TUGAS AKHIR Perencanaan Sistem Drainase Pembangunan Hotel di Jalan Embong sawo No. 8 Surabaya
Tjia An Bing NRP. 3109 100 112
Dosen Pembimbing : Mahendra Andiek M, ST.MT. Ir. Fifi Sofia
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2013
1
Latar Belakang
Pembangunan Hotel mengakibatkan adanya alih fungsi lahan (gedung kantor menjadi hotel)
volume limpasan di lokasi studi menjadi membebani saluran pembuang yang ada.
Perlu direncanakan sebuah sistem drainase yang cermat, agar limpasan di area hotel tidak menimbulkan masalah seperti genangan ataupun banjir.
semakin
besar
dan
2
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. Bagimana kondisi hilir dari sistem drainase di lokasi studi ?
3
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. 4. Merencanakan operasional kolam tampungan, pompa dan pintu air agar tidak terjadi peluapan di saluran pembuang. 5. Mengevaluasi kondisi hilir dari sistem drainase di lokasi studi.
4
Batasan Masalah 1. Studi ini hanya meninjau analisis sistem drainase hotel yang akan dibangun di jalan Embong Sawo. 2. Debit yang ditinjau hanya berasal dari air hujan saja. 3. Daerah tangkapan hujan (catchment area) ditinjau hanya pada kawasan yang air limpasannya kemungkinan akan membebani saluran drainase hotel. 4. Data hujan didapat dari stasiun hujan terdekat, yaitu stasiun hujan Gubeng. 5. Tidak memperhitungkan Rencana Anggaran Biaya (RAB). 5
Manfaat 1. Memberikan gambaran mengenai perencanaan sistem drainase Hotel Embong Sawo, yang nantinya akan mempermudah pihak terkait untuk melakukan pengembangan bila diperlukan. 2. Sebagai referensi bagi masyarakat umum, akademisi, pemerintah ataupun instansi lain yang akan melaksanakan proyek serupa.
6
Lokasi Studi
7
Mulai
Diagram Alir
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 Selesai
8
Tata Guna Lahan
9
Kondisi Eksisting Saluran Pembuang
10
Analisa Hidrologi
11
Data Curah Hujan Harian Tahun 2002-2011 Dari Stasiun Hujan Gubeng 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
Sumber : Dinas PU Pengairan Jatim
12
Perhitungan parameter statistik tiap distribusi
Menentukan Jenis Distribusi Sebagai Perbandingan
Uji Kecocokan Sebaran
Kesimpulan Analisa Frekuensi
Perhitungan Curah Hujan Periode Ulang
Periode Ulang (Tahun)
(mm)
1,25 2 5 10
98,3 98,3 98,3 98,3
Faktor Distribusi (k) -0,84 0 0,84 1,28
Deviasi Standar (S) 28,461 28,461 28,461 28,461
XT (mm) 74,39 98,30 122,21 134,73
13
Sistem Drainase Hotel
SALURAN PEMBUANG
KOLAM TAMPUNGAN
ATAP HOTEL
AIR HUJAN
SALURAN TEPI HALAMAN
HALAMAN HOTEL
STP
14
Perhitungan Waktu Konsentrasi Waktu aliran pada permukaan lahan (to)
Waktu aliran pada saluran (tf)
Waktu aliran pada titik kontrol (tc)
15
Contoh Perhitungan to, tf dan tc atap :
T15
6.95 M tf tc
ATAP 17
ATAP 14b
ATAP 16
to
T16 T12
T6
T14
ATAP 1 T1
T17 ATAP 15
ATAP 14a
ATAP 6
ATAP 12
ATAP 13
ATAP 5b
ATAP 11b
ATAP 5a
ATAP 11a
ATAP 4b
ATAP 10b
ATAP 4a
ATAP 10a
ATAP 3b
ATAP 9b
ATAP 3a
ATAP 9a
ATAP 2b
ATAP 8b
ATAP 2a
ATAP 8a
ATAP 1
ATAP 7
3.20 M T13 T11
T5
T4
T3
T10
T2
T1
T9
T8
T7
SALURAN TERSIER EMBONG SAWO
JALAN EMBONG SAWO
16
Sistem Drainase Hotel TALANG HORISONTAL Dimensi : b x h = 0,20 m x 0,10 m (nilai h didapat dari A / b) h = 0,10 m b = 0,20 m (ditetapkan) Tinggi air h = A / b
= 0,020 m / 0,20 m = 0,10 m P = b + 2h = 0,2 + 2.0,1 = 0,40 m R = A / P = 0,02 / 0,40 = 0,05 m Kemiringan (S) = ((V x n) / (R^2/3))^2 = ((0,3 x 0,014) / (0,05^2/3))^2 = 0,0010
17
TALANG VERTIKAL Diameter : 0,017 m → Ditetapkan menjadi 0,10 m V = (2 x g x h)^0,5 = (2 x 9,8 x 31)^0,5 = 24,769 A = Q / V = 0,00024 m2 D = (4 x A) / phi = 0,017 m ≈ 0,10 m
18
Sistem Drainase Hotel SALURAN TEPI HALAMAN SH-1
SH-2 T15
T17 ATAP 15
Material : beton pada dasar dan kedua sisi (n = 0,02) Sumber limpasan : atap dan halaman Panjang saluran = 50,6 m tc max (sampai di kolam) = 5,4 menit = 0,09 jam C gab. = 0,770 A. Lahan = 0,00071 km2 Q hidrolika = Q hidrologi = 0,026 m3/detik Dimensi = 0,25 m x 0,25 m
SALURAN TEPI HALAMAN SH-2 Material : beton pada dasar dan kedua sisi (n = 0,02) Sumber limpasan : atap, halaman dan STP Panjang saluran = 68 m tc max (sampai di kolam) = 6,02 menit = 0,10 jam C gab. = 0,778 A. Lahan = 0.00072 km2 Q hidrolika = Q hidrologi = 0.024 m3/detik Dimensi = 0.26 m x 0.25 m → mendapat debit pemompaan 5 liter/det, dimensi berubah = 0,31 m x 0.25 m ≈ 0,35 m x 0.25 m
ATAP 17
ATAP 16
ATAP 14b
T16 T12
T6
T14 ATAP 14a
ATAP 6
ATAP 12
ATAP 13
ATAP 5b
ATAP 11b
ATAP 5a
ATAP 11a
ATAP 4b
ATAP 10b
ATAP 4a
ATAP 10a
ATAP 3b
ATAP 9b
ATAP 3a
ATAP 9a
ATAP 2b
ATAP 8b
ATAP 2a
ATAP 8a
ATAP 1
ATAP 7
T13 T11
T5
T4
T3
T10
T2
T9
T8
T7
T1
SH-1
19
Sistem Drainase Hotel KOLAM TAMPUNGAN Dimensi = 7,5 m x 2 m x 2 m = 30 m3 (Vol. Limpasan sesudah pembangunan – Vol. Limpasan sebelum pembangunan = 111,90 m3 – 83,93 m3 = 27,97 m3 ≈ 30 m3) Volume kolam R2th = 20,543 m3 Volume kolam R5th = 24,672 m3 Superposisi
Hidrograf Superposisi
0.05 0.04 SH-1
0.03
SH-2
0.02
STP
0.01
Superposisi
0 0
0.05
0.1
0.15
Waktu (Jam)
0.2
Debit (m3/detik)
Debit (m3/detik)
0.06
0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 0.00
SH-1 SH-2 STP Superposisi 0.10 Waktu (Jam)
0.20
20
Volume Kolam Tampungan Periode Ulang Hujan R2th
0,3
Volume R2th sebesar 20,543 m3
1,37
2
Debit puncak sebesar 0,05237 m3/detik dengan tc 5,2 menit.
0,2
2
Sedangkan dimensi kolam tampungan yang direncanakan adalah 7,5 m x 2 m x 2 m = 30 m3 dengan tinggi jagaan 30 cm. Hal ini menunjukkan jika dimensi kolam tampungan masih dapat menampung volume air yang masuk, yaitu setinggi 1,37 meter.
21
Volume Kolam Tampungan Periode Ulang Hujan R5th
0,3
Volume R5th sebesar 24,672 m3
1,64
2
Debit puncak sebesar dengan tc 5,2 menit.
0,2
2
0,064
m3/detik
Sedangkan dimensi kolam tampungan yang direncanakan adalah 7,5 m x 2 m x 2 m = 30 m3 dengan tinggi jagaan 30 cm. Hal ini menunjukkan jika dimensi kolam masih dapat menampung volume air limpasan R5th yang masuk tanpa perlu dilakukan pemompaan, yaitu setinggi 1,64 meter.
22
Perhitungan Estimasi Lama Hujan (td) – R2th
Q (m3/detik)
Q (m3/detik) 0.050
0.050
0
0.10 tc
0.62 0.72
t (jam)
td
0
0.10 0.17
0.27
t (jam)
tc td
23
Perhitungan Estimasi Lama Hujan (td) – R5th
Q (m3/detik)
Q (m3/detik) 0.050
0.050
0
0.10 tc
0.62 0.72
t (jam)
td
0
0.10 0.13
0.23
t (jam)
tc td
24
Pemompaan R2th Pompa mulai dihidupkan ketika elevasi muka air di kolam mencapai 1 meter yang terjadi pada menit ke 7,3 dan dimatikan ketika elevasi muka air kembali menjadi 1 meter pada menit ke 11,7. Volume yang tersisa di dalam kolam tampungan setelah dilakukan pemompaan sebesar 20 liter/detik sebesar 15,143 m3.
1,01
2
0,3
0,2
2
25
Pemompaan R5th Pompa mulai dihidupkan ketika elevasi muka air di kolam mencapai 1 meter yang terjadi pada menit ke 6,4 dan dimatikan ketika elevasi muka air kembali menjadi 1 meter pada menit ke 12. Volume yang tersisa di dalam kolam tampungan setelah dilakukan pemompaan sebesar 20 liter/detik sebesar 19,020 m3.
1,19
2
0,3
0,2
2
26
Waktu Pengosongan Kolam
27
Pintu Air Pintu air hanya digunakan dalam keadaan darurat atau emergency saja, yakni ketika pompa rusak atau ketika debit inflow di kolam tampungan terlalu besar. Pintu air direncanakan dengan dimensi tinggi bukaan (a) = 0,30 m dan lebar pintu (b) = 0,40 m. Sedangkan debit outflow yang keluar melalui pintu sebesar :
28
Kapasitas Eksisting Saluran Pembuang Perhitungan Q Hidrolika
0.80 0.80
0.70 0.70 Perhitungan Q Hidrologi
Q hidrolika > Q hidrologi 0,591 m3/detik > 0,30 m3/detik
OK
29
Skema Jaringan Saluran Drainase
R
U
O Q P N
J L M
I H G D D
F C B E
A
30
Kapasitas Eksisting Saluran Pembuang
Dari hasil perhitungan di atas diketahui jika Qhidrolika > Qhidrologi, sehingga tidak perlu dilakukan pendimensian ulang saluran. 31
Analisa Profil Muka Air Nilai hn dan hc Per 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
Nilai hn dan hc pada tabel di samping diperoleh dari cara coba-coba. Diasumsikan bagian hilir saluran dalam kondisi full bank dengan elevasi muka air setinggi 2 m.
2.00
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
1.50
hn = 1,269 m h hulu = 1,1949 m (di titik L)
33
Penutup
Kesimpulan 1.
Dari hasil pengamatan secara langsung di lokasi studi, diketahui jika saluran drainase Embong Sawo tidak terawat dengan baik. 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.
2.
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.
3.
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.
4.
Volume air yang tertampung di dalam kolam tampungan dipompa keluar 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 (volume sebelum dipompa = 20,543 m3) dan 17,832 m3 untuk periode ulang hujan R5th (volume sebelum dipompa = 24,672 m3). 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 34 25 menit.
Penutup
Kesimpulan 5.
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.
35
Penutup
Saran
1. Perlu disusun SOP (Standard Operating Procedure) dalam pengaturan sistem drainase hotel, sehingga apabila terjadi kesalahan dapat segera diidentifikasi penyebabnya. 2. Air yang tertampung di dalam kolam tampungan dapat dimanfaatkan untuk menyiram tanaman, sehingga dapat sedikit mengurangi debit yang dibuang ke saluran pembuang. 3. Perlu dipasang jeruji besi pada ujung (outlet) saluran yang mengalirkan air dari kolam tampungan ke saluran pembuang untuk menutup akses masuk ke area hotel.
36
37
