PENGENDALIAN BANJIR GENANGAN DENGAN SISTEM SUMUR RESAPAN. Moh. Agus Maulana Yusuf¹, Damar Susilowati², Heny Purwanti³

PENGENDALIAN BANJIR GENANGAN DENGAN SISTEM SUMUR RESAPAN oleh :

Moh. Agus Maulana Yusuf¹, Damar Susilowati², Heny Purwanti³ Abstrak Perumahan Purimas 2 yang berlokasi di desa Pasir Jambu Kecamatan Sukaraja Kabupaten Bogor dibangun diatas lahan bekas persawahan dan kebun, menjadikan suatu kebutuhan untuk memenuhi sarana dan prasarana warga masyarakat yang semakin meningkat. Pembangunan perumahan yang dilaksanakan diatas lahan seluas 24.873 m² dengan hanya menyisakan area lahan terbuka sekitar 10.003,03 m² atau sekitar 40,21% (milik PT. Lentera Mas Perkasa) memberikan dampak yang sangat Vital. Yaitu berkurangnya daerah resapan air atau cadangan air tanah karena tertutupnya lahan tempat meresapnya air oleh bahan seperti oleh : aspal,beton,atap bangunan dan sebagainya, sehingga mengakibatkan semakin besarnya debit limpasan air hujan. Oleh karena itu untuk menanggulanginya perlu di buatkan sumur resapan. Sumur resapan adalah sarana yang berfungsi hampir sama dengan taman yaitu sebagai media untuk memasukan debit limpasan kedalam tanah untuk menjaga persediaan air tanah. Salah satu cara untuk menganalisa atau mengkaji cara konservasi air tanah melalui sumur resapan adalah dengan menghitung debit limpasan dari perumahan (Q1) menghitung debit limpasan dari curah hujan maksimum untuk periode 10 tahun (Q2) Menghitung dan merancang sumur resapan berdasarkan debit limpasan (Q1+Q2) dikurangi debit aliran yang tertampung di saluran drainase. Untuk merancang desain sumur resapan diantaranya dengan menggunakan metode Sunyoto dan metode SNI 1991. Dalam proses perhitungan / analisis hasil yang diperoleh untuk debit limpasan menghasilkan voluime sebesar 0,189708328 m³/s. Jika menggunakan metode Sunyoto diperlukan hasil perhitungan debit limpasan, sedangkan apabila menggunakan Metode SNI diperlukan intensitas hujan. Dari hasil perhitungan / analisis ternyata ada perbedaan. Untuk menampung debit limpasan metode Sunyoto menghasilkan dimensi yang lebih kecil serta jumlah sumur resapannya lebih sedikit, contoh : untuk bangunan toko luas bangunan 120 m2 hanya dibutuhkan sumur resapan sebanyak 1 bh, sedangkan jika menggunakan metode SNI untuk bangunan toko dengan luas yang sama dibutuhkan sumur resapan sebanyak 3 bh. Sehingga metode Sunyoto akan lebih hemat terutama dari segi biaya dan lebih efisien. Untuk area taman dan gardu listrik tidak diberi sumur resapan sebab masih berfungsi sebagai daerah resapan air yang bagus. Kata kunci : Debit limpasan,intensitas hujan,sumur resapan

1.

PENDAHULUAN

Daerah resapan adalah daerah yang mempunyai kemampuan tinggi untuk meresapkan air hujan, sehingga merupakan suatu tempat pengisian air kedalam tanah yang berguna sebagai sumber air. Daerah resapan mempunyai fungsi sebagai pengatur cadangan air tanah dan pencegah banjir di kawasan permukaan baik di perkotaan maupun di pedesaan. Berkurangnya daerah resapan akan meningkatkan debit limpasan. Pemerintah daerah Kabupaten Bogor berusaha tetap menjaga daerah resapan air agar tetap cukup walaupun pembangunan terutama bidang perumahan semakin banyak yang menyebabkan berkurangnya daerah resapan air terus berjalan. Pemerintah Kabupaten Bogor menetapkan Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik – Unpak

pembangunan perumahan harus memenuhi persyaratan. Koefisien Dasar Bangunan (KDB) sebesar 60 % bangunan dan 40 % lahan terbuka, sementara untuk ruko dan rumah kantor adalah 50% bangunan dan 50% lahan terbuka. KDB adalah angka perbandingan jumlah luas lantai dasar dengan lahan yang ada. Taman merupakan salah satu daerah resapan yang banyak dijumpai di lingkungan sekitar, namun seiring dengan banyaknya pertumbuhan penduduk maka semakin meningkat pula kebutuhan manusia akan sarana dan prasarana seperti rumah tinggal, jalan raya, pusat perbelanjaan (mall),pusat pendidikan dan sebagainya sehingga mengakibatkan hilangnya sebagian fungsi daerah resapan air, begitu pula yang 1

terjadi di daerah/lokasi perumahan Purimas 2 Kecamatan Sukaraja Kabupaten Bogor. Pembangunan diatas lahan kosong bekas lahan persawahan dan kebun menjadi kebutuhan untuk sarana dan prasarana warga. Siteplan Perumahan Purimas 2 menggambarkan adanya pembangunan perumahan diatas lahan sekitar 24.873 m² dengan menyisakan area lahan terbuka sekitar 10.003,03 m² atau 40,21% ( milik PT. Lentera Mas Perkasa). 2.

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Konservasi Sumber Daya Air Tanah

Air tanah merupakan suatu sumber daya air yang dapat diperbaharui, bahkan air adalah suatu sumberdaya alam yang tidak ada habisnya. Namun akibat dari ulah manusia, maka cadangan air tanah semakin berkurang. Hal ini di sebabkan berkurangnya pasokan air hujan yang masuk kedalam tanah. Pembangunan dan tutupan lahan yang berpotensi sebagai daerah resapan air menjadi penyebab utama berkurangnya kuantitas dan kualitas sumber daya air yang ada selain adanya pemakaian sumberdaya air tanah untuk kebutuhan sehari-hari dengan berlebihan. Air hujan yang turun sebagian besar masuk kesaluran dan langsung mengalir ke sungai. Selain menyebabkan berkurangnya debit air yang masuk ketanah, resiko banjirpun semakin besar. 2.2

Faktor Geometrik (F)

Menurut metode SNI tahun 1991 Faktor geometrik adalah faktor koreksi berdasarkan bentuk sumur. Berikut adalah rumus untuk menghitung faktor geometrik : 1. Tipe 1. Bentuk sumur tipe 1 adalah sumur resapan yang mengandalkan sisi bawah sebagai media meresapnya air kedalam tanah. Sekeliling badan lubang ditutup dengan plesteran beton, dengan tujuan untuk mengurangi resiko longsor. Bentuk sumur resapan tipe 1 ditunjukan pada gambar. 2.1

Gambar 2.1. Sumur Resapan Tipe 1

Faktor geometrik sumur resapan tipe 1 dihitung dengan persamaan (2-1). F = 2 x r ………………(2-1) F = faktor geometrik. r = jari-jari sumur resapan (m).

Sumur Resapan

Sumur resapan air tanah adalah salah satu upaya untuk meningkatkan imbuhan air tanah, disamping itu manfaat yang sangat berguna adalah dapat mengurangi banjir akibat limpasan air permukaan. Pembiayaan yang secara relative dan tidak terlalu tinggi, idealnya pengadaan sumur resapan ini dapat dilakukan oleh setiap pembangunan satu rumah tinggal. 2.2.1

2.2.2

2. Tipe 2 Bentuk sumur tipe 2 adalah sumur resapan yang mengandalkan sisi bawah dan setengah sisi sampingnya sebagai media meresapnya air kedalam tanah. Setengah keliling badan lubang ditutup dengan pasangan bata dengan tujuan untuk mengurangi resiko longsor, bentuk umur resapan tipe 2 di tunjukkan pada gambar, 2-2 sebagai berikut :

Permeabilitas tanah

Semua jenis tanah bersifat lolos air, dimana air dapat mengalir melalui ruang-ruang kosong yang terdapat diantara butiran-butiran tanah. Sehingga dapat dikatakan bahwa permeabilitas adalah kemampuan tanah untuk meloloskan air dalam satuan waktu. Pengujian permeabilitas dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu diantaranya dengan cara ring infiltrometer, falling head, dan lain-lain

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik – Unpak


2

Faktor geometrik sumur resapan tipe 2 dihitung dengan persamaan (2-2).

Dengan : F = faktor geometrik. L = panjang resapan samping (m). R = jari-jari sumur resapan (m).

3. Tipe 3 Bentuk sumur tipe 3 adalah sumur resapan yang mengandalkan sisi bawah dan sampingnya sebagai media meresapnya air kedalam tanah. Setengah keliling bahan lubang ditutup dengan plesteran beton dengan tujuan mengurangiresiko longsor. Bentuk sumur resapan tipe 3 ditunjukkan pada Gambar. 2.3

1) Metode SNI. Perancangan sumur resapan mengikuti metode SNI no. 03-2459-1991 tentang : “ Perencanaan sumur resapan “ yang dikeluarkan oleh Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah adalah : berbentuk segi empat atau silinder, dengan ukuran minimal diameter 0,8 meter dan maksimal 1,5 meter dengan kedalaman disesuaikan dengan tipe konstruksi yang dibutuhkan, adapun cara perhitungannya dihitung dengan persamaan (2-4). 𝐻=

𝐷 . 𝑖. 𝐴𝑡 − 𝐷 . 𝐾 . 𝐴𝑠 … … … . (2 − 4) 𝐴𝑠 + 𝐷 . 𝐾. 𝐿

Dengan : i = intensitas hujan (m/jam) At = luas tadah hujan, berupa atap atau permukaan tanah yang diperkeras (m2)/ K = permeabilitas (m/jam) L = keliling penampang sumur (m) A = luas penampang sumur (m2) D = durasi hujan (jam) H = kedalaman sumur (m)


Faktor geometrik sumur resapan tipe 3 dihitung dengan persamaan (2-3). 2 πL

𝐹= 𝑙𝑛

𝐿 + 2𝑅

1+

𝐿 ² 2𝑅

Dengan : F = faktor geometrik. L = panjang resapan samping (m) R = jari-jari sumur resapan (m) 2.2.3

Design konstruksi sumur resapan

Persamaan untuk mendesain sumur resapan diantaranya yaitu dengan metode SNI no. 03-24591991 dan Metode Sunyoto.


Gambar 2.4 Gambar kontruksi sumur resapan menurut SNI. 1991

2) Metode Sunyoto Persamaan sumur resapan metode Sunyoto dihitung dengan 𝐻=

−𝐹𝐾𝑇 𝑄 1 − 𝐸 𝜋𝑅 2 𝐹. 𝐾

Dimana : H = Tinggi muka air dalam sumur (m) F = Faktor geometrik (m) Q = Debit masuk (m3/s) T = Waktu pengaliran (s) K = Koefisien permeabilitas tanah (m/s) R = jari-jari sumur (m)

3

2. Keadaan topografi a) Lahan dengan kemiringan > 15 derajat seharusnya tidak diizinkan untuk dibuat sumur resapan untuk menghindari kelongsoran di areal pemukiman penduduk. b) Lahan dengan kemiringan 11 – 15 derajat merupakan lahan dengan sudut kemiringan kritis. c) Lahan dengan kemiringan < 11 derajat aman dari kemungkinan bahaya longsor sepanjang sipat batuannya tidak rawan longsor. Gambar. 2.5 Sumur resapan metode Sunyoto

2.2.4

Persyaratan umum sumur resapan

Berdasarkan SK SNI no. 03-2459-1991 tentang : “ Perencanaan sumur resapan “ . persyaratan sumur resapan ditunjukan pada gambar 2.6 (Melinda 2007) Tidak

MAT > 3 M

3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1.1

Ya

Permeabilitas Tanah > 2 cm/jam

Tidak

Ya

Sumur Resapan Air Hujan

Kondisi Hidrologi dan Data Curah Hujan.

Sistem hidrologi yang terdiri dari jaringan sungai dan persediaan air tanah merupakan faktor penting dalam kehidupan. Selain itu pengaruhnya secara langsung dengan faktor iklim, geologi, vegetasi,dan sungai yang telah membantu menentukan sifat khas tanah dan persediaan kandungan air tanah.

Tidak

Ya

Jarak Memenuhi Syarat

3. Permeabilitas dan muka air tanah Permeabilitas tanah yang cocok untuk dijadikan tempat sumur resapan adalah minimal 2 cm/jam. Tanah yang mempunyai permeabilitas dibawah dari itu tidak direkomendasikan untuk dibangun sumur resapan karena tanah tersebut sudah jenuh air dan dapat menyebabkan genangan di dalam sumur. Muka air tanah di lokasi dibangunnya sumur resapan harus ( lebih besar ) dari > 3 m.

Sistem Penampungan Air Hujan Terpusat

Gambar 2.6. Persyaratan sumur resapan berdasarkan SK SNI 1991

1. Persyaratan umum a) Sumur resapan air hujan dibuat pada lahan yang lolos air dan tahan longsor. b) Sumur resapan air hujan harus bebas dari pencemaran air limbah. c) Air yang masuk ke sumur resapan adalah air hujan. d) Daerah sanitasi lingkungan yang buruk, sumur resapan air hujan hanya menampung dari atap dan disalurkan melalui talang. e) Mempertimbangkan aspek hidrogeologi, geologi dan hidrologi. Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik – Unpak

Indonesia dikenal sebagai daerah yang beriklim tropis, sehingga menjadikan wilayahnya mempunyai intensitas curah hujan yang sangat tinggi. Kabupaten Bogor termasuk daerah yang mempunyai intensitas curah hujan yang sangat tinggi, sehingga daerah bogor dikenal dengan sebutan kota hujan. Rata-rata tinggi curah hujan maksimum di wilayah Kabupaten Bogor mencapai 600 sampai dengan 700 mm/jam/tahun (sumber : BMKG Stasiun Dramaga Bogor).Sehingga Menjadikan wilayah Kabupaten Bogor sebagai daerah yang subur dan sangat cocok sebagai daerah pertanian. Data curah hujan sangat diperlukan dalam perencanan suatu pembangunan termasuk untuk merencanakan suatu kawasan perumahan. Untuk data curah hujan yang dipergunakan dalam melakukan penelitian atau studi kasus ini diambil dari stasiun curah hujan yang terdekat yaitu stasiun penakar curah hujan Cibinong no. 31 yang berada diwilayah Kecamatan Cibinong. Stasiun penakar curah hujan Cibinong berada 4

dibawah pengelolaan UPT Pengairan Dinas Bina Marga dan Pengairan Kabupaten Bogor.

Ciparigi

Data curah hujan yang diperoleh berupa data jumlah curah hujan harian dengan jumlah pengamatan yang digunakan selama 10 tahun, yaitu dari tahun 2003 sampai dengan tahun 2012. (Lihat tabel 3.1)

Drainase Perumahan Purimas 2 Karadenan Ciluar

Tabel 3.1 Curah Hujan Harian Maksimum 10 tahun Stasiun Cibinong Ciliwung

Keterangan : Tersier Sekunder Primer Gambar.3.2. Skema Jaringan Sistem Drainase.

3.1.4

3.1.3

Kemiringan Lahan dan Kondisi Saluran Drainase.

Kecamatan Sukaraja termasuk wilayah yang mempunyai kemiringan lahan sekitar 0-3%, sedangkan secara keseluruhan wilayah Kecamatan Sukaraja mempunyai kemiringan yang bervariasi, dari mulai datar sampai yang curam, umumnya membentuk dataran dengan kemiringan antara 015%, sedangkan kemiringan yang curam 15-25% tersebar disebagian wilayahnya.(Sumber : Tugas TA. Ikhsan Zulfisar 2011). Sistem saluran drainase yang ada pada wilayah penelitian menggunakan saluran terbuka dengan bentuk penampang segiempat yang terletak disamping (kiri-kanan) jalan sekitar wilayah perumahan. Dimensi saluran drainase yang ada di wilayah studi adalah : panjang 400 m. lebar 0.30 m kedalaman 0.30 m, dengan beda kontur antara +197 m sampai dengan +200 m.

Penggunaan Lahan dan Luas Wilayah Penelitian.

Penggunaan lahan yang dominan diwilayah kecamatan Sukaraja untuk sekarang ini lebih dominan kepada pengembangan perumahan yaitu sebesar 58 % berikutnya adalah lahan pertanian (sawah ataupun kebun campuran) sebesar 33,50 %, dan penggunaan lahan yang terkecil yaitu industri sebesar 8,50 % (sumber : Bappeda Kab. Bogor). Dalam melaksanakan penelitian ini diperlukan data sebagai berikut : 1. Luas wilayah penelitian Luas wilayah lokasi penelitian adalah sekitar 24.873 m² dengan menyisakan area lahan terbuka sekitar 10.003,03 m² atau sekitar 40,21% (milik PT. Lentera Mas Perkasa). Jumlah unit rumah yang diteliti adalah sekitar 204 unit, terdiri dari berbagai type. Data dapat dilihat dari lampiran siteplan pembangunan perumahan Purimas 2. Data siteplan perumahan purimas 2

Aliran saluran drainase dilokasi wilayah studi pada umumnya mengikuti kondisi tofografi dan kemiringan lahan yang ada. Seperti yang tampak pada “ Skema Jaringan Sistem Drainase pada Gambar 3.2. berikut ini : Gambar.3.3 Siteplane Perumahan Purimas 2


5

2. Metode Penulisan Metode Penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1) Metode Rasional. Metode Rasional adalah analisis curah hujan maksimum maksudnya untuk memprediksikan besaran curah hujan maksimum dengan periode ulang tertentu, yang nantinya akan digunakan untuk perhitungan debit banjir rencana dengan metode empiris. Metode analisis frekwensi yang digunakan adalah : a) Distribusi Normal b) Distribusi Gumbel c) Distribusi Log Pearson III 2) Metode Sunyoto. 3) Metode SNI. 3. Diagram Alir Tahap Penelitian Secara garis besar diagram alir tahap penelitian, ditunjukan seperti pada gambar 3.4 dibawah ini :

3.1.5

Mendapatkan perumahan.

debit

limpasan

lahan

Debit limpasan lahan perumahan adalah besarnya Volume curah hujan jam-jaman pada siteplan dengan luas area seperti rencana, yang pada umumnya diperoleh dengan menggunakan persamaan mononobe. Debit limpasan lahan dari perumahan yang masuk ke drainase didapat dengan metode rasional, dengan terlebih dahulu menghitung variable-variabel yang diperlukan. Diantaranya : 1. Intensitas hujan jam-jaman. Intensitas hujan jam-jaman didapat dengan mengolah data curah hujan selama beberapa tahun dengan cara distribusi curah hujan menggunakan metoda normal, Gumbel dan Log Pearson. Yang kemudian dari ketiga metode tersebut dipilih yang paling mendekati kenyatan yaitu menggunakan uji chi kuadrat.

Mulai

Pengumpulan data 1. Primer 2. Sekunder

Analisis data

Distribusi curah hujan 1) Metode normal 2) Metode log normal 3) Metode gumbel 4) Metode log normal 5) Metode Log Pearson III 6) Metode log Log Pearson III

1) Permeabilitas tanah (K) 2) Faktor geometrik (F) Setelah pembangunan 1) Koefisien pengaliran (C2) 2) Luas Wilayah (A2)

2. Koefisien pengaliran. Nilai koefisien pengaliran didapat dari tabel koefisien pengaliran dengan asumsi jenis penutup lahan/karakteristik lahan adalah perumahan (multi unit terpisah). Nilai koefisien pengaliran yang diambil adalah 0,60 [lihat tabel 3.2 Koefisien Pengaliran (C)] untuk lebih mendapatkan faktor keamanan yang lebih besar. Tabel 2.1 Koefisien Pengaliran ( C )

Uji distribusi chi-kuadrat

Intensitas hujan jam-jaman (I) metode mononobe

Debit limpasan metode rasional (Q) = C . I . A 1) Debit limpasan dari perumahan yang masuk ke drainase (Q1) 2) Q1 ditambah curah hujan maksimum untuk periode 10 tahun (Q2)

Rancangan sumur resapan metode sunjoto dan SNI

Debit limpasan dari perumahan yang masuk ke drainase (Q1) ditambah curah hujan maksimum untuk periode 10 tahun (Q2)

Selesai

Gambar 3.4. Diagram Alir Tahap Penelitian


6

Tabel 4.1 Data curah hujan maksimum Cibinong

3. Mendapatkan Rancangan Sumur Resapan Rancangan sumur resapan dibuat untuk menampung debit limpasan setelah ditambah curah hujan maksimum untuk periode 10 tahun. Desain sumur repan diperoleh dengan menggunakan metode Sunyoto dan SNI dengan data-data variabel sebagai berikut: a) Debit limpasan ini diperoleh setelah menghitung debit limpasan perumahan yang masuk ke drainase ditambah curah hujan maksimum untuk periode 10 tahun. b) Permeabilitas (K) Permeabilitas adalah kemampuan tanah meresapkan air dalam satuan waktu tertentu. Data ini diperoleh dengan uji permeabilitas tanah asli diwilayah siteplan perencanaan dengan cara ring infiltrometer sebagai berikut :  Siapkan pipa berdiameter 120-100 cm dan panjang 25 cm.  Pipa ditekan dan masukan kedalam tanah sedalam 10 cm.  Masukan air kedalam pipa sampai ketinggian h.  Catat penurunan air dalam selang waktu t.  Masukan kembali air sampai ketinggian awal.  Catat kembali penurunan air dalam selang waktu t. Pada saat pengujian hendaknya diperhatikan pada waktu pipa dimasukan kedalam tanah, hendaknya dilakukan dengan hati-hati untuk mengurangi rusaknya struktur tanah. Pipa harus tetap vertikal agar tidak ada rongga antara sisi dalam pipa dan tanah. c) Faktor geometric (F) Faktor geometric yang digunakan adalah sumur resapan tipe 3 4.

HASIL PEMBAHASAN

4.1 Perhitungan debit limpasan lahan Data curah hujan maksimum diperoleh dari stasiun Penakar curah hujan Cibinong . no.31 UPT Pengairan Wilayah Cibinong Dinas Bina Marga dan Pengairan Kabupaten Bogor, yang merupakan stasiun penakar curah hujan terdekat dari lokasi penelitian. Data curah hujan maksimum tahunan yang diambil adalah dari tahun 2003 sampai dengan 2012. Data curah hujan n seperti ditampilkan pada table 4.1.


No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tahun 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Curah hujan (mm/hari) 322 637 491 535 610 509 441 404 349 443

Sumber : UPT Pengairan Wilayah Cibinong Dinas Bina Marga dan Pengairan Kabupaten Bogor

4.1.1

Curah hujan Rancangan

Data curah hujan diolah untuk mendapatkan / menghasilkan curah hujan rancangan dengan menggunakan 3 metode, yaitu : metoda normal, metoda Gumbel, dan metoda Log Pearson III. 1. Metode Normal Perhitungan curah hujan rancangan dengan menggunakan metode normal ditunjukan pada Tabel 4.2 , sedangkan hasil dari perhitungan curah hujan rancangan dapat dilihat pada tabel 4.3 berikut ini. Tabel 4.2 Data curah hujan rancangan metode normal (𝑿𝒊 − 𝑋)2

No

Tahun

Xi

𝑿𝒊 − 𝑋

1

2003

322

-152.1

23134.41

2

2004

637

162.9

26536.41

3

2005

491

16.9

285.61

4

2006

535

60.9

3708.81

5

2007

610

135.9

18468.81

6

2008

509

34.9

1218.01

7

2009

441

-33.1

1095.61

8

2010

404

-70.1

4914.01

9

2011

349

-125.1

15650.01

10

2012

443

-31.1

967.21

4741

95978.9

Sumber : hasil perhitungan curah hujan maksimum,tahun 2013

Contoh perhitungan curah hujan rancangan sebagai berikut: Diketahui : n = 10 (tahun) Xi 𝑿𝒊 = 4741 (jumlah curah hujan maksimum selama 10 tahun) Ditanyakan : 𝑋 7

Jawab : Contoh Perhitungan Tahun 2003

𝑿𝒊 − 𝑋 = 322 − 474,1 = −152,1 Contoh Perhitungan Tahun 2003 𝑿𝒊 − 𝑋)2 = (322 − 474,1 )2 = 23134.41 𝑛 1

=

𝑋𝑖

𝑛

𝑆𝑥 =

=

4741 10

= 474,1

(𝑋𝑖 −𝑋 )2 𝑛 −1

=

95978,9 10−1

= 103,27

Untuk mendapatkan hasil perhitungan dengan menggunakan metode normal, maka terlebih dahulu kita harus memproses / menghitung data curah hujan. Curah hujan yang diambil yaitu jumlah maksimum dari tiap tahun (contoh tahun 2003, Xi = 322 mm), setelah itu dijumlahkan selama 10 tahun (n) Substitusi persamaan 𝑋𝑇 = 𝑋 + 𝑘. 𝑆𝑥 , selanjutnya hasil perhitungan ditunjukkkan pada Tabel 4.3 sebagai berikut : Tabel 4.3 Hasil perhitungan curah hujan rancangan metode normal Periode 𝑋 k Sx Hujan Rancangan (Rt) Ulang 5

474.1

0.84

103.27

560.8468

10 474.1 1.28 103.27 Sumber : Hasil Analisa , 2013

607.2856

*Nilai k dapat dilihat dari tabel k distribusi normal, terlampir. 2. Metode Gumbel Perhitungan curah hujan rancangan dengan menggunakan metode Gumbel di tunjukan pada tabel 4.4, sedangkan hasil perhitungan Curah hujan rancangan metode Gumbel data dilihat pada tabel 4.5. Tabel 4.4 Perhitungan curah hujan rancangan metode Gumbel No Tahun Xi 𝑿𝒊 − 𝑋 (𝑿𝒊 − 𝑋)2 1 2003 322 -152.1 23134.41 2 2004 637 162.9 26536.41 3 2005 491 16.9 285.61 4 2006 535 60.9 3708.81 5 2007 610 135.9 18468.81 6 2008 509 34.9 1218.01 7 2009 441 -33.1 1095.61 8 2010 404 -70.1 4914.01 9 2011 349 -125.1 15650.01 10 2012 443 -31.1 967.21 4741 95978.9 Sumber : Hasil analisa 2013 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik – Unpak

Contoh perhitungan curah hujan rancangan sebagai berikut: Diketahui : N = 10 (tahun) Xi = 4741 (jumlah curah hujan maksimum selama 10 tahun) Ditanyakan : 𝑋 Jawab : Contoh Perhitungan Tahun 2003 𝑿𝒊 − 𝑋 = 322 − 474,1 = −152,1 Contoh Perhitungan Tahun 2003 (𝑿𝒊 − 𝑋)2 = (322 − 474,1 )2 = 23134.41 𝑛 1

𝑋𝑖 𝑛

𝑋= 𝑆𝑥 =

=

4741 10

(𝑋𝑖 −𝑋 )2 𝑛−1

= 474,1 95978,9 10−1

=

= 103,27

Substitusi persamaan 𝑋𝑇 = 𝑋 + 𝑘. 𝑆𝑥 , selanjutnya hasil perhitungan ditunjukkkan pada Tabel 4.5 sebagai berikut : Tabel 4.5 Data curah hujan rancangan metode gumbel Periode ulang

X

k

Sx

Hujan Rancangan (Rt)

5

474.1

1.057

103.27

583.25639

10 474.1 1.847 103.27 Sumber : Hasil Analisa, 2013

664.83969

*Nilai k dapat dilihat dai tabel k distribusi Gumbel, terlampir 3. Metode Log Pearson Perhitungan curah hujan rancangan dengan menggunkan metoda Log Pearson III diunjukan pada tabel 4.6, sedangkan untuk hasil dari perhitungan curah hujan rancangan metode Log Pearson III ditunjukan pada tabel 4.7 berikut ini : Tabel 4.6 Hasil Perhitungan curah hujan rancangan metode Log Person III

Sumber : Hasil Analisa, 2013

8

Tabel 4.8 Data awal perhitungan chi kuadrat

Contoh perhitungan curah hujan rancangan sebagai berikut: Diketahui : n = 10 (tahun) 𝑿𝒊 = 4741 (jumlah curah hujan maksimum selama 10 tahun) Ditanyakan : Jawab : Contoh Perhitungan Tahun 2003 𝐿𝑜𝑔 𝑋 = 𝐿𝑜𝑔 322 = 2,51 (log 𝑥- log 𝑥 ) = (2,51 – 2,667) = -0,158 (log 𝑥- log 𝑥 )2 = (2,51 – 2,667)2 = 0.025121 (log 𝑥- log 𝑥 )3 = (2,51 – 2,667)3 = -0.003982 log 𝑥 26,66 log 𝑥 = = = 2,667 𝑛

𝑆 log 𝑥 = 𝐶𝑠 =


10

(log 𝑥−log 𝑥)2 𝑛−1

𝑛( 𝑛1 (log 𝑥−log 𝑥 )2 𝑛−1 𝑛−2 𝑆log 𝑥 3

=

=

0,08408 10−1

= 0,0967

10 x (−0,00148 ) 10−1 10−2 x 0,9667 3

=

−0,2276

Contoh perhitungan chi kuadrat sebagai berikut: Diketahui : N = 10 (tahun) M = Urutan Tahun Pengamatan N = Jumlah Keseluruhan Tahun Pengamatan 𝑿𝒊 = 4741 (jumlah curah hujan maksimum selama 10 tahun) Ditanyakan : Jawab : 𝑋=

Substitusi persamaan 𝑋 = 𝐿𝑜𝑔 𝑋 + 𝑘. 𝑆 𝑙𝑜𝑔𝑥 , selanjutnya hasil perhitungan ditunjukkkan pada Tabel 4.7 sebagai berikut : Tabel 4.7 Data curah hujan rancangan metode Log Person III Periode Ulang

𝐿𝑜𝑔 𝑋

k

𝑆 𝑙𝑜𝑔𝑥

Hujan Rancangan (Rt)

5

2.667

0.85

0.0967

561.88

10

2.667

1.26

0.0967

604.22

* Nilai k dapat dilihat dai tabel k distribusi Log Pearson III, terlampir

𝑛 1

𝑋𝑖 𝑛

log 𝑥 =

=

4741 10

log 𝑥 𝑛

=

= 474,1 26,66 10

= 2,667

Contoh Perhitungan Tahun 2003 𝑿𝒊 − 𝑋 = 322 − 474,1 = −152,1 Contoh Perhitungan Tahun 2003 (𝑿𝒊 − 𝑋)2 = (322 − 474,1 )2 = 23134.41 P = m/(N+1) = 1/(10+1) = 0,09 Dari hasil perhitungan, nilai peluang (P) terkecil adalah 0.09 dan terbesar adalah 0.91. Agar data dapat di bagi menjadi 5 grup, maka diambil range nilai peluang 0,2 yaitu : 0,2; 0,4; 0,6; dan 0,8. Penentuan nilai k dapat dilihat pada lampiran. Perhitungan grup kelas nilai Xi dilihat pada tabel 4.9 berikut ini :

4.1.2 Uji Chi kuadrat curah hujan rancangan Tabel 4.9 Perhitungan batas grup

Untuk memilih distribusi mana yang akan di gunakan dalam perhitungan selanjutnya, maka perlu dilakukan pengujian statistik terhadap data dengan menggunakan metode chi kuadrat. Perhitungan data awal untuk uji chi kuadrat metode normal, Gumbel dan Log Pearson III di tunjukan pada tabel 4.8 berikut ini.


Range peluang

k

Nilai Xi

Nilai Log Xi

0.8

-0.84

387.35

2.5852

0.6

-0.25

448.28

2.6422

0.4

0.25

499.92

2.6905

560.85

2.7475

0.2 0.84 Sumber : Hasil Analisa, 2013

9

𝐺𝑟𝑢𝑝 𝐺 = 5 𝑔𝑟𝑢𝑝 𝑁 𝐸𝑖 = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎 ℎ 𝐺𝑟𝑢𝑝

Perhitungan chi kuadrat menghasilkan bahwa semua distribusi curah hujan dapat digunakan, untuk mendapatkan keamanan yang semakin tinggi maka dipilih curah hujan periode ulang tahunan yang terbesar dari ketiga distribusi tersebut. Data curah hujan periode ulang tahunan setelah didistribusikan dapat dilihat pada tabel 4.13 sebagai berikut :

10

𝐸𝑖 = 5 =2 𝑅 =2 Derajat kebebasan (dk) = G – R – 1 Derajat kebebasan (dk) = 5 – 2 – 1 = 2

Perhitungan uji chi kuadrat terhadap distribusi normal dapat dilihat pada tabel 4.10 berikut ini.

Hasil perbandingan menunjukan bahwa distribusi Gumbel menghasilkan curah hujan yang paling maksimum, sehingga digunakan dalam perhitungan selanjutnya.

Tabel 4.10 Perhitungan Chi Kuadrat metode Normal

Tabel 4.13 Perbandingan curah hujan periode ulang tahunan

1) Uji chi kuadrat metode Normal

No

Nilai batas sub grup

1 2 3 4 5

< 387.35 387.35 < x < 448.28 448.28 < x < 499.92 499.92 < x < 560.85 > 560.85 Jumlah

jumlah data (oi) 2 3 1 2 2 10

Ei

Oi-Ei

(Oi-Ei)2/Ei

2 2 2 2 2 Chi kuadrat

0 1 -1 0 0

0 1 -1 0 0 0


2) Uji chi kuadrat metode Log Pearson III Perhitungan uji chi kuadrat terhadap distribusi Log Pearson dapat dilihat pada tabel 4.11 berikut ini: Tabel 4.11 Perhitungan chi kuadrat metode log person III Nilai batas sub grup

1 2 3 4 5

<2.5852 2.5852 < x < 2.6422 2.6422 < x < 2.6905 2.6905 < x < 2.7475 > 2.7475 Jumlah

Distribusi Normal

Distribusi gumbel

Distribusi log person III

5

560.8468

583

561.8795

10

607.2856

665

604.2200


4.1.3 Intensitas hujan jam-jaman

Berdasarkan hasil perhitungan Chi Kuadrat metode normal diperoleh C

No

PUH (Tahun)


Ei

Oi-Ei


0 0 0 0 0

(OiEi)2/Ei 0 0 0 0 0 0

Menghitung intensitas hujan jam-jaman maka digunakan persamaan mononobe sebagai berikut : 𝐼=

𝑅24 24

24 𝑇𝑐

2 3

Dimana : I = intensitas hujan jam-jaman (mm/jam) R24 = curah hujan maksimum harian dalam 24 jam (mm) Tc = waktu konsentrasi (jam)

Berdasarkan hasil perhitungan Chi Kuadrat metode Log Person III diperoleh C hitung = 0

Intensitas hujan yang digunakan adalah dengan metode Gumbel karena menghasilkan curah hujan terbesar dan memenuhi syarat ketika diuji menggunakan metode chi kuadrat. Periode ulang tahunan yang diambil adalah 5 tahun karena resiko banjir tidak terlalu tinggi, sehingga :

3) Uji chi kuadrat metode Gumbel

𝐼=

Perhitungan uji chi kuadrat terhadap distribusi Gumbel dapat dilihat pada tabel 4.12 berikut ini:

0,00002025 m/s


Tabel 4.12 Perhitungan chi kuadrat metode Gumbel No

Nilai batas sub grup

1 2 3 4 5

< 387.35 387.35 < x < 448.28 448.28 < x < 499.92 499.92 < x < 560.85 > 560.85 Jumlah


Ei

Oi-Ei


0 1 -1 0 0

(OiEi)2/Ei 0 1 -1 0 0 0

Sumber Hasil Analisa, 2013

4.1.4

665 24

24 1

2 3

= 72,9 mm/jam

=

Koefisien pengaliran

Karakteristik lahan komplek perumahan Purimas 2 seluas 24.873 m² dianggap tipe perumahan multi unit terpisah, yang merujuk pada tabel.2.1 koefisien pengaliran (C) 0.40 – 0.60. Nilai koefisien diambil 0.60 untuk lebih meningkatkan faktor keamanan. Koefisien pengaliran ini selanjutnya akan dipergunakan dalam perhitungan debit limpasan.

Berdasarkan hasil perhitungan Chi Kuadrat metode Gumbel diperoleh C hitung = 0 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik – Unpak

10

Perhitungan debit limpasan lahan Perumahan Purimas 2

Hal tersebut telah sesuai dengan persyaratan lahan yang cocok untuk dijadikan sebagai tempat sumur resapan dibangun.

Perhitungan debit limpasan lahan perumahan Purimas 2 dihitung dengan menggunakan metoda rasional dengan persamaan sebagai berikut : Q maks = C.I.A Dimana : C = koefisien limpasan. I = intensitas hujan jam-jaman (mm/jam) A = luas area (m²).

Perhitungan dimensi sumur resapan dilakukan dengan menggunakan dua metode yaitu metode Sunyoto dan metode SNI.hasil dimensi dari kedua metode tersebut dipilih metode yang menghasilkan dimensi yang terkecil sehingga tidak membutuhkan biaya besar dalam pembangunannya kelak.

4.1.5

Hasil perhitungan debit limpasan lahan perumahan Purimas 2 dapat dilihat pada tabel 4.14 berikut ini : Contoh perhitungan debit limpasandiambil dari bangunan Toko. Q maks = C.I.A = 0,60 x 0,00002025 x 120,00 = 0,001458 m2/s Tabel 4.14 Perhitungan debit limpasan lahan Perumahan Puri Mas 2

Adapun variable-variabel yang harus diketahui terlebih dahulu sebelum menghitung dimensi sumur resapan adalah sebagai berikut : 4.2.1

Faktor geometrik

Faktor geometrik ditentukan berdasarkan tipe sumur resapan yang akan digunakan. Perencanaan sumur resapan di perumahan Purimas2 menggunakan sumur resapan tipe 3 yang ditunjukan pada gambar 4.1 dengan nilai faktor geometrik sebesar : 2 πL

𝐹= 𝑙𝑛

𝐿 2𝑅

+

1+

𝐿 2𝑅

2

2 x 3,14 x 1

𝐹= 𝑙𝑛

1 2(0,3)

+

1+

1 2(0,3)

2

= 6.11

Jari-jari Sumur

Pasangan Tembok

L = Tinggi Muka Air

Tanah


Gambar. 4.1 Sumur resapan tipe 3

4.2 Perancangan sumur resapan 4.1.1 Area atau lahan perumahan purimas 2 cukup cocok untuk dijadikan tempat pembangunan sumur resapan. Beberapa hal yang mendukung adalah sbb. : a. Permeabilitas tanah dilingkungan perumahan Purimas 2 lebih besar dari 2 cm/jam. b. Kemiringan lahan/topografinya kurang dari 7%. c. Tinggi muka air tanahnya sangat bervariasi antara 2 -15 m. Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik – Unpak

Permeabilitas tanah (K)

Tanah yang diuji permeabilitasnya adalah tanah dilingkungan perumahan Purimas 2. Uji permeabilitas tanah diambil di lima titik/lima tempat. Pengujian pertama dilakukan di blok A, lokasi ke-2 dilakukan di blok C, lokasi ke-3 di blok G, lokasi ke-4 di blok DD dan terakhir pengujian ke-5 dilokasi taman. Uji permeabilitas tanah dengan metode ring infiltrometer. 11

Hasil penyelidikan permeabilitas tanah ditunjukan pada tabel.4.15 sebagai berikut: Tabel 4.15 hasil penyelidikan permeabilitas tanah.

Dengan : I = intensitas hujan (m/jam) At = luas tadah hujan, berupa atap atau permukaan tanah yang diperkeras (𝑚2 ) K = permeabilitas (m/jam) L = keliling penampang sumur (m) As = luas penampang sumur (𝑚2 ) D = durasi hujan (jam) H = kedalaman sumur (m) Contoh perhitungan diambil bangunan toko 𝐻 =

1 ∗ 0.00002025 ∗ 120 − 1 ∗ 0,75 ∗ 0,28 0,28 + 1 ∗ 0,75 ∗ 1,884 H

= 5.1 m

Hasil dari perhitungan metode SNI dapat dilihat pada tabel 4.16 di dibawah ini Tabel 4.16 Perhitungan rancangan sumur resapan metode SNI

Sumber : Hasil Analisa,2013

1) Contoh perhitungan metode SNI. Perancangan sumur resapan metode SNI no. 032459-1991 yang dikeluarkan oleh Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah adalah : berbentuk segi empat atau silinder, dengan ukuran minimal diameter 0,8 meter dan maksimal 1,5 meter dengan kedalaman disesuaikan dengan tipe konstruksi yang dibutuhkan. Dalam proses perhitungan/analis metode SNI membutuhkan data hasil perhitungan intensitas hujan, adapun cara perhitungannya dihitung dengan persamaan (2-4).

𝐻=

𝐷 . 𝐼 . 𝐴 𝑡 − 𝐷 𝐾. 𝐴 𝑠 𝐴 𝑠 + 𝐷 . 𝐾. 𝐿



1) Metode Sunyoto Untuk menghasilkan rancangan sumur resapan dalam proses perhitungan/ analisi, maka metode Sunyoto memerlukan hasil perhitungan debit limpasan. Persamaan sumur resapan metode Sunyoto dihitung dengan rumus sebagi berikut : 𝐻=

−𝐹𝐾𝑇 𝑄 1 − 𝑒 𝜋𝑅 2 𝐹. 𝐾

12

Dimana : H = tinggi muka air dalam sumur (m) F = faktor geometrik (m) Q = debit air masuk (𝑚3 /s) (debit limpasan) T = waktu pengaliran K = koefisien permeabilitas tanah (m/s) R = jari-jari (m) Contoh perhitungan diambil bangunan toko −6,11∗0,00020844 ∗1 0,00145800 3,14∗0,30 2 1−𝑒 6,11 ∗ 0,00020844 H = 1,07 m

𝐻=

Hasil dari perhitungan dengan metode Sunyoto dapat di lihat pada tabel 4.17 berikut ini : Tabel 4.17 Perhitungan rancangan sumur resapan metode Sunyoto

5. KESIMPULAN Berdasarkan hasil dari analisis dan perhitungan dengan menggunakan beberapa metode, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Debit limpasan dari lahan perumahan Purimas 2 menghasilkan volume sebesar 0,189708328 m³/s. 2. Untuk menampung debit limpasan tersebut diatas maka diperlukan sumur resapan. Dalam proses perhitungan / analisis jika menggunakan metode Sunyoto diperlukan debit limpasan, tetapi kalau menggunakan metode SNI maka diperlukan intensitas hujan. Sumur resapan adalah salah satu prasarana untuk menampung kelebihan air limpasan dari lapangan yang diakibatkan oleh curah hujan yang sangat tinggi yang tidak dapat ditampung oleh saluran drainase.. 3. Dari kedua metode yang digunakan dalam proses analisis maka didapat suatu perbedaan yaitu : untuk menampung debit limpasan dengan menggunakan metode Sunyoto ternyata menghasilkan dimensi yang lebih kecil serta jumlah sumur resapan yang harus di bangun lebih sedikit yaitu : contoh : untuk bangunan toko dengan luas bangunan sekitar 120 m2 hanya dibutuhkan sumur resapan sebanyak : 1 bh. Jika dibandingkan dengan menggunakan metode SNI untuk bangunan toko dengan luas yang sama dibutuhkan sumur resapan sebanyak 3 bh. Sehingga jika menggunakan metode Sunyoto akan lebih hemat dan efisien.

PUSTAKA Sumber : Hasil Analisa, 2013

Hasil perhitungan dimensi sumur resapan menggunakan metoda Sunyoto dan metode SNI ternyata menghasilkan perbedaan. Metode Sunyoto menghasilkan dimensi yang lebih kecil dibandingkan dengan menggunakan metode SNI. Perbandingan jumlah sumur resapan dengan kedalaman sumur 1,5 dan jari-jari 0,3 m. Metode Sunyoto digunakan dalam perencanaan sumur resapan, dengan adanya sumur resapan dengan dimensi seperti perhitungan yang sudah dilakukan. Maka air hujan yang menjadi limpasan akan tereduksi. Area taman, pos jaga dan tempat pembuangan sampah tidak di buatkan sumur resapan, sebab kondisi tanahnya lebih banyak meresapkan air dan hanya menghasilkan debit limpasan sedikit. Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik – Unpak

1. Anonim . 2007 Sistem Drainase Sumur ResapanPart 1._ :ArcAria. http://architectaria.com/sistemdrainase-sumur-resapan-part-.html.(14 Juni 2011). 2. Balai Lingkungan Permukiman 2003. Drainase Permukiman Bandung:_ Geo.Gentur. 2008. Deskripsi Hidrologi._:_. http://gentur_geo.staff.uns.ac.id/hidrologi. (14 Juni 2011) 3. Chairil Saleh. 2011. Kajian Penanggulangan Limpasan Dengan Menggunakan Sumur Resapan (Studi Kasus di Daerah Perumahan Made Kabupaten Lamongan). 4. Metode SNI No. 03-2459-1991 Tentang Perencanaan Sumur Resapan (Departemen Kimpraswil).

13

5. Pringadi. 2011. Konservasi Sumber Daya Air Tanah Melalui Sumur Resapan (skripsi). Bogor. Fakultas Teknik Universitas Ibnu Khaldun Bogor. 6. Tanudjaja, Lambertus. 2008. Drainase kota di kawasan pesisir pantai._:_.http://opini– manadopost.blogspot.com/2008/04/drainasekota-di-kawasan-pesisir- pantai.html. (14 Juni 2011). 7. Winskayati Sp.1, Operasi dan Pemeliharaan Jaringan Irigasi, Balai PSDA Jawa Barat Bandung. 8. Zaman,Hamzah. 2006. Pembangunan Berwawasan Lingkungan. _:_. http://lingkunganhidup.blogspot.com/2007/04/ko nservasi-sumberdaya- alam.html. (23 Oktober 2011).


RIWAYAT PENULIS 1)

2)

3)

Moh Agus Maulana Yusuf, ST Alumni (2013) Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor. Ir. Damar Susilowati, M,Sc. Dosen Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor. Heny Purwanti, ST, MT, Dosen Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Pakuan.

14

PENGENDALIAN BANJIR GENANGAN DENGAN SISTEM SUMUR RESAPAN. Moh. Agus Maulana Yusuf¹, Damar Susilowati², Heny Purwanti³

Recommend Documents