ANALISIS EFEKTIFITAS KAPASITAS SALURAN DRAINASE DAN SODETAN DALAM MENGURANGI DEBIT BANJIR DI TUKAD TEBA HULU DAN TENGAH
TUGAS AKHIR
NYOMAN INDRA WARSADHI 0704105031
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2012
ABSTRAK Saat ini banjir dan genangan air seringkali terjadi di beberapa wilayah di Kota Denpasar. Hal ini sering menimbulkan kerugian berupa terganggunya aktivitas masyarakat, terganggunya arus lalu lintas (kemacetan) dan kerugian material. Berbagai permasalahan muncul sebagai akibat dari perkembangan pembangunan yang sangat pesat dan tidak terkontrol yang berdampak pada penyempitan area resapan sehingga pada musim hujan limpasan permukaan langsung menuju saluran drainase. Berkurangnya daerah resapan mengakibatkan terbatasnya kapasitas saluran drainase yang ada saat ini sehingga fungsi dari saluran tersebut kurang optimal. Salah satu saluran drainase yang bermasalah adalah Sungai/Tukad Teba dimana pada daerah sekitar saluran sering terjadi banjir akibat meluapnya air pada saat musim hujan. Banjir tersebut disebabkan banyak faktor antara lain endapan sedimen di sepanjang saluran, tumpukan sampah di sepanjang saluran, belum semua saluran di normalisasi/disender, terbatasnya jalan inspeksi di sepanjang saluran, serta kapasitas saluran yang sudah tidak mampu menampung debit banjir. Penelitian ini bertujuan untuk mengatasi masalah banjir yang sering terjadi dengan mengevaluasi kapasitas saluran yang ada serta meninjau perencanaan sodetan yang akan dialirkan ke Tukad Badung yang direncanakan oleh Pemkot Denpasar. Perencanaan dimensi saluran diperoleh dari perhitungan debit dengan melihat kondisi setempat dan luas daerah pengaliran. Data sekunder didapat dari Badan Meteorologi dan Geofisika Wilayah III Denpasar berupa data curah hujan harian maksimum. Data lainnya adalah Peta Rupa Bumi untuk mencari kemiringan dasar saluran dan peta DAS Tukad Teba. Metode perhitungan analisis curah hujan rencana menggunakan Metode Log Person Type III dimana curah hujan harian maksimum rata-rata menggunakan data dari Stasiun Kapal, Sanglah dan Ngurah Rai dengan aljabar rata-rata. Selanjutnya untuk perhitungan debit banjir rencana menggunakan Metode Rasional dan Hidrograf SCS. Dari hasil perhitungan didapatkan penampang saluran yang dibutuhkan lebih besar daripada penampang saluran yang ada sehingga harus dilakukan pembesaran dimensi saluran sesuai dengan hasil perhitungan. Pembesaran dimensi penampang saluran dilakukan dari bagian hulu sampai tengah, dan selanjutnya direncanakan pembuatan sodetan untuk mengurangi debit di bagian tengah sampai hilir. Saluran direncanakan dengan bentuk penampang ekonomis yaitu kombinasi persegi pada bagian atas dan trapesium bagian bawah.
Kata kunci : Banjir, kapasitas saluran, sodetan
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Analisis Efektifitas Kapasitas Saluran Drainase dan Sodetan dalam Mengurangi Debit Banjir di Tukad Teba Hulu dan Tengah tepat pada waktunya. Terselesaikannya Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, maka dari itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada yang terhormat Bapak Prof. Ir. I Nyoman Norken, S.U., Ph.D selaku dosen pembimbing I dan Bapak Ir. Gusti Ngurah Kerta Arsana, MT. selaku pembimbing II. Tidak lupa penulis menyampaikan terima kasih kepada orang tua, kakak, teman-teman Bregejes, Wee~Rha, rekan-rekan Sipil angkatan 2007 serta semua pihak yang turut membantu baik secara langsung maupun tidak langsung sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Karena itu penulis mohon maaf apabila ada kesalahan atau kekurangan di dalam laporan ini. Penulis pun sangat mengharapkan saran serta kritik yang membangun untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini kedepannya.
Denpasar, Januari 2012
Penulis
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................................. i DAFTAR ISI ........................................................................................................... ii DAFTAR TABEL ................................................................................................... v DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................... 3 1.3 Tujuan Penelitian......................................................................................... 3 1.4 Manfaat Penelitian....................................................................................... 4 1.5 Batasan Masalah .......................................................................................... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Drainase ........................................................................................................ 6 2.1.1 Definisi................................................................................................... 6 2.1.2 Pembagian Sistem Drainase.................................................................... 7 2.2 Hidrologi ....................................................................................................... 9 2.2.1 Hidrologi Perkotaan ................................................................................ 9 2.2.2 Hujan Rencana ...................................................................................... 10 2.2.3 Pengeplotan Data .................................................................................. 22 2.2.4 Uji Kecocokan ...................................................................................... 22 2.2.5 Analisis Intensitas Hujan ...................................................................... 24 2.2.6 Analisis Debit Rencana ......................................................................... 26 2.2.7 Waktu Konsentrassi (tc)........................................................................ 30 2.3 Hidraulika .................................................................................................. 32 2.3.1 Penampang Saluran............................................................................... 32
ii
2.3.2 Kekasaran Dinding Saluran .................................................................. 37 2.3.3 Kapasitas Saluran .................................................................................. 39 2.4 Kondisi Sungai di Kota Denpasar ............................................................. 40 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Jenis Data ................................................................................................... 42 3.2 Teknik Pengumpulan Data .......................................................................... 42 3.3 Analisis Data ............................................................................................... 42 3.3.1 Penentuan Distribusi Frekuensi ............................................................ 43 3.3.2 Analisis Curah Hujan ............................................................................ 43 3.3.3 Uji Kecocokan ...................................................................................... 44 3.3.4 Intensitas Curah Hujan dan Waktu Konsentrasi ................................... 44 3.3.5 Analisis Debit Banjir ............................................................................ 44 3.3.6 Analisis Penampang Saluran ................................................................ 44 3.4 Diagram Alur Perhitungan Debit Banjir dan Dimensi Saluran ................... 46 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Kondisi Umum DAS Tukad Teba ............................................................. 48 4.2 Analisis Curah Hujan ................................................................................. 48 4.2.1 Pemilihan Distribusi Frekuensi ............................................................ 50 4.3 Perhitungan Intensitas Curah Hujan .......................................................... 56 4.4 Penentuan Luas Daerah Pengaliran, Panjang Saluran (L), Kemiringan Saluran (S), Waktu Konsentrasi (tc) dan Intensitas Curah Hujan (I) ........ 62 4.5 Perhitungan Debit Banjir Rencana (Q) ..................................................... 64 4.5.1 Metode Rasional ................................................................................... 64 4.5.2 Metode Hidrograf Satuan Sintetis SCS ............................................... 65 4.6 Evaluasi Kapasitas Saluran Eksisting ....................................................... 66 4.7 Perhitungan Dimensi Saluran .................................................................... 67
iii
4.8 Perhitungan Tinggi Jagaan (t) ................................................................... 71 4.9 Perhitungan Dimensi Sodetan ................................................................... 72 BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan.................................................................................................... 77 5.2 Saran .......................................................................................................... 77 DAFTAR PUSTAKA
iv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Persyaratan Pemilihan Jenis Distribusi/Sebaran Frekuensi ................14 Tabel 2.2 Nilai K untuk Distribusi Log-Person III .............................................18 Tabel 2.3 Faktor Penyimpangan (G) untuk Distribusi Log-Person III ...............19 Tabel 2.4 Faktor Frekuensi untuk Nilai Ekstrim (K) ..........................................20 Tabel 2.5 Simpangan Baku Tereduksi (Sn).........................................................21 Tabel 2.6 Rata-rata Tereduksi (Yn) .....................................................................21 Tabel 2.7 Hubungan antara Kala Ulang dengan Faktor Reduksi (Yt) ................21 Tabel 2.8 Nilai Kritis untuk Uji Smirnov-Kolmogorov ......................................24 Tabel 2.9 Koefisien Aliran Permukaan untuk Metode Rasional .........................29 Tabel 2.10 Harga rata-rata n dalam Rumus Manning ...........................................38 Tabel 2.11 Tinggi Jagaan untuk Saluran Pasangan ...............................................39 Tabel 4.1 Data Curah Hujan Harian Maksimum Kawasan Tukad Teba .............49 Tabel 4.2 Perhitungan Hujan Harian Maksimum Rata-rata ................................50 Tabel 4.3 Perhitungan Koefisien Kemencengan (Cs) dan Koefisien Kepuncakan (Ck)......................................................................................................51 Tabel 4.4 Perhitungan Curah Hujan (X) .............................................................52 Tabel 4.5 Perhitungan Log-Person Type III ........................................................53 Tabel 4.6 Pengamatan Uji Smirnov-Kolmogorov ...............................................54 Tabel 4.7 Pengujian Nilai Distribusi Frekuensi Metode Log-Person III dengan Metode Chi Square ..............................................................................55 Tabel 4.8 Hujan Rancangan untuk Berbagai Periode Ulang ...............................56 Tabel 4.9 Perhitungan Intensitas Curah Hujan ....................................................56 Tabel 4.10 Perhitungan a dan b dengan Rumus Tabolt untuk Periode Ulang 25 Tahun Sekali ........................................................................................57 Tabel 4.11 Perhitungan a dan b dengan Rumus Sherman untuk Periode Ulang 25 Tahun Sekali ........................................................................................58 Tabel 4.12 Perhitungan a dan b dengan Rumus Sherman untuk Periode Ulang 25 Tahun Sekali ........................................................................................59 Tabel 4.13 Perbandingan Kecocokan Rumus-rumus Intensitas Curah Hujan Periode Ulang 25 Tahun ......................................................................59
v
Tabel 4.14 Perhitungan Intensitas Curah Hujan dengan Rumus Sherman untuk Berbagai Periode Ulang ......................................................................60 Tabel 4.15 Kondisi Eksisting Saluran Drainase ....................................................63 Tabel 4.16 Perhitungan Panjang Saluran, Kemiringan Saluran, Waktu Konsentrasi, Intensitas Curah Hujan dan Luas Daerah Pengaliran .....64 Tabel 4.17 Perhitungan Debit Banjir Rencana ......................................................65 Tabel 4.18 Perhitungan Debit Rencana Metode HSS SCS ...................................65 Tabel 4.19 Perhitungan Kapasitas Penampang Saluran Eksisting ........................67 Tabel 4.20 Perhitungan Kapasitas Saluran Penampang Persegi Panjang dan Trapesium ............................................................................................69 Tabel 4.21 Perhitungan Kapasitas Saluran Penampang Persegi Panjang dan Segitiga ................................................................................................71 Tabel 4.22 Tinggi Jagaan Berdasarkan Debit .......................................................72 Tabel 4.23 Perbandingan Saluran Eksisting dengan Saluran Rencana .................72 Tabel 4.24 Perhitungan Dimensi Penampang Sodetan .........................................73
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1
Peta Kota Denpasar dan Lokasi Tukad Teba ................................. 5
Gambar 2.1
Mengukur Tinggi Curah Hujan Metode Aljabar ............................11
Gambar 2.2
Mengukur Tinggi Curah Hujan Metode Poligon Thiesen ..............12
Gambar 2.3
Mengukur Tinggi Curah Hujan Metode Isohyet ............................12
Gambar 2.4
Grafik Hidrograf Satuan Sintetis Segitiga SCS ..............................28
Gambar 2.5
Penampang Melintang Saluran Berbentuk Persegi Panjang ..........33
Gambar 2.6
Penampang Melintang Saluran Berbentuk Trapesium ...................35
Gambar 2.7
Penampang Melintang Saluran Berbentuk Segitiga .......................35
Gambar 2.8
Kombinasi Penampang Saluran ......................................................36
Gambar 3.1
Diagram Alur Penelitian .................................................................46
Gambar 3.2
Diagram Alur Perhitungan Dimensi Saluran ..................................47
Gambar 4.1
Kurva IDF untuk Rumus Sherman .................................................61
Gambar 4.2
Penampang Melintang Saluran P1..................................................63
Gambar 4.3
Penampang Melintang Saluran P2..................................................63
Gambar 4.4
Penampang Melintang Saluran P3..................................................63
Gambar 4.5
Penampang Melintang Saluran P4..................................................64
Gambar 4.6
Penampang Melintang Saluran P5..................................................64
Gambar 4.7
Grafik Hidrograf Segitiga SCS .......................................................66
Gambar 4.8
Potongan Melintang Kombinasi Persegi Panjang dan Trapesium .69
Gambar 4.9
Potongan Melintang Kombinasi Persegi Panjang dan Segitiga .....70
Gambar 4.10 Penampang Rencana Saluran P1 ....................................................74 Gambar 4.11 Penampang Rencana Saluran P2 ....................................................74 Gambar 4.12 Penampang Rencana Saluran P3 ....................................................74 Gambar 4.13 Penampang Eksisting Saluran P4 ...................................................75 Gambar 4.14 Penampang Eksisting Saluran P5 ...................................................75 Gambar 4.15 Penampang Rencana Sodetan S1 untuk Q1....................................76 Gambar 4.16 Penampang Rencana Sodetan S1 untuk Q2....................................76
vii
