drainase fix bab 1-4
Post on 03-Mar-2016
190 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Drainase didefinisikan sebagai pembuangan air permukaan, baik secara
gravitasi maupun dengan pompa dengan tujuan untuk mencegah terjadinya
genangan, menjaga dan menurunkan permukaan air sehingga genangan air dapat
dihindarkan. Drainase perkotaan berfungsi mengendalikan kelebihan air
permukaan sehingga tidak merugikan masyarakat dan dapat memberikan manfaat
bagi kehidupan manusia. Kelebihan air tersebut dapat berupa air hujan, air limbah
domestik maupun air limbah industri. Oleh karena itu drainase perkotaan harus
terpadu dengan sanitasi, sampah, pengendali banjir kota dan lainnya (Alfian,
2007).
Menurut Suripin (2004) drainase mempunyai arti mengalirkan, menguras,
membuang, atau mengalihkan air. Secara umum, drainase didefinisikan sebagai
serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/ atau membuang
kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan
secara optimal. Drainase juga diartikan sebagai suatu cara pembuangan kelebihan
air yang tidak diinginkan pada suatu daerah, serta cara-cara penangggulangan
akibat yang ditimbulkan oleh kelebihan air tersebut.
Dari sudut pandang yang lain, drainase adalah salah satu unsur dari
prasarana umum yang dibutuhkan masyarakat kota dalam rangka menuju
kehidupan kota yang aman, nyaman, bersih, dan sehat. Prasarana drainase di sini
berfungsi untuk mengalirkan air permukaan ke badan air (sumber air permukaan
dan bawah permukaan tanah) dan atau bangunan resapan. Selain itu juga
berfungsi sebagai pengendali kebutuhan air permukaan dengan tindakan untuk
memperbaiki daerah becek, genangan air dan banjir. Kegunaan dengan adanya
saluran drainase ini adalah untuk mengeringkan daerah becek dan genangan air
sehingga tidak ada akumulasi air tanah, menurunkan permukaan air tanah pada
tingkat yang ideal, mengendalikan erosi tanah, kerusakan jalan dan bangunan
yang ada, mengendalikan air hujan yang berlebihan sehingga tidak terjadi bencana
banjir.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 2
Persoalan banjir dan genangan di Pekanbaru merupakan permasalahan
yang cukup rumit, penyebab utama terjadinya banjir dan genangan di kota
Pekanbaru ini 70 % genangan yang ada hanya disebabkan oleh masalah yang
sepele yaitu tidak mengalirnya air pada titik genangan ke saluran yang ada di
pinggir jalan. Jika diamati dengan seksama pada menit-menit pertama hujan deras
turun badan jalan sudah tergenang sampai beberapa puluh centimeter, sedangkan
saluran pembuang terdekat masih kosong karena tidak ada saluruan dari badan
jalan ke drainase kota.
Kondisi eksisting di Jalan Lembah Raya, Kelurahan Tangkerang Utara,
Kecamatan Bukitraya memiliki bangunan drainase yang besar namun ukuran
konstruksi bangunan drainase tersebut tidak seragam, pada ruas-ruas tertentu
dimensi saluran tidak beraturan.
Gambar 1.1 Sampah di dalam Drainase
Adanya penumpukan sampah di dalam drainase dan sedimentasi yang
tinggi menyebabkan berkurangnya kapasitas drainase untuk menerima debit hujan
yang masuk sehingga ketika hujan turun dengan intensitas tinggi drainase tidak
sanggup menampung debit hujan tersebut yang menyebabkan air meluap dan
menimbulkan banjir yang menggenangi pemukiman warga dan badan jalan. Dari
informasi masyarakat yang tinggal didaerah tersebut salah satu penyebab banjir
yaitu adanya air kiriman yang tiba tiba datang hingga menggenangi kawasan
pemukiman warga. Ketinggian banjir yang merendam jalan banyak menyebabkan
kendaraan yang melintas mengalami mogok.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 3
Gambar 1.2 Banjir di Jalan Lembah Raya
Beginilah resiko warga yang melintas dan tinggal di lokasi jalan Lembah
Raya. Banjir seakan-akan sudah menjadi sahabat yang tidak bisa terpisahkan.
Walaupun hanya di saat musim hujan dan di saat air sungai meluap, dampaknya
begitu besar. Terutama, jalan aspal jadi rusak belubang, tanaman kebun jadi
rusak dan rumah serta pekarangan rumah jadi kotor dan bau.
Sumber: Riau Pos
Gambar 1.3 Kendaraan yang melewati daerah banjir
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 4
1.2 Rumusan Masalah
Banjir yang terjadi pada Jalan Lembah Raya menunjukkan bahwa drainase tidak
dapat berfungsi secara optimal, oleh karena itu diperlukan evaluasi untuk
memperoleh solusi dari permasalahan tersebut :
Berapa kapasitas saluran yang dibutuhkan untuk mendesain ulang saluran
sehingga dapat mengantisipasi banjir tersebut?
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian adalah sebagai berikut:
Menentukan kapasitas saluran yang dibutuhkan untuk mendesain ulang saluran
sehingga dapat mengantisipasi terjadinya banjir di daerah tersebut.
1.4 Manfaat Penelitian
Harapan dan output dari penelitian ini adalah menjadi bahan masukan atau bahan
pertimbangan alternatife dan solusi pemecahan masalah banjir bagi pihak-pihak
yang berkepentingan.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Umum
Secara umum, sistem drainase dapat diartikan sebagai serangkaian
bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan
air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara
optimal. Saat ini sistem drainase sudah menjadi salah satu infrastruktur
perkotaan yang sangat penting. Kualitas manajemen suatu kota dapat dilihat dari
kualitas sistem drainase yang ada. Sistem drainase yang baik dapat
membebaskan kota dari genangan air (Alfian, 2007).
2.2 Kegunaan Drainase
Secara umum sistem drainase mempunyai kegunaan (Alfian, 2007):
1) Mengalirkan air limpasan tanpa mengakibatkan erosi, endapan atau
penyebaran polusi;
2) Tidak terjadi genangan, banjir dan becek-becek terutama bagi daerah yang
selalu mengalami banjir setiap musim hujan;
3) Memperbaiki kualitas lingkungan;
4) Sebagai konservasi sumber daya air permukaan/ tanah.
Sebisa mungkin tujuan di atas dapat dicapai dengan kemampuan teknis
yang didasari oleh prinsip perencanaan bahwa pada daerah hulu aliran, arus
limpasan air hujan yang belum terlalu atau tidak membahayakan/mengganggu
lingkungan, sebisa dan sebesar mungkin dihambat dan diresapkan sebagai
sumber daya air tanah atau untuk kehidupan. Dengan demikian, limpasan air
hujan dan aliran permukaan yang menyebabkan erosi dan banjir di daerah hilir
akan berkurang (Alfian, 2007).
Jadi filosofi drainase dalam daerah perencanaan aliran sungai adalah
(Alfian, 2007):
1) Menghambat aliran hulu;
2) Memperbesar infiltrasi dan perkolasi pada hulu aliran untuk kehidupan
(keseimbangan hidro-ekologis);
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 6
3) Mereduksi aliran di hilir, untuk mengurangi malapetaka yang mungkin
ditimbulkan (keseimbangan ekologi DAS).
2.3 Dampak Drainase
Sistem drainase merupakan tindakan teknis untuk mengendalikan
(Alfian, 2007):
1) Kelebihan air hujan, agar air hujan dapat disalurkan menuju badan penerima
dengan aman sehingga kemungkinan terjadinya :
a. Banjir;
b. Genangan air pada lahan produktif;
c. Erosi lapisan tanah dan endapan-endapan;
d. Kerusakan serta gangguan fisik, kimiawi dan biologi terhadap lahan/
lingkungan hidup aktif-produktif dapat dikendalikan.
2) Elevasi badan air permukaan agar air permukaan tidak melimpah, sehingga
dapat mengendalikan kemungkinan terjadinya:
a. Air balik (back water);
b. Kerusakan dan gangguan terhadap badan air permukaan.
Elevasi permukaan air tanah pada lahan produktif/ terbangun agar
kelembaban permukaan tanah tidak mengakibatkan gangguan fisik, kimiawi dan
biologi terhadap sarana dan prasarana lingkungan kota/ pemukiman, terutama
terhadap kesehatan masyarakatnya (Alfian, 2007).
2.4 Jenis-Jenis Drainase
Jenis-jenis drainase terbagi atas beberapa bagian yaitu menurut sejarah
terbentuknya, menurut letak bangunannya, menurut fungsinya dan menurut
konstruksinya.
2.4.1 Menurut sejarah terbentuknya
Menurut sejarah terbentuknya drainase terbagi dua yaitu (Alfian, 2007):
a. Drainase Alamiah (Natural Drainage)
Drainase yang terbentuk secara alami dan tidak terdapat bangunan-
bangunan penunjang seperti bangunan pelimpah, gorong-gorong dan
lain-lain. Saluran ini terbentuk oleh gerusan air yang bergerak karena
grafitasi yang lambat laun membentuk jalan air.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 7
b. Drainase Buatan (Artificial Drainage)
Yaitu drainase yang dibuat dengan maksud dan tujuan tertentu,
sehingga memerlukan bangunan khusus seperti gorong-gorong,
selokan pasangan batu atau beton, pipa-pipa dan sebagainya.
2.4.2 Menurut Letak Bangunannya
Menurut letak bangunannya, drainase terbagi dua yaitu (Alfian, 2007):
a. Drainase Permukaan (Surface Drainage)
Saluran drainase yang berada di permukaan tanah yang berfungsi
mengalirkan air limpasan permukaan tanah. Analisis salurannya
adalah open channel flow.
b. Drainase Bawah Permukaan ( Sub Surface Drainage)
Saluran drainase yang bertujuan mengalirkan air limpasan
permukaan melalui media bawah permukaan tanah (pipa-pipa),
dikarenakan alasan-alasan tertentu antara lain tuntutan artistik,
tuntutan fungsi permukaan tanah yang tidak membolehkan adanya
saluran dipermukaan tanah
2.4.3 Menurut fungsi
Menurut fungsinya draianse terbagi dua yaitu (Alfian, 2007):
a. Single Purpose, Yaitu saluran yang berfungsi mengalirkan satu jenis
air buangan, misalnya air hujan atau jenis air buangan seperti air
limbah industri.
b. Multi Purpose, Yaitu saluran yang berfungsi mengalirkan beberapa
jenis air buangan baik secara bercampur maupun bergantian.
2.4.4 Menurut konstruksi
Menurut konstruksinya draianse terbagi dua yaitu (Alfian, 2007):
a. Saluran Terbuka, Yaitu saluran yang lebih cocok untuk drainase air
hujan yang terletak di daerah yang mempunyai luasan cukup,
ataupun untuk drainase air non hujan yang tidak membahayakan
kesehatan/ mengganggu lingkungan.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 8
b. Saluran Tertutup, Yaitu saluran yang pada umumnya sering dipakai
untuk aliran air kotor (air yang mengganggu kesehatan/ lingkungan)
atau untuk saluran yang terletak di tengah kota.
2.5 Azaz-Azaz Perencanaan Drainase
Dalam perencanaan tata letak jaringan drainase, deskripsi lingkungan
fisik merupakan informasi yang sangat penting. Penempatan saluran, bangunan
dan jumlah kerapatan fasilitas tersebut akan sangat dipengaruhi oleh kondisi
daerah perencanaan. Adapun deskripsi lingkungan fisik yang dianggap penting
adalah sebagai berikut:
1) Tata Guna Lahan
Tata guna lahan merupakan suatu peta yang menggambarkan tentang pola
penggunaan lahan di daerah rencana. Pola ini mencakup informasi tentang
kondisi eksistingdan rencana pengembangan di masa yang akan datang.
Informasi ini berguna untuk merancang saluran drainase sesuai dengan
kategori tata guna tanah yang ada. Tata guna tanah ini erat kaitannya dengan
besarnya aliran permukaan. Besarnya aliran permukaan tergantung pada
banyaknya air hujan yang meresap. Besarnya air yang meresap tergantung
pada tingkat kerapatan permukaan tanah dan ini berkaitan dengan
penggunaan lahan.
2) Sarana dan Prasarana
Informasi tentang prasarana ini meliputi jaringan jalan, air minum, listrik,
jaringan telepon dan jaringan lain yang diperkirakan dapat menyebabkan
boole neck (kemacetan).
3) Topografi
Informasi tentang topografi diperlukan untuk menentukan arah penyaluran
dan batas wilayah DAS-nya. Dari peta topografi juga dapat dilihat pola
aliran alamnya dan dapat diperkirakan letak atau penempatan fasilitas
outletnya. Elevasi daerah outlet harus direncanakan pada kontur yang tepat
sehingga muka air balik dapat dihindari.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 9
4) Pola Aliran Alam
Pola aliran alam perlu diketahui untuk mendapatkan gambaran tentang
kecenderungan pola letak dan arah aliran alam yang terjadi sesuai kondisi
lahan daerah rencana.
5) Pola Aliran Pada Daerah Pembuangan
Yaitu daerah tempat pembuangan kelebihan air dari lahan yang direncanakan
(sungai, laut, danau, dll). Informasi ini diperlukan untuk menentukan letak
outlet dari saluran.
2.6 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Perencaan Drainase
2.6.1 Aspek Hidrologi
Dalam perhitungan debit rencana untuk saluran drainase perkotaan
diperlukan data-data sebagai berikut:
1) Daerah Tangkapan Air (DTA)
Batas daerah tangkapan air ditentukan berdasarkan peta topografi. Dari peta
tersebut dapat diketahui pola jaringan drainase dan dapat ditentukan pola
alirannya. Setelah pola jaringan drainase ditentukan, maka pembagian sub
DTA masing-masing segmen saluran dapat digambarkan di peta. Tipe
penggunaan lahan tiap sub-DTA diidentifikasi untuk menentukan besarnya
koefisien limpasan permukaan.
2) Analisis Curah Hujan
Analisis curah hujan harian maksimum dan pembuatan kurva intensitas
durasi hujan merupakan langkah awal yang perlu dilakukan dalam
perencanaan saluran drainase. Dengan melakukan analisis curah hujan, debit
banjir yang akan digunakan sebagai dasar penentuan dimensi saluran dan
perlengkapannya dapat diperkirakan.
Secara garis besar analisis curah hujan yang dilakukan meliputi:
1. Penyiapan data curah hujan
2. Tes konsistensi
3. Analisis frekuensi curah hujan
4. Analisis intensitas curah hujan
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 10
2.6.2 Aspek Hidrolis
Faktor faktor yang mempengaruhi perencanaan drainase salah satunya
adalah aspek hidrolis, di antaranya:
1) Kecepatan pengaliran
Kecepatan aliran air suatu saluran direncanakan berdasarkan kecepatan
minimum dan kecepatan maksimum yang diperbolehkan. Kecepatan
minimum adalah kecepatan terendah aliran yang direncanakan dengan
asumsi saluran tetap self cleaning, tidak terjadi sedimentasi dan tidak
mendorong pertumbuhan tumbuhan air. Kecepatan maksimum adalah
kecepatan aliran yang diperbolehkan sehingga saluran tetap aman dan tidak
menimbulkan erosi pada badan saluran.
2) Kapasitas saluran
Debit saluran untuk suatu saluran dapat ditentukan dengan perkiraan
kecepatan rata-rata suatu aliran dengan luas penampang melintang basah
yang tegak lurus arah aliran.
3) Kemiringan saluran dan talud saluran
Kemiringan saluran adalah kemiringan memanjang dasar saluran sehingga
air dapat mengalir dengan baik. Sedangkan talud adalah kemiringan dinding
saluran. Kemiringan memanjang dasar saluran biasanya diatur oleh keadaan
topografi dan tinggi energi yang diperlukan untuk mengalirkan air. Dalam
berbagai hal, kemiringan ini dapat pula tergantung pada kegunaan saluran
misalnya saluran yang digunakan sebagai pembagi air dalam irigasi,,
persediaan air minum dan proyek pembangkit dengan tenaga air, dan lain-
lain. Saluran direncanakan sedemikian rupa sehingga dapat memberikan
pengaliran secara gravitasi dengan batas kecepatan maksimum dan
mimimum yang diijinkan.
4) Ambang bebas (freeboard)
Ambang bebas pada saluran adalah jarak vertikal dari puncak saluran ke
permukaan air pada kondisi rencana. Jarak ini harus cukup untuk mencegah
gelombang atau kenaikan muka air melimpah ke tepi. Besarnya ambang
bebas yang umumnya dipakai pada perencanaan ditentukan sebasar 5 % - 30
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 11
% dari kedalaman saluran. Ambang bebas untuk saluran tanpa pelapisan
biasanya dibuat dengan pertimbangan ukuran dan lokasi, aliran air masuk,
sifat-sifat tanah, gradien perlokasi dan pemanfaatan jalan. Ambang bebas ini
harus cukup untuk mencegah gelombang atau kenaikan muka air yang
melimpah ke tepi.
5) Penampang saluran
Potongan melintang saluran yang paling ekonomis adalah saluran yang dapat
melewatkan debit maksimum untuk luas penampang basah, kekasaran dan
kemiringan dasar tertentu. Berdasarkan persamaan kontinuitas, diketahui
bahwa untuk luas penampang melintang tetap, debit maksimum dicapai jika
kecepatan aliran maksimum. Bentuk penampang melintang saluran
disesuaikan dengan ketersediaan lahan. Bagian yang lahannya terbatas
digunakan bentuk persegi, sedangkan yang agak luas digunakan bentuk
trapesium. Jika berfluktuasi, maka bentuk saluran dapat dikombinasikan.
Tabel 2.1 Bentuk-bentuk Dasar Penampang Saluran, Fungsi dan Lokasinya
No Bentuk
Saluran Fungsi Lokasi
1 Trapesium Untuk menyalurkan limbah air
hujan dengan debit besar yang sifat
alirannya terus menerus dengan
fluktuasi kecil
Pada daerah yang
masih cukup lahan
2 Persegi
empat
Untuk menyalurkan limbah air
hujan dengan debit besar yang sifat
alirannya terus-menerus dengan
fluktuasi kecil
Pada daerah yang
tidak/ kurang
tersedia lahan
3 Setengah
Lingkatan
Untuk menyalurkan limbah air
hujan dengan debit kecil
4 Segitiga Sama dengan no. 3 tetapi dengan
debit sangat kecil, sampai nol dan
banyak bahan endapan
5 Bulat
lingkaran
Berfungsi baik untuk menyalurkan
limbah air hujan meupun limbah air
bekas, atau keduanya
Pada tempat-tempat
keramaian/
kesibukan
(pertokoan, pasar)
Sumber: DPU Dirjen Cipta Karya, Bahan Training untuk Sistem (Tejakusuma,
Andrian, Tugas Akhir,1998)
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 12
2.6.3 Prinsip Pengaliran
Dalam menetapkan sistem drainase perlu memperhatikan secara seksama
kondisi hidrotopografi, letak titik keluaran, tata guna lahan yang direncanakan,
dan kondisi pelaksanaan dan pengoperasian. Prinsip dasar perencanaan sistem
drainase air hujan pada umumnya adalah sebagai berikut (Alfian, 2007):
a. Pengaliran secepat mungkin ke saluran terdekat
b. Saluran harus sependek mungkin
c. Saluran harus bebas dari penggerusan dan pengendapan
d. Saluran sedapat mungkin mengikuti pola aliran drainase yang ada karena
disamping terdapatnya jaminan kestabilan juga menghenat biaya konstruksi
Perlengkapan saluran dimaksudkan sebagai sarana pelengkap pada sistem
penyaluran air hujan, sehingga fungsi pengaliran dapat berfungsi sesuai dengan
yang direncanakan. Pada umumnya perlengkapan saluran pada sistem
penyaluran air hujan terdiri dari street inlet, gorong-gorong dan bangunan
pembuangan. Jenis bangunan-bangunan perlengkapan saluran ditempatkan
bergantung kepada keadaan daerah setempat. Perlengkapan saluran antara lain
terdiri dari:
1. Saluran persil dan sambungannya
Saluran persil merupakan saluran awal dari suatu sistem penyaluran air
hujan. Saluran ini berfungsi untuk menyalurkan air hujan dari rumah-rumah
atau bangunan-bangunan lainnya ke saluran selanjutnya dengan hirarki yang
lebih tinggi. Sambungan persil adalah sambungan saluran air hujan dari
rumah-rumah ke saluran air hujan yang berada di daerah sekitarnya.
Sambungan ini dapat berupa saluran terbuka atau tertutup dan dibuat
terpisah dengan saluran air buangan domestik. Sambungan persil adalah
sambungan saluran air hujan dari rumah-rumah ke saluran air hujan yang
berada di daerah sekitarnya. Sambungan ini dapat berupa saluran terbuka
atau tertutup dan dibuat terpisah dengan saluran air buangan domestik.
2. Street inlet
Street inlet adalah lubang/bukaan disisi jalan yang berfungsi untuk
menampung dan menyalurkan limpasan air hujan yang berada di sepanjang
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 13
jalan menuju ke saluran. Sesuai dengan kondisi dan penempatan saluran
serta fungsi jalan yang ada, maka pada jenis penggunaan saluran terbuka
tidak diperlukan street inlet, karena ambang saluran yang ada merupakan
bukaan bebas kecuali untuk jalan dengan trotoir terbangun.
3. Sumuran pemeriksa (manhole)
Manhole adalah suatu bukaan yang dibuat pada sistem saluran tertutup
dengan tujuan agar memungkinkan orang bisa masuk keluar sistem ini.
Manhole merupakan perlengkapan yang paling umum untuk sistem
penyaluran air buangan secara tertutup, baik air bekas maupun air hujan dan
berfungsi antara lain untuk :
a. Sebagai bak kontrol, untuk pemeriksaan dan pemeliharaan saluran
b. Untuk memperbaiki saluran bila terjadi kerusakan saluran;
c. Melengkapi struktur bila terjadi perubahan dimensi;
d. Sebagai ventilasi untuk keluar masuknya udara;
e. Sebagai terjunan (drop manhole) saluran tertutup.
4) Bangunan terjunan
Terjunan merupakan salah satu perlengkapan dalam suatu sistem saluran
terbuka dan terjunan ini dibuat apabila pada suatu titik terdapat perbedaan
elevasi yang cukup besar, selain itu berfungsi untuk mencegah terjadinya
penggerusan pada badan saluran akibat kecepatan dalam saluran telah
melebihi kecepatan maksimum yang diizinkan.
5) Gorong-gorong
Gorong-gorong adalah bangunan perlintasan karena adanya saluran yang
melintasi jalan atau bangunan. Perencanaan gorong-gorong didasarkan atas
besarnya sifat-sifat hidrolisnya. Kecepatan aliran didalam gorong-gorong
harus lebih besar atau sama dengan kecepatan self cleansing agar tidak
terjadi endapan didalam gorong-gorong.
6) Belokan saluran
Belokan dalam saluran dapat terjadi karena adanya perubahan arah aliran
atau karena keadaan medan yang tidak memungkinkan.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 14
7) Outfall
Merupakan ujung saluran air hujan yang ditempatkan pada sungai/ badan air
penerima lainnya. Struktur bangunannya hampair sama dengan struktur
bangunan terjunan karena biasanya titik ujung saluan terletak pada elevasi
yang lebih tinggi dari permukaan badan air penerima, sehingga dalam
perencanaan out fall ini merupakan bangunan terjunan miring dibuat dari
konstruksi batu kali dengan jenis sky jump.
8) Pertemuan saluran
Adalah pertemuan 2 saluran atau lebih dari arah yang berbeda ke satu titik
pertemuan. Pada kenyataannya pertemuan saluran ini mempunyai ketinggian
dasar saluran yang tidak selalu sama, sehingga kehilangan tekanaanya sulit
diperhitungkan. Dalam perencanaan ini, pertemuan saluran diusahakan
mempunyai ketinggian yang sama untuk mengurangi konstruksi yang
berlebihan yaitu dengan jalan optimasi kecepatan untuk menghasilkan
kemiringan saluran yang diinginkan.
9) Transisi
Adalah struktur yang fungsinya melindungi saluran air kerusakan akibat
perubahan luas penampang melintang saluran. Struktur pelindung ini berupa
head wall yang lurus atau seperempat lingkaran dengan besar sudut
perubahan lingkaran maksimum sebesar 12,50 dari sisi saluran, kecuali pada
titik-titik yang tidak memungkinkan, permukaan dinding tegak atau
seperempat silinder. Akibat perubahan sudut aliran pada bangunan ini terjadi
kehilangan energi yang besarnya tergantung pada perubahan kecepatan dan
bentuk dinding pada bangunan tersebut.
10) Klep atau pintu air
Klep (pintu air) merupakan bagian penunjang sistem drainase di daerah
pedataran. Klep difungsikan terutama pada saat hujan dan pasang naik. Hal
ini dilakukan guna mencegah aliranbalik (backwater) akibat banjir makro
sehingga tidak mengganggu kelancaran air keluar dari daerah perencanaan
yang dapat menyebabkan banjir mikro. Penempatan pintu air (klep pada
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 15
lokasi outfall ditepi sungai dan pada tempat dimana akumulasi air dari dalam
saluran drainase kota menuju muara tinggi.
11) Tanggul
Tanggul dibuat untuk mencegah melimpahnya air masuk atau keluar saluran
yang terutama sering dijumpai pada saluran di dataran rendah, dimana lebar
dan kedalaman saluran kurang mampu menyalurkan aliran air hujan dari
arah hulu (up stream). Tanggul dibuat sejajar lereng yang rendah di tepi
spanjang sisi saluran dengan pertimbangan agar ada keseimbangan antara
tanah galian dan tanah urugan (tanggul).
12) Kolam detensi
Kolam detensi adalah kolam yang berfungsi untuk menampung limpasan air
hujan, dimana air akan meresap atau menguap habis. Bangunan kolam
detensi sangatlah sederhana yaitu bagian dasar merupakan galian tanah,
sedangkan dinding tegaknya tanpa atau dengan pasangan batu. Namun
diusahakan dinding kolam merupakan tanah biasa dan difungsikan sebagai
daerah resapan, hal ini menimbang bahwa laju penyumbatan pada dasar
kolam akan mengalami percepatan yang diakibatkan oleh lumpur dan
sedimen yang terbawa oleh air limpasan.
13) Pompa dan siphon
Siphon adalah saluran tertutup yang didalamnya, air mengalir dari saluran
atau kolam kesaluran atau kolam lainnya dimana diantaranya kedua
ketinggian ini titik yang lebih tinggi harus dilalui. Di dalam saluran tersebut
akan mengalir berlawanan dengan gravitasi ke suatu titik dimana tinggi
tekan lebih rendah dari daripada tekanan atmosfir. Kenyataan bahwa siphon
bekerja di lingkungan subatmosfir berarti bahwa konstruksi pipa siphon
harus kedap udara dan cukup kuat agar tidak retak. Pompa mempunyai
fungsi yang sama dengan siphon hanya pengaliran air dilakukan dengan
bantuan tenaga listrik untuk menjalankan turbin atau mesin pompa tersebut.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 16
2.7 Analisa Hidrologi
2.7.1 Analisa Frekuensi
Analisis frekuensi adalah suatu analisis data hidrologi dengan
menggunakan statistika yang bertujuan untuk memprediksi suatu besaran hujan
atau debit dengan masa ulang tertentu. Frekuensi hujan adalah besarnya
kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Sebaliknya, kala ulang
(return period) diartikan sebagai waktu dimana hujan atau debit dengan suatu
besaran tertentu akan disamai atau dilampaui sekali dalam jangka waktu tersebut.
Dalam hal ini tidak berarti bahwa selama jangka waktu ulang tersebut (misalnya T
tahun) hanya sekali kejadian yang menyamai atau melampaui, tetapi merupakan
perkiraan bahwa hujan ataupun debit tersebut akan disamai atau dilampaui K kali
dalam jangka panjang L tahun dimana K/L kira-kira sama dengan 1/T (Sri Harto,
1993).
Analisis frekuensi atas data hidrologi menurut syarat tertentu untuk data
yang bersangkutan, yaitu harus seragam (homogeneous), independent dan
mewakili (representative). Data yang seragam berarti bahwa data tersebut harus
berasal dari populasi yang sama. Dalam arti lain, stasiun pengumpul data yang
bersangkutan, baik stasiun hujan atau stasiun hidrometri harus tidak pindah, DAS
tidak akan berubah menjadi DAS perkotaan (urban catchment), maupun tidak ada
gangguan-gangguan lain yang menyebabkan data yang terkumpul menjadi lain
sifatnya. Batasan independence disini berarti bahwa besaran data ekstrim tidak
terjadi lebih dari sekali. Syarat lain adalah bahwa data harus mewakili untuk
perkiraan kejadian yang akan datang, misalnya tidak akan terjadi perubahan akibat
tangan manusia secara besar-besaran, dibangun konstruksi yang mengganggu
pengukuran, seperti bangunan sadap dan perubahan tata guna tanah(Sri Harto,
1993).
Perhitungan data hujan maksimum harian rata-rata DAS harus dilakukan
secara benar untuk analisis frekuensi data hujan. Dalam praktek sering kita jumpai
perhitungan yang kurang pas, yaitu dengan cara mencari hujan maksimum harian
setiap pos hujan dalam satu tahun, kemudian dirata-ratakan untuk mendapatkan
hujan DAS. Cara ini tidak logis karena rata-rata hujan dilakukan atas hujan
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 17
masing-masing pos hujan yang terjadi pada hari yang berlainan. Hasilnya akan
jauh menyimpang dari yang seharusnya (Suripin, 2004).
Curah hujan daerah ini harus diperkirakan dari beberapa titik pengamatan
curah hujan. Cara-cara perhitungan curah hujan daerah dari pengamatan curah
hujan di beberapa titik adalah sebagai berikut :
1) Cara rata-rata aljabar
Jika titik pengamatan banyak dan tersebar merata di seluruh daerah dapat
digunakan cara ini. Hasil yang diperoleh dengan cara ini tidak berbeda jauh
dari hasil yang didapat dengan cara lain.
2) Cara poligon Thiessen
Jika titik-titik pengamatan di dalam daerah itu tidak tersebar merata, maka
perhitungan curah hujan harian rata-rata itu dilakukan denga
memperhitungkan daerah pengaruh tiap titik pengamatan.
3) Cara Isohiet
Cara ini adalah cara rasionil yang paling baik jika garis-garis isohiet dapat
digambar dengan teliti. Akan tetapi jika titik-titik pengamatan itu banyak dan
variasi curah hujan di daerah bersangkutan besar, maka pada pembuatan peta
isohiet ini akan terdapat kesalahan pribadi sipembuat peta (Sosrodarsono dan
Takeda, 1993).
Makin baik data yang tersedia, dalam pengertian kuantitatif dan kualitatif
memberikan kemungkinan penggunaan cara analisis yang diharapkan dapat
memberikan hasil perkiraan data hidrologi yang lebih baik, khususnya untuk
menetapkan besar hujan atau debit dengan kala ulang tertentu. Kala-ulang (return
period) diartikan sebagai waktu hipotetik dimana hujan atau debit dengan suatu
besaran tertentu akan disamai atau dilampaui sekali dalam jangka waktu tersebut.
Jadi, tidak ada pengertian bahwa kejadian tersebut akan berulang secara teratur
setiap kala-ulang tersebut. Dalam statistik dikenal beberapa jenis distribusi
frekuensi dan yang banyak digunakan dalam hidrologi yaitu :
1) Distribusi Normal
2) Distribusi Log-Normal
3) Distribusi Log-Person Type III
4) Distribusi Gumbel
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 18
Dalam analisis frekuensi data hidrologi baik data hujan maupun data debit
sungai terbukti sangat jarang dijumpai seri data yang sesuai dengan distribusi
normal. Sebaliknya, sebagian besar data hidrologi sesuai dengan tiga distribusi
lainnya. Masing-masing distribusi memiliki sifat-sifat khas sehingga setiap data
hidrologi harus diuji kesesuaiannya dengan sifat statistik masing-masing distribusi
tersebut. Pemilihan distribusi yang tidak benar dapat mengandung kesalahan
perkiraan yang cukup besar baik, overestimated maupun underestimated,
keduanya tidak diingini. Dengan demikian, jelas bahwa pengambilan salah satu
distribusi secara sembarang untuk analisis tanpa pengujian data hidrologi sangat
tidak dianjurkan, meskipun dalam praktek harus diakui bahwa besar kemungkinan
banyak dilakukan analisis frekuensi dengan menggunakan distribusi tertentu (Sri
Harto, 1993).
Dalam statistik dikenal beberapa parameter yang berkaitan dengan analisis data
yang meliputi:
Tabel 2.2. Parameter statistik analisis frekuensi
Parameter Sampel
Rata-rata
Simpangan Baku
Koefisien Variasi Cv =
Koefisien Skewness Cs =
Koefisien Kurtosis Ck =
Sumber: Singh, 1992.
Distribusi Normal
Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi Gauss. Fungsi
densitas peluang normal (PDF = probability density function) yang paling dikenal
adalah sebagai distribusi normal. PDF distribusi normal dalam bentuk rata-rata
dan simpangan bakunya, sebagai berikut:
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 19
P(X) =
..................................................................(2-1)
Dimana :
P(X) = fungsi densitas peluang normal (ordinat kurva normal)
X = Variabel acak kontiniu
= Rata-rata nilai X
= Simpangan baku dari X.
Analisis kurva normal cukup menggunakan parameter statistik dan .
Bentuk kurvanya simetris terhadap X = , dan grafiknya selalu di atas sumbu
datar X serta mendekati sumbu datar X dan di mulai dari X = + 3 dan X = -
3 , nilai mean = median = modus. Nilai X mempunyai batas -:
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 20
Sumber: Singh, 1992. Gambar 2.1. Kurva distribusi frekuensi normal
Sedangkan, nilai 50%-nya terletak di daerah antara (-0,6745) dan
(+0,6745). Rumus yang umum digunakan untuk distribusi normal adalah:
XT = + KT.s....................................................................................................(2-2)
Di mana:
XT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T
tahunan
= Nilai rata-rata hitung sampel
s = Deviasi standard nilai sampel
KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau yang
digunakan periode ulang dan tipe model matematik distribusi
peluang yang digunakan untuk analisis peluang (Suripin,
2004).
Sifat khas lain yaitu nilai asimetris (koefisien skewness) hampir sama
dengan nol dan dengan kurtosis 3 selain itu kemungkinan:
P( ) = 15,87%
P( ) = 50%
P( ) = 84,14%
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 21
Distribusi Log Normal
Jika variabel acak Y = Log x terdistribusi secara normal, maka x
dikatakan mengikuti distribusi Log Normal. PDF (probability density function)
untuk distribusi normal dalam bentuk rata-rata dan simpangan baku, sebagai
berikut:
P(X) =
..............................................................(2-3)
Y = LogX
P(X) = peluang log normal
X = nilai variat pengamatan
y = deviasi standard nilai variat Y
y = nilai rata-rata populasi Y
Ini dapat dinyatakan dengan model matematik dengan persamaan :
YT = Y r + KTS................................................................................................(2-4)
Dimana:
YT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T
tahunan
Y r = Nilai rata-rata hitung sampel
S = Standard deviasi nilai sampel
KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau yang
digunakan periode ulang dan tipe model metematik distribusi
peluang yang digunakan untuk analisis peluang (Singh, 1992).
Menurut Jayadi (2000), ciri khas statistik distribusi Log Normal adalah
nilai asimetris (koefisien skewness, Cs) sama dengan tiga kali nilai koefisien
variasi (Cv) dan selalu bertanda positif.
Distribusi Log Pearson Type III
Parameter penting dalam Log Pearson Type III yaitu harga rata-rata,
simpangan baku dan koefisien kemencengan. Jika koefisien kemencengan sama
dengan nol maka distribusi kembali ke distribusi Log Normal. Tidak seperti
konsep yang melatar belakangi pemakaian distribusi normal untuk debit puncak,
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 22
maka probabilitas distribusi Log-Pearson III masih tetap dipakai karena
fleksibilitasnya (Suripin, 2004).
Berikut ini langkah-langkah penggunaan distribusi Log Pearson Type III
adalah sebagai berikut :
1) Ubah data ke dalam bentuk logaritmis,
X = log X.................................................................................................(2-5)
2) Hitung harga rata-rata:
..........................................................................................(2-6)
3) Hitung harga simpangan baku:
......................................................(2-7)
4) Hitung koefisien kemencengan:
Cs =
................................................................................ (2-8)
5) Hitung logaritma hujan dengan periode ulang T:
Log XT = log + K.s X...........................................................................(2-9)
(Linsley, et al, 1975).
Menurut Jayadi (2000), ciri khas statistik distribusi Log Pearson Type III
adalah:
1) Jika tidak menunjukkan sifat-sifat seperti ketiga distribusi di atas
2) Garis teoritis probabilitasnya berupa garis lengkung.
Ada dua cara untuk mengetahui ketepatan distribusi probabilitas data
hidrologi yaitu data yang ada diplot pada kertas probabilitas yang sudah desain
khusus atau menggunakan skala plot yang melinierkan fungsi distribusi. Suatu
garis lurus yang mempresentasikan sebaran data-data yang diplot kemudian
ditarik sedemikian rupa berupa garis linier. Metode pengeplotan data dapat
dilakukan secara empiris, persamaan yang umum digunakan adalah persamaan
Weibull :
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 23
Tr =
........................................................................................................(2-10)
Dimana :
m = Nomor urut (peringkat) data setelah diurutkan dari besar ke
kecil
n = Banyaknya data atau jumlah kejadian
(Soedibyo, 2003).
Distribusi Gumbel
Menurut Chow (1964), rumus umum yang digunakan dalam metode
Gumbel adalah sebagai berikut:
X = ...............................................................................................(2-11)
Dengan :
= nilai rata-rata atau mean,
s = standard deviasi (simpangan baku) .
Faktor frekuensi K untuk nilai-nilai ekstrim Gumbel ditulis dengan
rumus berikut ini:
K =
..................................................................................................(2-12)
Dimana :
Yn = reduced mean yang tergantung jumlah sampel/data n
Sn = reduced standardd deviation yang juga tergantung pada jumlah
data
r = Fungsi waktu balik (tahun)
YTr = reduced variate yang dapat dihitung dengan persamaan berikut:
YTr = -ln
......................................................................................(2-13)
Ciri khas statistik distribusi Gumbel adalah nilai asimetris (koefisien
skewness) sama dengan 1,396 dan dengan kurtosis (Ck) = 5,4002 (Wilson,
1972). Menurut Sri Harto (1993), dalam penelitian disimpulkan bahwa
ketidakpastian dalam analisis frekuensi masih sangat besar, tanpa
memperhatikan analisis yang dipergunakan. Distribusi Log Normal dan
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 24
distribusi Log Pearson Type III memberikan hasil yang sama baiknya. Distribusi
lainnya cukup baik akan tetapi memberikan ketidakpastian perkiraan frekuensi
untuk masing-masing stasiun.
Masing-masing distribusi mempunyai sifat yang khas, sehingga data
curah hujan harus diuji kecocokannya dengan sifat statistik masing-masing
distribusi tersebut. Pemilihan distribusi yang tidak benar dapat menimbulkan
kesalahan baik over estimate maupun under estimate (Sri Harto, 2000).
2.7.2 Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi
Diperlukan penguji parameter untuk menguji kecocokan (the goodness of
fittest test) distribusi frekuensi sampel data terhadap fungsi distribusi peluang
yang diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi
tersebut. Pengujian parameter yang sering dipakai adalah Chi-Square dan
Smirnov Kolmogorov (Suripin, 2004).
1) Uji Chi-Square
Uji Chi-Square dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan
distribusi yang telah dipilih dapat mewakili distribusi statistik sampel data yang
dianalisis. Parameter Xh2 merupakan variabel acak. Parameter X2 yang
digunakan dapat dihitung dengan rumus:
Xh2 =
....................................................................................(2-14)
Dimana :
Xh2 = parameter Chi-Square terhitung
G = jumlah sub kelompok
Oi = jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok i
Ei = jumlah nilai teoritis pada sub kelompok i
(Suripin, 2004).
Menurut Danapriatna dan Setiawan (2005), pada dasarnya uji ini
merupakan pengecekan terhadap penyimpangan rerata data yang dianalisis
berdasarkan distribusi terpilih. Penyimpangan tersebut diukur dari perbedaan
antara nilai probabilitas setiap variant X menurut hitungan distribusi frekuensi
teoritik (diharapkan) dan menurut hitungan dengan pendekatan empiris. Teknik
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 25
pengujiannya yaitu menguji apakah ada perbedaan yang nyata antara data yang
diamati dengan data berdasarkan hipotesis nol (H0). Cara memberikan
interpretasi terhadap Chi-Square adalah dengan menentukan df atau db (derajat
kebebasan). Uji ini digunakan untuk data yang variabelnya tidak dipengaruhi
oleh varibel lain dan diasumsikan bahwa sampel dipilih secara acak (Hartono,
2004).
2) Uji Smirnov-Kolmogorov
Uji smirnov-kolmogorov digunakan untuk pengujian sampai dimana
sebaran data tersebut berdasarkan hipotesis. Uji ini ditegaskan berdasarkan H0:
data mengikuti distribusi yang ditetapkan, Ha: data tidak mengikuti distribusi
yang ditetapkan (Danapriatna dan Setiawan, 2005).
Menurut Wikipedia (2006), dalam statistika, uji Smirnov-Kolmogorov
dipakai untuk membedakan dua buah sebaran data yaitu membedakan sebaran
berdasarkan data hasil pengamatan sebenarnya dan populasi atau sampel yang
diandaikan atau diharapkan. Nilai-nilai parameter populasi yang dipakai untuk
menghitung frekuensi yang diharapkan atau frekuensi teoritik ditaksir
berdasarkan nilai-nilai statistik sampel. Uji statistik ini dapat dirumuskan:
Dn = max { F0(x)-SN(x)}............................................................................(2-15)
Dimana F0(x) menyatakan sebaran frekuensi kumulatif yaitu sebaran
frekuensi teoritik berdasarkan H0. Untuk setiap harga x, F0(x) merupakan
proporsi harapan yang nilainnya sama atau lebih kecil dari x. SN(x) adalah
sebaran frekuensi kumulatif dari suatu sampel sebesar N pengamatan. Uji ini
menitikberatkan pada perbedaan antara nilai selisih yang terbesar.
Uji kecocokan Smirnov-Kolmogorov sering disebut uji kecocokan non
parametrik, kerena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu
Menurut Chakravart, et al (1967), menyatakan bahwa uji smirnov-kolmogorov
dipergunakan untuk mengambil keputusan jika sampel tidak diperoleh dari
distribusi spesifik. Tujuannya untuk menguji perbedaan distribusi kumulatif dari
variabel kontinyu, sehingga merupakan test of goodness of fit. Uji Smirnov-
Kolmogorov (KS-tes) mencoba untuk memutuskan jika dua data berbeda secara
signifikan.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 26
i. Intensitas Curah hujan
Perhitungan debit banjir dengan metode rasional memerlukan data
intensitas curah hujan. Intensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan yang
terjadi pada kurun waktu dimana air tersebut terkonsentrasi. Intensitas curah
hujan dinotasikan dengan huruf I dengan satuan mm/jam (Loebis, 1992). Durasi
adalah lamanya suatu kejadian hujan. Intensitas hujan yang tinggi pada
umumnya berlangsung dengan durasi pendek dan meliputi daerah yang tidak
begitu luas. Hujan yang meliputi daerah yang luas, jarang sekali dengan
intensitas yang tinggi tetapi dapat berlangsung dengan durasi yang cukup
panjang. Kombinasi dari intensitas hujan yang tinggi dengan durasi yang
panjang jarang terjadi, tetapi apabila terjadi berarti sejumlah besar volume air
bagaikan ditumpahkan dari langit (Sudjarwadi, 1987).
Besarnya intensitas curah hujan tidak sama di segala tempat. Hal ini
dipengaruhi oleh topografi, durasi dan frekuensi di tempat atau lokasi yang
bersangkutan. Ketiga hal ini dijadikan pertimbangan dalam membuat lengkung
IDF (Intensity Duration Frequency). Lengkung IDF ini digunakan dalam
metode rasional untuk menentukan intensitas curah hujan ratarata dari waktu
konsentrasi yang dipilih. Namun pembuatan lengkung IDF ini cukup sulit dan
membutuhkan banyak data curah hujan sehingga secara periodik perlu
diperbaharui bila ada tambahan data dan hal ini akan memakan waktu yang
cukup Kurva frekuensi intensitas-lamanya adalah kurva yang menunjukkan
persamaan dimana t sebagai absis dan I sebagai ordinat. Kurva ini digunakan
untuk perhitungan limpasan (run off) dengan rumus rasional dan untuk
perhitungan debit puncak dengan menggunakan intensitas curah hujan yang
sebanding dengan waktu pengaliran curah hujan dari titik paling atas ke titik
yang ditinjau di bagian hilir daerah pengaliran itu (Sosrodarsono dan Takeda,
2003). Intensitas hujan (mm/jam) dapat diturunkan dari data curah hujan harian
(mm) empiris menggunakan metode mononobe, intensitas curah hujan (I) dalam
rumus rasional dapat dihitung berdasarkan rumus :
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 27
I =
............................................................................................(2-16)
Dimana:
R = Curah hujan rancangan setempat (mm)
t = Lamanya curah hujan (jam)
I = Intensitas curah hujan (mm/jam)
(Loebis, 1992).
ii. Waktu Konsentrasi
Waktu konsentrasi adalah waktu yang dibutuhkan air untuk mengalir dari
titik terjauh daerah tangkapan hujan ke saluran keluar (outlet) atau waktu yang
dibutuhkan oleh air dari awal curah hujan sampai terkumpul serempak mengalir
ke saluran keluar (outlet).
Waktu konsentrasi (tc = to + td) terdiri dari :
1) Inlet time (to), waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir
dimuka tanah menuju saluran drainase.
2) Conduct time (td), waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir
di sepanjang saluran (Hasmar, 2002).
Salah satu metode untuk memperkirakan waktu konsentrasi adalah rumus
yang dikembangkan oleh Kirpich (1940) yang dapat ditulis sebagai berikut :
Tc =
.....................................................................................(2-17)
Dimana:
tc = Waktu konsentrasi dalam jam,
L = Panjang sungai dalam Km,
S = Kemiringan sungai dalam m/m
Durasi hujan yang biasa terjadi 1-6 jam bahkan maksimum 12 jam pun
jarang terjadi. Durasi hujan sering dikaitkan dengan waktu konsentrasi sehingga
sangat berpengaruh pada besarnya debit yang masuk ke saluran atau sungai. Jika
tidak diperoleh waktu konsentrasi sama dengan intensitas hujan maka perlu
digunakan metode rasional yang dimodifikasi (Suroso,2006).
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 28
iii. Koefisien Limpasan
Koefisien ditetapkan sebagai rasio kecepatan maksimum pada aliran air
dari daerah tangkapan hujan. Koefisien ini merupakan nilai banding antara
bagian hujan yang membentuk limpasan langsung dengan hujan total yang
terjadi. Nilai C tergantung pada beberapa karakteristik dari daerah tangkapan
hujan, yang termasuk didalamnya :
1) Relief atau kelandaian daerah tangkapan
2) Karakteristik daerah, seperti perlindungan vegetasi, tipe tanah dan daerah
kedap air
3) Storage atau karakteristik detention lainnya.
Besarnya aliran permukaan dapat menjadi kecil, terlebih bila curah hujan
tidak melebihi kapasitas infiltrasi. Selama hujan yang terjadi adalah kecil atau
sedang, aliran permukaan hanya terjadi di daerah yang impermeabel dan jenuh di
dalam suatu DAS atau langsung jatuh di atas permukaan air. Apabila curah hujan
yang jatuh jumlahnya lebih besar dari jumlah air yang dibutuhkan untuk
evaporasi, intersepsi, infiltrasi, simpanan depresi dan cadangan depresi, maka
barulah bisa terjadi aliran permukaan. Apabila hujan yang terjadi kecil, maka
hampir semua curah hujan yang jatuh terintersepsi oleh vegetasi yang lebat
(Kodoatie dan Sugiyanto, 2002).
Pada daerah dimana penggunaan lahan berubah-ubah, nilai dari koefisien
limpasan yang digunakan harus mempertimbangkan pembangunan di daerah
hulu, untuk daerah tangkapan air pada masa yang akan datang. Hal ini sangat
relevan pada situasi dimana daerah tangkapan air di pedesaan mungkin
berkembang sebagian atau seluruhnya menjadi daerah tangkapan hujan
perkotaan selama dilakukanya perencanaan pelayanan kesejahteraan hidup.
Pengaruh tata guna lahan pada aliran permukaan dinyatakan dalam
koefisien aliran permukaan (C), yaitu bilangan yang menampilkan perbandingan
antara besarnya aliran permukaan dan besarnya curah hujan. Angka koefisien
aliran permukaan itu merupakan salah satu indikator untuk menentukan kondisi
fisik suatu DAS. Nilai C berkisar antara 0-1. Nilai C = 0 menunjukkan bahwa
semua air hujan terintersepsi dan terinfiltrasi ke dalam tanah, sebaliknya untuk
nilai C = 1 menunjukkan bahwa air hujan mengalir sebagai aliran permukaan.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 29
Pada DAS yang baik harga C mendekati nol dan semakin rusak suatu DAS maka
harga C semakin mendekati satu (Kodoatie dan Sjarief, 2005).
Nilai koefisien limpasan berdasarkan fungsi lahan menurut metode
rasional disajikan pada tabel 2.3
Tabel 2.3 Koefisien Limpasan Rata-rata Untuk Daerah Perkotaan
Diskripsi daerah Koefisien
limpasan
Sifat permukaan tanah Koefisien
limpasan
Pedagangan Daerah kota
Daerah dekat kota
Pemukiman
Rumah tinggal
terpencar
Kompleks perumahan
Pemukiman (suburban)
Apartemen
Industri
Industri ringan
Industri berat
Taman ,kuburan
Lapangan bermain
Daerah halaman KA
Daerah tidak terawat
0.70-0.95
0.50-0.70
0.30-0.50
0.40-0.60
0.25-0.40
0.50-0.70
0.50-0.80
0.60-0.90
0.10-0.25
0.10-0.25
0.20-0.40
0.10-0.30
Jalan
Aspalt
Beton
Batu bata
Batu kerikil
Jalan raya dan trotoar
Atap
Lapangan rumput,tanah
berpasir
Kemiringan 2%
Rata-rata 2-7%
Curam ( >7%)
Lapangan rumput ,tanah
keras
Kemiringan 2%
Rat-rata 2- 7 %
Curam ( >7 % )
0.70-0.95
0.80-0.95
0.70-0.85
0.15-0.35
0.70-0.85
0.75-0.95
0.05-0.10
0.10-0.15
0.15-0.20
0.13-0.17
0.18-0.22
0,25-0,35
Sumber: "Urban Drainage Guidelines and Technical Design Standards Keputusan
Direktur Jenderal Cipta karya No. : 07/KPTS /CK/1999 Tentang Petunjuk Teknis
Perencanaan,Pembangunan Dan Pengelolaan Bidang KePlp-An Perkotaan Dan
Perdesaan.
Suripin (2004), menyatakan bahwa jika DAS terdiri dari berbagai macam
penggunaan lahan dengan koefisien aliran permukaan yang berbeda, maka C
yang dipakai adalah koefisien DAS yang dapat dihitung dengan persamaan
berikut :
CDAS =
...........................................................................................(2-18)
Dimana :
Ai = luas lahan dengan jenis penutup tanah i
Ci = koefisien aliran permukaan jenis penutup tanah i
n = jumlah jenis penutup lahan.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 30
iv. Metode Rasional
Metode rasional adalah metode lama yang masih digunakan hingga
sekarang untuk memperkirakan debit puncak (peak discharge). Ide yang
melatarbelakangi metode rasional adalah jika curah hujan dengan intensitas I
terjadi secara terus-menerus, maka laju limpasan langsung akan bertambah
sampai mencapai waktu konsentrasi tc. Waktu konsentrasi tc tercapai ketika
seluruh bagian DAS telah memberikan kontribusi aliran di outlet. Laju masukan
pada sistem adalah hasil curah hujan dengan intensitas I pada DAS dengan luas
A. Nilai perbandingan antara laju masukan dengan laju debit puncak (Qp) yang
terjadi pada saat tc dinyatakan sebagai run off coefficient (C) dengan nilai
0
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 31
Arti rumus ini dapat segera diketahui yakni jika terjadi curah hujan
selama 1 jam dengan intensitas 1 mm/jam dalam daerah seluas 1 km2, maka
debit banjir sebesar 0,2778 m3/det dan melimpas selama 1 jam ( Sosrodarsono
dan Takeda, 2003).
b. Analisa Hidrolika
Zat cair dapat diangkut dari suatu tempat lain melalui bangunan
pembawa alamiah maupun buatan manusia. Bangunan pembawa ini dapat
terbuka maupun tertutup bagian atasnya. Saluran yang tertutup bagian atasnya
disebut saluran tertutup (closed conduits), sedangkan yang terbuka bagian
atasnya disebut saluran terbuka (open channels).
Pada 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. Pada sistem pengaliran melalui
saluran tertutup (pipa flow) seluruh pipa diisi dengan air sehingga tidak terdapat
permukaan yang bebas, oleh karena itu permukaan tidak secara langsung
dipengaruhi oleh tekanan udara luar, saluran tertutup umumnya digunakan pada
daerah yang lahannya terbatas (pasar, pertokoan), daerah yang lalu lintas pejalan
kakinya relatif padat, lahan yang dipakai untuk lapangan parkir.
Berdasarkan konsistensi bentuk penampang dan kemiringan dasarnya
saluran terbuka dapat diklasifikasikan menjadi:
a. Saluran prismatik (prismatic channel), yaitu saluran yang bentuk
penampang melintang dan kemiringan dasarnya tetap. Contoh :
saluran drainase, saluran irigasi.
b. Saluran non prismatik (non prismatic channel), yaitu saluran yang
bentuk penampang melintang dan kemiringan dasarnya berubah-ubah.
Contoh : sungai.
Aliran pada saluran terbuka terdiri dari saluran alam (natural channel),
seperti sungai-sungai kecil di daerah hulu (pegunungan) hingga sungai besar di
muara, dan saluran buatan (artificial channel), seperti saluran drainase tepi jalan,
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 32
saluran irigasi untuk mengairi persawahan, saluran pembuangan, saluran untuk
membawa air ke pembangkit listrik tenaga air, saluran untuk supply air minum,
dan saluran banjir. Saluran buatan dapat berbentuk segitiga, trapesium, segi
empat, bulat, setengah lingkaran, dan bentuk tersusun (Gambar 2.4).
Sumber: Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan ( 2003: 121)
Gambar 2.2 Bentuk-bentuk Profil Saluran
i. Bentuk saluran yang paling ekonomis
Penampang Berbentuk Persegi, Jika B adalah lebar dasar saluran dan h
adalah kedalaman air (Gambar 2.3), luas penampang basah, A, dan keliling
basah, P, dapat dituliskan sebagai berikut:
A = B.h
Gambar 2.3 Penampang Persegi Panjang
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 33
P = B + 2h
B = 2h atau
Jari-jari hidraulik R :
Bentuk penampang melintang persegi yang paling ekonomis adalah jika:
ii. Dimensi Saluran
Perhitungan dimensi saluran didasarkan pada debit harus ditampung oleh
saluran (Qs dalam m3/det) lebih besar atau sama dengan debit rencana yang
diakibatkan oleh hujan rencana (QT dalam m3/det). Kondisi demikian dapat
dirumuskan dengan persamaan berikut:
Qs = QT (2.27)..............................................................................................(2-20)
Debit yang mampu ditampung oleh saluran (Qs) dapat diperoleh dengan
rumus seperti di bawah ini:
Qs = As.V (2.28)...........................................................................................(2-22)
Di mana:
As = luas penampang saluran (m2)
V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det)
Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran dapat dihitung dengan
menggunakan rumus Manning sebagai berikut:
................................................................................................(2-23)
..........................................................................................................(2-24)
Di mana:
V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det)
n = Koefisien kekasaran Manning (Tabel 2.9)
R = Jari-jari hidrolis (m)
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 34
S = Kemiringan dasar saluran
As = luas penampang saluran (m2)
P = Keliling basah saluran (m)
Nilai koefisien kekasaran Manning n, untuk gorong-gorong dan saluran
pasangan dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4 Koefisien Kekasaran Manning
Tipe Saluran Koefisien Manning (n)
Baja
Baja permukaan Gelombang
Semen
Beton
Pasangan batu
Kayu
Bata
Aspal
0,011 0,014 0,021 0,030 0,010 0,013 0,011 0,015 0,017 0,030 0,010 0,014 0,011 0,015
0,013
Sumber : Wesli, 2008, Drainase Perkotaan : 97
Nilai kemiringan dinding saluran diperoleh berdasarkan bahan saluran
yang digunakan. Nilai kemiringan dinding saluran dapat dilihat pada Tabel 2.5
Tabel 2.5 Nilai Kemiringan Dinding Saluran Sesuai Bahan
Bahan Saluran Kemiringan dinding (m)
Batuan/ cadas
Tanah lumpur
Lempung keras/ tanah
Tanah dengan pasangan batuan
Lempung
Tanah berpasir lepas
Lumpur berpasir
0
0,25
0,5-1
1
1,5
2
3
Sumber: ISBN: 979 8382 49 8
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 35
BAB III
TINJAUAN UMUM WILAYAH EVALUASI
DAN PERENCANAAN
3.1 Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan pada kawasan Jalan Lembah Raya, Kelurahan
Tangkerang Utara, Kecamatan Bukitraya. Daerah ini secara geografis terletak
pada 030,33 LU dan 1012646 BT dan batas geografis Tangkerang Utara
sebelah timur berbatasan dengan Tangkerang Timur, sebelah utara berbatasan
dengan Kecamatan Sail, sebelah selatan berbatasan dengan Tangkerang Selatan
dan sebelah barat berbatas dengan Jalan Jendral Sudirman. Lokasi kajian studi
dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 3.1 Lokasi kajian studi
3.2 Pengumpulan Data
Pengumpulan data yang diperlukan dilakukan dengan dua cara yaitu
survei lapangan dengan mengamati langsung kondisi drainase eksisting dan
survei instansional dengan memperoleh data dari Dinas terkait.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 36
3.2.1. Survei Lapangan
Hasil investigasi daerah genangan, data eksisting saluran drainase
menggambarkan kondisi saluran drainase pada wilayah studi penelitian. Data ini
termasuk kondisi outlet tempat aliran tersebut berakhir. Data ini menunjukkan
berapa dimensi saluran, panjang saluran, kondisi bangunan saluran serta apakah
saluran berfungsi dengan baik sebagai mana mestinya. Data eksisting saluran
didapat dengan Survei langsung kelapangan. Kemudian diidentifikasi sesuai
dengan nama salurannya. Salah satu factor penyebab genangan pada drainase di
jalan Lembah Raya adalah Dimensi atau bentuk saluran yang tidak seragam,
sedimentasi serta penumpukan sampah, adapun faktor pendukung terjadinya
banjir di daerah ini adalah lokasi yang merupakan daerah rawa, dimana daerah
rawa memiliki tanah yang mudah jenuh sehingga tidak dapat meresapkan air
dalam kapasitas yang banyak.
Gambar 3.2 Detail Permasalahan di Jalan Lembah Raya
3.2.2 Survei Instasional
Data-data yang digunakan diperoleh dari Dinas PU dan Dinas BWS. Adapun
data yang digunakan yaitu data curah hujan, data topografi dan data tata guna
lahan.
1. Data Curah Hujan
Data curah hujan yang digunakan diambil dari stasiun pencatat hujan. Curah
hujan yang dicatat mulai dari tahun 2000 sampai tahun 2012.
2. Data Topografi
Kota Pekanbaru terletak pada bagian ketinggian 5 50 meter di atas permukaan
laut. Kawasan pusat kota dan sekitarnya relatif datar dengan ketinggian rata-rata
antara 10-20 meter di atas permukaan laut. Sebagian besar wilayah Kota Pekanbaru
(44%) mempunyai tingkat kemiringan antara 0-2% atau relatif datar. Sedangkan
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 37
wilayah kota yang agak landai hanya sekitar 17%, landai (21%), dan sangat landai
(13%).
3. Tata Guna Lahan
Hasil revisi Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) Kota Pekanbaru yang
dikerjakan Konsultan masih dalam bentuk draft dan belum diajukan secara resmi ke
bagian hukum setko Pekanbaru, tetapi dalam revisi itu Kota Pekanbaru dibagi
menjadi 5 wilayah pengembangan.
Wilayah I merupakan pengembangan kota untuk perdagangan dan jasa,
perkantoran, pemerintahan dan permukiman. Wilayah ini berada di Kecamatan
Pekanbaru Kota, Sukajadi, Sail, Limapuluh dan Senapelan. Daerah ini merupakan
daerah yang padat pemukiman, sehingga dibutuhkan pengembangan kawasan
pemukiman baru.
Wilayah pembangunan II mencakup, pengembangan sarana olahraga dan
rekreasi, pendidikan, industri, perdagangan, kawasan lindung dan pemukiman. Ini
berada pada Kecamatan Rumbai, disini merupakan kawasan wilayah pemukiman
dengan kepadatan penduduk pada kategori rendah.
Kawasan wilayah pembangunan III, akan dibangun kawasan lindung,
pemukiman, rekreasi, industri dan perdagangan. Kawasan ini berada pada Kecamatan
Rumbai Pesisir.
Wilayah pembangunan IV akan dikembangkan kawasan industri, pemukiman,
pendidikan, pergudangan, perdagangan, rekreasi dan pemerintahan. Wilayah ini
mencakup Kecamatan Tenayan Raya dengan tingkat pemukiman pada kategori
kepadatan penduduk sedang.
Pada wilayah pengembangan V akan dikembangkan sarana pendidikan,
pemukiman, industri, perkantoran, pemerintah dan perdagangan. Kawasan ini mencakup
wilayah Kecamatan Payung Sekaki, Tampan, Bukit Raya dan Marpoyan Damai. Daerah
ini merupakan kawasan dengan kategori sebagian daerah berpemukiman sedang.
Dari uraian di atas lokasi kajian studi berada pada wilayah pengembangan IV
yang akan dikembangkan kawasan industri, pemukiman, pendidikan, pergudangan,
perdagangan, rekreasi dan pemerintahan. Pada lokasi kajian studi banyak dibangun
pemukiman.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 38
3.3 Bagan Alir Penelitian
Tahap-tahan yang akan dilakukan dalam penelitian adalah pengumpulan
data, pengolahan data dan evaluasi. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam
bagan alir penelitian pada gambar 3.3 berikut ini:
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 39
Gambar 3.3 Bagan Alir Penelitian
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 40
BAB IV
ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Hidrologi
Analisa hidrologi dilakukan untuk menentukan intensitas hujan, data yang
digunakan adalah data curah hujan harian tahun 1983 2012 di Stasiun Kantor
Hidrologi, Kecamatan Senapelan, Kota Pekanbaru, dari data tersebut dilakukan
analisis frekuensi hujan, Selanjutnya dihitung intensitas hujan yang terjadi untuk
durasi tertentu.
4.1.1 Analisis Curah Hujan Rata-Rata Harian Maksimum
Dari data curah hujan yang ada dari tahun 1983 2012, dapat ditentukan
data curah hujan rata-rata harian maksimum dengan perhitungan :
Nama Stasiun : Kantor Hidrologi Pekanbaru
Nomor Stasiun : 142 - 22
Posisi : 0 32' 10" LU / 101 26' 29" BT
Tabel 4.1 Data Curah Hujan maksimum Tahunan
No Tahun Curah Hujan Harian
maksimum (mm) 1 1991 475,90
2 1992 393,30
3 1993 617,90
4 1994 323,70
4 1995 490,90
5 1996 335,50
6 1997 415,30
7 1998 312,10
8 1999 344,50
9 2000 308,90
10 2001 432,50
11 2002 395,90
12 2003 440,70
13 2004 484,80
14 2005 346,50
15 2006 396,30
16 2007 451,00
17 2008 416,00
18 2009 461,40
19 2010 301,60
20 2011 194,00
21 2012 393,80
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 41
4.1.2 Analisis Frekuensi
Analisis frekuensi bertujuan untuk menentukan jenis distribusi yang sesuai
untuk mendapatkan curah hujan rencana. Pemilihan jenis distribusi curah hujan
yang sesuai berdasarkan nilai koefisien asimetris (Cs), koefisien variasi (Cv) dan
koefisien kurtosis. Koefisien tersebut didapatkan dengan menentukan nilai
parameter statistik dari data curah hujan maksimum tahunan. Nilai parameter
statistik disajikan pada Tabel 4.2
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 42
Tabel 4.2 Parameter Statistik
No. Tahun Xi P (Xi - X) (Xi - X)2 (Xi - X)
3 (Xi - X)
4
1 2001 432,5 7,69 39,62 1569,74 62193,27 2464097,48
2 2002 395,9 15,38 3,02 9,12 27,54 83,18
3 2003 440,7 23,08 47,82 2286,75 109352,50 5229236,54
4 2004 484,8 30,77 91,92 8449,29 776658,41 71390440,67
5 2005 346,5 38,46 -46,38 2151,10 -99768,22 4627250,14
6 2006 396,3 46,15 3,42 11,70 40,00 136,81
7 2007 451,0 53,85 58,12 3377,93 196325,55 11410440,81
8 2008 416,0 61,54 23,12 534,53 12358,44 285727,02
9 2009 461,4 69,23 68,52 4694,99 321700,74 22042934,86
10 2010 301,6 76,92 -91,28 8332,04 -760548,47 69422863,90
11 2011 194,0 84,62 -198,88 39553,25 -7866351,24 1564459933,63
12 2012 393,8 92,31 0,92 0,85 0,78 0,72
Total 4714,5 70971,29 -7248010,70 1751333145,76
Rerata (X) 392,88
Keterangan : P (Plotting) = { m / (n+1) } 100 .
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 43
Parameter Statistik :
S = 80,3239 (Simpangan Baku).
X = 392,88 (Rerata).
CV = 0,2044 (Koefisien Varian).
CS = -1,5257 (Koefisien Skewness).
CK = 6,1195 (Koefisien Kurtosis).
Syarat pemilihan distribusi :
Normal : CS = 0
Log Normal : CS = 3 CV
Gumbel Tipe I : CS = 1,1396 ; CK = 5,4002.
Log Pearson Tipe III : Yang tidak termasuk dalam syarat diatas.
Berdasarkan hasil perhitungan diatas, maka digunakan distribusi Log
Pearson III.
Tabel 4.3 Kriteria desain hidrologi sistem drainase perkotaan
Luas DAS
(Ha)
Kala Ulang
(Tahun)
Metode Perhitungan Debit
Banjir
< 10 2 Rasional
10 100 2 5 Rasional
101 500 5 20 Rasional
> 500 10 25 Hidrograf Satuan Sumber : Suripin
4.1.3 Distribusi Log Person Tipe III
Distribusi Log Person III memiliki tiga parameter penting, yaitu harga
rata-rata, simpangan baku, dan koefisien kemencengan. Jika koefisien
kemencengan sama dengan nol maka kembali ke distribusi normal
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 44
Tabel 4.4 Probabilitas Hujan Maksimum Metode Log Pearson Tipe III
No. Xi P (%) Log Xi (LogXi - Log X)2 (LogXi - LogX)
3
1 432,5 7,7 2,6360 0,0028 0,0001
2 395,9 15,4 2,5976 0,0002 0,0000
3 440,7 23,1 2,6441 0,0037 0,0002
4 484,8 30,8 2,6856 0,0104 0,0011
5 346,5 38,5 2,5397 0,0019 -0,0001
6 396,3 46,2 2,5980 0,0002 0,0000
7 451,0 53,8 2,6542 0,0050 0,0004
8 416,0 61,5 2,6191 0,0013 0,0000
9 461,4 69,2 2,6641 0,0065 0,0005
10 301,6 76,9 2,4794 0,0108 -0,0011
11 194,0 84,6 2,2878 0,0874 -0,0258
12 393,8 92,3 2,5953 0,0001 0,0000
Total
31,0009 0,1303 -0,0247
Rerata ( Log X )
2,5834
Sn = 0,1088
CS = -2,0922
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 45
Tabel 4.5 Hujan Rancangan Periode Ulang T (Tahun)
T Peluang CS Sn
Log X
G Log X RT
(%) (mm)
2 50 -2,0922 0,1088 2,5834 -0,0330 2,5798 380,014
5 20 -2,0922 0,1088 2,5834 0,8300 2,6737 471,737
10 10 -2,0922 0,1088 2,5834 1,3010 2,7249 530,762
20 5 -2,0922 0,1088 2,5834 1,5996 2,7574 572,005
25 4 -2,0922 0,1088 2,5834 1,8180 2,7812 604,227
50 2 -2,0922 0,1088 2,5834 2,1590 2,8183 658,112
100 1 -2,0922 0,1088 2,5834 2,4720 2,8524 711,869
200 0,5 -2,0922 0,1088 2,5834 2,7630 2,8840 765,597
1000 0,1 -2,0922 0,1088 2,5834 3,1180 2,9226 836,758
Keterangan : RT = Curah hujan rancangan (mm).
T = Kala Ulang (Tahun).
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 46
4.1.4 Uji Distribusi Frekuensi
Pemeriksaan uji kesesuaian dimaksudkan untuk mengetahui suatu
ebenaran hipotesa distribusi frekuensi. Dengan pemeriksaan uji ini akan
diketahui:
Kebenaran antara hasil pengamatan dengan model distribusi yang
diharapkan atau yang diperoleh secara teoritis.
Kebenaran hipotesa (diterima atau ditolak)
1) Uji Chi-Square
Tabel 4.6 Uji Distribusi Chi-Square Curah Hujan Maksimum Stasiun Kantor
Hidrologi Kecamatan Senapelan Kota Pekanbaru
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 47
a) Aplikasi Normal
Kelas P(x >= Xm) Ef Debit
(m3/dt)
Of Ef - Of ( Ef-Of )2 / Ef
5
0,200 0 < P
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 48
Ket. :
Chi-Kuadrat = Harga Chi-Kuadrat
Ef = Frekuensi sesuai pembagian kelasnya
Of = Frekuensi dengan aplikasi distribusi frekuensi
DK = Derajat Kebebasan
c) Aplikasi GUMBEL
Kelas P(x >= Xm) Ef Debit
(m3/dt)
Of Ef - Of ( Ef-Of )2 / Ef
5
0,200 0 < P
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 49
d) Aplikasi LOG-PEARSON III
Kelas P(x >= Xm) Ef Debit
(m3/dt)
Of Ef - Of ( Ef-Of )2 / Ef
5
0,200 0 < P
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 50
2) Uji Smirnov Kolmogorov
Tabel 4.7 Uji Smirnov Kolmogorov Data Curah Hujan Maksimum Stasiun Kantor Hidrologi Pekanbaru
Debit (m3/dt) m P = m/(N+1)
NORMAL LOG-NORMAL GUMBEL LOG-PEARSON III
P(x >= Xm) Do P(x >= Xm) Do P(x >= Xm) Do P(x >= Xm) Do
617,900 1 0,032 0,004 0,029 0,015 0,017 0,018 0,015 0,004 0,029
531,500 2 0,065 0,047 0,017 0,068 0,004 0,063 0,001 0,049 0,015
490,900 3 0,097 0,116 0,019 0,128 0,031 0,114 0,017 0,118 0,021
484,800 4 0,129 0,131 0,002 0,140 0,011 0,124 0,005 0,133 0,004
475,900 5 0,161 0,154 0,007 0,159 0,002 0,141 0,020 0,156 0,006
461,400 6 0,194 0,198 0,005 0,195 0,001 0,172 0,021 0,199 0,005
451,000 7 0,226 0,234 0,008 0,224 0,002 0,199 0,027 0,233 0,007
440,700 8 0,258 0,273 0,015 0,256 0,002 0,228 0,030 0,271 0,013
432,500 9 0,290 0,306 0,016 0,284 0,007 0,254 0,036 0,303 0,012
425,500 10 0,323 0,336 0,013 0,309 0,014 0,278 0,045 0,331 0,009
416,000 11 0,355 0,377 0,022 0,345 0,010 0,313 0,041 0,372 0,017
415,300 12 0,387 0,380 0,007 0,348 0,039 0,316 0,071 0,375 0,012
396,300 13 0,419 0,468 0,049 0,428 0,008 0,397 0,022 0,461 0,041
395,900 14 0,452 0,470 0,018 0,429 0,022 0,399 0,052 0,462 0,011
393,800 15 0,484 0,480 0,004 0,439 0,045 0,409 0,075 0,472 0,012
393,300 16 0,516 0,482 0,034 0,441 0,075 0,411 0,105 0,474 0,042
379,400 17 0,548 0,547 0,001 0,505 0,044 0,480 0,068 0,539 0,009
349,200 18 0,581 0,682 0,102 0,648 0,068 0,644 0,063 0,676 0,095
346,500 19 0,613 0,694 0,081 0,661 0,048 0,659 0,046 0,687 0,074
344,500 20 0,645 0,702 0,057 0,671 0,025 0,670 0,025 0,696 0,051
335,500 21 0,677 0,738 0,060 0,712 0,035 0,719 0,042 0,733 0,055
331,200 22 0,710 0,754 0,044 0,731 0,022 0,742 0,032 0,750 0,040
329,900 23 0,742 0,759 0,017 0,737 0,005 0,749 0,007 0,755 0,013
323,700 24 0,774 0,781 0,007 0,764 0,010 0,781 0,007 0,778 0,004
312,100 25 0,806 0,819 0,013 0,811 0,005 0,836 0,030 0,818 0,012
308,900 26 0,839 0,829 0,010 0,823 0,016 0,850 0,011 0,828 0,010
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 51
Debit (m3/dt) m P = m/(N+1)
NORMAL LOG-NORMAL GUMBEL LOG-PEARSON III
P(x >= Xm) Do P(x >= Xm) Do P(x >= Xm) Do P(x >= Xm) Do
302,900 27 0,871 0,846 0,025 0,845 0,026 0,875 0,004 0,847 0,024
302,100 28 0,903 0,848 0,055 0,848 0,056 0,878 0,025 0,849 0,054
301,600 29 0,935 0,850 0,086 0,849 0,086 0,880 0,056 0,851 0,085
194,000 30 0,968 0,989 0,022 0,999 0,031 1,000 0,032 0,994 0,027
DKritik = 0,240
0,102
0,086
0,105
0,095
Diterima
Diterima
Diterima
Diterima
Ket. :
m = Peringkat
P = Peluang di lapangan
Do = Selisih peluang lapangan dengan peluang teoritis
Kesimpulan : 1. Uji Smirnov-Kolmogorov menggunakan nilai Delta Kritik 0,240
2. Menurut Uji Smirnov-Kolmogorov, Distribusi yang terbaik adalah LOG-NORMAL
3. Dengan nilai Delta Maksimum adalah 0.086
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 52
4.1.5 Kala-Ulang Curah Hujan Tahunan Maksimum
Tabel 4.8 Kala Ulang Data Curah hujan Tahunan Maksimum Stasiun Kantor Hidrologi Pekanbaru
P(x >= Xm) T Karakteristik Debit (m3/dt) Menurut Probabilitasnya
Probabilitas Kala-
Ulang NORMAL LOG-NORMAL GUMBEL
LOG-PEARSON
III
XT KT XT KT XT KT XT KT
0,9 1,1 280,747 -1,282 285,293 -1,228 296,121 -1,100 282,663 -1,323
0,5 2, 389,473 0,000 380,394 -0,107 375,536 -0,164 387,783 0,086
0,2 5, 460,876 0,842 459,501 0,825 450,512 0,719 460,944 0,856
0,1 10, 498,200 1,282 507,197 1,388 500,152 1,305 499,416 1,213
0,05 20, 529,022 1,645 550,295 1,896 547,769 1,866 530,934 1,485
0,02 50, 563,712 2,054 603,199 2,519 609,403 2,592 565,844 1,769
0,01 100, 586,840 2,326 641,264 2,968 655,589 3,137 588,645 1,945
0,001 1.000, 651,647 3,090 761,221 4,382 808,204 4,936 649,752 2,385
Ket :
1. XT = + KT*
2. Menurut Uji Chi-Kuadrat, yang terbaik menggunakan distribusi NORMAL
3. Sedangkan menurut Uji Smirnov-Kolmogorov, yang terbaik menggunakan distribusi LOG-NORMAL
4. Hitungan dilakukan dengan menggunakan rumus dalam buku 'Applied Hidrology', 1988, Ven Te Chow, et. al.
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 53
Berdasarkan Pengujian diatas, maka terpilih dua metode distribusi dari dua
uji distribusi yang berbeda, sehingga dalam hal ini pemilihan lebih cenderung
kepada Uji Smirnov Kolmogorov dengan menghasilkan distribusi Log Normal
sebagai penentu intensitas hujan rancangan. Hal ini dikarenakan tingkat ketelitian
dan sensitifitas Uji smirnov Kolmogorov yang lebih tinggi dibanding uji Chi-
Kuadrat
Tabel 4.9 Intensitas Curah Hujan rancangan Dengan Menggunakan Distribusi Log Normal
P(x >= Xm) T Xt
Probabilitas Kala-Ulang Curah Hujan Rancangan
0,9 1,1 285,293
0,5 2, 380,394
0,2 5, 459,501
0,1 10, 507,197
0,05 20, 550,295
0,02 50, 603,199
0,01 100, 641,264
0,001 1.000, 761,221
4.1.6 Menentukan Luas Daerah Tangkapan Aliran (DTA)
Daerah Tangkapan Aliran merupakan area tangkapan air hujan yang hujan
yang akan dilayani suatu saluran. Tiap saluran mempunyai Luas DTA yang berbeda
dimana makin kehilir saluran luas DTA akan semakin besar sehingga debit yang
akan melewati saluran tersebut juga semakin besar. Perhitungan Luas DTA dimulai
dengan menghitung masing-masing luas area setiap ruas jalan yang dilayani dari
hulu kehilir saluran
Tinggi hujan untuk waktu yang lebih pendek diperoleh dari analisa IDF
(Intensitas Durasi dan Frekuensi), dimana hasil analisa IDF diperoleh grafik seperti
berikut ini
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 54
Gambar 4.1 Grafik Intensitas Durasi dan Frekuensi
Adapun untuk mendapatkan luas area dari daerah tangkapan air pada daerah
Jalan Lembah Raya menggunakan software google earth sehingga didapat luas
daerah sebesar 12,50 Ha yang dapat terlihat pada gambar berikut ini.
Gambar 4.2. Peta Daerah Tangkapan Air Jalan Lembah Raya
4.1.7 Menghitung Koefisien Pengaliran
Koefisien pengaliran ditentukan dengan cara mendeskripsikan tiap-tiap bagian
penutup lahan pada kawasan tersebut kemudian disesuaikan dengan tabel koefisien
limpasan yang ada. Nilai koefisien limpasan pada Tabel 4.10. merupakan nilai
koefisien masing-masing penutup lahan. Nilai koefisien limpasan yang dipakai
0
100
200
300
400
500
600
0 2 4 6 8 In
ten
sita
s H
uja
n (m
m)
Durasi Hujan t (jam)
2
5
10
20
50
100
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 55
dalam perhitungan debit adalah nilai koefisien (C) yang mewakili seluruh bagian
daerah tangkapan. Nilai koefisien (C) untuk area jalan Swakarya dihitung dengan
cara sebagai berikut :
a. Menentukan nilai koefisien limpasan (Ci) untuk luas tersebut dengan
menggunakan Tabel 4.10.
b. Mengulangi perhitungan tersebut untuk mendapatkan koefisien limpasan area
pada tiap ruas saluran.
Tabel 4.10. Koefisien aliran permukaan (C)
Deskripsi
daerah
Koefisien
limpasan
Sifat permukaan
tanah
Koefisien
limpasan
Perdagangan
Jalan
Daerah kota 0,70-0,95 Aspalt 0,70-0,95
Daerah dekat
kota 0,50-0,70 Beton 0,80-0,95
Pemukiman 0,30-0,50 Batu bata 0,70-0,85
Rumah tinggal
Batu kerikil 0,15-0,35
Terpencar
kompleks
perumahan
0,40-0,60 Jalan raya dan
trotoar 0,70-0,85
pemukiman
(suburban) 0,25-0,40 Atap 0,75-0,95
Apartemen 0,50-0,70
Lapangan
rumput,tanah
berpasir
Industry
kemiringan 2% 0,05-0,10
industri ringan 0,50-0,80 Rata-rata 2-7% 0,10-0,15
industri berat 0,60-0,90 Curam 0,15-0,20
taman, kuburan 0,10-0,25 Lapangan
rumput,tanah
keras
lapangan
bermain 0,10-0,25 kemiringan 2% 0,13-0,17
Daerah halaman
KA 0,20-0,40 Rata-rata 2-7% 0,18-0,22
Daerah tidak
terawatt 0,10-0,30 Curam 0,25-0,35
Sumber : Bambang Triatmojo
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 56
Melalui tabel tersebut diatas maka jalan swakarya memiliki Koefisien aliran
permukaan (C) adalah pada rentang 0,70 - 0,95 yakni pada jalan aspal.
4.1.8 Menghitung Waktu Konsentrasi Aliran
Waktu konsentrasi aliran dihitung dengan menggunakan metode Kirpich
(1940). Waktu konsentrasi dibagi menjadi dua bagian, yaitu waktu yang dibutuhkan
air untuk mengalir menuju saluran terdekat atau disebut dengan waktu inlet (t0) dan
waktu perjalanan dari pertama masuk saluran sampai ke titik keluaran atau disebut
dengan waktu drain (td) sehingga waktu konsentrasi aliran dari area tangkapan
merupakan penjumlahan dari waktu inlet dan waktu drain.
Untuk menentukan waktu inlet tiap luas area, sebelumnya dihitung terlebih
dahulu panjang lintasan aliran (L) dari titik air terjauh sampai ke saluran drainase
terdekat, kemudian ditentukan koefisien kekasaran (n) tiap luas area yang diperoleh
dari Tabel 4.11 dan kemiringan masing-masing lahan (S), selanjutnya dihitung
waktu inlet.
Tabel 4.11. Nilai koefisien kekasaran manning berdasarkan Tata Guna Lahan (n)
Tata Guna Lahan n
Kedap air 0,02
Timbunan tanah 0,1
Tanaman pangan tegalan dengan sedikit rumput pada tanah yang kasar dan
lunak 0,2
Padang rumput 0,4
Tanah gundul yang kasar dengan reruntuhan dedaunan 0,6
Hutan dan sejumlah semak belukar 0,8
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 57
Tabel 4.12. Kecepatan Maksimum Saluran
Jenis Bahan Kecepatan Maksimum (m/Detik)
Pasir Halus 0,45
Lempung Kepasiran 0,50
Lanau Alluvial 0,60
Kerikil Halus 0,75
Lempung Koko 0,75
Lempung Padat 1,10
Kerikil Kasar 1,20
Batu-Batuan Besar 1,50
Pasangan Batu 1,50
Beton 1,50
Beton Bertulang 1,50
Sebagai contoh perhitungan waktu inlet untuk area jalan Lembah Raya, L = 1250 m,
dari Tabel 4.11 Diperoleh nilai koefisien kekasaran (n) untuk lahan kedap air adalah
0,02 nilai kecepatan maksimum aliran (V) 1,5 m/detik diperoleh dari table 4.12
dengan jenis saluran berupa beton dan nilai R diperoleh dari h dimana h = 2,55m.
S = 0,0006 (sesuai dengan kondisi eksisting). Sehingga dengan menggunakan
persamaan Time over flow diperoleh waktu inlet adalah sebagai berikut :
-
Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 58
Setelah waktu inlet (t0) diperoleh selanjutnya dihitung waktu drain (td) tiap-
tiap saluran drainase dengan menggunakan persamaan. Panjang saluran (Ls) dan
kecepatan izin aliran air dalam saluran diperoleh dari Tabel 4.12. sebagai contoh
perhitungan waktu drain untuk area jalan Lembah Raya, dengan panjang saluran
(Ls) adalah 1250 m dan kecepatan aliran dalam saluran adalah 1,5 m/detik sehingga
diperoleh waktu drain saluran sebagai berikut :
= 13,88 detik = 0,0038 jam
Dengan demikian, maka diperoleh waktu konsentrasi aliran adalah sebagai berikut:
Waktu konsentrasi
4.1.9 Intensitas Hujan
Perencanaan sistem drainase memerlukan perkiraan debit puncak pada
daerah tangkapan kecil dengan cara menganalisa grafik IDF atau hubungan antara
intensitas hujan dengan durasi dan frekuensi. Untuk memperoleh grafik IDF dari
data curah hujan harian dilakukan dengan metode Mononobe dengan Prosedur
sebagai berikut :
1. Curah hujan rencana harian diperoleh dari perhitungan analisa frekuensi dengan
menggunakan distribusi Log Normal
2. Menentukan durasi singkat terjadinya hujan, untuk perencanaan sistem drainase
durasi hujan sama dengan waktu konsentrasi aliran (Tc)
3. Menghitung Intensitas hujan.
Dalam perencanaan saluran drainase periode ulang yang digunakan
tergantung dari fungsi saluran serta daerah tangkap hujan yang akan dikeringkan.
top related