PERENCANAAN SISTEM DRAINASE SALURAN RUNGKUT MEDOKAN Ir. FX. Didik Harijanto. CES Jurusan DIII Teknik Sipil, Fakultas Teknologi Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Indonesia 60111
Abstrack - Normalisasi saluran drainase Rungkut Medokan dimaksudkan untuk mengatasi banjir yang sering melanda wilayah Rungkut
rencana ? C. Tujuan
Medokan. Di saat musim penghujan
Tujuan utama dari pekerjaan proyek akhir ini adalah :
wilayah Rungkut Medokan sering terjadi genangan air hujan
1. Merencanakan sistem drainase di kawasan Saluran Rungkut
yang mencapai ketinggian ± 30 cm, sehingga membuat
Medokan agar tidak terjadi genangan di area Rungkut
aktivitas masyarakat terganggu.
Medokan.
Dalam perencanaan ini akan dilakukan normalisasi pada
2. Meninjau kembali kondisi eksisting saluran sekunder pada
saluran yang bermasalah. Adapun normalisasi yang akan
pematusan
dilakukan sesuai dengan analisa perhitungan curah hujan
perubahan tata guna lahan di wilayah tersebut.
rencana yang menggunakan Metode Distribusi Person Type III
Rungkut
Medokan
dengan
segala
3. Menormalisasi Saluran Sekunder dengan harapan tidak terjadi
dan Log Person Type III. Kemudian metode tersebut diuji menggunakan Metode Chi Kuadrat dan Smirnov-Kolmogorov.
Saluran
lagi genangan di kawasan Rungkut Medokan. D. Manfaat
Dari perhitungan dapat ditarik kesimpulan bahwa tidak
Dengan adanya pembahasan ini diharapkan dapat dibuat
semua saluran sekunder dapat menampung debit rencana,
bahan pertimbangan untuk perencanaan kembali pada
perlu normalisasi pada saluran yang kapasitasnya tidak sesuai
saluran-saluran yang mengalami banjir.
dengan rencana. Saluran Rungkut Asri dinormalisasi dengan
E. Batasan Masalah
lebar 7 m dan ketinggian 1,5 m. Saluran Rungkut Asri Timur
Pokok bahasan dalam penulisan ini adalah melakukan
dinormalisasi dengan lebar 2,3 m dan ketinggian 2,3 m..
perencanaan
pada jaringan
drainase Saluran Rungkut
Medokan Surabaya. Pembahasan ini dibatasi pada :
I. Pendahuluan
1. Saluran drainase sekunder.
A. Latar Belakang Saluran Rungkut Medokan adalah salah satu saluran sekunder yang ada di Surabaya. Ada 6 saluran sekunder yaitu
2. Tidak membahas debit air buangan. F.
Lokasi Wilayah
Rungkut Asri, Rungkut Asri Utara, Rungkut Medokan, Rungkut Asri Timur, Medokan Asri Selatan, dan Medokan Asri. Saluran tersebut sering terjadi banjir pada musim hujan. Dengan genangan air yang ada akan mengganggu aktivitas masyarakat sekitar. Ada banyak faktor yang mempengaruhi banjir di daerah sekitar tersebut. Faktor-faktor yang menyebabkan banjir antara lain curah hujan tinggi, dataran saluran tersebut cenderung rendah dan perubahan tata guna lahan.
Gambar 1.1 Peta Rungkut Medokan
Penulisan proyek akhir ini adalah salah satu upaya memberikan solusi dalam penanggulangan banjir dikawasan tersebut. Dengan perencanaan berkala banjir diharapkan tidak terjadi lagi.
II. Dasar Teori A.
Pembahasan Umum Drainase berasal
dari
bahasa inggris,
drainase
B. Perumusan Masalah
mempunyai arti menguras, membuang. Dalam bidang teknik
Adapun beberapa macam permasalahan, adalah :
sipil, drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai suatu
1. Dengan sudah direncanakannya saluran tersier dan
tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang
diasumsikan saluran tersier mampu menampung semua air,
berasal dari air hujan maupun rembesan, sehingga fungsi
apakah saluran sekunder dapat menampung air dari saluran
kawasan atau lahan tidak terganggu. Drainase juga dapat
tersier dan dari debit rencana ?
diartikan sebagai sanitasi. Jadi, drainase tidak hanya
2. Berapakah debit rencana saluran sekunder apabila saluran
menyangkut air tanah. Secara umum sistem drainase dapat
sekunder tidak mampu menampung debit air dari debit
didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi
untuk mengurangi atau membuang kelebihan air
1.
Analisa Curah Hujan Maksimum Harian Rata-rata
dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat
Data hujan dari 3 ( tiga ) stasiun curah hujan besarnya
difungsikan secara optimal ( Suripin, 2003:7-8 ).
mungkin tidak sama dan untuk kawasan yang luas, salah satu
Darainase merupakan suatu sistem pembuangan air
data belum menggambarkan hujan wilayah tersebut. Dalam
menggenang pada suatu daerah yang berfungsi untuk
hali ini diperlukan hujan kawasan yang dari harga rata-rata
mengalirkan kelebihan air hujan menuju ke badan air
curah hujan harian dari beberapa stasiun hujan disekitar
menerima dengan aman, sehingga dapat mengalihkan
kawasan tersebut. Mengingat data hujan yang didapat dari 3
terjadinya banjir ( Masduki, 1998:1-1 ).
( tiga ) stasiun hujan yang berbeda maka cara mencari hujan
B.
Peran drainase
maksimum harian rata-rata adalah menggunakan langkah
Sistem Drainase diperlukan unutk melakukan tindakan
sebagai berikut ( Suripin, 2003:60 ).
teknis dalam mengendalikan :
a. Tentukan hujan maksimum harian pada tahun tertentu disalah
a. Kelebihan Air. Sistem
drainase
satu pos hujan. dapat
mengendalikan
terhadap
b. Cari besarnya curah hujan pada tanggal – bulan – tahun yang
kemungkinan adanya banjir, genangan air pada lahan produktif,
sama untuk pos hujan yang lain.
erosi tanah serta kerusakan dan gangguan fisik, kimia dan
c. Hitung hujan DAS dengan salah satu cara yang dipilh.
biologi pada tanah produktif.
d. Tentukan hujan maksimum harian ( seperti langkah 1 ) pada
b. Elevasi Badan Air Permukaan. Adanya arus limpasan air hujan menuju badan air
tahun yang sama untuk pos hujan yang lain. e. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk setiap tahun.
penerima maka akan timbul kemungkinan naiknya elevasi
Dari hasil data yang diperoleh ( sesuai dengan jumlah pos
badan air permukaan. Selain itu, dampak lain yang dapat
hujan ) dipilih yang tertinggi setiap tahun. Data hujan yang
mengganguadalah kemungkinan terjadinya air balik ( back
terpilih setiap yang tertinggi setiap tahun. Data hujan yang
water ) dan kerusakan terhadap badan air permukaan yang
terpilih setiap tahun merupakan hujan maksimum harian DAS
disebabkan oleh melimpahnya air permukaan.
untuk yang bersangkutan.
c. Elevasi Permukaan Air Tanah Pada Lahan Produktif.
X =
Bila ada air hujan tanpa adanya saluran drainase, maka
( 2.1 )
Dimana :
yang akan terjadi adalah menggenangnya jalan tanah dan lain
𝑋𝑋� = Hujan rata-rata ( mm )
sebagainya tanpa terkendali.
n = Jumlah data
Jadi kegunaan drainase secara umum adalah sebagai alat
X = Hujan yang diamati ( mm )
pematusan daerah dari kelebihan air permukaan dan air tanah. Apabila tidak adanya pematusan atau pengendali dan
1 n .............................................. ∑X n i =1
2.
Analisa Curah Hujan Maksimum Harian Rencana
pengontrol, maka kiriman air hujan akan masuk secara tidak
Data hujan dari 3 ( tiga ) stasiun curah hujan besarnya
terkendali ke dalam badan penerima. Selain fungsi utama dari
mungkin tidak sama dan untuk kawasan yang luas, salah satu
drainase adalah sebagai pemelihara dan pengendali sumber air
data belum menggambarkan hujan wilayah tersebut. Dalam
yaitu untuk memelihara elevasi air baik air tanah maupun air
hali ini diperlukan hujan kawasan yang dari harga rata-rata
permukaan.
curah hujan harian dari beberapa stasiun hujan disekitar
C.
Analisa Hidrologi
kawasan tersebut. Mengingat data hujan yang didapat dari 3
Analisa hidrologi merupakan analisa awal dalam
( tiga ) stasiun hujan yang berbeda maka cara mencari hujan
perencanaan konstruksi bangunan air yaitu untuk mengetahui
maksimum harian rata-rata adalah menggunakan langkah
besarnya debit yang akan disalurkan sehingga dapat ditentukan dimensi bangunan air tersebut secara ekonomis. Besar debit yang dipakai sebagai dasar dasar perencanaan adalah debit hujan rencana tidak boleh terlalu besar untuk menghindari ukuran bangunan yang terlalu besar dan tidak ekonomis. Penetapan besarnya banjir rencana memang merupakan masalah pertimbangan hidro ekonomis. Untuk memperkirakan besarnya banjir rencana yang sesuai, Pengetahuan analisa hidrologi mempunyai peranan penting. Dalam perhitungan dapat digunakan data suatu sungai atau saluran atau curah hujan yang nantinya akan diolah menjadi debit rencana.
sebagai berikut ( Suripin, 2003:60 ). a. Tentukan hujan maksimum harian pada tahun tertentu disalah satu pos hujan. b. Cari besarnya curah hujan pada tanggal – bulan – tahun yang sama untuk pos hujan yang lain. c. Hitung hujan DAS dengan salah satu cara yang dipilh. d. Tentukan hujan maksimum harian ( seperti langkah 1 ) pada tahun yang sama untuk pos hujan yang lain. e. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk setiap tahun. Dari hasil data yang diperoleh ( sesuai dengan jumlah pos hujan ) dipilih yang tertinggi setiap tahun. Data hujan yang terpilih setiap yang tertinggi setiap tahun. Data hujan yang
terpilih setiap tahun merupakan hujan maksimum harian DAS
Cv =
untuk yang bersangkutan. 3.
•
Perhitungan Curah Hujan Rencana Hujan rencana adalah curah hujan terbesar tahunan yang Untuk
menghitung
curah
hujan
rencana
•
dapat
menggunakan beberapa metode tergantung luasan area dan 1.
yang
diperlukan
3
N .............. ( N − 1)( N − 2)( SdLogX )3
X
= Hujan yang terjadi ( mm )
•
Harga Rata-rata
N
= Jumlah data
•
Standard Deviasi
Sd
= Standard Deviasi
•
Koefisien Kemencengan
Cv
= Koefisien variasi
dengan
Cs
= Koefisien kemencengan
mengurutkan data curah hujan ( R ) mulai dari harga terbesar
K
= Faktor Distribusi
kerja
perhitungan
adalah
3. Metode Distribusi Normal
smpai harga yang terkecil, kemudian dihitung : •
Distribusi Normal banyak digunakan dalam analisis
Nilai rata–rata ( Mean )
∑ X ...................................................
X =
•
Analisis Statistik dari Distribusi Rata-rata Curah Hujan Tahun, Debit Rata-rata Tahun dan sebagainya.
Standard Deviasi ( Deviation of Standard )
•
∑(X − X )
2
N −1
..................................
Distribusi Normal atau Kurva Normal disebut pula
( 2.3 )
distribusi Gauss. Fungsi densitas peluang normal dari variabel acak kontinyu X dapat ditulis sebagai berikut :
Koefisien kemencengan ( Skewness of Coefficient )
Cs =
•
∑(X − X )
3
N
( N − 1)( N − 2) Sd 3
.........................
( 2.4 )
P( X ) =
1
σ 2π Dimana :
Persamaan Metode Pearson Type III
Xt = X + K * Sd .......................................
P(X)
( 2.5 )
e
−1 x − µ 2 ς
= Fungsi densitas peluang normal ( ordinat kurva = 3,14
X
= Hujan yang terjadi ( mm )
e
= 2,718
N
= Jumlah data
X
= Variabel acak kontinyu
Sd
= Standard Deviasi
µ
= Rata-rata nilai X
Cs
= Koefisien kemencengan
σ
= Deviasi Standard Nilai X
K
= Faktor dari sifat Distribusi Pearson Type III, yang
4.
Metode Distribusi Gumbel Aplikasi Distribusi Gumbel Type I Distribusi Type I Gumbel atau disebut juga dengan
Metode Distribusi Log Pearson Type III
distribusi ekstrim tipe I umumnya digunkan untuk analisis
Metode Log Pearson III didasarkan pada perubahan Langkah–langkah untuk menghitung besarnya probabilitas hujan rencana dengan periode ulang t ( tahun ) dengan Metode
frekuensi banjir. Peluang komulatif dari Distribusi Gumbel adalah:
P = ( X ≤ x) = e − e
Log Pearson Type III sebagai berikut :
Dengan - ∞ < X < ∞
•
Dimana :
Nilai rata–rata ( Mean )
LogX =
∑ LogX .....................................
( 2.6 )
−y
............................... ( 2.12 )
P = ( X ≤ x) = Fungsi densitas peluang Tipe I Gumbel
X = Variabel Acak Kontinyu
N
e
Standard Deviasi ( Deviation Of Standard )
SdLogX =
( 2.11 )
normal )
data yang ada dalam bentuk logaritma ( Supirin, 2003:41).
•
.......................
π
kejadian
•
2
Dimana : 𝑋𝑋� = Hujan rata-rata ( mm )
didapat dari tabel Fungsi Cs dan Probabilitas 2.
hidrologi, misal dalam Analisis Frekuensi Curah Hujan,
( 2.2 )
N
Sd =
( 2.10 )
Dimana : 𝑋𝑋� = Hujan rata-rata ( mm )
dalam
perhitungan Distribusi Pearson Type III adalah :
Lagkah
( 2.9 )
Persamaan Metode Pearson Type III
Metode Distribusi Pearson Type III Paremeter–parameter
∑ ( LogX − LogX )
LogX = LogX + K * SdLogX ....................
kondisi kawasan tersebut.
( 2.8 )
Koefisien kemencengan ( Skewness of Coefficient )
Cs =
dengan peluang tertentu mungkin terjadi di suatu daerah.
SdLogX ........................................... LogX
∑ ( LogX − LogX ) N −1
2
..........
Koefisien Variasi ( Variation of Coefficient )
( 2.7 )
= 2,71828
Y = Faktor Reduksi Gumbel Persamaan garis lurus model matematik Distribusi Gumbel Type I yang ditentukan dengan menggunakan Metode
Momen adalah :
2 5. Tiap-tiap sub grup hitung nilai: ( Oi – Ei ) dan (Oi − Ei )
Y = a ( X - X0 )……………………….. 𝑎𝑎 =
1,283 𝜎𝜎
................................................
𝑋𝑋0 = 𝜇𝜇 −
0,577
Dimana :
π
𝑎𝑎
, atau → X = µ - 0,445 σ...
E
( 2.13 ) 2 6. Jumlahkan seluruh G sub grup nilai (Oi − Ei )
( 2.14 )
E
7. Tentukan derajat kebebasan dk = G – [ P + 1 ]
( 2.15 )
( dengan nilai P = 2 untuk distribusi normal dan binominal, dan nilai P = 1 untuk distribusi Poisson ). •
= 3,14
Uji Smirnov–Kolmogorov Uji Smirnov–Kolmogorov sering juga disebut uji
X
= Variabel acak kontinyu
µ
= Rata-rata nilai X
kecocokan non parametik ( non parametric test ). Karena
σ
= Deviasi Standard Nilai X
pengujian tidak menggunak fungsi distribusi tertentu.
Distribusi Tipe I Gumbel, mempunyai Koefisien
Prosedur Uji Smirnov–Kolmogorov adalah :
Kemencengan Cs = 1,139, Nilai Y, factor Reduksi Gumbel
1. Urutkan data pengamatan ( dari data terbesar sampai yang
merupakan fungsi dari besarnya peluang atau Periode Ulang
terkecil atau sebaliknya ) dan tentukan besarnya peluang
Tertentu.
masing-masing data tersebut.
4.
Uji Kecocokan Distribusi Frekuensi Curah Hujan
X1 = P(X1)
Rencana
X2 = P(X2)
Untuk menentukan kecocokan distribusi frekuensi dari
Xm = P(Xm)
contoh terhadap fungsi peluang yang diperkirakan dapat
Xn = P(Xn)
menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi tersebut
𝑃𝑃(𝑋𝑋𝑋𝑋) =
dan P(Xm) = 1 – P(Xi)….
P(X)
= Peluang
Uji Chi–Kuadrat digunakan untuk menentukan
m
= Nomor urut kejadian
apakah persamaan peluang ( metode yang digunakan untuk
n
= Jumlah data
Uji Chi–Kuadrat
mencari hujan rencana ), dapat mewakili distribusi sampel data
2.
Tentukan nilai masing-masing peluang teoritis dan hasil penggambaran data ( persamaan distribusi ).
yang analisis.
X1 = P’(X1)
Parameter yang digunakan untuk pengambilan 2
keputusan uji ini adlah X , sehingga disebut Uji Chi–Kuadrat.
X2 = P’(X2)
2
Parameter X dapat dihitung dengan rumus:
Xm = P’(Xm)
n∑ (0 i − Ei ) .................................( 2.16 ) Ei
Xn = P’(Xn)
2
X 2h =
( 2.17 )
Dimana :
diperlukan pengujian parameter. •
𝑚𝑚
𝑛𝑛+1
𝑋𝑋−𝑋𝑋�
X2h = Parameter Chi-Kuadrat terhitung
𝐹𝐹(𝑡𝑡) =
G
= Jumlah Sub Kelompok
P’(Xm) = Peluang teoritis yang terjadi pada nomor ke-m yang
Oi
= Jumlah nilai pengamatan pada Sub Kelompok Ke-1
Ei
= Jumlah Nilai teoritis pada Sub Kelompok Ke-1
Dimana:
didapat dari tabel X 𝑋𝑋�
Paramater X h merupakan Variabel acak.
= Curah hujan harian = Curah hujan rata-rata
F(t) Peluang untuk mencapai X h sama atau lebih besar
( 2.18 )
Dimana :
2
2
dan P’(Xi) = 1 – P’(Xm)….
𝑆𝑆𝑆𝑆
3.
= Distribusi normal standard
Tentukan selisih terbesar dari peluang peluang pengamatan
daripada nilai Chi-Kuadrat yang sebenarnya X2
dengan peluang teoritis dari kedua nilai peluang tersebut.
Prosedur Uji Chi-Kuadrat adalah:
Dmaks = [P(Xm) – P’(Xm)]……………..
1. Urutkan data pengamatan ( dari yang terbesar ke yang
4. 5.
sebesar Ei =
∑ Oi ∑ sub
Do
berdasarkan
tabel
nilai
kritis
Perhitungan Hujan Rencana Hujan rencana adalah curah hujan terbesar tahunan yang
minimal empat data pengamatan. 3. Jumlah data pengamatan sebesar Oi tiap-tiap sub grup. 4. Jumlah data pengamatan sebesar distribusi yang digunakan
harga
Smirnov–Kolmogorov.
terkecil atau sebaliknya ). 2. Kelompokkan data menjadi G sub grup, tiap-tiap sub grup
Tentukan
( 2.19 )
dengan peluang tertentu mungkin terjadi di suatu daerah. Dari hasil ujidistribusi yang digunakan, maka untuk menghitung curah hujan rencana akan menggunakan metode log pearson type
III
sebelumnya.
prosedur
penghitungannya
telah
dilakukan
Perhitungan Debit Banjir Rencana
Dimana :
Dalam merencanakan bangunan air seperti misalnya
I
= Intesitas Hujan dalam t jam ( mm/jam )
bendungan, spillway, flood control, drainase, dan lain
R24
= Curah hujan efektif dalam 1 hari
sebagainya. Perlu memperirakan debit terbesar yang mungkin
tc
= Waktu Konsentrasi ( jam )
6.
terjadi dalam suatu periode tertantu dari aliran sungai atau
Lamanya hujan pada perumusan diatas dinyatakan
saluran yang bisa disebut dengan debit rencana. Periode ulang
sama dengan waktu konsentrasi ( tc ), yaitu waktu yang
adalah periode tertentu dimana kemungkinan banjir rencana
diperlukan oleh air untuk mengalir dari titik terjauh. Dengan memperhitungkan kemiringan daerah aliran
terulang. Perhitungan debit banjir rencana unutk saluran drainase kota dilakukan berdasarkan hujan harian maksimum
dan kemiringan sungai, maka :
yang terjadi pada periode ulang tertentu. Berdasarkan aliran
tc = t0 + tf ………………………………….
sungai ditentukan dari besarnya hujan turun atau tertentu
Dimana :
identitas hujan, luas area hujan, lama waktu hujan, dan luas
tc = Waktu Konsentrasi ( jam )
sungai, juga ciri-ciri daerah alirannya.
t0 = Waktu yang diperlukan air hujan untuk mengalir di permukaan hingga mencapai intake ( jam )
Metode rasional yang digunakan untuk menghitung debit tf
banjir rencana, apabila data hujan yang digunakan untuk data
1 C.I . A ............................................. 3,6
Untuk mencari harga t0 dan tf dipakai rumus:
( 2.20 )
•
Dimana : Q
= Debit puncak banjir ( m2/detik )
C
= Koefisien pengaliran
I
= Intensitas curah hujan ( km/jam )
A
= Luas Daerah pengaliran ( ha )
7.
= Waktu yang diperlukan air untuk mengalir disepanjang channel flowting ( jam )
aliran sungai tidak mencukupi. Q=
Rumus Kirpich 𝐿𝐿
𝑡𝑡0 = 0,0195 � 0 � √𝑆𝑆
•
𝐿𝐿
Dimana :
Koefisien Pengaliran adalah perbandinganantara jumlah
…………………..….
( 2.24 )
√𝑆𝑆
0,467
→ untuk L0 ≤ 400 m…
( 2.25 )
= Waktu yang diperlukan air hujan untuk mengalir di
t0
air yang mengalir dipermukaan akibat hujan pada suatu daerah
0,77
Rumus Kerby
𝑡𝑡0 = 1,44 � 0 �
Koefisien Pengaliran
permukaan hingga mencapai intake ( jam )
dengan jumlah hujan yang turun di daerah tersebut. Besarnya koefisien pengaliran dipengaruhi oleh :
L0
= Jarak titik terjauh dengan saluran
1. Kemiringan Daerah Aliran.
S
=Kemiringan
3. Jeis Permukaan Tanah.
daerah aliran. Dimana kemiringan
∆𝐻𝐻
Untuk menentukan harga koefisien pengaliran dihitung dengan
∆H
panjang saluran 𝑆𝑆 =
rumus berikut ( Subarka, 1980:51 ).
L
= Panjang saluran ( m )
4. Klimatologi.
•
n
Cm =
1
i =1
1
(m)
adalah perbandingan antara selisih tinggi dengan
2. Struktur Geologi Tanah.
∑AC
( 2.23 )
= Selisih tinggi ( m )
Rumus Dr. Rizha
...............................................( 2.21 )
n
∑A
𝑡𝑡𝑓𝑓 =
i =1
𝐿𝐿
𝑉𝑉
∆𝐻𝐻 0.6
dengan 𝑉𝑉 = 72 � � ………..…. 𝐿𝐿
Dimana :
Dimana :
𝐿𝐿
tf
( 2.26 )
= Waktu yang diperlukan air untuk mengalir
Cm
= Koefisien pengaliran rata-rata
Ai
= Luas masing-masing tata guna lahan
Ci
= Koefisien pengaliran masing-masing tata guna lahan
∆H
= Selisih tinggi ( m )
n
= banyaknya jenis pengguna tanah dalam pengaliran
L
= Panjang saluran ( m )
8.
Intesitas Curah Hujan
disepanjang channel flowting ( jam )
D.
Analisa Hidrolika
Intesitas curah hujan adalah tinggi curah hujan yang terjadi
Analisa hidrolika diperlukan untuk merencanakan
per satuan waktu. Untuk perhitungan intesitas curah hujan
dimensi saluran drainase yang dapat menampung limpasan
harian dari stasiun curah hujan digunkan perumusan Dr.
baik ditinjau hidrolis maupun dari elevasi lapangan. Tinjauan
Mononobe.
hidrolis dimaksudkan untuk melakukan evaluasi kapasitas tampungan saluran dengan debit banjir periode tertentu.
2
R I = 24 24
24 3 ……………………..……. tc
( 2.22 )
Evaluasi
lapangan
adalah
pengamatan
langsung
di
lapanganyang bertujuan untuk melihat kondisi saluran secara
langsung.
Mempelajari berbagai literatur yang berkaian dengan
Apabila dalam pengamatan di lapangan terjadi
permasalahan-permasalahan, buku yang dipakai antara lain :
genangan, maka normalisasi menjadi salah satu solusi.tetapi
•
Hidrologi Aplikasi Statistik untuk Analisa Data.
bila kondisi lapangan sebaliknya, maka perlu dikaji kembali
•
Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air.
apakah masih relevan dipertahankan sampai tahun proyeksi.
•
Modul Kuliah Drainase.
Dari hasil identifikasi maka perencanaan saluran drainase
C.
Survey Lapangan
menggunakan batasan : •
Tahapan ini merupakan peninjauan secara langsung ke lapangan. Ini dilakukan untuk mengetahui keadaan eksisting
Dalam aliran, luas penampang lintang aliran, kecepatan aliran serta debit selalu tetap setiap penampang melintang.
saluran yang nantinya akan dilakukan perhitungan.
•
Garis energi dan dasar saluran selalu sejajar.
•
Bentuk penampang saluran drainase dapat berupa saluran
1. Dimensi Saluran. Peninjauan dimensi saluran secara langsung ke
terbuka autau tertutup.
lapangan dimaksudkan untuk perhitungan full bank capacity.
Rumus yang digunakan untuk menghitung kecepatan
Dalam survey lapangan haruslah dilakukan dengan teliti agar
rata-rata pada perhitungan dimensi saluran adalah Rumus Manning. Rumus Manning digunakan karena mempunyai
hasil perhitungan valid. 2. Mencari informasi dari saluran.
bentuk sederhana. Rumus Manning : 2 3
Informasi dari masyarakat sangat diperlukan untuk mengetahui waktu dan ketinggian banjir yang terjadi
1 2
1 V = .R .I ........................................................... ( 2.27 ) n
a.
Q = A.V ...................................................................( 2.28 )
Pengumpulan Data Pengumpulan data dilakukan untuk membantu jalannya
A = (b + m.h)h .........................................................( 2.29 )
studi, data yang dikumpulkan meliputi data primer dan
P = b + 2h 1 + m 2 ................................................... ( 2.30 )
sekunder, data primer diambil langsung dari studi lapangan
R=
yaitu dimensi dan elevasi saluran.
A .................................................................... ( 2.31 ) P
Data sekunder diambil dari data instansi terkait, literature dan laporan dan topik sejenis sebagai berikut:
t w
b.
h
m b
x
Gambar 2.1 Dimensi Eksisting Saluran Dimana :
•
Peta Umum Kota Surabaya.
•
Data Curah Hujan.
Analisa Data dan Perhitungan
Perhitungan analisa hidrologi
•
Perhitungan hujan pada setiap stasiun hujan.
•
Perhitungan hujan rencana.
•
Perhitungan debit banjir rencana.
Analisa hidrolika
Q
= Debit saluran ( m /det )
•
Skema jaringan drainase Saluran Rungkut Medokan.
V
= Kecapatan aliran ( m/det )
•
Perhitungan
3
2
A
= Luas basah saluran ( m )
P
= Keliling basah saluran ( m )
R
= Jari-jari hidrolis ( m )
n
= Koefisien kekasaran Manning
I
= Kemiringan dasar saluran ( mm/jam )
h
= Tinggi air dalam saluran ( m )
b
= Lebar dasar saluran ( m )
m
= Kemiringan dinding saluran
saluran
drainase
Saluran
Rungkut
Medokan.
Legenda Area DAS Saluran Primer Saluran Sekunder Saluran Tersier
Gambar 3.1 Peta Sistem Drainase Saluran Rungkut Medokan III. Metodelogi A. Persiapan
B.
D.
Pengolahan Data Data yang terhimpun kemudian diklasifikasikan ke dalam
Tahap persiapan sangat penting karena pada tahap ini akan
suatu susunan berupa tabel, grafik, dan gambar. Data berupa
dirancang tahapan-tahapan berikutnya. Pada tahapan ini kami
angka dipindahkan ke dalam tabel kerja untuk memudahkan
menyusun proyek akhir dan mengurus surat-surat sebagai
analisa, kegiatan ini dilakukan untuk memudahkan kegiatan
kelengkapan administasi demi kelengkapan proyek akhir ini.
dalam tahapan analisa. Analisis yang dilakukan dalam kajian
Studi Literatur
ini meliputi analisa hidrologi dan analisa hidrolika.
E.
8. Kesimpulan dan Saran.
Sistematika Penyelesaian Masalah Penyusunan
penyelesaian
masalah
berdasarkan
Pada bagian kesimpulan dan saran ini berisikan
perencanaan sistem pengendalian banjir, yaitu meliputi:
jawaban isi permasalahan dan menjaditujuan dari proyek akhir
Kajian Hidrologi
ini.
1. Perhitungan Curah Hujan Rata-rata Perhitungan
hujan
rata-rata
Urutan perencanaan dalam pengerjaan proposal ini akan dilakukan
dengan
dijelaskan dalam gambar 3.2
pengolahan data yang sudah didapat dari masing-masing
Mulai
stasiun penangkaran hujan. Persiapan
2. Menentukan Curah Hujan Harian Maksimum Rencana Dari data curah hujan maksimum yang diambil dari
Pengumpulan Data : 1. Data eksisting saluran 2. Data hujan 3. Peta DAS
beberapa stasiun penangkar hujan, kita dapat memperkirakan hujan rencana untuk masing-masing periode waktu, metode yang digunakan adalah Log Normal dan Log Pearson Type III. 3. Uji Kesesuaian Distribusi
Pengolahan Data : 1. Perhitungan debit rencana 2. Perhitungan debit eksisting
Pengujian ini dipakai untuk mengetahui apakah suatu data jenis sebaran yang dipilih setelah penggambarannya pada
Luber A
kertas probalitas, perlu pengujian lebih lanjut pengujian itu dengan 2 cara yaitu :
Uji Smirnov–Kolmogorov
Tidak
Pengujian ini dilakukan dengan menggambarkan
Selesai
probalitas untuk setiap data distribusi teoritis dan empiris.
Uji Chi–Kuadrat
Analisa kapasitas
A
Pengujian ini dilakukan unutk menguji apakah Perncanaan dimensi saluran
distribusi pengamatan dapat disamai dengan baik oleh distribusi teoritis. 4. Perhitungan Debit Rencana
Penghitungan trial and error
Perhitungan ini dipakai untuk mengetahui sebagai dasar untuk merencanakan tingkat bahaya banjir pada suatu kawasan
dengan
Tidak luber / aman
penerapan angka-angka kemungkinan
terjadinya banjir karena metode ini pengembangannya sangat
Selesai
sederhana dan memasukkan parameter DAS sebagai unsur pokok selain sifat-sifat hujan masukan, jenis dan sifat-sifat
Gambar 3.2 Skema Pengerjaan Tugas Akhir
hujan masukan, jenis dan sifat parameter DAS tidak terperinci satu persatu akan tetapi pengaruh secarah keseluruhan ditampilkan sebagai Koefisien limpasan.
IV. Hasil dan Pembahasan A.
Analisa Hidrologi Analisa hidrologi mempunyai peranan penting dalam hal
5. Perhitungan Full Bank Capacity
yang berkaitan air, khususnya dalam pengendalian banjir.
Tujuan perhitungan ini adalah unutk mengetahui apakah
penampang
palung
sungai
existing
Hasil dari analisis ini digunakan untuk mengetahui besarnya
mampu
debit banjir yang terjadi.
mengalirkan debit yang ada dengan aman atau meluber. 6. Perbandingan Q Full Bank Capacity dengan kapasitas
1.
Analisa Frekuensi Analisa frekuensi adalah analisa untuk mengetahui
rencana. Perbandingan ini dimaksudkan untuk mengetahui
pengulangan suatu kejadian untuk mengetahui besarnya hujan
manakah metode yang akan digunakan untuk mencari
atau debit periode ulang tertentu dengan menggunakan metode
kapasitas rencana dengan metode rasional yang mempunyai
perhitungan statistik. Periode ulang diartikan sebagai waktu
kapasitas rancana lebih efektif dari Q Full Bank Capacity,
yang diduga dimana hujan atau debit dengan besaran tertentu
sehingga dapat dipakai sebagai dasar perencanaan.
akan disamai atau dilampaui sekali dalam jangka waktu
7. Desain Saluran.
tersebut.
Tujuan
pembuatan
desain
saluran
untuk
memperbaharui saluran eksisting di saluran eksisting di Saluran Rungkut Medokan.
2.
Uji Parameter Statistik Sebelum dilakukan perhitungan distribusi probabilitas
dari data yang tersedia, dilakukan terlebih dahulu uji parameter
statistic terhadap data yang ada sebab masing-masing distribusi yang disebutkan memiliki sifat-sifat yang khas
pengujian tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. 5.
Perhitungan Hujan Rencana
sehingga data hidrologi harus diuji kesesuaiannya dengan sifat
Hujan Rencana adalah hujan tahunan terbesar dengan
statistik masimg-masing. Pemilihan distribusi yang tidak tepat
peluang tertentu yang mungkin terjadi disuatu daerah. Dari
dapat menyebabkan kesalahan perkiraan yang cukup besar
hasil uji distribusi yang digunakan, maka untuk menghitung
baik over estimate maupun under estimate yang keduanya
curah hujan rencana akan menggunakan Metode Log Person
tidak diinginkan.
Type
3.
prosedur
perhitungannya
telah
dilakukan
sebelumnya.
Tabel 4.1 Hasil perhitungan parameter statistik X Total Standard Deviasi Cs Cv Ck
III,
6.
1953,5 19,80 1,64 0,20 6,80
Perhitungan Debit Banjir Perhitungan debit banjir rencana untuk saluran sekunder pada sistem drainase saluran Rungkut Medokan dilakukan berdasarkan hujan harian maksimum yang terjadi pada suatu periode ulang tertentu. Hal ini mengingat adanya hubungan antara hujan dan aliran sungai dimana besarnya
Uji Distribusi Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Distribusi Pearson Type III Periode Curah Curah Standard Faktor Ulang Hujan Hujan Deviasi Distribusi Rata-rata Maksimum K Xt T Sd X 2 97.68 19.80 -0.254 92.65 5 97.68 19.80 0.675 111.04 10 97.68 19.80 1.329 123.98 25 97.68 19.80 2.163 140.49
aliran dalam sungai ditentukan dari besarnya hujan, intesitas hujan, luas daerah hujan, lama waktu hujan, luas daerah aliran sungai dan ciri-ciri daerah alirannya. Metode yang digunakan untuk menghitung debit banjir rencana yaitu : •
Metode Rasional Metode ini dipakai apabila data aliran sungai tidak
Uji Kesesuaian Distribusi
mencukupi sehingga digunakan data hujan serta debit aliran
Untuk menentukan kecocokan distribusi frekuensi dari
perkotaan. Persamaan yang dipakai adalah persamaan 2.37,
contoh terhadap fungsi peluang yang diperkirakan dapat
dalam persamaan ini terdapat intesitas cura hujan yaitu
menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi tersebut
ketinggian curah hujan yang terjadi persatuan waktu.
diperlukan
Sedangkan
4.
pengujian
parameter
yang
dalam
hal
ini
menggunakan :
untuk
menghitung
intesitas
curah
hujan
menggunakan persamaan 2.39. Pada persamaan ini terdapat waktu konsentrasi (tc) dan nilainya dapat dicari menggunakan
1.
Uji Chi-Kuadrat
2.
Uji Smirnov-Kolmogorov
persamaan 2.41. cara
Contoh perhitungan debit air dengan metode rasional
menggambarkan data pada kertas peluang dan menentukan
pada saluran Sekunder Rungkut Asri Utara dengan hujan
apakah data tersebut merupakan garis lurus, atau dengan
rencana periode ulang 5 tahun adalah sebagai berikut :
membandingkan kurva frekuensi teoritisnya.
Untuk menghitung to dipakai rumus :
Umumnya
pengujian
dilaksanakan
dengan
Apabila dalam pengujian fungsi distribusi yang dipilih memenuhi ketentuan persyaratan kedua uji tersebut diatas, maka perumusan distribusi yang dipilih dapat diterima dan jika tidak akan ditolak.
Uji Chi-Kuadrat Uji Chi-Kuadrat dimaksudkan untuk menentukan apakah
persamaan distribusi yang telah dipilih dapat mewakili dari statistik sampel data yang dianalisis. No
I
1 2 3 4 5
R ≤ 92.65 92.65 ≤ R ≤ 111.04 111.04 ≤ R ≤ 123.98 123.98 ≤ R ≤ 140.49 R ≥ 140.49 Jumlah
Jumlah Data Oi Ei 11 4 4 4 2 4 2 4 1 4 20 20
Oi - Ei 7 0 -2 -2 -3
(𝑂𝑂𝑂𝑂 − 𝐸𝐸𝐸𝐸)2 𝐸𝐸𝐸𝐸 12.25 0 1 1 2.25 16.50
Uji Smirnov-Kolgomorov Uji
Smirnov–Kolmogorov
𝐿𝐿0 0,77 𝑡𝑡0 = 0,0195 � � √𝑆𝑆 = 0,0195 �
434,5
√𝑆𝑆0,0002 = 0,93 jam
0,77
�
Untuk menghitung tf dipaki rumus : 𝑡𝑡𝑓𝑓 = 𝑡𝑡𝑡𝑡 =
𝐿𝐿
𝑉𝑉
∆𝐻𝐻 0.6
dengan 𝑉𝑉 = 72 � � 1,58
72 �
𝐿𝐿
∆𝐻𝐻 0.6 � 1,58
= 3,64 jam
Untuk menghitung tc dipakai rumus : tc = t 0 + t f = 0,93 + 3,64
sering
juga
disebut
uji
kecocokan non parametik ( non parametric test ). Karena
= 4,56 jam Untuk menghitung I dipakai rumus :
kemiringan saluran. Kemiringan saluran berubah karena tinggi
2
92,65 24 3 I= 24 4,56
saluran berubah. Cara yang dilakukan untuk mendapatkan tinggi
= 11,67 mm/jam
rencana dan kemiringan saluran rencana menggunakan metode
Untuk menghitung Q Rencana dipakai rumus : 𝑄𝑄 = =
Trial and Error. Cara ini dilakukan karena mudah dan hasilnya
1 𝐶𝐶. 𝐼𝐼. 𝐴𝐴 3,6
akurat. Contoh perhitungan analisis kapasitas rencana saluran
1 0,9.11,67.1,81 3,6
sekunder dengan metode Trial and Error pada saluran Rungkut Asri Utara ( km 2,28 – 2,29 ).
= 5,28 m3/det
Q = A.V
B. Analisa Hidrolika
𝑉𝑉 =
Analisa hidrolika dimaksudkan untuk melakukan evaluasi kapasitas tampungan saluran dengan debit banjir
𝑉𝑉 =
periode ulang 5 tahun saluran sekunder, sedangkan evaluasi langsung dilapangan apakah saluran yang ada mampu atau
2� 3
𝐼𝐼
1� 2
Setelah dicoba trial dan error, diperoleh h = 0.58
tidak mampu mengalirkan pada saat hujan. Apabila dari hasil
8,76 (7,0 + 0,5.1,5)1,5
pengamatan dilapangan kondisi saluran yang ada tidak mampu lagi menampung air hujan, maka alternatif yang akan diambil adalah dilakukan normalisasi tetapi apabila kondisi lapangan
2� 3
(7,0 + 0,5.1,5)1,5 1 = � � 0.02 7,0 + 2𝑥𝑥1,5�1 + 0,52
yang terjadi adalah sebaliknya maka saluran yang ada perlu dikaji kembali apakah masih relevan dipertahankan sampai
0,0002
1� 2
0,44 = 0,44
tahun proyeksi. Full Bank Capacity Existing
1 2� 1� . 𝑅𝑅 3 . 𝐼𝐼 2 𝑛𝑛
𝑄𝑄 1 (𝑏𝑏 + 𝑚𝑚. ℎ)ℎ = � � (𝑏𝑏 + 𝑚𝑚. ℎ)ℎ 𝑛𝑛 𝑏𝑏 + 2ℎ√1 + 𝑚𝑚2
kondisi dilapangan adalah didasarkan pengamatan secara
1.
𝑄𝑄 𝐴𝐴
5.
Perhitungan Long Section dan Cross Section
Full Bank Capacity Existing adalah besarnya debit
Long section adalah potongan memanjang. Cross
tampungan pada saluran sesuai dengan keadaan dilapangan.
section adalah potongan melintang. Long section dan cross
Perhitungan ini diperlukan untuk mengetahui seberapa besar
section digunakan untuk mengetahui elevasi, bentuk dan
kemampuan penampang saluran untuk menampung limpasan
kemiringan pada potongan memanjang dan melintang.
air hujan.
Perhitungan long section dan cross section dilakukan untuk
2.
Kapasitas Saluran Eksisting
mempermudah dalam penggambaran.setiap elevasi dasar
Kapasitas saluran eksisting adalah batas maksimum
saluran, elevasi tanggul, elevasi dasar rencana dan elevasi
suatu saluran untuk menampung debit air yang akan
muka air banjir ditambahkan dengan ketinggian muka air laut
ditampungmya. Saluran memiliki karakteristik yang berbeda
pada elevasi-elevasi tersebut.
satu dengan yang lain. Hal ini dikarenakan dimensi, bahan dasar saluran dan kemiringan saluran setiap saluran berbeda. Oleh sebab itu untuk merencanakan kapasitas saluran
V. Kesimpulan A.
Kesimpulan
faktor-faktor di atas harus di perhatikan dan dihitung dengan teliti.
Dari perhitungan dapat ditarik kesimpulan bahwa tidak semua saluran sekunder dapat menampung debit rencana.
3. Perbandingan Kapasitas Saluran Eksisting dengan Debit Rencana
Perlu normalisasi padasaluran yang kapasitasnya tidak sesuai rencana.
Perbandingan kapasitas saluran eksisting dengan debit
Saluran Rungkut Asri dinormalisasi dengan lebar 7
rencana adalah cara membandingkan kapsitas saluran dengan
m dan ketinggian 1,5 m. Saluran Rungkut Asri Timur
debit rencana. Apabila kapsitas saluran lebih besar daripada
dinormalisasi dengan lebar 3,9 m dan ketinggian 1,3 m.
debit rencana, maka saluran tersebut dapat dikatakan aman.
B.
Tetapi, apabila debit rencana lebih besar dari pada kapasitas
4.
Saran Untuk Mengantisipasi dan mengurangi genangan air
saluran maka saluran tersebut luber.
pada saluran sekunder yang terjadi, maka saran yang kami
Analisis Kapasitas Rencana Saluran Sekunder
sampaikan antara lain :
Analisis Kapasitas rencana saluran sekunder adalah merencanakan dimensi saluran pada saluran yang luber. Dimensi saluran yang dirubah adalah tinggi saluran dan
1.
Pemeliharaan rutin dengan jangka waktu tertentu meliputi pengerukan dan pembersihan sampah yang
dapat mengakibatkan pendangkalan dan penyumbatan aliran air. 2.
Perlu dipikirkan lagi penggunaan plat beton yang menutupi saluran karena mengakibatkan kesulitan dalam pembersihan saluran. VI. Daftar Pustaka
Soewarno. 1995. Hidrologi Aplikasi Metode Statistik Jilid 1.Bandung. Penerbit Nova. Soewarno. 1995. Hidrologi Aplikasi Metode Statistik Jilid 2.Bandung. Penerbit Nova. SDMP ( Surabaya Drainage Master Plan ). Suripin. 2003. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Semarang. Megister Teknik Sipil Program Pasca Sarjana Universitas Diponegoro. Madsuki, H. S. 1998. Drainase Pemukiman ( Hand Book ). Bandung. Institut Teknologi Bandung. Biodata Penulis: Nama
: Dimas Adi Wibisono Angger Andrianto Putra
TTL
: Surabaya, 13 Juni 1989 Surabaya, 17 Nopember 1988
Alamat 1 2
: Jl. Semampir Selatan 1A/12 Surabaya : JL. Karang Poh 4/9 Surabaya
Riwayat Pendidikan: I : SDN Rungkut Menanggal II Surabaya 1995 - 2001 SMPN 35 Surabaya 2001 - 2004 SMA Trimurti Surabaya 2004 - 2007 DIII Teknik Sipil ITS 2007 – Skg II : SDN Tandes Lor I Surabaya 1994 - 2000 SMPN 2 Surabaya 2000 - 2003 SMAN 11 Surabaya 2003 - 2006 DIII Teknik Sipil ITS 2007 – Skg
