Alternatif dan PemilihanSistem Drainase

Berdasarkan Fungsi Jaringan

• 2 macam sumber air buangan– air hujan – air kotor (bekas)

Cara atau sistem pembuangan

• Sistem terpisah (Separate Sistem)

• Sistem tercampur (Combined Sistem)

• Sistem kombinasi (Pseudo Separate Sistem) atau sistem interseptor

Sistem terpisah (Separate Sistem)

• Air kotor dan air hujan dilayani oleh sistem saluran masing-masing secara terpisah

Beberapa pertimbangan pemilihan sistem

• Periode musim hujan dan kemarau yang terlalu lama

• Kuantitas yang jauh berbeda antara air buangan dan air hujan

• Air buangan memerlukan pengolahan terlebih dahulu sedangkan air hujan tidak perlu dan harus secepatnya dibuang ke sungai yang terdapat pada daerah yang ditinjau

Keuntungan• Sistem saluran mempunyai dimensi yang

kecil sehingga memudahkan pembuatannya dan operasinya

• Penggunaan sistem terpisah mengurangi bahaya bagi kesehatan masyarakat

• Pada instansi pengolahan air buangan tidak ada tambahan beban kapasitas, karena penambahan air hujan

• Pada sistem ini untuk saluran air buangan bias direncanakan pembilasan sendiri, baik pada musim kemarau maupun musim hujan

Kerugian

• Harus membuat 2 sistem saluran sehingga memerlukan tempat yang luas dan biaya yang cukup besar

Sistem tercampur (Combined Sistem)

• Air kotor dan air hujan disalurkan melalui satu saluran yang sama. Saluran ini harus tertutup

Beberapa pertimbangan pemilihan sistem

• Debit masing-masing buangan relatif kecil sehingga dapat disatukan

• Kuantitas air buangan dan air hujan tidak jauh beda

• Fluktuasi curah hujan dari tahun ke tahun relatif kecil

Keuntungan

• Hanya diperlukan satu sistem penyaluran air sehingga dalam pemilihannya lebih ekonomis

• Terjadi pengeceran air buangan oleh air hujan sehingga konsentrasi air buangan menurun

Kerugian

• Diperlukan areal yang luas untuk menempatkan instalasi tambahan untuk penanggulangan di saat-saat tertentu

Sistem kombinasi (Pseudo Separate Sistem)

• Merupakan perpaduan antara saluran air buangan dan saluran air hujan di mana pada waktu musim hujan air buangan dan air hujan tercampur dalam saluran air buangan, sedangkan air hujan berfungsi sebagai pengecer atau penggelontor

• Kedua saluran ini tidak bersatu tetapi dihubungkan dengan sistem perpipaan interseptor

Faktor2 yang dapat digunakan menentukan pemilihan

• Perbedaan yang besar antara kuantitas air buangan yang akan disalurkan melalui jaringan penyaluran air buangan dan kuantitas curah hujan pada daerah pelayanan.

• Umumnya di dalam kota dilalui sungai-sungai dimana air hujan secepatnya dibuang ke dalam sungai-sungai tersebut.

• Periode musim kemarau dan musim hujan yang lama dan fluktuasi air hujan yang tidak tetap.

ASPEK HIDROLOGI

Daerah Aliran Sungai

• Suatu daerah yang dibatasi punggung perbukitan dimana hujan yang jatuh pada daerah tsb. akan mengalir ke aliran sungai yang ada.

Ciri2 DAS• Luas dan bentuk daerah

– Banjir sungai di daerah aliran yang kecil > banjir sungai di daerah aliran yang luas– Daerah aliran yang bentuknya lebar dan banyak sungai cabang, banjir sungainya > daerah

aliran yang berbentuk sempit dan memanjang• Keadaan topografi

– Daerah yang permukaan tanahnya miring, aliran permukaannya deras dan besar (terutama bila tanahnya keras dan padat)

– Kemiringan rata2 dasar sungai berpengaruh pada kecepatan meningkatnya banjir– Banyaknya rawa dan danau mengurangi besarnya banjir

• Kepadatan drainase– Kepadatan drainase yang kecil menyebabkan kehilangan air mjd. besar sehingga

meningkatnya banjir berlangsung lambat• Geologi

– Sifat2 tanah berpengaruh thd. kehilangan air.– Kerapatan tanah dan tebalnya lapisan tanah yang tembus air sangat menentukan besarnya

infiltrasi dan evaporasi• Elevasi rata2 daerah aliran

– Hujan lebat di daerah pegunungan > di daerah dataran• Keadaan daerah pada umumnya

– Banyaknya tumbuh2an, perkampungan, kota, daerah pertanian → mempengaruhi kehilangan air

– Perkampungan, kota, industri → mengurangi infiltrasi

Analisis Hidrologi• Rencana Induk atau sistem drainase perkotaan

→ diperlukan informasi banyaknya air yang akan dikumpulkan dan dibawa ke area pembuangan atau genangan/ badan air

• Bila informasi tsb. belum diketahui → perlu diestimasi dengan analisis Hidrologi.

• Selain hujan dan klimatologi, aspek-aspek hidrologi lain yang mempengaruhi besarnya aliran air adalah aspek-aspek yang menggambarkan kondisi permukaan lahan: Topografi dan Situasi, Tata guna Lahan dan Tipe Tanah.

Topografi dan Situasi • Peta harus berskala paling kecil 1:10.000 untuk perancangan, dan

1:2.000 untuk perencanaan detail proyek• Pada peta tsb. dapat dilihat beberapa informasi:

– Titik2 ketinggian Geodetik dengan nilai elevasi muka tanah– Garis2 ketinggian/ kontur muka tanah dengan interval tertentu– Badan-badan air utama dan saluran– Tata Guna Lahan termasuk jalan-jalan dan bangunan, daerah

permukiman tak teratur, daerah permukiman teratur (real estate), daerah industri, kawasan pasar, pusat-pusat perdagangan dan jasa, bangunan-bangunan utama dari berbagai kelembagaan yang besar (Fasilitas Umum).

• Dari peta-peta ini dapat dihitung luas daerah layanan, kemiringan lahan dan tingkat/ persen kepadatan bangunan

• Bila tidak tersedia peta, dapat digunakan foto udara

Jenis Tanah• Peta Jenis Tanah yang dipublikasi oleh

Puslittan (Pusat Penelitian Tanah) Bogor, dapat memperlihatkan penyebaran jenis tanah di tiap daerah

• Jenis tanah dapat berupa tanah lempung, lanau, pasir, kapur atau kombinasinya

• Tujuannya adalah untuk menentukan besarnya parameter kemampuan tanah dalam menyerap dan menyimpan air: (Kapasitas infiltrasi, kadar lembab tanah, tinggi hisapan kapiler, kapasitas lapang dan titik layu maupun konduktifitas hidrolik tanah jenuh)

Daerah Layanan

• Beberapa tahapan untuk menentukan luas daerah layanan drainase:– Telusuri alur/ aliran air yang ditinjau/ diteliti– Tentukan titik outlet/ luaran yang diteliti– Telusuri/ hubungkan semua titik tertinggi,

dari titik outlet ke kontur lebih tinggi dengan jarak terpendek

Data Curah Hujan

• Curah hujan adalah data hidrologi yang paling penting sebelum dimulai perencanaan drainase perkotaan

• Data curah hujan ada beberapa macam:– curah hujan harian, bulanan, tahunan dan data curah

hujan periode pendek, misalnya 5,10,15,30 sampai 60 menit

• Data curah hujan periode pendek ini yang diperlukan untuk perencanaan drainase perkotaan

• Data curah hujan harian dan bulanan tidak dapat digunakan untuk perencanaan, kecuali bila tidak diperoleh data curah hujan periode pendek, dapat dikumpulkan data curah hujan harian untuk kemudian didistribusi menjadi jam-jaman atau periode yang lebih kecil dengan menggunakan pendekatan empiris.

• Data yang direcord bisa berupa data tinggi hujan (mm) atau intensitas hujan (mm/jam). Intensitas hujan kelebatan hujan

• Kriteria hujan– Hujan gerimis tetesan atau R< 2,5 mm/jam– Hujan sedang 2,5 mm/jam s.d 7,5 mm/jam– Hujan lebat > 7,5 mm/jam

Beberapa pengertian yang perlu dipahami dalam melakukan analisis data hidrologi

• Data Hidrologi, menurut kejadiannya, mempunyai sejarah / pencatatan:– Data Hidrologi dikumpulkan melalui pengamatan kejadiannya,

seperti pada pengukuran hujan badai, didapatkan data: Durasi Hujan Badai, Tinggi air banjir pada saat terjadi hujan badai

• Hujan Rencana dicirikan oleh paling sedikit 2 dari 3 item berikut:– Durasi = D = lama terjadinya hujan badai [waktu]– Tinggi hujan = P = Jumlah presipitasi/hujan badai [mm]– Frekuensi = Rata-rata waktu antara 2 kejadian hujan badai dengan

durasi dan tinggi hujan yang sama• Kriteria tambahan yang digunakan dalam proses desain hidrologi:

– Intensitas = Tinggi Hujan / Durasi Hujan = P / D– Volume Presipitasi = Tinggi Hujan x Luas Daerah Tangkapan Hujan

= P x A

Periode Ulang Hujan Rencana

• Periode ulang hujan: tinggi hujan yang terjadi sekali dalam periode tertentu Kemungkinan tinggi hujan tersebut terlampaui setiap tahun adalah (1/periode)x 100%. Misalkan hujan dengan PUH 5 tahun adalah 100 mm, artinya setiap tahun kemungkinan/ probabilitas terjadi tinggi hujan =>100 mm adalah (1/5)100% = 20%

• Hujan rencana adalah pola presipitasi yang:– Didefinisikan/ ditentukan untuk menggambarkan

karakteristik hujan badai pada umumnya (rata-rata)– Digunakan untuk memperkirakan kemungkinan

kegagalan/kejadian di kemudian hari, untuk tujuan desain hidrolik sistem drainase

• Hujan rencana didapat dan dianalisis dengan mengkompilasi karakteristik rata-rata dari kejadian hujan yang terdahulu dengan analisis probabilitas

• Pengambilan keputusan tentang besarnya probabilitas kegagalan atau keandalan dari desain ditentukan atas dasar:– Pertimbangan sosial dengan menentukan

besar resiko kegagalan yang diijinkan atau periode ulang yang diharapkan/diijinkan.

– Pertimbangan ekonomi dengan memperhitungkan biaya pembangunan dan biaya pemeliharaan yang tersedia

Kriteria Desain Debit Banjir Rencana (sumber:...)

Sistem Hidrolika Periode Ulang, Tr [Tahun]

Sistem drainase banjir minor (saluran kecil, pipa, inlet, kolam pengumpul, dsb.)

2 – 10

Sistem drainase major 10 – 50

Gorong-gorong dibawah jalan lintas, sebagai bagian dari saluran minor

10 – 50

Gorong-gorong dibawah jalan lintas, sebagai bagian dari saluran major

25 – 100

Jembatan 10 – 50

Kolam retensi/detensi dalam suatu lingkungan hunian

100 – PMF (Probable Maximum Flood)

Dataran banjir pada saluran minor 10 – 100

Dataran banjir pada saluran Major 100 -

Melengkapi data hujan yang hilang

• Dilakukan perkiraan dengan menggunakan data hujan dari stasiun pengukuran terdekat

• Jika selisih antara tinggi hujan tahunan normal dari tempat pengukuran yang datanya kurang lengkap dibanding dengan tinggi hujan tahun normal dari stasiun pengukuran terdekat < 10%, maka data yang hilang dapat diambil dari harga rata2 hitung dari data tempat terdekat dan dianjurkan lebih dari dua stasiun pembanding

• Jika selisih > 10% digunakan cara pembanding normal• Dengan cara korelasi, yaitu dengan menggambarkan

garis korelasi antara curah hujan pada stasiun yang datanya hilang dengan stasiun pembanding pada periode (tahun) yang sama

R stasiun yang hilang (mm)

R stasiun pembanding (mm)

Rumus Cara Pembanding Normal

rx = (Rx/n) [(r1/R1)+(r2/R2)+(r3/R3)+ ...+(rn/Rn)]

Dimana:

• rx = data hujan yang dicari

• Rx = curah hujan rata-rata tahunan pada stasiun x yang datanya akan

dilengkapi

• n = jumlah stasiun pembanding

• r1...rn = curah hujan di stasiun 1, ....., n

• R1... Rn = curah hujan rata2 tahunan pada stasiun 1, ..., n

Contoh soal

Hujan normal tahunan pada stasiun A, B, C dan D pada suatu DAS adalah: 80,97; 67,59; 76,28 dan 92,01 cm. Pada tahun 1985, stasiun D rusak dan tidak dapat beroperasi, sedangkan data hujan yang tercatat di stasiun A, B dan C adalah 91,11; 72,23; 79,89 cm. Perkirakan data hujan di stasiun D pada tahun 1985 tersebut

Penyelesaian

Selisih hujan normal tahunan:

= 92,01 cm – 67,59 cm = 24,42 cm

= 24,42/ 92,01 = 0,27 (>10%)

Menggunakan metode rasio normalrd = (92,01/3)[(91,11/80,97)+(72,23/67,59)+(79,89/76,28)]

= 99,41 cm