perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
EVALUASI DESAIN MASTERPLAN SISTEM DRAINASE KOTA TANJUNG SELOR The Design Evaluation of Tanjung Selor City Drainage System Masterplan
SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menempuh Gelar Sarjana Pada Program S1 Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
HALAMAN JUDUL
Disusun Oleh :
HERDIAS RINALDI NIM I0108011
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERSETUJUAN EVALUASI DESAIN MASTERPLAN SISTEM DRAINASE KOTA TANJUNG SELOR The Design Evaluation of Tanjung Selor City Drainage System Masterplan
Disusun Oleh:
HERDIAS RINALDI NIM I0108011
Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Pengesahan :
HALAMAN PERSETUJUAN Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Agus Hari Wahyudi, MSc
Ir. Adi Yusuf Muttaqien, MT
NIP 19630822 198903 1 002
NIP 19581127 198803 1 001
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PENGESAHAN EVALUASI DESAIN MASTERPLAN SISTEM DRAINASE KOTA TANJUNG SELOR The Design Evaluation of Tanjung Selor City Drainage System Masterplan SKRIPSI
Disusun Oleh :
HERDIAS RINALDI NIM I 0108011 Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Hari : Senin Tanggal : 21 Juli 2014
1. Ir. Agus Hari Wahyudi, MSc NIP 19630822 198903 1 002
__________________
2. Ir. Adi Yusuf Muttaqien, MT NIP 19581127 198803 1 001
__________________
3. Ir. Sudarto, Msi NIP 19570327 198603 1 002
___________________
4. Ir. Suyanto, MM NIP 19520317 198503 1 001
___________________ Mengesahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
Ir. Bambang Santosa, MT commit to user NIP. 19590823 198601 1 001
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO If people aren’t laughing at your dreams, Your
dreams aren’t big enough.
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN Tugas Akhir ini sebagai karya ilmiah di Pendidikan Tinggi Teknik Sipil Jenjang Strata-1 dipersembahkan kepada :
Tuhan Yang Maha Esa, Kedua Orangtuaku, Kakak dan Adikku, Paramita, Sahabat-sahabat seperjuangan di Jurusan Teknik Sipil Angkatan 2008 Almamater tempatku menimba ilmu dan Pemerhati Drainage Engineering di Indonesia.
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK Herdias Rinaldi. 2014. Evaluasi Desain Masterplan Sistem Drainase Kota Tanjung Selor. Skripsi. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Seiring dengan rencana pengembangan wilayah Kota Tanjung Selor diperlukan review Masterplan dan Detailed Engineering Design Sistem Drainase. Kebutuhan untuk mengevaluasi desain sehubungan dengan pertimbangan perlunya saluran penampung banjir di sub sistem 5A. Tujuan penelitian ini untuk memperoleh: evaluasi kapasitas saluran drainase primer, luas tampungan, kedalaman aliran, dan volume saluran penampung banjir, lebar pelimpah dan kapasitas pompa drainase sebagai outflow untuk mengalirkan air dari saluran penampung banjir ke Sungai Kayan. Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah deskriptif kuantitatif. Evaluasi kapasitas saluran drainase dengan debit banjir rencana saluran menggunakan kala ulang 10 tahun. Penelusuran banjir pada saluran penampung banjir digunakan untuk mengetahui luas tampungan, kedalaman aliran, dan volume saluran penampung banjir, lebar pelimpah dan kapasitas pompa drainase. Kesimpulan penelitian ini menunjukan bahwa terjadi peningkatan kapasitas saluran drainase primer dibandingkan dengan desain tahun 2008. Kapasitas saluran drainase primer menuju saluran penampung banjir (long storage), yaitu saluran 6A, 6B, 7A, 7D, 13A, dan 13B dengan debit berturut-turut sebesar 4,437 m3/dtk, 0,678 m3/dtk, 11,227 m3/dtk, 0,628 m3/dtk, 0,374 m3/dtk, 3,915 m3/dtk. Saluran penampung banjir dengan ukuran panjang 2.455,0 m, kedalaman air 3,07 m, luas genangan 12.275 m2, volume genangan 37.083,7 m3. Pelimpah berpintu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari saluran penampung banjir ke badan air Sungai Kayan dengan ukuran lebar mercu 3 x 1,50 m, lebar pintu 3 x 1,50 m, dan tinggi bukaan pintu 1,60 m. Pompa drainase yang diperlukan untuk mengalirkan air dari saluran penampung banjir LS1 ke badan air Sungai Kayan dengan debit sebesar 4 x 2,15 m3/dtk. Kata kunci: Tanjung Selor, saluran drainase, saluran penampung banjir
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT Herdias Rinaldi. 2014. The Design Evaluation of Tanjung Selor City Drainage System Masterplan. Bachelor Thesis. Civil Engineering Department Faculty of Engineering Sebelas Maret University. Along with development plan of Tanjung Selor City, review of Masterplan and Detailed Engineering Design Drainage System are needed. The need of review design is as the result of design long storage at sub sub system drainage 5A. Aims of this research obtained: capacity of primary drainage channel, storage area, water depth, and volume of long storage, width of spillway and pump drainage capacity to drain water from long storage to Kayan River. The method used in this research is descriptive quantitative. Evaluation of the drainage channel capacity with flood discharge channel plan performed with return periods 10 years. Flood routing on the long storage to obtained storage area, water depth, volume of long storage, width of spillway, and pump drainage capacity. Results of the research showed an increased in the primary drainage channel capacity compared to the design in 2008. Capacity of main drain channel to Long Storage as channel 6A, 6B, 7A, 7 D, 13A, 13B with discharge value: 4,437 m3/s, 0,678 m3/s, 11,227 m3/s, 0,628 m3/s, 0,374 m3/s, 3,915 m3/s. Dimentions of Long Storage 2.455 m length, water depth 3,07 m, storage area 12.275 m2, storage volume 37.083,7 m3. Width of weir gate for water outflow towards Kayan River 3 x 1,50 m, width of gate 3 x 1,50 m, depth of gate opening 1,60 m. Pump drainage capacity to drain water towards Kayan River with discharge: 4 x 2,15 m3/s. Keyword: Tanjung Selor, drainage channel, long storage
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena dengan berkat-Nya skripsi dengan judul Evaluasi Desain Masterplan Sistem Drainase Kota Tanjung Selor ini dapat diselesaikan. Penyusunan skripsi merupakan syarat untuk menyelesaikan program Sarjana pada Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penyusunan tugas akhir ini tidak terlepas dari kerjasama dan bantuan banyak pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Perkenankan pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada: 1.
Ir. Bambang Santosa, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil,
2.
Ir. Agus Hari Wahyudi, MSc selaku Dosen Pembimbing Skripsi I,
3.
Ir. Adi Yusuf Muttaqieen, MT selaku Dosen Pembimbing Skripsi II,
4.
Ir. Koesdaryani, MT selaku Pembimbing Akademik,
5.
Semua pihak yang telah memberikan dorongan semangat dan dukungan dalam bentuk lain, sehingga penyusunan skripsi dapat diselesaikan.
Semoga kebaikan budi yang telah diberikan, mendapat imbalan pahala dan karunia dari Tuhan Yang Maha Esa. Penulis menyadari bahwa penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena keterbatasan yang ada, namun demikian penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang berhubungan dengan bidang Ilmu Teknik Sipil maupun masyarakat akademik pada umumnya. Surakarta, Agustus 2014
Penulis
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................................... I HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................................... II HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... III MOTTO ..................................................................................................................... IV PERSEMBAHAN ........................................................................................................ V ABSTRAK ................................................................................................................. VI ABSTRACT................................................................................................................ VII KATA PENGANTAR ............................................................................................. VIII DAFTAR ISI.............................................................................................................. IX DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ XII DAFTAR TABEL.................................................................................................... XIII DAFTAR NOTASI ................................................................................................... XV BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................ 2 1.3 Batasan Masalah .............................................................................................. 3 1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................................. 3 1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI .....................................5 2.1 Tinjauan Pustaka .............................................................................................. 5 2.2 Landasan Teori ................................................................................................. 7 2.2.1
Long Storage ........................................................................................... 7
2.2.2
Sistem Drainase ....................................................................................... 7
2.2.3
Siklus Hidrologi....................................................................................... 8
2.2.4
Operasi Kolam Penampung Banjir ........................................................ 10
2.2.5
Hujan .....................................................................................................10
2.2.5.1
Hujan Harian Maksimum............................................................... 10
2.2.5.2
Distribusi Frekuensicommit Seri Data Hujan ............................................ 11 to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.2.5.3
Hujan Rencana ............................................................................... 11
2.2.5.4
Distribusi Log-Pearson III ............................................................. 12
2.2.6
Intensitas Hujan ..................................................................................... 14
2.2.7
Waktu Konsentrasi ................................................................................ 14
2.2.8
Debit Puncak Menggunakan Metode Rasional/Rasional Modifikasi.............................................................................................. 15
2.2.9
Debit Saluran ......................................................................................... 17
2.2.10 Penentuan Banjir Rencana .....................................................................19 2.2.11 Hidrograf Satuan Sintesis (HSS) ........................................................... 20 2.2.12 Aliran Melalui Pelimpah dan Pintu Aliran Bawah ................................ 22 2.2.13 Penelusuran Aliran (Flood Routing)...................................................... 23 2.2.14 Volume Saluran Penampung Banjir dan Kapasitas Pompa Drainase .................................................................................................25 2.2.15 Banjir Air Pasang (Rob) ........................................................................25 BAB III METODE PENELITIAN .............................................................................27 3.1 Jenis Penelitian............................................................................................... 27 3.2 Lokasi Penelitian ............................................................................................ 27 3.3 Data yang Dibutuhkan ................................................................................... 30 3.4 Alat yang Digunakan ..................................................................................... 30 3.5 Tahapan Penelitian ......................................................................................... 30 3.6 Diagram Alir Penelitian ................................................................................. 31 BAB IV HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN ................................................. 33 4.1 Analisis Hidrologi .......................................................................................... 33 4.1.1
Data Hujan Harian Maksimum Tahun 1987-2012 ................................ 33
4.1.2
Analisa Curah Hujan Rancangan ........................................................... 34
4.1.3
Perhitungan Waktu Konsentrasi ............................................................ 37
4.1.4
Intensitas Hujan Rencana ......................................................................39
4.2 Perhitungan Debit Rencana Saluran .............................................................. 40 4.2.1
Perhitungan Debit Banjir .......................................................................41
4.2.1.1
Koefisien Pengaliran (C) ............................................................... 41
4.2.1.2
Koefisien Penampungan (Cs) ......................................................... 43
4.2.1.3 4.2.2
Debit Banjir 10 Tahunan................................................................ 43 commit to user Perhitungan Debit Air Kotor .................................................................44 x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4.3 Analisis Hidrolika .......................................................................................... 46 4.3.1
Perhitungan Kapasitas Saluran Drainase ...............................................46
4.3.2
Evaluasi Kapasitas Saluran Drainase .................................................... 48
4.4 Analisis Debit Banjir Rancangan ................................................................... 50 4.4.1
Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu Titik Kontrol GK1 ....................... 52
4.4.2
Hidrograf Banjir Rancangan Titik Kontrol GK1 ...................................55
4.4.3
Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu Titik Kontrol GK2 ....................... 56
4.4.4
Hidrograf Banjir Rancangan Titik Kontrol GK2 ...................................59
4.4.5
Hidrograf Banjir Rancangan Gabungan Titik Kontrol GK1 dan GK2 .......................................................................................................60
4.5 Hidrograf Aliran ............................................................................................. 61 4.5.1
Penelusuran Banjir Long Storage dengan Outflow Pelimpah ...............62
4.5.2
Penelusuran Banjir Long Storage dengan Outflow Pompa ................... 65
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................................68 5.1 Kesimpulan .................................................................................................... 68 5.2 Saran............................................................................................................... 69 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................70 DAFTAR LAMPIRAN............................................................................................XVI
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Skema Sistem Drainase............................................................................ 8 Gambar 2.2 Siklus Hidrologi ....................................................................................... 9 Gambar 2.3 Penampang Saluran ................................................................................ 18 Gambar 2.4 Ordinat Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu ......................................... 22 Gambar.3.1 Lokasi Penelitian .................................................................................... 29 Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 32 Gambar 4.1. Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu Titik Kontrol GK1 ...................... 55 Gambar 4.2. Hidrograf Banjir Rancangan Periode 10 Tahunan Titik Kontrol GK1 . 56 Gambar 4.3. Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu Titik Kontrol GK 2 ..................... 59 Gambar 4.4. Hidrograf Banjir Rancangan Periode 10 Tahunan Titik Kontrol GK2 . 60 Gambar 4.4. Hidrograf Banjir Rancangan Gabungan Titik Kontol GK1 dan GK2 pada Periode 10 Tahunan ............................................................................................ 60 Gambar 4.5. Grafik Debit Inflow dan Outflow Pelimpah ......................................... 64 Gambar 4.6. Grafik Debit Inflow dan Outflow Pompa ............................................. 67
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.3 Nilai K untuk distribusi Log-Pearson III ................................................... 13 Tabel 2.4 Koefisien Aliran Permukaan (C) ............................................................... 17 Tabel 2.5 Nilai Koefisien Kekasaran Saluran (Koefisien Manning) ......................... 18 Tabel 2.7 Klasifikasi Periode Ulang Berdasarkan Jenis Konstruksi ......................... 20 Tabel 4.1 Data Curah Hujan Harian Maksimum ....................................................... 33 Tabel 4.2 Hujan Maksimum Harian Rata-rata .......................................................... 34 Tabel 4.3 Pemilihan Jenis Distribusi ......................................................................... 35 Tabel 4.4 Analisis Frekuensi Metode Log Pearson III .............................................. 36 Tabel 4.5 Curah Hujan dengan Kala Ulang ............................................................... 37 Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Waktu Konsentrasi (Tc) ............................................... 38 Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Intensitas Hujan Periode 10 Tahunan .......................... 39 Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Koefisien Pengaliran (C).............................................. 41 Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Debit Banjir Kala Ulang 10 tahunan ............................ 44 Tabel 4.10 Jumlah Penduduk Kota Tanjung Selor tahun 2010-2012 ........................ 45 Tabel 4.11 Perkiraaan Jumlah Penduduk Kota Tanjung Selor Tahun 2032 .............. 45 Tabel 4.12 Kategori Kota, Jumlah Penduduk dan Kebutuhan Air Bersih ................. 45 Tabel 4.13 Tabel Analisis Hidrolika Saluran Drainase Sub Sistem 5A .................... 47 Tabel 4.14 Tabel Evaluasi Kapasitas Saluran Drainase Sub Sistem 5A .................. 48 Tabel 4.15 Intensitas Hujan Jam-jaman .................................................................... 50 Tabel 4.16 Curah hujan jam-jaman........................................................................... 50 Tabel 4.17 Koefisien Pengaliran Pada Titik Kontrol GK1 dan GK2 ....................... 51 Tabel 4.18 Curah Hujan Efektif jam-jaman (Re) Titik Kontrol GK1 ...................... 51 Tabel 4.19 Curah Hujan Efektif jam-jaman (Re) Titik Kontrol GK2 ...................... 52 Tabel 4.20 Persamaan Ordinat Hidrograf
Satuan Sintesis Nakayasu Titik
Kontrol GK1 ...............................................................................................................54 Tabel 4.21 Persamaan Ordinat Hidrograf
Satuan Sintesis Nakayasu Titik
Kontrol GK2 ...............................................................................................................58
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel 4.22 Hubungan tinggi peluapan (H) dan tampungan (S) dan Outflow (O) melalui pelimpah.........................................................................................................63 Tabel 4.23 Penelusuran Banjir pada Long Storage dengan Outflow Pelimpah ......... 64 Tabel 4.24 Hubungan tinggi peluapan (H) dan tampungan (S) dan Outflow (O) melalui Pompa ...........................................................................................................66 Tabel 4.25 Penelusuran Banjir pada Long Storage dengan Outflow Pompa ............. 66
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI A As A1,A2,....An a Bp b bp C Cd Cs C1,C2....Cn dS dt g Hp h I In L0 Ls m n O P Q Qr Qk Qrs Qp R Ro R24 Rn S0 Sb t td Tp
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
Luas daerah tangkapan air (km2) Luas penampang basah (m²) Luas ke 1 sampai ke n Tinggi bukaan pintu (m) Lebar bangunan pelimpah (m) Lebar dasar saluran (m) Lebar pintu air (m) Koefisien aliran permukaan Koefisien debit Koefisien penampungan Koefisien pengaliran ke 1 sampai ke n Perubahan tampungan (storage) di ruas sungai (m³) Interval waktu penelusuran (detik, jam atau hari) Gaya gravitasi (m/dtk2) Tinggi peluapan (m) Kedalaman aliran (m) Intensitas hujan (mm/jam) Aliran masuk (inflow) ke ruas sungai (m³/dtk) Aliran masuk (inflow) pada waktu ke-1 dan ke-2 (m³/dtk) Panjang lintasan air dari titik terjauh sampai titik yang ditinjau (km) Panjang saluran (m) Kemiringan talud (-) Angka kekasaran dasar (koefisien Manning) Aliran keluar (outflow) (m³/dtk) Aliran keluar (outflow) pada waktu ke-1 dan ke-2 (m³/dtk) Keliling basah (m) Debit banjir (m³/dtk) Debit rencana (m³/dtk) Debit air limbah rumah tangga/limbah domestik (m³/dtk) Debit rencana saluran (m³/dtk) Debit puncak banjir (m3/dtk) Jari-jari hidrolis (m) Hujan satuan (mm) Hujan harian maksimum (selama 24 jam) (mm) Hujan jam-jaman/hujan pada jam ke-t Kemiringan daerah tangkapan air Kemiringan dasar saluran Volume tampungan pada waktu ke-1 dan ke-2 (m³) Durasi/lamanya hujan (jam) Waktu konsentrasi (jam) Lama pengaliran dalam saluran (menit) Tenggang waktu (time lag) dari permulaan hujan sampai dengan puncak banjir (jam), commit to user
xv
perpustakaan.uns.ac.id
T0.3 Δt V y1
digilib.uns.ac.id
: Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak sampai menjadi 30% dari debit puncak (jam) : Interval waktu (jam, menit, detik) : Kecepatan aliran (m/dtk) : Kedalaman air di hulu (m)
commit to user
xvi
