PERENCANAAN SISTEM PERESAPAN DAN PENYIRAMAN LAPANGAN SEPAK BOLA DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM SEL PADA STADION TELADAN MEDAN Imam Effendi1, Ivan Indrawan2 dan Boas Hutagalung3 1
Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Jl.Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email:
[email protected] 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl.Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email :
[email protected] 3 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl.Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan
ABSTRAK Kota Medan sebagai kota ketiga terbesar di Indonesia, diharuskan mampu memiliki stadion bertaraf internasional. Stadion bertaraf internasonal tersebut tidak terlepas dari kondisi lapangan sepak bola yang mampu mengatasi limpasan air hujan pada permukaan, maupun pemanfaatan air yang efisien. Dalam perencanaan ini menggunakan Sistem sel, dimana sistem ini adalah suatu sistem yang saling menautkan antara sistem drainasi dengan sistem irigasi. Sistem drainase yang digunakan adalah dengan menggunakan subdrain (drainase bawah permukaan), dengan nilai intensitas hujan diperhitungkan berdasarkan curah hujan harian maksimum selama 10 tahun (2001-2010), yaitu sebesar 180 mm/jam. Pada lapisan tanah menggunakan lapisan porus setebal 0,45 m yang terdiri dari lapisan pasir setebal 0,30 m dengan nilai nilai Koefisien hidrolis (K1) = 2,5 m/hari, dan lapisan kerikil yang berada dibawahnya setebal 0,15 m, dengan nilai Koefisien hidrolis (K2) = 150 m/hari. Kebutuhan penyiraman rumput zoysia matrella 135,66 m³/7hari. Sistem irigasi yang digunakan adalah sprinkler irrigation (irigasi curah). Air dipompa dengan menggunakan pompa lalu dipancarkan dengan nozzle (kepala penyemprot). Dari hasil perencanaan Dengan sistem ini hampir seluruh air hujan dapat terserap dengan cepat, sehingga tidak sempat terjadi genangan di lapangan, sehingga dapat menciptakan kondisi lapangan sepak bola tetap baik dengan memanfaatkan fasilitas yang ada dan dengan pengolahan air yang seefisien mungkin. Kata kunci: Stadion Teladan Medan, limpasan, sistem sel, drainase, irigasi.
ABSTRACT Medan as the third largest city in Indonesia, are required to be able to have a stadium of international standard. Internasonal standard stadium is not independent of the condition of the football field that can handle rainwater runoff on the surface, as well as the efficient use of water. In this plan using cell systems, where the system is a system of inter-linking between the drainage system irrigation system. Drainage system is to use subdrain (subsurface drainage), with rainfall intensity value is calculated based on the maximum daily rainfall for 10 years (2001-2010), which amounted to 180 mm / hour. In the soil using 0.45 m thick porous layer consisting of a 0.30 m thick layer of sand with a hydraulic coefficient values (K1) = 2.5 m / day, and a layer of gravel that are below 0.15 m thick, with hydraulic coefficient values (K2) = 150 m / day. Zoysia grass needs watering matrella 135.66 m³ / 7hari. The irrigation system used is sprinkler irrigation (irrigation bulk). Water is pumped by the pump and then transmitted to the nozzle (spray head). From the results of the planning system, almost all rainwater can be absorbed quickly, so it had been a puddle on the ground, so as to create conditions remain good football field by utilizing existing facilities and water treatment as efficiently as possible.
Keywords: Teladan Stadium, runoff, cell systems, drainage, irrigation.
I. PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Olahraga merupakan kegiatan positif di masyarakat yang bertujuan untuk meningkatkan kesehatan jasmani dan rohani. Dalam berolah raga juga dibutuhkan sarana dalam kegiatannya, contohnya saja sepak bola. Sepak bola merupakan salah satu olah raga paling populer bagi masyarakat indonesia, baik oleh masyarakat perkotaan dan pedesaan. Lapangan sepak bola merupakan sarana terpenting untuk olah raga ini, akan tetapi lapangan sepak bola di Indonesia pada umumnya sangat jauh di bawah standard yang ditetapkan oleh Federation International of Football Asociation (FIFA). Seiring dengan rencana Indonesia untuk mendaftarkan diri seba-gai calon tuan rumah Piala Dunia (World Cup) pada tahun 2022, oleh karena itu Indonesia diharapkan dapat membangun stadion – stadion berstandar internasional. Salah satu stadion yang akan dijadikan proyek jangka panjang Indonesia ini adalah stadion Teladan Medan. Stadion teladan merupakan stadion kebanggaan masyarakat medan yang merupakan homebase kandang bagi klub asal kota medan yaitu PSMS Medan. Oleh karena itu Medan sebagai salah satu dari tiga kota terbesar di Indonesia, diharapkan mampu membangun sebuah stadion megah yang berstan-dar internasional yang dapat menyelenggarakan pertandingan - pertandingan internasional berdasar-kan standar FIFA. I.2 Identifikasi Masalah Kondisi lapangan yang rusak dapat disebabkan oleh dua faktor utama yaitu sistem penyiraman yang kurang baik dan sistem peresapan konvensional yang dapat menyebabkan limpasan permukaan. Oleh karena itu pada perencanaan ini akan dibahas sistem peresapan dan penyiraman yang dinamakan sistem sel. Sistem ini tidak hanya mengatasi masalah peresapan yang kurang baik, tetapi juga dapat menumbuhkan rumput lapangan yang hijau, subur, dan kuat. I.3 Perumusan Masalah Permasalahan yang menjadi tujuan dari perencanaan ini dapat dirumuskan sebagai berikut :
Bagaimana perencanaan peresapan yang bisa mengatasi masalah limpasan permukaan pada lapangan sepak bola ? Berapa besar kebutuhan air untuk penyiraman tanaman rumput Zoysia Matrella ? Berapa besar kapasitas tampungan bak peresapan (ground tank ? Berapa kapasitas pompa yang dibutuhkan untuk penyiraman tanaman rumput Zoysia Matrella?
I.4 Pembatasan Masalah Dalam desain ini karena banyak hal yang harus dipertimbangkan maka perlu dilakukan pembatasan masalah antara lain : Perencanaan peresapan dan penyiraman sistem sel hanya pada lapangan Sepak Bola Debit air yang terdrainasi dari lapangan sepak bola sebagai inflow dari tampungan. Kebutuhan irigasi/ penyiraman dihitung untuk tanaman rumput Zoysia Matrella, sebagai outflow dari tampungan. I.5 Tujuan Perencanaan Di Indonesia sistem peresapan dan penyiraman lapangan Sepak Bola sangat jarang diperhatikan akibatnya kebanyakan kondisi lapangan di Indonesia tidak memenuhi standart. Tujuan perencanaan ini adalah : Agar tidak terjadi limpasan permukaan pada lapangan sepak bola akibat adanya hujan. Untuk menciptakan kondisi lapangan Sepak Bola yang tetap baik dengan pemanfaatan fasilitas yang ada dan dengan pengelolaan air yang seefisien mungkin.
I.6 Manfaat Perencanaan Dalam perencanaan ini manfaat yang ingin dicapai adalah : Memberikan suatu alternatif perencanaan peresapan dan penyiraman yang baik, berkualitas dan efisien.
Memberikan masukan kepada pengelola Stadion Teladan Medan untuk meninjau kembali tentang penyiraman dan peresapan lapangan agar terciptanya lapangan Sepak Bola yang layak dan nyaman untuk digunakan oleh pengguna Sepak Bola.
II. METODE PENELITIAN II.1 Perencanaan Saluran Drainase Bawah Permukaan Hal – hal yang perlu dirancanakan dalam perencanaan drainase bawah permukaan adalah :
Dimensi saluran Kedalaman saluran Jarak (spasi) antar saluran.
II.2.Perencanaan sistem Irigasi Tanaman Rumput Dalam perencanaan penyiraman dengan sistem sel ini yang digunakan adalah sistem penyiraman curah (sprinkler irrigation) yaitu sistem penyiraman dimana air disemprotkan ke udara dan menjatuhkannya di sekitar tanaman seperti layaknya hujan. Penyemprotan dibuat dengan mengalirkan air bertekanan melalui orifice kecil atau nozle. Tekanan biasanya didapatkan dengan pemom-paan. Untuk mendapatkan penyebaran air yang seragam diperlukan pemilihan nozle, tekanan operasional, spasi (jarak) antar sprinkler . II.3 Perencanaan Dimensi Tampungan Fungsi tampungan atau reservoir adalah untuk menampung air pada waktu hujan dan mengguna-kannya lagi bila diperlukan kembali pada musim kering atau pada saat penyiraman dengan kata lain dapat dijelaskan bahwa tampungan berfun-gsi sebagai tempat penyimpanan cadangan air.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN III.1.Saluran Drainase Bawah .Permukaan a.
Dimensi saluran Besar debit air yang akan dialiri: Q = Kc . C . I . A
dengan: Q = debit banjir maksimum (m3/dt) C = koefisien pengaliran I = intensitas hujan rerata selama waktu tiba banjir (mm/jam) Kc= faktor penyetara satuan (0,278) A = luas daerah pengaliran (km2)
Q = Kc .C.I.A = 0,278 x 0,90 x 180 mm/jam x 0,007140 km2 = 0,322 m3/det Instalasi system sel pada lapangan sepak bola direncanakan 20 area (lihat gambar perencanaan) , maka debit (Q) puncak masing – masing area : Q puncak masing – masing area
Kecepatan minimum aliran di dalam pipa saluran terbuka adalah 0,3 m/detik sampai 0,6 m/detik
Maka luas penampang pipa rencana sebesar 0,0402 m2
Gambar 1. Penampang Pipa Melintang
A
Cos α α Sinα BC = OC x sin60˚ = 0,50 D x (0,8660) = 0,4330 D Luas Δ AOC= (0,5 x BC x OB)2 = (0,5 x 0,4330 D x 0,25 D) x 2 = 0,108 D2 Luas O = 0,25 x π x D2 = 0,25 x 3,14 x D2 = 0,785 D2 Luas juring AOC = Luas O – Luas juring AOC + L Δ AOC m2 = 0,785 D2 – 0,262 D2 + 0,108 D2
D = 0,251 m = 10 inch Diambil diameter pipa 10 inch. b.
Kedalaman Saluran
Untuk menunjang permainan syarat mutlak yang harus dimiliki lapangan sepak bola adalah bebas dari genangan, untuk itu lokasi lahan dilapisi dengan material porous sebelum ditanami rumput. Air hujan yang jatuh dianggap seluruhnya meresap kedalam tanah karena adanya pergantian lapisan yang lebih porous. Material yang digunakan adalah kerikil dan pasir. Kedalaman pasir adalah 30 cm terletak pada lapisan paling atas, dibawah lapisan pasir terdapat kerikil dengan ketebalan 15 cm, sehingga total kedalaman adalah 45 cm. Pipa drainase dipasang pada saluran dengan ukuran 30 cm x 30 cm pada dasar lapisan. Lapisan ijuk dipasang mengelilingi pipa dengan ketebalan 3 cm untuk menyaring tanah agar tidak masuk ke dalam pipa. Penampang melintang saluran drainase bawah permukaan dapat dilihat digambar.
Gambar 2. Lapisan lapangan c.
Jarak antar saluran
Diameter pipa ditentukan sebesar 8 inch. Mengingat muka air tanah yang dalam, rancangan lahan yang terdiri dari dua lapis (yaitu lapisan kerikil dengan nilai K = 150 m/hari dan lapisan pasir dengan nilai K = 2 m/hari) serta kedalaman saluran pipa yang relative dangkal, maka rancangan dimensi saluran didekati dari jumlah air hujan yang harus dialirkan akibat terjadinya curah hujan maksimum, sehingga penentuan jarak saluran dihitung dengan persamaan (2 – 1 )
Dengan : L
= Jarak saluran (m)
q
= Air buangan (m/hari)
K1.......=Konduktivitas hidrolika untuk lapisan di atas (m/hari) K2
= Konduktivitas hidrolika untuk lapisan dibawah (m/hari)
h
= tinggi muka air resapan diatas saluran dan ditengah – tengah kedua saluran (m)
d
= Tinggi antara air di pipa ke lapisan kedap air : (m)
Data yang diketahui :
Koefisien hidrolis untuk lapisan diatas (K1) = 2,5 m/hari Koefisien hidrolis untuk lapisan bawah (K2) = 150 m/hari Jarak antara muka air tertinggi dengan muka air pada saluran : h = 0,15 m Tinggi antara air di pipa ke lapisan kedap air : d = 0,15 m Tingkat kecepatan air yang dibuang :
q = 136 mm/hari Cara menghitung L : L dihitung menggunakan tabel 2.4 dengan cara coba – coba, contoh perhitungan :
Mengasumsikan nilai d = 0,15 m Menghitung nilai L dengan persamaan ( 2 – 1)
Untuk jarak antara pipa pada perencanaan saluran drainase bawah tanah adalah 10 meter.
Gambar 3. Sketsa perletakan sistem drainase
III.2.Sistem irigasi tanaman rumput a.
Kebutuhan tanaman rumput Lapangan sepak bola direncanakan menggunakan lapisan rumput standar dari badan sepak bola dunia FIFA (Federation Interna-tional of Football Association) yaitu rumput tipe Zoysia Matrella (rumput Manila) dengan kebutuhan air tiap minggu 19 liter/m2(sumber : zoysia-grass in florida 1) atau setara dengan 135,66 3 2 m /m tiap minggu. b. Sistem irigasi Sprinkler Sprinkler direncanakan menggu-nakan nozle tipe 8005 keluaran pabrikan Rain Bird Dengan Spesifikasi sebagai berikut : Radius penyiraman 12 meter sampai 24 m Tekanan 50 psi sampai 100 psi Debit pengaliran 3,8 gpm sampai dengan 36,6 gpm Mampu menahan tekanan atau pijakan Acuan dasar dalam menentukan jarak spasi antar sprinkler adalah kondisi angin di daerah perencanaan, berikut adalah tabel pengaruh kecepatan angin pada jarak sprinkler : Tabel 1. Pengaruh angin terhadap jarak sprinkler Diameter of Wetted Circle (m) Wind Speed 32
37
(m/detik)
42
47
52
Sprinkler spacing
No Wind
21
24
27
30
33
0 – 2,5
18
21
24
27
30
2,5 – 5,0
15
18
21
24
27
Over 5,0
9
12
12
15
15
Sumber : Balai Data dan Informasi SDA Provinsi Jawa Barat Berdasarkan data klimatologi kota Medan, kecepatan angin rata – rata adalah sebesar 0,42 m/detik. Maka jarak spasi antar sprinkler yang dijinkan adalah :
Jadi jarak spasi antar sprinkler rencana adalah 29, 6 meter. Total debit yang dihasilkan sprinkler adalah : Qtotal = Qnozzle x jumlah nozzle = 36,3 gpm x 8 = 290,4 gpm = 65,94984 m3/jam
Maka waktu penyiraman sprinkler untuk memenuhi kebutuhan air dari rumput adalah selama 2 jam 3 menit 26 detik. Perencanaan Dimensi Pipa Lateral dan Pipa Utama Dimana : ∆Ps
= kehilangan Head pada Sub unit
Ha
= tekanan operasi sprinkler
Maka :
Kehilangan Head yang diijinkan pada lateral (∆Hi) : Dimana : ∆Hi
= kehilangan head yang diijinkan di lateral (m)
∆Ps
= kehilangan Head pada Sub unit
Maka :
Kehilangan head yang diijinkan di pipa utama (∆Hm)
Dimana : ∆Hm = kehilangan head yang diijinkan di pipa utama (m) Maka :
Dengan persamaan hazen william :
dimana :
Q
= debit pengaliran
C
= koefisien chezy
D
= diameter pipa
L
= Panjang Pipa Tabel 2. “F” nilai pengali dengan friction loss Jumlah sprinkler 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22
F 1,0 0,625 0,518 0,469 0,440 0,421 0,408 0,398 0,391 0,385 0,376 0,370 0,365 0,361 0,359 0,357
Maka untuk mendapatkan besar Diameter pipa dilakukakan cara Trial and Erorr Kehilangan Tekanan Karena Gesekan (m) Lateral (hf x F ) Utama 62,9 73,786 2,151 2,523 0,529 0,621 0,178 0,2096
Diameter (mm) 38,1 76,2 101,6 127
Maka dipilih pipa lateral yang berdiameter 76,2 mm (2,151 < 7,7418 ) dan pipa utama berdiameter 101,6 m (0,621 <0,6279). c.
Perencanaan Pompa
Diketahui :
Tekanan nozle
Friction head loss di lateral
= 100 psi = 70,38 meter = 2,226 meter
Head loss karena belokan (Hb):
Maka tekanan yang diperlukan pada pangkal lateral (Hn) Hn= Ha + 0,75 Hf + Hb+ Hr
Dimana : Ha = Tekanan nozzle Hf = friction head loss Hb =kehilangan head karena ............belokan Hr = tinggi riser sprinkler Maka : Hn = Ha + 0,75 Hf + Hr = 70,38 m + (0,75 x 2,151) + ........0,384 m = 72,4335 meter. Tekanan pompa (Ht) = Hn + Hm + Hj + Hs Dimana : Hn Hm Hj Hs Maka :
= maksimum tekanan yang diperlukan pada pipa = head hilang karena minor loss =beda elevasi pompa dengan titik lateral = beda elevasi pompa dengan muka air
Ht = Hn + Hm + Hj + Hs = 72,44m + (0,621+0,0206)m + 0 ........+ 4 m = 77,0816 meter. Maka kapasitas pompa adalah :
Dimana : P = kapasitas pompa Q = debit pompa H = Tekanan yang dibutuhkan = berat jenis air C = konstanta = efisiensi pompa Maka :
= 12,48 hp. III.3 Perencanaan Dimensi Tampungan (Ground Tank) Fungsi dari Ground Tank adalah untuk menampung air pada waktu hujan dan menggunakannya lagi bila diperlukan kembali pada musim kering atau berfungsi sebagai tempat penyimpanan cadangan air. Dimensi Ground Tank yang direncanakan merupakan kapasitas minimal untuk memenuhi kebutuhan air tanaman pada daerah studi. Air yang dibutuhkan untuk penyiraman rumput Zoysia Matrella adalah sebesar 465 gallon/1000 square feet ( sumber : zoysiagrass in florida ) Dimana : 1 ft
= 12 inch
1 inch = 2,54 cm Maka: 1 feet = 1x12x2,54 = 30,48 cm 1 feet2 = (30,48)2 cm2 = 929,03 cm2 1000 feet2 =929,03 cm2 x 1000 = 0,0929 m2 x 1000 = 92,9 m2 1 gallon = 3,785 liter Luas lapangan sepak bola ( 68 m x 105 m) = 7140 m2 Kebutuhan setiap minggu =
Dibulatkan menjadi 19 l/m2. Maka,kebutuhan rumput Q = kebutuhan rumpur /m2 X Luas lapangan = 19 l/m2 x 7140 m2 = 135660 liter = 135,66 m3/m2/minggu Kebutuhan setiap bulan Q bulanan
= Q mingguan x 4 minggu = 135,66 m3 x 4 minggu = 542,640 m3/m2/bulan.
Berdasarkan kebutuhan air untuk penyiraman rumput maka diambil volume ground tank yang direncanakan memiliki kapasitas Volume 600 m3 (20m x 10m x 3m), sehingga ground tank mampu menampung air yang akan digunakan untuk penyiraman.
IV.
KESIMPULAN Dari perencanaan peresapan dan penyiraman lapangan sepak bola Stadion Teladan Medan, diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut: a.
Sistem peresapan menggu-nakan sistem drainase bawah permukaan dengan model herring bone(tulang ikan).
b.
Sistem drainase menggunakan pipa pvc dengan diameter pipa percabangan 10 inch dan diameter pipa kolektor 15 inch.
c.
Kapasitas tampungan atau reservoir sebesar 600 m3(20 m x 10 mx 3m)
d.
Material yang digunakan sebagai lapisan lapangan adalah kerikil dan pasir. Kedalaman pasir adalah 30 cm terletak pada lapisan paling atas, dibawah lapisan pasir terdapat lapisan kerikil dengan ketebalan 15 cm, sehingga total kedalaman adalah 45 cm. Pipa drainasi dipasang pada saluran dengan ukuran 30 cm x 30cm pada dasar lapisan. Lapisan ijuk dipasang mengelilingi pipa dengan ketebalan 2 cm untuk menyaring tanah agar tidak masuk ke dalam pipa.
e.
Kebutuhan air untuk irigasi penyiraman rumput Zoysia Matrella yaitu 135,66 m3/m2/7 hari.
f.
Sistem penyiraman menggu-nakan sistem irigasi curah (sprinkler) dengan menggu-nakan nozzle series 8005 Rainbird berjumlah delapan (8) buah.
g.
Pompa yang digunakan untuk mengalirkan air dari tampungan ke nozzle men-gunakan pompa dengan kapasitas pompa 12,48 hp.
DAFTAR PUSTAKA Das, Braja m, 1991. Mekanika Tanah ( Prinsip – prinsip Rekaya Geoteknik ). Penerbit Erlangga, Jakarta. Chow, Ven Te. 1992. Hidrolika Saluran Terbuka. Penerbit Erlangga, Jakarta. FIFA. 2001. FIFA Quality Concept for Football Turf,http://www.fifa.com/mm/document/afdeveloping/pitchequip/maintenance_artificial_pitch_en_341.pdf . (diakses tanggal 14 April 2012) Gupta, Ram S, 1989. Hydrology and Hydraulic Systems. Printice-Hall, Inc. A Division of Simon &Schuster. Kodoatie, Robert J, 2002. Hidrolika Terapan: Aliran Pada Saluran Terbuka dan Pipa. Penerbit Andi, Yogyakarta. Limantara, Montarcih Lily. 2010. Hidrologi Praktis. Lubuk Agung, Bandung. Linsey, Ray k, 1985. Teknik Sumber Daya Air jilid I. Penerbit Erlangga, Jakarta. Soemarto, C.D, 1999. Hidroligi Teknik. Penerbit Erlangga, Jakarta. SNI. 03-3646-1994. Perencanaan Teknik Bangunan Stadion,http:www.bsn.or.id/sni/sni_detail.php?sni_id=4838. (Diakses tanggal 14 April 2012) Zoysiagrass in Florida 1. Richard L. Duble, Turfgrass Specialist. Institute of Food and Agricultural Sciences. Florida
