JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
1
Perencanaan Sistem Drainase Pembangunan Hotel di Jalan Embong Sawo No. 8 Surabaya Tjia An Bing, Mahendra Andiek M, Fifi Sofia Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail:
[email protected],
[email protected] Abstrak—Surabaya tumbuh dan berkembang menjadi pusat perdagangan dan jasa dengan mobilitas penduduk yang tinggi. Kegiatan pembangunan terus-menerus dilakukan untuk memenuhi kebutuhan dasar masyarakat akan hunian seperti perumahan, apartemen, ataupun hotel dan salah satu hotel yang akan dibangun berada di Jalan Embong Sawo yang masuk dalam kawasan pusat perdagangan dan jasa. Pembangunan hotel di Jalan Embong Sawo akan mengakibatkan terjadinya alih fungsi lahan dan berpengaruh terhadap koefisien pengaliran (C) di area hotel. Koefisien pengaliran tersebut akan semakin meningkat seiring dengan berkurangnya daerah resapan air hujan akibat pembangunan hotel. Selain itu, terdapat beberapa bagian dari saluran drainase di area hotel yang kondisinya tidak terawat, hal ini akan semakin mengurangi volume tampungan dari saluran. Sistem drainase di dalam area hotel harus ditinjau dan direncanakan dengan baik agar tidak mengakibatkan genangan atau banjir pada kawasan di sekitar Jalan Embong Sawo Surabaya. Sistem drainase yang direncanakan diharapkan dapat menampung debit limpasan yang berasal dari air hujan dan tidak terlalu membebani saluran pembuang. Air hujan yang jatuh di area hotel akan dialirkan menuju kolam tampungan sementara yang memiliki dimensi 7,5 m x 2 m x 2 m, kemudian dari kolam tampungan, air akan dialirkan menuju saluran pembuang dengan bantuan pintu air dan 2 unit pompa yang masing-masing berkapasitas 20 liter/detik. Penambahan debit dari area hotel ke saluran pembuang mengakibatkan terjadinya back water. Namun, pengaruh back water tidak mengakibatkan luapan pada saluran pembuang. Kata Kunci — Embong sawo, kolam tampungan, pembangunan hotel, sistem drainase. I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang urabaya merupakan kota terbesar kedua di Indonesia setelah Jakarta yang berkembang menjadi pusat bisnis, perdagangan, industri dan pendidikan dengan mobilitas penduduk yang tinggi. Sebagai ibukota provinsi Jawa Timur, Surabaya tumbuh menjadi kota besar dan modern dengan sangat pesat. Kegiatan pembangunan terus menerus dilakukan untuk memenuhi kebutuhan dasar masyarakat akan hunian seperti perumahan, apartemen, ataupun hotel, dan salah satu hotel yang akan dibangun berada di Jalan Embong Sawo No. 8
S
yang masuk dalam kawasan pusat perdagangan dan jasa di kota Surabaya. Hotel di Jalan Embong Sawo ini akan didirikan dengan merobohkan gedung perkantoran yang sudah ada sebelumnya, dengan luas area perencanaan 1.500 m2. Dengan adanya pembangunan hotel akan mengakibatkan alih fungsi lahan yang berpengaruh terhadap berkurangnya lahan terbuka yang berfungsi sebagai tempat resapan air hujan, sehingga air akan sulit meresap ke dalam tanah. Alih fungsi lahan juga berpengaruh terhadap koefisien pengaliran (C), dimana koefisien pengaliran tersebut akan semakin meningkat seiring dengan berkurangnya daerah resapan air hujan dan dapat menimbulkan genangan. Genangan yang muncul di daerah dengan tata guna lahan tinggi disebabkan oleh saluran drainase yang berfungsi kurang optimal. Dari hasil survei dan pengukuran kasar di lokasi studi, diketahui bentuk saluran tersier di sepanjang sisi Jalan Embong Sawo adalah segiempat dengan dimensi 70 cm x 75 cm dan terbuat dari beton. Beberapa bagian dari saluran drainase tersier tersebut sudah mengalami kerusakan dan kondisinya tidak terawat, terdapat sampah dan ditumbuhi tumbuhan liar karena musim kemarau yang panjang, hal ini dapat mengurangi kapasitas tampungan dari saluran untuk menampung limpasan air hujan. Dari pemaparan di atas, sistem drainase hotel harus direncanakan dengan baik dan diharapkan dapat menampung debit limpasan yang berasal dari air hujan sesudah hotel berdiri, agar tidak terjadi genangan atau banjir. B. Perumusan Masalah 1. Bagaimana kondisi eksisting saluran drainase di sekitar lokasi studi ? 2. Berapa besar perkiraan volume limpasan sebelum dan sesudah hotel berdiri ? 3. Bagaimana sistem drainase dalam kawasan hotel yang direncanakan ? 4. Bagaimana operasional kolam tampungan dan pompa agar tidak terjadi peluapan di saluran pembuang ? 5. Bagaimana kondisi hilir dari sistem drainase di lokasi studi ? C. Tujuan 1. Mengetahui kondisi jaringan saluran drainase di kawasan hotel dan sekitarnya. 2. Menghitung besarnya volume limpasan yang terjadi sebelum dan sesudah hotel berdiri. 3. Merencanakan sistem drainase dalam kawasan hotel.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 4. 5.
Merencanakan operasional kolam tampungan dan pompa agar tidak terjadi peluapan di saluran pembuang. Mengevaluasi kondisi hilir sistem drainase di lokasi studi. II. METODE
A. Diagram Alir Metode yang digunakan untuk menganalisa data curah hujan dan merencanakan sistem drainase hotel ditunjukkan pada diagram alir pada gambar 2.1 berikut : Mulai
2 Analisa data curah hujan, analisa frekuensi, perhitungan distribusi, uji kecocokan sebaran dan perhitungan curah hujan periode ulang. D. Analisa Hidrolika Analisa hidrolika meliputi perencanaan sistem drainase hotel, perencanaan kolam tampungan, analisa kapasitas pompa dan analisa kapasitas eksisting saluran. III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Analisa Data Curah Hujan Data curah hujan yang didapat merupakan data curah hujan harian yang berasal dari stasiun pencatat hujan manual. Data hujan yang digunakan merupakan data hujan 10 tahun dari stasiun hujan terdekat yaitu Stasiun Hujan Gubeng. Tabel 1 Data Curah Hujan Harian Tahun 2002-2011 Diurutkan Dari Besar ke Kecil No. Urut Tahun R24 (mm) 1 2002 170 2 2006 106 3 2010 106 4 2007 104 5 2008 98 6 2005 89 7 2004 86 8 2011 81 9 2009 75 10 2003 68
Tahap Persiapan 1. Studi Literatur 2. Studi Lapangan 3. Pengumpulan Data
Analisa Hidrologi 1, Analisa Data Curah Hujan 2. Analisa Frekuensi dan Probabilitas 3. Perhitungan Distribusi 4. Uji Kecocokan Parameter Distribusi 5. Curah Hujan Periode Ulang 6. Waktu Konsentrasi
Analisa Hidrolika 1. Perencanaan Sistem Drainase Hotel 2. Perencanaan Kolam Tampungan
Analisa Kapasitas Pompa Tidak Cukup Cek Kapasitas Eksisting Saluran Pembuang
Cukup
B. Perhitungan Distribusi Perhitungan distribusi dilakukan setelah didapatkan jenis distribusi yang nantinya akan diuji dan digunakan sebagai perbandingan. Perhitungan distribusi yang dilakukan dalam tugas akhir ini dilakukan untuk Distribusi Pearson Tipe III dan Distribusi Log Normal. Kemudian dilakukan uji kecocokan sebaran dengan menggunakan Uji Chi Kuadrat dan Uji Smirnov – Kolmogorov.
Selesai
Gambar 2.1 Diagram Alir B. Pengumpulan Data Merupakan kegiatan mengumpulkan data-data yang digunakan untuk pemecahan masalah pada wilayah studi. Data-data yang dibutuhkan antara lain : 1. Data curah hujan 10 tahun dari stasiun pencatat hujan manual yang terdekat dengan lokasi studi. 2. Peta lokasi studi. 3. Data potongan melintang dan memanjang saluran. 4. Gambar denah dan tampak hotel. C. Analisa Hidrologi Analisa hidrologi dilakukan dalam 5 tahapan, antara lain :
C. Perhitungan Curah Hujan Periode Ulang Dari hasil perhitungan, didapatkan kesimpulan dari uji kecocokan sebagai berikut : Tabel 2 Kesimpulan Uji Kecocokan Uji Kecocokan
Persamaan Distribusi
Smirnov Kolmogorov
Chi Kuadrat
Ket.
Xh2
Nilai
X2
Keterangan
Dmax
Nilai
D0
Pearson Tipe III
4
<
5,991
Dapat Diterima
0,0850
<
0,41
Dapat Diterima
Log Normal
8
>
5,991
Tidak Dapat Diterima
0,0796
<
0,41
Dapat Diterima
Dari hasil uji kecocokan, diperoleh persamaan distribusi yang digunakan untuk perhitungan curah hujan periode ulang.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
Dimana : nd : koefisien hambatan L : panjang lintasan (m) S : kemiringan lahan
b. Perhitungan tf (waktu aliran air pada saluran)
L V c. Perhitungan tc (waktu aliran air pada titik kontrol) tc = to + tf tf =
E. Perhitungan Dimensi Talang dan Saluran Halaman Air hujan yang jatuh di atap hotel akan mengalir menuju talang horisontal di atap dan kemudian mengalir menuju saluran tepi halaman melalui talang vertikal. Talang horisontal di atap direncanakan dengan dimensi b x h = 0,20 meter x 0,10 meter, sedangkan talang vertikal direncanakan dengan diameter 0,10 meter. Air yang mengalir melewati talang vertikal, selanjutnya akan mengalir ke saluran tepi halaman. Saluran tepi halaman dibagi menjadi 2 dengan masing-masing dimensi yang berbeda, yakni : a.
b.
Saluran halaman SH-1 Saluran halaman SH-1 mendapat debit limpasan dari atap hotel dan halaman hotel. n = 0,02 (saluran beton) L. saluran = 50,6 meter tc maksimum = 0,09 jam C gabungan = 0,770 A lahan = 0,00071 km2 Q hidrolika = Q hidrologi = 0,026 m3/detik Dimensi = 0,25 m х 0,25 m Saluran halaman SH-2 Saluran halaman SH-2 mendapat debit limpasan dari atap hotel, halaman hotel dan STP (Sewage treatment Plant). n = 0,02 (saluran beton) L. saluran = 68 meter tc maksimum = 0,10 jam
F. Perhitungan Volume Kolam Tampungan Untuk menentukan dimensi kolam tampungan, perlu diketahui volume limpasan air hujan yang jatuh di area hotel. Volume limpasan tersebut dibedakan menjadi 2, yakni volume sebelum dan sesudah pembangunan. Volume air hujan yang jatuh di atas lahan dihitung dengan menggunakan rumus : Vol. = C × R × A
Dimana : C : koefisien pengaliran R : tinggi hujan (mm) A : luas lahan (m2) a.
b.
Volume sebelum pembangunan C = 0,6 (bekas reruntuhan gedung) R = 98,3 mm A = 1422,98 m2 Vol. = 83,93 m3 Volume sesudah pembangunan C = 0,8 (daerah perdagangan penting, padat) R = 98,3 mm A = 1422,98 m2 Vol. = 111,90 m3
Dari hasil perhitungan di atas, didapatkan selisih dari volume limpasan sebesar 27,97 m3. Dan kolam tampungan direncanakan dengan dimensi 7,5 m Х 2 m Х 2 m = 30 m3. Kolam tampungan yang direncanakan dicoba untuk menampung debit limpasan yang berasal dari air hujan dengan periode ulang hujan R2th dan R5th, dan didapatkan volume yang tertampung di kolam tampungan untuk R2th adalah 20,543 m3 dan untuk R5th sebesar 24,672 m3. 0,3
2
D. Perhitungan Waktu Konsentrasi Langkah-langkah dalam perhitungan waktu konsentrasi adalah sebagai berikut : a. Perhitungan to (waktu aliran air pada lahan) Digunakan perumusan Kerby : nd × L 0,467 to = 1,44 × � 0,5 � S
C gabungan = 0,778 A lahan = 0,00072 km2 Q hidrolika = Q hidrologi = 0,024 m3/detik Dimensi = 0,26 m х 0,25 m Setelah mendapat debit pemompaan sebesar 5 liter/detik dari STP, dimensinya berubah menjadi 0,35 m х 0,25 m.
1,37
Tabel 3 Perhitungan Curah Hujan Periode Ulang Distribusi Pearson Tipe III Periode Faktor Deviasi � XT X Ulang Distribusi Standar (mm) (mm) (Tahun) (k) (S) 1,25 98,3 -0,84 28,461 74,39 2 98,3 0 28,461 98,30 5 98,3 0,84 28,461 122,21 10 98,3 1,28 28,461 134,73
3
0,2
2
Gambar 1 Sket Potongan Melintang Kolam Tampungan R2th
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
1,64
2
0,3
0,2
2
Gambar 2 Sket Potongan Melintang Kolam Tampungan R5th G. Pemompaan Digunakan 2 unit pompa yang masing-masing berkapasitas 20 liter/detik untuk mengalirkan air dari kolam tampungan menuju saluran pembuang tersier. 0,3
4 H. Pintu Air Pintu dioperasikan hanya dalam keadaan emergency saja, yakni ketika pompa tidak berfungsi atau ketika debit inflow di kolam tampungan terlampau besar dan pompa tidak mampu mengatasinya, sehingga pompa dan pintu air harus dioperasikan secara bersamaan. Debit yang keluar melalui pintu air akan dialirkan menuju saluran yang langsung terhubung dengan saluran pembuang tersier. Saluran tersebut direncanakan dengan dimensi 0,75 m х 0,55 m. Direncanakan pintu air dengan tinggi bukaan (a) = 0,30 m dan lebar pintu (b) = 0,40 m. Debit outflow yang keluar melalui pintu air, dapat dihitung dengan menggunkan rumus : Q = K × μ × a × b × �2 × g × h1
Dimana : Q = debit outflow (m3/detik) K = faktor aliran tenggelam μ = koefisien debit a = bukaan pintu (m)
b = lebar pintu (m) g = 9,8 m/detik2 h1= tinggi air di kolam (m)
1,01
2
Dari hasil perhitungan, didapatkan debit inflow yang keluar melalui pintu sebesar 0,172 m3/detik. Debit buangan dari hotel yang berasal dari kolam tampungan (pembukaan pintu dan pemompaan) ternyata masih mampu untuk ditampung oleh saluran pembuang tersier Embong Sawo, sehingga tidak perlu dilakukan pendimensian ulang saluran.
0,2
2
Gambar 3 Sket Potongan Melintang Kolam Tampungan R2th Setelah Dipompa 20 liter/detik Volume yang tersisa di dalam kolam tampungan R2th setelah dilakukan pemompaan sebesar 20 liter/detik adalah : 15,143 m3 dengan air setinggi 1,004 m. Pemompaan dilakukan pada menit ke 7,3 dan pompa dimatikan pada menit ke 11,7.
1,19
2
0,3
0,2
2
Gambar 4 Sket Potongan Melintang Kolam Tampungan R5th Setelah Dipompa 20 liter/detik Volume yang tersisa di dalam kolam tampungan R5th setelah dilakukan pemompaan sebesar 20 liter/detik adalah : 17,832 m3 dengan air setinggi 1,189 m. Pemompaan dilakukan pada menit ke 6,4 dan pompa dimatikan pada menit ke 12.
I. Perhitungan Kapasitas Eksisting Saluran Pembuang Perhitungan kapasitas eksisting diperlukan untuk mengetahui kemampuan saluran untuk menampung debit limpasan sesudah hotel berdiri, sehingga dapat diketahui apakah diperlukan pendimensian ulang atau tidak. Berikut adalah hasil perhitungan kapasitas eksisting saluran pembuang dan debit hidrologi sesudah pembangunan hotel : Tabel 4 Perhitungan Kapasitas Eksisting Titik
Nama
b
h
Q hidrologi
Q hidrolika
Kontrol
Saluran
(meter)
(meter)
(m3/det)
(m3/det)
1
F
E-F
0.70
0.60
0.177
2
G
F-G
0.70
0.80
3
H
G-H
0.80
4
I
H-I
5
J
I-J
No.
∆Q
Ket.
0.288
0.111
OK
0.299
0.591
0.293
OK
1.30
0.465
1.751
1.286
OK
0.80
1.30
0.466
1.004
0.538
OK
0.80
1.30
0.475
1.260
0.785
OK
6
L
J-L
0.80
1.30
0.747
1.221
0.474
OK
7
N
L-N
1.20
1.50
0.787
0.962
0.175
OK
8
O
N-O
1.20
1.50
0.926
2.458
1.532
OK
9
P
O-P
1.20
1.50
0.928
1.376
0.448
OK
10
Q
P-Q
3.00
1.70
0.944
12.780
11.837
OK
11
R
Q-R
1.50
2.00
1.012
16.891
15.879
OK
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 J. Analisa Profil Muka Air Metode yang digunakan untuk melakukan analisa profil muka air pada saluran pembuang adalah tahapan langsung / direct step.
5 1.
Tabel 5 Nilai hn dan hc di Tiap Ruas Saluran Ruas
hn (meter)
hc (meter)
F-G
0.460
0.268
G-H
0.443
0.327
H-I
0.685
0.325
I-J
0.580
0.328
J-L
0.858
0.445
L-N
1.269
0.352
N-O
0.686
0.393
O-P
1.084
0.393
P-Q
0.282
0.216
Q-R
0.376
0.345
2.
3.
Dari hasil perhitungan diketahui apabila back water terjadi hampir pada semua ruas saluran kecuali pada ruas L – N dengan nilai hn = 1,269 meter. SH-2 K
J STP
4.
+30.700 L
I
SALURAN KELILING TEPI HALAMAN SH-2
-0.600 H
M
A
-0.600 B
+34.400
N
C O SALURAN KELILING TEPI HALAMAN SH-1 G
KOLAM TAMPUNGAN
D
5.
F
E SH-1
SALURAN PINTU AIR HALAMAN HOTEL HALAMAN HOTEL
-0.600
SALURAN TERSIER EMBONG SAWO
Dari hasil pengamatan secara langsung di lokasi studi, diketahui jika saluran drainase Embong Sawo tidak terawat. Telah terjadi beberapa kali banjir di Jalan Embong Sawo dengan tinggi air mencapai 15 cm. Dengan demikian, pembangunan gedung baru dapat memungkinkan terjadinya genangan yang lebih parah. Volume limpasan yang ada di area hotel untuk periode ulang hujan R2th sebelum adanya pembangunan sebesar 83,93 m3, sedangkan volume limpasan sesudah dilakukan pembangunan hotel sebesar 111,90 m3. Sistem drainase di dalam kawasan hotel direncanakan sebagai berikut : a. Saluran halaman hotel SH-1 di sisi barat dan selatan hotel yang menerima limpasan dari atap dan halaman dengan ukuran penampang 0,25 m x 0,25 m dan terbuat dari beton. b. Saluran halaman hotel SH-2 di sisi utara dan timur hotel yang menerima limpasan dari atap, halaman dan STP dengan ukuran penampang 0,35 m x 0,25 m dan terbuat dari beton. c. Kolam tampungan dengan dimensi 7,5 m x 2 m x 2 m = 30 m3 dan dilengkapi dengan 2 unit pompa yang masing-masing berkapasitas 20 liter/detik dan pintu air dengan dimensi bukaan pintu (a) = 0,30 m dan lebar pintu (b) = 0,40 m yang dibuka hanya pada keadaan emergency saja. Volume air yang tertampung di dalam kolam tampungan dipompa keluar dengan debit sebesar 20 liter/detik ke saluran pembuang tersier. Pompa mulai dihidupkan ketika elevasi muka air di kolam tampungan sudah mencapai 1 m yakni pada menit ke 7,3 (R2th) dan menit ke 6,4 (R5th), dan dimatikan ketika elevasi muka air kembali pada ketinggian 1 m pada menit ke 11,7 (R2th) dan menit ke 12 (R5th). Didapatkan volume di kolam tampungan setelah pemompaan untuk kondisi td = tc adalah 15,143 m3 untuk periode ulang hujan R2th dan 17,832 m3 untuk periode ulang hujan R5th. Sedangkan waktu yang diperlukan untuk memompa air di kolam tampungan dari keadaan terisi penuh = 2 m hingga tinggi air menjadi 1 m adalah 12,5 menit, dan waktu pengosongan kolam adalah 25 menit. Dari hasil analisa profil muka air saluran pembuang pada kondisi muka air di hilir setinggi 2 m, diketahui jika back water terjadi pada hampir semua ruas saluran, kecuali ruas N – L, dengan nilai hn = 1,269 m dan tinggi air di hulu (L) = 1,1949 m. Pengaruh back water tidak mengakibatkan luapan pada saluran pembuang.
JALAN EMBONG SAWO
Gambar 5 Denah Atap dan Halaman Hotel
B.
Saran
1.
Perlu disusun SOP (Standard Operating Procedure) dalam pengaturan sistem drainase hotel, sehingga apabila terjadi kesalahan dapat segera diidentifikasi penyebabnya. Air yang tertampung di dalam kolam tampungan dapat dimanfaatkan untuk menyiram tanaman,
IV. KESIMPULAN DAN SARAN A.
Kesimpulan
Dari uraian dan hasil perhitungan pada bab sebelumnya dapat disimpulkan bahwa :
2.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
3.
sehingga dapat sedikit mengurangi debit yang dibuang ke saluran pembuang. Perlu dipasang jeruji besi pada ujung (outlet) saluran yang mengalirkan air dari kolam tampungan ke saluran pembuang untuk menutup akses masuk ke area hotel. UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Departemen Pekerjaan Umum Pengairan Provinsi Jawa Timur atas kesediannya untuk memberikan data yang diperlukan untuk penyusunan Tugas Akhir. DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3] [4] [5]
Dirjen Pengairan, 1986. Kriteria Perencanaan 02 – Bangunan Utama. Jakarta: Kementrian Pekerjaan Umum. Soewarno, 1995. Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data. Bandung: Nova. Sofia F dan Sofyan R, 2006. Modul Drainase. Surabaya. Sosrodarsono Suyono, Kensaku Takeda, 1999. Hidrologi Untuk Pengairan. Jakarta: Pradnya Paramita. Suripin, M. Eng Dr. Ir, 2004. Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Yogyakarta: ANDI.
6
