drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 phpapp01

16
1 METODE PERKIRAAN BANJIR DAS 1. PENDAHULUAN Sub modul ini memperkenalkan metode-metode untuk memperkirakan banjir yang ada, dan untuk memberikan petunjuk kapan metode tersebut bisa digunakan. Dalam modul ini, sebuah garis besar cara memperkirakan banjir ada dilakukan, yang kemudian diikuti oleh metode yang lebih rinci yang sesuai untuk DAS yang kecil, terutama DAS perkotaan. Penerapan dari Metode Rasional untuk daerah perkotaan ada diterangkan secara rinci. Dalam modul ini cara memperkirakan banjir untuk DAS yang luasnya sedang dan besar ada diungkapkan, termasuk metode kekerapan banjir wilayah yang spesial dikembangkan untuk Jawa dan Sumatera. 1.2 Pentingnya Memperkirakan Banjir Rencana Metode memperkirakan Banjir Rencana adalah sebuah langkah penting didalam proses desain pekerjaan rekayasa teknik sipil yang bermacam-macam. Apabila perkiraan tersebut salah maka keuntungan dari desain hidraulika yang detil dan dari desain bangunan yang dihasilkan darinya tidak akan terwujud. Kita bisa membandingkan hal tersebut dengan mendesain suatu bangunan yang canggih tetapi bebannya salah. Hasil akhirnya akan tidak memuaskan. Oleh karena itu amatlah penting untuk memilih suatu banjir rencana yang mempunyai periode ulang rata-rata (ARP) yang memadai, agar bisa dibekali dengan suatu resiko gagal yang bisa diterima. Kemudian dari situ bisa diturunkan besar banjir yang bersangkutan. Kegiatan tersebut memerlukan suatu pengetahuan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi besar banjir dan suatu pemahaman mengenai metode yang ada untuk penghitungannya. Dengan memandang pada metode-metode perkiraan banjir yang ada, akan mudah dikenali bahwa ada 2 jenis maslah perkiraan banjir yang sangat berbeda: (i ) Perkiraan suatu banjir rencana ( ii ) Perkiraan suatu banjir yang nyata Suatu banjir rencana adalah suatu perkiraan peluang atau statistika yang didasarkan pada suatu jenis analisis peluang dari data banjir atau curah hujan. Suatu periode ulang rata-rata atau peluang dilampaui itu merupakan hal yang menyatu dengan cara perkiraan tersebut. Pendekatan untuk perkiraan suatu banjir yang nyata dari suatu kejadian hujan merupakan hal yaang sama sekali berbeda dalam konsep dan merupakan hal yang sifatnya deterministik.

Upload: rahmadhana

Post on 06-Dec-2015

216 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

drainase

TRANSCRIPT

Page 1: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

1

METODE PERKIRAAN BANJIR DAS

1. PENDAHULUAN Sub modul ini memperkenalkan metode-metode untuk memperkirakan banjir yang ada, dan untuk memberikan petunjuk kapan metode tersebut bisa digunakan. Dalam modul ini, sebuah garis besar cara memperkirakan banjir ada dilakukan, yang kemudian diikuti oleh metode yang lebih rinci yang sesuai untuk DAS yang kecil, terutama DAS perkotaan. Penerapan dari Metode Rasional untuk daerah perkotaan ada diterangkan secara rinci. Dalam modul ini cara memperkirakan banjir untuk DAS yang luasnya sedang dan besar ada diungkapkan, termasuk metode kekerapan banjir wilayah yang spesial dikembangkan untuk Jawa dan Sumatera.

1.2 Pentingnya Memperkirakan Banjir Rencana Metode memperkirakan Banjir Rencana adalah sebuah langkah penting didalam proses desain pekerjaan rekayasa teknik sipil yang bermacam-macam. Apabila perkiraan tersebut salah maka keuntungan dari desain hidraulika yang detil dan dari desain bangunan yang dihasilkan darinya tidak akan terwujud. Kita bisa membandingkan hal tersebut dengan mendesain suatu bangunan yang canggih tetapi bebannya salah. Hasil akhirnya akan tidak memuaskan. Oleh karena itu amatlah penting untuk memilih suatu banjir rencana yang mempunyai periode ulang rata-rata (ARP) yang memadai, agar bisa dibekali dengan suatu resiko gagal yang bisa diterima. Kemudian dari situ bisa diturunkan besar banjir yang bersangkutan. Kegiatan tersebut memerlukan suatu pengetahuan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi besar banjir dan suatu pemahaman mengenai metode yang ada untuk penghitungannya. Dengan memandang pada metode-metode perkiraan banjir yang ada, akan mudah dikenali bahwa ada 2 jenis maslah perkiraan banjir yang sangat berbeda:

(i ) Perkiraan suatu banjir rencana ( ii ) Perkiraan suatu banjir yang nyata

Suatu banjir rencana adalah suatu perkiraan peluang atau statistika yang didasarkan pada suatu jenis analisis peluang dari data banjir atau curah hujan. Suatu periode ulang rata-rata atau peluang dilampaui itu merupakan hal yang menyatu dengan cara perkiraan tersebut. Pendekatan untuk perkiraan suatu banjir yang nyata dari suatu kejadian hujan merupakan hal yaang sama sekali berbeda dalam konsep dan merupakan hal yang sifatnya deterministik.

Page 2: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

2

Semua sebab-akibat memerlukan pertimbangan. Keadaan nyata yang terjadi sebelumnya yang terjadi bersamaan dengan waktu terjadinya hujan tersebut, adalah penting dan perlu diperhitungkan dalam perkiraan banjir yang diakibatkannya.

Tidak ada informasi yang nyata yang diberikan, yang berkaitan dengan peluang dari banjir yang diperkirakan.

1.3. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Besar Banjir Faktor-faktor yang mempengaruhi besar banjir adalah sebagai berikut:

( i ) Faktor Hujan Faktor hujan itu mencukupi kelebatan hujan, jujuh, sebarannya dalam waktu dan ruang.

( ii ) Karakteristik DAS Karakteristik DAS mencakupi faktor fisiografi (seperti daerah dan kelerengan), faktor-faktor kehilangan (termasuk jenis tetumbuhan dan tanah) dan simpanan (terutama simpanan alur, volume air yang dalam perjalanan menuju tempat keluar selama banjir). Penting untuk dicatat bahwa agar suatu metode perkiraan banjir itu sah, maka faktor-faktor yang disebut diatas harus ditangani dengan memperhatikan perubahan keadaan pada saat metode tersebut diberlakukan.

1.4. Akibat Urbanisasi Pada Karakteristik DAS Apabila hutan asli atau lahan pertanian diubah menjadi lahan perkotaan, perubahan berikut akan terjadi: o Hilangnya tetumbuhan o Berkurangnya serasah di tanah o Hilangnya simpanan alami o Bertambahnya daerah yang bocor o Bertambahnya pencemar o Permukaan terganggu

Akibat hidrologis dari perubahan-perubahan ini adalah sebagai berikut: o Peresapan dan pengimbuhan air tanah yang berkurang o Makin banyaknya larian permukaan o Kecepatan makin besar o Reaksi DAS makin cepat o Luah puncak makin tinggi o Kualitas air menurun

Page 3: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

3

2. PEMILIHAN METODE PERKIRAAN BANJIR 2.1. Metode Yang Ada Metode perkiraan banjir yang didasarkan pada analisis kekerapan banjir dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

o Analisis kekerapan banjir yang langsung dilakukan terhadap data rekaman aliran sungai di

suatu lokasi (tempat) yang akan dipelajari, yang mempunyai data rekaman yang mencakupi periode yang panjang.

o Metode kekerapan banjir wilayah. Pembuatan dari metode kekerapan banjir wilayah mencakupi melakukan analisis data kekerapan banjir yang berasal dari semua DAS di suatu wilayah, untuk rekaman yang cukup lama. Hubungan antara data kekerapan banjir dengan karakteristik DAS kemudian dibuat. Begitu metode tersebut sudah dibangun (yang memerlukan upaya rekayasa yang sangat besar), penerapannya secara umum akan menyangkut perkiraan dari suatu banjir indeks dan pembandingan banjir indeks tersebut dengan suatu faktor byang tergantung pada ARP, yang akan memberikan banjir rencana yang diperlukan.

Sedangkan metode perkiraan banjir yang didasarkan pada hujan rencana dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelas yang mewakili suatu tingkat ketepatan yang makin menurun:

Kelas I : metode hidrograf, seperti pelacakan larian dan unit hidrograf yang dikalibrasikan langsung dari rekaman hidrologi dari DAS yang dipelajari.

Kelas II : Metode yang memerlukan transposisi parameter dari DAS yang diukur ke

DAS yang tidak diukur yang didekatnya, dan metode tersebut dikalibrasikan secara perwilayahan.

Metode ini mencakupi metode sintetik unit hidrograf, prosedur pelacakan larian dengan parameter yang didasarkan pada hubungan perwilayahan, data yang dipublikasikan, atau data untuk DAS yang berdekatan yang dikalibarasikan dan metode desain hidrograf yang di bangun pada wilayah yang khusus.

Kelas III : Metode umum atau metode “arbiter” atau rumus yang boleh diterapkan

untuk mendapatkan perkiraan awal. Termasuk dalam kelas ini adalah rumus empiris, “tipe-hand-book” dari Metode Rasional dan US Conservation Method.

Page 4: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

4

2.2 Penerapan pada Desain Drainase Perkotaan Pemilihan metode yang sesuai untuk perkiraan banjir tergantung pada syarat penerapannya. Dalam konteks desain drainase perkotaan, kita akan tertarik pada 2 kasus umum:

(i) DAS kecil (kurang dari 25 km2, sering bahkan lebih kecil dan biasanya dalam cakupan daerah perkotaan yang nyata itu sendiri) dan

(ii) Ukuran sedang ( 25 km2 sampai 500 km2 ) dan DAS yang berukuran luas (lebih besar dari 500 km2). Dalam daerah jenis ini, sungai-sungainya mengalir lewat perkotaan dan karenanya merupakan ancaman banjir bagi kota tersebut. Metode-metode untuk perkiraan banjir yang sesuai untuk setiap kasusu di atas akan didiskusikan di bagian 2.3 dan 2.4 di bawah ini.

2.3. DAS Perkotaan Yang Kecil Metode perkiraan banjir berdasarkan hujan itu biasanya dipakai untuk DAS perkotaan yang kecil. Metode-metode yang didasarkan pada analisis kekerapan banjir itu biasanya tidak bisa diterapkan karena data rekaman larian itu jarang ada, terutama untuk DAS yang kecil. Pada kesempatan yang jarang dimana data larian rekaman itu tersedia, maka analisis kekerapan justru tidak sesuai disebabkan oleh pola tata guna tanah yang berubah. Metode yang berdasarkan hujan yang menggunakan data curah hujan rencana yang didapatkan secara statistik karenanya adalah yang paling sering digunakan. Metode yang didasarkan hujan yang bisa diterapkan pada daerah perkotaan yang kecil itu mencakupi prosedur unit horograf, model pelacakan larian, dan metode rasional. Metode rasional tersebut adalah yang paling diantara ketiganya dan telah menjadi metode yang paling banyak dikaitkan dengan desain drainase perkotaan. Meskipun Metode Rasional cocok kategorinya sebagai metode yang berdasarkan hujan kelas III, namun untuk DAS perkotaan yang kecil (bukan DAS yang besar) metode tersebut secara memuaskan menangani faktor-faktor yang mempengaruhi besar banjir. Hal ini berakibat semakin meluasnya penggunaan pada daerah perkotaan. Metode yang sepenuhnya berdasarkan pada hujan yang bisa diterapkan untuk drainase daerah perkotaan dan penggunaannya dengan benar dapat disimpulkan di tabel 1. Beberapa dari metode ini mencakupi model komputer dengan komponen pemodelan hidrolika aliran pipa dan kualitas air.

Page 5: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

5

2.4. DAS UKURAN SEDANG DAN BESAR Pertimbangan utama untuk perkiraan dan pemilihan dari metode yang ada untuk perkiraan banjir rencana untuk DAS berukuran sedang dan kecil adalah bahwa cara-cara tesebut harus didasarkan pada data banjir yang direkam. Analisis kekerapan banjir yang langsung nyatanya memenuhi kriteria tersebut. Untuk metode kekerapan regional, hal yang perlu diperhatikan adalah apakah angka-angka tersebut diturunkan dari data banjir rekaman untuk wilayah terentu tersebut, ataukah telah didemonstrasikan secara formal untuk mereproduksikan data rekaman atau karakteristik statistik DAS yang dipelajari. Menurut metode yang didasarkan hujan, prosedur dari UH dan pelacakan larian dapat dikalibrasikan dengan data yang direkam di DAS yang dipelajari sehingga juga memenuhi kriteria di atas tersebut. Namun metode yang didasarkan atas hujan kelas III itu tidak memenuhi. Di Indonesia, metode yang didasarkan curah hujan kelas I dan II tidak kerap digunakan. Kesuksesan penerapannya menghendaki adanya data curah hujan yang bagus kualitasnya, dan juga data aliran sungai. Metode tersebut adalah kompleks dan diperlukan keterampilan dan pertimbangan dalam menterjemahkannya. Metode yang berdasarkan hujan kelas III tersebut adalah yang lebih umum digunakan dan termasuk penggunaan metode Der Weduwen, Melchior dan Rasional. Penggunaan metode yang berdasarkan pada analisis kekerapan itu lebih dipilih daripada penggunaan metode yang didasarkan pada hujan kelas III. Metode yang didasarkan pada analisis kekerapan karena itu disarankan untuk digunakan di Indinesia untuk memperkirakan aliran rencana di DAS berukuran sedang dan besar yang lewat daerah perkotaan.

Page 6: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

6

Tabel 1 Model Hidrologi Untuk Analisa dan Desain Drainase Perkotaan

Model Jenis Model Penggunaan Yang

Benar Tingkat

Kompleksitas Perubahan Yang Besar

Contoh (A)

Rumus Empiris Aliran puncak Perkiraan dari aliran rencana dari DAS yang sangat kecil dan mempunyai sifat individual

Sangat mudah - Patokan untuk desain drainase atap

Metode Rational Aliran puncak Desain untuk DAS kecil. Hanya bisa diterapkan untuk analisis alam bentuk yang terbatas

Mudah ke agak sukar (bisa memilih untuk menggunakan komputer)

• Akumulasi dari ekvalensi daerah yang tidak bocor

• Perlakuan akibat dari sebagian luasan

Australian Rainfall and Runoff (1987) Malaysian Drainase Design Manual (1975)

Unit Hidrograf Hidrograf Desain dan analisis DAS perkotaan yang luas, dimana tersebut

Sedang (pilihan menggunakan komputer)

- Synthetik Unit Hydrograph Methods With parameters adjusted for urbanisation

Luas Waktu (Isokron)

Hidrograf Desain atau analisis dari sisitim dengan berbagai ukuran, termasuk yang mempunyai waduk (simpanan)

Sedang sampai sukar (perlu komputer)

- TRRL, ILLUDAS, ILSA

Pelacakan larian Hidrograf Desain atau analisis untuk semua ukuran, termasuk yang mempunyai waduk (simpanan)

Sedang sampai sukar (perlu komputer)

Waduk linear dan non linear

WASSP,RORE RAFTS

Kinematic Wave/penyelesaian masalah penuh dengan persamaan St. Venant

Hidrograf Desain atau analisis untuk semua ukuran, termasuk yang mempunyai waduk (simpanan)

Sedang sampai kompleks (perlu komputer)

- WSSP, SWWW

Page 7: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

7

Model Jenis Model Penggunaan Yang

Benar Tingkat

Kompleksitas Perubahan Yang Besar

Contoh (A)

Progres Fisik Model Perhitungan Lengas Tanah

Hidrograf Berkesinambungan

Terlalu kompleks untuk desain rutin untuk saat ini. Digunakan pada analisis detil dari sistim yang lebih besar dan untuk studi keilmuan

Kompleks (perlu komputer

- SWWW,WSPP

3. METODE RASIONAL

3.1 Rumus Metode Rasional Rumus Metode Rasional adalah sebagai berikut:

Q = AiCAiC ⋅⋅⋅=⋅⋅

278,06,3

Dimana, Q = Luah puncak (m3/S) C = Koefisien larian ( tanpa dimensi) A = Luas daerah tangkapan (Km2) I = laju curahan hujan badai rata-rata, yang jatuh per kali dalam T tahun,

dengan jatah tc. T = Periode ulang rencana (tahun) tc = Waktu memusat atau waktu konsentrasi (menit)

Angka 3,6 dalam rumus di atas adalah faktor konversi yang sesuai dengan ukuran yang dipakai. Apabila luas diambil dalam hektar, maka faktor konversinya menjadi 360.

Waktu konsentrasi (tc) adalah waktu yang diperlukan bagi satu tetes air yang jatuh di tempat terjauh, di daerah tangkapan, untuk mencapai muara (outlet).Tempat yang terjauh merupakan istilah yang dikaitkan dengan waktu penjelajahan, bukan jarak.

Mungkin batasan tc yang lebih baik adalah = waktu sesudah limpasan hujan mulai terjadi, ketika seluruh bagian daerah tangkapan memberi masukan pada aliran di muara, secara bersamaan.

Pemakaian metode ini memerlukan: - Pengukuran luas A dengan menggunakan peta dan/atau berdasarkan pemeriksaan

lapangan

Page 8: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

8

- Perkiraan besar C dan I

Nama tersebut diberikan pada metode ini, karena dasarnya yang rasional bila dibandingkan dengan metode empiris lainnya, ketika rumus ini pertama-tama digunakan. Namun pemikiran-pemikiran selanjutnya mampu memperlihatkan bahwa metode ini tidak benar-benar rasional di beberapa aspeknya. Beberapa bentuk dari metode ini telah dipergunakan sejak tahun 1850. Pemakaiannya tidak meluas sejak awal abad ini. Dua lapangan utama yang menerapkan metode tersebut adalah :

(I) Desain Drainase Perkotaan (digunakan secara meluas).

(II) Daerah tangkap daerah pedesaan kecil (meskipun penggunaan ini sering dikritik).

3.2 Dasar Metode Rasional dan Cara Penerapannya

3.2.1 Analisis Aljabar dari Larian Daerah Tangkapan. Kita tinjau daerah tangkap yang disketsa di bawah ini. Diasumsikan ada curahan hujan dengan laju rata-rata 1mm/jam, mulai pada waktu = 0 dan koefisien larian sebesar C.

Isokron, atau garis yang menghubungkan titik-titik yang mempunyai waktu jelajah ke muara yang sama. Isokron tersebut digambarkan pada rencana daerah tangkapan. Jeda antar kontur adalah 1 jam-an. Luas daerah antar isokron adalah a, b, c dan d km2.

Gambar 1. Rencana DAS dengan ISOKRON

Metode ini mengasumsikan bahwa selama larian tidak ada, penyimpanan permukaan di daerah tangkapan. Airnya lari di seluruh daerah tangkap (DAS) dengan laju yang sama dengan limpasan hujan yang terjadi di permukaan DAS

Page 9: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

9

(Ci mm/jam). Diasumsikan bahwa aliran terjadi dan dalamnya larian (jadi volume) dapat diabaikan. Analogi dari asumsi ini adalah larian di lembaran baja yang dimiringkan. Kelalaian memperhitungkan simpanan ini merupakan asumsi yang penting yang membatasi ketepatan dan penerapan Metode Rasional. Metode tersebut didasarkan pada ukuran metrik sehingga dari 1mm/jam pada 1 km2 didapat 0,278 m3/s.

Bila mempertimbangkan luas daerah yang memberi masukan setiap waktu, maka aliran di muara diketahui dengan membandingkan sebagai berikut :

Pada jam ke 1, q1 = 0,278 Ci. a m3/s Pada jam ke 2, q2 = 0,278 Ci ( a + b ) m3/s

Luasan yang memberi masukan akan bertambah sesuai dengan waktu konsentrasi tercapai, yakni ketika seluruh luasan A memberi masukan pada aliran yang terjadi di muara pada saat itu, maka:

Q = 0,278 C . i . A m3/s

Rumus di atas adalah rumus rasional untuk aliran puncak. Untuk waktu yang lebih lama dari tc, hidrografnya akan tinggal tetap sebesar itu meskipun hujan terus jatuh.

3.2.2 Keterbatasan.

Dua kekurangan dari teori mengenai Metode Rasional adalah sebagai berikut: (I) Mengabaikan pengaruh simpanan alur.

Pengaruh simpanan alur adalah untuk mengurangi dan menangguhkan tercapainya tinggi puncak hidrograf. Oleh karena itu pengabaian simpanan alur mengakibatkan tinggi puncak aliran menjadi over-estimated (lebih dari perkiraan).

(II) Mengabaikan keragaman deras hujan dalam ruang dan waktu. Yang dipertimbangan dalam metode tersebut hanya deras hujan rata-rata. Ragam dari deras hujan cenderung untuk meninggikan aliran puncak yang diakibatkannya. Oleh karena itu mengabaikan keragaman deras hujan akan menyebabkan under estimation (kurang dari perkiraan). Akibat (I) dan (II) cenderung untuk saling mengisi namun faktor akibat simpanan alur biasanya lebih besar dari faktor akibat ragam curah hujan.

Page 10: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

10

3.2.3 Penerapannya untuk DAS Daerah Perkotaan Kecil Metode rasional hanya dapat diterapkan bila kedua akibat yang telah diutarakan adalah kecil. Seperti telah dibahas di bagian 1.4, konsekuensi hidrologis dari urbanisasi akan meningkatkan kecepatan di saluran drainase dan tangkapan DAS yang lebih cepat. Simpanan alur (volume air) dalam perjalanan menuju tempat keluar selama banjir itu karenanya biasanya tidak berarti untuk DAS kecil. Dengan argumen yang sama, waktu konsentrasi menjadi pendek dan ragam waktu dari kelebatan hujan adalah relatif rendah untuk jujuh yang pendek.

Sekali lagi untuk daerah kecil, ragam hujan menurut ruang biasanya juga kecil. Oleh karenanya untuk DAS perkotaan kecil metode tersebut cenderung sah. Suatu limit absolut bagian atas dari DAS kecil adalah 25 km2. Di atas limit tersebut metode rasional jangan dipakai. Namun di negara barat saat ini, hari-hari secara garis besar mempertimbangkan bahwa adalah lebih baik menggunakan model komputer yang lebih canggih bila ukuran dari DAS lebih besar dari ± 150 km2.

3.4 Prosedur Penggunaan Metode Rasional 3.4.1 Ringkasan Prosedur.

Langkah-langkah penggunaan Metode Rasional adalah sebagai berikut: (i) Ukur luas daerah tangkapan (A). (ii) Pilih suatu periode ulang (T) yang cocok bagi sistem drainase yang akan

didesain. (iii) Perkiraan waktu konsentrasi (tc). (iv) Dari lengkung IDF yang berlaku bagi daerah tangkapan, tentukan deras hujan

rata-rata- (i) yang mempunyai periode ulang T tahun dan jajah badai tc jam. (v) Perkiraan nilai C dari daerah tangkapan. (vi) Masukkan nilai-nilai di atas ke dalam rumusan metode rasional:

mAiC

Q6.3

..= 3/s

Langkah (i), (iii) dan (v) dibicarakan secara lebih rincih di bawah ini:

3.4.2 Daerah tangkapan yang lasim juga disebut daerah aliran (DAS) dapat diukur dari peta atau diperkirakan di lapangan. Dianjurkan agar batas daerah tangkap diperkuat kebenarannya di lapangan, sehingga pengaruh dari jalan, saluran dan penghalang buatan lainnya dapat diperhitungkan. Ada juga kemungkinan bahwa saluran dari suatu daerah tangkapan perkotaan, ternyata melimpahkan sebagian muatannya ke saluran lain selama banjir.

Page 11: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

11

3.4.3 Waktu Konsentrasi

Waktu konsentrasi suatu daerah tangkapan adalah waktu yang diperlukan oleh larian di titik yang terjauh dari daerah tangkapan tersebut untuk mencapai muaranya. Dalam desain dari suatu sistem tersebut biasanya mempunyai luas daerah tangkapan yang berbeda, demikian juga kemiringannya, sehingga waktu konsentrasinya akan berbeda pula. Sebelum sampai ke muara dari suatu sistem drainase, air yang berasal dari titik yang terjauh dari daerah tangkapan, mungkin mengalir sesuai dengan permukaan alami tanah dan tanaman. Waktu konsentrasi dari daerah tangkapan adalah jumlah dari waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir diatas berbagai permukaan dan sepanjang saluran penyalur sampai ke muara yang ditinjau. Waktu konsentrasi (tc) dari suatu daerah tangkapan, dengan demikian terdiri atas bagian yang utama, yakni: (i) Waktu memasuki sistem (te) seringkali dinamakan “overland flow” (aliran

permukaan). (ii) Waktu untuk menjelajahi saluran drain yang besar dan kecil (td). Perkiraan nilai te itu dibuat melalui monograf baku untuk kelerengan-kelerengan tanah khusus, dan keadaan penutup bawah (lihat gambar 2).

Gambar 2. Nomograf Aliran Permukaan. Data berkat US Dept. of Agrikulture, 1942. Nomograf dikeluarkan oleh “Municipal Utilities” 1951.

Page 12: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

12

Waktu yang diperlukan air untuk mengalir sepanjang saluran drainase (td) itu ditentukan dengan membagi panjang saluran tersebut oleh kecepatan rata-rata air di dalam saluran. Kecepatan rata-rata bisa dihitung dengan menggunakan rumus hidraulika seperti persamaan Manning. Namun itu memerlukan luah yang diketahui, yang sampai saat itu belum diketahui. Karena itu perlu diasumsikan suatu kecepatan, dan membuat perkiraan awal dari td dan perkiraan awal dari Q ini dapat digunakan kemudian untuk merevisi perkiraan dari td dan luahnya dihitung ulang.

3.4.4 Koefisien Larian C Koefisien larian adalah hasil bagi dari laju puncak dari larian oleh kelebatan hujan, apabila kedua peubah (variable) tersebut diungkapkan dari tabel mengenai nilai-nilai yang disarankan; seperti yang dikeluarkan oleh “The Malaysian Dept. of Irrigation & Drainage”) (lihat tabel 2) atau dengan menggunakan metode yang diberikan dalam Australian Rainfall & Runoff [I.E Aust, 1987]. Nilai koefisien larian yang dalam tabel, seperti tabel 2 itu sering dikritik sebagai tidak memuaskan, karena sifat kategori penggunaan tanahnya yang luas. Metode yang diberikan dalam Australian Rainfall and Runoff. Menghindari kelemahan tersebut. Di situ diungkapkan koefisien larian untuk suatu ARP 10 tahunan, C10, dan hubungannya dengan bagian-bagian yang kedap dan tak kedap dari DAS serta iklim curah hujan (diungkapkan melalui kelebatan curah hujan dengan ARP 10 tahun yang jujuhnya 1 jam di DAS 1110 dalam mm/jam. Nilai C10 jatuh dalam “daerah interpolasi” yang ditandai dalam gambar 3. Dan nilai tersebut bisa diperkirakan dengan menggunakan persamaan berikut ini:

C10 = 0,8 f + 0,1 + 0,0133 (1 – f ) ( 1i10 - 25 )

Tabel 2. Koefisien larian dari Metode Rasional bagi daerah perkotaan yang dipakai di Malaysia

Tata Guna Lahan Koefisien larian --------------------------------------------------------------------------------------------- Daerah Perdagangan

- Daerah kota yang dibangun 0,90 Penuh dan pertokoan

Daerah Industri

- Dibangun penuh 0,80

Page 13: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

13

Daerah Perumahan

- 4 rumah/acre 0,55 - 4 - 8 rumah/acre 0,65 - 4 - 12 rumah/acre 0,75 - 12 rumah/acre 0,85

Semenan 0,95 Tata Guna Lahan Koefisien Larian ---------------------------------------------------------------------------------------------

Taman (biasanya datar di daerah 0,30 Perkotaan) Hutan karet 0,45 Rimba (biasanya curam di perkotaan 0,35 Daerah pertambangan 0,10 Tanah terbuka 0,75

Sumber: Drainase and Irrigation Division, Ministry of Aagryculture, Malaysia, 1975. “Urban Drainage Design Standards & Procedures for Peninsuler Malaysia”. Planning and Design Procedure No. 1

Page 14: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

14

Gambar 3 Metode IE Aust untuk memperkirakan Koefisien Larian.

Untuk periode ulang rata-rata yang lain dari 10 tahun, nilai C10 tersebut dikalikan dengan faktor kekerapan dari tabel 3. Apabila koefisien yang dihitung dengan persamaan di atas lebih besar dari 1,0, angka tersebut secara “arbiter” ditentukan sama dengan satu (1).

Tabel 3. Faktor Kekerapan Untuk Memperkirakan Koefisien Larian dengan Menggunakan Metode I.E Aust.

ARP (tahun) Faktor kekerapan ,Fy 1 ------------------------------------- 0,8 2 ------------------------------------- 0,85 5 ------------------------------------- 0,95 10 ------------------------------------- 1,0 20 ------------------------------------- 1,05 50 ------------------------------------- 1,15 100 ------------------------------------- 1,2

Page 15: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

15

3.5. Effek sebagian Daerah (Partial Effect Area). Di daerah tangkap di daerah perkotaan, dimana sebagian dari daerah tangkat tersebut belum dikembangkan atau digunakan untuk pertanian, mungkin beberapa jujuh curah hujan yang lebih kecil dari waktu konsentrasi seluruh daerah bisa memberikan luah puncak yang maksimum. Dalam kasus seperti ini pengaruh dari deras hujan yang semakin besar pada luah puncak adalah lebih besar dari pengurangan dari daerah yang menyumbang, sedangkan jujuh semakin berkurang sehingga berada dibawah waktu konsentrasi dari seluruh daerah tangkap. Gejala ini dinamakan efek sebagian daerah dan akan terjadi pada keadaan-keadaan berikut ini:

Bila Cp ip Ap > CT iT AT

Dimana p adalah sebagian (partial) daerah tangkapan T adalah daerah tangkapan total. Jenis daerah tangkapan yang memungkinkan gejala tersebut terjadi adalah: (i) Suatu daerah tangkapan yang mempunyai “buntut” yang panjang, dalam

perencanaan tampaknya. (iii) Suatu daerah tangkapan yang terletak di kaki lereng gunung yang curam. (iv) Suatu daerah tangkapan di perkotaan yang ada taman atau hutan rimba di ujung

hulunya.

Page 16: Drainase 3cmetodeperkiraanbanjirdas 120227194659 Phpapp01

16

DAFTAR PUSTAKA

1. Drainage and Irrigation Division, Ministry of Agriculture, Malysia 1975. “Urban Drainage

Design Standards & Procedures for Peninsular Malaysia”. Planning and Design Procedure No. 1.

2. Institution of Engineers Australia, 1987. “Australian Rainfall and Runoff” Volume 1. ISBN 085825-434-4.