusulkan oleh teori
keseimbangan, terutama karena:
1) Nyatanya massa air itu tidak mencapai keseimbangan, akan tetapi kecepatan tempuhnya
dikendalikan oleh kedalaman air. Hal ini menerangkan mengapa selama pengamatan
pasang purnama, pasang tinggi adalah dalam kondisi rata-rata 180 diluar fase dengan gaya
maksimum penuntul pasang pada tengah hari dan tengah malam.
2) Pengaruh gaya coriolis itu penting untuk gerak pasang berskala besar, karena gaya-gaya
yang tersangkut yang lain itu relatif kecil.
3) Pengaruh geser memperkeras atau memperkuat akibat yang disebabkan oleh bentuk dasar
laut. (untuk bentuk matematika detail dari pokok masalah ini, harap diacu Ippen, Arthur T.
1986. Estuary and Coastline Hydrodynamics, (Bab 4) Mc Grawhill Book Company, Inc.)
4) Pengaruh massa lahan.
5) Studi mengenai peta pasang (yang memperlihatkan garis-garis yang tiap titiknya
menggambarkan pemindahan maksimum yang terjadi secara bersamaan), memperlihatkan
bahwa gaya yang meningkatkan pasang itu menimbulkan osilasi diam dan bukan
gelombang pasang di seluruh dunia.
6) Kemungkinan beresonansinya teluk dan masukan yang berhubungan dengan laut yang
kekerapan osilasi diamnya di cekungan lautan mendekati osilasi alami dari masa air di
dalam teluk dan masukan itu. Resonansi itu pokoknya bertanggung jawab atas adanya jarak
pasang yang sangat besar yang terjadi di beberapa tempat di dunia ini.
Sebagai akibat dari faktor di atas maka Teori Keseimbangan tidak dapat dipakai untuk
meramalkan amplitudo maupun fase dari pasang. Namun Teori Keseimbangan itu penting
karena bisa memperlihatkan bagaimana gejala pasang dapat dipecah menjadi komponen-
komponennya, yang masing-masing dihubungkan dengan daur matahari maupun bulan.
-
362
2.2 Analisis Harmonik
Metode Analisis Harmonik adalah metode yang biasanya dipakai untuk meramalkan keragaman
pasang di seberang lokasi yang ditentukan. Metode ini menyangkut penganalisaan pengukuran
pasang sebelumnya di lokasi tersebut yang dilakukan dalam selang waktu yang lama. Selang
waktu minimum yang diperlukan untuk analisis harmonik adalah 1 (satu) tahun, meskipun
periode selama 19 tahun itu lebih baik. Metode ini didasarkan pada suatu premis (dari teori
Keseimbangan) bahwa resultan pasang di seberang titik itu terdiri atas bagian-bagian yang
masing-masing berhubungan dengan suatu daur bulan dan matahari yang khusus. Di hampir
semua kasus, pasang yang terukur bisa diwakili dengan ketepatan yang lumayan, apabila kira-
kira 10 komponennya dipertimbangkan. Selang waktu untuk masing-masing komponen itu
ditentukan dari pemahaman sistem matahari, bumi dan bulan, dan bersilang antara 12,4 jam-
jaman sampai 19 tahunan.
Peramalan pasang melalui analisis harmonik bisa dipisah menjadi dua tahapan:
1) Pengukuran data dianalisis untuk menentukan fase yang tidak diketahui dan karakteristik
amplitudo dari setiap pembentuk pasang di suatu lokasi yang ditentukan.
2) Hasilnya (i), dipakai untuk meramal keragaman pasang yang akan datang di lokasi tersebut.
2.3 Faktor Penyebab Perbedaan antara Pasang Ramalan dan Kenyataan
Ada beberapa faktor yang bisa menyebabkan pasang yang aktual secara kentara berbeda dari
tinggi ramalannya. Faktor-faktor tersebut antara lain adalah
1) Geseran angin yang menyebabkan permukaan laut mengambil kelerengan yang secara
inverse sebanding dengan kedalaman air.
2) Tekanan barometrik yang beragam yang bisa mengubah aras air sampai 10 mm per milibar
perubahan tekanan. Ragam tekanan barometer juga bisa menimbulkan osilasi sementara
yang agak besar yang ditambahkan secara super impase pada pasang.
3) Kerapatan air.
4) Arus.
5) Aliran sungai pada muara yang dipengaruhi pasang.
6) Faktor jangka menengah atau jangka panjang seperti naiknya aras air di dunia yang
disebabkan oleh mencairnya penutup es di kutub (pengaruh rumah kaca) dan dorongan gaya
geologi.
-
363
3. Pengaruh Pasang Pada Perilaku Banjir Dan Drainase
Pengaruh pasang di dalam sungai bisa cukup jauh. Pola pasang itu ketika bergerak, masuk
sungai atau saluran akan ditahan dan akhirnya mengecil dan hilang. Penetrasi pasang ini
dibarengi dengan penggagasan air laut asin.
Menurut perkiraan Dr. Walter Jewman di City University of New York dan Dr. Rhodes
Fairbridge of Columbia University, menulis dalam jurnal Natural, aras laut rata-rata telah naik
kira-kira 100 mm sejak 1982, meskipun secara potensial naiknya 130 mm bila diperhitungkan
jumlah waduk yang telah dibangun manusia sejak 1982.
Besar dan jauhnya penggerusan pasang dan air asin terutama tergantung pada aliran sungai.
Penggerusan tersebut akan selalu lebih besar pada sungai dengan aliran yang mempunyai debit
rendah daripada yang debitnya tinggi. Morfologi sungai juga mempunyai pengaruh. Di beberapa
sungai buaian pasang dan penggogosan air asin masih bisa dilihat sampai 100 - 200 km masuk
ke daratan.
Pola pasang yang direkam selama tahun 1980 dan 1982 di Tidareja di Kali Cibeureum kira-kira
20 km di sebelah hulu masuknya ke Segara Anakan dapat dilihat di Gambar 4. Gambar tersebut
memperlihatkan bagaimana kentaranya perubahan pasang di Sidareja pada saat aliran rendah
namun mempunyai pengaruh yang bisa diabaikan selama aliran tinggi.
Keragaman pasang pada aras air di pantai biasanya bisa diramalkan dengan tingkat kepercayaan
cukup baik, bila digunakan suatu program pengukuran dan atau tebal pasang yang ada. Namun
peramalan tersebut akan lebih sukar untuk sungai-sungai pasang. Metode komputasi banyak
tersedia untuk menghitung aras air pada jarak yang berlainan, yang masuk semakin ke hulu
sungai, dan untuk berbagai kondisi luahnya. Contoh dari metode yang diutarakan tadi adalah
Model komputasi "BRANCH" yang dibuat oleh USGS. Program ini telah diadaptasikan untuk
IBM - Compatible PC (1986) dan dengan sukses telah digunakan di Proyek Centading, untuk
memodelkan hidrodinamika dari Lagun Segara Anakan dan sungai pasang yang mengalir ke
lagun tersebut.
4. DRAINASE DAERAH YANG RENDAH
4.1 Teknik yang Dipakai
Drainase dari daerah yang rendah bisa dilakukan dengan salah satu atau lebih cara-cara berikut
ini :
1) Pembangunan tanggul pasang di sekeliling daerah rendah tersebut.
-
364
2) Pembangunan tanggul sepanjang sungai dan saluran drainase yang melewati daerah rendah
tersebut.
3) Pembangunan polder (atau kompartemen) yang masing masing ditangguli dan mempunyai
keluaran individual ke sistem drainasenya (lihat gambar 3). Bila suatu tanggul merentas
suatu jalan drainase alam, maka suatu saluran pengumpul harus diupayakan untuk
mengumpulkan aliran drainasenya yang kalau tidak akan melimpas sepanjang tanggul
saluran pengumpul tersebut pengumpul tersebut didesain untuk menyalurkan aliran
semacam itu ke keluaran dari kompartemen. Tidak diperbolehkan ada aliran dari satu
kompartemen lainnya.
4) Penggunaan pintu pengendali di keluaran dari kompartemen untuk mencegah aliran balik
pada saat pasang naik dan/atau saat luah air tinggi. Pintu pengendali bisa otomatis atau yang
dioperasikan secara manual, yakni pintu geser.
5) Penggunaan peralatan pompa.
6) penyediaan suatu cekungan penahan yang volumenya cukup dan kapasitas pintu keluar di
setiap keluaran kompartemen untuk menyimpan sementara air limpasan dari hujan badai
yang kritis sampai air tersebut dapat diluahkan pada suatu periode yang cocok dari daur
pasang.
Gambar 4.1. Denah Polder Pada Umumnya
-
365
Gambar 4.2. Pola pasang surut di daerah Sidareja
4.2 Pentingnya Survey
Perlu ditekankan bahwa pengukuran tanah yang detil adalah kunci bagi pembuatan denah
drainase yang berhasil terutama untuk daerah lahan yang rendah seluruh survei dapat dengan
tepat diikatkan ke suatu bidang persamaan yang berhubungan dengan air laut rata rata.
4.3 Contoh Masalah
Polder (atau kompartemen) yang diperlihatkan dalam Gambar 4.3a meluahkan airnya ke suatu
sungai yang dipengaruhi pasang yang terletak di dekat di hilir keluaran polder untuk kondisi
pasang purnama dan aliran musim hujan yang umumnya di berikan di Gambar 4.3b.
Ada cekungan penahan dekat di hulu keluaran polder karakteristik hubungan volume dengan
ketinggiannya diberikan di Gambar 4.3c. Suatu penampang yang dipotong melalui keluaran
diperlihatkan di Gambar 4.3.d.
-
366
Gambar 4.3. Layout dan perhitungan polder
-
367
0
10
20
30
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Q, m
3/d
t
t, jam
0
10
20
30
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Q, m
3/d
t
t, jam
0
10
20
30
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Q, m
3/d
t
t, jam
Penelitian Hidrologi memperlihatkan bahwa banjir di sungai tidak terjadi pada saat yang sama
dengan banjir di daerah perkotaan karena banjir sungai mempunyai waktu pemusatan atau
konsentrasi yang lebih lama. Pintu pengendali yang ada di pengeluaran polder terdiri atas 2 pipa
beton berdiameter 1200 mm yang dipasangi dengan pintu gerak yang disetimbangkan oleh
pegas.
Aras dasar bagian dalam pipa diletakkan pada + 0,5 m BPP (Bidang Persamaan Peta). Apakah
struktur pintu pengendali yang ada cukup untuk menahan banjir di perumahan yang ada di
sekeliling cekungan penahan selama pasang purnama? Aras lantai dari perumahan terendah di
dekat cekungan tersebut adalah + 2,7 m BPP.
Suatu hidrograf aliran di cekungan penahan telah disediakan untuk hujan badai 1 dalam 20
tahunan dengan jujuh 2 jam, 6 jam, 12 jam dengan menggunakan Metode Rational. Grafik
tersebut diberikan di Gambar 4.4.
Gambar 4.4. Macam-macam bentuk inflow hidrograf
-
368
5. DRAINASE SISTEM POLDER
Polder didefinisikan sebagai suatu kawasan atau lahan reklamasi. dengan kondisi awal
mempunyai muka air tanah tinggi. yang diisolasi secara hidrologis dari daerah di sekitarnya dan
kondisi muka air (air permukaan dan air tanah) dapat dikendalikan. Kondisi lahannya sendiri
dibiarkan pada elevasi asalnya atau sedikit ditinggikan.
Pengisolasian dapat dilakukan dengan penanggulan atau dengan mengelakkan air yang berasal
dari luar kawasan polder. Air di dalam polder dikendalikan dengan sistem drainase, atau
kadang-kadang dikombinasikan dengan sistem irigasi.
Dengan demikian. polder mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :
1) Polder adalah daerah yang dibatasi dengan baik. dimana air yang berasal dari luar kawasan
tidak boleh masuk. hanya air hujan (dan kadang-kadang air rembesan) pada kawasan itu
sendiri yang dikumpulkan.
2) Dalam polder tidak ada aliran permukaan bebas seperti pada daerah tangkapan air alamiah.
tetapi dilengkapi dengan bangunan pengendali pada pembuangannya (dengan penguras atau
pompa) untuk mengendalikan aliran ke luar.
3) Muka air di dalam polder (air permukaan maupun air bawah permukaan) tidak bergantung
pada permukaan air di daerah sekitarnya dan dinilai berdasarkan elevasi lahan. sifat-sifat
tanah. iklim. dan tanaman.
Sistem polder merupakan bangunan yang berisiko tinggi. sehingga perlu manajemen yang
memadai. Manajemen polder, yang menyangkut operasi dan pemeliharaan ditujukan untuk
mencegah penurunan fungsi dari semua elemen yang ada di dalam sistem polder, yang meliputi
tanggul, jaringan drainase, kolam tando, stasiun pompa, dan receiving waters.Dalam
menjalankan fungsinya, sistem polder merupakan keterikatan antarbagian atau komponen yang
ada di dalamnya.
6. PERENCANAAN SISTEM POLDER
Drainase sistem older terdiri dari beberapa komponen, yaitu Gambar 6.1:
1) Tanggul keliling;
2) Stasiun pompa dan sistem pintu;
3) Kolam tando; dan
4) Jaringan saluran drainase atau internal drain.
-
369
Gambar 6.1 Komponen Drainase Sistem Polder
6.1 Tanggul Keliling
Tanggul keliling pada sistem polder berfungsi untuk mengisolasi secara hidrologis daerah yang
menjadi target sistem. Tanggul keliling dapat berupa tanggul buatan maupun tanggul alamiah.
Tanggul buatan bisa terbuat dari urugan tanah, pasangan batu kali, atau beton bertulang.
Sedangkan tanggul alamiah dapat berupa tebing atau buit, jalan, dan lain-lain.
Perencanaan tanggul keliling harus memenuhi kriteria:
1) Elevasi: elevasi mpuncak tanggul harus dirancang dengan mempertimbangkan muka air
tertinggi di luar sistem, kemungkinan adanya gelombang air, land subsidence, dan tinggi
jagaan.
2) Stabilitas: tergantung bahan yang digunakan:
(1) Tanggul urugasn tanah:
Komponen Sistem Polder:
1. Tanggul keliling
2. Stasiun pompa
3. Kolam tando
4. Jaringan saluran drainase
-
370
a. stabilitas terhadap sliding;
b. stabilitas terhadap daya dukung tanah;
c. aman terhadap seepage (rembesan);
d. aman terhadap penurunan (konsolidasi).
(2) Tanggul dari pasangan atu kali dan beton;
a. stabilitas terhadap geser;
b. stabilitas terhadap geser;
c. stabilitas terhadap daya dukung tanah;
d. aman terhadap seepage (rembesan);
6.2 Kolam Tando
Pengendalian banjir selain direncanakan dengan meningkatkan kapasitas saluran (normalisasi)
juga dengan menurunkan debit yang masuk ke sungai induk yaitu dengan memanfaatkan rawa-
rawa (retarding basin) di daerah dataran atau diantara sungai sebagai kolam tampungan yang
menangkap limpasan dari DAS dihulu untuk sementara dan kemudian dialirkan lagi ke sungai
dengan mengatur debit yang keluar. Hal ini dianggap lebih menguntungkan daripada
penanganan debit banjir rencana yang hanya dilakukan dengan perbaikan dan pengaturan sungai
saja.
Kolam tando atau kolam pengatur berfungsi sebagai pemotong puncak debit banjir. Dengan
demikian kolam yang tidak luas pun dapat mengendalikan banjir secara efektif. Dalam
perencanaan pengendalian banjir, penentuan dimensi dari masing-masing komponen sistem
pengendalian banjir harus ditelaah dari segi teknis, ekonomis maupun sosial dalam rangka
perencanaan persungaian secara keseluruhan (Sosrodarsono dan Tominaga, 1985).
6.3 Pintu Pengatur
Pintu air (gate, sluice) yang biasanya dibangun memotong tanggul sungai atau antara sungai
utama dengan saluran drainase berfungsi sebagai pengatur aliran air untuk pembuang
(drainage), penyadap dan pengatur lalu-lintas air. Ditinjau dari konstruksinya, secara garis
besarnya pintu air dapat dibedakan dalam dua tipe yaitu pintu air tipe saluran terbuka atau
disebut pintu air saluran (gate) dan pintu air tipe saluran tertutup atau disebut pintu air
terowongan (sluice). Pintu air saluran pada umumnya dibangun pada sistem saluran air yang
besar-besar, sedangkan pintu air terowongan dibangun pada sistem saluran air yang relatif kecil.
Fungsi pintu air adalah mengatur aliran air untuk pembuang, penyadap dan pengatur lalu-lintas
air. Sebagai pembuang yang dibangun di muara sistem drainase biasanya senantiasa dalam
-
371
keadaan terbuka dan penutupannya dilakukan manakala elevasi muka air di dalam sungai induk
lebih tinggi dari elevasi air yang terdapat di dalam saluran drainase. Dengan demikian, dapat
dicegah masuknya air sungai ke dataran yang dilindungi. Sedangkan pintu air sebagai penyadap
untuk mengatur besarnya debit air yang dialirkan ke dalam sistem saluran air yang
dibelakanginya. Sehingga daun pintunya senantiasa diatur disesuaikan debit yang diinginkan.
Selain itu bangunan pintu air harus dapat pula berfungsi sebagai tanggul banjir. Karenanya
bidang kontak antara bangunan pintu air yang terdiri dari beton dan tubuh tanggul yang terdiri
dari urugan tanah haruslah benar-benar rapat air, agar tidak terjadi kebocoran melalui kontak
tersebut yang dapat menjebolkan tanggul disekitar bangunan pintu tersebut (Sosrodarsono dan
Takeda, 1985).
Tahap-tahap yang dilakukan dalam perencanaan pintu air adalah (Sosrodarsono dan Tominaga,
1985) :
1) Penentuan Dimensi Pintu Air
Dimensi pintu air ditetapkan berdasarkan debit yang akan dilewatkan melalui pintu. Untuk
dimensi pintu drainase ditentukan berdasarkan elevasi muka air banjir di sungai, elevasi
banjir dan debit drainase yang dibuang melalui pintu tersebut. Apabila banjir pada sungai
bersamaan dengan terjadinya hujan pada daerah pengaliran pintu drainasenya, maka
genangan air hujan tersebut tidak dapat dihindarkan, tetapi durasinya, kedalaman serta luas
kedalaman haruslah dibatasi pada tingkat yang tidak membahayakan. Apabila persyaratan
tersebut tidak terpenuhi, maka harus dipertimbangkan untuk pemasangan pompa drainase.
Kecepatan aliran air yang diinginkan melalui pintu adalah antara 1 2 m/dt, tetapi untuk
pintu-pintu air berdimensi kecil dapat mencapai kecepatan 3,5 m/dt
2) Penentuan Penampang Pintu Drainase
Meskipun penampang pintu tidak berubah, akan tetapi debit yang akan dialirkan melalui
pintu tersebut tidaklah selalu sama. Tetapi penampang pintu ditentukan berdasarkan debit
hasil perhitungan limpasan, genangan yang diizinkan di areal yang diamankan dan
pertimbangan-pertimbangan ekonomi lainnya. Kapasitas pintu drainase umumnya
diperoleh dari hasil perhitungan aliran uniform atau aliran non uniform yang dimulai dari
elevasi muka air sungai.
-
372
6.4 Stasiun Pompa
Pada drainase sistem polder, stasiun pompa merupakan komponen yang sangat vital. Stasiun
pompa berfungsi untuk mengendalikan muka air di dalam kolam tando. Air dalam kolam tando
tidak selalu dapat dikeluarkan ke badan air pembuangan (sungai induk) secara gravitasi. Pada
kejadian banjir di sistem polder bersamaan dengan banjir di sungai induk, maka pengeluatran air
daei sistem polder hanya dapat dilakukan dengan pompa.
Kapasitas pompa yang diperlukan dalam suatu drainase sistem polder tergantung pada: debit
banjir (hidrograf banjir), kapasitas kolam tando, serta beda tinggi muka air di kolam tando dan
sungai induk (head).
6.4.1 Pemilihan Pompa
Tipe pompa ada 3 jenis, tipe tipe pompa ini mempunyai karakteristik yang berbeda untuk
aplikasi yang berbeda juga. Tipe tipe pompa ini atara lain :
1) Reciprocating atau tipe berputar, tipe ini mempunyai kapasitas yang rendah tetapi tinggi
tekan besar.
2) Centrifugal atau pompa turbin yang mempunyai kapasitas yang sedang dan tinggi tekan
sedang.
3) Screw pump atau submersible axial pump yang mempunyai kapasitas tinggi tetapi tinggi
tekan rendah.
Secara sederhana, pemilihan pompa yang paling cocok dapat ditentukan dengan menggunakan
diagram yang diperlihatkan dalam Gambar 6.2. Data yang diperlukan untuk menggunakan
diagram ini adalah data debit dan data tinggi tekan (head) rencana.
Jenis pompa yang memenuhi untuk drainase adalah jenis pompa dengan kapasitas tinggi dan
tinggi tekan rendah. Screw pump atau submersible axial pump cocok dipakai untuk sistem
drainase untuk kawasan dataran rendah / kawasan pantai. Perbandingan antara kedua jenis
pompa tersebut serta rekomendasi pemakaiannya dijelaskan pada sub bab berikut.
-
373
Gambar 6.2. Diagram untuk memilih tipe pompa yang efisien
6.4.2 Perbandingan Kinerja
Komponen utama kinerja pompa adalah
1) Karakteristik tinggi sedot (subcent)
2) Karakteristik beban pompa
3) Kapasitas pompa
4) Total tinggi tekan
5) Efisiensi pompa
Aspek lain yang dipertimbangkan dalam membandingkan pompa adalah :
1) Karakteristik dan kapabilitas pengendali aliran
2) Operasi dan pemeliharaan
3) Kapabilitas otomatisasi
4) Kondisi pemasangan instalasi
6.4.3 Keuntungan dan Kerugian Screw Pump
Keuntungan Screw pump
1) Pemeliharaan yang simple.
2) Efisiensi yang tinggi.
0,1
1,0
10,0
100,0
1.000,0
1 10 100 1.000 10.000
Debit (liter/detik)
Tin
gg
i te
ka
n p
om
pa
(m
)Pompa Sentrifugal
Pompa aliran campur
Pompa propeler
Day
a ku
da
air
3
1
5
10
20
60
200
-
374
3) Mampu mengangkut sampah dalam jumlah besar.
4) Konstruksinya yang terbuka memungkinkan inspeksi operasi pompa keseluruhan secara
mudah.
5) Pada beberapa kondisi pondasi yang diperlukan tidak sedalam pompa aksial.
6) Umur pelayanan lebih lama karena kecepatan rendah.
7) Aman terhadap kafitasi.
Kerugian Screw Pump
1) Dimensinya yang besar sehingga pengangkutannya sulit.
2) Kapabilitas pompa dibatasi untuk memompa dari permukan air bebas satu ke permukaan air
bebas yang lainnya (tinggi tekan tetep/tidak berubah).
3) Out flow harus selalu berada diatas muka air penerima seluruh struktur harus kaku/ rigid
untuk menjaga ruang antara rotating screw dan casing tetap kecil.
4) Untuk keamanan screw harus ditutup memerlukan lahan yang luas untuk konstruksi.
Gambar 6.3. Pompa Archemedian Screw
6.4.4 Keuntungan dan Kerugian Submersible Axial Flow Pump
Keuntungan Submersible Axial Flow Pump
1) Dimensinya kecil sehingga mudah dalam transportasi.
2) Kapasitas bervariasi tergantung tinggi tekan (head) sehingga debit pada saat tinggi tekan
lebih rendah dari tinggi tekan rencana lebih tinggi dari kapasitas debit rencana dan
sebaliknya
-
375
3) Memerlukan lahan yang lebih kecil dari screw pump
Kerugian Submersible Axial Flow Pump
1) Efisiensi rendah
2) Tidak mampu menghandle sampah- sampah
3) Umur layanan lebih pendek karena kecepatan lebih tinggi.
4) Ada bahaya kafitasi.
5) Memerlukan kontrol khusus untuk menjaga inflow dan buangan seimbang.
Pompa centrifugal itu dicirikan oleh hulu tinggi dan aliran yang sedang, sedangkan pompa axial
dicirikan oleh hulu yang rendah sampai sedang dan aliran yang besar. Pompa aliran campur
karakteristiknya berada di tengah-tengah.
Index pompa yang lazim digunakan adalah kecepatan spesifiknya. Kecepatan spesifik adalah
kecepatan pompa yang menghasilkan satu satuan untuk tiap satu satuan hulu. Kecepatan
spesifik ns = 4/5
2/1.
n
6.4.5 Definisi Istilah
Suatu instalasi stasiun pompa yang umum, pada Gambar 6.4 memperlihatkan ragam-ragam
istilah yang dipakai.
Tugas pompa itu ditentukan oleh hulu statis dan kehilangan oleh geseran di garis penghisapan
dan penyampaian dan kehilangan-kehilangan di tempat masuk dan keluar.
H = Hs + hfs + Hd + hfd + g
Vd
2
2
dimana:
H = total hulu dinamik (m)
Hs = hulu penghisapan (m)
Hd = hulu penyampaian (m)
hfd, hfs = kehilangan di garis penghisapan dan penyampaian.
Vd = kecepatan aliran di tempat keluar dari garis tekanan.
-
376
Gambar 6.4. Definisi yang umum dipakai dalam menghitung tinggi energi pompa
6.4.6 Karakteristik Tipe Pompa
Pompa archemedian itu khususnya sesuai untuk kondisi yang permukaan pengeluarannya lebih
kurang tetap, dan tentunya tidak sesuai apabila permukaan pengeluaran tersebut berubah agak
besar. Pompa ini mampu mengangkat air dengan laju 0,5 m3/dt sampai 6 m
3/dt setinggi 2-10 m.
Namun biasanya digunakan untuk stasiun pompa yang kecil dan sedang, untuk mengangkat 2-4
m. Pompa ini mampu menangani tetumbuhan air dan sampah, karenanya mampu beroperasi
tanpa dijaga dalam jangka waktu yang lama.
-
377
Sebuah pompa rotodinamic perlu dipilih dengan dasar kesesuaiannya untuk tugas desainnya,
bila konsideran lainnya sama.
Sebuah ringkasan dari kemampuan dan keterbatasan diberikan di Tabel 6-1 dan sedangkan
penerapan yang umum ada diberikan di Gambar 6.5.
Tabel 6-1. Jenis Pompa dan Penerapannya
Jenis Pompa Hulu (m) Debit (m3/dt ) Penerapan
Archmedian Screw 2 - 4 0,5 - 6 Permukaan hulu aliran
konstan
2 - 10 Lokasi terpencil
Aliran Radial 20 - 60 0,5 1,5 Debit sedang
Hulu tinggi
Untuk instalasi air
minum
Aliran Axial 0 - 10 0,5 - 10 Umumnya diterapkan
pada drainase
Gambar 6.5. Hubungan antara debit pompa dan tinggi pemompaan
-
378
6.4.7 Pemilihan Pompa
Pemilihan pompa itu didasari oleh efisiensi pengoperasian dan ekonomi. Biasanya biaya awal
untuk unit yang lebih besar tapi berjumlah lebih sedikit itu, lebih kecil daripada yang harus
dikeluarkan untuk unit-unit yang kecil yang berjumlah lebih banyak. Biaya pengoperasian, itu
didasari oleh efisiensi dari unit tersebut dan insiden dari hulu pengoperasian selang beberapa
waktu kemudian.
Penerapan ukuran pompa itu perlu sesuai dengan bentuk hubungan antara jumlah aliran
maksimum dengan besar waduk yang didasarkan pada hidrograf kritis.
Pertimbangan-pertimbangan perlu diberikan pada biaya kerugian bila satu atau beberapa unit
rusak.
6.4.8 Denah Stasiun Pompa
Sebuah instalasi pompa modern yang umum ada di perlihatkan di Gambar 7, gambar tersebut
diperlihatkan sebuah pompa dengan Spindel vertikal dan pengumpil yang jauh. Pompa spindle
vertikal tersebut dibenamkan dalam suatu lobang (sump) yang bisa disesuaikan dengan
kedalaman yang diperlukan, sedangkan motor dan mesinnya ditempatkan di suatu muka yang
aman terhadap berbagai resiko kebanjiran pompa yang digerakan dengan tenaga listrik tersebut
tetap di kopel langsung pada motornya namun bila yang digunakan adalah mesin shaft bergerigi
pompa tersebut tidak perlu dipanasi dan hal tersebut mengurangi kemungkinan terjadinya
pompa berhenti disebabkan oleh kegagalan diperlingkupan pemanasan. Pompa tersebut bila
dibenamkan dalam lobang menjadi tidak mudah diraih dan akan lebih banyak diperlukan
pekerjaan apabila pompa tersebut berdiri di atas pilot sehingga memungkinkannya diangkat di
atas muka air oleh suatu pengoperasian yang relatif sederhana. Caranya dengan memutuskan
suatu kopel shaft dari sambungan bagian peluah.
Dalam kasus kasus lainnya motor-motor tersebut atau gigi-gigi diatas pompa harus disingkirkan
terlebih dahulu baru kemudian keseluruhan badan pompanya diangkat sampai di atas muka air
supaya apapun penyumbatan yang ada bisa dibersihkan. Alternatifnya pengaturan yang lain,
dapat dilihat di Gambar 6.6.
-
379
Gambar 6.6. Profil stasiun pompa
-
380
Gambar 6.7. Beberapa jenis pengoperasian pompa
-
381
Gambar 6.8. Rating curve suatu pompa
Gambar 6.9. Rating curve suatu pompa terhadap waktu
-
382
6.5 Drainase Internal
Drainase internal pada sistem polder dirancang dengan sistem gravitasi. Perencanaan dimensi,
bentuk penampang, kemiringan, penggunaan bahan, dan lain-lain sama dengan perencanaan
drainase pada umumnya.
DAFTAR USTAKA
Loebis, J. (1984). Banjir Rencana untuk Bangunan Air. Badan Penerbit Pekerjaan Umum,
Jakarta.
Soemarto, CD. (1987). Hidrologi Teknik. USAHA NASIONAL- Surabaya.
Sukrisno. (1999). Konservasi Air Tanah Daerah Semarang Demak dan Sekitarnya. Laporan
No. : 52/LAP/PHPA/1997. Dep. Pertmbangan dan Energi, DJGSM, DGTL.
Suripin. (2001). Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. ANDI Offset, Yogyakarta.
Suripin. (2004). Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. ANDI Offset, Yogyakarta