`
EVALUASI KAPASITAS SISTEM DRAINASE PERUMAHAN
(Studi Kasus Perum Pesona Vista Desa Dayeuh Kecamatan Cileungsi)
oleh:
Nurul Ibad Taofiki1, Heny Purwanti2, Rubaiah Darmayanti3
ABSTRAK
Sistem drainase di perumahan pesona vista ini adalah Sistem Drainase Mikro. Dalam metode
perhitungan pengolahan data dilakukan dengan menggunakan Metode Gumbel untuk mengetahui
debit maksimum curah hujan, intensitas curah hujan digunakan rumus Mononobe, sedangkan
perhitungan debit rencana digunakan Metode Rasional dimana Debit Rencana (QT) dan Debit Saluran
(QS) dengan kala ulang 2 tahun sampai 5 tahun.
Hasil evaluasi Debit Rencana dan Debit Eksisting saluran yaitu dimensi saluran yang cukup
menampung debit banjir dengan menggunakan dimensi ekonomis yaitu penampang persegi. Jenis
konstruksi yang digunankan adalah beton, terdapat beberapa saluran yang tidak dapat menampung
debit banjir yaitu saluran sekunder 10 (S10) dan Saluran Sekunder 11 (S11). Maka di simpulkan
bahwa kapasitas sistem drainase ini tidak layak untuk di gunakan karena beberapa faktor seperti
penyempitan saluran, rusaknya kontruksi penampang saluran, adanya sampah diarea saluran, curah
hujan yang tinggi, serta debit air yang masuk dari wilayah sekitar. Dari hasil perhitungan tersebut
dimensi penampang saluran harus di rencanakan ulang agar mampu menampung air tersebut.
Kata kunci: Sistem Drainase Mikro, Metode Gumbel, Mononobe, Metode Rasional
1.
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Prasarana dan sarana (infrastruktur) merupakan
bangunan dasar yang sangat diperlukan untuk
mendukung kehidupan manusia yang hidup
bersama dalam suatu ruang yang terbatas agar
dapat bermukim dengan nyaman.
Kabupaten
Bogor
merupakan
sebuah
kabupaten dengan kawasan permukiman yang
sangat berkembang. Munculnya berbagai
kawasan perumahan dan perluasan kawasan
permukiman menunjukkan bahwa wilayah ini
menjadi
pilihan
bagi
pengembangan
perumahan dan kawasan permukiman. Konsep
awal setiap pembangunan adalah “Sustainable
Development”
yang
berarti
setiap
pembangunan harus diimbangi dengan
penjagaan ataupun pelestarian alam sekitar.
Konsep ini pun diharuskan diterapkan oleh
para developer – developer perumahan yang
mengalih fungsi kan lahan yang masih lestari.
Hal tersebut juga pada awalnya telah
diterapkan pihak developer perumahan pesona
vista yaitu salahsatunya dengan membuat
sistem drainase yang disesuaikan dengan daya
tampungnya terhadap lingkungan perumahan
tersebut
namun
selanjutnya
seiring
bertambahnya alih fungsi sekitar perumahan
yang tidak disertai kelengkapan infrastruktur
drainase yang cukup menyebabkan sistem
drainase perumahan pesona vista terganggu
dan mengalami overload.
1.2. Maksud dan Tujuan
1.2.1 Maksud
Maksud dari penelitian Tugas Akhir ini adalah
untuk mengevaluasi kapasitas sistem Drainase
pada kawasan Perumahan Pesona Vista Desa
Dayeuh Kecamatan Cileungsi.
1.2.2 Tujuan
Tujuan dari Tugas Akhir ini yaitu:
1. Untuk mengetahui kapasitas penampang
saluran eksisting apakah masih layak atau
tidak.
2. Merencanakan
kembali
kapasitas
penampang
saluran
drainase
untuk
mengatasi permasalah yang selama ini ada.
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan
1
`
2.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Pengertian Drainase Perkotaan
Drainase adalah prasarana yang berfungsi
mengalirkan air permukaan kebadan air dan
atau kebangunan resapan buatan. Drainase
perkotaan adalah sistem drainase dalam
wilayah administrasi kota dan daerah
perkotaan (urban).
Kriteria Desain drainase perkotaan memiliki
ke-khususan, sebab untuk perkotaan ada
tambahan variabel design seperti: keterkaitan
dengan tata guna lahan, keterkaitan dengan
master plan drainase kota, keterkaitan dengan
masalah sosial budaya (kurangnya kesadaran
masyarakat dalarn ikut memelihara fungsi
drainase kota) dan lain-lain.
Proses analisis hidrologi pada dasarnya
merupakan proses pengolahan data curah
hujan, data luas dan bentuk Daerah Pengaliran
(Catchment Area), data kemiringan lahan/ beda
tinggi, dan data tata guna lahan yang
kesemuanya mempunyai arahan untuk
mengetahui besarnya curah hujan rerata,
koefisien pengaliran, waktu konsentrasi,
intensitas curah hujan, dan debit banjir
rencana.
2.2.1 Curah Hujan
Curah hujan adalah jumlah air yang jatuh
dipermukaan tanah datar selama periode
tertentu yang diukur dengan satuan tinggi
(mm) diatas permukaan horizontal bila tidak
terjadi evaporasi, runoff dan infiltrasi.
2.1.1 Sistem Jaringan Drainase Perkotaan
2.2.2 Analisa Curah Hujan
1. Sistem Drainase Mayor
Sistem drainase mayor yaitu sistem
saluran/badan air yang menampung dan
mengalirkan air dari suatu Daerah Tangkapan
Air hujan (Catchment Area). Perencanaan
drainase makro ini umumnya dipakai dengan
periode ulang antara 5 sampai 10 tahun dan
pengukuran topografi yang detail mutlak
diperlukan dalam perencanaan sistem drainase
ini.
2. Sistem Drainase Mikro
Sistem drainase mikro yaitu sistem saluran dan
bangunan
pelengkap
drainase
yang
menampung dan mengalirkan air dari daerah
tangkapan hujan. Pada umumnya drainase
mikro ini direncanakan untuk hujan dengan
masa ulang 2, 5 atau 10 tahun tergantung pada
tata guna lahan yang ada.
Data curah hujan yang tercatat diproses
berdasarkan areal yang mendapatkan hujan
sehingga didapat tinggi curah hujan rata-rata
dan kemudian diramalkan besarnya curah
hujan pada periode tertentu. Berikut dijabarkan
tentang cara menentukan tinggi curah hujan
areal.
Ada tiga macam cara yang umum dipakai
dalam menghitung hujan rata-rata kawasan:
a. Metode Aljabar
b. Metode Poligon Thiessen
c. Metode Isohyet
2.1.2 Pola Jaringan Drainase
Pada sistem jaringan drainase terdiri dari
beberapa saluran yang saling berhubungan
sehingga membentuk suatu pola jaringan. Dari
bentuk pola jaringan dapat dibedakan sebagai
berikut:
a. Pola Siku
b. Pola Pararel
c. Pola Jaring-Jaring
2.2
Analisis Hidrologi
2.2.3 Analisa Frekuensi
Frekuensi
hujan
adalah
kemungkinan
perulangan kejadian atau periode ulang (return
period) curah hujan, run off, maupun banjir
rencana. Analisa frekuensi yang dilakukan
untuk memperkirakan/ meramalkan curah
hujan maksimum digunakan Metode:
1. Distribusi Normal
2. Log Normal
3. Metode Gumbel
4. Log-Pearson III.
2.2.4 Daerah Pengaliran
Daerah pengaliran merupakan daerah tempat
curah hujan yang jatuh dan mengalir menuju
saluran, sungai ataupun kali.
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan
2
`
2.2.5 Koefisien Aliran
2.2.9 Debit Air Kotor
Koefisien aliran ( C ) adalah banyaknya air yang
mengalir diatas permukaan tanah. Koefisien
aliran ini tergantung dari berbagai faktor antara
lain topografi, tata guna lahan, jenis lahan atau
perkerasaan dan kemiringan tanah, intensitas
hujan.
Air limbah domestik adalah air bekas yang
tidak dapat dipergunakan lagi untuk tujuan
semula baik dari aktivitas dapur, kamar mandi,
atau cuci baik dari lingkungan rumah tinggal,
bangunan umum atau instansi, bangunan
komersial dan sebagainya. Zat-zat yang
terdapat dalam air buangan diantaranya adalah
unsur-unsur organik tersuspensi maupun
terlarut dan juga unsur-unsur anorganik serta
mikroorganisme. (Kodoatie dan Sjarief, 2005).
Kuantitasnya air limbah dapat diasumsikan
adalah 50% -70% dari rata-rata pemakaian air
bersih (120-140 liter/orang/hari). Secara detail
karakteristik limbah cair domestik dapat dilihat
dibawah ini:
2.2.6 Waktu Konsentrasi
Waktu konsentrasi adalah waktu yang
diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang
paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol
yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran.
Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan
rumus:
tc
= to + td.............................................(2.1)
nd
T0
=(2/3x3,28xLo. s)0,167...................(2.2)
√
Td
=
L
................................................(2.3)
60 . V
2.2.7 Analisa Intensitas Curah Hujan
Intensitas curah hujan adalah besar curah
hujan selama satu satuan waktu tertentu.
Besarnya intensitas hujan berbeda-beda
tergantung dari lamanya curah hujan dan
frekuensi kejadiannya. Intensitas hujan
diperoleh dengan cara melakukan analisa data
hujan baik secara statistik maupun secara
empiris.
Metode yang dipakai dalam perhitungan
intensitas curah hujan adalah Metode Mononobe
yaitu apabila data hujan jangka pendek tidak
tersedia yang ada hanya data hujan harian.
Persamaan umum yang dipergunakan untuk
menghitung hubungan antara intensitas hujan T
jam dengan curah hujan maksimum harian
adalah sebagai berikut :
I=
R24 24 n
( ) ...............................................
24
t
(2.4)
Tabel 2.1. Pembuangan limbah cair rata-rata per
orang setiap hari
Jenis Bangunan
Daerah perumahan
- Rumah besar untuk keluarga tunggal
- Rumah tipe tertentu untuk keluarga tunggal
- Rumah untuk keluarga ganda (rumah susun)
- Rumah kecil (cottage)
Perkemahan dan motel
- Tempat peristirahatan mewah
Volume Limbah Cair
(liter/orang/hari)
400
300
240 – 300
200
400 – 600
- Tempat parkir rumah berjalan (mobile home)
200
- Kemah wisata dan tempat parkir trailer
140
- Hotel dan motel
Sekolah
- Sekolah dengan asrama
- Sekolah siang hari dengan kafetaria
- Sekolah siang hari tanpa kafetaria
Restoran:
- Tiap pegawai
- Tiap langganan
- Tiap makanan yang disajikan
Terminal transportasi:
- Tiap pegawai
- Tiap penumpang
Rumah sakit
Kantor
Teater mobil (drive in theatre), per tempat duduk
Bioskop, per tempat duduk
Pabrik, tidak termasuk limbah cair industri dan cafeteria
200
300
80
60
120
25 – 40
15
60
20
600 – 1200
60
20
10 – 20
60 – 120
Sumber : soeparman dan suparmin, 2001
2.2.8 Debit Rencana
2.3 Analisa Hidrolika
Untuk menghitung debit rencana pada studi ini
dipakai perhitungan dengan metode Rasional.
Metode Rasional adalah salah satu metode
untuk menentukan debit aliran permukaan
yang diakibatkan oleh curah hujan, yang
umumnya merupakan suatu dasar untuk
merencanakan debit saluran drainase.
Q = 0,278.C.I.A…….................................(2.5)
Sistem pengaliran melalui saluran terbuka
terdapat permukaan air yang bebas (free
surface) di mana permukaan bebas ini
dipengaruhi oleh tekanan udara luar secara
langsung, saluran terbuka umumnya digunakan
pada lahan yang masih memungkinkan (luas),
lalu lintas pejalan kakinya relatif jarang, beban
kiri dan kanan saluran relatif ringan.
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan
3
`
2.3.1 Penampang Saluran
Penampang saluran yang paling ekonomis
adalah saluran yang dapat melewatkan debit
meksimum untuk luas penampang basah,
kekasaran dan kemiringan dasar tertentu.
Berdasarkan persamaan kontinuitas, tampak
jelas bahwa untuk luas penampang melintang
tetap, debit maksimum dicapai jika kecepatan
aliran meksimum. Dari rumus Manning
maupun Chezy dapat dilihat bahwa untuk
kemiringan dasar dan kekasaran tetap,
kecepatan maksimum dicapai jika jari-jari
hidraulik R maksimum.
a. Penampang persegi paling ekonomis
Pada penampang melintang saluran berbentuk
persegi dengan lebar dasar B dan kedalaman
air h, luas penampang basah A= B x h dan
keliling basah P. Maka bentuk penampang
persegi paling ekonomis adalah jika kedalaman
setengah dari lebar dasar saluran atau jari-jari
hidrauliknya setengah dari kedalaman air.
Gambar 2.1 Penampang Persegi
(Suripin,2004)
Untuk bentuk penampang persegi yang
ekonomis :
Luas penampang A = B× h........................(2.6)
Keliling Basah P= B + 2h .........................(2.7)
B
B = 2h atau h = 2 .....................................(2.8)
Jari-jari hidraulik R
A
Bh
R = P = B+2h……………............................(2.9)
Bentuk penampang melintang persegi yang
paling ekonomis adalah jika :
B
h
h = 2 atau R = 2........................................(2.10)
b. Penampang trapesium paling ekonomis
Saluran dengan penampang melintang bentuk
trapesium dengan lebar dasar b, kedalaman h
dan kemiringan dinding 1: m (gambar 2.2)
Untuk bentuk penampang trapesium yang
ekonomis :
Gambar 2.2 Penampang Trapesium
(Suripin,2004)
LuasPenampang :A=(b+mh)h.…..….......(2.11)
Keliling basah : P = b + 2h m2+ ...........(2.12)
B = P - 2h m2+ 1…….........………......(2.13)
Penampang trapesium paling ekonomis jika
kemiringan dindingnya m = 1 √3 atau Ѳ 60°.
Dapat dirumuskan sebagai berikut :
P = 2h √3.....………………….................(2.14)
2
B = 3 h √3……........…………….............(2.15)
A = h2 √3……....……………….............(2.16)
2.3.2 Dimensi Saluran
Dimensi saluran harus mampu mengalirkan
debit rencana atau dengan kata lain debit yang
dialirkan oleh saluran (QS) sama atau lebih
besar dari debit rencana (QT). Hubungan ini
ditunjukkan sebagai berikut :
QS > QT …………………………......…(2.17)
Debit suatu penampang saluran (QS) dapat
diperoleh dengan menggunakan rumus seperti
dibawah ini:
QS = A x V...............................................(2.18)
Dimana :
A =Luas penampang saluran (m)
V =Kecepatan rata-rata aliran didalam saluran
(m/ detik)
Sedangkan kapasitas saluran dapat dihitung
dengan menggunakan rumus hidrolika (rumus
Manning) pada persamaan-persamaan berikut:
I
2
1
V = n . R3 . S2 ..........................................(2.19)
A
R = P .........................................................(2.20)
Dimana :
V = Kecepatan rata-rata (m/ detik)
n = Koefisien kekasaran Manning (Tabel 2.2)
R = Jari-jari hidrolik (m)
S = Kemiringan dasar saluran
A = Luas penampang (m2)
P = Keliling basah saluran (m)
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan
4
`
Tabel 2.2. Koefisien kekasaran manning
Koefisien
Tipe Saluran
Manning (n)
a. Baja
0,011 – 0,014
b. Baja permukaan
0,021 – 0,030
gelombang
c. Semen
0,010 – 0,013
d. Beton
0,011 – 0,015
e. Pasangan batu
0,017 – 0,030
f. Kayu
0,010 – 0,014
g. Bata
0,011 – 0,015
h. Aspal
0,013
Sumber : Wesli, 2008
Nilai kemiringan dinding saluran diperoleh
berdasarkan bahan saluran yang digunakan.
Nilai kemiringan dinding saluran dapat dilihat
pada Tabel 2.3
Tabel 2.3. Hubungan Fakot Kemiringan dan
Debit Air
Bahan Saluran
Batuan/ cadas
Tanah lumpur
Lempung keras/ tanah
Tanah dengan pasangan batuan
Lempung
Tanah berpasir lepas
Lumpur berpasir
Kemiringan dinding (m)
0
0,25
0,5 – 1
1
1,5
2
3
3.
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metodologi Penelitian
Pada penelitian ini pengumpulan data
diperoleh dari hasil yang sudah ada yang
berbentuk data sekunder dan data primer,
yaitu:
3.1.1 Data sekunder
Metode pengumpulan datanya dapat dilakukan
dengan cara:
1. Gambaran Umum Studi
Perumahan Pesona Vista berada di JL. KH.
Umar Rawailat, Dayeuh, Cileungsi Bogor
terletak antara 6025’1.21” Lintang Selatan
106058’53.59” Bujur Timur. Perumahan
pesona vista berbatasan dengan beberapa area
yaitu bagian barat perumahan Villa Dayeuh,
bagian utara sampai timur yaitu taman buah
Mekarsari dan bagian selatan merupakan
permukiman dan perkebunan. Lokasi tepatnya
dapat dilihat gambar 3.1
Lokasi studi
Sumber : Drainase Perkotaan (1997)
2.3.3 Tinggi Jagaan
Tinggi jagaan adalah jarak vertikal dari
permukaan air pada kondisi desain saluran
terhadap puncak tanggul salurannya.
Tabel 2.4. Besaran tinggi jagaan
Q
(m /de t)
Tinggi Jagaan
(m)
<1
1– 2
3– 5
6 – 10
11 – 15
16 – 50
51 – 150
> 150
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,2
1,5
3
Sumber : Drainase Perkotaan (1997)
Gambar 3.1 Lokasi Studi
2. Peta topografi dan kelerengan
Kecamatan Cileungsi seperti halnya dengan
kondisi wilayah lainnya yang berada di
wilayah sekitarnya, yang berbatasan dengan
Kabupaten Bekasi, yaitu memiliki bentang
alam relatif datar dengan ketinggian antara 100
- 200 m. Berdasarkan topografi yang ada relatif
datar maka secara umum Kecamatan Cileungsi
memiliki kemiringan 0 - 8 %.
3. Peta tata guna lahan
Berdasarkan pola penggunaan lahan yang ada
sebagian besar merupakan kawasan perumahan
dan permukiman dengan luas 3.457,98 Ha atau
sekitar 48,02% dari luas wilayah Kecamatan
Cileungsi.
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan
5
`
4. Daerah tangkapan air
Daerah tangkapan air (catchment area) adalah
daerah tempat curah hujan yang jatuh dan
mengalir menuju saluran. Zona-zona daerah
tangkapan air yang telah dibagi, dihitung
luasnya kemudian dipergunakan untuk
perhitungan debit pada permukaan.
3.1.3 Langkah-langkah Analisis
5. Peta hidrologi
Potensi hidrologi yang terdapat di dalam
Kecamatan Cileungsi secara umum meliputi
air tanah dan air permukaan (sungai/ anak
sungai/ situ), dimana potensi air tanahnya
termasuk dalam klasifikasi cukup baik.
6. Data curah hujan harian maksimum 10
tahun terakhir. Data curah hujan dalam
penelitian ini yaitu ST Setu Tunggilis dan ST
Klapa Nunggal 10 tahun terakhir dari tahun
2006 sampai 2015. Data tersebut akan
digunakan untuk mengetahui debit maksimum
perencanaan drainase.
3.1.2 Data Primer
a. Data Penampang Saluran
Saluran eksisting ialah saluran yang sudah ada
di lapangan, jenis saluran penampang di
perumhan pesona vista ini ialah penampang
persegi dan trapesium, dari kedua penampang
tersebut jenis konstruksi untuk panampang
saluran ini yaitu pasangan batu kali untuk
ukuran 0.60 x 0.60 (m) dan 1.20 x 0.80 (m) ini
termasuk saluran sekunder dan jenis konstruksi
beton ukuran 0.30 x 0.30 (m) dan 040 x 0.40
(m) saluran tersier.
4. ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1. Evaluasi Penampang Saluran
4.2.1. Analisis Hidrologi
Data curah hujan diambil dari Badan
Meteorologi Dan Geofisika Balai Wilayah II
Stasiun Klimatologi Darmaga Bogor
pengamatan curah hujan yang terdekat yaitu
Stasiun Setu Tunggilis dan Stasiun Klapa
Nunggal selama 10 tahun terakhir.
Tabel 4.1. Data Curah Hujan
b. Kondisi Lapangan
Dari beberapa hasil
pemasalahan-permasalahan
banyaknya sampah yang
saluran, kondisi saluran
penyempitan saluran.
Curah Hujan Harian Maksimum
survey lapangan
yang terjadi yaitu
berada di dalam
yang rusak serta
Tahun
ST. Setu
Tunggilis
ST. Klapa Nunggal
2006
90
65
2007
72
60
2008
76
97
2009
76
69
2010
77
175
2011
68
141
2012
76
210
2013
77
92
2014
70
132
2015
50
62
Sumber : BMKG Balai Besar Wilayah II Stasiun Klimatologi
Dramaga Bogor
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan
6
`
Perhitungan curah hujan maksimum ini
menggunakan metode rata-rata aljabar dengan
rumus sebagai berikut:
1
R = n (R1+R2+…+Rn)
1
R = 2 (90+65)
R = 0.5 (155) = 77.5 mm
Tabel 4.2. Analisa Curah Hujan Maksimum
ST. Setu
Tunggilis
90
72
76
76
77
68
76
77
70
50
Tahun
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
ST. Klapa
Nunggal
65
60
97
69
175
141
210
92
132
62
Hujan
Maksimum
77.5
66
86.5
72.5
126
104.5
143
84.5
101
56
Sumber : perhitungan
Tabel 4.3. Analisa Metode Gumbel
Tahun
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Xi
77.5
66
86.5
72.5
126
104.5
143
84.5
101
56
917.5
k=
Yt-Yn
sn
0.497-0.495
0949
k=
= 0.002
k 2 tahun = 0.002
k 5 tahun = 1.058
d. Hitung hujan dalam periode ulang T tahun
Xt = Xr + (K . Sx)
Xt 2 tahun
= 91.75 + ( 0.002 x 27.167 ) =
91.81 mm
Xt 5 tahun
= 91.75 + ( 1.058 x 27.167 ) =
120.50 mm
Tabel 4.4. Nilai Curah Hujan Rencana
4.2.2. Analisa Frekuensi Curah Hujan
Analisa frekuensi curah hujan menggunakan
Metode Gumbel, distribusi gumbel digunakan
untuk analisis data maksimum, misalnya untuk
analisis frekuensi banjir.
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Jumlah
Yn = 0.495
Sn = 0.949
Yt 2 tahun = 0.497
Yt 5 tahun = 1.500
Nilai K (standar variabel) untuk harga - harga
ekstrim Gumbel dapat dinyatakan dalam
persamaan :
Xr
91.75
91.75
91.75
91.75
91.75
91.75
91.75
91.75
91.75
91.75
(Xi-Xr)
-14.25
-25.75
-5.25
-19.25
34.25
12.75
51.25
-7.25
9.25
-35.75
(Xi-Xr)²
203.06
663.06
27.56
370.56
1173.06
162.56
2626.56
52.56
85.56
1278.06
6642.63
Sumber : perhitungan
No.
1
2
Periode Ulang (Th)
2
5
Distribusi Gumbel
91,81
120,50
Sumber: Perhitungan
4.2.3. Daerah Pengaliran Dan Koefisien
Aliran
Daerah tangkapan hujan sangat tergantung
terhadap kondisi lahan/ tanah yang ada.
Berikut adalah gambar Luas Daerah Pengaliran
Dan Koefisien Aliran Disekitar Studi. Luas
daerah pengaliran ditentukan berdasarkan tata
guna lahan wilayah studi dan disekitanya.
dimana tiap-tiap segmen dicari luas daerah
aliran yang akan membebani saluran dengan
menggambar bentuk poligon menggunakan
AutoCAD.
a. Perhitungan Harga Rata-rata
Xi 917.50
Xr = n = 10 = 91.75 mm
b. Perhitungan Deviasi Standar
2
∑ni=1 (Xi-Xr)
Sx = √
n-1
6642.63
10-1
Sx = √
Sx = √738.069
Sx = 27.167 mm
c. Perhitungan Nilai Faktor Frekuensi
Untuk nilai n = 10, maka didapat nilai Yn, Sn
dan Yt, yaitu :
Gambar 4.1. Luas Daerah Pengaliran Dan
Koefisien Aliran Disekitar Studi
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan
7
`
I 2 tahun =
91.807 24 2/3
(0.03)
24
120.50 24 2/3
(0.03)
24
= 307.29 mm
I 5 tahun =
= 403.34 mm
Berdasarkan analisa intensitas curah hujan,
durasi dan frekuensi maka didapat hubungan
antara ketiganya yang digambarkan dalam
bentuk grafik lengkung IDF (Intensity Duration
Frequency).
Gambar 4.2. Jaringan Saluran Perumahan
Pesona Vista
Gambar 4.3. Grafik Lengkung IDF
4.2.4. Waktu konsentrasi
Waktu kosentrasi dihitung berdasarkan
persamaan berikut ini:
Tc = to + td
𝑛𝑑
to = (2/3 x 3.28 x Lo. ) 0.167
√𝑠
L
td = 60 .V
sebagai contoh untuk bangunan:
0.10
to bangunan = (2/3 x 3.28 x 10.
) 0.167
√0.02
= 1.58 menit
81
td = 60 . 0.6 = 2.25 menit
Tc = 2.56 + 2.25 = 4.81 menit = 0.08 jam
4.2.5. Intensitas curah hujan
Intensitas curah hujan dihitung menggunakan
metode mononobe, dengan rumus sebagai
berikut:
R
Dari hasil pembacaan grafik lengkung IDF
sebagai contoh intensitas curah hujan untuk
periode 2 tahun yaitu 179 mm/ jam dengan nilai
waktu konsentrasi (Tc) yaitu 0,08 jam atau 4.8
menit.
24 n
I = 2424 ( t )
Salahsatu contoh perhitungan durasi 2 menit
atau 0.03 jam :
Nilai R24 didapat dari hasil Frekuensi Curah
Hujan, yaitu :
R24 2 tahun = 91.807 mm
R24 5 tahun = 120.50 mm
Selanjutnya, nilai-nilai tersebut dimasukan
dalam perhitungan berikut untuk mendapatkan
nilai I periode ulang T tahun.
4.2.6. Debit Rencana
Metode rasional adalah salahsatu metode untuk
menentukan debit aliran permukaan yang
diakibatkan oleh curah hujan, yang umumnya
merupakan suatu dasar untuk merencanakan
debit saluran drainase. Secara sistematis dapat
ditulis menggunakan persamaan:
QT = 0,278.C.I.A
Salahsatu contoh perhitungan debit aliran
tersier (t1)
Nilai C dan A diambil dari hasil perhitungan
Cacthment area dan koefisien pengaliran,
yaitu:
C = 0.91
ΣA = 854 m2 = 0.000854 km2
Nilai I diambil dari hasil pembacaan grafik
intensitas curah hujan, yaitu :
I 2 tahun = 179 mm/jam
I 5 tahun = 222 mm/jam
Selanjutnya, nilai-nilai tersebut dimasukan
dalam perhitungan berikut untuk mendapatkan
nilai I periode ulang T tahun.
Q 2 tahun = 0,278 x 179 x 0.70 x 0.00085 =
0.030 m3/detik
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan
8
`
Q 5 tahun = 0,278 x 222 x 0.70 x 0.00085 =
0.037 m3/detik
contoh perhitungan saluran eksisting
sekunder 1 (s10)
4.2.7. Debit Air kotor
Jumlah kebutuhan air bersih untuk daerah studi
adalah 300 liter/hari/orang, didapat berdasarkan
tabel 2.1 halaman 4, sehingga dapat dirumuskan
sebagai berikut
Dik : 300 liter/hari/orang = 0.0000035 m3/detik
= 3,5 x 10-4
Asumsi = 5 orang/ rumah
Contoh perhitungan:
- Debit air bersih yang dibutuhkan
5 x 3,5 x 10-4 = 1,74 x 10-5 m3/det;
- Kebutuhan air kotor terhadap sekunder 1
250 rumah x 1,74 x 10-5 = 4,34 x 10-3 m3/det
4.2.8. Analisa Hidrolika
Perhitungan
Analisa
hidrolika
ini
menggunakan rumus manning, sebagai contoh
di bawah ini:
Contoh perhitungan saluran eksisting
tersier 1 (t1)
a. Luas penampang (A)
A=bxh
A = 0.40 x 0.40
A=0.16m2
b. Keliling basah (P)
P = b + 2.h
P = 0.40 + (2 x 0.40)
P = 1.2 m2
c. Jari-jari hidrolis (R)
A
R=
R=
2
I
n
1
V = . R3 . S2
I
2
1
V = 0.030 . 0.393 . 0.022
V = 2.18 m/detik
e. Debit saluran (Q)
Q=AxV
Q = 0.72 x 2.18
Q = 1.566 m3/ detik
Berdasarkan contoh diatas didapatkan hasil
aman dan tidak aman, dimana untuk saluran
Sekunder 1 sampai dengan sekunder 9
aman sedangkan untuk sekunder 10 dan 11
dinyatakan tidak aman, maka dapat dilihat
tabel dibawah ini :
Qs
Qt m³/detik
m3/detik 2 tahun 5 tahun
S 10
0,904
1,880
2,689
S 11
2,523
3,473
4,732
Sumber : perhitungan
tidak aman
tidak aman
1
V = n . R3 . S2
I
0.72
R = 2.30
R = 0.39 m
d. Kecepatan aliran (V)
Saluran
R = 0.13 m
d. Kecepatan aliran (V)
2
a. Luas penampang (A)
A = (b + mh ) h
A = (0.6 + 1 x 0.6) 0.6
A = 0.72 m2
b. Keliling basah (P)
P = b + 2h √m2 +1
P = 0.6 + 2 x 0.6 √12 +1
P = 2.30 m
c. Jari-jari hidrolis (R)
A
R=P
Tabel 4.5. Perbandingan Kapasitas Eksisting
dan Debit Rencana S10 dan S11
P
0.16
1,2
I
Q = 0.394 m3/ detik
2
1
V = 0.015 . 0.133 . 0.022
V = 2.456 m/detik
e. Debit saluran (Q)
Q=AxV
Q = 0.16 x 2.456
4.2.9. Rencana Perbaikan Penampang
saluran
Rencana perbaikan penampang saluran
dilakukan
untuk
mencegah
terjadinya
genangan akibat saluran yang tidak mampu
menampung debit yang mengalir. Dalam
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan
9
`
perencanaan dimensi, penulis memberikan
beberapa pilihan yang dapat diambil setelah
dilakukan perhitungan berdasarkan faktor yang
dapat dilihat dilapangan, dimensi saluran
diperbesar namun tipe saluran direncanakan
ulang. Adapun contoh perhitungannya seperti
dilampirkan berikut ini :
A. Saluran Rencana Sekunder 10
1. Saluran rencana sekunder 10 untuk periode
ulang 2 tahun
Data-data:
Qt = 1.880 m3/detik
Kemiringan saluran eksisting
h1 = 1.57 m h2 = 0.65 m
Δh = h1 – h2 = 0.92 m
ΔL = 150 m1
S = Δh/ΔL = 0.0061
Koefisien kekasaran manning (n) beton
=0.015 (tabel 2.2 halaman 5)
a) penampang Trapesium ekonomis
P= 2h √3
R= h/2
A= h2 √3
Q=AxV
Q = h2 √3 x
1
𝑛
h
2⁄
3
x {2}
xs
1
h
1⁄
2
2⁄
3
1.880 = h2 √3 x 0.015 x {2}
h
2⁄
3
1.880 = 1.732 h2x66.667 { }
2
h
1⁄
2
x 0.0061
x 0.078
2/3
1.880 = 9.018 h2 x 1.587
1.880 = 9.018 x
h8/3
1.587
8/3
1.880 = 5.681 x h
1.880
= h8/3
5.681
8⁄
3
8/3
h = √0.33
h = 0.661 m
Cari lebar dasar saluran (B)
2
B = 3 h√3
2
B = x 0.681 √3
3
B = 0.763 m
1
2⁄
3
h
1.880 = 2h x h x 0.015 x {2}
h
x 0.0061
2⁄
3
1.880 = 2h x h x 66.667x {2}
1.880 = 2h2 x
1.880
5.207
2
h ⁄3
{2}
2
h ⁄3
= 2h2 x 1.587
0.361 = 1.260 x h
0.361
1.260
8⁄
3
1⁄
2
x 0.078
x 5.207
8⁄
3
8⁄
3
=h
8⁄
3
h h = √0.287
h = 0.626 m
Cari Lebar Dasar Saluran B
B = 2h
B = 2 x 0.641 = 1.252 m
2. Saluran rencana sekunder 10 untuk periode
ulang 5 tahun
Data-data:
Qt = 2,689 m3/detik
Kemiringan saluran eksisting
h1 = 1.57 m h2 = 0.65 m
Δh = h1 – h2 = 0.92 m
ΔL = 150 m1
S = Δh/ΔL = 0.0061
Koefisien kekasaran manning (n)= 0.015
(tabel 2.2 halaman 5)
a) penampang Trapesium ekonomis
P= 2h √3
R= h/2
A= h2 √3
Q=AxV
Q = h2 √3 x
1
𝑛
h
2⁄
3
x {2}
xs
1
h
1⁄
2
2⁄
3
2.689 = h2 √3 x 0.015 x {2}
x 0.0061
h
2⁄
3
2.689 = 1.732 h2 x 66.667 x {2}
h
1⁄
2
x 0.078
2/3
2.689 = 9.018 h2 x 1.587
2.689 = 9.018 x
h8/3
1.587
8/3
2.689 = 5.681 x h
2.689
= h8/3
5.681
8⁄
3
8/3
b) Penampang Persegi ekonomis
Q=AxV
Q=Bxhx
1
𝑛
x
2
1
h ⁄3
{2} x s ⁄2
h = √0.47
h = 0.755 m
Cari lebar dasar saluran (B)
2
B = 3 h√3
2
B = 3 x 0.76 √3
B = 0.872 m
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan
10
`
1
h
2⁄
3
3.473 = h2√3x 0.015 x {2}
x 0.0084
h
2⁄
3
3.473 =1.732 h2 x 66.667 x {2}
h
1⁄
2
x 0.092
2/3
3.473 = 10.583 h2 x 1.587
b) Penampang Persegi ekonomis
Q=AxV
Q=Bxhx
1
𝑛
x
2
1
h ⁄3
{2} x s ⁄2
2
1
h ⁄3
2.689 = 2h x h x 0.015 x {2}
h
x
2⁄
3
2.689 = 2h x h x 66.667 x {2}
2.689 = 2h2 x
2.698
5.207
2
h ⁄3
{2}
2
h ⁄3
= 2h2 x 1.587
1
0.0061 ⁄2
x 0.078
x 5.207
3.473 = 10.583 x
3.473 = 6.667 x h
3.473
= h8/3
6.667
h8/3
1.587
8/3
8⁄
3
h8/3 = √0.52
h = 0.783 m
Cari lebar dasar saluran (B)
2
B = 3 h√3
2
B = x 0.783 √3
3
B = 0.904 m
8⁄
3
0.516 = 1.260 x h
0.516
1.260
8⁄
3
=h
8⁄
3
8⁄
3
h h = √0.410
h = 0.716 m
Cari Lebar Saluran B
B = 2h
B = 2 x 0.7160.
B = 1.431 m
b) Penampang Persegi ekonomis
Q=AxV
Q=Bxhx
1
𝑛
h
2⁄
3
x {2}
3.473 = 2h x h x
1
0.015
xs
1⁄
2
h
2⁄
3
x{ }
2
h
x 0.0084
2⁄
3
3.473 = 2h x h x 66.667 x {2}
B. Saluran Rencana Sekunder 11
1. Saluran rencana sekunder 11 untuk
periode ulang 2 tahun
Data-data:
Qt = 3,473 m3/detik
Kemiringan saluran eksisting
h1 = 1,45 m h2 = 0,55 m
Δh = h1 – h2 = 0,90 m
ΔL = 107,25 m1
S = Δh/ΔL = 0,0084
Koefisien kekasaran manning (n) beton
=0.015 (tabel 2.2 halaman 5)
a) penampang Trapesium ekonomis
P= 2h √3
R= h/2
A= h2 √3
Q=AxV
Q = h2 √3 x
1
𝑛
h
2⁄
3
x {2}
xs
1⁄
2
h
2⁄
3
h
2⁄
3
3.473 = 2h2 x {2}
3.473
6.110
= 2h2 x 1.587
0.568 = 1.260 x h
0.568
1.260
8⁄
3
1⁄
2
x 0.092
1⁄
2
x 6.110
8⁄
3
8⁄
3
=h
8⁄
3
h h = √0.451
h = 0.742 m
Cari Lebar Dasar Saluran B
B = 2h
B = 2 x 0.742 = 1.484 m
2. Saluran rencana sekunder 11 untuk periode
ulang 5 tahun
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan
11
`
Data-data:
Qt = 4,732m3/detik
Kemiringan saluran eksisting
h1 = 1,45 m h2 = 0,55 m
Δh = h1 – h2 = 0,90 m
ΔL = 107,25 m1
S = Δh/ΔL = 0,0084
Koefisien kekasaran manning (n) =0.015
(tabel 2.2 halaman 5)
8⁄
3
8
h ⁄3 h = √0.615
h = 0.833 m
Cari Lebar Saluran B
B = 2h
B = 2 x 0.833
B = 1.666 m
a) penampang Trapesium ekonomis
P= 2h √3
A= h2 √3
Q=AxV
Q = h2 √3 x
R= h/2
1
𝑛
2⁄
3
h
x {2}
xs
1
1⁄
2
2⁄
3
h
4.732 = h2 √3 x 0.015 x {2}
1⁄
2
x 0.0084
2⁄
3
h
4.732 =10.583 h2x66.667x{2}
h
x 0.092
2/3
4.732 = 10.583 h2 x 1.587
h8/3
Berdasarkan hasil perbandingan antara
penampang trapesium dengan penampang
persegi, maka dapat disimpulkan bahwa
penampang yang efisien terhadap kondisi
lahan adalah penampang persegi. dengan
tinggi jagaan diperoleh dari tabel 2.4
halaman 5, Dapat di lihat dari tabel
dibawah ini:
Tabel 4.6. Rencana Saluran Sekunder 10
4.732 = 10.583 x 1,587
Periode
Konstruksi
Ulang
8/3
4.732 = 6.667 x h
4.732
= h8/3
6.667
2 Tahun
5 Tahun
8⁄
3
h8/3 = √0.71
h = 0.879 m
Cari lebar dasar saluran (B)
2
B = h√3
Beton
Beton
Saluran (QS)
S 10
1.880
2.689
Persegi
Trapesium
b (m)
Tinggi
Jagaan
(m)
Lebar bawah Lebar atas
1.25 0.62
0.77
1.59 0.66 0.5
1.43 0.72
0.87
2.44 0.76 0.6
B (m) h (m)
B (m)
h (m)
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.7. Rencana Saluran Sekunder 11
Periode
Konstruksi
Ulang
3
2
B = 3 x 0.879 √3
B = 1,01 m
2 tahun
5 tahun
Beton
Beton
Saluran (QS)
S 11
3.473
4.732
Persegi
Trapesium
Tinggi
B (m)
b (m)
Jagaan
h (m)
Lebar bawahLebar atas
(m)
1.48 0.74
0.90
2.66 0.78 0.6
1.66 0.83
1.01
2.71 0.87 0.6
B (m) h (m)
Sumber: Hasil Perhitungan
5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
b) Penampang Persegi ekonomis
Q=AxV
Q=Bxhx
1
𝑛
h
2⁄
3
1⁄
2
x {2}
xs
1
h
2⁄
3
4.732 = 2h x h x 0.015 x {2}
h
1⁄
2
x 0.0084
2⁄
3
4.732 = 2h x h x 66.667 x {2}
4.732 = 2h2 x
4,732
6.110
= 2h2 x
2
h ⁄3
{2}
2
h ⁄3
1.587
8⁄
3
0.774 = 1.260 x h
0.774
1.260
=h
x 6.110
x 0.092
Kesimpulan
Berdasarkan hasil perhitungan, maka diperoleh
beberapa kesimpulan yang diharapkan dapat
memenuhi maksud dan tujuan dari Tugas
Akhir ini. Adapun kesimpulan yang diperoleh
antara lain :
1. Berdasarkan analisa frekuensi curah hujan
menggunakan metode gumbel dengan
periode ulang 2 dan 5 tahun diperoleh nilai
curah hujan yaitu R 2 Tahun = 91.81 mm dan
R 5 Tahun = 120.50 mm
2. Intensitas curah hujan yang digunakan
adalah intensitas curah hujan hasil
pembacaan grafik lengkung IDF (Insensity
8⁄
3
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan
12
`
Duration
Frequency)
untuk
waktu
konsentrasi rencana.
3. Dari beberapa hasil analisis perhitungan
kapasitas penampang saluran sebagian
saluran tidak dapat menampung dimana QS
< QT, seperti S10 QS = 0.904 m3/det untuk
QT 2 Tahun = 1.880 m3/det QT 5 Tahun = 2.689
m3/det sedangkan S11 QS = 2.523 m3/det
untuk QT 2 Tahun = 3.473 m3/det QT 5 Tahun =
4.732 m3/det.
4. Hasil evaluasi Debit Rencana dan Debit
Eksisting saluran drainase mikro periode
ulang 2 tahun dan 5 tahun di peroleh hasil
QS < QT maka dapat di simpulkan bahwa
drainase tersebut tidak layak digunakan,
sehingga dari beberapa perhitungan ulang
didapatkan dimensi saluran yang cukup
menampung
debit
banjir
dengan
menggunakan dimensi ekonomis yaitu
penampang persegi dengan ukuran B = 1.25
m; h = 0.62 m; Tinggi Jagaan = 0.50 m
dengan kapasitas debit 1.880 m3/det untuk
saluran kala ulang 2 tahun dan penampang
persegi B = 1.43 m; h = 0.72 m; Tinggi
Jagaan = 0.6 m dengan kapasitas debit
2.689 m3/det untuk kala ulang 5 tahun,
kondisi ini untuk mengatasi saluran
sekunder 10 (S10). Sedangkan untuk
saluran sekunder 11 (S11) yaitu dengan
penampang persegi dengan ukuran B = 1.48
m; h = 0.74 m; Tinggi Jagaan = 0.60 m
dengan kapasitas debit 3.473 m3/det untuk
saluran kala ulang 2 tahun dan penampang
persegi B = 1.66 m, h = 0.83 m; Tinggi
Jagaan = 0.60 m dengan kapasitas debit
4.732 m3/det untuk kala ulang 5 tahun.
Dengan kondisi lahan yang sempit maka
jenis konstruksi yang digunakan adalah
beton.
5. Penyebab meluapnya banjir ini karena
beberapa faktor seperti banyaknya sampah
diarea saluran, curah hujan yang tinggi,
serta debit air yang masuk dari wilayah
sekitarnya. Selain itu terjadi penyempitan
penampang di ujung saluran sehingga
menyulitkan air untuk mengalir ke
pembuangan akhir
5.2.
1. Perlu adanya operasi pemeliharaan untuk
setiap perumahan agar terpelihara dengan
baik
2. perlu adanya sumur resapan di setiap rumah
untuk menggurangi Direct Run Off.
3. Sistem drainase selain disesuaikan dengan
kondisi lapangan Harus di perhatikannya
wilayah administrasi terutama dalam sistem
drainasenya karena dalam hal ini sangat
berpengaruh dalam setiap pembangunan
4. Diperlukan daerah kolam retensi untuk
mengakomodir Direct Run Off.
DAFTAR PUSTAKA
1. Anonim. 1997. Drainase Perkotaan.
Jakarta: Penerbit Gunadarma
2. Dewan Standarisasi Nasional. 1994.
Standar Nasional Indonesia (SNI) 03-3424.
Jakarta
3. http://bahanreferensi.blogspot.co.id/2010/05/drainase.ht
ml (20 september 2016)
4. http://bidinagtuns.blogspot.co.id/2010/11/c
urah-hujan.html?m=1 (20 September 2016)
5. Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan
yang Berkelanjutan. Yogyakarta: Penerbit
Andi
6. Soemarto. 1999. Hidrologi Teknik. Jakarta:
Penerbit Erlangga
7. Soeparman
dan
Suparmin.
2001
Pembuangan Tinja dan Limbar Cair.
Jakarta: Penerbit ECD
8. Wesli.
2008.
Drainase
Perkotaan.
Yogyakarta: Penerbit Graha Ilmu
RIWAYAT PENULIS
1. Nurul Ibad Taofiki, ST. (alumni 2016)
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas
Teknik Universitas Pakuan Bogor.
2. Heny Purwanti, ST., MT. Dosen Program
Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik
Universitas Pakuan Bogor.
3. Rubaiah Darmayanti, ST., M.Sc. Dosen
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas
Teknik Universitas Pakuan Bogor.
Saran
Untuk pengembangan lebih lanjut maka
penulis memberikan saran yang bermanfaat
untuk kelanjutan studi ini, yaitu:
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan
13