11. bab v drainase.docx

BAB III

DATA DAN ANALISIS

3.1 Curah Hujan

3.1.1 Data Curah Hujan

Perencanaan jalan yang akan dibangun berlokasi di Wonokromo,

Jawa Timur. Dalam perhitungan drainase dibutuhkan data curah hujan

pada stasiun terdekat, maka dari itu didapatkan data curah hujan dari

tahun 2004 sampai tahun 2013 pada daerah tersebut dengan data

seperti dibawah ini.

Tabel 5.1. Data curah hujan daerah Jalan Wonokromo – Gubeng (mm/hari)

NO TAHUN Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agus Sept Okt Nov Des JUMLAH RATA2 MAKS

1 2004 88,9 76,2 107,5 96,52 96,52 63,5 116,8 190,5 182,88 96,52 129,54 233,68 1479,1 123,258 233,68

2 2005 78,74 144,78 114,3 81,28 129,54 83,82 83,82116,8

4 86,36 63,5 6,096 233,68 1222,76 101,896 233,68

3 2006 73,5 165,1 91,44 71,12 76,2 142,2 203,2 101,6 182,88 160,02 132,08 165,1 1564,48 130,373 203,2

4 2007 101,6 50,8 177,8187,9

6 86,36 43,18 3,6 127 147,32 58,42 76,2 83,82 1144,06 95,338 187,96

5 2008 76,2 190,5 76,2 81,28 88,9 93,98 63,5198,1

2 109,22 142,24 60,96 81,28 1262,38 105,198 198,12

6 2009 109,22 132,08 213,36 81,28 127 88,9 114,3 114,3 127 114,3 63,5 157,48 1442,72 120,227 213,36

7 2010 132,08 182,88 81,28 50,8 66,04 63,5 63,5160,0

2 177,8 114,3 91,44 65 1248,64 104,053 182,88

8 2011 140 41,8 50,8 81 40,4 46,8 5,1 44 24,5 11,6 56,8 125 667,8 55,650 140

9 2012 111 80 105 39,5 71 64 76 24 15 50 59 50 744,5 62,042 111

10 2013 112,2 83,6 61,2 40,4 37,4 16,2 49 44 30 143,2 55,2 58 730,4 60,867 143,2

Analisa Intensitas curah hujan untuk periode ulang 5 tahunan,

menggunakan software Microsoft Excel 2013.

3.1.2 Analisa Frekuensi

Dalam perhitungan analisa frekuensi digunakan metoda gumbel,

sehingga didapatkan besarnya curah hujan yang diharapkan berulang

setiap 5 tahun.

Sx=√∑ ( Xi−Xa )2

n−1

Perencanaan Jalan Project Work I 136

Tabel 5.2. Standar deviasi

NOXi (mm/hari)

Xi - Xa (Xi-Xa) ²

1 233,68 48,972 2398,2572 233,68 48,972 2398,2573 203,2 18,492 341,9544 187,96 3,252 10,5765 198,12 13,412 179,8826 213,36 28,652 820,9377 182,88 -1,828 3,3428 140 -44,708 1998,8059 111 -73,708 5432,869

10 143,2 -41,508 1722,914rata2 ( Xa) 184,708 15307,79

Stdev 41,242

Sx=√∑ ( Xi−Xa )2

n−1=√ 15307,79

10−1=41,42

Dengan periode ulang 5 tahun, maka di dapatkan :

PU Yt n Yn Sn

51,499

910

0,4952

0,949

Digunakan dengan metode gumbel, sehingga didapatkan besarnya curah

hujan periode ulang 5 tahun

Xt=Xa+ Yt−YnSn

Sx=139,588+ 1,4999−0,49520,949

41,42=228,370 mm /24 jam

3.1.3 Analisa Intensitas Curah Hujan


Intensitas 5 tahunan :

I=90 % X T

4=90 %228,370

4=51,383

Maka didapatkan intensitas 5 tahunan sebesar 51,383 lalu di plotkan ke

dalam Gambar 5.1.

Gambar 5.1. Grafik intensitas curah hujan daerah Jalan Wonokromo –

Gubeng

3.2 Perhitungan Debit Saluran

5.2.1 Contoh Perhitungan Debit

Pemberian nama saluran sebelah kanan dan kiri

berdasarkan as jalan atau arah jalan dari STA 0+000 – STA

0+367,807. Contoh perhitungan debit diambil pada STA 0+000 – STA

0+367,807 saluran sebelah kiri, dan langkah-langkahnya adalah

sebagai berikut :

Pembagian Noda


Noda dibagi berdasarkan perbedaan arah aliran air, atau arah

aliran air yang sama tetapi memiliki kemiringan yang berbeda, berikut

gambar pembagian noda pada perencanaan jalan kami.

Gambar 5.2. Pembagian noda berdasarkan arah aliran drainase

Daerah Tangkapan

Daerah tangkapan atau catchment area merupakan bagian dari

daerah milik jalan dan sekitarnya yang memungkinkan air ditangkap

dan disalurkan menuju saluran darainase, untuk daerah pemukiman

diambil jarak maksimum daerah tangkapan yaitu 100m. Berikut

merupakan gambar beserta keterangan daerah tangkapan pada

perencanaan jalan kami.


Gambar 5.3. Luas tangkapan noda 1 – noda 2


Gambar 5.5. Luas tangkapan noda 3

– noda 4


Keterangan :

- Warna Ungu : daerah DAMIJA yang menangkap air dan masuk

kedalam drainase

- Arsiran Kuning : daerah tangkapan atau pemukiman yang

menangkap air dan masuk kedalam drainase

- Warna Kuning : air yang mengalir dari bagian jalan yang masuk

ke dalam drainase kanan


- Warna Hijau : air yang mengalir dari bagian jalan yang masuk

ke dalam drainase kiri

Luas tangkapan pada STA 0+000 – STA 367,807 didapatkan dari

hatch AutoCad 2012.

- Bagian Kiri

Bagian Jalan : 0,003752 km2

Pemukiman : 0,009085 km2

- Bagian Kanan

Bagian Jalan : 0,003752 km2

Pemukiman : 0,009085 km2

Waktu Konsentrasi (tc)

t 1=( 23

x 3,28 x Lo xnd

√s )t 2=

L60 x v

tC=t 1+t 2

Tabel 5.3. Keterangan Perhitungan Tc

Noda Sta Keterangan s (%) nd Lo (m) L (m)v

(m/s)

1 2

0+000 0+100

Bagian Jalan 2 0,013

10,2

367,807

1,50+100 0+200 10,20+200 0+300 10,20+300 0+367,807 10,20+000 0+100

Pemukiman

0,65

0,2

10

1,50+100 0+200 0 00+200 0+300 0 00+300 0+367,807 0 0

- Bagian Kiri

Jalan


t 1=0,75 menit dant 2=4,087 meni t

t c=t1+t 2=4,836 menit

Pemukiman

t 1=1,414 menit dan t2=4,087 menit


- Bagian Kanan

Jalan

t 1=0,75 menit dant 2=4,087 menit


Pemukiman

t 1=0,982 menit dan t 2=4,087 menit


Nilai tc pada noda 1 – 2 ini diambil yang terbesar, sehingga jika

diplot di dalam grafik pada gembar 4.1 akan di dapatkan nilai curah

hujan (I) bagian kiri dan kanan sebesar 190 mm/jam.

Koefisien Pengaliran (C)

- Bagian Jalan = 0,8

- Pemukiman = 0,6

Setelah itu menghitung debit pada bagian jalan dan pemukiman

pada saluran kiri dan kanan langkah selanjutnya adalah mengitung

total debit, langkah perhitungannya adalah sebagai berikut :

Q= 13,6

xC x I x A


- Bagian Kiri

QJalan=1

3,6x C x I x A= 1

3,6x0,8 x 190 x 0,00 3752=0,158814 m3 /s

QPemukiman=1

3,6x C x I x A= 1

3,6x0,6 x 190 x0,0 09085=0,288444 m3/ s

Q¿tal=Q jalan+QPemukiman=0,447258488 m3/s

- Bagian Kanan

QJalan=1

3,6x C x I x A= 1

3,6x0,8 x 190 x 0,00 3752=0,158814 m3 /s

QPemukiman=1

3,6x C x I x A= 1

3,6x0,6 x 190 x0,0 09085=0,288444 m3/ s

Qtotal=Q jalan+QPemukiman=0,447258488 m3/s

Didapatkan debit pada noda 1 – 2 pada saluran bagian kiri dan

kanan adalah sebesar 0,447258488 m3/s, Dengan menggunakan

program Microsoft Excel 2013 maka didapat nilai Qtotal pada saluran

kanan maupun kiri pada masing-masing node, hasilnya disajikan

dalam bentuk tabel dibawah.


Tabel 5.4. Pehitungan debit saluran sebelah kiri


Tabel 5.5. Pehitungan debit saluran sebelah kanan


Tabel 5.6. Ringkasan debit air pada drainase

Bagian Drainas

eNoda

Arah Aliran

Air

Q (m³/s) Qt (m³/s)

Q Akhir (m³/s)Jalan Pemukiman

Kiri

1 2 ← 0,159 0,288 0,447 0,4472 3 → 0,443 0,000 0,443 0,4433 4 ← 0,605 2,222 2,827 2,8274 5 → 0,267 0,377 0,644 0,644

Kanan

1 2 ← 0,159 0,288 0,447 0,4472 3 → 0,076 0,063 0,140 0,1403 4 ← 0,186 0,000 0,186 0,1864 5 → 0,425 0,032 0,457 0,457

3.3 Perhitungan Dimensi Saluran

3.3.1 Saluran Sebelah Kiri

Contoh perhitungan saluran drainase bagian sebelah kiri diambil

pada noda 1 – 2. Berikut langkah perhitungannya :

- G1 (s lapangan) = 1,84 %

- Qlapangan = 0,447 m3/s

- Kst = 77 (Tabel Kst)

Rencana Dimensi Penampang Terefisien

- h = 0,5 m

- b = 2x h = 1 m

- A=b xh=0,5 x1=0,5 m2

- Keliling basah=b+2h=1+(2 x 0,5 )=2 m

- R= Akeliling basah

=0,5 m2

2 m=0,25 m


- S ijin=( VKst ×r 2/3 )

2

→ denganV ijin=1,5 m / s

S ijin=( 1,577 ×0,252/3 )

2

S ijin=0,243

Karena S ijin < S lap , maka keceptan pada Q lapangan akan

melampaui kecepatan ijin yaitu 1,5 m/s. Maka dibutuhkan trap

untuk saluran drainase ini.

- Vsaluran=Kst x R2/3 x S1/2=77 x 0,252/3 x 0,0161 /2=4,145 m /s

Maka dibuat Saluran Sistem Trap 3 tingkat, sehingga V = 1,382 m/s

< 1,5 m/s OKE!

- Qsaluran=A xV =0,5 m2 x 1,382m / s=0,691 m3/ s

Qlapangan<Q saluran

0,447 m3/s < 0,691 m3/s OKE!

- Tinggi jagaan (w)¿√0,5 xh=√0,5 x0,5=0,5 m

- htotal=h+w=0,5 m+0,5 m=1m


Perhitungan noda selanjutnya dengan Microsoft excel 2013 dan hasil

perhitungannya pada tabel dibawah

Tabel 5.7. Perhitungan Dimensi Saluran Kiri

Dari hasil perhitungan diatas, antara dimensi pada noda 1, 2, dan 4 tidak beda jauh

dengan dimensi pada noda 3. Maka untuk dimensi saluran pada bagian kanan disamakan

semua dengan h = 1,8 m dan b = 2 m.

.


Noda 1 – 2 2 - 3 3 - 4 4 - 5G (%)

1,84% 2,80% 0,83% 0,50%Data

Q lap (m³/s) 0,447 0,443 2,827 0,644Kst 77 77 77 77

S Lapangan (%) 1,84 2,8 0,83 0,5S diijinkan 0,243 0,243 0,096 0,190

h (m) 0,5 0,5 1 0,6b (m) 1 1 2 1,2A (m²) 0,5 0,5 2 0,72

Keliling basah (m) 2 2 4 2,4R (m) 0,25 0,25 0,5 0,3

V (m/s) 4,145 5,113 4,419 2,440Sistem Trap

(tingkat)3 4 3 2

V akhir (m/s) 1,382 1,278 1,473 1,220Q saluran (m³/s) 0,691 0,639 2,946 0,878

w (m) 0,500 0,500 0,80 0,548Dimensi

h(m) 0,5 0,5 1 0,6b (m) 1 1 2 1,2

Gambar 5.7. Dimensi drainase pada saluran kiri

3.4.2 Saluran Sebelah Kanan

Contoh perhitungan saluran drainase bagian sebelah kanan diambil pada

noda 1 – 2. Berikut langkah perhitungannya :

- G1 = 1,84 %

- Qlapangan = 0,447 m3/s

- Kst = 77 (Tabel Kst)

Rencana Dimensi Penampang Terefisien

- h = 0,5 m

- b = 2h = 1 m

- A=b xh=0,5 x1=0,5 m2

- Keliling basah=b+2h=1+(2 x 0,5 )=2 m

- R= Akeliling basah

=0,5 m2

2 m=0,25 m

- S ijin=( VKst ×r 2/3 )

2

→ denganV ijin=1,5 m / s


S ijin=( 1,577 ×0,252/3 )

2

S ijin=0,243

Karena S ijin < S lap , maka keceptan pada Q lapangan akan

melampaui kecepatan ijin yaitu 1,5 m/s. Maka dibutuhkan trap untuk

saluran drainase ini.

- Vsaluran=Kst x R2/3 x S1/2=77 x 0,252/3 x 0,0161 /2=4,145 m /s

Maka dibuat Saluran Sistem Trap 3 tingkat, sehingga V = 1,382 m/s <

1,5 m/s OKE!

- Qsaluran=A xV =0,5 m2 x 1,382m / s=0,691 m3/ s

Qlapangan<Q saluran

0,447 m3/s < 0,691 m3/s OKE!

- Tinggi jagaan (w)¿√0,5 xh=√0,5 x0,5=0,5 m

- htotal=h+w=0,5 m+0,5 m=1m


Perhitungan noda selanjutnya dengan Microsoft excel dan hasil

perhitungannya pada tabel dibawah

Tabel 5.8. Perhitungan Dimensi Saluran Kanan

Noda 1 - 2 2 - 3 3 - 4 4 - 5G (%)

1,84% 2,80% 0,83%

0,50%Data

Q lap (m³/s) 0,447 0,140 0,186 0,457Kst 77 77 77 77

S (%) 1,84 2,8 0,83 0,5S diijinkan 0,243 0,243 0,243 0,243

h (m) 0,5 0,5 0,5 0,5b (m) 1 1 1 1A (m²) 0,5 0,5 0,5 0,5

Keliling basah (m) 2 2 2 2R (m) 0,25 0,25 0,25 0,25

V (m/s) 4,145 5,113 2,784 2,161Sistem Trap (tingkat) 3 4 2 2

V akhir (m/s) 1,382 1,278 1,392 1,080Q saluran (m³/s) 0,691 0,639 0,696 0,540

w (m) 0,5 0,5 0,5 0,5Dimensi

h (m) 0,5 0,5 0,5 0,5b (m) 1 1 1 1

Dari hasil perhitungan diatas, antara dimensi pada noda 1 – 4 didapatkan

penampang dengan dimensi h = 1 m dan b = 1 m.


Gambar 5.8. Dimensi drainase pada saluran kanan

3.4 Dimensi Bangunan Pelengkap

3.4.1 Gorong – Gorong

Untuk mengalirkan air darialinyemen vertikal berbentuk cekung

dibutuhkan sebuah gorong- gorong. Gorong – gorong harus mampu

menerima akumulasi debit dari dua arah node. Berikut merupakan contoh

perhitungan desain gorong – gorong

Gambar 5.9. Letak Pelaksanaan Gorong - Gorong


Air dalam gorong – gorong akan dibuang ke arah kiri, karena ketinggian sta

0+969,106 (letak gorong – gorong) pada sisi kiri jalan lebih rendah daripada

sisi kanan jalan. Maka gorong – gorong akan menampung debit dari sisi kanan

node 2 – 3 dan 3 – 4. Berikut contoh perhitungannya :

Analisa Perhitungan Dimensi Gorong - Gorong

Q node 2 – 3 = 0,140

Q node 3 – 4 = 0,186

Q Total=0,140+0,186

¿0,326 m3/s

V yang diijinkan = 1,5 m/s

Fd=QV

Fd=0,3261,5

Fd=0,217 m2

Fe=Fd

Fe=0,685 D2

D teo=√ Fd0,685

,

D teo=√ 0,2170,685

,

D teo=0,562841 m , D teo<D aktual ,dan Dmin = 0,8 m

maka digunakan D=0,8 m

Karena D yang dibutuhkan hanya 0,8 m, maka jumlah gorong – gorong

hanya 1

d=0,8 D


d=0,8 ×0,8

d=0,64m

Dibutuhkan 1 gorong – gorong dengan diameter 0,8 m

Cek Kemiringan Gorong-gorong

Karena total debit saluran yang ditampung hanya memerlukan

diameter gorong - gorong 0,56 m, maka air masih mampu ditampung

pada tinggi jagaan gorong-gorong yaitu 0,64 m. Maka dalam kontrol

kemiringan gorong – gorong digunakan diameter 0,64 m

P=2 × r×∅

¿2 ×0,32 × 4,5

¿2,88 m

F=18

( 4,5−sin 4,5 ) D 2

F=18

( 4,5−sin 4,5 ) 0,642

F=0,226 m

R=F / P

R=0,226/2,88

R=0,079m

n Beton=0,014

V yangdiijinkan=1,5 m /s


i teori=(V ×n )

R23

i teori=(1,5 ×0,014 )

0,07923

i teori=0,013319=1,3319 %

Kontrol Debit

Qgorong−gorong=V × A

Qgorong−gorong=1,5 ×0,226

Qgorong−gorong=0,339

Qgorong−gorong>Qsaluran

0,339m3

s>0,326 m3/ s OKE!!

Gorong – gorong mampu menerima debit dari saluran, dan karena

kemiringan yang diijinkan untuk gorong – gorong adalah 0,5 – 2 %,

maka pada pelaksanaan gorong – gorong pada lapangan dibuat

kemiringan 1,3 %


Gambar 5.10. Penampang Gorong – Gorong Bagian Depan

Gambar 5.11. Penampang Gorong – Gorong Bagian Samping


11. bab v drainase.docx

Documents