Perencanaan Air Buangan & Drainase

32

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Lokasi Daerah Perencanaan

Lokasi kegiatan perencanaan drainase dan penyaluran

air buangan adalah Desa Cosmic.

1.2 Latar Belakang Kegiatan Perencanaan

Desa Cosmic belum memiliki sistem pembuangan air

hujan dan air buangan. Sebelum dibangun sistem

pembungan air perlu dibuat rancangan teknik yang sesuai

dengan kondisi Desa Cosmic.

1.3 Kondisi Lokasi Kegiatan Perencanaan

Desa Cosmic merupakan daerah landai dengan

ketinggian 38 – 52 m dari permukaan laut. Curah hujan

di Desa ini berkisar antara 100 - 200 mm/tahun. Tanah

di Desa Cosmic merupakan tanah lempung berpasir dengan

kedalaman air tanah 10 – 20 m serta laju infiltrasi

sedang. Luas Desa Cosmic adalah 9,579 ha. Infrastruktur

yang sudah ada di Desa Cosmic adalah jalan yang telah

perkerasan, jaringan listrik, jaringan telepon dan pipa

distribusi air bersih. Di Desa Cosmic air buangan

domestik yang berasal dari toilet/wc umumnya dialirkan

ke dalam septic tank. Sedangkan air buangan dari kegiatan

MCK (mandi, cuci, kakus) dan aktivitas dapur langsung

32


dialirkan ke lahan disekitar bangunan tanpa dilakukan

pengolahan terlebih dahulu.

Jumlah penduduk Desa Cosmic sampai dengan tahun

2012 adalah jiwa dengan tingkat pertumbuhan 1 % per

tahun. Saluran drainase alam yang ada di Desa Cosmic

adalah sungai Supernova. Berikut ini adalah petasi

situasi yang menggambarkan kondisi Desa Cosmic.

32


Gambar 1.1 Peta Situasi Desa Cosmic

1.4 Ruang Lingkup Kegiatan Perencanaan

Perencanaan yang dibuat meliputi Desain teknik

untuk saluran drainase dan lahan resapan serta Desain

teknik untuk penyaluran air buangan. Desain teknik yang

dimaksud selain terdiri dari nota perhitungan (design

note) dan gambar perencanaan juga memuat spesifikasi

teknis. Perencanaan sistem penyaluran air buangan dan

pengolahan air buangan hanya untuk air buangan yang

berasal dari rumah penduduk, sekolah, kantor, rumah

ibadah dan pasar/ruko. Sedangkan air buangan yang

berasal dari fasilitas pelayanan kesehatan tidak

termasuk dalam perencanaan ini karena memerlukan

perencanaan dan sistem pengolahan yang berbeda.

1.5 Sistematika Laporan Perencanaan

Laporan perencanaan drainase dan penyaluran air

buangan untuk Desa Cosmic akan disusun dengan urutan

sebagai berikut:

a. BAB I PENDAHULUAN

berisi keterangan mengenai kenapa dan

dimana perancangan dibuat, uraian singkat

32


tentang kondisi lokasi kegiatan

perancangan, cakupan pekerjaan perancangan

dan tata urut isi laporan perancangan.

b. BAB II ANALISIS HIDROLOGI DAN SALURAN

AIR BUANGAN

berisi tentang analisa curah hujan

rencana, intensitas dan debit puncak

limpasan hujan serta analisis debit air

buangan.

c. BAB IIIRANCANGAN SISTEM PENYALURAN SALURAN

AIR BUANGAN

berisi tentang uraian perencanaan sistem

penyaluran air buangan yang akan dibuat

serta analisis dimensi saluran air

buangan.

d. BAB IV DESAIN SALURAN DRAINASE

berisi tentang uraian rancangan saluran

drainase limpasan dan juga analisis

dimensi saluran drainase.

e.BAB V PENUTUP

berisi kesimpulan dan saran perencanaan

yang telah dibuat.

32


BAB II

ANALISIS HIDROLOGI DAN SALURAN AIR BUANGAN

2.1 Analisis Hidrologi

Analisa hidrologi bertujuan untuk memperoleh debit

puncak limpasan hujan (Qp) yang akan dialirkan dalam

saluran drainase. Untuk daerah pengaliran kecil dan

waktu konsentrasi aliran yang pendek, Qp dapat dihitung

dengan menggunakan rumus rasional (Wanielista, 1990).

Qp = 0,278 × C × i × A ……………………………………….. (2.1)

Dimana :

Qp = debit puncak limpasan hujan (m3/detik)

C = nilai koefisien C untuk sub daerah pengaliran

i = intensitas hujan (mm/jam)

A = luas daerah pengaliran (km2)

Untuk dapat menggunakan rumus rasional perlu

ditentukan terlebih dahulu koefisien limpasan permukaan

(C). Koefisien ini ditentukan sesuai dengan jenis

penggunaan lahan dan periode ulang yang diinginkan,

intensitas hujan (untuk curah hujan rencana dengan

periode ulang yang diinginkan) dan luas daerah

32


pengaliran. Rencana periode ulang hujan untuk saluran

drainase berdasarkan struktur hidraulik dapat dilihat

pada Tabel 2.1.

2.1.1 Periode Ulang Hujan (Tr)

Periode ulang adalah waktu perkiraan di mana hujan

dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau

dilampaui. Besarnya debit rencana untuk fasilitas

drainase tergantung pada interval kejadian atau periode

ulang yang dipakai. Jika debit yang dipilih adalah

debit dengan periode ulang yang panjang, berarti debit

rencana besar, maka kemungkinan terjadinya debit banjir

yang melampaui debit rencana dan resiko kerusakan

menjadi menurun, namun biaya konstruksi untuk menampung

debit yang besar menjadi meningkat begitu pula

sebaliknya (Wanielista, 1990).

Saluran drainase yang akan dibangun selain

berfungsi untuk menyalurkan air hujan yang berlebih

juga untuk melindungi lahan, bangunan dan badan jalan

dari kerusakan akibat genangan air. Tr untuk berbagai

jenis drainase adalah sebagai berikut:

Tabel 2.1 Periode Ulang Hujan (Tr) Untuk Perencanaan

Drainase

Struktur hidraulik Tr (tahun)

32


Sistem drainase minor

Sistem drainase mayor

Gorong-gorong minor

Gorong-gorong mayor

Kolam detensi/retensi kecil

on-site

Kolam detensi/retensi besar

on-site

Dataran banjir di sungai

kecil

Dataran banjir di sungai

besar

2 – 25

10 – 50

10 – 50

25 – 100

2, 10, 25, 100

100 – PMF

10 – 100

>100

Sumber : William S. Springer, Strom Drain Design in Land Development Handbook, The

Drewberry Companies, McGraww-Hill, 2002

Berdasarkan Tabel 2.1, perencanaan drainase pada

Desa Cosmic akan menggunakan sistem drainase minor

karena itu periode ulang yang akan digunakan adalah 10

tahun.

2.1.2 Curah Hujan Rencana (RT)

Data curah hujan yang digunakan untuk perhitungan

debit puncak limpasan hujan (Qp) adalah data curah

hujan harian maksimum dari stasiun hujan terdekat pada

tahun 2003-2012 dengan panjang tahun pengamatan adalah

10 tahun.

Tabel 2.2 Curah Hujan Maksimum (R)No. Tahun Curah Hujan Max

32


(mm)1 2003 1842 2004 1203 2005 1274 2006 1345 2007 1296 2008 1097 2009 1338 2010 1299 2011 10010 2012 118

Sumber : Hasil analisis, 2014

Selanjutnya akan dihitung besarnya RT yaitu curah

hujan rencana dengan Tr 10 tahun. Perhitungan dilakukan

dengan menggunakan metode analisis distribusi ekstrim

Gumbel tipe I. Persamaan yang digunakan adalah sebagai

berikut (Gumbel, 1958 dalam Bedient dan Huber, 1992).

Hasil perhitungan menghasilkan RT = 157,50 mm

Rumus lengkap untuk mendapatkan nilai RT dapat dilihat

di bawah ini :

RT=R+K×SR

…............................................

................... (2.2) R=∑i−1

nRi÷n

…………………………………………... (2.3)

SR=√∑i−1

n

(Ri−R)2

n−1 ………………………………………. (2.4)

K=−0,7797(0,5772+TR

TR−1 ) ...………………………. (2.5) BDimana :

32


R = curah hujan harian maksimum (mm)

R = rata–rata curah hujan harian maksimum (mm)

SR = simpangan baku

n = jumlah data

TR = periode ulang (tahun)

Berikut merupakan hasil perhitungan curah hujan

rencana dengan Metode Gumbel Tipe I.

Tabel 2.3 Curah Hujan Rencana (RT)

No. Tahun

Curah HujanMax X-Xi (X-Xi)²(mm)

1 2003 184 55,7 31022 2004 120 -8,3 693 2005 127 -1,3 24 2006 134 5,7 325 2007 129 0,7 06 2008 109 -19,3 3727 2009 133 4,7 228 2010 129 0,7 09 2011 100 -28,3 80110 2012 118 -10,3 106Jumlah CH 1283 4508Rata - Rata CH (Xi) 128.3 451Simpangan Baku (SR) 22.38K 1.30Curah Hujan Rencana (RT) 157.50


Dari hasil perhitungan dengan jumlah data (n) 10

didapatkan nilai RT = 157.50 dengan rata-rata x = 128,3

mm dan standar deviasinya yaitu 22,381.

32


2.1.3 Intensitas Hujan ( i )

Apabila data curah hujan yang tersedia adalah curah

hujan harian maksimum dan daerah pengalirannya kecil

maka i dapat dihitung dengan menggunakan rumus Mononobe

(Mori et.al, 2006). Rumus Mononobe adalah sebagai

berikut :

I=R2424 (24tc )

23 ….………………………………………... (2.6)

Dimana :

I = intensitas curah hujan (mm/jam)

R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam

tc = lamanya hujan (jam)

Rumus Mononobe memerlukan data lamanya hujan (t).

Untuk rumus rasional, t yang menyebabkan Q sama dengan

waktu konsentrasi aliran (tc) (Wanielista, 1990). Waktu

konsentrasi aliran (tc) pada suatu daerah pengaliran

dapat dihitung dengan menggunakan rumus Kirpich. Rumus

Kirpich yang digunakan untuk menghitung tc adalah

sebagai berikut (Springer, 2002):

tc=0,0078×L0,77×S−0,385 ……………………………... (2.7)

Dimana :

tc = waktu konsentrasi (menit)

L = panjang aliran atau saluran (ft)

S = kemiringan rata-rata daerah pengaliran atau

saluran

32


Menentukan tc perlu memperkirakan arah aliran di

dalam setiap blok pengaliran dan ruas saluran drainase.

Setiap saluran berhubungan dengan blok pengaliran

tertentu. Arah aliran dan hubungan tersebut dapat

dilihat pada gambar terlampir.

Kemiringan saluran drainase didapat dari elevasi

saluran tertinggi dikurang dengan elevasi saluran

terendah, kemudian dibagi panjang saluran drainase.

Kemiringan saluran (S) pada perencanaan ini adalah

0.00438. Berikut ini adalah tc pada setiap blok

pengaliran dan ruas saluran drainase.

Tabel 2.4 Waktu Konsentrasi Aliran (tc)

Nama Luas DPSal (ha) Panjang RS(m)

WaktuKonsentrasi(jam)

RuasSaluran

DPSal(ha) Luas Leq

ivL Le

qivtc

teq

iv

S1-S2 A;C1;C2 3,19;0,37;0,3

73,93 894;188;78

1090

0,57

0,57

S2-S3 A 3,19 3,

19 894894

0,49

0,49

S3-S4 A 3,19 3,

19 894894

0,49

0,49

S4-S5 A 3,19 3,

19 894894

0,49

0,49

S6- A;C2;C3 3,19;0,37;0,3 3, 894;78;188 1 0, 0,

32


S7 7 93090

57 57

S7-S9 A;C3;C6 3,19;0,37;0,3

83,94

894;188;100

1112

0,58

0,58

S8-S9 C3;C5;C6 0,37;0,38;0,3

81,13

188;152;100

370

0,25

0,25

S9-S11 C6;C10 0,38;0,375 0,

76 100;100200

0,16

0,16

S10-S11

C7;C9;C10 0,38;0,375;0,375

1,13

152;150;100

402

0,27

0,27

S11-S12

C5;C6;C9;C10;C11

0,38;0,38;0,375;0,375;0,37

5

1,89

152;100;150;100;150

652

0,39

0,39

S12-S5

A;C1;C2;C3;C5;

3,19;0,37;0,37;0,37;0,38; 6,

57

894;188;78;188;152; 2

012

0,92

0,92C6;C7;C9;

C10;C11

0,38;0,38;0,375;0,375;0,37

5

100;152;150;100;150

S13-S5

B;C4;C8;C12

1,90;0,37;0,38;0,375

3,02

266;78;100;100

544

0,34

0,34


Setelah memperoleh tc, selanjutnya akan ditentukan

intensitas hujan ( i ). Berikut merupakan intensitas

hujan setiap ruas saluran.

Tabel 2.5 Intensitas Hujan ( i )

Nama Panjang RS (m) Waktu Inten

32


Konsentrasi(jam)

sitas(mm/jam)

RuasSaluran

DPSal (ha) L Leqiv

tc teqiv

Ieqiv

S1-S2 A;C1;C2 894;188;78 1090

0,57

0,57 79,07

S2-S3 A 894 894 0,49

0,49 87,54

S3-S4 A 894 894 0,49

0,49 87,54

S4-S5 A 894 894 0,49

0,49 87,54

S6-S7 A;C2;C3 894;78;188 1090

0,57

0,57 79,07

S7-S9 A;C3;C6 894;188;100 1112

0,58

0,58 78,26

S8-S9 C3;C5;C6 188;152;100 370 0,25

0,25

137,68

S9-S11 C6;C10 100;100 200 0,

160,16

188,80

S10-S11 C7;C9;C10 152;150;100 402 0,

270,27

131,94

S11-S12

C5;C6;C9;C10;C11

152;100;150;100;150 652 0,

390,39

102,93

S12-S5

A;C1;C2;C3;C5;

894;188;78;188;152; 201

20,92

0,92 57,72C6;C7;C9;C1

0;C11100;152;150;

100;150S13-S5 B;C4;C8;C12 266;78;100;1

00 544 0,34

0,34

112,96


2.1.4 Koefisien Limpasan Permukaan (C)

Koefisien limpasan permukaan berhubungan dengan

jenis penggunaan lahan. Penentuan nilai C harus

memperhatikan kemungkinan perubahan penggunaan lahan.

32


Sebagai rujukan digunakan daftar nilai C dari berbagai

literatur. Daftar nilai C dari beberapa literatur dapat

dilihat pada di bawah ini.

Tabel 2. 6 Nilai Koefisien Limpasan Permukaan (C)

32


Lahan yang terdapat pada daerah-daerah layanan ini

dimanfaatkan untuk pemukiman, pertokoan, fasilitas umum

lainnya dan semak. Luas lahan pada seluruh wilayah Desa

Cosmic yaitu sebesar 9,579 ha atau . Nilai koefisien

limpasan permukaan lahan pada setiap wilayah dapat

dilihat pada tabel berikut :

Tabel 2.7 Koefisien Pengaliran Setiap Blok

Nama A Penggunaan CBlok (km²) LahanA 0,0319 pemukiman 0,40B 0,019 pemukiman 0,40C1 0,0037 pemukiman 0,25

C2 0,0037pemukiman

0,46padangrumput

C3 0,0037 pemukiman 0,75perdagangan

C4 0,0037pemukiman

0,46padangrumput

C5 0,0038 pemukiman 0,75perdagangan

32


C6 0,0038pemukiman

0,46padangrumput

C7 0,0038pemukiman

0,46padangrumput

C8 0,0038

pemukiman

0,96padangrumput

perdagangan

C9 0,00375 pemukiman 0,25

C10 0,00375 pemukiman 0,25

C11 0,00375 pemukiman 0,25

C12 0,00375

pemukiman0,46padang

rumput Sumber : Hasil analisis, 2014

2.1.5 Debit Puncak Limpasan Hujan (Qp)

Metode yang akan digunakan dalam menghitung debit

puncak limpasan hujan pada perencanaan ini adalah

metode rasional. Metode ini digunakan karena daerah

pengaliran yang kecil yaitu < 320 ha dan waktu

konsentrasi aliran yang pendek. Untuk menghitung debit

limpasan hujan ini menggunakan rumus pada persamaan

2.1.

Besar Qp untuk setiap blok pengaliran dan ruas

saluran yang akan digunakan dalam perencanaan saluran

drainase serta bangunan pelengkapnya ditampilkan pada

tabel berikut:

32


Tabel 2.8 Debit Puncak Limpasan Hujan (Qp) Pada Setiap Blok Pengaliran

Nama Luas DPSal (ha) Panjang RS (m)

WaktuKonsentr

asi(jam)

KoefisienPengaliran

Intensitas(mm/jam)

Qp(m3/det)Ruas

Saluran

DPSal (ha) Luas Leqiv L Leq

iv teqiv C Ceqiv Ieqiv

S1-S2 A;C1;C2 3,19;0,37;0,37 3,9

3 894;188;78 1090 0,57 0,40;0,2

5;0,25 0,39 79,07 0,34

S2-S3 A 3,19 3,1

9 894 894 0,49 0,4 0,40 87,54 0,31

S3-S4 A 3,19 3,1

9 894 894 0,49 0,4 0,40 87,54 0,31

S4-S5 A 3,19 3,1

9 894 894 0,49 0,4 0,40 87,54 0,31

S6-S7 A;C2;C3 3,19;0,37;0,37 3,9

3 894;78;188 1090 0,57 0,40;0,4

6;0,75 0,44 79,07 0,38

S7-S9 A;C3;C6 3,19;0,37;0,38 3,9

4 894;188;100 1112 0,58 0,40;0,7

5;0,46 0,40 78,26 0,34

S8-S9 C3;C5;C6 0,37;0,38;0,8 1,1

3 188;152;100 370 0,25 0,75;0,75;0,46 0,65 137,68 0,28

S9-S11 C6;C10 0,38;0,375 0,7

6 100;100 200 0,16 0,46;0,5 0,36 188,80 0,14

S10- C7;C9;C10 0,38;0,375;0,375 1,1 152;150;100 402 0,27 0,46;0,2 0,32 131,94 0,13

32


S11 3 5;0,25

S11-S12

C5;C6;C9;C10;C11

0,38;0,38;0,375;0,375;0,375

1,89

152;100;150;100;150 652 0,39

0,75;0,46;0,25;0,25;0,25

0,39 102,93 0,21

S12-S5

A;C1;C2;C3;C5;

3,19;0,37;0,37;0,37;0,38; 6,5

7

894;188;78;188;152; 201

2 0,92

0,40;0,25;0,46;0,75;0,75 0,42 57,72 0,44

C6;C7;C9;C10;C11

0,38;0,38;0,375;0,375;0,375

100;152;150;100;150

0,46;0,46;0,25;0,25;0,25

S13-S5 B;C4;C8;C12 1,90;0,37;0,38;0

,3753,02

266;78;100;100 544 0,34

0,40;0,46;0,96;0

,461,35 112,96 1,28


32


2.2 Produksi Air Buangan

Air limbah atau air buangan adalah sisa air yang di

buang yang berasal dari rumah tangga, industri maupun

tempat-tempat umum lainnya, dan pada umumnya mengandung

bahan-bahan atau zat-zat yang dapat membahayakan

kesehatan manusia serta mengganggu lingkungan hidup

(Haryoto Kusnoputranto,1985).

Air limbah atau air buangan berasal dari berbagai

sumber, secara garis besar dikelompokan menjadi air

limbah domestik dan non domestik. Kondisi dan debit air

limbah tiap wilayah tentu berbeda tergantung dari

kepadatan penduduk dan tingkat aktivitas tiap penduduk

tersebut.

Pada perancanaan air buangan ini hanya untuk

menentukan debit air buangan yang dihasilkan oleh

kegiatan domestik dan non domestik saja, sedangkan

untuk unit pengolahan air buangan akan dijelaskan lebih

rinci pada laporan Perencanaan Bangunan Pengolahan Air

Buangan. Nilai debit buangan (Qw) dapat dihitung dengan

menggunakan rumus berikut:

Qw=3,8×10−3(50+P

200 ) .........................

................. (2.8)

Dimana :

Qw = rata-rata aliran limbah perhari (m3/hari)

P = populasi (jiwa)

32


2.2.1 Proyeksi Penduduk

Sebelum menghitung debit air buangan (Qw), perlu

dilakukan perhitungan proyeksi penduduk sesuai dengan

tahun rencana serta menghitung debit estimasi dari

limbah domestik dan non domestik di Desa Cosmic

terlebih dahulu. Dalam perencanaan ini pertambahan

jumlah penduduk diproyeksikan berdasarkan blok – blok

yang telah dibagi sebelumnya. Perhitungan proyeksi

penduduk untuk Desa ini menggunakan Metode Geometri

dengan ratio pertambahan penduduk per tahun adalah 5%.

Berikut adalah persamaan untuk metode geometri :

Pn = Po ( 1+ r ) dn

.............................................

......................... (2.9)

Dimana :

Pn = jumlah penduduk pada akhir tahun periode

Po = jumlah penduduk pada awal proyeksi

r = rata-rata presentase tambahan penduduk tiap

tahun

dn = kurun waktu proyeksi

Berikut merupakan hasil proyeksi penduduk Desa

Cosmic dengan tahun proyeksi adalah 20 tahun.

32


Tabel 2.9 Proyeksi Penduduk Blok A

BLOK TahunPendudukEkisting(jiwa)

A

2013 1762014 1852015 1942016 2042017 2142018 2252019 2362020 2482021 2602022 2732023 2872024 3012025 3162026 3322027 3482028 3662029 3842030 4032031 4242032 445


Tabel 2.10 Proyeksi Penduduk Blok B


B 2013 922014 97

32


2015 1012016 1072017 1122018 1172019 1232020 1292021 1362022 1432023 1502024 1572025 1652026 1732027 1822028 1912029 2012030 2112031 2212032 232


Tabel 2.11 Proyeksi Penduduk Blok C


C 2013 1682014 1762015 1852016 1942017 2042018 2142019 2252020 2362021 2482022 2612023 2742024 2872025 3022026 317

32


2027 3332028 3492029 3672030 3852031 4042032 425


2.2.2 Perhitungan Limbah Domestik

Air buangan (air limbah) domestik adalah air bekas

pemakaian yang berasal dari aktivitas daerah pemukiman

yang kontaminannya didominasi oleh bahan organik.

Analisis produksi air buangan bertujuan untuk

memperoleh debit air buangan (Qw) yang akan dialirkan

dalam saluran air buangan. Qw dapat dihitung dengan

mengalikan jumlah penduduk dengan standar debit limbah

domestik yang dihasilkan berdasarkan Peraturan Gubernur

Provinsi Jakarta No. 122 tahun 2005.

Tabel 2.12 Standar Air Buangan Jakarta

32


Sumber: Peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun 2005

Pada perhitungan debit air limbah domestik dan non

domestik ini menggunakan tahun perencanaan selama 20

tahun kedepan. Dalam 20 tahun tersebut, dibagi kembali

menjadi 5 tahun sehingga didapat perhitungan pada

masing-masing tahun 2013, 2017, 2022, 2027 dan 2032.

Tetapi debit air limbah domestik dan non domestik yang

digunakan adalah pada tahun 2032 karena dalam

perhitungan dimensi saluran air buangan, total limbah

yang digunakan adalah pada tahun 2032.

Pada debit air buangan domestik, diasumsikan bahwa

air buangan tiap penduduk sebesar 120 L/orang/hari,

sehingga diketahui debit air buangan domestik di Desa

Cosmic setelah 20 tahun sebagai berikut:

Tabel 2.13 Debit Air Buangan Sektor Domestik

Tahun

Penduduk EksistingTiap Blok (jiwa)

Debit AirBuangan

Debit AirBuangan(L/hari)

32


A B CL/orang/hari A B C

2013 176 92 168 120 21.1

2011.040

20.160

2017 214 112 204 120 25.6

7113.419

24.505

2022 273 143 261 120 32.7

6417.127

31.275

2027 348 182 333 120 41.8

1621.858

39.915

2032 445 232 425 120 53.3

6927.898

50.943

Total 174.741

91.342

166.798

Rata-rata 144.294Sumber : Hasil analisis, 2014

2.2.3 Perhitungan Limbah Non Domestik

Air buangan non domestik adalah air buangan yang

dihasilkan dari kegiatan-kegiatan di luar kegiatan

rumah tangga, seperti dari perkantoran, perdagangan

atau pendidikan. Berikut penjabaran lebih lanjut

mengenai fasilitas-fasilitas di Desa Cosmic yang

berkontribusi dalam menghasilkan air buangan non

domestik :

a. Fasilitas Pendidikan

Desa Cosmic memiliki fasiltas pendidikan berupa

satu bangunan SD dan satu bangunan SMP. Menurut

peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun 2005,

debit buangan untuk Sekolah Dasar adalah 32

L/siswa/hari sementara untuk Sekolah Menengah Pertama

40 L/siswa/hari. Jumlah siswa/i SD dan SMP di Desa

32


Cosmic ini bertambah 30 orang tiap lima tahun.

Direncanakan pada tahun 2027 akan dibangun satu gedung

SMA dengan jumlah siswa bertambah 30 orang dalam 5

tahun, dimana debit buangan untuk Sekolah Menengah Atas

yaitu 64 L/siswa/hari.

b. Fasilitas Perkantoran

Fasilitas perkantoran di Desa Cosmic pada tahun

2013 berjumlah 4 unit dan diasumsikan jumlah akan

bertambah 1 unit setiap 5 tahun dengan pegawai tiap

unit bertambah 5 orang. Dari peraturan Gubernur

Provinsi Jakarta No. 122 Tahun 2005, debit buangan

untuk fasilitas perkantoran 40 L/pegawai/hari.

c. Fasilitas Perdagangan

Desa Cosmic juga memiliki fasilitas perdagangan

berupa ruko yang bertambah 1 unit tiap lima tahun.

Jumlah pegawai ruko juga ikut bertambah pula sebanyak 6

orang tiap unitnya. Dari peraturan Gubernur Provinsi

Jakarta No. 122 Tahun 2005, debit buangan untuk

fasilitas perdagangan 80 L/penghuni/hari.

d. Fasiltas Peribadatan

Fasilitas peribadatan yang ada di Desa Cosmic

berupa satu unit bangunan masjid dan satu unit bangunan

gereja, karena penduduk di Desa Cosmic beragama Islam

dan Kristen. Dalam kurun waktu 5 tahun diasumsikan

32


jumlah masjid yang ada akan bertambah satu unit,

sedangkan gereja akan bertambah satu unit dalam kurun

waktu 10 tahun. Dari peraturan Gubernur Provinsi

Jakarta No. 122 Tahun 2005, debit buangan untuk masjid

sebesar 5 L/orang/hari sementara debit buangan untuk

gereja sebesar 4,5 L/orang/hari.

32


Berikut merupakan analisis debit air buangan non domestik pada tiap blok :

Tabel 2.14 Debit Air Buangan Sektor Non Domestik Tiap Blok

Blok Sektor

Debit AirBuangan

Jumlah Debit Air Buangan2013 2017 2022 2027 2032 L/hari

L/orang/hari unit

orang

Unit

Orang

unit

orang

unit

orang

unit

Orang 2013 2017 2022 2027 2032

A

Perkantoran 40 1 5 2 10 3 15 4 20 5 30 200 400 600 800 1.20

0Sekolah (SD) 32 1 120 1 150 1 180 2 210 2 240 3.84

04.800

5.760

6.720

7.680

Peribadatan 5 1 - 1 - 1 - 1 - 2 - 5 5 5 5 10

Perdagangan 80 - - 1 6 1 6 2 8 2 8 - 480 480 640 640

Total4.045

5.685

6.845

8.165

9.530


Blok Sektor Debit AirBuangan


32


L/orang/hari unit

orang

Unit

Orang

unit

orang

unit

orang

unit

orang

2013

2017

2022

2027 2032

B

Perkantoran 40 1 5 2 10 3 15 4 20 5 30 200 400 600 800 1.20

0Sekolah (SD) 32 - - - - - - 1 120 2 150 - - - 3.8

404.800

Peribadatan 5 - - - - - - - - 1 - - - - - 5

Perdagangan 80 - - 1 5 1 5 2 6 2 6 - 400 400 480 480

Total 200 800 1.000

5.120

6.485


Blok Sektor

Debit AirBuangan


L/orang/hari unit

orang

unit

orang

unit

orang

unit

orang

unit

orang 2013 2017 2022 2027 2032

C Perkantoran 40 3 15 4 20 5 25 6 30 7 35 200 800 1.00

01.200

1.400

Sekolah (SMA) 64 1 145 1 145 1 175 1 175 2 205 9.28

09.280

11.200

11.200

13.120

Peribadatan

4.5 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - - - - - 4,5

32


Perdagangan 80 2 12 3 18 4 24 5 30 6 36 960 1.44

01.920

2.400

2.880

Total 10.440

11.520

14.120

14.800

17.405


32


Debit buangan dari keseluruhan sektor, baik sektor

domestik maupun non domestik dapat dilihat pada tabel

di bawah ini :

Tabel 2.15 Estimasi Limbah Domestik dan Non Domestik

Tiap Blok

Blok SektorDebit Buangan (L/hari) Total

2013 2017 2022 2027 2032 L/hari

m3/detik

A

Domestik 21.120

25.671

32.764

41.816

53.369

174.741 0,00202

Non Domestik

Pendidikan 3.840 4.800 5.760 6.720 7.680 28.80

0 0,00033

Perkantoran 200 400 600 800 1.200 3.200 3,7E-05

Perdagangan - 480 480 640 640 2.240 2,6E-05

Peribadatan 5 5 5 5 10 30 3,5E-07

Total 0,00242Sumber : Hasil analisis, 2014


2013 2017 2022 2027 2032 L/hari

m3/detik

B Domestik 11.040

13.419

17.127

21.858

27.898

91.342 0,00106

Non Domestik

Pendidikan - - - 3.840 4.800 8.640 0,0001Perkantoran 200 400 600 800 1.200 3.200 3,7E-05Perdagangan

- 400 400 480 480 1.760 2E-05

32


Peribadatan - - - - 5 5 5,8E-08



2013 2017 2022 2027 2032 L/hari

m3/detik

C

Domestik 20.160

24.505

31.275 39.915 5.094

3166.798 0,00193

Non Domestik

Pendidikan

9.280 9.280 11.20

0 11.200 13.120

54.080 0,00063

Perkantoran 200 800 1.000 1.200 1.400 4.600 5,3E-05

Perdagangan 960 1.440 1.920 2.400 2.880 9.600 0,00011

Peribadatan - - - - 4,5 4,5 5,2E-08


2.2.4 Faktor Puncak Debit Limbah Domestik & Non

Domestik

Untuk menentukan dimensi saluran air buangan maka

perlu diperhitungkan debit puncak air buangan. Hal ini

berguna untuk menentukan ukuran atau dimensi fasilitas

pengolahan serta saluran pembuangan agar dapat

digunakan dan mengantisipasi keadaan dimana debit air

limbah berada dalam keadaan maksimal. Dalam menghitung

debit puncak maka perlu diketahui faktor puncak, dimana

nilai faktor puncak yang didapat adalah 2,5. Berikut

32


merupakan tabel perhitungan dari debit puncak air

buangan :

Tabel 2.16 Debit Puncak Air Limbah

BlokSumber Jumlah Debit Air

LimbahDebit AirLimbah

FP

DebitPuncak

AirBuangan (unit) (L/hari) m3/detik m3/detik

A

perumahan 111 53.369 6,18E-04 1,54E-03

0,00182

perkantoran 5 1.200 1,39E-05 3,47E-

05

Sekolah 2 7.680 8,89E-05 2,22E-04

peribadatan 2 10 1,16E-07 2,89E-

07perdagangan 2 640 7,41E-06 1,85E-

05

B

perumahan 58 27.898 3,23E-04 8,07E-04

0,00099

perkantoran 5 1.200 1,39E-05 3,47E-

05

Sekolah 2 4.800 5,56E-05 1,39E-04

peribadatan 1 5 5,79E-08 1,45E-

07perdagangan 2 480 5,56E-05 1,39E-

05

C perumahan 106 50.943 5,90E-04 1,47E-03 0,00198perkantor

an 7 1.400 1,62E-05 4,05E-05

Sekolah 2 13.120 1,52E-04 3,80E-04

peribadatan 1 4,5 5,21E-08 1,30E-

07perdagangan 6 2880 3,33E-05 8,33E-

05

32



BAB III

RANCANGAN SISTEM PENYALURAN AIR BUANGAN

3.1 Pendahuluan

Air buangan terbagi menjadi dua sektor yakni air

buangan domestik dan air buangan non-domestik. Air

buangan domestik merupakan air bekas pakai yang berasal

dari aktivitas daerah pemukiman yang kontaminannya

didominasi oleh bahan organik, sementara air buangan

non-domestik merupakan air sisa dari aktivitas

perdagangan, perkantoran atau dari rumah ibadah.

Air buangan dapat diolah secar biologis. Adapun

cara penanganannya dapat dilakukan dengan dua cara,

yakni (Haryoto Kusnoputranto, 1985) :

a. Sistem terpusat (off site) yaitu air buangan dari

seluruh pelayanan dikumpulkan dalam saluran

pengumpul (riol) kemjudian dialirkan menuju bangunan

pengolahan air limbah.

32


b. Sistem setempat (on site) yaitut air buangan diolah

dengan membuat tanki septic dan bidang resapan.

Air buangan juga dapat ditangani dengan sistem

gabungan misalnya black water dengan sistem on site

sementara grey water dengan cara terpusat.

3.2 Desain Saluran Air Buangan

Sistem saluran air buangan yang direncanakan untuk

melayani Desa Cosmic di desain sesuai dengan total

volume air buangan baik air buangan domestik maupun air

buangan non domestik. Dalam menganalisis kecepatan

aliran buangan di dalam pipa ini digunakan persamaan

Manning berikut:

V=1n×R

23×S

12 ..................................

............................ (3.1)

Dimana :

V = kecepatan aliran didalam pipa (m/s)

n = nilai koefisien manning

R = jari-jari hidrolis

S = kemiringan dasar saluran

Berikut merupakan tabel nilai koefisien kekasaran

Manning (n)

32


Tabel 3.1 Koefisien Hazen-William Untuk Variasi Pipa

Nilai

nJenis Pipa

140

130

120

110

100

95

60-80

Pipa sangat halus

Pipa halus, semen, besi

tuang baru

Pipa baja dilas baru

Pipa baja dikeling baru

Pipa besi tuang tua

Pia besi dikeling tua

Pipa besi tua Sumber : Data sekunder

Sebelum menganalisis kecepatan aliran buangan dalam

pipa, perlu diketahui terlebih dahulu kemiringan

saluran serta jari-jari hidraulik pipa. Menghitung

kemiringan dasar saluran dapat menggunakan persamaan

berikut :

S=(elevasiawal−elevasiakhir)

p ………………………………..

(3.2)

Dimana :

S = kemiringan dasar saluran

p = panjang pipa (m)

Mencari nilai R digunakan persamaan sebagai berikut

:

32


R = AP

.............................................

..........................................

(3.3)

Dimana :

R = jari-jari hidrolis

A = luas penampang (m2)

P = keliling basah saluran (m)

3.3 Desain Saluran Air Buangan

Desain penyaluran air buangan dalam perencanaan

ini menggunakan sistem terpisah dan tertutup dengan

menggunakan gaya gravitasi. Sistem terpisah dipilih

dengan alasan supaya lebih mudah dalam perawatan untuk

mengefisienkan sistem pengolahan dan untuk membuat

dimensi saluran menjadi lebih ekonomis. Sistem tertutup

dipilih dengan pertimbanagn estetika lingkungan yaitu

agar tidak menimbulkan bau yang tidak sedap serta tidak

menjadi tempat berkembangbiak penyakit. Sistem ini

digunakan karena pada daerah yang akan dilayani

mempunyai kemiringan yang cukup sebagai syarat utama

agar air dapat mengalir secara gravitasi.

32


Di bawah ini merupakan hasil analisis kecepatan

aliran dalam pipa, dimana setelah dihitung nilai Froude

diketahui bahwa jenis aliran dalam pipa untuk semua

saluran adalah sub kritis.

32


Tabel 3.2 Kemiringan Saluran, Diameter Pipa & Kecepatan Aliran Dalam Pipa

Blok SaluranDebitPuncak Elevasi Panjang

Pipa S n ynD A P

RV

Fr Ketm3/detik Awal Akhir m m

Inchi m² m m/s

A

S1 0,00182 44,50 43,52 256 0,004

0,12

0,58

0,07 3 0,002

0 0,11 0,018 0,40 0,17 Sub

kritis

S2 0,00182 43,10 41,58 14 0,109

0,12

0,31

0,04 1 0,000

5 0,06 0,009 1,57 0,90 Sub

kritis

S3 0,00182 42,96 41,88 194 0,006

0,12

0,54

0,07 3 0,001

7 0,10 0,016 0,46 0,20 Sub

kritis

S4 0,00182 40,85 40,19 140 0,005

0,12

0,56

0,07 3 0,001

8 0,11 0,017 0,43 0,18 Sub

kritis

S5 0,00182 39,27 37,98 88 0,015

0,12

0,45

0,05 2 0,001

1 0,08 0,013 0,69 0,33 Sub

kritis

B S13 0,00099 44,77 40,61 200 0,021

0,12

0,38

0,04 2 0,000

6 0,06 0,010 0,69 0,36 Sub

kritisC S6 0,00198 42,88 42,49 68 0,00

60,12

0,55

0,07 3 0,001

8 0,11 0,017 0,48 0,21 Sub

kritis

S7 0,00198 42,43 42,06 32 0,012

0,12

0,48

0,06 2 0,001

3 0,09 0,015 0,64 0,29 Sub

kritisS8 0,00198 42,56 41,60 140 0,00

70,12

0,53

0,06

3 0,0017

0,10 0,016

0,52 0,23 Subkritis

32


S9 0,00198 42,90 42,68 100 0,002

0,12

0,66

0,08 3 0,002

6 0,13 0,020 0,32 0,13 Sub

kritis

S10 0,00198 42,00 41,52 140 0,003

0,12

0,61

0,07 3 0,002

2 0,12 0,019 0,39 0,16 Sub

kritis

S11 0,00198 41,97 41,41 96 0,006

0,12

0,55

0,07 3 0,001

8 0,11 0,017 0,48 0,21 Sub

kritis

S12 0,00198 40,73 39,87 134 0,006

0,12

0,54

0,07 3 0,001

7 0,10 0,016 0,50 0,22 Sub

kritisSumber : Hasil analisis, 2014

32


BAB IV

DESAIN SALURAN DRAINASE

4.1 Saluran Drainase

Drainase atau disebut juga saluran pembuangan

memiliki fungsi sebagai saluran untuk mengalirkan air

buangan atau air kotor dan juga limbah yang berasal

dari rumah. Dalam bidang ketekniksipilan, secara umum

drainase diartikan sebagai suatu tindakan untuk

mengurangi kelebihan air baik dari air hujan, rembesan,

maupun irigasi. Drainase yaitu mengalirkan, menguras,

membuang, atau mengalihkan air. Secara umum, drainase

didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang

berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air

dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat

difungsikan secara optimal. Drainase juga diartikan

sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam

kaitannya dengan salinitas.Saluran drainase

diklasifikasikan menjadi dua bentuk yaitu saluran

drainase tertutup dan saluran drainase terbuka

(Suripin, 2004).

4.2 Kriteria Perencanaan

Perencanaan saluran drainase di Desa Cosmic

direncanakan menggunakan sistem drainase minor dengan

masa perencanaan 10 tahun. Saluran drainase ini

melayani seluruh wilayah Desa Cosmic yang terbagi

32


menjadi beberapa blok. Hal ini dilakukan karena aliran

air yang masuk ke tiap saluran antar blok memiliki

debit yang berbeda. Adanya debit aliran yang berbeda

pada tiap blok menyebabkan dimensi di setiap saluran

menjadi berbeda pula.

Saluran drainase dirancang untuk memperoleh aliran

sub kritis (aliran tenang). Aliran kritis dihindari

karena tidak stabil sementara aliran superkritis

dihindari karena berpotensi menyebabkan kerusakan.

Kecepatan aliran dirancang tidak melebihi kecepatan

izin. Kecepatan izin berfungsi untuk mencegah

pengendapan dan tumbuhnya tumbuhan penganggu maka

kecepatan aliran air di dalam saluran disarankan ≥ 0,6

m/detik. Untuk saluran drainase kota dengan dinding

dari batu atau beton kecepatan aliran di dalam saluran

pada saat mengalirkan debit puncak disarankan antara

0,9 – 3 m/detik (Wesli, 2008).

Penampang saluran yang digunakan dalam perencanaan

ini berbentuk persegi dengan dinding beton kasar.

Penampang saluran dengan bentuk persegi ini dipilih

karena lebih mudah dalam tahap analisis. Berikut ini

merupakan rumus yang digunakan untuk mencari dimensi

saluran berbentuk persegi :

A=by.............................………….(4.2)

32


P=b+2y...........................………….(4.3)

R=AP..............................………….

(4.4)

32


Tabel 4.1 Dimensi Saluran Drainase

Saluran

Qd Son

Y b A P RC

Fboardy

saluran

A vKet

mᵌ/det m/m M m m² m m m m m² m/

detik

S1-S2 0.34 0.005 0.014 0.332 0.663 0.503 1.327 0.379 0.17 0.237 0.569 0.378 0.896 Subkritis

S2-S3 0.31 0.004 0.014 0.329 0.658 0.491 1.315 0.374 0.17 0.236 0.565 0.372 0.835 Subkritis

S3-S4 0.31 0.003 0.014 0.356 0.712 0.608 1.425 0.427 0.17 0.246 0.602 0.429 0.724 Subkritis

S4-S5 0.31 0.005 0.014 0.324 0.648 0.473 1.297 0.365 0.17 0.235 0.559 0.362 0.857 Subkritis

S6-S7 0.38 0.003 0.014 0.385 0.770 0.749 1.540 0.486 0.17 0.256 0.641 0.494 0.767 Subkritis

S7-S9 0.34 0.003 0.014 0.372 0.744 0.684 1.489 0.459 0.17 0.252 0.624 0.464 0.731 Subkritis

S8-S9 0.28 0.004 0.014 0.324 0.648 0.472 1.296 0.364 0.17 0.235 0.559 0.362 0.780 Subkritis

S9-S11 0.14 0.008 0.014 0.218 0.436 0.165 0.873 0.189 0.17 0.193 0.411 0.179 0.786 Subkritis

S10- 0.13 0.004 0.014 0.243 0.486 0.219 0.972 0.226 0.17 0.203 0.446 0.217 0.613 Sub

32


S11 kritisS11-S12 0.21 0.004 0.014 0.286 0.572 0.338 1.143 0.296 0.17 0.220 0.506 0.289 0.733 Sub

kritis

S12-S5 0.44 0.002 0.014 0.432 0.864 1.017 1.728 0.588 0.17 0.271 0.703 0.607 0.722 Subkritis

S13-S5 1.28 0.007 0.014 0.520 1.040 1.666 2.079 0.801 0.17 0.297 0.817 0.850 1.512 Subkritis

Sumber : Hasil alasisis, 2014

32


4.3 Rancangan Saluran Drainase Limpasan

Perencanaan saluran drainase air limpasan dan air

buangan dilakukan di Desa Cosmic dengan waktu

perencanaan untuk 20 tahun mendatang. Saluran drainase

dibuat berdasarkan peta wilayah yaitu :

a. Gambar kondisi wilayah Desa Cosmic

b. Gambar jalur aliran pada saluran drainase air

limpasan

c. Gambar jalur aliran gabungan pada saluran drainase

air limpasan dan air buangan

Adapun gambar tersebut dapat dilihat pada

lampiran.

32


BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan dalam perencanaan salurandrainase air limpasan hujan yaitu:

a. Perencanaan dilakukan berdasarkan data curah hujan

dengan periode ulang 10 tahun dengan intensitas

terendah adalah 57,72 mm/jam dan tertinggi yaitu

188,80 mm/jam serta didapatkan debit limpasan (Qp)

untuk Desa Cosmic yaitu 4,48 m3/detik.

b. Saluran drainase Desa Cosmic pada saluran 1 dengan

penampang segi empat memiliki lebar (b) = 0,663 m,

kedalaman (y) = 0,332 m dan kecepatan aliran air

limpasan (v) yaitu 0,896 m/detik.

Sedangkan pada saluran air buangan perencanaan

menggunakan data debit buangan domestik dan non

domestik berdasarkan proyeksi pertumbuhan penduduk.

Contoh debit rencana didapat dari perhitungan pada blok

A yaitu 0,00182 m3/detik.

32


5.2 Saran

Pada perencanaan saluran drainase dan air buangan

di Desa Cosmic ini, hasil yang didapatkan dari

perhitungan belum optimal dikarenakan masih banyak

kekurangan pada analisa desain saluran drainase

limpasan dan air buangan terutama dari segi pemahaman

kondisi wilayah dan kurangnya referensi. Sehingga pada

perencanaan ini masih banyak kekurangan yang harus

diperbaiki.

DAFTAR PUSTAKA

Hardjosuprapto,Kusnoputranto.1985.Desain Drainase PerkotaanVol. 1, ITB, Bandung.

Martin P. Wanielista, 1990, Hydrology and Water QuantityControl, Wiley and Sons, New York.

Mori et al,2006. Mekanika Fluida Edisi Keempat Jilid 2(Terj.).Erlangga, Jakarta.

Peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No.122 Tahun 2005 .

Wesli, 2008. Drainase Perkotaan. Graha Ilmu. Yogyakarta

32


William, S Springer, 1990. Storm Drain Design in Land

Development Handbook, The Drewberry Companies

Documents

Perencanaan Air Buangan & Drainase