1
Perencanaan Sistem Drainase Apartemen De Papilio Tamansari Surabaya Agil Hijriansyah, Umboro Lasminto, Yang Ratri Savitri Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail:
[email protected] Abstrak—Apartemen De Papilio berlokasi di Jalan Ahmad Yani yang padat oleh tempat tinggal penduduk, perkantoran sampai pusat perbelanjaan. Diharapkan pembangunan ini tidak menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan sekitarnya, seperti kemacetan, kebisingan, atau bahkan dapat menyebabkan banjir. Peraturan Pemerintah nomor 26 Tahun 2008 pasal 106 ayat 1 poin c menyatakan bahwa setiap bangunan yang mengajukan izin pembangunan harus menerapkan prinsip zero delta Q. Adapun yang dimaksud dengan "zero delta Q" adalah setiap bangunan yang dibangun tidak boleh menyebabkan tambahan debit air yang masuk ke saluran drainase atau tambahan debit air yang masuk ke sungai. Pada perencanaan sistem drainase Apartemen De Papilio ini, di akhir sistem saluran dibangun kolam tampungan yang berfungsi untuk menampung perubahan volume limpasan air hujan akibat pembangunan apartmen. Debit limpasan air hujan dari kawasan sebelum pembangunan adalah 0,066 m³/detik. Sedangkan debit limpasan yang keluar dari kawasan setelah pembangunan adalah 0,081 m³/detik. Kolam tampungan direncanakan dapat menampung kelebihan limpasan air yang terjadi akibat pembangunan dengan td=2 jam. Pada kolam tampungan juga direncanakan pintu yang dapat mengontrol debit air yang keluar dari kolam tampungan. Dari hasil perhitungan, debit maksimum yang keluar dari kolam tampungan adalah sebesar 0,066 m³/detik sehingga konsep zero delta Q dapat terpenuhi. Kata Kunci : Zero delta Q, apartemen De Papilio, Sistem drainase.
koefisien limpasan air akan menjadi besar sehingga peluang terjadinya banjir akibat perubahan tata guna lahan sangat mungkin terjadi jika tidak direncanakan penanganannya. Apartemen De Papilio sendiri terdiri dari 33 lantai dan terdiri dari 640 unit apartemen. Dengan jumlah lantai yang banyak dan tinggi bangunan yang mencapai +107 meter maka diperlukan perencanaan sistem drainase yang baik dan dapat mengakomodasi air yang harus disalurkan akibat hujan yang terjadi sehingga pembangunan apartemen ini tidak menyebabkan dampak negatif bagi lingkungan sekitar, terutama banjir. BAB II METODOLOGI
BAB I PENDAHULUAN A partemen De Papilio berlokasi di Jalan Ahmad Yani yang padat oleh tempat tinggal penduduk, perkantoran sampai pusat perbelanjaan. Pembangunan apartemen ini diharapkan tidak menyebabkan dampak yang negatif pada lingkungan di sekitar lokasi pembangunan apartemen ini. Seringkali pembanguan sebuah bangunan menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan sekitarnya, seperti kemacetan, kebisingan, bahkan sampai genangan yang bila berlebihan sering dikatakan banjir. Pembangunan apartemen ini juga akan menyebabkan keseimbangan lingkungan terganggu. Dengan didirikannya sebuah bangunan maka limpasan air hujan yang harus dialirkan akan semakin besar. Hal ini yang seringkali kurang diperhatikan oleh para pengembang sehingga menyebabkan banjir di lingkungan sekitar lokasi pembangunan. Dengan dibangunnya Apartemen, maka akan mengakibatkan perubahan tata guna guna lahan yang berpeluang besar menyebabkan banjir. Secara teroritis hal ini dapat terjadi karena koefisien limpasan (C) yang berbeda. Jika sebuah lahan didirikan bangunan,
Gambar 2.1 Diagram alir BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Konsep Perencanaan Konsep Perencanaan yang digunakan dalam pengerjaan Tugas Akhir dengan judul Perencanaan Sistem Drainase
2 Apartemen De Papilio ini adalah "Zero Delta Q". Konsep "Zero Delta Q" yang dimaksud adalah dengan membatasi debit air yang keluar dari kawasan Apartemen setelah Apartemen terbangun tidak boleh lebih besar dari debit air yang keluar dari kawasan sebelum Apartemen tersebut dibangun. Aturan tersebut tertulis dalam Peraturan Pemerintah nomor 26 Tahun 2008 pasal 106 ayat 1 Poin C. 3.2 Distribusi Hujan Kawasan Kota Surabaya memiliki 10 stasiun pengamatan hujan yang tersebar di wilayah Kota Surabaya sehingga perlu dilakukan pembagian pengaruh stasiun pengamatan hujan dengan menggunakan Poligon Thiessen.
Nilai parameter statistik dari data hujan di atas adalah : a. Nilai rata-rata (mean) : X 1169 Xrata rata 97,417 n 12 b. Standar deviasi (standart deviation) : 2
( X X ) 1942 ,917 13,290 n 1 11
S
c. Koefisien variasi (coefficient of variation) :
Cv
S 13,290 0,136 X 97,417
d. Koefisien kemencengan (coefficient of skewness) : Cs
n.( X X ) 3 12.(1121,514) 0,521 (n 1).(n 2).S 3 (12 1).(12 2).13,290 3
e. Koefisien ketajaman (coefficient of kutosis) : Ck
Gambar 3.1 Poligon Thiessen Stasiun Hujan Kota Surabaya Sumber: Hasil Perencanaan Dari pembagian Poligon Thiessen di atas didapatkan hasil bahwa stasiun hujan yang mempengaruhi lokasi perencanaan hanya satu stasiun pengamatan hujan, yaitu stasiun pengamatan hujan Kebon Agung. 3.3 Analisa Data Hujan Data hujan yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah data hujan dari stasiun pengamatan hujan Kebon Agung selama 12 tahun yaitu Tahun 2000 sampai Tahun 2011. Tabel 3.1 Data hujan harian tahun 2001 – 2012 diurutkan dari nilai terbesar ke nilai terkecil Hujan No. Tahun Tanggal Maksimum (mm) 1
2000
23 maret
110
2
2001
2 Maret
117
3
2002
30 Januari
105
4
2003
1 Februari
75
5
2004
5 maret
92
6
2005
7 mei
105
7
2006
19 Februari
98
8
2007
22 Februari
100
9
2008
20 Nopember
85
10
2009
22 Februari
76
11
2010
3 Desember
109
12 2011 9 Nopember 97 Sumber : Dinas Pengairan Propinsi Jawa Timur, 2013 [1]
n 2 .( X X ) 4 12 2 .(684335 ,623) 3,191 4 (n 1).(n 2).(n 3).S (12 1).(12 2).(12 3).13,29 4
Setelah dilakukan perhitungan, distribusi Pearson Type III tidak memenuhi uji kecocokan Chi Kuadrat. Setelah dilakukan perhitungan uji kecocokan, distribusi yang lolos uji kecocokan Chi Kuadrat adalah Distribusi Gumbel dan Distribusi Normal, sehingga perhitungan uji kecocokan yang ditampilkan adalah uji kecocokan untuk distribusi Gumbel dan distribusi Normal. 3.4 Uji Kecocokan 3.4.1Uji Chi Kuadrat Jumlah data (n) = 12 Jumlah kelas (k) = 1+3.322 log (n) = 4.585 Jumlah kelas (k) digunakan 5. Besarnya peluang untuk tiap-tiap sub bagian adalah : 1. Sub kelas 1 = P 0.200 2. Sub kelas 2 = 0.200 P 0.400 3. Sub kelas 3 = 0.400 P 0.600 4. Sub kelas 4 = 0.600 P 0.800 5. Sub kelas 5 = P 0.800 Sumber : Soewarno, 1995. [2] 3.4.1.1 Distribusi Normal 1. Mencari nilai terbesar dan terkecil. Nilai terbesar = 117 Nilai terkecil = 75 2. Menghitung rentang nilai. R = Nilai maksimum - nilai minimum R = 117 - 75 = 42 3. Menghitung banyaknya kelas. G = 1 + 3,3.log n G = 1 + 3,3.log 12 = 4,56 ~ 5 kelas 4. Menghitung panjang kelas (i). i = = = 8,4 ~ 9 5.
Menghitung nilai rata-rata. = 97,417 (nilai parameter statistik)
6.
Standar Deviasi. S = 13,290 (nilai parameter statistik) Perhitungan Ei untuk ditribusi Normal.
7.
3 Setelah perhitungan nilai Ei, kemudian dilakukan uji kecocokan Chi Kuadrat untuk ditribusi Normal. Untuk perhitungan selanjutnya, dimasukkan dalam Tabel 3.2 berikut : Tabel 3.2 Uji Chi Kuadrat Distribusi Normal No 1 2 3 4 5
Nilai Batas Sub Kelas 75 84 93 102 111
-
83 92 101 110 119
Jumlah Data Oi Ei 2 1,250 1 2,506 3 3,192 4 2,578 2 1,291 12
(Oi-Ei)²
(Oi-Ei)²/Ei
0,562 2,267 0,037 2,023 0,502 Xh² D0 =
0,449 0,905 0,012 0,785 0,389 2,540 5,991
Smirnov Kolmogorov, kedua distribusi memilki nilai yang sama. Sedangkan untuk uji Chi Kuadrat, distribusi Normal memiliki nilai Xh 2 yang lebih kecil sehingga untuk perhitungan curah hujan rencana menggunakan distribusi Normal. 3.6 Perhitungan Curah Hujan Rencana R24 maksimum periode ulang 2 tahunan : X = + k.S = 97,417 + (0 . 13,290) = 97,417 mm X2 = 97,417 mm Untuk perhitungan curah hujan periode ulang yang lain ditabelkan dalam tabel 3.5 sebagai berikut : Tabel 3.5 Perhitungan Curah Hujan Rencana
Sumber : Hasil Perhitungan [3] Tabel 3.2 di atas merupakan hasil uji Chi Kuadrat untuk distrbusi Normal. Dari hasil uji Chi Kuadrat untuk distribusi Normal didapat nilai Xh² = 2,540. D0 merupakan nilai batas uji Chi kuadrat, dengan derajat kebebasan (dk) =5-2-1= 2 dan derajat kepercayaan (α) = 5%, dari tabel 2.7 didapat nilai D0 = 5,991. Nilai Xh² < D0 , sehingga pemilihan distribusi Normal dapat diterima. 3.4.2Uji Smirnov – Kolmogorov 3.4.2.1 Distribusi Normal Uji kecocokan Smirnov - Kolmogorov sering disebut juga uji kecocokan non parametrik karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu.
Sumber : Hasil Perhitungan[3] 3.7 Perhitungan Debit Sebelum Pembangunan Lahan yang digunakan untuk pembangunan apartemen sebelumnya merupakan kantor dari PT. Wijaya Karya. Bangunan inti yang berupa kantor merupakan gedung bertingkat 3 lantai dengan perkiraan tinggi 12 meter dan atap dengan kemiringan 30°. Sementara disekitar bangunan ini terdapat bangunan satu lantai dengan perkiraan ketinggian 4 meter dengan kemiringan atap 30°. Gambar 3.2 adalah site plan sebelum pembangunan.
Tabel 3.3 Hasil Uji Smirnov – Kolmogorov untuk Distribusi Normal
Gambar 3.2 Site Plan Sebelum Pembangunan
Sumber : Hasil Perhitungan [3]
Untuk kepentingan perhitungan debit yang keluar kawasan sebelum pembangunan, dalam tugas akhir ini dibuat skema saluran drainase dalam kawasan sebelum pembangunan. Gambar 3.3 adalah gambar skema jaringan drainase dalam kawasan sebelum apartemen dibangun.
3.5 Kesimpulan Analisa Frekuensi Tabel 3.4 Kesimpulan Uji Kecocokan
Sumber : Hasil Perhitungan [3] Tabel kesimpulan uji kecocokan di atas memperlihatkan nilai uji kecocokan Chi Kuadrat dan Smirnov Kolmogorov dari distribusi Gumbel dan distribusi normal. Untuk uji
Gambar 3.3 Skema Saluran Sebelum Pembangunan
4 3.7.1Perhitungan Waktu Konsentrasi 3.7.1.1 Estimasi Nilai tc(Waktu Aliran Pada Atap) Perhitungan lengkap dari waktu konsentrasi atap ditulis pada tabel 3.6. Tabel 3.6 Perhitungan Waktu Konsentrasi Atap
lantai 7. Atap pada lantai 7 yang berada pada elevasi 14,8 meter difungsikan sebagai kolam renang dan open resto sehingga khusus pada lantai ini direncanakan sistem drainase tersendiri sebelum air dialirkan ke dasar apartemen.
Sumber : Hasil Perhitungan[3] 3.7.2Perhitungan Debit Banjir Perhitungan selengkapnya ditampilkan pada tabel 3.7. Pada tabel ini ditampilkan perhitungan hidrolika yang bertujuan untuk mengetahui estimasi waktu konsentrasi aliran pada setiap titik kontrol yang ditinjau. Tabel 3.7 Perhitungan Debit Banjir Sebelum Pembangunan
Gambar 3.4 Denah Sistem Drainase Apartemen Gambar 3.4 di atas merupakan gambar denah sistem drainase Apartemen De Papilio. 3.8.1 Perhitungan tc (waktu konsentrasi) atap Air hujan yang turun di atap akan memiliki waktu pengaliran di lahan t o sebelum masuk ke pipa talang yang megalirkan air hujan ke permukaan tanah. Untuk perhitungan nilai tc, dapat dilihat pada tabel 3.8 Tabel 3.8 Perhitungan tc Atap Lantai 33
Sumber : Hasil Perhitungan[3] Pada skema jaringan drainase sebelum pembangunan (Gambar 3.3), titik kontrol akhir debit yang keluar dari kawasan berada di titik O yang berasal dari titik Y10 dan Z9. Sehingga total debit yang keluar dari kawasan didapat dari penjumlahan debit di titik O (tabel 3.7). Qtotal = Qruas Y10-O + Qruas Z9 = 0,036 m³/detik + 0,03 m³/detik = 0,066 m³/detik Debit banjir yang keluar dari kawasan Apartemen De Papilio sebelum pembangunan dengan curah hujan rencana 2 tahunan adalah sebesar 0,066 m³/detik. Debit banjir yang keluar dari kawasan sebelum pembangunan menjadi batas maksimum debit air hujan yang boleh keluar dari kawasan apartemen setelah apartemen dibangun. 3.8 Perencanaan Sistem Drainase Apartemen De Papilio Secara umum, sistem drainase yang direncanakan di kawasan apartemen ini berasal dari dua daerah pengaliran, yaitu atap apartemen dan halaman kawasan apartemen. Atap dari apartemen De Papilio ini terbagi menjadi 3 tingkat. Pertama, atap apartemen berada di lantai 7 yang difungsikan sebagai kolam renang yang berada pada elevasi +14,8 meter. Atap tingkat kedua berada di lantai 30 yang berada pada elevasi +92,4 meter, sedangkan atap tertinggi berada di lantai 33 pada elevasi +107 meter. Daerah pengaliran yang berasal dari halaman sekitar apartemen terdiri dari taman di sekitar apartemen dan jalan di kawasan apartemen. Atap yang berada di lantai 30 dan 33 tidak difungsikan untuk fungsi lain. Berbeda dengan atap yang berada pada
Sumber : Hasil Perhitungan[3] 3.8.2 Perhitungan Dimensi Saluran Dimensi saluran dihitung dengan menggunakan rumus Manning. Dimensi lebar dasar saluran ditentukan 0,4 m, sedangkan nilai h dicoba-coba agar didapat nilai Qhidrolika = Qhidrologi. Saluran ruas L3-L4 Qhidrologi Panjang saluran (L) Kekasaran saluran (n) Kemiringan saluran (I) Bsaluran h saluran Luas penampang (A) Penampang basah (P)
= 0,09 m³/detik (contoh 4.7) = 32,119 m = 0,017 = 0,0005 = 40 cm (ditentukan) = 10 cm (coba coba) =Bxh = 0,4 x 0,1 = 0,04 m2 = B +2h = 0,4 + 2 x 0,1 = 0,6 m
5 = A 0,04 0,067 m
Jari-jari hidrolis (R)
P
Kecepatan (v)
= =
0,6
1 2/3 ½ x R xI n 1 x 0,0672/3 x 0,0005½ 0, 017
= 0,216 m/det = V .A = 0,216 m/detik x 0,04 m² = 0,009 m³/detik Qhidrolika = Qhidrologi.
Q
Perhitungan dimensi saluran selengkapnya ditulis pada tabel 3.9. Tabel 3.9a Perhitungan Dimensi Saluran dan Q hidrologi
Ruas L1 - L6 : B = 0,4 m hmax = 0,24 m H =0,24 + 0,2 = 0,44 m ~ 0,45 m Ruas L7 - L11 : B = 0,4 m hmax = 0,39 m H = 0,39 + 0,2 = 0,59 m ~ 0,60 m 3.8.4 Analisa Muka Air Luar Kawasan Analisa muka air luar kawasan diperlukan untuk mengetahui elevasi muka air luar kawasan di lokasi outflow dari kolam tampungan. Elevasi muka air di luar kawasan perlu diketahui agar elevasi ambang pintu tidak lebih rendah dari elevasi muka air luar kawasan sehingga air bisa mengalir ke saluran luar kawasan. Dari perhitungan didapat tinggi muka air di titik outflow kolam tampungan. Sehingga dapat ditentukan elevasi muka air luar kawasan seperti pada tabel 3.10. Tabel 3.10 Elevasi Muka Air
Sumber : Hasil Perhitungan[3] Tabel 3.9b Perhitungan Dimensi Saluran dan Q hidrologi
Sumber : Hasil Perhitungan[3] 3.8.5 Perencanaan Kolam Tampungan Kolam tampungan direncanakan untuk menampung kelebihan debit yang terjadi akibat pembangunan dan untuk mengontrol debit air yang keluar dari kawasan apartemen tidak melebihi debit sebelum pembangunan. Kolam tampungan direncanakan dengan data data sebagai berikut : Q sebelum Y10-O = 0,036 m³/detik, tc = 0,270 jam. Q sebelum Z9-0 = 0,030 m³/detik, tc = 0,209 jam. Qsetelah L6 = 0,028 m³/detik, tc = 0,287 jam. Qsetelah L11 = 0,053 m³/detik, tc = 0,201 jam.
Sumber : Hasil Perhitungan[3] 3.8.3 Penentuan Dimensi Saluran Apartemen Dimensi saluran drainase apartemen ditentukan dari nilai h maksimum ruas rencana ditambah dengan tinggi jagaan. Tinggi jagaan yang direncanakan adalah 0,2 m. Ruas D0 - L5 : B = 0,4 m hmax = 0,18 m H = 0,18 + 0,2 = 0,38 m ~ 0,4 m. Ruas D9 - L8 : B = 0,4 m hmax = 0,34 m H = 0,34 + 0,2 = 0,54 m ~ 0,55 m. Ruas D14 - D20 : B = 0,4 m hmax = 0,18 m
H
= 0,18 +0,2 = 0,38 m ~ 0,4 m.
Gambar 3.5 Grafik Hidrograf Kolam Tampungan
6 BAB IV KESIMPULAN
Gambar 3.6 Grafik Volume Komulatif Kolam Tampungan Dari hasil perhitungan, diketahui volume selisih setelah dan sebelum pembangunan. Vsetelah pembangunan = 585,146 m³ Vsebelum pembangunan = 472,514 m³ Vtampungan kolam = Vsetelah - Vsebelum = 585,146 - 472,514 = 112,632 m³ Kolam rencana : Luas Kolam = 75,504 m² Elv. Muka tanah = + 6,336 m Elv. MA luar kawasan = + 4,141 m Elv. Atas Pintu = + 5,836 m Elv. Dasar Kolam = + 4,136 m B pintu = 1,35 m h (bukaan) pintu = 0,07 m A (bukaan) pintu = 0,021 m dt = 0,1 jam = 360 detik Dari data-data di atas dilakukan perhitungan kolam tampungan dengan metode Hidrologic Storage Routing untuk mengetahui elevasi muka air yang terjadi dan outflow dari kolam tampungan.
Gambar 3.7 Grafik Inflow dan Outflow Kolam Tampungan Dari hasil perhitungan didapat elevasi muka air maksimum berada pada elevasi +5,88 m dan debit yang keluar dari kolam tampungan sebesar 0,066 m³/detik. Debit yang keluar dari kawasan apartemen tidak melebihi debit limpasan sebelum pembangunan apartemen sehingga sudah memenuhi konsep "Zero Delta Q".
Kesimpulan dari Tugas Akhir Perencanaan Sistem Drainase Apartemen De Papilio ini adalah : 1. Debit limpasan air hujan yang melimpas dari kawasan apartemen De Papilio sebelum apartemen dibangun adalah 0,066 m³/detik. 2. Debit limpasan air hujan yang melimpas dari kawasan apartemen De Papilio setelah kawasan apartemen ini dibangun adalah 0,081 m³/detik. 3. Perbedaan debit limpasan air hujan yang keluar dari kawasan apartemen De Papilio memerlukan bangunan pelengkap dari sistem drainase apartemen agar debit air yang keluar kawasan tidak melebihi debit sebelum apartemen dibangun. Dalam Tugas Akhir ini, di akhir sistem drainase direncanakan kolam tampungan dengan luas kolam sebesar 75,504 m² sedalam 3,6 meter yang berfungsi untuk menampung kelebihan limpasan akibat pembangunan apartemen. Kolam tampungan juga berfungsi mengatur debit air yang keluar dari kawasan apartemen. Setelah melalui kolam tampungan, debit limpasan air hujan maksimum yang keluar adalah 0,065 m³/detik. Debit tersebut tidak melebihi debit limpasan sebelum pembangunan sehingga perencanaan sistem drainase dalam tugas akhir ini memenuhi konsep "Zero Delta Q".
DAFTAR PUSTAKA [1]Dinas Pengairan Propinsi Jawa Timur, 2013. [2]Soewarno, Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data, 1995. [3]Hijriansyah, A. 2014. Perencanaan Sistem Drainase Apartemen De Papilio Tamansari Surabaya. Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik Sipil.
