ANALISA SALURAN DRAINASE DI PUSAT PEMERINTAHAN KOTA PADANG, AIE PACAH Yudha Winata , Nazwar Djali, Indra Khaidir Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta, Padang Email :
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Abstrak
Drainase merupakan sistem pengaliran air perkotaan. Dibangunnya Pusat Pemerintahan Kota Padang di lahan Terminal Regional Bingkuang, Aie Pacah, perlu dilakukan analisa terhadap saluran drainase, baik yang akan dibangun maupun yang sudah ada. Jika hal ini tidak dilakukan, maka daerah tersebut akan tergenang banjir dan akan mengganggu aktifitas disekitarnya. Curah hujan rata-rata di dapat dari 3 stasiun pencatatan hujan dan dihitung menggunakan metode Polygon Thiessen, yaitu 281,33 mm. Dari hasil hitungan menggunakan Polygon Thiessen, ditentukan periode ulang hujan 10 tahunan metode Log Person III yaitu = 376,73 mm dan 25 tahunan = 403,64 mm. Debit rencana periode 10 tahunan yaitu 0,2865 m³/dt. Dari hasil tersebut, dilakukan perhitungan untuk saluran drainase penampang persegi dengan b = h = 0,55 m , H = 0,85 m dan F = 0,3 m. Pada saat muka air banjir, terjadi arus balik sepanjang 114,14 m. kata kunci : drainase, polygon thiessen, aliran balik, penampang persegi.
DRAINAGE CHANNEL ANALYSE AT PADANG CITY CENTRAL GOVERNMENT, AIE PACAH Yudha Winata , Nazwar Djali, Indra Khaidir Civil Engineering Department, Civil Engineering and Planning Faculty, Bung Hatta University, Padang E-mail :
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Abstract Drainage is a water treatment system for a city. When the Central Government of Padang City was build in regional terminal land Bingkuang, Aie Pacah, it’s important to do an analyse to existing drainage, both of which will be built and existing drainage. If this is not done, then that area will be flooded and it will disturb surrounding activities. Rainfall activities gets from 3 rainfall station with 10 years observation, and counting with Polygon Thieesen Methods gets maximum average rainfall that 281,33 mm. From Polygon Thiessen Methods counting results gets 10 years re-determined period with Log Person III Methods = 376,73 mm and 25 years = 403,64 mm. Flood discharge planning is 10 years = 0,2685 m³/dt. From that results, it’s calculated for square cross section drainage channel with b = h = 0,55 m , H = 0,85 m dan F = 0,3 m. When the flood level of the river, backwater is happening along 114,14 m. keywords : drainage, polygon thiessen methods, backwater, rectanguler channel.
METODOLOGI
PENDAHULUAN Seiring dengan pertambahan penduduk yang
semakin
pesat,
pembuatan
permukiman berupa perumahan baru di berbagai kawasan di Kota Padang terus meningkat.
Bertambahnya
kawasan
permukiman baru tersebut mengakibatkan
Metodologi
yang digunakan dalam
penulisan Tugas Akhir ini adalah studi literatur dan analisa data. Kegiatan yang dilakukan secara garis besar dibedakan menjadi : 1.Studi Literatur
terjadinya perubahan tata guna lahan yang
Dalam studi literatur didapatkan teori-teori
juga menyebabkan berubahnya kuantitas
untuk menganalisa hidrologi dananalisa
aliran permukaan pada sistem drainase yang
dimensi saluran.
telah
ada,
sehingga
mengakibatkan
2.Pengumpulan data Data yang dibutuhkan adalah curah hujan,
terjadinya genangan banjir. kawasan
topografi, data lokasi dan data lain yang
perkantoran Pemko Padang ke bekas lahan
dianggap perlu dalam penulisan ini. Data
Terminal
Regional
yang
ini diperoleh dari Dinas Pengelolaan
berlokasi
di
Pacah,
Sumber Daya Air Provinsi Sumatera
Dalam
pemindahan
Bingkuang
Kelurahan
Aie
Kecamatan Koto Tangah, perlu dilakukan kajian terhadap fungsi drainase eksisting di
Barat. 3.Perhitungan dan Analisa
kawasan tersebut karena pada saat ini
Berdasarkan data-data yang diperoleh
saluran drainase eksisting di kawasan Aie
dilakukan perhitungan dimensi saluran
Pacah sudah tidak layak menampung debit
serta
air jika terjadi hujan dengan intensitas
perencanaan yang ada.
tinggi.
analisa
perhitungan
dengan
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tahun 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Perhitungan debit rencana merupakan bagian penting dalam perhitungan teknis drainase di daerah studi, karena alasan utama
melakukan
perencanaan
Gunung Sarik
saluran
drainase adalah menanggulangi terjadinya
Sumber: Dinas PSDA Provinsi Sumbar
genangan air yang berlebih (banjir) saat hujan di daerah tersebut.
Tabel 4.2 Curah Hujan Maksimum Ratarata Polygon Thiessen
4.2.1 Analisa Curah Hujan Untuk perhitungan curah hujan rencana ini digunakan data curah hujan dari 3 stasiun
Stasiun Penakar Hujan Batu Busuk Gunung Nago 229 155 186 207 155 186 500 193 271 500 155 271 325 175 98 89 155 239 82 87 196 215 56 180 155 115 170 152 145 140
Curah Hujan Maks. (Xi) No
Tahun mm
curah hujan, dengan memakai data curah
1
2003
297.93
hujan selama 10 tahun yaitu dari tahun 2003
2
2004
233.25
sampai tahun 2012, seperti terlampir dalam
3
2005
392.35
tabel berikut:
4
2006
144.28
5
2007
258.63
6
2008
311.35
7
2009
220.02
8
2010
375.00
9
2011
312.17
10
2012
268.33
Tabel 4.1 Curah Hujan Harian Maksimum
Rata-rata
281.33
Sumber Data : Hasil Perhitungan
4.2.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan Untuk menganalisa frekuensi curah
Distribusi Log Person III
Dari perhitungan analisa frekwensi
hujan dengan cara mengurutkan data curah
maksimum (Xi) didapat:
hujan harian maksimum mulai dari yang
1.
Jumlah Data (n) = 10
terbesar sampai yang terkecil, selanjutnya
2.
Curah hujan rata-rata ( X )
dihitung deskriptor statistiknya, yaitu: X=
Rata-rata (Xr, Yr) = Standar Deviasi (S) Koefisien Variant (Cv)
Cs 0
3.
x
i
n
2813,31 281,331 mm 10
Standart Deviasi (S)
Koefisien Skew (Ck)
n
S Koefisien Kurtosis (Ck)
x
i
x
2
i
n 1 48764,970 73,609 10 1
Setiap data pengamatan mempunyai distribusi tertentu yang sesuai, berikut ini
S = 73,609
adalah salah satu cara untuk memilih distribusi yang sesuai yaitu dimana harus
4.
Koefisien Skewness (Cs)
memenuhi persyaratan-persyaratan masingmasing distribusi yaitu: Distri usi ormal
n
Cs Cs
Distribusi Gumbel
Cs
, Ck ,
5,4002 Distribusi Log Normal
, Ck
Cs
n x i x i 1
n 1n 2S 3 10 -678616.928 10 1 10 2 73,690 3
Cs = -0,236 = Ck Cv
3
hujan
5.
Pengukuran Kurtois (Ck) n
Ck
n 2 xi x
4
i 1
n 1n 2n 3s 4
Dari data diatas dapat ditentukan distribusi yang sesuai, yaitu: Distribusi Log Person III
Cs
0
= -0,236 = (sesuai) Ck
10 2 603253519,874 10 1 10 2 10 3 73,690 4
Dari persamaan diatas, maka distribusi yang sesuai adalah distribusi Log Person III, sehingga perhitungan selanjutnya digunakan
Ck = 4,077
6.
Koefisien Variasi (Cv) Cv
=
rumus-rumus distribusi Log Person III.
Perhitungan Intensitas Curah Hujan
S x
73,609 0,262 281,331
Cv = 0,262
Intensitas menggunakan adanya
curah
hujan
dihitung
rumus mononobe dimana
pengaruh
waktu
konsentrasi.
Rumusnya adalah sebagai berikut: 2
7.
Perhitungan hujan rencana
Periode Ulang 2 tahunan R2 = X K 2 S = 281,331 + 0,0000 x 73,609
R 24 3 I 24 t c 0.87 * L2 tc 1000 * S H S L
0.3 8 5
Dimana :
= 281,331 mm I = Intensitas curah hujan (mm/jam)
I = 107.67 mm/jam
tc = Waktu konsentasi (jam) S = Kemiringan saluran (m)
Perhitungan Debit Air Hujan Perhitungan untuk saluran drainase Perhitungan debit air hujan berdasarkan
sekunder ruas S1-S2
perhitungan
Diketahui: Panjang saluran (L)
= 333,53 m
Kemiringan saluran (S) = 0,001499 m
menggunakan
intensitas rumus
hujan
dengan
metode
rasional.
Rumus debit air hujan yaitu: Qah = 0,278.C.I.A
S=
S=
ΔH L
Dimana :
0,50
Qah = Debit air hujan (m3/dt)
333,53
C
= 0,001499 m
= Koefisien pengaliran (Coef.Run off),
dalam perhitungan ini memakai nilai 0,70
Maka
0.87 * L2 tc 1000 * S
I
= Intensitas curah hujan (mm/jam)
A
= Luas daerah pengaliran (km2)
0.385
Perhitungan debit air hujan saluran = 70,8 menit
sekunder suar S1-S2
= 1,18 jam Intensitas curah hujan ( I ) = I
R 24 24 tc
2 3
107,67
mm/jam 2
347,76 24 3 I 24 1,18
Luas daerah pengaliran ( A ) = 13674,73 m2 = 0,0137 km2
Koefisien penyebaran hujan ( C ) = 0,70
Pt= Po x (1 + r)n
Maka:
ln 8.868= ln 8.8325 + 5 x ln (1 + r)
Qah = f . C. I. A
ln 8868 – ln 8.825= 5 x ln (1+r)
Qah = 0,278 x 0,70 x 72,95 x 0,0137
ln (1 + r) = (ln 8.868– ln 8.325) / 5
Qah = 0,2865 m3/dt Laju Pertumbuhan Geometrik
ln (1 + r) = 0,012 1 + r = 0,012 r = 0,012
Berdasarkan data jumlah penduduk
r = 0,12 %
yang ada pada tahun 2008 jumlah penduduk Aie Pacah adalah 8.325 jiwa dan pada tahun 2012 adalah 8.868 jiwa. Dalam menentukan laju pertumbuhan
Laju Pertumbuhan Eksponensial Untuk laju pertumbuhan eksponensial digunakan persamaan :
penduduk digunakan persamaan : Pt = Po x (1+r)n Dimana : Pt = Jumlah mahasiswa tahun terakhir
Pt = Po x er.n Maka : Pt = Po x er.n ln 8.868 = ln (8.325 x 2,7182r.n) ln 8.868 = ln 8.325 + r x 5 x ln 2,7182
Po = Jumlah penduduk tahun sebelumnya r = (ln 8.868 – ln 8.825) / (5 x ln 2,7182) r = Laju pertumbuhan mahasiswa
r = 0,012
n = Selisih tahun peninjauan
r = 0,12 %
Maka :
Dari hasil perhitungan diatas didapat nilai
Perhitungan Dimensi Saluran Drainase
laju pertumbuhan mahasiswa di Aie Pacah
Persegi
yaitu :
Q= VxA
Secara geometrik
=
0,012 %
Secara eksponensial
=
0,012 %
2
Q=
1
1 R3 S 2 A n
Dimana: Perhitungan Debit Banjir Rencana Besarnya
debit
banjir
Q = Debit saluran (m3/dt)
rencana n = angka kekasaran saluran
dihitung dengan menjumlahkan debit air R = jari-jari hidrolis saluran (m)
hujan rencana dengan debit air kotor atau air buangan.
Debit
banjir
rencana
dapat
S = kemiringan saluran
dihitung dengan persamaan berikut: V = kecepatan aliran (m/det) QBanjir Rencana = Qah + Qak A = luas penampang basah (m2) Dimana : Perhitungan saluran drainse Sekunder ruas Qah = Debit Air Hujan S1-S2 : Qak = Debit Air Buangan/Kotor Data :
Maka : QBanjir Rencana
= Qah + Qak
Q
= 0,2875 m3/dt
n
= 0,02
S
= 0,00150
b
=h
= 0,2865 + 0,0009482 = 0, 2875 m3/dt
Penampang hidrolis saluran segi empat Luas (A)
=bxh
Luas (A)
= h x h = h2
Keliling basah (P)
= b + 2h
P
8 3
0,2875=
0,2875. 0,020 . 3 = h 0,00150 0,2875 0,020 3
8 3
h =
=
=
Debit
=VxA
2
2 3
1
=
2 0,2875 0,020 3 3 (h ) = 1 2 0,00150 3 8
2 0,2875 0,020 3 3 h = 1 2 0,00150
1
1 Q= R3 S 2 A n
1 2
0,00150 2
8 3
=
8 3
2 3
= h + 2h = 3h
Jari-jari hidrolis (R)
1 h 0,00150 2 0,020 33
1 2
3
8
3
8
3
0,01725 8 h = 0,00075
Sehingga : 2
1 h 3 Q = S 2 ( h) 2 n 3 1
h = 0.55 m Maka:
0,2875=
1 h 2 0,020 3 3
2 3
1
0,00150 2 h 2
1 2
1 h 0,00150 h2 2 0,020 33
1 h 0,2875= 0,020
2
= 0,55 m
Lebar dasar saluran (b) = h = 0,55 m
2 3
0,2875=
Tinggi muka air (h)
2 3
0,00150 2
33
1 2
Dari hasil diatas diperoleh: Luas penampang A =bxh = 0,55 x 0,55 = 0,30 m2
Keliling basah saluran (P)
Q
P = b + 2h = 0,55 + (2 x 0,55)
2 2 CDH gH 3 3
Dimana :
= 1,65 m Q = Debit aliran melalui gorong-gorong Jari-jari hidrolis (R) A P 0,30 R 0,18 m 1,65 R
Tinggi jagaan (freeboard) diambil 0,3 m Tinggi saluran (H)
(m3/dt) C = Koefisien kontraksi pada sisi-sisi pemasukan.
Apabila
ujungnya
persegi, maka C = 0,9, sedangkan apabila ujungnya dibulatkan, maka C=1
H =h+F H = Tinggi permukaan air (m) = 0,55 + 0,3 = 0,85 m
D = Diameter Gorong-gorong g = Gaya grafitasi (9,81) Perhitungan gorong-gorong: Data: nilai Q masing-masing ruas saluran Gorong-gorong ruas S2-S3 Q = Q ruas S1-S2 + Q ruas S8-S2 = 0,2875 + 0,3851 = 0,6725 m3/dt
Perhitungan Gorong-Gorong Jadi, perhitungan selanjutnya: Persamaan debit yang melalui goronggorong dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
C = 0,9 (untuk ujung persegi) H = 0,9 B
Q
2 2 CBH gH 3 3
Q
2 9 2 9 CB B g B 3 10 3 10
Q
18 18 CB 2 gB 30 30
Q B 3 1 32 Cg 2 5
2
5
0,6725 B 3 1 32 0,9 9,81 2 5
1
6 6 2 Q CB 2 gB 10 10
2 5
1
3 3 2 Q CB 2 gB 5 5 1
2
0,6725 5 B 1,3101
3 32 Q CB 2 g 2 B 2 5 5
3 Q 5
1
1 2
CB
2
3
1 2
1
1
1
g2
32 Q CB 2 g 2 5 5
B
= 0,77 m
Hair
= 0,9 B
Hair
= 0,9 x 0,77 = 0,69 m
1
Hgorong-gorong = 0,25 + 0,59 = 0,94 m
5 2
B
Q 3
Analisa Back Water
1
32 Cg 2 5
5 2 Q (B 2 ) 5 3 1 3 2 Cg 2 5
Analisa arus balik / Back Water dari
2 5
Batang Maransi terhadap saluran sekunder di Purat Pemerintahan Kota Padang. Debit (Q)
= 0,2875 m³/dt
Panjang Saluran Primer
= 333,53 m
Lebar dasar saluran (b)
adalah 284,89 mm, sedangkan untuk kala
= 0,545 m
ulang 5 tahun adalah 347,76 mm
Tinggi air normal banjir (h) = 1,02 m
b. Untuk Kemiringan saluran (So)
= 0,00229
Kekasaran saluran (n)
= 0,02
kala
ulang
5
tahun
laju
Pertumbuhan penduduk adalah sebesar : - Secara geometrik
= 0,012 %
- Sacara exsponensial = 0,012 % Hasil analisa : Dengan tinggi muka air banjir 2. Dari hasil perhitungan didapat Q 1,02 m terjadi Air Balik (back water) yang terbesar adalah : sepanjang 4,73 m dari hilir saluran Primer, -
Q Sekunder = 0,3158 m3/dt
tetapi air yang balik tidak mempengaruhi muka air saluran drainase sekunder, karena
c. Dari hasil perhitungan debit saluran
jarak saluran drainase kehilir sungai adalah
didapatkan saluran yang dipakai adalah
411,14 m
saluran Persegi yang di pertimbangkan dapat menghemat lahan serta mudah
Kesimpulan dalam pemeliharaan. Berdasarkan pembahasan yang telah dilakukan, yaitu mulai dari pengolahan data, Saran sampai pada tahap perhitungan dimensi Saran yang ingin penulis sampaikan saluran, maka dapat diambil kesimpulan dalam penulisan ini adalah sebagai berikut : diantaranya adalah sebagai berikut : 1.
Seluruh karyawan di Pusat Perkantoran
a. Analisa Hidrologi agar dapat menjaga kebersihan lingkuan Besarnya curah hujan rencana maksimum perkantoran dengban tidak membuang yang
dihitung
dengan
metode
Log sampah sembarangan, karena dapat
Pearson III untuk kala ualang 2 tahun
mengganggu
aliran
air
di
saluran
drainase. 2.
Suripin, Dr. Ir. M. Eng. 2004. Sistem Drainase Perkotaan Yang Berkelanjutan.
Melakukan
pemeliharaan
saluran
drainase secara rutin untuk menjaga
Utama Lusi, Ir. MT. Bahan Ajar Rekayasa Hidrologi.
saluran tetap bisa mengalirkan air Van Te Vhow,Ph.D,Hidrolika Saluran
secara optimal. 3.
Ketika
pengerjaan
saluran,
antara
gambar dencana dengan pengerjaan dilapangan harus sesuai agar debit air hujan rencana dapat dialirkan sesuai dengan perhitungan.
DAFTAR PUSTAKA Himpunan Dosen Kopertis. 1997. Drainase Perkotaan. Jakarta: Gunadarma. Soemarto, C. D. 1999. Hidrologi Teknik Edisi Ke Dua. Jakarta: Erlangga. Subarkah Imam, Ir. 1980. Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air. Bandung: Ide Dharma.
Terbuka.
