Upload
pasiragung
View
208
Download
12
Embed Size (px)
Citation preview
BAB I
DRAINASE
1.1 Definisi drainase
Kata drainase (drainage) berasal dari kata ‘to draim’ yang berarti mengeringkan
atau mengalirkan air, adalah terminologi yang digunakan untuk menyatakan sistem-
sistem yang berkaitan dengan penanganan masalah kelebihan air, baik di atas
maupun di bawah permukaan tanah. Namun secara umum drainase dapat
didefinisikan sebagai suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik
yang berasal dari air hujan, rembesan, maupun kelebihan air irigasi dari suatu
kawasan atau lahan, sehingga fungsi kawasan atau lahan tidak terganggu.
Sedangkan drainase perkotaan adalah ilmu drainase yang mengkhususkan
pengkajian pada kawasan perkotaan yang erat kaitannya dengan kondisi lingkungan
fisik dan lingkungan sosial budaya yang ada dikawasan kota tersebut. Pengertian
darinase perkotaan tidak terbatas pada teknik pembuangan air yang berlebihan
namun lebih luas lagi menyangkut keterkaitannya dengan aspek kehidupan yang
berada di dalam kawasan perkotaan.
1.2 Fungsi drainase
Adapun fungsi dari saluran drainase adalah sebagai berikut:
1. Mengendalikan limpasan air hujan yang berlebih
2. Menurunkan tinggi permukaan air tanah
3. Mengendalikan erosi dan longsor pada tanah disekitar saluran drainase
4. Menciptakan lingkungan yang bersih dan teratur
5. Memelihara agar jalan tidak tergenang air hujan dalam waktu yang cukup lama,
sehingga tidak mengakibatkan kerusakan konstruksi jalan.
Banjir merupakan kata yang sangat popular di Indonesia, khususnya pada musim
hujan, mengingat hampir semua kota di Indonesia mengalami bencana banjir.
Peristiwa ini hampir setiap tahun berulang, namun permasalahan ini sampai saat ini
belum terselesaikan bahkan cenderung makin meningkat baik frekuensinya,
luasannya, kedalamannya, maupun durasinya.
Jika dirunut akar permasalahan banjir di perkotaan adalah sebagai berikut :
1. pertambahan penduduk yang sangat cepat, di atas rata-rata pertumbuhan
nasional akibat urbanisasi, baik migrasi musiman maupun permanen.
Pertambahan penduduk yang tidak diimbangi dengan penyediaan sarana dan
prasarana perkotaan yang memadai mengakibatkan pemanfaatan lahan perkotaan
menjadi sembrawut
2. pemanfaatan lahan yang tidak tertib
3. tingkat kesadaran masyarakat yang masih rendah dan kurang peduli terhadap
penting dan perlunya memecahkan permasalahan yang dihadapi kota
4. kesadaran terhadap hukum, perundangan dan kaidah-kaidah yang berlaku.
1.3 Jenis drainase
Jenis-jenis drainase dapat diklasifikasikan berdasarkan sejarah terbentuknya,letak
bangunan, fungsi serta menurut konstruksinya.
1. Menurut Sejarah Terbentuknya
a) Drainase alamiah (natural drainage)
Drainase ini terbentuk secara alamiah dan tidak terdapat bangunan-bangunan
penunjang seperti (bangunan pelimpah, pasangan batu/beton, gorong-gorong
dan lain-lain)
b) Drainase buatan (arficial drainage)
Drainase ini dibuat dengan maksud dan tujuan tertentu sehingga memerlukan
bangunan-bangunan khusus seperti : (saluran pasangan batu/beton, gorong-
gorong, pipa-pipa dan lain sebagainya.
2. Menurut Letak Bangunan
a) Drainase permukaan tanah (surface drainage)
Saluran drainase yang berada di atas permukaan tanah berfungsi untuk
mengalirkan air limpasan permukaan
b) Drainase bawah permukaan (subsurface drainage)
bertujuan untuk mengalirkan air limpasan permukaan melalui media di bawah
permukaan tanah (pipa-pipa), dikarenkan alasan tertentu, yaitu tuntutan artistik,
tuntutan fungsi permukaan tanah yang tidak membolehkan adanya saluran
dipermukaan tanah seperti lapangan sepakbola, lapangan terbang, taman dll.
3. Menurut Fungsinya
a) Single purpose
berfungsi mengalirkan satu jenis air buangan, misalnya air hujan saja atau jenis
air buangan yang lain seperti limbah domestik, air limbah industri dan lain-lain
b) Multi purpose
berfungsi mengalirkan beberapa jenis air buangan baik secara bercampur
maupun bergantian.
4. Menurut Konstruksinya
a) Saluran terbuka
yaitu saluran yang lebih cocok untuk drainase air hujan yang terletak di daerah
yang mempunyai luasan yang cukup atau drainase air non hujan yang tidak
membahayakan kesehatan atau mengganggu lingkungan
b) Saluran tertutup
yaitu saluran yang umumnya sering dipakai untuk aliran air kotor (air yang
mengganggu kesehatan dan lingkungan) atau untuk saluran yang terletak di
tengah kota.
1.4 Pola jaringan drainase
1) Siku
Dibuat pada daerah yang mempunyai topografi sedikit lebih tinggi dari pada
sungai. Sungai sebagai saluran pembuang akhir berada di tengah kota
saluran cabang
saluran utama
2) Paralel
Saluran utama terletak sejajar dengan saluran cabang. Dengan saluran cabang
(sekunder) yang cukup banyak dan pendek-pendek, apabila terjadi
perkembangan kota, saluran-saluran akan dapat menyesuaikan diri
saluran cabang
saluran utama saluran cabang
saluran utama
3) Grid Iron
Untuk daerah dimana sungainya terletak di pinggir kota, sehingga saluran-
saluran cabang dikumpulkan terlebih dahulu pada saluran pengumpul
Saluran cabang
Saluran utama
Saluran pengumpul
4) Alamiah
Fungsinya sama seperti pola siku, hanya saja beban sungai pada pola alamiah
lebih besar
saluran cabang
saluran utama
5) Radial
Digunakan pada daerah berbukit, sehingga pola saluran memencar ke segala arah
6) Jaring-jaring
Mempunyai saluran-saluran pembuang yang mengikuti arah jalan raya dan
cocok untuk daerah dengan topografi datar
1.5 Sumber air buangan
Drainase melayani pembuangan kelebihan air pada suatu kota dengan cara
mengalirkannya melalui permukaan tanah atau lewat di bawah permukaan tanah,
untuk dibuang ke sungai, laut atau danau. Kelebihan air tersebut dapat berupa air
hujan, air limbah domestik maupun air limbah industri. Oleh karena itu, drainase
perkotaan harus terpadu dengan sanitasi, sampah, pengendalian banjir kota dan lain-
lain. Sumber air buangan kota dibagi menjadi: dari rumah tangga, perdagangan,
industri sedang dan ringan, pendidikan, kesehatan, tempat peribadatan dan sarana
rekreasi.
Estimasi mengenai total aliran air buangan dibagi dalam tiga hal yaitu :
1. Air buangan domestik (maksimum aliran air buangan domestik untuk daerah
yang dilayani pada periode waktu tertentu)
2. Infiltrasi air permukaan dan air tanah (daerah pelayanan dan sepanjang pipa)
3. Air buangan industri dan komersial : tambahan aliran maksimum dari daerah-
daerah industri dan komersial.
BAB II
ASPEK HIDROLOGI
Hidrologi adalah suatu ilmu yang menjelaskan tentang kehadiran gerakan air di
alam, meliputi berbagai bentuk air yang menyangkut perubahan-perubahan antara
keadaan cair, padat dan gas dalam atmosfir, di atas dan di bawah permukaan tanah.
2.1 Intensitas curah hujan
Intensitas curah hujan adalah besarnya jumlah hujan rata-rata yang dinyatakan
dalam tinggi hujan atau volume hujan tiap satuan waktu. Untuk perencanaan saluran
drainase jumlah data curah hujan paling sedikit dalam jangka waktu 10 tahun
terakhir. Dalam SNI-03-3424-1994 disebutkan bahwa intensitas curah hujan
dihitung berdasarkan data-data sebagai berikut :
1. Data curah hujan
Merupakan data curah hujan harian maksimum dalam setahun dinyatakan dalam
mm/hari. Data curah hujan diperoleh dari lembaga Meteorologi dan Geofisika,
jumlah data curah hujan paling sedikit dalam jangka 10 tahun.
2. Periode ulang
Karakteristik hujan menunjukkan bahwa hujan yang besar tertentu mempunyai
periode ulang tertentu, periode ulang rencana untuk selokan samping ditentukan
5 tahun. Klasifikasi periode hujan untuk perkotaan adalah :
2 tahun untuk daerah-daerah perkotaan dan perumahan
5 tahun untuk daerah perdagangan
10 tahun untuk daerah jalur hijau dan lapangan terbuka.
3. Lamanya waktu curah hujan
Ditentukan berdasarkan hasil penyelidikan Van Breen, bahwa hujan
terkonsentrasi selama 4 jam dengan jumlah hujan sebesar 90% dari jumlah hujan
24 jam.
Jika tidak ada waktu untuk mengamati besarnya intensitas hujan atau disebabkan
oleh tidak adanya alat untuk mengamati, dapat ditempuh dengan cara empiris
menggunakan beberapa metode, yaitu :
1. Mononobe,
Dimana:
R24 = tinggi hujan maksimum dalam 24 jam dalam mm
tc = lama waktu konsentrasi dalam jam
I = intensitas hujan dalam mm/jam
2. Talbot,
3. Sherman,
Rumus ini cocok untuk curah hujan dengan jangka waktu pendek ( > 2 jam )
4. Ishiguro
2.2 Waktu konsentrasi (T)
Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan aliran air
dari titik yang apling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang ditentukan di
bagian hilir suatu saluran.
Pada prinsipnya waktu konsentrasi dapat dibagi menjadi:
a) Inlet time (t0) yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di atas
permukaan tanah menuju saluran drainase
b) Counduit time (td) yaitu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di sepanjang
saluran sampai titik kontrol yang ditentukan dibagian hilir.
Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan rumus tc = t0 + td
t0 = dan td =
dimana :
tc = waktu konsentrasi (menit)
Lo = jarak dari titik terjauh ke fasilitas drainase (m)
L = panjang sluran (m)
nd = koefisien hambatan (pembacaan tabel)
S = kemiringan daerah pengaliran (%)
V = kecepatn air yang diizinkan berdasarkan jenis material (m/dtk)
Lama waktu mengalir di dalam saluran (td) ditentukan dengan rumus sesuai
dengan kondisi saluran alami, sifat-sifat hidroliknya sukar ditentukan, maka td dapat
ditentukan dengan menggunakan perkiraan kecepatan air. Waktu konsentrasi
besarnya sangat bervariasi dan dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:
a) Luas daerah pengaliran
b) Panjang saluran drainase
c) Kemiringan dasar saluran
d) Debit dan kecepatan aliran
Tabel 2.1Hubungan kondisi lapis permukaan dgn koefisian hambatan
No Kondisi lapis permukaan nd
1
2
3
4
5
6
7
Lapisan semen dan aspal beton
Permukaan licin dan kedap air
Permukaan licin dan kokoh
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
0,013
0,02
0,10
0,20
0,40
0,60
0,80
2.3 Koefisien pengaliran
Koefisien pengaliran adalah suatu koefisien yang menunjukkan perbandingan
antara besarnya jumlah air yang dialirkan oleh suatu jenis permukaan terhadap
jumlah air yang ada (SNI-03-3424-1994). Harga koefisien pengaliran suatu daerah
tidaklah tetap sepanjang tahun, tetapi berubah-ubah sesuai kejenuhan tanah.
Koefisien pengaliran harus didasarkan pada pertimbangan lahan yang paling
mendekati dan dipertimbangkan terhadap keragaman tata guna lahan. Faktor yang
mempengaruhi besarnya aliran pada saluran antara lain :
1. Keadaan hujan.
2. Luas dan bentuk aliran.
3. Tingkat kejenuhan tanah.
4. Daya tampung saluran dan sekitarnya.
5. Kemiringan daerah aliran dan dasar saluran.
Berdasarkan tata cara perencanaan drainase SNI-03-3424-1994, luas daerah
pengaliran batas-batasnya tergantung dari daerah pembebasan dan daerah
sekelilingnya ditetapkan seperti pada Gambar 2.1 berikut :
L1 L2 L3
Gambar 2.1 Daerah pengaliran sumber: SNI – 1994
dimana :
L = batas daerah pengaliran yang diperhitungkan (L1 + L2 + L3)
L1 = ditetapkan dari as jalan sampai bagian tepi perkerasan
L2 = ditetapkan dari tepi perkerasan yang ada sampai tepi bahu jalan
L3 = tergantung dari keadaan setempat dan panjang maksimum 100 m.
Besaran ini dipengaruhi oleh tata guna lahan, kemiringan lahan, jenis dan kondisi
lahan. Pemilihan koefisien pengaliran harus memperhitungkan adanya perubahan
tata guna lahan dikemudian hari. Bila daerah pengaliran terdiri dari beberapa tipe
kondisi permukaan yang mempunyai nilai C yang berbeda.
dimana :
C = Koefisien pengaliran gabunganC1,C2,C3 = Koefisien pengaliran yang sesuai dengan tipe kondisi permukaan A1,A2,A3 = Luas daerah pengaliran yang diperhitungkan
dengan kondisi permukaan
Harga koefisien pengaliran suatu daerah tidaklah tetap sepanjang tahun, tetapi
berubah sesuai dengan kejenuhan tanah. Berikut ini ada beberapa nilai hubungan
antara koefisien pengaliran dengan beberapa kondisi yang disajikan dalam tabel
berikut ini.
Tabel 2.2 Koefisien pengaliran berdasarkan tata guna lahan
Kawasan Tata guna lahan C
Perdagangan
Industri
Pemukiman
Daerah hijau dan
lain-lain
Pusat perdagangan
Daerah sekitarnya
Kurang padat
Padat
Pemukiman dengan sedikit tanah terbuka
Perumahan
Pemukiman dengan tanah terbuka dan taman
Taman dan lapangan batu
Lapangan atletik
Lapangan golf
Sawah dan hutan
0,70 – 0,95
0,50 – 0,70
0,50 – 0,80
0,60 – 0,90
0,65 – 0,80
0,50 – 0,70
0,30 – 0,50
0,10 – 0,25
0,20 – 0,35
0,20 – 0,40
0,10 – 0,30
Tabel 2.3 Hubungan kondisi permukaan tanah dengan koefisien pengaliran (C)
No Kondisi permukaan tanah Koefisien pengaliran (C)
123
456789101112
Jalan beton dan jalan aspalJalan kerikil dan jalan tanahBahu jalan : Tanah berbutir halus Tanah berbutir kasar Batuan massif keras Batuan massif lunak
Daerah perkotaanDaerah pinggiran kotaDaerah industriPemukiman padatPemukiman tidak padatTaman dan kebunPersawahanPerbukitanPegunungan
0,70 – 0.950,40 – 0,70
0,40 – 0,650,10 – 0,200,70 – 0,850,60 – 0,75
0,70 – 0,950,60 – 0,700,60 – 0,900,40 – 0,600,40 – 0,600,20 – 0,400,45 – 0,600,70 – 0,800,75 – 0,90
sumber: SNI 03 – 3424 – 1994
Tabel 2.5 Hubungan tipe daerah aliran dgn koefisien pengaliran (C)
Tipe daerah aliran Jenis daerah aliran Harga C
Rerumputan Tanah pasir, datar 2 %Tanah pasir, sedang 2 – 7 %
Tanah pasir, curam 7 %Tanag gemuk, datar 2 %
Tanah gemuk, seang 2 – 7 %Tanah gemuk, curam 7 %
0,05 – 0,100,10 – 0,150,15 – 0,200,13 – 0,170,18 – 0,220,25 – 0,35
Bisnis Daerah kota lamaDaerah pinggiran
0,75 – 0,950,50 – 0,70
Perumahan Daerah sederhanaMulti unit, terpisahMulti unit, tertutup
Sub urbanDaerah rumah apartemen
0,30 – 0,500,50 – 0,600,60 – 0,750,25 – 0,400,50 – 0,70
Industri Daerah ringanDaerah berat
0,50 – 0,800,60 – 0,90
Pertamanan, kuburanTempat bermain
Halaman kereta apiDaerah tidak dikerjakan
Jalan
Atap
BeraspalBetonbatu
0,10 – 0,250,20 – 0,350,20 – 0,400,10 – 0,300,70 – 0,950,80 – 0,950,70 – 0,850,75 – 0,95
2.4 Frekuensi curah hujan
Curah hujan yang diperlukan untuk mengetahui profil muka air sungai dan
rancangan suatu drainase adalah curah hujan rata-rata diseluruh daerah yang
bersangkutan, bukan curah hujan pada suatu titik tertentu, curah hujan ini disebut
curah hujan wilayah atau daerah dan dinyatakan dalam mm. Menentukan curah
hujan rerata harian maksimum daerah dilakukan berdasarkan pengamatan beberapa
stasiun pencatat hujan.
Analisis frekuensi curah hujan digunakan untuk menentukan debit banjir
maksimum yang terjadi pada daerah aliran drainase dalam periode ulang tertentu.
Analisis frekuensi adalah memilih distribusi yang mewakili sifat-sifat statistik
sebaran data debit drainase atau pun data hujan tersebut. Dalam menganalisis curah
hujan ada beberapa metode yang digunakan, yaitu :
1. Metode normal
Metode ini disebut juga distribusi Gauss yang paling dikenal adalah bentuk bell,
yang dituliskan dalam bentuk rata-rata dan simpangan baku.
dan
dimana:
= perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahun = nilai rata-rata hitung
S = deviasi standar faktor frekuensi (nilai reduksi Gauss)
2. Metode log normal
Jika variabel acak Y = log X terdistribusi secara normal, maka X dikatakan
mengikuti metode log normal yang ditulis dalam bentuk rata-rata dan simpangan
baku.
dan
dimana:
= perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahun = nilai rata-rata hitung
S = deviasi standar faktor frekuensi
3. Metode log-Person III
Tiga parameter penting dalam Log-Person III yaitu harga rata-rata, simpangan
baku dan koefisien kemencengan. Langkah perhitungan Log-Person III yaitu:
Hitung harga rata-rata curah hujan
Hitung harga simpangan baku(standar deviasi)
Hitung koefisien kemencengan
Hitung logaritma hujan/banjir periode ulang T
Dimana K adalah variabel standar untuk X yang besarnya tergantung koefisien
kemencengan G
Tabel 2.6 Koefisien kemencengan (K)Waktu balik dalam tahun
Koefisien 2 5 10 25 50 100 200 1000K Peluang (%)
50 20 10 4 2 1 0,5 0,1
3.0 -0.396 0.420 1.180 2.278 3.152 4.051 4.970 7.250
2.5 -0.360 0.518 1.250 2.262 3.048 3.845 4.652 6.600
2.2 -0.330 0.574 1.284 2.240 2.970 3.705 4.444 6.200
2.0 -0.307 0.609 0.302 2.219 2.912 3.605 4.298 5.910
1.8 -0.282 0.643 1.318 2.193 2.848 3.499 4.147 5.660
1.6 -0.254 0.675 1.329 2.163 2.780 3.388 3.990 5.390
1.4 -0.225 0.705 1.337 2.128 2.706 3.271 3.828 5.110
1.2 -0.195 0.732 1.340 2.087 2.626 3.149 3.661 4.820
1.0 -0.164 0.758 1.340 2.043 2.542 3.022 3.489 4.540
0.9 -0.148 0.769 1.339 2.018 2.498 2.957 3.401 4.395
0.8 -0.132 0.780 1.336 1.998 2.453 2.891 3.312 4.250
0.7 -0.116 0.790 1.333 1.967 2.407 2.824 3.223 4.105
0.6 -0.099 0.800 1.328 1.939 2.359 2.755 3.132 3.960
0.5 -0.083 0.808 1.323 1.910 2.311 2.686 3.041 3.815
0.4 -0.066 0.816 1.317 1.880 2.261 2.615 2.949 3.670
0.3 -0.050 0.824 1.309 1.849 2.211 2.544 2.856 3.525
0.2 -0.033 0.830 1.301 1.818 2.159 2.472 2.763 3.380
0.1 -0.017 0.836 1.292 1.785 2.107 2.400 2.670 3.235
0.0 0.000 0.842 1.282 1.751 2.054 2.326 2.576 3.090
-0.1 0.017 0.836 1.270 1.716 2.000 2.252 2.482 2.950
-0.2 0.033 0.850 1.258 1.680 1.945 2.178 2.388 2.810
-0.3 0.050 0.853 1.245 1.643 1.890 2.104 2.294 2.675
-0.4 0.066 0.855 1.231 1.606 1.834 2.029 2.201 2.540
-0.5 0.083 0.856 1.216 1.567 1.777 1.955 2.108 2.400
-0.6 0.099 0.857 1.200 1.528 1.720 1.880 2.016 2.275
-0.7 0.116 0.857 1.183 1.488 1.663 1.806 1.926 2.150
-0.8 0.132 0.856 1.166 1.448 1.606 1.733 1.837 2.035
-0.9 0.148 0.854 1.147 1.407 1.549 1.660 1.749 1.910
-1.0 0.164 0.852 1.128 1.366 1.492 1.588 1.664 1.800
-1.2 0.195 0.844 1.086 1.282 1.379 1.449 1.501 1.625
-1.4 0.225 0.832 1.041 1.198 1.270 1.318 1.351 1.465
-1.6 0.254 0.817 0.994 1.116 1.166 1.197 1.216 1.280
-1.8 0.282 0.799 0.945 1.035 1.069 1.087 1.097 1.130
-2.0 0.307 0.777 0.895 0.959 0.980 0.990 0.995 1.000
-2.2 0.330 0.752 0.844 0.888 0.900 0.905 0.907 0.910
-2.5 0.360 0.711 0.771 0.793 0.798 0.799 0.800 0.802
-3.0 0.396 0.636 0.660 0.666 0.666 0.667 0.667 0.668
4. Metode Gumbel.
Metode Gumbel merupakan suatu cara perhitungan menurut statistik untuk
menetapkan curah hujan maksimum dengan periode ulang tertentu. Langkah-
langkah perhitungan dalam pemakaian metode Gumbel adalah :
1. Mencari data curah hujan maksimum tahunan (Ri) sebanyak n tahun.
2. Mencari nilai rata-rata (mean).
3. Mencari nilai standar deviasi.
4. Mencari nilai reduced mean (Yn), reduced standard deviation (Sn) dan reduced variate (Yt).
5. Mencari nilai curah hujan rancangan (Rt).
Besarnya nilai masing-masing harga Yt, Yn, dan nilai Sn dengan periode ulang
tertentu dapat dilihat pada tabel berikut ini.
dimana :
XT = Besar curah hujan untuk periode ulang T tahun (mm)= Curah hujan maksimum rata-rata selama tahun pengamatan (mm)
Sx = Standar deviasi
Σxi = Jumlah curah hujan
n = Jumlah tahun yang ditinjau
Tabel 2.7 Reduced variate (Yt)
Periode ulang (T) tahun Nilai Yt
2 0,3668
51020255075100200250500
1,50042,25102,97093,19933,90284,31174,60125,29695,52066,2149
Tabel 2.8 Reduced mean (Yn)N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 910 0.4952 0.4996 0.5035 0.5070 0.5100 0.5128 0.5157 0.5181 0.5202 0.552020 0.5236 0.5252 0.5268 0.5283 0.5296 0.3090 0.5320 0.5332 0.5343 0.535330 0.5362 0.5371 0.5380 0.5388 0.5396 0.5402 0.5410 0.5418 0.5424 0.543040 0.5436 0.5442 0.5448 0.5453 0.5458 0.5463 0.5468 0.5473 0.5477 0.548150 0.5485 0.5489 0.5493 0.5497 0.5501 0.5504 0.5508 0.5511 0.5515 0.551860 0.5521 0.5524 0.5527 0.553 0.5533 0.5535 0.5538 0.5540 0.5543 0.554570 0.5548 0.5550 0.5552 0.5555 0.5557 0.5559 0.5561 0.5563 0.5565 0.556780 0.5569 0.5570 0.5572 0.5574 0.5576 0.5578 0.5580 0.5581 0.5583 0.558590 0.5586 0.5587 0.5589 0.5591 0.5592 0.5593 0.5595 0.5596 0.5598 0.5599100 0.5600 0,5602 0,5603 0,5604 0,5606 0,5607 0,5608 0,5609 0,5610 0,5611
Tabel 2.9 Reduced standard deviation (Sn) N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 0.9496 0.9697 0.9833 0.9971 1.0095 1.0206 1.0316 1.0441 1.0493 1.056520 1.0628 1.0696 1.0754 1.0811 1.0864 1.0915 1.0961 1.1044 1.1047 1.108630 1.1124 1.1159 1.1193 1.1226 1.1255 1.1285 1.1313 1.1339 1.1363 1.138840 1.1413 1.1416 1.1458 1.1480 1.1499 1.1519 1.1538 1.1557 1.1574 1.159050 1.1607 11623 1.1938 1.1658 1.1667 1.1681 1.1696 1.1708 1.1721 1.173460 1.1747 1.1757 1.1777 1.1782 1.1792 1.1803 1.1814 1.1824 1.1834 1.184470 1.1854 1.1862 1.1873 1.1881 1.1890 1.1898 1.1903 1.1915 1.1923 1.193080 1.1983 1.1945 1.1955 1.1958 1.1967 1.1973 1.1980 1.1987 1.1994 1.200190 1.2007 1.2013 1.2020 1.2026 1.2032 1.2038 1.2044 1.2049 1.2055 1.2060100 1.2065 1,2069 1,2073 1,2077 1,2081 1,2084 1,2087 1,2090 1,2093 1,2096
BAB III
ASPEK HIDROLIKA
3.1 Kecepatan aliran
Agar keadaan saluran terjamin terhadap adanya pengaruh dari aliran air, maka
kecepatan aliran disesuaikan dengan kondisi dari tanah saluran sehingga kecepatan
maksimum yang terjadi tidak merusak terhadap dinding maupun dasar saluran yang
direncanakan. Untuk mendapatkan kecepatan air pada saluran dengan menggunakan
persamaan rumus kecepatan aliran seragam, yaitu :
1. Rumus Manning
(satuan Inggris)
(satuan Metrik)
2. Rumus Strickler,
3. Rumus Chezy,
dimana:
V = kec.aliran (m/dtk)
R = jari-jari hidrolik(m)
C = koefisien Chezy
n = koefisien kekasaran Manning
K = koefisien kekasaran Strikler
I = kemiringan saluran (%)
Untuk menentukan kekasaran dinding saluran berdasarkan masing-masing
persamaan rumus yang ada, maka nilai kecepatan aliran yang diizinkan dapat dilihat
berdasarkan tabel berikut.
Tabel 3.1 Koefisien kekasaran dari Manning Jenis sarana drainase Koefisien (n)
1. Tidak di perkeras tanah pasir dan kerikil dasar saluran batuan
2. Dibuat di tempat a. Beton
semen mortar beton
b. Batu belah pasangan batu adukan basah pasangan batu adukan kering
3. Dipasang di tempat pipa beton sentrifugal pipa beton pipa bergelombang
0,020 – 0,0250,025 – 0,0400,025 – 0,035
0,010 – 0,0130,013 – 0,018
0,015 – 0,0300,025 – 0,035
0,011 – 0,0140,012 – 0,0160,016 – 0,025
Tabel 3.2 Koefisien kekasaran Manning untuk drainase perkotaan
Jenis saluran Koefisien (n)
1. Saluran galian Saluran tanah Saluran pada batuan, digali merata
2. Saluran dengan lapisan perkerasan Lapisan beton seluruhnya Lapisan beton pada kedua sisi saluran Lapisan blok beton pracetak Pasangan batu, diplester Pasangan batu, diplester pada kedua sisi saluran Pasangan batu, disiar Pasangan batu kosong
3. Saluran alam Berumput Semak-semak Tidak beraturan, banyak semak dan pohon,
batang pohon banyak jatuh ke saluran
0,0220,035
0,0150,0200,0170,0200,0220,0250,030
0,0270,0500,150
Tabel 3.3 Hubungan kemiringan saluran dgn kecepatan aliran Kemiringan saluran I (%) Kecepatan rata-rata V (m/detik)
0 - < 11 - < 22 - < 44 - < 66 - < 1010 - < 15
0,400,600,901,201,502,40
Tabel 3.4 Kekasaran dinding saluran
Dinding saluran
Kondisi Bazin (m)Kutter dan
Manning (n)
Kayu Papan rata dipasang rapiPapan rata kurang rapiPapan kasar dipasang rapiPapan kasar kurang rapiHalus DikelilingSedikit kurang rata
0,60-
0,16-
0,060,30
-
0,0100,0120,0120,0140,0100,0150,020
Pasangan batu
Plesteran semen halusPlesteran semen dan pasirBeton dilapisi kayuBatu bata, kosongan yang baik kasarPasangan batu, keadaan jelekBeton dilapisi baja
0,06-
0,160,30
--
0,0100,0120,0130,015
0,0200,012
Batu kosong
Halus dipasang rataBatu bongkar, batu pecah, batu belah, batu guling dipasang dengan semenKerikil halus padat
0,160,46
-
0,0130,017
0,020Tanah Rata dan dalam keadaan baik
Rata dan dalam keadaan biasaDengan batu-batu dan tumbuhanDalam keadaan jelekSebagian terganggu oleh batu
0,85-
1,30-
1,75
0,0200,0220,0250,0350,050
Tabel 3.5 Kekasaran dinding (K) menurut Stickler
Macam-macam dasar saluran Harga (K)
Saluran lama dengan dinding sangat kasar atau tidak teraturSaluran lama dengan dinding kasarSaluran yang akan diberikan tanggul dan saluran tersierSaluran drainase baru tanpa tanggulSaluran primer dan sekunder dengan debit < 7,50 M3 dtkSaluran terpelihara baik dengan debit > 10 M3 dtkSaluran dengan pasangan batu kosongSaluran dengan dinding pasangan batu pecah yang baik dan beton tidak diplester atau dihalusSaluran dengan dinding halus atau dinding kayu
> 363840
43,545 – 47,5
505060
90
3.2 Debit banjir rencana
Debit banjir rencana adalah besarnya debit banjir yang direncanakan akan terjadi
pada periode ulang tertentu, misalnya banjir 15 tahun adalah banjir yang akan terjadi
pada tiap 10 tahun sekali. Debit banjir rencana dengan periode ulang tertentu dapat
dihitung dengan menggunakan data debit sungai dan dapat pula dengan data curah
hujan. Untuk mennghitung debit banjir rencana pada daerah perkotaan pada
umumnya dikehendaki pembuangan air secepatnya agar jangan ada genangan air.
Besarnya debit rencana dihitung dengan memakai metode rasional kalau daerah
alirannya kurang dari 80 ha, Untuk daerah aliran yang lebih luas sampai dengan
5000 ha dapat digunakan metode rasional yang diubah. Hubungan kondisi
permukaan tanah dan koefisien pengaliran dan besarnya koefisien pengaliran
dengan berbagai macam kondisi catchment area dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 3.6 Koefisien pengaliran (Run off)No Kondisi catchment area Koefisien run off1 Bergunung dan curam 0,75-0,902 Pegunungan tersier 0,70-0,803 Sungai dengan hutan di bagian atas dan bawahnya 0,50-0,704 Tanah datar yang ditanami 0,45-0,605 Sawah waktu diairi 0,70-0,856 Sungai bergunung 0,75-0,857 Sungai daratan 0,45-0,75
Beberapa metode yang digunakan untuk menganalisis debit banjir rencana.
Estimasi debit banjir dapat diklasifikasikan berdasarkan pada luas DAS yang akan
ditinjau sebagaimana dimuat dalam Tabel berikut.
Tabel 3.7 Metode analisis debit banjir rencana dan luas DAS
Luas DAS (km2) Metode yang umum digunakan
< 2,5 Pendekatan infiltrasi, metode Rasional
< 250Metode Rasional, hidrograf satuan, analisis frekuensi, hubungan puncak banjir dan areal drainase
250 – 5000Hidrograf satuan, analisis frekuensi, hubungan puncak banjir dan areal drainase
> 5000Penelusuran banjir, hidrograf satuan, analisis frekuensi, hubugan puncak banjir dan areal drainase
Tabel 3.8 Kriteria desain hidrologi sistem drainase perkotaan
Luas DAS (Ha) Periode ulang (Tahun) Metode perhitungan debit banjir
< 10 2 Rasional10 – 100 2 – 5 Rasional101 – 500 5 – 20 Rasional
> 500 10 – 25 Hidrograf satuan
Persamaan rumus metode Rasional adalah:
dimana :
Qr = Debit rencana dengan masa ulang T tahun (m3/detik)C = Koefisien pengaliranI = Intensitas curah hujan (mm/jam)A = Luas daerah aliran dalam (ha)
3.3 Kemiringan saluran
Kemiringan tanah di tempat dibuatnya fasilitas saluran drainase ditentukan dari
hasil pengukuran di lapangan, untuk menghitung kemiringan selokan samping dan
gorong-gorong pembuang air.
Gambar 3.1 Penampang kemiringan tanah
3.4 Tinggi jagaan
Tinggi jagaan adalah jarak vertikal dari permukaan air pada kondisi desain
saluran yang tak tergerus. Menurut SNI 03-3424-1994 : 24 tinggi jagaan dari suatu
saluran adalah jarak vertikal dari puncak tanggul sampai permukaan air pada kondisi
perencanaan. Tinggi jagaan direncanakan untuk dapat mencegah peluapan air akibat
gelombang serta fluktuasi permukaan air, misalnya berupa gerakan angin serta
pasang surut. Besarnya tinggi jagaan bervariasi mulai dari 20 cm untuk saluran kecil
sampai lebih dari 1,5 m untuk saluran besar. Sedangkan tinggi jagaan tergantung
dari beberapa faktor, seperti ukuran saluran, kecepatan aliran, adanya air hujan yang
masuk dan pengaruh air balik (pasang).
Sebagai perkiraan awal, tinggi jagaan dapat ditentukan sebagai berikut :
Tabel 3.9 Hubungan debit saluran dengan nilai tinggi jagaan
Debit (Q) m3/detik Tinggi jagaan (m)
< 11 – 22 – 56 – 1011 – 1515 – 5050 – 150
> 150
0,40,50,60,70,80,91,21,5
3.5 Debit air buangan dari pemukiman
Pada dasarnya perencanaan saluran drainase adalah untuk menampung air
kotoran atau buangan penduduk suatu daerah. Untuk menghitung air untuk jumlah
penduduk sama air yang dibuang kebutuhan air rata-rata tiap orang 150 liter/hari
sedangkan faktor maksimum air bersih 1,75 faktor buangan maksimum dipakai 0,90.
Debit air buangan adalah debit air kotor yang berasal dari buangan hasil aktifitas
penduduk yang berasal dari limbah rumah tangga, bangunan umum atau instansi
pemerintah, bangunan komersil dan sebagainya. Untuk menganalisis jumlah air
kotor atau air buangan yang akan dialirkan kesaluran drainase harus diketahui
jumlah kebutuhan air rata-rata dan jumlah penduduk pada kawasan tersebut.
Untuk perhitungan jumlah kebutuhan air buangan rata-rata perhari maksimum dan
debit buangan air kotor maksimum adalah :
1. Kebutuhan air bersih maksimum :
= Kebutuhan air rata-rata x faktor maksimum= 150 x 1,75= 262,60 liter/hari/jiwa
2. Kebutuhan air buangan maksimum :
= Kebutuhan air bersih maksimum x faktor maksimum = 262,6 x 0,90 = 236,25 liter/hari/jiwa
3. Jumlah air buangan rata-rata perhari maksimum (qm) :
= Jumlah air buangan maksimum x 24 jam = 236,25 : 24 = 9,85 liter/hari/jiwa
4. Debit air buangan maksimum (Qpeak) :
Qpeak = p x qmaks Dimana :
= 2,297
Sehingga :
Qpeak = p x qmaks
= 2,297 x 9,850
= 22,63 liter/jam/jiwa = 22,63 x 10-6 m3 : 3600/detik/jiwa = 6,286 x 10-6 m3/detik/jiwa
Cara lain dalam menghitung kebutuhan air buangan rumah tangga yaitu dengan
memperkirakan sesuai dengan lingkungan disekitar saluran, untuk tiap-tiap saluran
debit air buangan rumah tangga dibagi dalam beberapa bagian, yaitu :
1. Daerah perumahan = 90 liter/orang/hari2. Bangunan industri = 10 m3/industri/hari3. Perkantoran = 30 liter/orang/hari4. Sarana umum :
a. Sekolah = 20 liter/orang/harib. Tempat ibadah = 3 m3/gedung/haric. Tempat penginapan = 30 liter/orang/harid. Pertokoan = 1 m3/toko/harie. Bioskop = 5 m3/gedung/hari
Dari jumlah pemakaian air tersebut dapat diperkirakan berapa besarnya air
buangan yang harus ditampung dan dialirkan melalui riolering kota yaitu sebesar 80
% dari kebutuhan air yang ditetapkan.
3.6 Bentuk penampang drainase
Pemilihan bentuk penampang drainase didasarkan pada pertimbangan
kemudahan pelaksanaan, stabilitas saluran penggunaan ruang, debit yang dialirkan
dan lain-lain. Dalam merencanakan dimensi drainase harus diusahakan agar dapat
memperoleh dimensi yang ekonomis. Dimensi yang ekonomis adalah saluran yang
dapat melewatkan debit maksimum untuk luas penampang basah, kekasaran, dan
kemiringan dasar tertentu. Bentuk penampang melintang drainase secara umum
dapat dijelaskan sebagai berikut ini.
1. Bentuk trapesium
Pada umumnya saluran bentuk trapesium ini terbuat dari tanah, namun
dimungkinkan juga bentuk ini dari pasangan batu dan beton. Saluran ini
membutuhkan ruang atau lahan yang cukup dan berfungsi untuk mengalirkan air
hujan, air rumah tangga maupun air irigasi. Saluran ini merupakan saluran serba
guna yang sering digunakan karena mudah pekerjaannya.
Gambar 3.2 Penampang drainase trapesium
Luas (A) = Keliling basah (P) = Jari-jari hidrolis (R) = Lebar puncak (T) =
Kedalaman hidrolis (D) =
Faktor penampang (Z) =
Tinggi jagaan (W) =
2. Bentuk persegi
Saluran drainase ini berbentuk persegi tidak banyak membutuhkan ruangan dan
lahan, terbuat dari pasangan batu dan beton. Umumnya dalam pelaksanaan bentuk
persegi panjang menggunakan pasangan beton. Saluran drainase ini berfungsi
sebagai saluran air hujan, air buangan rumah tangga maupun saluran irigasi.
Gambar 3.3 penampang drainase persegi
Luas (A) = b x h
Luas penampang basah Saluran (Fd) =
Keliling basah (P) = b + 2 x h Jari-jari hidrolis (R) = Lebar puncak (T) = b Kedalaman hidrolis (D) = h Faktor penampang (Z) =
Kecepatan aliran (V) =
Tinggi jagaan (W) =
3. Bentuk lingkaran
Saluran ini berupa saluran terbuat dari pasangan bata atau kombinasi pasangan
pipa beton, dengan bentuk dasar saluran yang bulat memudahkan pengangkutan
bahan endapan atau limbah. Saluran drainase ini berfungsi sebagai saluran air hujan,
air limbah rumah tangga dan irigasi.
Gambar 3.4 Penampang drainase ingkaran
Luas (A) = Keliling basah (P) = Jari-jari hidrolis (R) = Lebar puncak (T) =
Kedalaman hidrolis (D) =
Faktor penampang (Z) =
= Besarnya sudut dalam radial
d = Tinggi saluran yang tergenang air (m)
4. Saluran berbentuk segitiga
Saluran berbentuk segitiga hanya dipakai pada saluran-saluran kecil, biasanya
hanya untuk selokan dan laboratorium karena itu saluran ini jarang sekali digunakan.
Gambar 3.5 Penampang drainase segitiga
Luas (A) = Keliling basah (P) =
Jari-jari hidrolis (R) =
Kemiringan taludnya tergantung dari besarnya debit air(Q), dapat dilihat pada
tabel berikut.
Tabel 3.10 Kemiringan talud berdasarkan besar Q
Debit air (m3/dtk) Kemiringan talud
0,00-0,75 1 : 1
0,75-15 1 : 1,5
15-80 1 : 0,2
BAB IV
DRAINASE KHUSUS
4.1 Drainase lapangan terbang
Drainase pada lapangan udara dibuat dengan tujuan yaitu:
1. Mempertahankan daya dukung tanah dengan mengurangi masuknya air
2. Menjaga agar landasan pacu (runway) dan bahu landasan pacu (shoulder) tidak
digenangi air yang dapat membahayakan operasi penerbangan.
Pada tahap perencanaan drainase untuk lapangan terbang perlu diperhatikan hal-
hal sebagai berikut:
1. Saluran drainase harus di bawah muka tanah dan tidak memotong landasan pacu
(runway) karena apabila memerlukan perawatan tidak mengganggu kelancaran
aktifitas dari lapangan udara tersebut
2. Air dari luar wilayah landasan terbang tidak boleh membebani sistem drainase
lapangan terbang, jadi perlu adanya drainase tersendiri dikawasan sekitarnya
yang biasanya disebut hill foot drain.
Perencanaan drainase lapangan udara mempunyai beberapa persyaratan yang
harus dipenuhi yaitu:
a) Kemiringan runway memanjang maksimum 1%
b) Kemiringan shoulder melintang maksimum 2,5-5%
c) Kemiringan runway melintang maksimum 1,5%
d) Banjir 1x dalam 10 tahun.
4.2 Drainase lapangan olah raga
Sistem draianse untuk lapangan olah raga bertujuan untuk untuk mengeringkan
lapangan olah raga agar tidak terjadi genangan air apabila terjadi hujan hal ini
disebabkan karena bila terjadi genangan air maka akan dapat mengganggu dan
membahayakan pemakai lapangan. Oleh karena itu diusahakan agar air dapat cepat
meresap ke dalam tanah(secara infiltrasi).
Adapun kriteria perencanaan drainase lapangan olah raga yang harus
diperhatikan adalah sebagai berikut:
Konstruksi sistem drainase diusahakan agar dapat mengeringkan dengan cepat,
tetapi tidak mengganggu pertumbuhan rumput
Daerah yang akan ditangani cukup luas dan tidak memungkinkan untuk dibuat
suatu lobang pemasukan(inlet)
Tidak ada erosi tanah, limpasan permukaan sekecil mungkin
Infiltrasi sebesar mungkin
Pembebanan air dari luar dihilangkan dengan membuat saluran disekeliling
lapangan.
4.3 Drainase Jalan Raya
Tujuan pembuatan saluran drainase jalan raya adalah sebagai berikut:
Mencegah terkumpulnya genangan air hujan yang dapat mengganggu
transportasi
Menjaga kadar air tanah badan/pondasi jalan berumur panjang
Mencegah erosi tanah
Mencegah kelongsoran lereng
Menambah keindahan kota
Sedangkan kriteria perencanaan sistem drainase jalan yaitu:
Luas daerah yang akan dikeringkan(ROW)
Perkiraan hujan maksimum
Kemiringan dari daerah sekitarnya dan kemungkinan pengaliran serta
pembuangannya
Karakteristik tanah dasar(permeabilitas dan kecenderungan mengikis tanah lain)
Ketinggian rata-rata dari muka air tanah
Dalam minimum dari permukaan yang dibutuhkan untuk melindungi pipa
saluran drainase dari beban lalu lintas.
4.4 Sistem banjir kanal
Banjir kanal merupakan salah satu alternatif untuk mengurangi beban banjir di
pusat kota. Konsep dasar banjir kanal tidak jauh berbeda dengan “jalan tol” dalam
sistem transportasi jalan raya, yaitu mengurangi beban lalu lintas dalam kota yang
tidak mungkin ditingkatkan kapasitasnya.
Pertambahan penduduk perkotaan yang cepat mengakibatkan kepadatan
penduduk di pusat kota menjadi tinggi dan perluasan kawasan permukiman tak
dapat dihindari. Sungai-sungai yang melewati kota menjadi semakin sempit akibat
sampah dan sedimen, dan juga bangunan-bangunan liar di kanan kiri sungai.
Sementara itu perluasan permukiman ke arah hulu kota mengakibatkan debit banjir
bertambah besar.
Normalisasi sungai untuk meningkatkan kapasitasnya bukan lagi menjadi cara
yang ampuh dan mudah dilakukan untuk menanggulangi banjir. Dampak sosialnya
sangat kompleks dan rumit, karena menyangkut pembebasan lahan dan pemindahan
penduduk. Dalam kondisi yang demikian, dimungkinkan normalisasi hanya untuk
mengatasi banjir yang bersifat lokal, sementara banjir kiriman dari hulu harus
dialihkan ke laur atau pinggiran kota melalui saluran khusus yang disebut kanal
banjir.
Banjir kanal dapat direncankan lebih leluasa dengan kapasitas yang lebih besar,
dan dapat berfungsi sebagai saluran bebas hambatan, karena:
1. letaknya di luar atau pinggiran kota, sehingga kemungkinan besar masih banyak
lahan kosong, atau paling tidak lahan yang belum padat yang dapat dipakai,
sehingga tidak diperlukan pemindahan penduduk
2. jauh dari lokasi pusat kota, permukiman dan industri, sehingga limbah yang
masuk ke sungai lebih sedikit
3. merupakan saluran baru di luar kota, kapasitasnya besar, sehingga dapat
melayani drainase kawasan yang lebih luas
4. operasi dan pemeliharaan kanal banjir lebih murah dan mudah dilakukan karena
tersedia lahan dan jalan inspeksi yang cukup
4.5 Sistem Polder
Secara konseptual, ada 2 alternatif penyelesaian untuk pemanfaatan (reklamasi)
dataran rendah, yaitu:
1. sistem timbunan (land filing)
Sistem timbunan merupakan cara pemanfaatan dataran rendah dengan cara
menimbun lahan dengan material tanah sehingga mencapai elevasi aman, di atas
muka air laut pasang dan gelombang laut atau muka air sungai tertinggi. Dengan
sistem ini, daerah yang ditimbun menjadi aman dari pengaruh pasang surut dan
banjir, sekaligus dapat dikembangkan sistem drainase air hujan maupun air limbah
secara gravitasi.
Timbunan tanah
Muka air tetap Muka tanah asli
2. sistem polder
Polder didefinisikan sebagai suatu kawasan/lahan reklamasi dengan kondisi awal
mempunyai muka air tanah tinggi, yang diisolasi secara hidrologis dari daerah
disekitarnya dan kondisi muka air dapat dikendalikan.
Pada sistem polder, elevasi tanah dibiarkan pada ketinggian aslinya, sedangkan
airnya diturunkan atau dikeringkan dengan sistem pengontrolan dengan sistem
tanggul dan pompa atau manajemen lainnya.
Tanggul keliling Muka air awal
Muka air diturunkan oleh sistem polder
Faktor yang menjadi pertimbangan dalam memilih sistem reklamasi yang
akan dipakai meliputi:
penggunaan lahan baru
faktor keamanan yang disyaratkan
ketersediaan material
faktor biaya
Secara umum, sistem polder cocok untuk pengembangan lahan pertanian pada
lahan yang daya dukungnya kecil. Sementara untuk pengembangan industri, sistem
penimbunan lebih cocok.
DAFTAR PUSTAKA
1. Hasmar. 2002. Drainase Perkotaan. Edisi Pertama. Yogyakarta: Penerbit UII.
2. Hendarsin. 2000. Perencanaan Teknik Jalan Raya. Edisi pertama. Bandung: Politeknik Negeri Bandung Jurusan Teknik Sipil.
3. Karuniadi, 2005. Teori dan Aplikasi Hidrologi. Cetakan Pertama. Semarang: UPT UNNES Press.
4. Mardjono et al. 1998. Drainase Perkotaan. Cetakan Pertama. Jakarta: Penerbit UPT Universitas Taruma Nagara.
5. SNI 03-3424. 1994. Tata Cara Perencanaan Umum Drainase Perkotaan. Jakarta: Penerbit Departemen Pekerjaan Umum.
6. Sudjarwadi. 1990. Teknik Drainase. Jakarta: Penerbit PAU – UGM.
7. Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Edisi Pertama. Yogyakarta: Penerbit Andi Offset