BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Dalam bab ini akan disajikan beberapa penjelasan terkait berbagai macam

-

Babh II - Tinjauan Pustaka

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum Dalam bab ini akan disajikan beberapa penjelasan terkait berbagai macam aspek yang nantinya dipakai sebagai acuan penelitian. Ditekankan pada hal yang berhubungan langsung pada daerah perencanaan dengan memperkuat keterangan melalui kutipan teori dari pihak yang kompeten di bidang Sumber Daya Air. 2.2. Hidrologi Hidrologi adalah suatu ilmu yang mempelajari pergerakan , distribusi dan kualitas air di muka bumi. Hidrologi juga mempelajari siklus air atau siklus hidrologi dan sumber daya air yang ditujukan untuk kesejahteraan manusia. Orang yang

mempelajari hidrologi disebut Hydrologists .

hydrologists memberi

masukan

informasi

yang

Para

diperlukan

ahli untuk

menemukan persediaan air bersih yang cukup, termasuk juga mempelajari banjir dan pencemaran air. Sebagai tambahan , hydrologists mempelajari sifat fisik dan sifat kimia dari air. Secara alami, air beredar melalui suatu sistem yang disebut siklus air atau siklus hidrologi. Siklus ini dimulai ketika panas dari matahari menyebabkan air samudra menguapkan dan menjadi uap air. Uap air itu terkumpul di atmosfir secara

berangsur-angsur

menjadi

dingin dan membentuk awan. Ketika kumpulan air sudah menjadi berat akan jatuh menjadi hujan atau juga berbentuk salju. Kebanyakan hujan dan salju II- 1

http://digilib.mercubuana.ac.id/

Babb TT -Tinjauan Pustaka

-

mengalir ke laut tetapi ada yang terserap dan tersimpan di dalam tanah. Ada dua sumber air bersih utama: (1) air permukaan (surface water) dan (2) air tanah (ground water). Air Permukaan mengalir di atas permukaan menuju ke danau, sungai, dan laut. Air tanah meresap sampai atau melalui sela pori pori kecil batu karang. Sebagian air tanah mengalir lewat aliran air atau sungai bawah tanah. Hydrologists

mempelajari

semua

itu

mendapatkan persediaan sumber air bersih . Mereka membantu

untuk memilih

lokasi yang terbaik untuk pengeboran sumur-sumur untuk menemukan air tanah di area padang pasir . Para hydrologists mencoba untuk mencegah atau mengurangi pencemaran air. Mereka mempelajari efek pencemaran dalam pergerakan air sampai terjadinya suatu siklus. Ilnm hidrologi menyediakan informasi cara untuk mengendalikan dan memprediksi terjadinya banjir . Siklus hidrologi adalah suatu rangkaian proses yang terjadi dengan air yang terdiri dari penguapan , presipitasi , infiltrasi dan pengaliran keluar (outflow). Air menguap ke udara dari permukaan tanah dan laut. Penguapan dari daratan terdiri dari evaporasi dan transpirasi . Evaporasi merupakan proses menguapnya air dari permukaan tanah, sedangkan transpirasi adalah proses menguapnya air dari tanaman. Uap yang dihasilkan mengalami kondensasi dan dipadatkan membentuk awan-awan yang

nantinya

dapat

kembali

menjadi air dan turun sebagai presipitasi. Sebelum tiba di permukaan bumi presipitasi tersebut sebagian langsung menguap ke udara, sebagian tertahan oleh tumbuh-tumbuhan (intersepsi) dan sebagian lagi mencapai permukaan tanah. presipitasi yang tertahan oleh tumbuh-tumbuhan sebagian akan II- 2


Babh 11 - Tinjauan Pustaka -

diuapkan dan sebagian lagi mengalir melalui dahan (stern flow) atau jatuh dari daun (trough fall) dan akhimya sampai ke permukaan tanah. Air yang sampai ke permukaan tanah sebagian akan berinfiltrasi dan sebagian lagi mengisi lekuk-lekuk permukaan tanah kemudian mengalir ketempat yang lebih rendah (runoff), masuk ke sungai-sungai dan akhimya ke laut. Dalam perjalanannya menuju laut sebagian akan mengalami penguapan . Air yang masuk ke dalam tanah sebagian akan keluar lagi menuju sungai yang disebut dengan aliran intra (inter.flow). Sebagian lagi akan terns turun dan masuk ke dalam air tanah yang keluar sedikit demi sedikit dan masuk ke dalam sungai sebagai aliran bawah tanah (groundwater flow), dan begitu seterusnya (lr. Soemarto, CD., Dipl. HE,2011). Drainase yang berasal dari Bahasa lnggris drainage mempunya1 arti mengalirkan , menguras , membuang, atau mengalihkan air. Dalam bidang teknik sipil, drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan, rembesan, maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan/lahan , sehingga fungsi kawasan/lahan tidak terganggu. Drainase adalah istilah yang dipergunakan untuk system-sistem penangan air berlebihan. Drainase dapat juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dengan salinitas. Jadi, drainase menyangkut tidak hanya air permukaan tapi juga air tanah. Secara umum, sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau II-3


-

Babh IJ - Tinjauan Pustaka

lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Tiga n1gas pokok drainase hujan permukiman , drainase lahan, clan drainase jalan raya seringkali dianggap sebagai masalah kecil bagi insiyur hidrolika dan acap direncanakan seolah olah bukan pekerjaan yang penting . Saat ini sistem drainase sudah menjadi salah satu infrastruktur perkotaan yang sangat penting bahkan dalam suatu perumahan. Kualitas manajemen dari suatu kawasan dapat dilihat dari kualitas sistem drainase yang

ada.

Sistem drainase yang baik dapat membebaskan suatu kawasan dari genangan dan terjadinya limpasan air permukaan yang berlebihan. Genangan air menyebabkan lingkungan menjadi kotor dan jorok. Sedangkan bila terjadi limpasan air hujan yang berlebihan dapat menurunkan muka air tanah, sehingga menurunkan kualitas lingkungan dan kesehatan masyarakat. Analisis hidrologi diperlukan untuk perencanaan drainase, culvert, maupun jembatan yang melintasi sungai atau saluran (Suripin,

2004). Dalam

merencanakan drainase dan pengelolaan air hujan, sangat penting untuk mengetahui debit air hujan yang akan dikelola. Analisis hidrologi diperlukan untuk menentukan laju aliran, kemampuan limpasan (run ojj) dan debit

(discharge). Faktor-faktor yang mempengaruhi limpasan banjir antara topografi dan iklim, yang sedang berkaitan dengan banjir. Selain

itu

lain

pengaruh

karakteristik saluran, perembesan

faktor

penyebab

(infiltrasi)

juga

mempengaruhi limpasan banjir yang terjadi. Limpasan permukaan dan

II-4


-


bawah tanah dikumpulk:an dan dibuang lewat saluran. Kondisi alami atau kondisi buatan dari saluran ini secara materi dapat mempengaruhi volume dan laju limpasan dan karena itu, kondisi ini harus dipertimbangkan dalam analisis hidrologi. 2.2.1. Air permukaan (Surface Water) Air tawar berasal dari dua sumber, yaitu air permukaan (surface water) dan air tanah (ground water). Air permukaan adalah air yang berada di sungai, saluran, danau, waduk, rawa dan badan air lain, yang tidak mengalami infiltrasi ke bawah tanah. Area tanah yang mengalirkan air ke suatu badan air disebut watersheads atau drainage basins. Air yang mengalir dari daratan menuju suatu badan air disebut limpasan permukaan (mrface run

off) dan air yang mengalir di sungai menuju laut disebut aliran air sungai (river run off). Sekitar 60 % air yang masuk ke sungai berasal dari hujan, pencairan es/salju (terutama untuk wilayah Ugahari), dan sisanya berasal dari air tanah. Wilayah di sekitar daerah aliran sungai yang menjadi tangkapan air disebut catchment basin. Air hujan yang jatuh ke bumi dan menjadi air permukaan memiliki kadar bahan-bahan terlarut atau unsur hara yang sangat sedikit. Air hujan biasanya bersifat asam, dengan

nilai pH

sekitar 4,2. Hal ini disebabkan air hujan melarutkan gas-gas yang terdapat di atmosfer, misalnya gas karbondioksida (C02), sulfur (S),

dan

nitrogen

oksida (N02) yang dapat membentuk asam lemah. Setelah jatuh

ke

permukaan bumi, air hujan mengalami kontak dengan tanah dan melarutkan bahan-bahan

yang terkandung

di dalam tanah. Perairan permukaan

II-5


Babh II -Tinjauan Pustaka -

diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama , yaitu badan air tergenang (standing waters atau lentik) dan badan air mengalir (flowing waters atau

lotik). Perairan tergenang meliputi danau, kolam, waduk, rawa dan sebagainya. Perairan tergenang (lentik),

khususnya danau. Biasanya

mengalami stratifikasi secara vertikal akibat perbedaan intensitas cahaya dan perbedaan suhu pada kolam air yang terjadi secara vertikal. Sedangkan perairan mengalir (lotik) contohnya adalah sungai. Sungai dicirikan oleh arus yang searah dan relatif kencang, dengan kecepatan berkisar antara 0,1 1,0 m/detik serta sangat dipengaruhi oleh waktu, iklim, dan pola drainase.

Pada perairan sw1gai, biasanya te1jadi pencampman massa air secara menyeluruh dan tidak terbentuk stratifikasi vertikal kolom air seperti pada perairan lentik. Kecepatan arus, erosi, dan sedimentasi merupakan fenomena yang biasa terjadi di sungai sehingga kehidupan flora dan fauna sangat dipengaruhi oleh ketiga variabel tersebut. Klasifikasi perairan lentik sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya dan perbedaan suhu air, sedangkan klasifikasi perairan lotik justru dipengaruhi oleh kecepatan ams atau pergerakan air, jenis sedimen dasar, erosi, dan sedimentasi. 2.2.2. Curah Hujan

Curah hujan merupakan jumlah air yang jatuh di permukaan tanah datar selama periode tertentu yang diukur dengan satuan tinggi (mm) di atas permukaan horizontal bila tidak terjadi evaporasi , runoff dan infiltrasi. Jadi, jumlah curah hujan yang diukur, sebenamya adalah tebalnya atau tingginya permukaan air hujan yang menutupi suatu daerah luasan di permukaan II-6


Babh fl - Tinjauan Pustaka

bumi/tanah. Satuan curah hujan yang umumnya dipakai oleh BMKG adalah milimeter (mm). Curah hujan 1 (satu) milimeter, artinya dalam luasan satu meter persegi pada tempat yang datar tertampung air setinggi 1 (satu) milimeter atau tertampung air sebanyak 1 (satu) liter atau 1000 ml. 2.2.3. Kerapatan Station Hujan. Secara teoritis, semakin tinggi kerapatan jaringan, data yang diperoleh semakin baik dan mewakili, tetapi pada prakteknya

akan

membutuhkan

biaya dan waktu yang besar. Kerapatan jaringan dinyatakan dalam

satu

stasiun tiap luas tertentu, misalnya 1 stasiun 200 km2 . Dalam merencanakan jaringan , terdapat dua hal penting yang perlu dipertimbangkan , yaitu jumlah dan lokasi stasiun yang akan dipasang. Kerapatan jaringan adalah jumlah stasiun tiap satuan luas di dalam WS. Semakin besar variasi hujan semakin banyak jumlah stasiun yang diperlukan,

seperti misalnya

di daerah

pegunungan. Badan Meteorologi Dunia (WMO) memberikan sarannya mengenai kerapatan minimum jaringan stasiun hujan adalah satu stasiun, digunakan untuk melayani daerah seluas 100-250 km2 bagi daerah yang mempunyai topografi pegunungan di daerah tropis, dan satu stasiun untuk melayani daerah seluas 600-900 km2 untuk daerah daratan. Untuk pengukuran kerapatan jaringan untuk tiap-tiap DAS

digunakan

Kagan

optimal

dikarenakan

jurrJah

stasiun

hujan

yang

metode dan

pola

penempatannya dapat diperoleh. Dari berbagai cara penetapan jaringan pengukuran hujan/pengukuran kerapatan jaringan , terdapat cara yang relatif sederhana, baik dalam hal kebutuhan data maupun prosedur hitungannya , II-7


- Babh II - Tinjauan Pustaka -

yaitu cara Kagan. Persamaan-persamaan yang dipergunakan adalah sebagai berikut : -d

r( d )

Z1

= r(O)edCo)

= Cv

Z2 = Cv

L

=

1,07

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

[1-r(o)+o,23((d C

v'ri))]

n

[1 - r (O)]

.............................................. .............. (2.2)

+ 0,52 r(Co)) d 0

3

(2.1)

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

'1

(2.3)

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

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

(2.4)

Dimana : r(d)

= Koefisien korelasi dengan jarak d km.

r(O)

= Koefisien korelasi hujan antar stasiun diekstrapolasi.

d

= Jarak antar stasiun dalam kilometer.

d(O)

= Radius korelasi Garak antar stasiun di mana korelasi

berkurang

dengan faktor e). Z1

= Kesalahan perataan, dalam %.

Z2

= Kesalahan interpolasi , dalam %.

Cv

= Koefisien

n

= Jurnlah stasiun hujan.

variasi.

II-8


--

Babh II -Tinjauan Pustaka

--

L

= Jarak antar stasiun hujan dalam kilometer.

A

= Luas Wilayah Sungai (WS), dalam kilometer persegi (km2).

Langkah-langkah yang dapat ditempuh dalam penetapan jaringan ini secara garis besar adalah sebagai berikut ini. Menghitung nilai koefisien variasi (Cv) berdasarkan data hujan baik harian maupun bulanan dari stasiun yang telah tersedia, sesuai dengan yang diperlukan . Mencari hubungan antara jarak antar stasiun dan koefisien korelasi, dimana korelasi hanya dilakukan untuk hariharia taubuian-bulan yang terjadi hujan di kedua stasiun. Hubungan yang diperoleh pada butir (b) digambarkan dalam sebuah grafik lengkung eksponensial , dimana dari grafik tersebut

dapat

diperoleh besaran d(O) dengan menggunakan nilai rata-rata d dan r(d) serta persamaan 1. Dengan besaran tersebut , maka persamaan 2 dan 4 dapat dihitung setelah tinggi ketelitian ditetapkan. Atau sebaliknya, dicari grafik hubungan antara jumlah stasiun dengan ketelitian yang diperoleh. Penempatan stasiun hujan dilakukan menggunakan persamaan 3 dan menggambarkan jaring-jaring segitiga sama panjang sisi sama

sisi pada DAS

dengan 1, kemudian dilakukan

dengan

penggeseran

penggeseran sedemikian rupa sehingga jumlah simpul segitiga dalam

II-9



DAS sama dengan jumlah stasiun yang dihitung. Simpulsimpul tersebut adalah lokasi stasiun hujan. 2.2.4. Perkiraan Data Curah Hujan yang Hilang. Dalam pencatatan curah hujan kadang dijumpai adanya pencatatan

data

hujan yang hilang atau tidak tercatat karena sesuatu sebab, oleh karena itu untuk dapat menghasilkan hasil analisis yang baik atau dengan hasil yang tidak bias, maka sangat diperlukan perkiraan untuk pengisian data hujan yang hilang. Kekosongan data dapat terjadi akibat ketidakhadiran pengamat atau kerusakan alat. Jumlah hujan dihitung dari pengamatan diketiga stasiun terdekat dan sedapat mungkin berjarak

sama terhadap stasiun yang

kehilangan data. Metode Rasio Normal (Normal Ratio Method).

Px

=

[ Nx n NA

PA + Nx Pa + Nx Pc + ...+ Nx Pn] ..................................... (2.5) Ns

Ne

Nn

Dimana : Px PA

= Nilai data hujan yang diperkirakan pada stasiun X. = Nilai

data hujan stasiun A.

PB

= Nilai data hujan stasiun B.

PC

= Nilai data hujan stasiun C.

NX

= Nilai

normal data hujan tahunan stasiun X.

II- 10



NA

= Nilai

normal data hujan tahunan stasiun A.

NB

= Nilai normal data hujan tahunan stasiun B.

NC

= Nilai normal data hujan tahunan stasiun C.

n

= Jumlah

stasiun referensi (2'.: 3).

Metode Regresi Ganda (Multiple Regression).

Px=a+bAPA +bsPB+bcPc+... +bnPn ........................................... (2.6) Dimana : Px

= Nilai data hujan yang diperkirakan pada stasiun X.

PA

= Nilai

PB PC

a

=

data hujan stasiun A.

Nilai data hujan stasiun B.

= Nilai

data hujan stasiun C.

= Koefisien regresi.

bA

= Koefisien regresi stasiun A.

bB

= Koefisien regresi stasiun B.

bC

= Koefisien regresi stasiun C.

Perhitungan Distribusi Curah Hujan Rata-rata

II- 11



Curah hujan yang diperlukan untuk penyusunan

suatu

rancangan

pemanfaatan air adalah curah hujan rata-rata di seluruh daerah yang bersangkutan, bukan curah hujan pada suatu titik tertentu. Curah hujan ini disebut curah hujan wilayah/daerah dan dinyatakan dalam mm. Cara perhitungan curah hujan daerah dari pengamatan curah hujan dibeberapa titik adalah sebagai berikut :

a) Metode Rata-rata Aljahar Metode Rata-rata Aljabar (Metode Arithmatik Mean) Metode perhitungan rata-rata aljabar (arithematic mean) bisanya digunakan untuk daerah yang datar, dengan jumlah pos curah hujan yang cukup banyak dan dengan anggapan bahwa curah hujan di daerah tersebut cenderung bersifat seragarn (Uniform distribution). Stasiun hujan yang digunakan

dalam

hitungan

biasanya adalah yang berada didalam DAS, tetapi stasiun diluar DAS yang masih berdekatan juga bisa diperhitungkan.

Garnbar 2.1 Metode Rata-rata Aljabar

II- 12


Babh rI- Ti njauan Pustaka

-

1

R =-(R +1 R +2... + Rn) ............................................................ (2.7) n

Dimana : R = curah hujan rata-rata (mm). n = jurnlah stasiun hujan. Rl , R2, Rn = besarnya curah hujan pada masing-masing stasiun hujan (mm).

b) Metode Poligon Thiessen Metode ini dilakukan dengan menganggap bahwa setiap stasiun hujan dalam suatu daerah mempunyai luas pengaruh tertentu dan luas tersebut merupakan faktor koreksi bagi hujan stasiun menjadi hujan daerah yang bersangkutan. Caranya adalah dengan memplot letak stasiun-stasiun curah hujan ke dalam gambar DAS yang bersangkutan. Kemudian dibuat garis penghubung di antara masing-masing stasiun dan ditarik garis surnbu tegak lurus. Cara ini merupakan cara terbaik dan paling banyak digunakan walau masih memiliki kekurangan karena tidak memasukkan pengaruh topografi. Metode ini dapat digunakan apabila pos hujan tidak banyak. Curah hujan daerah Metode Poligon Thiessen dihitung dengan persamaan berikut :

II- 13



I

I

Gambar 2.2 Metode Poligon Thiessen

R = AiR1 + Az R2 + ···+ An Rn................................................. -

R=

A 1R 1+A2R2+···+AnRn

(2.8)

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

A

Dimana : = Rata-rata curah huja n (mm). =

curnh hujan dimasing-masing stasiun clan n a cla l ah juml a11

st asiu11 huj a11 = A1

+ A 2 + ··· + An (km2).

A 1 + A 2 + ··· + An = luas sub area yang mewakili masing-masing st asi lm huja n

c) Metode Isohyet Jsohyet

adalah garis

lengkung yang

menghubungkan

tempat-tempat

kedudukan yang mempunyai curah hujan yang sama. Jsohyet diperoleh dengan cara menggambar kontur tinggi hujan yang sama, lalu luas area

II- 14


Babb JI -Tinjauan Pustaka

antara garis ishoyet yang berdekatan diukur dan dihitung nilai rata-ratanya. Curah hujan daerah metode Isohyet dihitung dengan persamaan berikut :

i----

Goris lsohyet

/ \

I

' Gambar 2.3 Metode Isohyet

_

R =

Ai

11;2 + A 2 12;3 + . .. + A.

n l 1J n+ 1

+ A 2 + . ..+ An

2

..................................... (2.10)

Dimana : = curah huj an rat a-rata

fi, I , ... , In

mm ,

= gari s isoh iet ke l ,'..'.,3, ...,n+ l

A 1 + A 2 + ·· · + An = lu as daerah ·an g diba ta si oleh gari s isohier ke l dan 2, 2 dan 3 ,...,n dan n+1 .

2.2.5. Analisis Frekuensi Analisis frekuensi dapat diartikan sebagai suatu cara untuk memprediksi suatu besaran curah hujan di masa yang akan datang dengan menggunakan II- 15


-


data curah hujan di masa yang lalu berdasarkan suatu pemakaian distribusi frekuensi . Dalam melakukan sebuah analisis frekuensi diperlukan data curah hujan, yaitu curah hujan maksimum. Teori distribusi dapat digunakan untuk menyelesaikan persamaan umum tinggi hujan untuk

analisis frekuensi,

seperti:

1. Harga rata-rata ( X ) - Ln x 1. Rumus : X =-1 - • •• • •• • •• •• • • • • ••• • • •• • • •• ••• • • ••• •••• • ••• • • • • •••••••• • •• ••• • • • • •• •••• •• •• (2.11) n

di mana : Xi = Besarnaya curah hujan daerah (mm) X

= Rata-rata

curah hujan maksimum daerah (mm)

2. Deviasi Standar (Sd) (C.D. Soemarto, 2011) Rumus : Sd =

(2.12)

n-1

di mana : Sd = Deviasi standar

Xi = Nilai variant ke i

X

n = jumlah data

= Rata-rata

variant

3. Koefisien Skewness (Cs) (C.D. Soemarto, 2011) 3

Rumus : C5 = (;)

3 .............................................................

(2.13)

Dimana : Cs = Koefisien Skewness Xi = Nilai varian ke i II- 16


- Babh IT -Tinjauan Pustaka -

X

= Nilai

n

= Jumlah data

rata-rata varian

Sd = Deviasi standar 4. Koefisien Kurtosis (Ck) (C.D. Soemarto, 2011) 1

. C --

R

umus . Ck

k -

n·

(X ·-X X)4

n I1=1 i Sd4

= Koefisien

(2.14)

Kurtosis

Xi = Nilai varian ke i X

= Nilai

n

= Jumlah

rata-rata varian data

Sd = Deviasi standar

5. Koefisien Variasi (Cv) Rumus : Cv =

Sd

x ....................................................................... .......

Cv

= Koefisien

Sd

= Deviasi

X

= Nilai

(2.15)

Variasi

standar

rata-rata varian

Distribusi Normal X T =X

+ k. Sd ......................................................................... ...........

(2.16)

Dimana :

XT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T.

II- 17


Babh 11 -Tinjauan Pustaka -

X = Nilai rata-rata hitung variat. Sd = Deviasi standar nilai variat. k = faktor frekuensi/ nilai variabel reduksi Gauss. Distribusi Log Normal

Sd =

I,( log X -logX ) 2

(2.17)

n-l

Dimana : log Xt = Nilai variat X yang diharapkan te1jadi pada peluang atau periode ulang t tahun. log X

= Logaritma

rata-rata.

Sd = Deviasi standar dari logaritma. n = Jumlah data. Distribusi Log Pearson Type Ill Metode yang dianjurkan dalam pemakaian distribusi Log Pearson Type III adalah dengan

mengkonversikan rangkaian datanya

menjadi

bentuk

logaritmis. Hujan harian maksimum diubah dalam bentuk logaritma.

a. Harga rata-rata ( X ) .

- _ L.f ( logX i-log X )

Rumus . logX -

2

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

(2.18)

n-1

II- 18


Babh TT -Tinjauan Pustaka

b. Harga Deviasi Standar Rum.us : Sd

=

(2.19)

n-1

c. Koefisien Skewness Rum.us . C = n Lr'= 1( 109xi -logX) 3 5

•

(n-1)(n-2)Sd3

••••••••••• •• • • • • •• •• • •••••••• ••• •••••••••• • • •••·•

(2.20)

d. Koefisien Kurtosis Rum.us :

-logx) ck =n,,,.....!.L= (logxi S _d _ 4-1

4

......................• ...........................

(2.21)

Distribusi Gumbel.

.......................................................... .. (2.22) Dimana : Xt = curah hujan rencana dengan periode ulang t tahun (mm), Xt

= curah hujan rencana dengan periode ulang t tahun (mm),

S = Deviasi standar. Sn

=

Deviasi standar dari reduksi variat , nilainya tergantung dari jumlah

data (n). Y = Nilai reduksi variat dari variabel yang diharapkan terjadi pada periode ulang tertentu. Yn = Nilai rata-rata dari reduksi variat, nilainya tergantung dari jumlah data (n).

II- 19


---- -·-


--

2.2.6. Uji Sebaran

Uji keselarasan distribusi ini digunakan pengujian dengan metode sebagai berikut: a. Metode Chi-kuadrat Chi-kuadrat yang dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilih dapat mewakili dari distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Rumus : X 2 =

±

( Oi Ez i) z ................................................. ..............................

(2.23)

i= I

Dimana :

X2 = nilai Chi Kuadrat terhitung Ei = Frekuensi sesuai dengan pembagian kelas Oi = Frekuensi yang terbaca pada kelas yang sama N = Jumlah sub kelompok dalam satu grup

b. Metode Smirnov-Kolmogorof Dikenal dengan uji kecocokan non-parametric karena pengukiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. 2.3. Hidrolika

Hidrolika adalah bagian dari "hidrodinamika " yang terkait dengan gerak air atau mekanika aliran. Ditinjau dari mekanika aliran, terdapat dua macam aliran yaitu aliran saluran tertutup dan aliran saluran terbuka. Dua macam aliran tersebut dalam banyak hal mempunyai kesamaan tetapi berbeda dalam satu ketentuan penting . Perbedaan tersebut adalah pada keberadaan II-20


Babh lI - Tinjauan Pustaka

-

permukaan bebas, aliran saluran terbuka mempunyai permukaan bebas, sedangkan aliran saluran tertutup tidak mempunyai permuk:aan bebas k:arena air mengisi seluruh penampang saluran. Dengan demikian aliran saluran terbuka mempunyai permuk:aan yang berhubungan dengan atmosfer, sedang aliran saluran tertutup tidak mempunyai hubungan langsung dengan tekanan atmosfer. Seperti yang telah kita ketahui, air mengalir dai hulu ke hilir (kecuali ada gaya yang menyebabkan aliran kearah sebaliknya) sampai mencapai suatu elevasi permukaan air tertentu, misalnya : •Permuk:aan air di danau, •Permuk:aan air di laut Perjalanan air dapat juga ditambah oleh bangunan-bangunan

yang dibuat

oleh manusia, seperti : •Saluran Irigasi. •Pipa. •Gorong-gorong. •Saluran buatan yang lain atau kanal. Waiau pada umunya perencanaan saluran ditunjukkan untuk karakteristik saluran buatan, namun konsep hidraulikanya dapat juga diterapkan sama baiknya pada saluran alam.

II-21


Babh II - Ti njauan Pustaka -

Apabila saluran terbuka terhdapa atmosfer, seperti sungai, kanal , gorong gorong, maka alirannya disebut Aliran saluran terbuka atau Aliran permukaan bebas. Apabila aliran mempunyai penampang penuh seperti aliran melalui suatu pipa, disebut Aliran saluran tertutup atau Aliran penuh. 2.3.1. Jenis-jenis aliran :

Berdasarkan waktu pemantauan adalah : •Aliran Tunak (Steady Flow). •Aliran Tak Tunak (Unsteady Flow). Berdasarkan ruang pemantauan adalah : •Aliran Seragam (Uniform Flow). •Aliran Berubah (Varied Flow). Penggolongan Aliran Saluran Terbuka 1.

Berdasarkan waktu.

•Aliran Tunak (Steady Flow). Kondisi aliran tunak didefinisikan sebagai aliran dengan tidak adanya perubahan kecepatan (kecepatan konstan) di sepanjang saluran terhadap waktu. Selain itu tidak berubahnya tinggi muka air (kedalaman) terhadap waktu. II-22


Babh Tl - Tinjauan Pustaka

•Aliran Tak Tunak (Unsteady Flow). Aluran dikatakan tak tunak (Unsteady flow ) jika kecepatan aliran selalu berubah selarna selang waktu tertentu, sebagai contoh, aliran banjir atau pasang surut. 2.

Berdasarkan ruang.

•Aliran Seragam (Uniform Flow). Aliran dikatakan seragam (Uniform Flow) jika kedalarnan aliran pada setiap penarnpang saluran adalah tetap. merupakan jenis aliran yang menunjukkan bahwa kecepatan aliran disepanjang saluran adalah tetap, dalam hal kecepatan aliran tidak tergantung pada tempat atau tidak berubah menurut tempatnya. •Aliran Tak Seragam (Non-Uniform Flow). Aliran dikatakan tak seragam (Non-Uniform Flow) jika kedalamannya selalu berubah dan kecepatan berubah menurut tempat. Aliran tak seragam juga dapat dibedakan lagi menjadi. Aliran berubah lambat laun (Gradually Varied Flow) Aliran disebut berubah lambat laun apabila perubahan

kecepatan terjadi secara larnbat laun dalam jarak yang panjang, 3.

Aliran beruba tiba-tiba (Rapidly Varied Flow).

Aliran disebut berubah tiba-tiba apabila kecepatan aliran mendadak beru bah pada j arak yang cukup pendek. II-23


Babb lI -Tinjauan Pustaka

Tabel 2.1 Persamaan Dimensi Saluran Trapezoid

Rectarutle

Circle

-

B )

I

y

ii

/lY

1

•

b

Are:i . A

by

Wetted perimeter P

b -t 2y

Top ·w'idth B Hydraulic rndiu s R

b (b-.TYJY

,-----,

.

1:5

D I@+ t((.1 - sin )D z

b + 2y v'l + x·

t ¢D

b

b-2xy

(sio / 2)D

by/ ( b + 2y)

( b - 1:1')y b + 2.t .J1+ x t

Hydraulic mean dept h D,,.

y

(b;- x:v )y b + 2ty

I{ IP J !( \fl - )n sia -¢

D

4 .

sin y1 8 siu(l f 2 )

Sumber : Chow (1997)

Yang dimaksud dengan penampang saluran adalah penampang yang diambil tegak lurus arah aliran, sedang penampang yang diambil vertikal disebut dengan penampang vertikal. Dengan demikian apabila dasar saluran terletak horisontal maka penampang saluran akan sama dengan penampang vertikal. Bentuk-bentuk penampang terdiri dari : •Bentuk Penampang Trapesium. Bentuk penampang trapesium adalah bentuk yang biasa digunakan untuk saluran-saluran irigasi atau saluran-saluran drainase, karena mempunyai bentuk saluran alam, dimana kemiringan tebingnya menyesuaikan dengan sudut lereng alam dari tanah yang digunakan untuk saluran tersebut. •Bentuk Penampang Persegi Empat atau Segitiga.

II-25


-- - - -

--


--- -

2.3.2. Karakteristik aliran. Tipe aliran kecepatan rata-rata kedalaman V = konstan Y = konstan

Steady, Uniform,

Steady, Non-Uniform , V = V (x)

Y = y (x)

v = v (t) y = y (t)

Unsteady, Uniform,

Unsteady, Non-Un{ fom, V = V (x,t) Y = y (x,t) Tipe aliran yang mungkin terjadi pada saluran terbuka adalah : Aliran Berubah Cepat (Rapidly Varied Flow). Aliran Berubah Lambat (Gradually varied flow) 2.3.3. Elemen Geometri •Luas penampang (A). •Lehar permukaan (B). •Keliling basah (P). •Jari-jari Hidrolis (R). Persamaan

untuk

saluran

perseg1panJang

(rectangle),

trapezium

(trapezoidal), dan lingkaran (Circle) :

II-24



- - -

-

Bentuk ini merupakan penyederhanaan dari bentuk trapezium yang biasanya digunakan untuk saluran-saluran drainase yang melalui lahan-lahan yang sempit. • Bentuk Penampang Lingkaran. Bentuk ini biasanya digunakan pada perlintasan jalan , saluran ini biasa disebut gorong-gorong. 2.3.4. Drainase

Drainase berasal dari bahasa Inggris yaitu drainage yang artinya mengalirkan , menguras , membuang atau mengalihkan air. Dalam bidang Teknik Sipil, drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan, rembesan maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan/lahan , sehingga fungsi kawasan/lahan tidak terganggu (Suripin, 2004). Secara umum sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan/lahan , sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Bangtman sistem drainase secara bemrutan mulai dari hulu terdiri dari saluran penerima (interceptor drain), saluran pengumpul (collector drain), saluran pembawa (conveyor drain), saluran induk (main drain), dan badan air penerima (receiving waters) . Di sepanjang sistem sering dijumpai

II-26


Babh ll--Tinjauan Pustaka

bangunan lainnya , seperti gorong-gorong , jembatan-jembatan , talang dan saluran miring/got miring (Suripin, 2004). Sesuai dengan cara kerjanya, Saluran drainase buatan dibedakan menjadi: •Saluran Interceptor (Saluran Penerima) . Berfungsi sebagai pencegah terjadinya pembebanan aliran dari suatu daerah terhadap daerah lain di bawahnya. Saluran ini biasanya dibangun dan diletakkan pada bagian yang relatif sejajar dengan garis kontur. Outlet dari saluran ini biasanya terdapat di saluran collector atau conveyor atau langsung di natural drainage/sungai alam. •Saluran Collector (Sal uran Pengumpul). Berfungsi sebagai pengumpul debit yang diperoleh dari saluran drainase yang lebih kecil dan akhirnya akan dibuang ke saluran conveyor (pembawa). •Saluran Conveyor (Saluran Pembawa). Berfungsi sebagai pembawa air buangan dari suatu daerah ke lokasi pembuangan tanpa harus membahayakan daerah yang dilalui. Menurut keberadaannya, sistem jaringan drainase dapat dibedakan menjadi 2 (dua), yaitu : I . Natural Drainage (Drainase Alamiah). Terbentuk melalui proses alamiah yang terbentuk sejak bertahun -tahun mengikuti hukum alam yang berlaku. Dalam kenyataannya sistem ini berupa II-27


Babh JI - Tinjauan Pustaka

sungai beserta anak-anak sm1gainya yang membentuk suatu jaringan alur aliran. 2. Arttficial Drainage (Drainase Buatan). Dibuat oleh manusia , dimaksudkan sebagai upaya penyempurnaan atau melengkapi

kekurangan-kekurangan

sistem drainase

alamiah

dalam

fungsinya membuang kelebihan air yang mengganggu. Jika ditinjau dari sistem jaringan drainase, kedua sistem tersebut harus merupakan kesatuan tinjauan yang berfungsi secara bersama. Menurut fungsinya, saluran drainase dapat dibedakan menjadi:

• Single purpose , yaitu saluran hanya berfungsi mengalirkan satu jenis air buangan saja.

• Multi purpose , yaitu saluran yang berfungsi mengalirkan beberapa jenis air buangan , bajk secara tercampur maupun secara bergantian. Menurut konstruksinya , saluran drainase dapat dibedakan menjadi: • Drainase saluran terbuka. Saluran drainase pnmer biasanya berupa saluran terbuka, baik berupa saluran dari tanah, pasangan batu kali atau beton. • Drainase saluran tertutup.

II-28


Babh lI - Tinjauan Pustaka -

--

--

Pada kawasan perkotaan yang padat, saluran drainase biasanya berupa saluran tertutup. Saluran dapat berupa buis beton yang dilengkapi dengan bak kontrol, atau saluran pasangan batu kali/beton yang diberi plat tutup dari beton bertulang. Karena tertutup, maka perubahan penampang saluran akibat sedimentasi , sampah dan lain-lain tidak dapat terlihat dengan mudah (Suripin, 2004). Menurut konsepnya, sistem jaringan drainase dapat dibedakan menjadi 2 (dua) yaitu: • Drainase konvensional. Drainase konvensional adalah upaya membuang atau mengalirkan alf kelebihan secepatnya menuju ke sungai terdekat. Dalam konsep drainase konvensional , seluruh air hujan yang jatuh di suatu wilayah harus secepatnya dibuang ke sungai dan seterusnya mengalir ke laut. Jika hal ini dilakukan pada semua kawasan , akan memunculkan berbagai masalah, baik di daerah hulu, tengah, maupun hilir. Dampak dari pemakaian konsep drainase konvensional tersebut dapat kita lihat sekarang ini,

yaitu

kekeringan yang terjadi di mana-mana, juga banjir, longsor, dan pelumpuran. Kesalahan konsep drainase konvensional yang paling pokok adalah filosofi membuang air genangan secepatnya ke sungai. Demikian juga mengalirkan air secepatnya berarti menurunkan kesempatan bagi air untuk meresap ke dalam tanah. Dengan demikian, cadangan air tanah akan berkurang, kekeringan di musirn kemarau akan terjadi. Sehingga banjir dan

II-29


-

--

--

Babh lI - Tinjauan Pustaka

-

-

kekeringan mempakan dua fenomena yang saling memperparah dan terjadi susul-menyusul. • Drainase Ramah Lingkungan. Drainase ramah lingkungan didefinisikan sebagai upaya mengelola air kelebihan dengan cara sebanyak-banyaknya meresapkan air ke dalam tanah secara alamiah atau mengalirkan ke sungai

dengan

tanpa

melampaui

kapasitas sungai sebelumnya. Dalam drainase ramah lingkungan, justm air kelebihan pada musim hujan harus dikelola sedemikian rupa sehingga tidak mengalir secepatnya ke sungai. Beberapa metode drainase ramah lingkungan yang dapat dipakai diantaranya adalah metode kolam konservasi , metode sumur resapan, metode river side polder , dan metode pengembangan areal perlindungan air tanah (ground water protection area).

2.3.5. Rumus Hidrolika Di dalam praktek , faktor penting dalam studi hidraulika adalah kecepatan V atau debit aliran Q. Dalam hitungan praktis, rumus yang banyak digunakan adalah persamaan kontinuitas , Q

=

AV, dengan A adalah tampang aliran.

Apabila kecepatan dan tampang aliran diketahui, maka debit aliran dapat dihitung. Demikian pula jika kecepatan dan debit aliran diketahui maka dapat dihitung luas tampang aliran yang diperlukan untuk melewatkan debit tersebut. Dengan kata lain dimensi pipa atau saluran dapat ditetapkan. II-30


Babh 11 -Tinjauan Pustaka

Biasanya debit aliran ditentukan oleh kebutuhan air yang diperlukan oleh suatu proyek (kebutuhan air minum suatu k:ota atau untuk irigasi, debit pebangkitan tenaga listrik, dan sebagainya) atau debit yang terjadi pada proyek tersebut (debit aliran melalui sungai). Dengan demikian besarnya debit aliran adalah sudah tertentu. Berarti untuk bisa menghitung tampang al iran A, terlebih dahulu hams dihitung kecepatan V. a. Rumus Cllezy Seperti yang telah diketahui, bahwa perhitungan untuk aliran melalui saluran terbuka hanya dapat dilakukan dengan menggunakan rnmus-rumus empiris, karena adanya banyak variabel yang berubah. Untuk itu berikut ini disampaikan rnmus-rumus empiris yang banyak: digunak:an untuk merencanakan suatu saluran terbuka. Chezy berusaha mencari hubungan bahwa zat cair yang melalui saluran

terbuka ak:an menimbulkan tegangan geser (tahanan) pada dinding saluran, dan ak:an diimbangi oleh komponen gaya berat yang bekerja pada zat cair dalam arah aliran. Di dalam aliran seragam, komponen gaya berat dalam arah aliran adalah seimbang dengan tahanan geser, dimana tahanan geser ini tergantung pada kecepatan aliran. Setelah melalui beberapa penurunan rumus, akan didapatkan persamaan umum : V = C..J R. S ......................................................................................... (2.24)

II-31


- -

--


Dengan V adalah kecepatan aliran (m/det), R adalah jari-jari hidrolis (m), S adalah kemiringan dasar saluran dan C adalah koefisien Chezy. b. Rum us Manning

Rumus Manning yang banyak digunakan pada pengaliran di saluran terbuka, juga berlaku untuk pengaliran di pipa. Rumus tersebut mempunyai bentuk: V = .: R 2 l 35 1!2

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

(2.25)

n

Dengan n adalah koefisien Manning dan R adalah jari-jari hidrolis, yaitu perbandingan antara luas tampang aliran A dan keliling basah P. A

R = -p···············............................................................................... (2.26) Untuk pipa lingkaran , A = nD2/4 dan P = 7t D , sehingga : R=

n::: = 4

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

V = o,397 vz/351/2 .......................... .................................................

(2.27)

(2.28)

n

c. Metode Haspers

Metode Haspers yang digunakan untuk menghitung debit maksimum dirumuskan sebagai berikut ;

Q = ci p. I.A......................................................................................

(2.29)

II-32



---

-------

-

Keterangan : ci = Koefisien pengairan. = Koefisien

I

reduksi.

= Intensitas hujan (m

3

/dtk!km2).

A = luas daerah (Km2). d. Metode Rasional Qt = 0,278 C . I . A

L]o, t = 0,0195 x [S

m3/dt ......................................................... (2.30)

77

( menit) ............................................................ (2.31)

S = L'i.H I L ........................... ............................................. ................ (2.32)

Dimana: Qt

debit banjir (m3/dt)

c

Koefisien pengaliran.

I

Intensitas hujan (mm/jam).

A

Luas Daerah Aliran (km2 ).

R

hujan rencana (mm/hari).

t

waktu konsentrasi Garn).

II-33


Babh Il - Tinjauan Pustaka -- ---

S

kemiringan daerah aliran.

L

panjang saluran (km). H

=

Selisih ketinggian antara titik terjauh saluran drainase dengan

lokasi pengamatan (m) Dalam rumus rasional terdapat koefisien pengaliran C, yang besarnya berubah dari waktu ke waktu, tergantung dari perubahan

karakteristik

aliran permukaan di dalam saluran drainase tanah. Untuk

mendapatkan

harga C yang pasti adalah sangat sulit, karena dipengaruhi oleh faktorfaktor kemiringan lahan, vegetasi permukaan tanah serta jenis dan kelembaban tanah. e. Metode Modifikasi Rasional Saluran drainase yang berfungsi sebagai slauran primer akan dihitung dengan rumus rasional yang dimodifikasi. Debit

saluran

yang

akan

diperiksa kapasitasnya, dihitung sebagai berikut : Q = 0,278 x C x Cs x l x A .............................................................. (2.33)

(2.34) tc

= to

+ td................................................................................... (2.35)

td = L I V .......................................................................................

(2.36)

II-34



--- -- -

-

--

-

0,77

to = 0,0195 x

(menit ) .................................... .................... [

(2.37)

]

Dimana:

Q = Debit banjir rencana (m3/det). C

=

Koofisien Pengaliran yang tergantung dari permukaan tanah daerah

perencanaan. Cs = Koofisien Penyimpangan. I

Intensitas hujan (mm/jam).

A

Luas daerah aliran (catchment area) (Km2).

tc

= Waktu konsentrasi , untuk daerah saluran drainase perkotaan terdiri

dari to dan td. to

=

Waktu yang diperlukan air untuk mengalir melalui permukaan

tanah ke saluran terdekat (menit). to diperoleh dan grafik BUDS dari harga - harga L, C, dan slope. td

= Waktu yang diperlukan air untuk mengalir didalam saluran ke

tempat yang direncanakan (menit). L

=

Panjang saluran dari titi k terjauh sampai ke titik yang ditinjau

meter (m).

II-35


-- - - -

V

Babh II - Tinjauan Pustaka -

= Kecepatan pengaliran rata - rata (m/det). V diperoleh dari rumus

BUDS

=

20 (H/L)0,6. Karena gra:fik BUDS to hanya terbatas untuk slope

0,5% s/d 15%, maka untuk harga - harga to tersebut diluar batas grafik, to dicari dengan rumus Karby yang selanjutnya menjadi : Lo = Jarak terjauh dari daerah aliran (m). m S

Koefisien hambatan.

=

kemiringan daerah aliran.

f. Metode Perhitungan Hidrolika 1. Kapasitas saluran Perhitungan kapasitas saluran sekaligus juga untuk mencari dimensi saluran yang akan dihitung dengan rumus Manning sebagai berikut :

Q = V x A (m3/det) .................................................. ....................

(2.38)

R ,3--j x s0•5 V = ---n .................................................................................

(2.39)

Dimana :

Q

Debit air di saluran (m3/det).

V

Kecepatan air dalam saluran (m/det).

n

Koefisien kekasaran dinding.

II-36


-

R

Jari-jari hidrolis (meter).

S

Kemiringan dasar saluran.

A

Babh lI -Tinjauan Pustaka

Luas penampang basah (m2).

Mengingat saluran drainase ini berfungsi untuk mengalirkan air hujan dari catchment area yang ada didaerah terbuka/perumahan , maka dimensi saluran

ini dihitung dengan

rumus

Manning

yang

dibandingkan/

dikombinasikan dengan analisis debit banjir Hidrologi dengan rumus Rasional Modifikasi , menggunakan komputer program Excel. Dengan mencoba-coba tinggi air (h), lebar dasar saluran (b) dan kecepatan air (v) Hidrolika sama dengan kecepatan air permukaan (v) Hidrologi , sampai diperoleh dimensi yang ideal, yakni perbandingan

debit

banjir

(Qin) dengan kapasitas saluran (Qout) :'.S 1. 2. Kecepatan Pengaliran. • Kecepatan Minimum. Kecepatan minimum yang diijinkan adalah kecepatan yang tidak akan menyebabkan pengendapan partikal (sedimentasi) maupun tumbuhnya tumbuhan air. Kecepatan ini sulit ditentukan dengan tepat, karena sangat tergantung dari partikel - partikel yang terdapat di permukaan tanah. • Kecepatan Maksimum.

II-37


Babh JI - Tinjauan Pustaka

Kecepatan aliran dalam saluran hams dibatasi untuk mencegah terjadinya erosi atau longsoran. Kecepatan maksimum tersebut

ditentukan

oleh

lapisan pelindung saluran yang dipergunakan , yaitu: Saluran tanah V

0,70 m/det

Saluran pasangan batu V

2,00 m/det

Saluran pasangan beton V

=

3,00 m/det

• Kemiringan Talud Saluran Tanah. Kemiri ngan tal ud saluran tanah disesuaikan dengan karakteristik tanah setempat yang pada umumnya berkisar antara 1 : 1,5 sampai dengan 1 : 3. Tabe1 2.2 Kemmngan Talu d Bahan dan. Tanah Kerniringan Talud Bahan Tanah (m = WV)

No

1

Batu

0,25

2

Lempung kenyal, geluh

1 - 2

3

Lempung pasir, tanah kohesif

1,5 - 2,5

4

Pasir lanauan

2 - 5

5

Gambut kenyal

I- 2

6

Gambut lunak

3 - 4

7

Tanah dipadatkan dengan baik

1 - 1,5

Sumber : KP 03 Bagian Saluran

II-38


Babh fl - Tinjauan Pustaka

• Kemiringan Talud Saluran Pasangan. Kemiringan talud saluran dari pasangan disesuaikan dengan kedalaman air di saluran : Tabel 2.3 Kemiringan Talud Bahan dari Pasangan. Tinggi Air

M

h < 0,40 m

0 (dinding tegak vertikal)

0,75 > h > 0,40 m

0,25 - 0,5

h > 0,75 m

0,50 - 1,0


• Tinggi Jagaan (F). Tinggi jagaan minimum untuk saluran dengan pasangan ditentukan dari besarnya debit air di saluran. Tabel 2 4 Tmgg1" Ja aan d"1 Saluran. Debit air

Tinggi Jagaan

Q < 5 m j/ det

0,20 - 0,30 meter

10 nr'/det > Q > 5 mj/ det

0,30 - 0,50 meter

Q > 10 m3/det

0,70 - 1,0 meter

I Sumber : KP 03 Bagian Saluran

Debit au yang didapat dari perhitungan diatas yang berarti kapasitas saluran dibandingkan dengan debit banjir yang dihitung berdasarkan perencanaan hidrologi dengan periode ulang tertentu. Apabila kapasitas saluran < dari debit perhitungan hidrologi, berarti kapasitas saluran tidak mampu untuk menampung debit banjir yang terjadi. II-39


Babb II - Tinjauan Pustaka

• Pemakaian Tipe Saluran. Peruntukan pemakaian tipe saluran tergantung keadaan /kondisi

di

lapangan dan beban jalan yang akan direncanakan. Tabel 2 5 Pem ak m.an Tipe SaI uran. No

Tipe Salura

Peruntukan/Pemakaian

1

Beton Bertulang

Dipi nggir jalan yang menerima beban berat

2

Beton Tanpa Tulang

Dipinggir jalan dengan lebar jalan antara 1,0 - 1,5 M, dan tidak menerima beban berat

3

Batu Kati

Dipinggir jalan dengan lebar jalan antara 3,0 - 4,0 M, tidak menerima beban berat

4

Tanah

Saluran dilokasi yang masih kosong penduduknya/jalan pun bel um ada.


g. Metode Mononobe Seandainya data curah hujan yang ada adalah data curah hujan harian, maka untuk menghitung intensitas hujan dapat di gunakan metode Mononobe .

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

(2. 40)

Dengan: I = intensitas curah hujan(mm/jam). t

=

R24

lamanya curah hujan Garn). =

curah hujan maks, dalam 24 jam (mm).

Salah satu konsep penting dalam upaya mengendalikan banjir adalah koefisien aliran permukaan (runofJJ yang biasa dilambangkan dengan C. II-40



Koefisien

C didefinisikan

sebagai nisbah

antara laju puncak

permukaan terhadap intensitas hujan. Faktor utama

yang

aliran

mempengaruhi

nilai C adalah laju infiltrasi tanah, tanaman penutup tanah dan intensitas hujan Koefisien aliran permukaan (C) untuk DAS pertanian bagi tanah kelompok hidrologi B dan untuk daerah perkotaan tertera dalam tabel.

Tabel 2.6 Koefisien Aliran Permukaan (C) untuk Daerah Urban Koefisien C Jenis Daerah

No. 1.

2.

Daerah Perdagangan

• •

Perkotaan (down town)

• • •

Perumahan satu keluarga Perumahan berkelompok , terpisah-pisah Perumahan berkelompok , bersambungan Suburban Daerah apartemen

Pinggiran Permukiman

•

• 3.

8.

9.

0,30 - 0,50 0,40 - 0,60 0,60 - 0,75 0,25 - 0,40 0,50 - 0,70

Industri

•

Daerah industri ringan Daerah industri berat Taman, pekuburan Tempat bermain Daerah stasiun kereta api Daerah belum diperbaiki Jalan Bata

0,50 - 0,80 0,60 - 0,90 0,10 - 0,25 0,20 - 0,35 0,20 - 0,40 0,10 - 0,30 0,70 - 0,95

•

0,75 - 0,85 0,75 - 0,95

•

4. 5. 6. 7.

0,70 - 0,90 0,50 - 0,70

Jalan, hamparan • Atap Sumber : Arsyad (2006)

II-41



--

Tabel 2.7 Koefisien Aliran Perrnukaan (C) tmtuk DAS Pertanian bagi tanah k eI ompok h1.dro1og1. B No. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

7.

Tanaman Penutup Tanah dan Kondisi Hidrologi Tanaman dalam baris, buruk Tanaman dalam baris, baik Padian, buruk Padian, baik Padang rumput potong, pergiliran tanaman , baik Padang rumput, penggembalaan tetap, baik Hutan dewasa, baik

Koefisien C untuk Laju Hujan 200 mm/jam 100 mm/jam 25 mm/i am 0,65 0,66 0,63 0,47

0,56

0,62

0,38 0, 18 0,29

0,38 0,21 0,36

0,38 0,22 0,39

0,02

0,17

0,23

0,02

0,10

0,15

Sumber : Arsyad (2006)

Tabel 2.8 Koefisien Kekasaran Manning

Tipe Saluran dan Deskripsinya

Minimum

Normal

Maksimum

0.009

0.01

0.013

0.01 0.013

0.012 0.016

0.014 0.017

0.01 0.011

0.013 0.014

0.014 0.016

0.012 0.013

0.014 0.016

0.015 0.07

0.017 0.021

0.019 0.024

0.021 0.03

0.008 0.009

0.009 0.01

0.01 0.013

0.01

0.011

0.013

A. Gorong - gorong Tertutup Terisi Sebagian A-1

A-2

Logam a Kuningan halus b Baja 1. Ambang penerus dan dilas 2. Dikeling dan pilin c Besi tuang 1. Dilapis 2. Tidak dilapis d Besi tempa 1. Tidak dilapis 2. Dilapis seng e Logam beralur 1. Cabang pembuang 2. Pembuang banjir Bukan Logam a Lusit b Kaea c Semen 1. Acian

II-42


Babh II -Tinjauan Pustaka -

Minimum

Normal

Maksimum

2. Adukan d Beton 1. Gorong - gorong, lurus dan bebas kikis 2. Gorong - gorong dengan lengkungan, sambungan dan sedikit kikisan 3. Dipoles 4. Saluran pembuang dengan bak kontrol , mulut pemasukan dan lain - lain, lurus 5. Tidak dipoles, seperti baja 6. Tidak dipoles, seperti kayu halus 7. Tidak dipoles, seperti kayu kasar e Kayu 1. Dilengkungkan 2. Dilapisi , diawetkan f Lempung l . Saluran pembuang , dengan ubin biasa 2. Saluran pembuang , dipoles 3. Saluran pembuang , dipoles, dengan bak kontrol , mulut pembuangan dan lain - lain

0.011

0.013

0.014

0.01

0.011

0.013

0.011

0.013

0.014

0.011

0.013

0.014

0.013

0.015

0.017

0.012 0.012 0.015

0.013 0.013 0.017

0.014 0.014 0.017

0.01 0.015

0.012 0.017

0.014 0.02

0.011

0.013

0.017

0.011

0.014

0.017

0.014

0.016

0.018

4. Cabang saluran pembuan dengan sambungan terbuka g Bata 1. Diglasir 2. Dilapis adukan semen h Pembuangan air kotor dengan saluran lumpur 1 Bagian dasar dilapis,saluran pembuang licin J Pecahan batu sedimen

0.011

0.013

0.015

0.011 0.012

0.013 0.015

0.015 0.017

0.012

0.013

0.016

0.016

0.019

0.02

0.018

0.025

0.03

0.011 0.012

0.012 0.013

0.014 0.017 II-43


B. Saluran dilapis atau dipoles B-1 Logam a Baja dengan permukaan licin 1. Tidak dicat 2. Dicat


- Babh [J -Tinjauan Pustaka


Minimum

Normal

Maksimum

0.021

0.025

0.03

0.011

0.012

0.014

0.01

0.012

0.014

0.011

0.012

0.015

0.011 0.012 0.01

0.013 0.015 0.014

0.015 0.018 0.017

0.011 0.013 0.015 0.014

0.013 0.015 0.017 0.017

0.015 0.016 0.02 0.02

0.016

0.019

0.023

0.018

0.022

0.025

0.017 0.022

0.02 0.027

0.015 0.014 0.016 0.02 0.02

0.017 0.02 0.02 0.025 0.03

0.02 0.024 0.024 0.03 0.035

0.017 0.02 0.023

0.02 0.023 0.033

0.025 0.026 0.036

0.011 0.012

0.013 0.015

0.015 0.018

Baja dengan permukaan b bergelombang B-2 Bukan Logam a Semen 1. Acian 2. Adukan b Kayu 1. Diserut, tidak diawetkan 2. Diserut , diawetkan dengan creosote 3. Tidak diserut 4. Papan 5. Dilapis dengan kertas kedap air c Beton 1. Dipoles dengan sendok kayu 2. Dipoles sedikit 3. Dipoles 4. Tidak dipoles 5. Adukan semprot, penampang rata 6. Adukan semprot, penampang bergelombang 7. Pada galian batu yang teratur 8. Pada galian batu yang tak teratur Dasar beton dipoles sedikit dengan d tebing dari I

1. Batu teratur dalam adukan 2. Batu tak teratur dalam adukan 3. Adukan batu, semen, diplester 4. Adukan batu dan semen 5. Batu kosong atau rip-rap e Dasar kerikil dengan tebing dari 1. Batu acuan 2. Batu tak teratur dalam adukan 3. Batu kosong atau rip-rap f Bata 1. Diglasir 2. Dalam adukan semen g Pasangan batu

II-44


Babh II - Tinjauan Pustaka -


Minimum

Normal

Maksimum

0.017 0.023 0.013

0.025 0.032 0.015

0.03 0.035 0.017

0.013 0.016 0.03

0.013 0.016

0.016 0.018

0.018 0.022

0.02 0.025

0.022

0.025

0.03

0.022

0.027

0.033

0.023

0.025

0.03

0.025

0.03

0.033

0.03

0.035

0.04

0.028

0.03

0.035

0.025

0.035

0.04

0.03

0.04

0.05

0.025 0.035

0.035 0.05

0.04 0.06

0.025 0.035

0.035 0.04

0.04 0.05

0.05

0.08

0.12

1. Batu pecah disemen 2. Batu kosong h Batu potong, diatur l Aspal 1. Halus 2. Kasar J Lapisan dari tanaman

c.

Digali atau Dikeruk a Tanah !urns dan seragam 1. Bersih, baru dibuat 2. Bersih, telah melapuk 3. Kerikil, penampang seragam, bersih 4. Bernmput pendek, sedikit tanaman pengganggu b Tanah, berkelok - kelok dan tenang 1. Tanpa tetumbuhan 2. Rumput dengan beberapa tanaman pengganggu 3. Banyak tanaman pengganggu atau tanaman air pada saluran yang dalam 4. Dasar tanah dengan tebing dari batu pecah 5. Dasar berbatu dengan tanaman pengganggu pada tebing 6. Dasar berkerakal dengan tebing yang bersih c Hasil galian atau kerukan 1. Tanpa tetumbuhan 2. Semak - semak kecil di tebing d Pecahan batu 1. Halus, seragam 2. Tajam, tidak beraturan Saluran tidak dirawat, dengan e tanaman pengganggu dan belukar tidak dipotong 1. Banyak tanaman pengganggu setinggi air

0.05

II-45


Babh ll -Tinjauan Pustaka


Minimum

Normal

Maksimum

0.04 0.045

0.05 0.07

0.08 0.11

0.08

0.1

0.14

0.025

0.03

0.033

0.03

0.035

0.04

0.033

0.04

0.045

0.035

0.045

0.05

0.04

0.048

0.055

0.045

0.05

0.06

0.05

0.07

0.08

0.075

0.1

0.15

0.03

0.04

0.05

0.04

0.05

0.07

0.025 0.03

0.03 0.035

0.035 0.05

0.02

0.03

0.04

2. Dasar bersih, belukar di tebing 3. Idem, setinggi muka air tertinggi 4. Banyak belukar setinggi air banjir

D. Saluran Alam D-1

D-2

Saluran kecil (lebar atas pada taraf banjir < 100 kaki) a Saluran di dataran 1. Bersih lurus, terisi penuh, tanpa rekahan atau ceruk dalam 2. Seperti di atas, banyak batu-batu , tanaman pengganggu 3. Bersih, berkelok-kelok , berceruk , bertebing 4. Seperti di atas,dengan batu-batu, tanaman pengganggu 5. Seperti di atas, tidak terisi penuh, banyak kemiringan dan penampang yang kurang efektif 6. Seperti no 4, berbatu lebih banyak 7. Tenang pada bagian lurus, tanaman pengganggu , ceruk dalam 8. Banyak tanaman pengganggu , ceruk dalam atau jalam air penuh kayu dan ranting Saluran di pegunungan , tanpa b tetumbuhan di saluran tebing umumnya terjal , pohon dan semaksemak sepanjang tebing 1. Dasar:kerikil , kerakal dan sedikit batu besar 2. Dasar:kerakal dengan batu besar Dataran banjir a Padang rumput tanpa belukar 1. Rumput pendek 2. Rurnput tinggi b Daerah pertanian 1. Tanpa tanaman

II-46


Babh 11 - Tinjauan Pustaka


D-3

Minimum

Normal

Maksimum

0.025 0.03

0.035 0.04

0.045 0.05

0.035

0.05

0.07

0.035

0.05

0.06

0.04

0.06

0.08

0.045

0.07

0.11

0.07

0.1

0.16

0.011

0.15

0.2

0.03

0.04

0.05

0.05

0.06

0.08

0.08

0.1

0.12

0.1

0.12

0.16

0.025

........

0.06

0.035

........

0.1

2. Tanaman dibariskan 3. Tanaman tidak dibariskan c Belukar 1. Belukar terpencar, banyak tanaman pengganggu 2. Belukar jarang dan pohon, musim dingin 3. Belukar jarang dan pohon, musim dingin 4. Belukar sedang sampai rapat, musim dingin 5. Belukar sedang sampai rapat, . . musrm semi d Pohon-pohonan 1. Willow rapat, musim semi, lurus 2. Tanah telah dibersihkan ,tunggul kayu tanpa tunas 3. Seperti di atas, dengan tunastunas lebat 4. Banyak batang kayu, beberapa tumbang, ranting-ranting , taraf banjir di bawah cabang pohon 5. Seperti di atas, taraf banjir mencapai cabang pohon Saluran besar (lebar atas pada taraf banjir > 100 kaki) Nilai n lebih kecil dari saluran kecil dengan perincian yang sama, sebab tebing memberikan hambatan efektif yang lebih kecil Penampang beraturan tanpa batu a besar atau belukar Penampang tidak beraturan dan b kasar

Sumber : Manual Hee-Ras

II-47


BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Dalam bab ini akan disajikan beberapa penjelasan terkait berbagai macam

Recommend Documents