BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Saluran Greges merupakan salah satu saluran di kota Surabaya yang berfungsi sebagai saluran primer dalam sistem drainase Surabaya Pusat. Saluran ini mempunyai hulu di daerah Kecamatan Tegalsari yang mengalir melalui saluran Petemon, daerah perumahan Darmo Satelit yang mengalir melalui saluran Simo dan saluran Gunungsari. Sedangkan bagian hilir adalah Boezem Morokrembangan yang merupakan kolam penampungan air sementara sebelum dibuang ke laut. Sistem saluran Greges terdiri atas beberapa saluran sekunder yang diantaranya adalah saluran Rembang, saluran Dupak, saluran Asembagus dan beberapa sekunder yang mengalir melalui saluran Simo, saluran Petemon dan saluran Gunungsari. boezem Morokrembangan sebagai muara saluran Greges terdiri dari dua buah Boezem, yaitu Boezem utara dan Boezem selatan. Pada bangunan pemisah kedua boezem tersebut terdapat enam pintu air dan lima pompa banjir. Luas Boezem selatan 37,6 ha yang sekarang berubah menjadi 16,6 ha akibat terjadi sedimentasi, tumpukan sampah dan pemukiman liar (Deliana 2008). Selain dari Saluran Greges, Boezem Selatan juga menerima inflow dari kali Jepara/pesapen. Sedangkan Boezem utara tidak termasuk didalam DAS saluran Greges. Dengan perkembangan kota yang pesat dan perubahan fungsi lahan oleh pemukiman penduduk dan industri berakibat munculnya masalah terutama banjir didalam kota Surabaya pada saat terjadi hujan. Sebagai salah satu jaringan drainase di kota Surabaya, saluran Greges tidak luput dari bencana yang terjadi setiap tahun tersebut. Lokasi yang selalu terjadi banjir dan genangan sebanyak 15 kelurahan. Daerah paling parah terjadi genangan adalah di sekitar saluran primer Greges dan beberapa daerah disekitarnya yang terkena langsung dampak terjadinya genangan tersebut, yaitu di kelurahan Dupak, kelurahan Dukuh, kelurahan Petemon, kelurahan Simomulyo, kelurahan Banyu urip dan beberapa wilayah lain. Tinggi genangan yang terjadi mencapai ± 0,5-1,00 m dan lama genangan yang terjadi ± 3-5 jam. Selain masalah dari kemampuan saluran, pengaruh kapasitas maupun sarana pendukung boezem Morokrembangan untuk menampung debit air yang masuk juga menjadi salah satu faktor terjadinya banjir dan genangan tersebut. Dari uraian tersebut di atas maka untuk mengatasi banjir ataupun genangan yang terjadi pada DAS saluran Greges perlu adanya upaya pengendalian pada sistem tersebut dengan mempelajari permasalahan yang ada, sehingga dapat diambil solusi yang tepat dalam upaya penanganan banjir dan genangan di wilayah DAS saluran Greges. Diharapkan dengan adanya penanganan masalah yang
baik pada sistem drainase, masalah banjir dan genangan yang selama ini terjadi di DAS saluran Greges dapat teratasi dan mampu mengalirkan debit air dengan lancar menuju boezem Selatan sebelum dibuang ke boezem Utara dan seterusnya ke laut. 1.2 Rumusan Permasalahan Berdasarkan penjelasan dari latar belakang diatas, maka dapat disimpulkan mengenai permasalahan-permasalahan yang terjadi dalam penanganan permasalahan banjir Saluran Greges antara lain: 1. Berapa luas, kedalaman dan lama genangan/banjir yang terjadi pada DAS saluran Greges? 2. Apa penyebab timbulnya genangan/banjir pada DAS saluran Greges? 3. Berapa kapasitas saluran Greges? 4. Apakah sistem drainase saluran Greges dan kapasitas pintu air, pompa air dan tampungan boezem Morokrembangan yang ada mampu mengendalikan debit banjir pada DAS saluran Greges? 5. Bagaimanakah solusi yang perlu di lakukan untuk mengatasi banjir dan genangan pada DAS Saluran Greges? 1.3 Tujuan Tujuan dari Tugas Akhir ”Studi penanggulangan banjir dan genangan DAS Saluran Greges” ini antara lain adalah: 1. Mengetahui luas, kedalaman dan lama banjir dan genangan yang terjadi pada DAS saluran Greges. 2. Mengetahui penyebab timbulnya genangan/banjir pada DAS saluran Greges. 3. Mengetahui kapasitas saluran Greges. 4. Mengetahui kemampuan sistem drainase saluran Greges dan kapasitas pintu air, pompa air dan tampungan pada boezem Morokrembangan dalam mengendalikan debit banjir pada DAS saluran Greges 5. Mencari solusi yang perlu dilakukan untuk mengatasi genangan/banjir pada DAS saluran Greges. 1.4 Batasan Masalah Permasalahan yang akan dibahas pada Tugas Akhir ini meliputi: 1. Perhitungan hujan rencana. 2. Perhitungan debit rencana, yang hanya dilakukan analisis curah hujan dan tidak memperhitungkan debit buangan Rumah Tangga dan industri. 3. Perhitungan kapasitas saluran Primer Greges. 4. Perhitungan kapasitas Pintu air, pompa air dan tampungan boezem Morokrembangan tidak mendetail. 5. Tidak menghitung aspek ekonomi.
1.5 Manfaat Adapun manfaat dari Tugas Akhir ini adalah untuk mendapatkan perencanaan sistem drainase saluran Greges yang baik dan memadai, sehingga diharapkan dapat dimanfaatkan dalam penanganan permasalahan banjir kota Surabaya khususnya di sebagian kawasan Surabaya Pusat. 1.6 Lokasi Studi
P AB EA N CA NTIKAN
S EMA MPIR
Surabaya utara K RE MB ANGAN
A S E M ROWO
B UBUTAN
S UK OM A NUNGGAL
T ANDES
Surabaya barat
Surabaya pusat
S AWAHAN
T EGALSA RI
WONOK ROMO
Gambar 1.1 Peta lokasi DAS saluran Greges BOEZEM MOROKREMBANGAN
Keterangan: Luas DAS Koef. Aliran 70 ha 0.65
113 ha 0.65 5 ha 0.75
49 ha 0.70
84 ha 0.75
67 ha 0.75
184 ha 0.80
30 ha 0.75
26 ha 0.75
32 ha 0.75
76 ha 0.70
15 ha 0.65
3 ha 0.50
57 ha 0.55
160 ha 0.65
37 ha 0.65
42 ha 0.70
30 ha 0.70
90 ha 0.65
32 ha 0.65
Gambar 1.2 Skema sistem drainase saluran Greges
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 1. 2. 2.1 Analisis Hidrologi Dalam suatu perencanaan bangunan air perlu dilakukan analisis awal yaitu analisis hidrologi. Analisis hidrologi adalah analisis untuk mengetahui besarnya debit yang akan dialirkan sehingga dapat ditentukan dimensi bangunan air tersebut secara ekonomis. Besar debit yang digunakan sebagai dasar perencanaan adalah debit rencana yang didapat dari analisis hujan pada periode ulang tertentu. 2.1.1 Curah hujan maksimum rata-rata Data hujan yang tercatat di setiap Stasiun hujan adalah tinggi hujan disekitar stasiun penakar hujan tersebut. Data curah hujan yang diperoleh akan bervariasi. Dalam analisa Hidrologi diperlukan data curah hujan rata-rata yang dihubungkan dengan besarnya aliran yang terjadi. Dalam Tugas Akhir ini curah hujan rata-rata dihitung dengan menggunakan cara Poligon Thiessen. Hal ini disebabkan oleh luas wilayah, keadaan topografi dan stasiun pengamatan hujan yang tidak merata sehingga perlu ditinjau tiap stasiun daerah pengaruhnya. Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:
R=
A1.R1 + A2.R 2 + ...... An.Rn ATot
Variabel acak kontinyu (Countinuous random variable), yang diantaranya adalah: Distribusi Normal dan Pearson tipe III Distribusi Log Normal dan Log Pearson Tipe III 2.1.2.1 Distribusi Normal dan Pearson Tipe III Distribusi Normal Ri = Xi maka Parameterparameter statistik untuk Distribusi Normal berturutturut dapat dihitung sebagai berikut: n
1. Nilai rata-rata(mean), X =
R = tinggi hujan rata-rata daerah aliran (mm) R1 = tinggi curah hujan di pos 1,2,....,n A1 = luas daerah pengaruh pos (Sumber: C.D. Soemarto Hidrologi teknik II)
2.1.2 Curah Hujan Rencana Sebelum menentukan distribusi yang akan digunakan dalam menghitung hujan rencana maka perlu dilakukan analisis frekuensi. Analisis frekuensi adalah analisis mengenai pengulangan suatu kejadian untuk menetapkan besarnya hujan atau debit periode ulang tertentu dengan menggunakan metode perhitungan Statistik periode ulang (Return period) diartikan sebagai waktu yang diduga, dimana hujan atau debit dengan besaran tertentu akan disamai atau dilampaui sekali dalam jangka waktu tersebut. Jadi tidak ada pengertian bahwa kejadian tersebut akan berulang secara teratur setiap periode ulang tersebut. Analisis ini dapat dilakukan dengan data yang diperoleh dari pengamatan hujan. Analisis frekuensi ini didasarkan pada sifat statistik dari data yang tersedia untuk memperoleh probabilitas besaran hujan atau debit dimasa yang akan datang. Adapun distribusi probabilitas yang dipakai adalah distribusi dari
i =1
...... 2.2
n
∑ (x − x )
2
(n − 1)
2. Standar deviasi, s =
...... 2.3
s 3. Koefisien variasi, Cv = x 4. Koefisien kemencengan,
Cs =
..... 2.4
(
n∑ x − x
)
3
(n − 1)(n − 2)s 3
5. Koefisien ketajaman,
(
n2 ∑ x − x
...... 2.5
)
4
Ck = (n − 1)(n − 2 )(n − 3)s 6. Persamaan Distribusi,
X = X + k .s
........... 2.1
Dimana:
∑X
4
...... 2.6 ...... 2.7
Tabel 2.1 Nilai k variabel reduksi Gauss No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Periode Ulang T (tahun) 1,001 1,005 1,01 1,05 1,11 1,25 1,33 1,43 1,67 2 2,5 3,33 4,0 5,0 10,0 20,0 50,0 100,0 200,0 500,0 1000,0
Sumber: Soewarno
Peluang 0,999 0,995 0,990 0,95 0,90 0,80 0,75 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,25 0,20 0,10 0,05 0,02 0,01 0,005 0,002 0,001
k -3,05 -2,58 -2,33 -1,64 -1,28 -0,84 -0,67 -0,52 -0,25 0,0 0,25 0,52 0,67 0,84 1,28 1,64 2,05 2,33 2,58 2,88 3,09
2.1.2.2 Distribusi Log Normal dan Log Pearson Tipe III Distribusi Log Pearson Tipe III adalah mentransformasikan data aslinya kedalam harga-harga logaritma yaitu Xi = logRi maka parameter-parameter statistik untuk Distribusi Log Pearson Tipe III dihitung berurutan seperti berikut; 1. Nilai rata-rata(mean), log X = ∑ log X
....... 2.8
n
2. Standar deviasi,
∑ (log x − log x )
2
s log x =
(n − 1)
........2.9
3. Koefisien variasi, Cv =
s log x log x
......2.10
4. Koefisien kemencengan, Cs =
(
n∑ log x − log x
)
2. Tentukan nilai masing-masing peluang teoritis dan hasil penggambaran data (persamaan distribusi) X1 P'(X1) X2 P'(X2) Xm P'(Xm) Xn P'(Xn)
3
.......2.11
(n − 1)(n − 2)( s log x) 3
5. Koefisien ketajaman, Ck Ck =
1. Urutkan data (dari yang terbesar ke yang terkecil atau sebaliknya) dan tentukan besarnya peluang dari masing-masing data tersebut : X1 P(X1) X2 P(X2) Xm P(Xm) Xn P(Xn) m P (X) = dan P (X,) = 1 - P (X) .....2.14 n +1 Dengan: P(x) = peluang M = nomor urut kejadian N = jumlah data
(
n 2 ∑ log x − log x
)
4
(n − 1)(n − 2)(n − 3)( s log x)4
6. Persamaan Distribusi : log X = log x + k .s log x
.......2.12
f (t) =
R−R P (X) dan P (X<) Sd
......2.15
Dengan: 3. F(t) = distribusi normal standart (standart normal distribution) R = curah hujan
R = curah hujan rata-rata P (Xm) = peluang teoritis yang terjadi pada nomer ke-m yang didapatkan dari tabel. .......2.13
2.1.3 Uji Distribusi Data Kebenaran dari kesimpulan yang dibuat dari analisis data Hidrologi sebenarnya tidak dapat dipastikan benar secara mutlak, karena kesimpulan analisis Hidrologi umumnya dibuat berdasarkan data sampel dari populasi, oleh karena itu aplikasi teori peluang sangat diperlukan dalam analisis Hidrologi. Uji Distribusi (Probably Distribusion) adalah suatu distribusi yang menggambarkan peluang dari sekumpulan varian sebagai pengganti frekuensinya. Untuk pengujian distribusi frekuensi dalam masalah ini menggunakan: 1. Smirnov-Kolmogorov 2. Chi-Square test (Uji Chi kuadrat) 2.1.3.1 Uji Smirnov Kolmogorov Uji Smirnov Kolmogorov sering juga disebut uji kecocokan non-parametik (non paramitic test) karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Prosedurnya adalah sebagai berikut:
4. Dari kedua nilai peluang tersebut tentukan selisih terbesarnya antara peluang pengamatan dengan peluang teoritis Dmax = [ P(Xm) - P'(Xm)] ......2.16 5. Berdasarkan tabel nilai kritis Smirnov Kolmogorov tes, ditentukan harga Do. 6. Apabila Dmax < Do maka distribusi teoritis yang digunakan untuk menentukan persamaan distribusi dapat diterima. Apabila Dmax > Do maka distribusi teoritis yang digunakan untuk menentukan persamaan tidak dapat diterima. Tabel 2.2 Tabel nilai uji kritis untuk SmirnovKolmogorov α N 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
0.2 0.45 0.32 0.27 0.23 0.21 0.19 0.18 0.17 0.16 0.15
Sumber: Soewarno
0.1 0.51 0.37 0.3 0.26 0.24 0.22 0.2 0.19 0.18 0.17
0.05 0.56 0.41 0.34 0.29 0.27 0.24 0.23 0.21 0.2 0.19
0.01 0.67 0.49 0.4 0.36 0.32 0.29 0.27 0.25 0.24 0.23
2.1.3.2 Chi-Square test • Pada dasarnya Chi-Square test (uji Chi- • kuadrat) dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilih dapat • mewakili dari distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Pengambilan keputusan ini menggunakan 6. parameter x2, oleh karena itu disebut uji Chi-kuadrat. Parameter x2 dapat dihitung dengan rumus: G
xh = ∑ 2
(Oi − Ei )2
i −1
Ei
........2.17
Dimana: xh2 = parameter Chi-kuadrat terhitung G = jumlah sub kelompok Oi = jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke i Ei = jumlah nilai teorotis pada sub kelompok ke i Aplikasi metode Chi-kuadrat dan syaratsyaratnya dapat di penuhi dengan interprestasi dari hasil sebagai berikut: 1. Apabila distribusi peluang >5% berarti jumlah data pengamatan dan tahun dengan distribusi hujan harian maksimum yang ada dapat diterima dan digunakan dalam perhitungan selanjutnya. 2. Apabila distribusi peluang <1% maka jumlah data pengamatan n tahun dengan distribusi hujan harian maksimum yang ada, tidak memenuhi syarat distribusi yang di tentukan. 3. Apabila distribusi peluang antara 1% sampai 5%, ini berarti tidak mungkin mengambil keputusan atau data pengamatan perlu di tambah, untuk memenuhi syarat yang ditentukan. (Suripin 2004)
Kolom 4 = jumlah data (Ei) di peroleh dari N/k. Kolom 5 = Oi - Ei. (Oi − Ei ) 2 Kolom 6 = Jumlah keseluruhan dari JumlahDataEi menjadi (χ2 h). Interprestasi data yang ada dengan membandingkan nilai Chi Kuadrat Kritis dan nilai Chi Kuadart dengan memasukkan hasil (χ2 h) pada tabel 2.1. Apabila (χ2 h) < (χ2 Cr), berarti jumlah data dapat digunakan untuk perhitungan selanjutnya sesuai interprestasi datanya. (Soewarno 1995)
Tabel 2.3 Nilai kritis untuk uji Chi-kuadrat dk
Derajat Kepercayaan 0.995
0.990
0.975
0.950
0.050
0.025
0.010
1 2 3 4 5
0.000
0.000
0.001
0.004
3.841
5.024
6.635
7.879
0.010 0.072
0.020 0.115
0.051 0.216
0.103 0.352
5.991 7.815
7.378 9.348
9.210 11.345
10.597 12.838
0.207
0.297
0.484
0.711
9.488
11.143
13.277
14.860
0.412
0.554
0.831
1.145
11.070
12.832
15.086
16.750
6 7 8 9 10
0.676 0.989
0.872 1.239
1.237 1.690
1.635 2.167
12.592 14.067
14.449 16.013
16.842 18.475
18.548 20.278
1.344 1.735
1.646 2.088
2.180 2.700
2.733 3.325
15.507 16.919
17.535 19.023
20.090 21.666
21.955 23.589
2.156
2.558
3.247
3.940
18.307
20.483
23.209
25.188
11 12 13 14 15
2.603
3.053
3.816
4.575
19.675
21.920
24.725
26.757
3.074
3.571
4.404
5.226
21.026
23.337
26.217
28.300
3.565
4.107
5.009
5.892
22.362
24.736
27.688
29.819
4.075
4.660
5.629
6.571
23.685
26.119
29.141
31.319
4.601
5.229
6.262
7.261
24.996
27.488
30.578
32.801
16 17 18 19 20
5.142
5.812
6.908
7.962
26.296
28.845
32.000
34.267
5.697
6.408
7.564
8.672
27.587
30.191
33.409
35.718
6.265
7.015
8.231
9.390
28.869
31.526
34.805
37.156
6.844
7.633
8.907
10.117
30.144
32.852
36.191
38.582
7.434
8.260
9.591
10.851
31.410
34.170
37.566
39.997
21 22 23 24 25
8.034
8.897
10.283
11.591
32.671
35.479
38.932
41.401
8.643
9.542
10.982
12.338
33.924
36.781
40.289
42.796
9.260
10.196
11.689
13.091
36.172
38.076
41.638
9.886
10.856
12.401
13.848
36.415
39.364
42.980
45.558
10.520
11.524
13.120
14.611
37.652
40.646
44.314
46.928
11.160
12.198
13.844
15.379
38.885
41.923
45.642
48.290
11.808
12.879
14.573
16.151
40.113
43.194
46.963
49.645
12.461
13.565
15.308
16.928
41.337
44.461
48.278
50.993
13.121
14.256
16.047
17.708
42.557
45.722
49.588
52.336
13.787
14.953
16.791
18.493
43.773
46.979
50.892
53.672
26 27 28 29 30
0.005
44.181
Sumber : Soewarno
1.
2.
3.
4. 5. • • •
Atas dasar teori di atas maka proses perhitungan dapat dilakukan seperti berikut: Tetapkan jumlah pengamatan data curah hujan (n) tahun. Urutkan data pengamatan dari besar ke kecil atau sebaliknya. Hitung jumlah kelas (K) = 1 + 3.322 Log n. Kelompokkan data menjadi subgroup, tiap-tiap subgroup minimal 4 data pengamatan. Hitung derajat kebebasan (DK) = K - (U +1), dimana U = 2 untuk distribusi normal dan binominal dan nilai U = 1, untuk distribusi poisson. Cari nilai Chi Kuadrat (χ2 Cr) dari harga DK dan αh = 5% dari tabel 2.1 Selanjutnya perhitungan dilakukan menggunakan tabel, Kolom 1 = jumlah kelas untuk pembagian sub group berdasarkan hasil (K). Kolom 2 = nilai batas sub kelompok. Kolom 3 = jumlah data (Oi), jumlah kejadian dari data pengamatan tiap-tiap pembagian kelas kolom 2.
2.1.5 Periode ulang Pada dasarnya besar hujan rencana dipilih berdasar pada penimbangan nilai urgensi dan nilai sosial ekonomi daerah yang diamankan.
Tabel 2.4 Periode ulang hujan untuk perencanaan saluran NO 1
Distribusi
PUH (tahun)
Saluran Mikro Pada Daerah : * Lahan rumah, taman, kebun, kuburan, Lahan tak terbangun
2
* Kesibukan dan Perkantoran
5
* Perindustrian : > Ringan
2
3
4
5
> Menengah
10
> Berat
25
> Super berat/proteksi negara
50
Saluran Tersier : * Resiko kecil
2
* Resiko besar
5
Saluran Sekunder : * Tanda resiko
2
* Resiko kecil
5
* Resiko besar
10
Saluran Primer (induk) : * Tanda resiko
5
* Resiko kecil
10
* Resiko besar
25
atau : * Luas DAS (25 - 50) ha * Luas DAS (50 - 100) ha * Luas DAS (100 - 1300) ha
(10-25)
* Luas DAS (1300 - 6500) ha
(25-50)
5
Pengandali Banjir Makro
6
Gorong-gorong :
7
5 (5-10)
100
* Jalan raya biasa
10
* Jalan raya by pass
25
* Jalan ways
50
Komponen lahan Jalan: - aspal - beton - bata/paving Atap Lahan berumput - tanah berpasir, - landai (2%) - curam (7%) - tanah berat, - landai (2%) - curam (7%) Untuk Amerika Utara, harga secara keseluruhan:
Lahan Daerah perdagangan - Penting, padat - kurang padat Area pemukiman: - Perumahan tunggal - perumahan kopel berjauhan - perumahan kopel berdekatan - perumahan pinggir kota - apartemen Area Industri : - ringan - berat Taman dan makam Taman bermain Lahan kosong/terlantar
Koefisien C (%) 70 - 95 80 - 95 70 - 85 75 - 95 5 - 10 15 - 20 13 - 17 25 - 35 Koefisien pengaliran total C (%) 70 - 95 50 - 70 30 - 50 40 - 60 60 - 75 25 - 40 50 - 70 50 - 80 60 - 90 10 - 25 20 - 35 10 - 30
sumber: Modul kuliah Drainase (dikutip dan diterjemahkan dari Design and Contruction of Sanitary and Storm Sewers)
Saluran Tepian : *jalan raya biasa
Tabel 2.5: Harga koefisien hambatan (C)
(5-10)
* Jalan raya by pass
(10-25)
* Jalan ways
(25-50)
Sumber: Modul kuliah Drainase
2.1.6
Koefisien Pengaliran Untuk menentukan koefisien pengaliran ratarata, rumus yang digunakan adalah sebagai berikut: A .C + A2 .C 2 + ............... + An.Cn .......2.19 C= 1 1 A Dimana: C = Koefisien aliran rata-rata. An = Luas lahan (km²). Cn = Koefisien aliran pada tata guna lahan yang berbeda. A = Luas total lahan (km²). (Sumber: Modul kuliah Drainase)
Koefisien pengaliran didasarkan pada suatu pertimbangan bahwa koefisien tersebut sangat tergantung pada faktor-faktor fisik seperti yang disajikan pada tabel berikut:
2.1.7 Debit banjir rencana metode Hidrograf Nakayasu Dalam perencanaan bangunan pengendali banjir seperti waduk, normalisasi sungai, tanggul, dan sebagainya perlu memperkirakan debit terbesar dari aliran sungai atau saluran yang mungkin terjadi dalam suatu periode tertentu yang mungkin terjadi dalam suatu periode tertentu yang disebut debit rencana. Perhitungan debit banjir rencana untuk saluran drainase ini dilakukan berdasarkan hujan harian maksimum yang terjadi pada suatu periode ulang tertentu. Hal ini dilakukan mengingat adanya hubungan antara hujan dan aliran sungai atau saluran. Dimana besarnya aliran dalam sungai ditentukan dari besarnya hujan, intensitas hujan, luas daerah, luas daerah aliran sungai dan ciri-ciri daerah alirannya. Metode yang digunakan untuk menghitung debit banjir rencana yaitu metode Nakayasu Pada unit Hydrograph Nakayasu, perumusan debit dirumuskan sebagai berikut: 1 Ro Qp = C × ×A× ......2.20 (0,3Tp + T0,3 ) 3,6 Dimana: Qp = debit puncak banjir (m3/dt/mm) A= luas daerah pengaliran (km2) Ro = curah hujan satuan (mm) (Sumber: CD. Soemarto)
Tp = Tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir (jam) T 0.3 = Waktu yang diperlukan pada penurunan debit puncak sampai ke debit sebesar 30% dari debit puncak (jam)
Untuk menentukan Tp dan T0.3 digunakan rumus: Tp = Tg+0,8 T .......2.21 T 0.3 = α × Tg .......2.22
Persamaan hidrograf satuan adalah sebagai berikut: 1. Pada kurva naik (rising line) 0 < 1 < Tp
Tg dihitung berdasarkan rumus: Tg = 0,40+0,058.L, untukL>15km Tg = 0,21.L.0,70, untukL<15km
........2.23 ........2.24
t Qt = Qp × TP
Tr = 0,5Tg-Tg
........2.25
Di mana: Tg = waktu kosentrasi (jam) L = panjang alur sungai (km) Tr = satuan waktu hujan (jam) α = parameter yang bernilai antara 1,5 - 3,5
2.4
.........2.28
2. Pada kurva turun (recession line) a. Tp ≤ t ≤ (Tp+T 0,3 ) Qt = Qp × 0,30
t − Tp + 0 , 5 T0 , 3 T0.3
.........2.29
b. (TP + T 0,3 ) ≤ t ≤ (TP + T 0,3 + 1,5.T 0,3 ) Qt = Qp × 0,30
t − Tp + 0 , 5 T0 , 3 1, 5 T0.3
......... 2.30
c. t ≥ (Tp + T 0,3 + 1,5 T 0,3 ) 0.8Tr
Tg
Lengkung Naik
Lengkung Turun
Qt = Qp × 0,30
t −Tp + 0 , 5 T0 , 3 2 T0.3
..........2.31
Qp 0,3Qp Tp
T 0,3
0,32Qp 1,5 T 0,3
1,5 T 0,3
Gambar 2.1 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Harga α mempunyai kriteria sebagai berikut: a. Untuk daerah pengaliran biasa harga α = 2 b. Untuk bagian naik hidrograf yang lambat dan bagian menurun dengan cepat harga α = 1,5 c. Untuk bagian naik hidrograf yang cepat dan bagian menurun yang lambat harga α = 3 Untuk menentukan parameter tersebut digunakan rumus pendekatan sebagai berikut: T 0,3 = 0,47(A × L)0,25 ........2.26 T 0.3 = α × Tg Dari kedua persamaan diatas, maka nilai dari α dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut:
0,47 (A × L ) Tg
2.2 Analisis Hidrolika 2.2.1 Perhitungan Kapasitas Saluran Kapasitas saluran merupakan besarnya daya tampung suatu saluran yang dihitung berdasarkan debit maksimum. Kapasitas Pengaliran sungai dihitung berdasarkan rumus Manning yang mana perhitungannya berdasarkan atas hasil pengukuran profil yaitu long section dan cross section saluran drainase. Cara ini memungkinkan untuk mengevaluasi pengaruh masing-masing variable terhadap besarnya kecepatan. Bila dilakukan evaluasi semacam ini, kecepatan pada kondisi tertentu bagi variabel-variabel sama dengan tingkat pengaruh setiap variable tersebut terhadap kecepatannya. Rumus Manning : Q = A.V V=
.............2.32 2 3
1 .R .I n
1 2
.............2.33
0 , 25
α=
........2.27
Dimana: L = Panjang alur sungai utama terpanjang (km) A = Luas daerah aliran (km2) Namun tidak tertutup kemungkinan untuk mengambil harga α yang bervariasi guna mendapatkan hidrograf yang sesuai dengan hasil pengamatan.
Dimana: Q = kapasitas tampung alur (m3/det) A = luas penampang basah sungai (m2) R = jari-jari hidrolis (m) = A P
I n P
= kemiringan garis energi = koefisien kekasaran = Keliling basah (m)
Tabel 2.6 Koefisien Kekasaran Manning (n) untuk perencanaan Saluran Nilai “n” Manning 0.035 0.035
Jenis Saluran Aliran Permukaan Saluran tanah tanpa pasangan Saluran pasangan: Batu kali/beton, pada sisinya saja, dasar sedimen Batu kali/beton, pada sisinya saja, dasar bersih Batu kali dengan plesteran/beton, Kedua sisi dan dasar
: :
: : :
0.014
Pada studi ini digunakan data pasang surut air laut dari Surabaya Drainage Master Plan (SDMP) 2018 yang masih dapat dipercaya. PASANG - SURUT NORMAL Waktu (Jam) 18
19
20
21
22
23
24
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
h2
15
a
- 1.50 - 2.15
Gambar 2.3 Sketsa bukaan pintu air boezem Morokrembangan terhadap muka air
0.020
2.2.2 Pasang surut air laut Mengingat elevasi muka air laut selalu berfubah setiap saat, maka diperlukan suatu elevasi yang ditetapkan berdasarkan data pasang surut yang dapat digunakan sebagai pedoman didalam perencanaan/pengolahan suatu sarana sumber daya air (misalnya waduk). (Sumber: Triatmojo 1999)
17
b h1
0.025
Sumber: Surabaya Master Plan Drainage (SDMP) 2018
16 0.00
+ 0.00
Q = K μ a b �2𝑔𝑔ℎ 1 R
..........2.34
debit ( m3/detik ) faktor aliran tenggelam Koefisien debit bukaan pintu ( m ) lebar pintu ( m ) percepatan gravitasi ( m/detik ) (≈ 9.8) = kedalaman air didepan pintu diatas ambang h1 (m) Dalam perhitungan debit air yang melewati pintu air Flap gate perlu diperhatikan koefisienkoefisien yang berpengaruh, yaitu faktor aliran tenggelam dan koefisien debit yang dipengaruhi oleh tinggi muka air dihulu dan hilir pintu, dan berhubungan langsung dengan penetapan derajat (β) bukaan pintu air. Q K μ a b g
= = = = = =
16
- 0.50
- 1.00
elv. laut
h (m) - 1.50
- 2.00
- 2.50
Sumber: SDMP 2018 & Deliana
Gambar 2.2 Grafik Pasang surut rencana 2.2.3 Pintu air Flap gate Pengoperasian pintu manual yang dilakukan oleh tenaga manusia tidak sesuai dengan yang digunakan pada daerah yang dipengaruhi oleh aliran pasang surut. Pintu harus dibuka pada saat muka air di sebelah hulu tinggi dan ditutup saat muka air di sebelah hilir naik. Prinsip pengoperasian pintu air Flap gate dipengaruhi oleh perilaku aliran. Pada kondisi aliran bebas bukaan pintu Flap gate dipengaruhi oleh perubahan debit air di sebelah hulu, namun tidak dipengaruhi oleh perubahan muka air di sebelah hilir. Pada kondisi aliran tenggelam, gaya angkat yang semakin besar mengakibatkan bukaan pintu yang semakin besar (gambar 2.3).
(Sumber: Kriteria perencanaan bagian bangunan – KP 4)
Gambar 2.4 Koefisien K untuk debit tenggelam (rumus Scmidt)
(Sumber: Kriteria perencanaan bagian bangunan – KP 4)
Gambar 2.5 Koefisien debit μ masuk permukaan pintu
2.2.4 Analisis Pemompaan Banjir atau genangan yang terjadi pada daerah yang terletak pada daerah dataran rendah biasanya berasal dari tiga sumber, yaitu: lanjutan dari hulu, hujan setempat, dan genangan akibat air pasang. Pada daerah dataran rendah dimana kelandaian kecil maka aliran gravitasi juga kecil, maka untuk mempercepat aliran digunakan pompa. Pompa berfungsi untuk mengalirkan air dari permukaan rendah ke permukaan yang lebih tinggi. Dengan adanya kenaikan permukaan air di muara saluran akibat pasang air laut maka pompa sangat diperlukan.
7.
9. ∆E = Perubahan energi spesifik ( m ) E2 - E1 . .............2.39 10. If = Miring energi Sf =
R
4
.............2.40
3
11. If rt = Miring energi rata -rata
If rt =
Sf1 + Sf 2 2
.............2.41
12. Ib − If rt = Selisih miring dasar dengan miring energi rata-rata .............2.42 13. ∆X = Panjang bagian saluran antara 2 tahap berurutan (m) dX =
dE Ib − If rt
2 hf
v²1 2g
A R= P 4
Q A
h1 h2 Z1
.............2.36
Dasar saluran Bidang persamaan
Z2
Sumber: Modul kuliah Drainase
Gambar 2.6 Bagian saluran untuk menurunkan metode tahapan langsung Dimana: Z 1 = Tinggi dasar saluran dari garis persamaan pada potongan 1 (m) Z2 = Tinggi dasar saluran dari garis persamaan pada potongan 2 (m)
hf
.............2.35
5. R 3 6. V = Kecepatan aliran Rata – rata ( m/dt )
v²2 2g
Dimana: Qi = Debit masuk/inflow (m3/detik) ke waduk, didapat dari hidrogaf aliran Qo= Debit outflow (m3/detik), dari kapasitas pompa banjir dan debit lewat pintu ds = Volume tampungan (storage) dt = Periode penelusuran (dalam menit, jam atau hari) 2.2.6 Analisis profil muka air Metode yang digunakan untuk aplikasi profil muka air ini adalah metode Tahapan Langsung Langkah perhitungan metode tahapan langsung: 1. h = Kedalaman aliran ( m ) 2. A = Luas penampang basah saluran ( m2 ) 3. P = Keliling basah saluran ( m ) 4. R = Jari – jari hidrolis saluran ( m )
.............2.43
14. X = Jarak dari penampang yang ditinjau terhadap titik kontrol awal perhitungan (panjang pengaruh aliran back water) (m)
..........2.35
𝑑𝑑𝑑𝑑
V=
n2 ×V 2
1
𝑑𝑑𝑑𝑑
.............2.37
V2 8. E = energi spesifik ( m ) E = h + .....2.38 2g
2.2.5 Kapasitas tampung Boezem dengan Hydrologic Reservoir Routing Reservoir routing (Penelusuran banjir) mempelajari jumlah air yang masuk ke tampungan akibat banjir. Untuk itu perlu diketahui hubungan volume dan elevasi tampungan serta hubungan elevasi dan outletnya, dalam rangka memperkirakan variasi elevasi tampungan dan outflow untuk setiap waktu. Boezem dianggap sebagai waduk yang kecil sehingga penelusuran banjirnya menggunakan prinsip hydrologic reservoir routing. Prinsip dari analisis reservoir routing adalah penggunaan persamaan kontinuitas yang umumnya sebagai berikut: Qi – Qo =
V2 = Tinggi kecepatan ( m ) 2g
V1 V2 h1 h2 g
= Kehilangan total tinggi tekanan yang disebabkan oleh gesekan (m) = Kecepatan aliran pada penampang 1 (m/dt) = Kecepatan aliran pada penampang 2 (m/dt) = Kedalaman air pada bidang 1 (m) = Kedalaman air pada bidang 2 (m) = Percepatan gravitasi (9,81 m/dtk2)
BAB III METODOLOGI
6. Peta tata guna lahan Peta tata guna lahan adalah data sekunder yang digunakan untuk mengetahui penggunaan lahan yang ada dan menentukan nilai pengaliran.
Pengerjaan Tugas Akhir dengan judul ”Studi penanggulangan banjir dan genangan DAS saluran 3.4 Analisis dan Perhitungan Greges Surabaya” ini dikerjakan dengan melalui • Perhitungan Analisis Hidrologi : beberapa tahap yaitu: Analisis data hujan Distribusi hujan 3.1 Survey Pendahuluan Analisis hujan rencana Penyusunan Tugas Akhir ini diawali dengan Perhitungan debit rencana survey pendahuluan di lokasi yaitu di DAS saluran Analisis Hidrolika : Greges dan boezem Morokrembangan. Tujuan Analisis saluran dilakukannya survey ini adalah untuk melihat dan Analisis pintu air, pompa air dan kapasitas boezem mengamati secara langsung kondisi lokasi, dan Solusi pemecahan atas permasalahankondisi saluran drainase yang ada di DAS saluran permasalahan yang ada. Greges. Analisis saluran Analisis pintu air, pompa air dan kapasitas boezem 3.2 Studi Literatur Studi literatur adalah mempelajari berbagai 3.5 Flow Chart pengerjaan Tugas Akhir literatur yang berkaitan dengan permasalahanMULAI permasalahan yang ada. Studi literatur dilakukan untuk mendapatkan dasar teori yang tepat dalam Persiapan - Studi Lokasi penyusunan Tugas Akhir ini. Dalam penyusunan - Studi Literatur - Pengumpulan Data Tugas Akhir ini memerlukan buku-buku dan referensi yang mendukung yang berkaitan tentang: analisis hujan rata-rata, analisis hujan rencana, Analisis Analisis Hidrologi Analisis Hidrolika - Analisis data hujan - Analisis kapasitas saluran distribusi dujan, debit rencana dan analisis pompa. - Distribusi Hujan - Analisis kapasitas Boezem
1.
2.
3.
4.
5.
3.3 Pengumpulan Data Data-data yang menunjang dan digunakan dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah : Data curah hujan Data ini merupakan data sekunder yang digunakan untuk menghitung tinggi hujan rencana dan intensitas hujan dalam perhitungan analisis Hidrologi. Data pengukuran saluran Data ini digunakan untuk mengetahui kapasitas saluran yang ada. Data ini merupakan data Primer. Peta topografi Peta Topografi merupakan data sekunder. Dari peta topografi dapat diketahui elevasi-elevasi pada suatu daerah sehingga dapat diketahui pula apakah saluran mampu mengalirkan air secara gravitasi atau tidak. Peta genangan banjir Dari peta genangan yang merupakan data sekunder dapat digunakan untuk mengetahui daerah mana saja yang sering terjadi genangan banjir, sehingga dapat dilakukan analisa permasalahan-permasalahan yang terjadi pada daerah tersebut. Peta lokasi dan sistem jaringan drainase Peta yang merupakan data sekunder ini dibutuhkan untuk mengetahui lokasi dari sistem darinase yang akan ditinjau. Sedangkan sistem jaringan drainase dapat memberi informasi tentang aliran air yang ada pada jaringan tersebut.
- Analisis hujan rencana - Perhitungan Debit rencana
- Analisis kapasitas tampungan, pintu & pompa boezem
Cek kapasitas Saluran dan Boezem eksisting terhadap debit rencana Tidak Cukup Perencanaan Dimensi saluran baru Tidak Cukup
Cukup
Perencanaan kapasitas Boezem, Pintu & Pompa air SELESAI
Gambar 3.1 Flow chart Pengerjaan Tugas Akhir
BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Perumusan yang digunakan sesuai dengan rumus 2.1 adalah sebagai berikut:
A1.R1 + A2.R 2 + ...... An.Rn ATot
R= 5.1 Konsep Perencanaan Perencanaan penanggulangan banjir dilakukan dengan merencanakan kemampuan saluran dalam menampung limpasan air hujan yang masuk dalam wilayah DAS saluran Greges, sehingga dapat di tentukan dimensi saluran yang direncanakan dengan memperhatikan batasan-batasan dalam perencanaan. Berdasarkan kondisi DAS, sistem jaringan, dan kolam penampungan/boezem Morokrembangan yang ada pada DAS saluran Greges, serta hasil analisis dan identifikasi mengenai banjir yang terjadi, maka dilakukan tahapan proses perencanaan dalam menanggulangi banjir dan genangan yang terjadi pada saluran tersebut. Berikut adalah langkah-langkah perhitungan yang akan di lakukan: 1. Menentukan DAS total dan Sub DAS dari saluran Greges berdasarkan data yang diperoleh. 2. Menentukan debit yang masuk pada saluran Greges dari perhitungan setiap luasan Sub DAS. 3. Mencari kapasitas maksimum saluran Greges yang kemudian dibandingkan dengan debit rencana yang masuk pada saluran Greges. 4. Merencanakan ulang dimensi saluran Greges dan kondisi bangunan eksisting lainnya sesuai dengan debit rencana yang masuk pada saluran Greges.
Penentuan titik-titik pengamatan atau stasiun hujan yang dilakukan berdasarkan perhitungkan daerah pengaruh seluruh titik pengamatan atau stasiun hujan dengan metode Poligon Thiessen. kota Surabaya memiliki 10 titik pengamatan atau stasiun hujan yang tersebar di berbagai tempat satu diantaranya adalah stasiun hujan Larangan, Kebon agung, Gubeng, Wonorejo, Keputih, Kedungcowek, Kandangan, Banyu urip, Gunung sari, dan Perak. Cara untuk mencari besarnya daerah pengaruh tiap titik pengamatan atau stasiun hujan yaitu dengan menghubungkan tiap titik pengamatan atau stasiun hujan yang berdekatan dengan sebuah garis lurus kemudian menentukan titik tengah dari dari garis yang berhubungan tersebut dengan garis yang tegak lurus. Untuk hasil penggambaran terdapat pada Gambar 5.1. Melalui metode Poligon Thiessen tersebut dapat diketahui bahwa lokasi DAS Saluran Greges diwakili oleh 3 (tiga) titik pengamatan atau stasiun hujan saja yaitu stasiun hujan Gubeng, Banyu urip/Simo, dan Gunungsari. Hasil perhitungan curah hujan harian rata-rata terdapat pada tabel 5.1.
10
6
5.2 Analisis Hidrologi Analisis hidrologi merupakan analisis awal dalam perencanaan bangunan air yang melibatkan banyak komponen kompleks yang ada dalam DAS. Komponen-komponen utamanya meliputi informasi curah hujan, frekuensi waktu ulang dan durasi. Data tersebut dibutuhkan sebagai perhitungan awal untuk mendapatkan debit banjir rencana yang akan ditinjau dengan kapasitas saluran yang ada sehingga didapat kesimpulan sebagai bahan perencanaan dimensi saluran yang baru. 5.2.1 Perhitungan curah hujan maksimum rata-rata Curah hujan yang diperlukan untuk suatu rancangan pemanfaatan air dan rancangan banjir adalah curah hujan rata-rata diseluruh daerah yang bersangkutan, bukan curah hujan disuatu titik tertentu. 1. Curah hujan ini disebut curah hujan wilayah atau 2. daerah yang satuannya dinyatakan dalam mm. Untuk 3. menghitung curah hujan rata-rata digunakan metode Poligon Thiessen.
1
Komplek Perumahan Komplek Perumahan
Benowo Indah
Pantai Mentari
Komplek Industri Pakuwon Jati Komplek Pergudangan Margomulyo
Komplek Pergudangan Margomulyo
Komplek Perumahan Graha Citra
3 Komplek Perumahan Citraland Surya
Komplek Perumahan Babatan Indah
Komplek Perumahan
Komplek Perumahan Brimob
Kali Judan Indah
Komplek Perumahan Tengger Komplek Perumahan Manukan
Komplek Perumahan
Komplek Perumahan
Sutorejo Prima Indah
Mulyosari Komplek Perumahan BPD
Komplek Perumahan Sambi Kerep
Komplek Perumahan
Komplek Perumahan
Komplek Perumahan
Komplek Perumahan Komplek Perumahan
Puri Asri
Wisma Permai
8
Komplek Perumahan Laguna Indah
Simo Mulyo
Puncak Permai
Komplek Perumahan
Puncak Permai Utara
Sinar Galaxy
Komplek Perumahan Citraland Surya
Komplek Perumahan Prada Permai Komplek Perumahan
Komplek Perumahan
Darmo Permai
Darmo Satelit
Komplek Perumahan Pakuwon Indah
Komplek Perumahan
Komplek Perumahan Bintang Diponggo
Bukit Darmo Golf
Komplek Perumahan Pakuwon Indah
Komplek Perumahan
Komplek Perumahan
5
Tompotika
Citraland Surya
Komplek Perumahan Manyar Indah
Komplek Perumahan
Komplek Perumahan Darmo Hill
Komplek Perumahan Graha Family
Komplek Perumahan Bumi Marina Mas
Galaxi Bumi Permai
Komplek Perumahan Chris Kencana
Komplek Perumahan Villa Bukit Mas
9
Komplek Perumahan
Komplek Perumahan Semolo Waru
Komplek Perumahan Komplek Perumahan
Suko Semolo
Angkatan Laut Komplek Perumahan
Darmo Sentosa
Galaxi Bumi Permai
Komplek Perumahan Taman Intan Nginden
Komplek Perumahan
Komplek Perumahan
Komplek Perumahan
Suko Semolo Tangah
Medokan Semampir
Dian Istana Komplek Perumahan Komplek Perumahan Bendul Merisi
Pien Tress Garden Komplek Perumahan Pinus Asri Komplek Perumahan Lidah Kulon
Komplek Perumahan Griyo Babatan Indah Komplek Perumahan Pondok Rosan
Komplek Perumahan Lembah Harapan
Komplek Perumahan Delta Permai
Komplek Perumahan Karah Indah
Komplek Perumahan Taman Panjang Jiwo
Komplek Perumahan YKP - Wonorejo
Komplek Perumahan Nirwana Ekskutif
Komplek Perumahan Babatan Mukti
Komplek Perumahan Babatan Permai
Komplek Perumahan Babatan Pratama
Komplek Perumahan Margorejo Indah
Komplek Perumahan Gunungsari Indah
Komplek Perumahan Taman Pondok Indah
Komplek Perumahan Asrama Polri Bangkingan
Komplek Perumahan
Komplek Perumahan Prapen Indah
Komplek Perumahan Ketintang Permai
Komplek Perumahan
Pondok Nirwana
2
Komplek Perumahan Babatan Pratama II
Rungkut Jaya
Komplek Perumahan
Komplek Perumahan
Kedung Asem
Adi Puri
Komplek Perumahan Tenggilis Mejoyo
Komplek Perumahan Kebraon Utama
Komplek Perumahan Wonorejo Permai
Komplek Perumahan Rungkut Harapan
Komplek Perumahan Menggala Komplek Perumahan Griyo Kebraon
Komplek Perindustrian Rungkut Komplek Perumahan
Komplek Perumahan Kebraon Manis
YKP Rungkut Kidul
Komplek Perumahan Jemur Andayani
4
Komplek Perumahan Kebraon Taman
Griyo Mapan Sentosa
Komplek Perumahan Rungkut Menanggal
Komplek Perumahan Dept. Perhubungan Komplek Perumahan Rungkut Barata
Komplek Perumahan Tulus Harapan
Komplek Perumahan Puri Mas Komplek Perumahan Wisma Gunung Anyar
Komplek Perumahan Kutisari Indah
Gambar 5.1 Luas daerah pengaruh tiap Stasiun hujan Dari perhitungan Poligon Thiessen luas daerah pada DAS saluran Greges diwakili oleh masing-masing Stasiun hujan adalah sebagai berikut: Luas DAS total = 1.728 ha Stasiun hujan Gubeng(1) = 92 ha = 45,8% Stasiun hujan Banyuurip(2) =833ha= 48,2% Stasiun hujan Gunungsari (3) =103ha = 6 % Dari pengolahan data yang dilakukan terhadap data hujan sebanyak 38 tahun, didapat rata-rata
Cg = BOEZEM MOROKREMBANGAN
J
Cg =
H
I G
KEL.DUPAK
F
KEL.GUNDIH
D
KEL.TEMBOK DUKUH
Tabel 5.20 : Hasil perhitungan nilai C gabungan Titik Inlet
KEL. BUBUTAN KEL. ASEM ROWO
C KEL.PETEMON
Sal. Petem on
Sal. Greges
BATAS DAS KEL. SIMOMULYO
513,23 x 0,8 + 404,25 x 0,85 + 60,87 x 0,85 = 0,82 513,23 + 404,25 + 60,87
Dengan cara perhitungan yang sama untuk P 3 s/d P 5 dihitung dan hasilnya seperti pada Tabel 5.20
Jl. Dupak Rukun
E
AA .C A + AB .CB + AC .CC AA + AB + AC
KEL. KEDUNGDORO
B
Pemukiman padat, perdagangan, Terbuka
A
513.23 0.65
B
404.25 0.75
C
60.87 0.75
A
513.23 0.65
B
404.25 0.75
C
60.87 0.75
D
206.94 0.65
E
87.18 0.70
A
513.23 0.65
B
404.25 0.75
C
60.87 0.75
D
206.94 0.65
E
87.18 0.70
F
114.09 0.65
Pemukiman, Terbuka
G
29.38 0.60
Pemukiman padat, perdagangan, Terbuka
A
513.23 0.65
B
404.25 0.75
C
60.87 0.75
D
206.94 0.65
E
87.18 0.70
F
114.09 0.65
G
29.38 0.60
H
159.90 0.75
I
17.50 0.75
KEL.BANYU URIP
P2
KEL.DUKUH KUPANG
Gambar 5.2: Layout sistem jaringan saluran drainase DAS saluran Greges Sesuai dengan kondisi lapangan dan data yang berasal dari peta (Lampiran), jenis permukaan pada lahan adalah relatif sama yaitu berupa daerah Pemukiman yang padat beserta area perdagangan dan Industri, dan beberapa area dan lapangan terbuka sehingga nilai koefisien pengaliran sesuai dengan kriteria yang masuk pada setiap jenis lahan pada DAS saluran Greges. Tabel 5.19 Data lahan dari gambar 5.2 Kode Daerah A B C D E F G H I J
Jenis Lahan Pemukiman padat, perdagangan, Terbuka Pemukiman Padat dan Perdagangan Pemukiman Padat dan Perdagangan Pemukiman, Perdagangan, Industri, Terbuka Pemukiman, Industri, Terbuka Pemukiman, Perdagangan, Terbuka Pemukiman, Terbuka Pemukiman, Perdagangan, Industri Pemukiman, Perdagangan Pemukiman, Perdagangan, Terbuka Luas Total DAS ( A total )
Pemukiman Padat dan Perdagangan Pemukiman Padat dan Perdagangan Pemukiman padat, perdagangan, Terbuka
KEL. PAKIS
Luas DAS A ( Ha ) 513.23 404.25 60.87 206.94 87.18 114.09 29.38 159.90 17.50 134.66 1728.00
Koef. C 0.65 0.75 0.75 0.65 0.70 0.65 0.60 0.75 0.75 0.65
Nilai koefisien aliran permukaan (run off coefficient) pada tabel 5.19 adalah koefisien untuk tiap jenis permukaan lahan. Pada data lahan DAS saluran Greges didominasi oleh daerah perumahan penduduk padat, perumahan sedang, perdagangan, Industri dan Perkantoran. Perhitungan nilai C gabungan pada titik inlet P 2. Lahan-lahan yang berhilir di titik P 2 adalah lahan A,B dan lahan C maka koefisien aliran gabungan Cgab. adalah:
C
513.23 0.65
KEL. WONOREJO
KEL.PUTAT JAYA
A ( Ha )
A
KEL. TEGAL SARI
A
Kode Lahan
Pemukiman padat, P1 perdagangan, Terbuka
Sal. Simomulyo Sal. Gunungsari
Jenis Lahan
Pemukiman Padat dan Perdagangan P3 Pemukiman Padat dan Perdagangan Pemukiman, Perdagangan, Industri, Terbuka Pemukiman, Industri, Terbuka Pemukiman padat, perdagangan, Terbuka Pemukiman Padat dan Perdagangan Pemukiman Padat dan Perdagangan Pemukiman, P4 Perdagangan, Industri, Terbuka Pemukiman, Industri, Terbuka Pemukiman, Perdagangan, Terbuka
Pemukiman Padat dan Perdagangan Pemukiman Padat dan Perdagangan Pemukiman, Perdagangan, Industri, Terbuka P5 Pemukiman, Industri, Terbuka Pemukiman, Perdagangan, Terbuka Pemukiman, Terbuka Pemukiman, Perdagangan, Industri Pemukiman, Perdagangan
Sumber: hasil perhitungan
C Gabungan 0.65
0.70
0.69
0.68
0.69
Perhitungan ruas boezem Morokrembangan – STA 3+050 Sesuai dengan data-data perencanaan saluran pada perhitungan dimensi saluran Greges pada STA 3+050 s.d STA 3+800 maka dilakukan contoh perhitungan sebagai berikut:
Dengan cara yang sama di tentukan nilai hd sampai didapatkan nilai X yang mendekati 750 Tabel 5.32 Perhitungan backwater pada STA 3+800 – STA 3+050
Berdasarkan data Q = 64.631 m3/dt b = 30.00 m n = 0.025 i = 0.000382
Sumber: hasil perhitungan
nQ i
=
A 61.740 61.140 60.540 59.940
P 34.116 34.076 34.036 33.996
R R^(4/3) 1.81 2.21 1.79 2.18 1.78 2.16 1.76 2.13
V 1.05 1.06 1.07 1.08
V^2/2g 0.056 0.057 0.058 0.059
E dE If Ifrt dX X 2.114 0.00031056 0.00 2.095 0.0189 0.00032034 0.00031545 283.96 283.96 2.076 0.0189 0.00033053 0.00032543 333.48 617.44 2.057 0.0188 0.00034115 0.00033584 407.90 1025.34
Dengan menggunakan perhitungan interpolasi didapatkan tinggi backwater pada jarak 750 meter dari hilir adalah 2,012 m.
Dengan cara coba-coba menggunakan data kedalaman air sampai ditemukan harga AR2/3 yang paling mendekati. Ditentukan beberapa kedalaman normal hn , kemudian dicari harga A dan R dan AR2/3 seperti pada tabel sebagai berikut: A R2/3 =
h 2.058 2.038 2.018 1.998
0,025 × 64,631 0,000382
= 82.67
h 1.000 1.250 1.500 1.750 2.000 2.250 2.500 2.750
A 30.0000 37.5000 45.0000 52.5000 60.0000 67.5000 75.0000 82.5000
P 32.00 32.50 33.00 33.50 34.00 34.50 35.00 35.50
R 0.938 1.154 1.364 1.567 1.765 1.957 2.143 2.324
AR^2/3 28.737 41.254 55.336 70.833 87.619 105.591 124.659 144.745
3.000 3.250
90.0000 97.5000
36.00 36.50
2.500 2.671
165.781 187.706
Dari hasil interpolasi didapatkan hn =1.926 m Dicari h pada jarak ruas STA 3+050 s.d STA 3+800 adalah 750 m: Dengan menentukan nilai hd dari tinggi muka air banjir maksimal boezem Morokrembangan setinggi + 2,058 m ke arah hulu. Untuk hd = 2.038 Maka : A = b.h = 61.140 m2 P = b + (2.h) = 34.116 m R =A/P = 61,140/34.82 =1.81 R4/3 = 2.18 V = Q/A = 64.631/61.140 = 1.06 m/dt V2/2g = 1.062/(2 x 9.8) = 0.057 E = hd + V2/2g = 2.038 + 0.057 = 2.095 m dE = E kumulatif = E (2.058) - E (2.038) = 2.114 - 2.095 =0.0189 if = n2.V2 / R4/3 = 0.00032034 if rt = if (2.058) + if (2.038) / 2 = 0.00031545 dX= dE / (Ib – If rt ) = 283.96 m X = dX kumulatif = dX (2.058) + dX (2.038) 0 + 283.96 = 283.96 m
Perhitungan ruas STA 3+050 – STA 2+850 Data perencanaan STA 2+850 s.d STA 3+050: Q = 60,290 m3/dt b = 30.00 m n = 0.025 i = 0.000382 A R2/3 =
nQ i
=
0,025 × 60,290 0,000382
= 77,118
h 1.000 1.250 1.500 1.750 2.000 2.250 2.500 2.750
A 30.0000 37.5000 45.0000 52.5000 60.0000 67.5000 75.0000 82.5000
P 32.00 32.50 33.00 33.50 34.00 34.50 35.00 35.50
R 0.938 1.154 1.364 1.567 1.765 1.957 2.143 2.324
AR^2/3 28.737 41.254 55.336 70.833 87.619 105.591 124.659 144.745
3.000 3.250
90.0000 97.5000
36.00 36.50
2.500 2.671
165.781 187.706
Dari hasil interpolasi didapatkan hn =1.8436 m Dicari h pada jarak ruas STA 2+850 s.d STA 3+050 adalah 200 m: Dengan menentukan nilai hd dari tinggi muka air banjir maksimal STA 3+050 setinggi + 2,012 m ke arah hulu. Untuk hd = 1,992 Maka : A = b.h = 59,7450 m2 P = b + (2.h) = 33,983 m R =A/P = 59,7450/34.82 =1,76 R4/3 = 2.12 V = Q/A = 60,290/59,7450 = 1.01 m/dt V2/2g = 1.012/(2 x 9.8) = 0.052 E = hd + V2/2g = 1,992 + 0.052 = 2.043 m dE = E kumulatif = E (2.012) - E (1.992) = 2.062 - 2.043 =0.0190 if = n2.V2 / R4/3 = 0.00029995 if rt = if (2.012) + if (1,992) / 2 = 0.00029526 dX= dE / (Ib – If rt ) = 218,73 m
X = dX kumulatif = dX (2.012) + dX (1.992) 0 + 218,73 = 218,73 m
X = dX kumulatif = dX (1.993) + dX (1.973) 0 + 159,03 = 159,03 m
Tabel 5.33 Perhitungan backwater pada STA 3+050 – STA 2+850 h 2.012 1.992 1.972 1.952
A 60.345 59.745 59.145 58.545
P 34.023 33.983 33.943 33.903
R R^(4/3) 1.77 2.15 1.76 2.12 1.74 2.10 1.73 2.07
V 1.00 1.01 1.02 1.03
V^2/2g 0.051 0.052 0.053 0.054
E dE 2.062 2.043 0.0190 2.025 0.0189 2.006 0.0189
If Ifrt 0.00029058 0.00029995 0.00029526 0.00030973 0.00030484 0.00031993 0.00031483
dX
X
218.73 245.46 281.48
0.00 218.73 464.19 745.68
Sumber: hasil perhitungan
Tabel 5.34 Perhitungan backwater pada STA 2+850 – STA 2+100 h 1.993 1.973 1.953 1.933 1.913 1.893 1.873
A 49.830 49.330 48.830 48.330 47.830 47.330 46.830
P 28.986 28.946 28.906 28.866 28.826 28.786 28.746
R R^(4/3) V V^2/2g E dE If Ifrt dX 1.72 2.06 0.92 0.043 2.037 0.00025763 1.70 2.04 0.93 0.044 2.017 0.0191 0.00026595 0.00026179 159.03 1.69 2.01 0.94 0.045 1.998 0.0191 0.00027463 0.00027029 170.89 1.67 1.99 0.95 0.046 1.979 0.0191 0.00028369 0.00027916 185.35 1.66 1.96 0.96 0.047 1.960 0.0190 0.00029315 0.00028842 203.38 1.64 1.94 0.97 0.048 1.941 0.0190 0.00030304 0.00029809 226.46 1.63 1.92 0.98 0.049 1.922 0.0190 0.00031338 0.00030821 257.07
X 0.00 159.03 329.92 515.26 718.64 945.11 1202.17
Sumber: hasil perhitungan
Dengan menggunakan perhitungan interpolasi didapatkan tinggi backwater pada jarak 200 meter dari hilir adalah 1,993 m.
Dengan menggunakan perhitungan interpolasi didapatkan tinggi backwater pada jarak 750 meter dari hilir adalah 1,910 m.
Perhitungan ruas STA 2+850 – STA 2+100 Data perencanaan STA 2+100 s.d STA 2+850: Q = 45,911 m3/dt b = 25.00 m n = 0.025 i = 0.000382 A R2/3 =
nQ i
=
0,025 × 45,911 0,000382
= 58,725
h 1.000 1.250 1.500 1.750 2.000 2.250 2.500 2.750
A 25.0000 31.2500 37.5000 43.7500 50.0000 56.2500 62.5000 68.7500
P 27.00 27.50 28.00 28.50 29.00 29.50 30.00 30.50
R 0.926 1.136 1.339 1.535 1.724 1.907 2.083 2.254
AR^2/3 23.750 34.030 45.563 58.219 71.893 86.495 101.950 118.192
3.000 3.250
75.0000 81.2500
31.00 31.50
2.419 2.579
135.164 152.815
Dari hasil interpolasi didapatkan hn =1.926 m
Sedangkan untuk STA 2+100 sampai hulu saluran Greges tidak terpengaruh aliran backwater karena memiliki tinggi muka air rencana yang lebih tinggi daripada muka air pada STA 2+100 sebagai hilir. Sebagai contoh pada STA 2+050 memliki tinggi muka air rencana (h) yaitu 2,10 m dan pada STA 2+00 mempunyai tinggi muka air rencana (h) 2,50 m. Sehingga didapatkan sepanjang saluran Greges:
Untuk hd = 1,973 Maka : A = b.h = 49,330 m2 P = b + (2.h) = 28,946 m R =A/P = 49,330/28,946 =1,70 R4/3 = 2,04 V = Q/A = 45,911/49,330 = 0,93 m/dt V2/2g = 0,932/(2 x 9.8) = 0.044 E = hd + V2/2g = 1,973 + 0.044 = 2.017 m dE = E kumulatif = E (1.993) - E (1.973) = 2.037 - 2.017 =0.0191 if = n2.V2 / R4/3 = 0.00026595 if rt = if (1,993) + if (1,973) / 2 = 0.00026179 dX= dE / (Ib – If rt ) = 159,03 m
backwater
Tabel 5.35 Hasil perhitungan backwater saluran Greges No
Point Hilir
Point Hulu
Jarak (m)
Tinggi Backwater (m)
1 STA 3+800
STA 3+050
750
2.012
2 STA 3+050
STA 2+850
200
1.993
3 STA 2+850
STA 2+100
750
1.910
Sumber : hasil perhitungan
Dicari h pada jarak ruas STA 2+100 s.d STA 2+850 adalah 750 m: Dengan menentukan nilai hd dari tinggi muka air banjir maksimal STA 2+850 setinggi + 1,993 m ke arah hulu.
tinggi
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan - Genangan/banjir yang terjadi pada DAS saluran Greges terjadi pada beberapa kelurahan antara lain Kelurahan Dupak, Kelurahan Dukuh, kelurahan Petemon, kelurahan Simomulyo, kelurahan Banyu urip dan beberapa wilayah lain dengan persentase luas genangan dan banjir yang sering terjadi sebesar 22,95% dari luas keselurahan DAS atau sekitar 396,58 hektar. Tinggi genangan yang terjadi mencapai ± 0,5-1,00 m dan lama genangan yang terjadi ± 3-5 jam. - Faktor-faktor penyebab timbulnya banjir dan genangan pada DAS saluran Greges antara lain adalah penyumbatan sampah buangan masyarakat dan sedimentasi pada saluran Greges dan boezem Morokrembangan yang menyebabkan berkurangnya kapasitas dalam menampung debit air hujan. - Dari hasil analisis hidrologi dan hidrolika, debit maksimal yang mampu ditampung saluran eksisting Greges adalah 11,472 m3/detik dengan debit yang terjadi 18,689 m3/detik pada daerah hulu dan 33,877 m3/detik dengan debit yang terjadi 64,631 m3/detik pada daerah hilir saluran. - Kapasitas eksisting yang mampu ditampung boezem Morokrembangan adalah sebesar 1.584.700 m³ pada kondisi muka air maksimal Boezem, dan kapasitas pompa air untuk pembuangan air menuju ke laut sebesar 4,5 m3/detik. - Solusi yang perlu dilakukan untuk mengatasi banjir dan genangan pada DAS saluran Greges adalah dengan merencanakan kapasitas baru atau normalisasi pada saluran Greges dan boezem Morokrembangan tanpa memperbesar kapasitas pintu air dan pompa air pada boezem. - Dari hasil perhitungan perencanaan kapasitas baru dan normalisasi pada saluran Greges maupun pada pintu, pompa dan penampang boezem Morokrembangan, didapatkan kemampuan saluran Greges dalam menampung debit banjir sebesar 18,689 m3/detik pada daerah hulu dan 64,631 m3/detik didaerah hilir sedangkan pada boezem Morokrembangan mampu menampung volume air sebesar 1.883.700 m³.
Dengan adanya dimensi yang baru pada saluran Greges dan boezem Morokrembangan maka debit banjir pada DAS saluran Greges dapat dikendalikan.
6.2 Saran - Diperlukan kesadaran masyarakat Surabaya dalam hal kebersihan terutama menjaga saluran drainase agar tidak tercemar dan tersumbat oleh sampah sehingga tidak mengganggu aliran air pada saluran yang menyebabkan terjadinya banjir. - Perlunya dilakukan normalisasi guna menanggulangi banjir pada sistem DAS saluran Greges sehingga didapatkan kapasitas yang mampu menampung debit air selama musim penghujan. - Diharapkan pemeliharaan secara rutin dengan pelaksanaan secara konsisten sebagai bagian mencegah timbulnya banjir dan genangan pada DAS saluran Greges
