Harmiyati Program Studi Teknik Sipil Universitas Islam Riau Jl.Kaharuddin Nasution 113 Pekanbaru

Jurnal

aintis Volume 14 Nomor 1, April 2014, 23-41

ISSN:410-7783

Analisis Perencanaan Dimensi Saluran Drainase Dan Sumur Resapan Kolektor Pada Perumahan Villa Kartama Mas Analysis Dimention drainage and infiltration wells collector at villa kartama mas Harmiyati

Program Studi Teknik Sipil Universitas Islam Riau Jl.Kaharuddin Nasution 113 Pekanbaru-28284 [email protected]

Abstrak Seiring pertumbuhan penduduk kota Pekanbaru yang semakin meningkat pertahunnya, secara tidak langsung meningkatkan pertumbuhan kebutuhan akan air dan juga menambah kebutuhan akan bangunan hunian (tempat tinggal/rumah) yang mengakibatkan bertambah luasnya lapisan kedap air. Perubahan daerah yang dulunya sebagai resapan menjadi daerah yang kedap air seperti rumah, jalan, dan sebagainya mengakibatkan berkurangnya daerah resapan air hujan. Hal–hal tersebut tentunya sangat berlawanan dengan pemenuhan kebutuhan manusia itu sendiri akan sumber daya air, oleh sebab itu permasalahan mengenai air, baik air hujan, maupun air buangan (limbah rumah tangga) harus mendapatkan penanganan yang serius dari kita.Dalam penelitian ini dianalisis curah hujan rencana untuk 10 tahun yang akan datang dengan menggunakan analisa distribusi Log Person Type III, Intensitas curah hujan menggunakan metode Mononobe, debit limbah rumah tangga, debit akibat aliran curah hujan, debit aliran total, laju infiltrasi dengan metode Horton, dimensi saluran drainase dengan metode Manning, dan merencanakan dimensi sesuai ketentuan SNI-03-2459-1991.Dari hasil analisa perhitungan didapatkan dimensi saluran drainase sebagai berikut; DKM Kr1 (b=25cm, H=16cm), DKM Kn1 (b=33cm, H=21cm), DKM Kr2 (b=53cm, H=33cm), DKM Kn2 (b=55cm, H=35cm), DKM Kr3 (b=26cm, H=17cm), DKM Kn3 (b=36cm, H=22cm), DKM 4 (b=61cm, H=38cm), DKM 5 (D=20cm), dan untuk dimensi sumur resapan adalah D=1.4 m dan H=4m dengan jumlah sumur 12 sumur resapan.Jumlah tersebut dapat menampung 97,50% debit aliran yang ada.

Abstract As Pekanbaru city population growth increasing annually, indirectly increasing the growing demand for water and also increase the need for residential buildings (residence / home) which resulted in increased breadth waterproof coating. Changes as a catchment area that used to be waterresistant areas such as houses, roads, and so lead to a reduction of rain water catchment areas. Those things are certainly strongly opposed to the fulfillment of human needs itself to be a source of water power, and therefore the problems concerning water, rain water well, and wastewater (domestic waste) must get serious treatment of this study were analyzed bulk kita.Dalam rain for the 10-year plan that will come with the use of analysis of log Person Type III distribution, intensity of rainfall using Mononobe, household waste discharge, the discharge flow due to rainfall, the total flow rate, the rate of infiltration by the method of Horton, the dimensions of the drainage channel with the method Manning, and plan dimensions in accordance with ISO-03-2459-1991.Dari calculation analysis results obtained drainage channel dimensions as follows; DKM Kr1 (b = 25cm, H = 16cm), DKM KN1 (b = 33cm, H = 21cm), DKM Kr2 (b = 53cm, H = 33cm), DKM KN2 (b = 55cm, H = 35cm), DKM Kr3 (b = 26cm, H = 17cm), DKM Kn3 (b = 36cm, H = 22cm), DKM 4 (b = 61cm, H = 38cm), DKM 5 (D = 20cm), and for the recharge wells dimension is D = 1.4 m and H = 4m with 12 wells resapan.Jumlah number of wells that can hold 97.50% of existing flow.

Analisis Perencanaan Saluran Drainase (Harmiyati)

J. Saintis Volume 14 Nomor 1, April 2014

PENDAHULUAN Seiring pertumbuhan penduduk kota Pekanbaru yang semakin meningkat pertahunnya, secara tidak langsung meningkatkan pertumbuhan kebutuhan akan air dan juga menambah kebutuhan akan bangunan hunian (tempat tinggal/rumah) yang mengakibatkan bertambah luasnya lapisan kedap air. Perubahan daerah yang dulunya sebagai resapan menjadi daerah yang kedap air seperti rumah, jalan, dan sebagainya mengakibatkan berkurangnya daerah resapan air hujan. Hal–hal tersebut tentunya sangat berlawanan dengan pemenuhan kebutuhan manusia itu sendiri akan sumber daya air, oleh sebab itu permasalahan mengenai air, baik air hujan, maupun air buangan (limbah rumah tangga) harus mendapatkan penanganan yang serius dari kita. Begitu hal nya yang terjadi di Perumahan Villa Kartama Mas. Perumahan yang memiliki luasan ± 10000 m2 ini pada awalnya adalah lahan pertanian /vegetasi yang mampu menjadi daerah resapan air. Namun kini berubah fungsi menjadi lahan hunian yang merupakan daerah kedap air. Daerah kedap air adalah daerah yang mana air hujan yang jatuh di daerah tersebut tidak dapat masuk/meresap ke dalam tanah. Hal ini akan mengakibatkan menurunnya tinggi muka air tanah (mengurangi ketersediaan air tanah). Salah satu solusi yang dapat dan mudah diterapkan dalam permasalahan ini adalah dengan membuat sumur resapan di lingkungan yang berubah fungsi tersebut. Pembuatan sumur resapan merupakan salah satu implementasi dari konsep Drainase Ramah Lingkungan (Drainase Modern). Konsep drainase ramah lingkungan adalah mengurangi jumlah aliran permukaan (surface run off) dengan cara memaksimalkan penyerapan air ke dalam tanah. Drainase secara umum diartikan sebagai suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik berasal dari air hujan, rembesan maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan/lahan, sehingga fungsi kawasan/lahan tidak terganggu (Suripin,2004). Sistem drainase dapat didefenisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan / membuang kelebihan air dari suatu kawasan / lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal (Suripin,2004). Proses Terjadinya Limpasan. Daya infiltrasi menentukan besarannya air hujan yang dapat diserap ke dalam tanah. Sekali air hujan tersebut masuk kedalam tanah maka tidak dapat di uapkan kembali dan tatap akan berada di bawah permukaan tanah yang akan mengalir sebagai air tanah. Aliran air tanah sangat lambat, makin besar daya infiltrasi mengakibatkan limpasan permukaan makin kecil sehingga debit puncaknya akan lebih kecil (Soemarto, dalam Rusli 2008). Pemilihan jenis distribusi curah hujan yang sesuai berdasarkan pada nilai koefisien asimetri / koefisien Kemencengan (Cs) dan koefisien kurtosis / koefisien kepuncakan (Ck). Adapun rumus Cs dan Ck adalah sebagai berikut. Rumus: 1. Koefisien kemencengan

Cs 



N  Xi  X



3

.........................................................(1)

N  1N  2S 3

2. Koefisien kepuncakan

Ck 



N 2  Xi  X



4

..............................................(2)

N  1N  2N  3S 4

Analisis Perencanaan Saluran Drainase (Harmiyati) 24


Dimana: N = Jumlah data X = Curah hujan S = Standar deviasi Tabel 1 Syarat distribusi frekwensi(Martha 1978, dalam Rusli 2008) Distribusi Frekwensi Ck Cs Gumbel 5,403 1,139 Log Normal 3,00 0 Log Person Type III Bebas Bebas Distribusi Log Person Type III Dari data hujan yang tersedia maka harga Cs dan Ck dapat dihitung. Dalam study ini dipakai metode Log Person Type III dengan pertimbangan bahwa cara ini lebih fleksibel dan dapat dipakai untuk semua sebaran data, yang mana besarnya harga parameter statistiknya (Cs dan Ck) tidak ada ketentuan (Soemarto, 1986, dalam Afrianto, 2003) Langkah-langkah dalam perhitungan curah hujan rencana berdasarkan Log Person type III adalah sebagai berikut: (Soemarto, 1986 dalam Afrianto, 2003): 1. Data curah hujan diubah menjadi bentuk logaritma X = Log X ..................................................................................(3) 2. Hitung rata-rata logaritma dengan rumus:

3.

n  LogX 1 Log X  i  1 n

Hitung Simpangan baku / Standar Deviasi dengan rumus:

 log X n

S 4.

1

 log X



2

..........................................................(5) n 1 Hitung Koefisien Kepencengan dengan rumus: i 1

n

Cs  5.

.............................................................(4)



n log X 1  log X i 1



3

.................................................(6)

n  1n  2S 3

Hitung logaritma curah hujan rencana dengan periode ulang tertentu: ......................................................(7) log X T  log X  K  S Dengan, Log X = Logaritma hujan harian maksimum (mm/24jam) Log X = Rata-rata logaritma data n = Banyak data S = Standard devisiasi data Cs = Koefisien kepencengan K = Skew Curve Factor Intensitas Curah Hujan. Intensitas curah hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan per satuan waktu. Dengan kata lain bahwa intensitas curah hujan menyatakan besarnya curah hujan dalam jangka pendek yang memberikan gambaran derasnya hujan perjam. Dengan Analisis Perencanaan Saluran Drainase (Harmiyati) 25


menggunakan data pengamatan stasiun otomatis maka untuk mencari intensitas curah hujan dapat dihitung dengan rumus Mononobe (Putra,2008): 2

 R   24  3 .....................................................................(8) I   24      24   tc  Dimana; I = Intensitas curah hujan selama konsentrasi (mm/jam) tc = Lama waktu konsentrasi (jam) R24 = curah hujan maksimum harian (mm) Waktu Konsentrasi (tc). Waktu konsentrasi adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran (Suripin, 2004). Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan rumus yang dikembangkan oleh Kirpich. ...................................................................................................................... tc = to + td (9) Dengan :

2 n  t o    3,28  L   menit................................................................(10) S 3 td 

Ls 60  V

menit ....................................................................................(11)

Tabel 2. Hubungan Jenis Bahan dengan Kecepatan Aliran Air (Vo) (Hadihardjaja,1997 dalam Putra 2008) Kecepatan aliran air yang Jenis Bahan (m/detik) Pasir halus 0,45 Lempung kepasiran 0,50 Lanau aluvial 0,60 Kerikil halus 0,75 Lempung kokoh 0,75 Lempung padat 1,10 Kerikil kasar 1,20 Jalan Aspal 0,90 Batu-batu besar 1,50 Pasangan batu 1,50 Beton 1,50 Beton bertulang 1,50

diizinkan

Tabel 3.Hubungan Kemiringan Rerata Dasar Saluran dengan Kecepatan Rerata Aliran (Hadihardjaja,1997 dalam Putra 2008) Kemiringan Rerata Dasar Saluran(%) Kecepatan Rerata (m/det ) < 1,00 % 0,40 1,00 – 2,00 0,60 2,00 – 4,00 0,90 4,00 – 6,00 1,20 6,00 – 10,00 1,50 10,00 – 15,00 2,40 Analisis Perencanaan Saluran Drainase (Harmiyati) 26


Daerah Tangkapan Hujan (Catchment Area) Catchment area adalah daerah tadah hujan ke suatu aliran yang berbentuk saluran buatan atau alami ( sungai ). Sistem drainase yang baik adalah apabila air hujan disuatu daerah harus segera dapat dialirkan, maka untuk itu perlu dibuat saluran yang menuju saluran utama atau saluran pembuang akhir. Supaya air dapat dialirkan dengan optimal dan efektif, maka perlu ditentukan catchment area sehingga sistem pengalirannya sesuai dengan kondisi catchment area-nya (Harto, 1983). Debit Aliran. Debit aliran adalah volume air yang dapat dialirkan per satuan waktu. debit aliran memiliki rumus umum: Jadi dapat dihitung pula besarnya debit aliran (Q): .....................................................................(12) Q  A V Debit Aliran Akibat Air Hujan. Hujan yang terjadi mengakibatkan adanya air hujan yang kemungkinan sebagian besar menggenang dan mengalir di permukaan tanah (run off) dan sebagian kecil meresap kedalam lapisan tanah (infiltrasi). Debit aliran maksimum dianalisis dengan metode rasional (dalam Putra,2008) Q  0.278    Cs    I  A  106 .....................................................(13) 2tc ………………………………………(14) Cs  2tc  td Koefisien run off merupakan nilai banding antara bagian hujan yang menjadi run off di permukaan bumi dengan total hujan yang terjadi. Berikut disampaikan nilai koefisien run off, sebahagian besar nilai run off mempunyai nilai antara, tetapi sebaiknya untuk analisis dipergunakan nilai terbesar dari nilai antara tersebut. Tabel 4. Koefisien Run off (α)(Hasmar,2003) Tipe Area Pegunungan yang curam Tanah yang bergelombang dan hutan Dataran yang ditanami Atap yang tidak tembus air Perkerasan Aspal, Beton Taman / lapangan terbuka Perumahan tidak begitu rapat (20 rumah/Ha) Perumahan kerapatan sedang (21-60 rumah/Ha) Perumahan padat (60-160 rumah/Ha) Daerah rekreasi Daerah industri Daerah perniagaan

Koefisien Run off 0,75 – 0,90 0,50 – 0,75 0,45 – 0,60 0,75 – 0,90 0,80 – 0,90 0,05 – 0,25 0,25 – 0,40 0,40 – 0,70 0,70 – 0,80 0,20 – 0,30 0,80 – 0,90 0,90 – 0,95

Tabel 5. Koefisien Penyebaran Hujan (β)(Hasmar, 2003) Analisis Perencanaan Saluran Drainase (Harmiyati) 27


Luas Area (Km2) 4 5 10 15 20 25 30 50

Koefisien Penyebaran Hujan 1 0,995 0,980 0,955 0,920 0,875 0,820 0,500

Debit Air Limbah Rumah Tangga. Debit air limbah rumah tangga dapat dihitung menurut “Standard Direktorat Cipta Karya Departemen Pekerjaan Umum”. Besarnya air limbah rumah tangga diperkirakan berdasarkan asumsi pemakaian air dalam satu hari yaitu sebagai berikut: Tabel 6. Asumsi Pemakaian Air dalam Satu Hari (Merianti 2004) No Jenis Bangunan Asumsi Kebutuhan Air Keterangan 1 Daerah perumahan 170 ltr/org/hari 2 Bangunan Umum a. sekolah 20 ltr/org/hari b. kantor 30 ltr/org/hari c. rumah ibadah 3 m3/bangunan/hari d. rumah sakit 400 ltr/tempat tidur/hari 3 Bangunan komersil a. took 1 m3/toko/hari b. hotel 300 ltr/tempat tidur/hari c. pasar 25 m3/gedung/hari d. bioskop 5 m3/gedung/hari 4 Bangunan industri 10 m3/industri/hari Pendekatan yang digunakan untuk menghitung dan memperkirakan jumlah penduduk adalah asumsi 5 jiwa per rumah (SNI 03-1733-2004). Faktor hari maksimum kebutuhan air bersih adalah 1 s/d 1,5 dan faktor maksimum air buangan adalah 0,9. Untuk memperkirakan jumlah penduduk pada beberapa tahun yang akan datang digunakan metode Geometrik: Pt  P0  (1  r ) n ..............................................................................(15) untuk menentukan nilai r digunakan rumus:  ri r = .........................................................................(16) n dimana; Untuk mencari nilai rn dipakai rumus: t t rn  2 1  100% ........................................................................(17) t1 Untuk menghitung jumlah air limbah rumah tangga yang dibuang menggunakan formulasi Deqremont (Suharjono. dalam Merianti 2004).

QPeak  P  (q maxday)

............................................................(18)

Dimana:



2,5 ......................................................................(19) qm Qlimbah = jumlah penduduk x Qpeak………………………………….(20) P  1,5 

Kecepatan Aliran. Kecepatan aliran harus memenuhi persyaratan tidak boleh kurang dari kecepatan minimum dan tidak boleh melebihi kecepatan maksimum yang di izinkan sesuai dengan tipe dan bahan material saluran yang ditinjau. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya endapan dan erosi pada saluran. yaitu:

Kecepatan aliran pada penelitian ini menggunakan Rumus Manning (Suripin,2004) 2 1 1 .......................................................(21) R 3 S 2 n 2 A Luas penampang saluran (m ) R = = Keliling basah (m) P Jadi dapat dihitung pula besarnya debit aliran (Q): Q  A V

V 

Tabel 7. Nilai Koefisien Manning (n) (Notodihardjo, dalam Afrianto 2008) No 1 2

3

Jenis Saluran Saluran galian - Saluran tanah - Saluran pada batuan, digali merata Saluran dengan lapisan perkerasan - Lapisan beton seluruhnya - Lapisan beton pada kedua sisi saluran - Lapisan blok beton pracetak - Pasangan batu, diplester - Pasangan batu, diplester pada kedua sisi saluran - Pasangan batu, disiar - Pasangan batu kosong Saluran alam - Berumput - Semak-semak - Tidak beraturan banyak pohon, batang pohon banyak jatuh kesaluran

N 0,022 0,035 0,015 0,020 0,017 0,020 0,022 0,025 0,030 0,027 0,050 0,015

Perencanaan Dimensi Saluran Drainase. Bentuk Segi Empat Saluran ini diterapkan pada ruang terbatas seperti pada lingkungan pemukiman penduduk. Bentuk segi empat merupakan bentuk khusus, berhubung bentuk ini mempunyai sisi tegak biasanya dipakai untuk saluran yang dibangun dengan bahan yang stabil, seperti pasangan bata, coran beton bertulang dan kayu. w H h Analisis Perencanaan Saluran Drainase (Harmiyati) b

29


Gambar 1. Bentuk Penampang Segi Empat (Suripin,2004) Penampang berbentuk persegi yang ekonomis dapat ditentukan sebagai berikut (Suripin,2004): A  b  h .................................................................................................(22)

Atau, B

A .....................................................................................................(23) h

P  B  2  h ............................................................................................(24) R

h 2

...................................................................................................(25)

Bentuk penampang melintang persegi yang paling ekonomis adalah jika kedalaman air (h) setengah dari lebar saluran (B=2h) atau jari-jari hidroliknya setengah dari kedalaman air (R=h/2). Infiltrasi. Proses masuknya air dari permukaan tanah (surface) ke dalam tanah disebut infiltrasi. Sedangkan laju infiltrasi (ft) adalah daya infiltrasi maksimum yang ditentukan oleh kondisi permukaan termasuk lapisan atas dari tanah.Besarnya laju infiltrasi dinyatakan dalam cm/jam.Pengukuran laju infiltrasi bisa dilakukan dengan berbagai cara, salah satunya dengan menggunakan ring infiltrometer. Ring infiltrometer ini merupakan suatu pipa besi berukuran diameter 20cm s/d 100cm dan panjang 40cm s/d 60cm. Untuk pelaksanaan pengukuran infiltrasi dengan ring infiltrometer adalah sebagai berikut: 1. Bersihkan lokasi yang akan diukur laju infiltrasinya, 2. Ring infiltrometer ditempatkan tegak lurus dan ditekan kedalam tanah, hingga tersisa 10 s/d 20cm di atas permukaan tanah, 3. Air dituangkan sampai silinder penuh dan tunggu air tersebut terinfiltrasi seluruhnya, hal ini dilakukan untuk menghilangkan retak-retak yang merugikan, 4. Air dituangkan kembali kedalam silinder hingga penuh, 5. Setelah air penuh, stop watch dihidupkan, air didiamkan selama 5 menit, 6. Setelah 5 menit didiamkan, penurunan permukaan air yang terjadi diukur dan dicatat, 7. Air dituangkan kembali secepatnya ke dalam silinder sampai penuh, kemudian didiamkan kembali 5 menit, setelah 5 menit diukur dan dicatat kembali, 8. Hal itu dilakukan terus menerus, sampai penurunan tersebut konstan. Rumus umum ini dipergunakan untuk menghitung laju infiltrasi dengan metode Konvensional (Rusli,2008). Sn  b  l f (t )  ………………………….(26) (l  b)  2(l  b)  (h  0,5S n ) Dengan, f(t) = Laju Infiltrasi (cm/jam) Analisis Perencanaan Saluran Drainase (Harmiyati) 30


Sn b l h

= = = =

Penurunan air ke-n, dimana Sn = S(n+1) Lebar galian (m) Panjang galian (m) Tinggi galian (m)

Perencanaan Sumur Resapan. Sumur resapan adalah bangunan resapan berupa sumur galian yang berfungsi untuk menampung sementara air hujan maupun air buangan limbah rumah tangga agar meresap kedalam tanah. Pada dasarnya ada 2 (dua) jenis bangunan peresapan yang sering digunakan, yaitu peresapan vertikal (sumur resapan) dan peresapan horizontal (peresapan memanjang). Peresapan vertikal (sumur resapan) adalah bangunan peresapan yang berbentuk sumur. Prinsip tampung airnya adalah vertikal kebawah permukaan tanah dan peresapan airnya kearah vertikal (kebawah seluas penampang sumur) dan horizontal (kesamping). Resapan vertikal (sumur rasapan) efektif digunakan pada daerah yang muka air tanahnya cukup dalam dan area lahan yang digunakan untuk bangunan peresapan tidak terlalu luas. Apabila air tanah dekat dengan permukaan tanah (dangkal), maka peresapan secara vertikal tidak efektif lagi. Pada kawasan yang elevasi air tanahnya dangkal yaitu kurang dari 3 meter, areal tanahnya cukup luas maka peresapan akan lebih efektif dengan system resapan horizontal /memanjang yaitu sistem resapan mengunakan pipa PVC dimana diberi lubang resapan (pipa berpori) baik itu untuk resapan air hujan maupun air resapan air limbah rumah tangga. Untuk memberikan hasil yang baik, serta tidak menimbulkan dampak negatif, penempatan sumur resapan harus disesuaikan dengan kondisi lingkungan setempat. Penempatan sumur harus memperhatikan letak septicktank, sumur sumber air minum, posisi rumah dan jalan umum. Hal ini telah di atur dalam SNI 03-2453-2002. Tabel 8Jarak Minimum Sumur Resapan Air Hujan Terhadap Bangunan(SNI 03-2453-2002). No Jenis bangunan Jarak minimum dari 1 2 3

Sumur resapan / Sumur air bersih Pondasi bangunan Sumur resapan septicktank

3m 1m 5m

Sunjoto (dalam Suripin, 2004), telah membuat suatu formula untuk analisis tinggi air dalam sumur yang kemudian formula tersebut dikembangkan lagi untuk mempermudah menganalisis secara matematis. Formula tersebut didasarkan pada imbangan air dalam sumur dan diturunkan secara matematis dengan mendasarkan pada besaran “Faktor Geometri” yang lazim digunakan dalam equifer atau pengujian pompa dengan formula :     F . K .T        2   Q    .R   H  1 e …………………………………………….(27)  F .K      Dengan, H = Kedalaman efektif sumur (m) Q = Debit air masuk (m3/det) F= Faktor geometrik (m) K = Koefisien permeabilitas tanah = Laju infiltrasi (m/det) T= Waktu pengaliran (durasi dominan hujan), (det) R= Radius sumur (m) Analisis Perencanaan Saluran Drainase (Harmiyati) 31


Sumur resapan akan efektif apabila dasar sumuran berada di atas permukaan air tanah atau pada kawasan dengan ketinggian permukaan air tanah yang berada cukup dalam dari permukaan tanah dan dengan batasan kedalaman 4 meter (Supirin 2004). Menurut Standard Nasional Indonesia SNI-03-2459-1991 (dalam, Surdianto dan Susanto, 2002) yang mengatur tentang batasan diameter sumur resapan adalah minimum 80 cm sampai dengan maksimum 140 cm. Hal ini juga untuk kemudahan dan kondisi yang memungkinkan untuk pembuatan sumur resapan terutama saat penggaliannya. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Analisa Frekuensi Curah Hujan. Dari data curah hujan harian maksimum dianalisa frekuensi untuk menentukan analisa distribusi apa yang paling cocok untuk data-data curah hujan harian maksimum tersebut. Berikut ini hasil analisa curah hujan maksimum rata-rata pada Tabel9. Tabel 9 Analisa Frekuensi Curah Hujan Tahun

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 ∑ x S Cs Ck

X

114.2 124.4 109.6 146.3 133 114.6 125 145.6 145.2 102 1259.9 125.99

x- x

-11.79 -1.59 -16.39 20.31 7.01 -11.39 -0.99 19.61 19.21 -23.99 -9.9476E-14

(x- x )2

139.0041 2.5281 268.6321 412.4961 49.1401 129.7321 0.9801 384.5521 369.0241 575.5201 2331.609 16.09558

(x- x )3

-1638.86 -4.01968 -4402.88 8377.796 344.4721 -1477.65 -0.9703 7541.067 7088.953 -13806.7 2021.183

0.067321

(x- x )4

19322.14 6.39129 72163.21 170153 2414.749 16830.42 0.960596 147880.3 136178.8 331223.4 896173.4

2.649324

Analisa Distribusi Log Person Type III. Dari tabel curah hujan harian maksimum dianalisa dengan menggunakan distribusi Log Person Type III. Hasil perhitungan distribusi Log Person Type III adalah sebagai berikut: Tabel, 10 Analisa Data Curah Hujan dengan distribusi Log Person Type III No X Log x (log x - log x ) (log x - log x )2 (log x - log x )3 1 114.2 2.05767 -0.03945548 0.00155673 -0.00006142 2 124.4 2.09482 -0.00230120 0.00000530 -0.00000001 3 109.6 2.03981 -0.05731103 0.00328455 -0.00018824 4 146.3 2.16524 0.06812275 0.00464071 0.00031614 5 133 2.12385 0.02673006 0.00071450 0.00001910 6 114.6 2.05918 -0.03793696 0.00143921 -0.00005460 7 125 2.09691 -0.00021157 0.00000004 0.00000000 8 145.6 2.16316 0.06603980 0.00436125 0.00028802 9 145.2 2.16197 0.06484504 0.00420488 0.00027267 10 102 2.00860 -0.08852141 0.00783604 -0.00069366 ∑ 1259.9 20.971 -8.88178E-16 0.0280 -0.0001 Analisis Perencanaan Saluran Drainase (Harmiyati) 32


2.0971

log x S Cs

0.0558

-0.0814

Dari perhitungan didapatkan persamaan distribusi frekuensi sebagai berikut: log x t  2,0971  K  0.0558 Tabel11 Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana Periode Kala Ulang Curah Hujan Rencana Probabilitas Log Xt (Tahun) (mm) 5 20 2.144304 139.41 10 10 2.168138 147.27 Waktu Konsentasi. Perhitungan waktu konsentrasi didasarkan kondisi pengaliran di daerah perumahan padat. Waktu konsentrasi ini terbagi menjadi 2 waktu yaitu waktu yang dibutuhkan air hujan untuk mengalir sampai ke saluran (to) dan waktu yang dibutuhkan saluran untuk membuang air pembuangan berikutnya (tc). Untuk hasil lengkapnya dapat dilihat pada tabel 5.5 berikut ini: Tabel 12. Hasil Perhitungan Waktu Konsentrasi No.

Nama Saluran

1 2 3 4 5 6 7 8

DKM Kr1 DKM Kn1 DKM Kr2 DKM Kn2 DKM Kr3 DKM Kn3 DKM 4 DKM 5

Pjg.Sal (Ls) m 27.0 36.0 141.0 154.0 28.0 36.0 5.0 2.0

Luar Jalan (L) m 13.5 15.0 13.5 15.0 13.5 14.0 0.0 0.0

V m'/det 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40

n

So

0.022 0.022 0.022 0.022 0.022 0.022 0.022 0.022

0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002

to

td

tc

Jam 0.764 0.850 0.765 0.850 0.765 0.793 0.001 0.001

jam 0.02 0.03 0.10 0.11 0.02 0.03 0.02 0.00

jam 0.784 0.875 0.863 0.957 0.785 0.819 0.003 0.001

Hasil perhitungan waktu konsentrasi di atas memperlihatkan bahwa waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran menunjukkan bahwa untuk saluran DKM Kn2 dengan waktu konsentrasi terlama yaitu 0,957 jam, sedangkan waktu konsentrasi minimumnya adalah 0,001 jam yang terletak pada saluran DKM 5. Hasil Intensitas Curah Hujan. Perhitungan intensitas curah hujan menggunakan metode Mononobe. Untuk hasil perhitungan intensitas curah hujan pada seluruh saluran dapat dilihat pada tabel 13. Tabel 13 Hasil Perhitungan Intensitas Curah Hujan. tc No. Nama Saluran ( jam ) 1 DKM Kr1 0.784 2 DKM Kn1 0.875 3 DKM Kr2 0.863 4 DKM Kn2 0.957 5 DKM Kr3 0.785

R 24 (mm) 147.27 147.27 147.27 147.27 147.27


Intensitas (mm/jam) 60.046 55.795 56.316 52.564 60.010


6 7 8

DKM Kn3 DKM 4 DKM 5

0.819 0.003 0.001

147.27 147.27 147.27

58.342 2226.768 4101.755

Hasil perhitungan intensitas curah hujan memperlihatkan intensitas terkecil pada saluran DKM Kr3 sebesar 60,010 mm/jam, dan intensitas curah hujan terbesar pada saluran DKM5 sebesar 4101,755 mm/jam.

Hasil Perhitungan Luas Catchment Area. Untuk luasan catchment area untuk setiap saluran drainase secara lengkap ditampilkan dalam table 14 berikut: Tabel.14.Luasan Catchment Area

no

1 2 3 4 5 6 7 8

Nama Saluran DKM Kr1 DKM Kn1 DKM Kr2 DKM Kn2 DKM Kr3 DKM Kn3 DKM 4 DKM 5

Panjang Saluran

Lebar Aspal

Lebar Bahu Jalan

Luar Jalan

Luas Tangkapan ( A ) (m2) Jalan

(m)

(m)

(cm)

(m)

27 36 141 154 28 36 5 0

5 5 5 5 5 5 5 0

50 50 50 50 50 50 50 0

13.5 15.0 13.5 15.0 13.5 14.0 0.0 0

67.5 90.0 352.5 385.0 70.0 90.0 12.5 0

Catchment Area

Bahu Jalan

Luar Jalan

13.5 18 70.5 77 14 18 2.5 0

182.2 495.0 1721.2 2177.0 219.2 602.5 0.0 0

(m2) 263.25 603.00 2144.25 2639.00 303.25 710.50 15.00

Dari tabel 14catchment area terbesar terdapat pada saluran DKM Kn2 seluas 2639,00 m dan catchment area terkecil terdapat pada saluran DKM 5 sekuas 0 m2 atau tidak memiliki catchment area hal ini dikarenakan DKM 5 adalah saluran tertutup dan merupakan saluran penampung debit kiriman dari saluran yang lain. Hasil Perhitungan Debit Limbah Rumah Tangga. 2

Kebutuhan air pada suatu perumahan adalah 170 liter/org/hari. Dengan demikian dapat dihitung debit air buangan rumah tangga pada perumahan Villa Kartama Mas sebagai berikut: 1. Kebutuhan air bersih maksimum = 212,5 liter/hari/org 2. Jumlah air limbah buangan maksimum = 191,25 ltr/hari/org 3. Jumlah air limbah rata-rata perjam maksimum = 7,9687 Ltr/jam/org. 4. Debit air limabah buangan maksimum (Qpeak) = 5,281.10-6 m3/det/org 5. Asumsi Jumlah penduduk per rumah = 5 orang / rumah (SNI - 03-1733-2004) 6. Asumsi Jumlah penduduk per rumah untuk 10 tahun kemudian = 7 org/rumah Hasil debit limbah rumah tangga untuk setiap saluran dapat dilihat pada tabel 5.9 berikut: Tabel15. Debit Aliran Limbah Rumah Tangga Nama Saluran

Rumah Jml

Asumsi jml penduduk 10th akan datang

Qpeak (m3/dt/jiwa)


Debit limbah rumah (m3/dt)


DKM Kr1 2 7 0.000005281 0.0000739 DKM Kn1 0 7 0.000005281 0 DKM Kr2 24 7 0.000005281 0.0008872 DKM Kn2 15 7 0.000005281 0.0005545 DKM Kr3 2 7 0.000005281 0.0000739 DKM Kn3 3 7 0.000005281 0.0001109 DKM 4 0 7 0.000005281 0 DKM 5 0 7 0.000005281 0 Dari tabel 15 diketahui debit limbah rumah tangga terbesar terdapat pada saluran DKM Kr 2 sebesar 0,0008872 m3/det dan debit limbah rumah tangga terkecil terdapat pada saluran DKM Kn1, DKM 4, dan DKM 5 sebesar 0 m3/det. Hasil Perhitungan Debit Akibat Air Hujan. Debit aliran diperngaruhi oleh luas cacthment area, koefisien pengaliran, Koefisien penyebaran curah hujan, intensitas curah hujan dan koefisien penyimpanan. Tabel 16. Debit Aliran Akibat Air Hujan No

1 2 3 4 5 6 7 8

Nama Saluran DKM Kr1 DKM Kn1 DKM Kr2 DKM Kn2 DKM Kr3 DKM Kn3 DKM 4 DKM 5

Luas Catchment m2 263.25 603.00 2144.25 2639.00 303.25 710.50 15.00 0.00

(α)

(β)

0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

I mm/jam 60.05 55.80 56.32 52.56 60.01 58.34 2226.7 4101.7

Cs

0.988 0.986 0.946 0.947 0.988 0.985 0.667 0.667

Q Aliran m3/det 0.0032545 0.0069111 0.0238093 0.0273727 0.0037452 0.0085067 0.0046395 0.0000000

Dari tabel 16 dapat diketahui debit aliran akibat air hujan terbesar terdapat pada sal DKM Kn2 sebesar 0,0273727 m3/det sedangkan debit aliran akibat air hujan terkecil terdapat pada saluran DKM 5 sebesar 0 m3/det. Hasil Perhitungan Debit Aliran. Debit aliran adalah jumlah aliran yang mengairi saluran drainase yang berasal dari debit akibat curah hujan, debit akibat debit rumah tangga, dan debit kiriman yang berasal dari saluran sebelumnya. Tabel 17. Debit Total Debit Aliran No. Nama Q Aliran QDomestik QKiriman Q Total Saluran m3/det m3/det m3/det m3/det 1 DKM Kr1 0.0032545 0.0000739 0.0000000 0.0033284 2 DKM Kn1 0.0069111 0.0000000 0.0000000 0.0069111 3 DKM Kr2 0.0238093 0.0008872 0.0000000 0.0246965 4 DKM Kn2 0.0273727 0.0005545 0.0000000 0.0279272 5 DKM Kr3 0.0037452 0.0000739 0.0000000 0.0038191 6 DKM Kn3 0.0085067 0.0001109 0.0000000 0.0086176 7 DKM 4 0.0046395 0.0000000 0.0318441 0.0364835 8 DKM 5 0.0000000 0.0000000 0.0753000 0.0753000 Analisis Perencanaan Saluran Drainase (Harmiyati) 35


Dari tabel 17 diketahui debit aliran yang akan ditampung oleh saluran drainase. Pada saluran DKM Kr1, DKM Kn1, DKM Kr2, DKM Kn2 DKM Kr3, DKM Kn3 debit aliran berasal dari debit akibat air hujan dan debit akibat limbah rumah tangga. Pada saluran DKM 4 debit aliran akibat debit aliran air hujan dan debit kiriman dari saluran DKM Kr1, DKM Kr2 dan DKM Kr3. sedangkan pada saluran DKM 5 debit aliran berasal dari debit kiriman dari saluran DKM 4, DKM Kn1, DKM Kn2, dan DKM Kn3. Debit aliran total terbesar terdapat pada saluran DKM 5 sebesar 0,0753000 m3/det sedangkan debit aliran total terkecil terdapat pada saluran DKM Kr1 sebesar 0,0033284 m3/det. Hasil Pehitungan Laju Infiltrasi Lapangan. Dari data pengukuran laju infiltrasi di lapangan, dianalisa dengan metode Hortonyang hasil nya ditampilkan pada tabel berikut: Tabel 18. Perhitungan Laju Infiltrasi Titik I t (jam)

Penurunan (cm)

f lap (cm/jam)

fc (cm/jam)

f-fc (cm/jam)

log (f-fc)

k

(-k x t)

Ft (cm/jam)

0.0833

5.7

68.4

60

8.4

0.9243

22.36

-1.863

61.303

0.1667

5.4

64.8

60

4.8

0.6812

22.36

-3.727

60.115

0.2500

5.2

62.4

60

2.4

0.3802

22.36

-5.591

60.009

0.3333

5

60

60

0

-

22.36

-7.455

60.000

0.4167

5

60

60

0

-

22.36

-9.319

60.000

0.5000

5

60

60

0

-

22.36

-11.183

60.000

0.5833

5

60

60

0

-

22.36

-13.047

60.000

Kemudian grafikkan nilai log (fo-fc) terhadap waktu (t) pada rumus Horton. 0.7000 0.6000

T (jam)

0.5000 0.4000 0.3000 0.2000 0.1000 0.0000 -0.2000 0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

Log (fo-fc)

Gambar 1. Grafik hubungan Log (fo – fc) terhadap waktu (t) pada rumus Horton Dari grafik dan perhitungan di atas dengan cara interolasi linier didapatkan nilai perpotongan (x) sebesar = 0,178



0,1667

m

0,250

0,681

0,530

0,380

t

Log (fo-fc)

0,25  0,1667   x  0,1667   0,38  0,681 0,530  0,6811 0,25  0,1667 0,53  0,681  0,1667 x  0,38  0,681 x = 0,1784 m

1 k log e

m m

0,1784  0,0833  0,1029 0,9243

1 k log e

k log e 

1  0,1029

k log e  9,710 k log 2,718  9,710 k

9,710  22,36 log 2,718

Dari nilai k di atas maka rumus laju infiltrasi terhadap waktu dapat dihitungan dengan memasukkan nilai k, yaitu:

f (t )  f c  ( f o  f c )  e  kt f (0,083)  60  (68,4  60)  e 22,3670, 083  61,303cm f (0,1667)  60  (64,8  60)  e  22,3670, 083  60,115cm Dari hasil perhitungan dapat dibuat grafik perbandingan antara f(t) Horton dengan f(t) lapangan terhadap waktu.


J. Saintis Volume 14 Nomor 1, April 2014 f(t) Horton (cm/jam) 61.400

Laju infiltrasi (cm)

61.200 61.000 60.800 60.600 60.400 60.200 60.000 59.800 0.0000 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000 0.7000 Waktu (jam)

Gambar 2.Grafik Hubungan f(t) Horton dengan waktu (t) Tabel 19. Laju Infiltrasi Rata-rata. Titik 1 2 3

f(f) (cm/jam) 60 60 60

f(t) (m/det) 0.00017 0.00017 0.00017

∑ f(t)rata-rata

180 60

0.00050 0.00017

Untuk perhitungan jumlah sumur resapan dipergunakan nilai rata-rata laju infiltrasi dari ke tiga titik pengamatan yaitu 0,00017 m/det. Hasil Perhitungan Dimensi Saluran Drainase. Hasil Perhitungan dimensi saluran drainase untuk perumahan Villa Kartama Mas adalah sebagai berikut. Tabel. 20 Dimensi Saluran Drainase

h w H b (cm) (10%.h) (cm) (cm) 1 DKM Kr1 0.0033284 0,020 0,0002 12.29 3.07 16 25 2 DKM Kn1 0.0069111 0,020 0,0002 16.17 4.04 21 33 3 DKM Kr2 0.0246965 0,020 0,0002 26.06 6.52 33 53 4 DKM Kn2 0.0279272 0,020 0,0002 27.29 6.82 35 55 5 DKM Kr3 0.0038191 0,020 0,0002 12.94 3.24 17 26 6 DKM Kn3 0.0086176 0,020 0,0002 17.56 4.39 22 36 7 DKM 4 0.0364835 0,020 0,0002 30.17 7.54 38 61 8 DKM 5 0.0753000 Pada tabel 20 Nilai H dan b sudah mengalami pembulatan. Dimensi saluran terbesar terdapat pada saluran DKM 4 sebesar H=38cm dan b=61cmsedangkan dimensi saluran terkecil terdapat pada saluran DKM Kr1 sebesar H=16cm dan b=25cm. Hasil Perhitungan Dimensi dan Jumlah Sumur Resapan. no saluran

Q

n

S



Dalam menentukan dimensi sumur resapan di pergunakan ketentuan SNI -03-24591991 (dalam, Surdianto dan Susanto 2002) yang mengatur tentang diameter maksimal dan kedalaman maksimal.Diameter maksimal menurut SNI -03-2459-1991 adalah 1,4 m dan kedalaman maksimal untuk sumur resapan adalah 4 m dikarenakan apabila sudah lebih dari 4 m sudah merupakan sumur resapan dalam yang menggunakan metode dan cara yang berbeda (Suripin,2004). Menggunakan diameter maksimal dan kedalaman maksimal Hal ini dilakukan untuk memaksimalkan dimensi sumuran dan mengurangi jumlah sumur resapan. hasil perhitungan dimensi dan jumlah sumur resapan pada perumahan Villa Kartama Mas adalah sebagai berikut: Tabel 5.18 Dimensi dan Jumlah Sumur Resapan. A Diameter Tinggi A dinding Q rencana Rencana dasar sumur V Q (m3/det) (m) (m) (m2) (m2) (m/det) sumur Jumlah 0.0753000 1.4 4 1.5386 35.168 0.00017 0.00612 12.3084 Dari perhitungan di atas didapatkan jumlah sumur resapan adalah 12 unit. Jumlah tersebut adalah jumlah maksimum yang dapat dibuat pada lokasi perencanaan yang ditentukan, jumlah 12 sumur resapan mampu menampung 97,50% debit aliran total yang ada. Gambar perencanaan letak 12 unit sumur resapan sesuai dengan syarat jarak yang ditentukan di dalam SNI-03-2453-2002 dapat dilihat pada gambar 3 berikut ini.

Gambar 3. Penempatan Sumur Resapan Pemilihan pembuatan sumur resapan kolektor pada perumahan Villa Kartama Mas didasarkan oleh ketidak tersediaan lahan untuk pembuatan sumur resapan individual pada setiap rumah. Pemilihan lokasi perencanaan pembuatan sumur resapan kolektor didasarkan pada nilai ekonomis lokasi perencanaan yang lebih rendah dari lahan yang lain yang ada di area perumahan Villa Kartama Mas. Alasan lain adalah dikarenakan lahan tersebut lebih Analisis Perencanaan Saluran Drainase (Harmiyati) 39


rendah dari pada lahan yang lain dan juga dekat dengan saluran drainase yang telah ada yang mengalirkan air limpasan ke sungai kecil di dekat perumahan Villa Kartama Mas tersebut. Hasil Perencanaan Pemipaan. Perencanaan dimensi pipa penghantar air kedalam sumur resapan menggunakan metode Hazen – Williams. Perhitungan diameter untuk pipa adalah sebagai berikut: Diketahui: Q = 0,0753 m3/det (debit saluran DKM5) CHW = 140 (Tabel 3.10 pipa PVC) S = 0,03 (kemiringan rencana) Q D  2, 63 0,2783  C HW  S 0,54

0,0753  0,1953m  19,53cm  20cm 0,2783  140  0,030,54 Dari perhitungan di atas menggunakan pipa PVC berdiameter 20cm untuk seluruh pipa yang ada, karena debit yang masuk pada setiap pipa dianggap sama. D  2,63

Pembahasan. Dari hasil analisa perhitungan didapatkan dimensi saluran drainase sebagai berikut; DKM Kr1 (b=25cm, H=16cm), DKM Kn1 (b=33cm, H=21cm), DKM Kr2 (b=53cm, H=33cm), DKM Kn2 (b=55cm, H=35cm), DKM Kr3 (b=26cm, H=17cm), DKM Kn3 (b=36cm, H=22cm), DKM 4 (b=61cm, H=38cm), DKM 5 (D=20cm), dan untuk dimensi sumur resapan adalah D=1.4 m dan H=4m dengan jumlah sumur 12 sumur resapan. Hasil nanlisa tersebut sangat dipengaruhi oleh kecepatan aliran dan laju infiltrasi. Kecepatan aliran sangat berhubungan erat dengan kemiringan lahan dan kemiringan saluran, sedangkan laju infiltrasi berhubungan erat dengan jenis tanah, vegetasi, permeabilitas tanah dan faktor-faktor lain. Apabila kecepatan aliran dipercepat dengan memperbesar kemiringan lahan dan kemiringan saluran maka debit aliran juga akan semakin besar yang akan memperkecil dimensi saluran namun menambah besar dimensi dan atau menambah jumlah sumur resapan. Apabila laju infiltrasi besar maka dimensi dan atau jumlah sumur resapan akan semakin kecil begitu juga sebaliknya apabila laju infiltrasi semakin kecil maka dimensi dan atau jumlah sumur resapan akan semakin besar. Dari beberapa faktor yang mempengaruhi hasil analisa ini, faktor kecepatan aliran yang dapat direncanakan sesuai dengan kebutuhan. Dikarenakan kecepatan aliran dapat diubah-ubah dengan cara memperbesar kemiringan saluran, jenis bahan dasar dan dinding saluran, serta memperlambat kecepatan aliran pada lahan dengan menanami lahan dengan vegetasi. KESIMPULAN 1. 2. 3.

Berdasarkan hasil analisa penelitian, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : Debit maksimal yang harus dialirkan oleh saluran drainase dan ditampung oleh sumur resapan yang akan direncanakan adalah 0.0753000 m3/det. Laju infiltrasi rata-rata di perumahan Villa Kartama Mas 0,00017 m/det. Dimensi saluran drainase terkecil terdapat pada saluran DKM Kr1 dengan lebar (b)=25 cm dan kedalaman (H)=16 cm, sedangkan untuk dimensi saluran drainase terbesar terdapat pada saluran DKM 4 dengan lebar (b)=61cm dan kedalaman (H)=38cm. dan untuk dimensi sumur resapan adalah diamater (D)=1.4 m dan kedalaman (H)=4m dengan jumlah sumur 12 sumur resapan. Jumlah tersebut dapat menampung 97,50% debit aliran yang ada.

DAFTAR PUSTAKA



Badan Standarisasi Nasional, Tata Cara Perncanaan Sumur Resapan Air Hujan Untuk Lahan Pekarangan SNI-03-2453-2002, Jakarta Badan Standarisasi Nasional, Tata Cara Perncanaan Lingkungan Di Perkotaan SNI-031733-2004, Jakarta Das. M.B, 1985, Mekanika Tanah Jilid I, Penerbit Erlangga, Jakarta. Harto. S.B, 1993, Analisis Hidrologi, PT. Gramedia Pustaka Umum, Jakarta. Hasmar. H.H.A, 2003, Drainase Perkotaan, UII Press Yogyakarta Suripin, 2004, Sistem Drainase Perkotaan Yang Berkelanjutan, Penerbit Andi, Jakarta


Harmiyati Program Studi Teknik Sipil Universitas Islam Riau Jl.Kaharuddin Nasution 113 Pekanbaru

Recommend Documents