Rekayasa Hidrologi

Perencanaan Lubang Resapan Biopori (LRB)

1. PERHITUNGAN LIMPASAN PERMUKAAN

            Dalam perencanaan lubang resapan biopori perlu diperhitungkan dulu besar limpasan permukaan atau debit banjir rencana.  Untuk menentukan debit banjir rencana digunakan rumus Rasional sebagai berikut :

Q         = 0,2778 . C . I . A

                 = 0,2778 . 0,6 . 253,51 . 0,0000119574

                 = 0,000505261 m³/dtk

                

2.    PERHITUNGAN PERMEABILITAS TANAH

     Untuk menentukan daya resap Lubang Resapan Biopori (LRB) terlebih dahulu menentukan nilai koefisien rembesan K dan gradien hidrolik i dengan melakukan penelitian dilaboratorium, dalam hal ini diambil dua sampel tanah dan setiap sampel dilakukan dua uji untuk menentuan nilai koefisien rembesan K dan gradien hidrolik.

 1. Luas permukaan sampel

Dengan :

A   = luas sampel

D   = diameter sampel, didapat dari data tanah

2.      Volume sampel     = A . L

                              = 30,31 x 5

                              = 151,56 cm³

Dengan :

L    = tinggi sampel tanah, didapat dari data tanah

3.      Luas penampang tegak tabung

Dengan :

a    = luas penampang tegak tabung

d    = diameter tabung, didapat dari data alat

4.      Waktu

t     =  5 menit 18 detik

      = 318 detik

Dengan :

t     = waktu, didapat dari hasil penelitian dilaboratorium

5.      Koefisien resapan

Dengan :

k    = Koefisien resapan

h₁   = Tinggi awal muka air terhadap tinggi air pembuang

h₂    = Tinggi akhir muka air terhadap tinggi air pembuang

6.      Gradien hidrolik

7.      Kecepatan

v   = k . i

     = 6,29 x 10^-5 x 15,30

     = 9,63 x 10^-4 cm/detik

3.    KEMAMPUAN RESAPAN AIR dan JUMLAH KEBUTUHAN LRB

Dalam hal ini dimensi Lubang Resapan Biopori  (LRB) direncanakan dengan diameter 10 cm dan kedalaman 100 cm, dinyatakan dengan persamaan berikut :

Dengan :

Q     = debit air yang teresap oleh LRB

k      = koefisien rembesan

i       = gradien hidrolik

A     = luas penampang LRB

Jadi debit yang dapat diresapkan oleh lubang resap biopori yaitu     sebesar 3,1 x 10^-6 m³/detik per lubang.

Maka jumlah kebutuhan lubang resapan biopori, dapat dihitung sebagai berikut  :

Jumlah LRB =  Qbr / Q

                      =  0,000505261 /  3,1 x 10^-6

                                 = 163 Buah

                     

4.        CARA PEMBUATAN LRB

Lubang Resapan Biopori (LRB) adalah lubang vertikal yang dibuat ke dalam tanah.  Untuk memudahkan pembuatan lubang dapat digunakan bor LRB.  Tanah yang akar dibor perlu dibasahi supaya lunak dan tidak melekat pada mata bor. Bor ditekan sambil diputar kekanan sampai mata bor penuh, dicabut kemudian tanah dikeluarkan dari mata bor. Ulangi pemboran dan pengeluaran tanah dari mata bor  sampai kedalaman yang diinginkan. Tahapan detail pembuatan LRB sebagai berikut :

1.      Buat lubang silindris secara vertikal ke dalam tanah dengan diameter 10 cm. Kedalaman tidak sampai melampaui muka air tanah bila air tanahnya dangkal atau dibuat maksimal 100 cm. Jarak antar lubang antara 50 - 100 cm.

2.      Bagian atas LRB diperkuat dengan spesi selebar 2 - 3 cm dengan tebal 2 cm disekeliling mulut lubang agar tidak mudah rusak.

3.      Selanjutnya LRB disi dengan sampah organik yang berasal dari sampah dapur, sisa tanaman, dedaunan, atau pangkasan rumput.

4.      Sampah organik perlu selalu ditambahkan ke dalam lubang yang isinya sudah berkurang dan menyusut akibat proses pelapukan.

5.      Kompos yang terbentuk dalam lubang dapat diambil pada setiap akhir musim kemarau bersamaan dengan pemeliharaan lubang resapan.

Perencanaan Sumur Resapan di Perumahan

Sumur resapan adalah salah satu rekayasa teknik konservasi air berupa bangunan yang dibuat sedemikian rupa sehingga menyerupai bentuk sumur gali dengan kedalaman tertentu yang berfungsi sebagai tempat menampung air hujan yang jatuh di atas atap rumah atau daerah kedap air dan meresapkannya ke dalam tanah. Sumur resapan perlu dibangun sebanyak mungkin dikawasan perumahan sebab berfungsi memberikan imbuhan air secara buatan dengan cara menginjeksikan air hujan ke dalam tanah.

 Perhitungan Debit Banjir Rencana

Untuk menentukan debit banjir rencana ditinjau dari curah hujan rencana rata-rata kala ulang 5 tahun dan 10 tahun. Hasil perhitungan debit banjir rencana tiap masing-masing kala ulang disajikan pada tabel 1.

Tabel 1. Hasil Perhitungan Debit Banjir Rencana

Perhitungan Dimensi Sumur Resapan

Sumur resapan yang digunakan adalah sumur resapan individual, karena air yang masuk pada sumur resapan air yang berasal dari lahan pekarangan rumah masing-masing. Perhitungan dimensi sumur resapan adalah sebagai berikut:

Diketahui :

^a          Luas (A)                                                         = 60 m²

b        Qmaks                                                            = 0,0029559 m³/dtk

c         Kedalaman air tanah                                      = 5 m

d        Direncanakan diameter sumur resapan (R)    = 1,5 m

e         Hujan dominan yang terjadi (T)                    = 1,5 jam          = 5400 detik

f         Koefisien premeabilitas tanah (K)                 = 0.000443 m/dtk

g        Faktor Geometrik (F)                                     = 5,5 R = 5,5 I = 5,5

h        Kedalaman sumur resapan H                     =

 Tabel 2.  Perhitungan Dimensi dan Jumlah Sumur Resapan  (SR)

Gambar Rencana Sumur Resapan

Gambar rencana diperlukan sebagai acuan untuk membuat sumur resapan. Dimensi sumur resapan yang akan dibuat mengacu pada hasil  perhitungan dimensi sumur resapan. Adapun gambar rencana sumur resapan sebagai berikut.

Merancang Kincir Air Untuk Menghasilkan Listrik Mikrohidro

Saat ini negara kita mengalami krisis energi, padahal di Pulau Jawa masih banyak wilayah yang belum mendapat layanan listrik dari PLN. Maka salah satu solusi yang dapat dilakukan adalah memanfaatkan bangunan terjunan pada saluran irigasi untuk dapat menghasilkan energi listrik.  Pada bangunan terjunan air mengalami tinggi jatuh yang cukup siginifikan. Maka dengan memasang flump pada ujung bangunan terjun kemudian flum mengalirkan air menuju kincir sehingga kincir dapat berputar.

Sebagai contoh pada survey dan pengukuran di lokasi kajian diperoleh hasil bahwa terdapat saluran irigasi primer yang mengalirkan air dengan perbedaan ketinggian di downstream dan upstream bangunan terjun adalah 4 m. 

A. Perencanaan Kincir

Maka untuk keperluan elevasi flume dan muka air hilir, kincir direncanakan memiliki diameter luar sebesar 1,0 m. Sedangkan untuk diameter bagian dalam kincir ditentukan sebesar 0,6 meter dengan mempertimbangkan debit air yang dapat ditampung oleh tiap sudu berdasarkan debit yang ada.

Gambar 1. Diameter Luar dan Dalam Kincir

Besarnya kecepatan keliling kincir dapat dihitung melalui persamaan :

Maka kecepatan putaran kincir :

Sebelum menentukan jumlah sudu yang aktif (i), perlu diketahui dulu kecepatan putar kincir air melalui persamaan :

Adapun jarak antar sudu ditentukan berdasarkan diameter kincir :

Sudu direncanakan  menyerupai bentuk seperempat tabung dengan jari – jari 0,1 m

Jika menggunakan kincir maka besarnya daya listrik yang diperoleh dapat dihitung dengan persamaan :

Keterangan:

P_h = daya hidrolik (kW)

Q = debit air (m³/s)

 = massa jenis air (= 1000 kg/m³)

g  = gravitasi bumi (= 9,81 m/s²)

h  = tinggi jatuh air (m)

V = kecepatan air menumbuk sudu (m/s)

Pada PLTMH Kincir Air ini, jenis kincir air yang digunakan adalah jenis over-shot yang memiliki efisiensi maksimum sebesar 60–80% dan tidak lagi memerlukan pipa pesat. Pada perhitungan ini diasumsikan efisiensinya adalah 60%, sehingga daya listrik yang ihasilkan adalah :

Aplikasi Teknik Sipil: Teknik Penanganan Kegagalan Konstruksi Bangunan AI...

Aplikasi Teknik Sipil: Teknik Penanganan Kegagalan Konstruksi Bangunan AI...

Irigasi dan Bangunan Air

Format tugas diunduh disini Tugas Irigasi & Bangunan Air. Untuk menyelesaikan tugas irigasi dapat melihat contoh Perencanaan Saluran Irigasi sedangkan untuk menyelesaikan tugas bangunan air dapat melihat contoh Perencanaan Bendung

Hidrolika

Materi kuliah bisa diunduh disini Materi Kuliah Hidrolika