11/10/2015

1

DRAINASE

Drainase berarti mengeringkan atau mengalirkan air.

Merupakan terminology untuk menyatakan sistim-sistim yangberkaitan dengan penanganan masalah kelebihan air, baikdiatas maupun dibawah permukaan.

Drainase di wilayah perkotaan selain menyangkut teknikpembuangan air juga tentang aspek kehidupan di kotatersebut . Karena semakin kompleknya masalah drainase diperkotaan, maka para perencana dituntut bekerja samadengan beberapa ahli di bidang lain yang terkait agar sistimdrainase yang dibangun dapat berjalan sesuai rencana

11/10/2015

2

SEJARAH PERKEMBANGANKebutuhan pokok manusia demi keberlangsungan hidup seperti keperluan rumah tangga ,pertanian dan peternakan akan menimbulkan limbah-limbah berupa air buangan sehinggadapat mengganggu kehidupan manusia dan kualitas lingkungan hidup. Maka dari itudiperlukan suatu sistim yang mengatur air berlebih atau air kotor sehingga daerahpemukiman manusia terlindungi.

Contoh pengalaman masalah drainase perkotaan jaman dahulu kala seperti orangBabilon yang mengusahakan lembah sungai Eufrat dan Tigris sebagai lahan pertaniansehingga tidak dapat menghindar dari masalah drainase . Orang mesir telahmemanfaatkan air sungai Nil dengan menetap sepanjang lembah yang sekaligus rentanterhadap gangguan banjir .

Contoh di Indonesia , pemukiman masyarakat yang semakin padat di kawasan daerahsungai selalu mengalami masalah gangguan air pada saat musim hujan secara periodic.Tapi kenyataannya mereka masih menetap disana , dikarenakan mereka mampumengatur dan menguasai ilmu pengetahuan tentang drainase.

Perkembangan ilmu drainase perkotaan banyak dipengaruhi oleh perkembangan socialbudaya suatu masyarakat serta juga dipengaruhi perkembangan ilmu hidrologi , hidrolika ,mekanika tanah , ukur tanah, matematika , dan banyak lagi. Ketika itu pengkajian ilmudrainase perkotaan masih menggunakan konsep statika , namun semakin lama ilmudrainase perkotaan menjadi ilmu yang mempunyai dinamika yang cukup tinggi.

DEFINISI

Drainase perkotaan merupakan sistim pengeringan danpengaliran air di wilayah perkotaaan yang meliputi:pemukiman, kawasan industry & perdagangan, sekolah, rumahsakit, & fasilitas umum lainnya, lapangan olahraga, lapanganparkir, instalasi militer, instalasi listrik, telekomunikasi,pelabuhan udara, pelabuhan laut/sungai serta tempat lainnyayang merupakan bagian dari sarana kota.

11/10/2015

3

FUNGSIDRAINASE

Menurut Sejarah Terbentuknya

a. Drainase Alamiah ( Natural Drainage)

Saluran yang terbentuk secara alami oleh gerusan air yang bergerakkarena gravitasi yang lambat laun membentuk jalan air yangpermanen seperti sungai dan tidak terdapat bangunan-bangunanpenunjang.

b. Drainase Bautan ( Arficial Drainage)

Saluran yang dibuat dengan maksud dan tujuan tertentu sehinggamemerlukan bangunan-bangunan khusus seperti selokan pasangbatu/beton , gorong-gorong, pipa dan sebagainya.

11/10/2015

4

Menurut Letak Bangunan

a. Drainase Permukaan Tanah (Surface Drainage)

Saluran drainase yang berada di atas permukaan tanah yang berfungsimengalirkan air limpasan permukaan. Analisa alirannya merupakananalisa open chanel flow.

b. Drainase Bawah Permukaan Tanah (Subsruface Drainage)

Saluran yang mengalirkan air limpasan permukaan melalui media-media di bawah permukaan tanah (pipa-pipa) , dikarenakan tuntutanartistic , tuntutan fungsi permukaan yang tidak membolehkan adanyasaluran di permukaan tanah seperti lapangan sepak bola, lapanganterbang, taman dan lain-lain.

Menurut Fungsi

a. Single Purpose Berfungsi mengalirkan satu jenis air buangan, misalnya air hujan saja atau jenis airbuangan yang lain seperti limbah domestic , air limbah industry dan lain-lain.b. Multi PurposeBerfungsi mengalirkan beberapa jenis air buangan baik secara bercampur maupunbergantian.

11/10/2015

5

Menurut Konstruksi

a. Saluran Terbuka

Cocok untuk drainase air hujan di daerah dengan luasan yang cukup , ataupun drainasenon-hujan yang tidak membahayakan kesehatan / mengganggu lingkungan.

b. Saluran Tertutup

Umumnya dipakai untuk aliran air kotor atau untuk saluran di tengah kota.

Pola jaringan Drainase

Siku

Dibuat pada daerah yang mempunyai topografi sedikit lebih tinggidaripada sungai. Sungai sebagai saluran pembuangan akhir beradadi tengah kota.

Paralel

Saluran utama terletak sejajar dengan saluran cabang. Dengan salurancabang (sekunder ) yang cukup banyak dan pendek-pendek, apabilaterjadi perkembangan kota, saluran-saluran akan dapatmenyesuaikan diri.

Grid Iron

Untuk daerah dimana sungainya terletak di pinggir kota , sehinggasaluran-saluran cabang dikumpulkan dulu pada saluran pengumpul.

11/10/2015

6

Pola jaringan Drainase

Alamiah

Sama seperti pola siku , hanya beban sungai pada pola alamiah lebihbesar.

Radial

Pada daerah berbukit , sehingga pola saluran memancar ke segalaarah.

Jaring-Jaring

Mempunyai saluran-saluran pembuangan yang mengikuti arah jalanraya ,dan cocok untuk daerah dengan topografi datar.

KARAKTERISTIK HUJAN

DURASI INTENSITAS LENGKUNG INTENSITAS

11/10/2015

7

Durasi

Durasi hujan adalah lamanya waktu hujan tercurah dari atmosfer yangdinyatakan dengan satuan waktu (menit, jam, hari) yang diperolehterutama dari hasil pencatatan alat pengukur hujan otomatis. Dalamperencanaan drainase durasi hujan ini sering dikaitkan dengan waktukonsentrasi, khususnya pada drainase perkotaan diperlukan durasiyang relative pendek, mengingat akan toleransi terhadap lamanyagenangan.

Intensitas

Intensitas hujan adalah ukuran yang menyatakan tinggi hujan atauvolume hujan dalam satuan waktu tertentu (mm/jam, cm/jam).Besarnya intensitas hujan berbeda-beda, tergantung dari lamanyacurah hujan dan frekuensi kejadiannya. Intensitas hujan diperolehdengan cara melakukan analisis data hujan baik secara statisticmaupun secara empiris.

11/10/2015

8

Lengkung Intensitas

Lengkung intensitas hujan merupakan suatu grafik yang menyatakan hubunganantara intensitas hujan dengan durasi hujan, hubungan tersebut dinyatakan dalambentuk lengkung intensitas hujan dengan kala ulang hujan tertentu.

Salah satu contoh lengkung intensitas hujan untuk beberapa macam kala ulanghujan menurut Haspers ditunjukkan pada gambar dibawah.

Kurva intensitas Hujan

11/10/2015

9

Waktu Konsentrasi (t)

Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yangpaling jauh pada daerah aliran ke titik control yang ditentukan dibagian hilir suatusaluran.

Pada prinsipnya waktu konsentrasi dapat dibagi menjadi:

Inlet time (to) : waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di atas permukaan tanahmenuju saluran drainase.

Conduit time (td) : waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di sepanjang saluransampai titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir.

Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan rumus:

tc = to + tdLama waktu mengalir di dalam saluran (td) ditentukan dengan rumus sesuai dengankondisi salurannya. Untuk saluran alami, sifat-sifat hidroliknya sukar ditentukan, maka tddapat ditentukan dengan menggunakan perkiraan kecepatan air seperti tabel

Waktu konsentrasi besarnya sangat bervariasi dan dipengaruhi oleh faktor-faktor :

Luas daerah pengaliranPanjang saluran drainaseKemiringan dasar saluranDebit dan kecepatan aliran

Kemiringan rata-rata dasarsaluran (%)

Kecepatan rata-rata (meter/detik)

< 1

1 – 2

2 – 4

4 – 6

6 – 10

10 – 15

0,4

0,6

0,9

1,2

1,5

2,4

Tabel kecepatan untuksaluran alami

11/10/2015

10

Data Hujan

Pengukuran Alat Ukur Kondisi dan Sifat Data

Pengukuran

Hujan merupakan komponen yang amat penting dalam analisishidrologi pada perancangan debit untuk menentukan dimensisaluran drainase.

Pengukuran hujan dilakukan sepanjang tahun selama 24 jam tiapharinya. Untuk berbagai kepentingan perancangan drainasetertentu data hujan yang diperlukan tidak hanya data hujan harianakan tetapi juga distribusi jam-jaman atau menitan. Untukkeperluan ini lebih cocok dipakai alat ukur hujan otomatis.

11/10/2015

11

Alat Ukur

Dalam praktek pengukuran hujan terdapat dua jenis alat ukur hujan, yaitu :

Alat ukur hujan biasa (manual raingauge)Data yang diperoleh dari pengukuran dengan menggunakan alat ini

berupa data hasil pencatatan oleh petugas pada setiap periode tertentu.Alat pengukur hujan ini berupa suatu corong dan sebuah gelas ukur, yangmasing-masing berfungsi untuk menampung jumlah air hujan dalam satuhari (hujan harian). Alat ukur hujan otomatis (automatic raingauge)

Data yang diperoleh dari hasil pengukuran dengan menggunakan alatini berupa data pencatatan secara terus menerus pada kertas pencatatyang dipasang pada alat ukur. Berdasarkan data ini akan dapat dilakukananalisis untuk memperoleh besaran intensitas hujan.

Kondisi dan Sifat Data

Data hujan yang baik diperlukan dalam melakukan analisishidrologi, namun untuk mendapatkan data yang berkualitasbiasanya tidak mudah. Data hujan hasil pencatatan yang tersediabiasanya dalam kondisi tidak menerus. Apabila terputusnyarangkaian data hanya beberapa saat kemungkinan tidakmenimbulkan masalah tetapi untuk kurun waktu yang lama tentuakan menimbulkan masalah di dalam melakukan analisis.

Dalam hal ini perlu dilihat kepentingan atau sasaran dariperencanaan drainase yang bersangkutan.

11/10/2015

12

Pengolahan Data

Hujan Rerata Daerah Melengkapi Data Kala Ulang Hujan Analisis Intensitas Hujan

Hujan Rerata Daerah

Cara Rata Rata aljabar Cara thiessen Cara Isohyet

11/10/2015

13

Cara Rata Rata Aljabar

Menghitung rata-rata secara aljabar curah hujan di dalam dan di luardaerah yang bersangkutan.

1 2 + …….. + Rn )

Dimana :

R = curah hujan daerahn = jumlah titik atau pos pengamatanR1, R2, ………… , Rn = curah hujan di tiap titik pengamatan

Cara ThiessenApabila titik-titik daerah pengamatan tidak tersebar merata pada suatu daerah, makaperhitungan curah hujan dilakukan dengan memperhitungkan pengaruh tiap titikpengamatan.

. . ⋯⋯⋯ .

⋯⋯⋯

. . ⋯⋯⋯ .

. . ⋯⋯⋯ .

Dimana :

R = curah hujan daerah

R , R , R = curah hujan di tiap titik pengamatan

, , = bagian daerah yang mewakili tiap titik pengamatan.

Dengan cara Thiessen ini akan memberikan hasil yang lebih teliti daripada cara aljabar.Akan tetapi penentuan titik pengamatan dan pemilihan ketinggian akanmempengaruhi ketelitian hasil yang didapat. Kerugian yang lain umpamanya untukpenentuan kembali jaringan segitiga jika terdapat kekurangan pada salah satu titikpengamatan.

11/10/2015

14

Polygon Thiessen

Cara Isohyet

Luas bagian daerah antara 2 garis isohyet yang berdekatan diukur dan harga rata-rata dari isohyet dapat dihitung. Curah hujan daerah dapat dihitung menurutpersamaan sebagai berikut :

. . ⋯⋯⋯ .

⋯⋯⋯

Dimana :R = curah hujan daerahR , R , R = curah hujan rata-rata pada bagian , ………

, , = luas bagian-bagian antara garis isohyet.

Cara isohyet ini merupakan cara yang paling rasional jika garis-garis isohyet dapatdigamar dengan teliti. Akan tetapi jika titik-titik pengamatan itu banyak dan variasiurah hujan di daerah bersangkutan besar maka pada pembuatan peta isohyetakan terdapat kesalahan pribadi si pembuat data.

11/10/2015

15

Isohyet

Melengkapi Data

Hasil pengukuran hujan terkadang ada yng tidak lengkap. Untuk melengkapi data ynghilang itu kita tidak dapat melakukan perkiraan. Apabila daerah titik pengamatan yangmemeiliki selisih hujan tahunan normal dari tempat pengamatan yang datanya tidaklengkap kurang dari 10%, maka perkiraan data yang hilang boleh diambil rata-rata daridata tempat pengamatan yang mengelilinginya. Tetapi jika lebih dari 10%, makadiambil cara menurut perbandingan biasa :

Dimana :R = curah hujan rata-rata setahun di tempat pengamatan R datanya harus

lengkaprA, rB, rC = curah hujan ditempat pengamatan RA, RB, RCRA, RB, RC = curah hujan rata-rata setahun di A, B dan C

11/10/2015

16

Kala Ulang Hujan

Suatu data hujan akan mencapai suatu harga tertentu atau disamaiatau kurang dari atau dilampaui dari dan diperkirakan terjadi dalamkurun waktu T tahun.Penentuan periode ulang didasarkan pada pertimbangan ekonomis.Berdasarkan prinsip dalam ppenyelesaian masalah drainaseperkotaan dari aspek hidrologi, sebelum dilakukan analisis frekwensiuntuk mendapatkan besaran hujan dengan kala ulang tertentu harusdipersiapkan rangkaian data hujan berdasarkan pada durasi waktu(menit, jam, hari).

Analisis Intensitas Hujan

Data curah hujan dalam suatu waktu tertentu yang tercatat pada alatotomatis data dirubah menjadi intensitas curah hujan per jam.Menurut Dr. Mononobe intensitas hujan (I) di dalam rumus rasionaldapat dihitung dengan cara :

Dimana :R = curah hujan rancangan setempat dalam mmTc = lama waktu konsentrasi dlm jamI = intensitas hujan dalam mm/jam

11/10/2015

17

Debit Rancangan dengan MetodeRasional

Debit rencana untuk daerah perkotaan umumnya dihendaki pembuangan air yang secepatnya agarjangan sampai ada genangan air. Faktor-faktor yang menentukan sampai berapa tinggi genangan airyang diperbolehkan agar tidak menimbulkan kerugian, adalah :

1. Berapa luas daerah yang akan tergenang (sampai batas tinggi yang diperbolehkan)

2. Berapa lama waktu penggenangan.

Perencanaan dan pengembangan sistem drainase bagi suatu perkotaan yang baru harus diselaraskandengan sistem drainase alami yang sudah ada, agar keadaan aslinya dapat dipertahankan sejauhmungkin. Perhitungan debit air rencana dapat dihitung menggunakan rmus metode rasional sebagaiberikut :

Q = . β . I . A

Dimana :

Q = debit rencana dengan masa ulang T tahun dalam m3 / detik

= koefisien pengaliran

β = koefisien penyebaran hujan

I = intensitas selama waktu konsentrasi dalam mm/jam

A = luas daerah aliran dalam Ha

Koefisien Pengaliran ( )

Koefisien pengaliran merupakan nilai banding antara hujan yangmembentik limpasan langsung dengan hujan total yang terjadi.Besaran ini dipengaruhi oleh tata guna lahan, kemiringan lahan, jenisdan kondisi tanah,. Pemilihan koefisien pengaliran harusmemperhitungkan kemungkinan adanya perubahan tata guna lahandi kemudian hari.

11/10/2015

18

Koefisien Penyebarab Hujan (β)

Koefisien penyebaran hujan merupakan nilai yang digunakan untukmengoreksi pengaruh penyebaran hujan yang tidak merata padasuatu daerah pengaliran. Nilai besaran ini tergantung dari kondisi danluas daerah pengaliran. Untuk daerah yang relativ kecil biasanyakejadian hujan diasumsikan merata. Sehingga nilai koefisienpenyebaran hujan β = 1.