makalah drainase pengganti kuis

80
PENDAHULUAN 1. Latar belakang Kata drainase berasal dari kata drainage yang artinya mengeringkan atau mengalirkan. Drainase merupakan sebuah sistem yang dibuat untuk menangani persoalan kelebihan air baik kelebihan air yang berada di atas permukaan tanah, maupun air yang berada di bawah permukaan tanah. Kelebihan air dapat disebabkan oleh intensitas hujan yang tinggi atau akibat dari durasi hujan yang lama. Secara umum drainase didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan pada suatu kawasan. Desain drainase perkotaan memiliki keterkaitan dengan tata guna lahan, tata ruang kota, master plan drainase kota, dan kondisi sosial budaya masyarakat terhadap kedisiplina dalam hal pembuangan sampah. Pengertian drainase perkotaan tidak terbatas pada tekhnik penanganan kelebihan air namun lebih luas lagi menyangkut aspek kehidupan dikawasan perkotaan. Pada sebuah kawasan perkotaan persoalan drainase cukup komplek, oleh sebab itu untuk perencanaan dan pembangunan bangunan air untuk drainase perkotaan, keberhasilannya tergantung pada kemampuan masing-masing perencana, terutama perencanaan debit banjir rencana. 1

Upload: teguh-wawan-kurniawan

Post on 01-Jul-2015

6.638 views

Category:

Documents


19 download

TRANSCRIPT

Page 1: Makalah Drainase Pengganti Kuis

PENDAHULUAN

1. Latar belakang

Kata drainase berasal dari kata drainage yang artinya mengeringkan atau

mengalirkan. Drainase merupakan sebuah sistem yang dibuat untuk menangani

persoalan kelebihan air baik kelebihan air yang berada di atas permukaan tanah,

maupun air yang berada di bawah permukaan tanah. Kelebihan air dapat

disebabkan oleh intensitas hujan yang tinggi atau akibat dari durasi hujan yang

lama. Secara umum drainase didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang

usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan pada suatu kawasan.

Desain drainase perkotaan memiliki keterkaitan dengan tata guna lahan,

tata ruang kota, master plan drainase kota, dan kondisi sosial budaya masyarakat

terhadap kedisiplina dalam hal pembuangan sampah. Pengertian drainase

perkotaan tidak terbatas pada tekhnik penanganan kelebihan air namun lebih luas

lagi menyangkut aspek kehidupan dikawasan perkotaan. Pada sebuah kawasan

perkotaan persoalan drainase cukup komplek, oleh sebab itu untuk perencanaan

dan pembangunan bangunan air untuk drainase perkotaan, keberhasilannya

tergantung pada kemampuan masing-masing perencana, terutama perencanaan

debit banjir rencana. Dimana wilayah perkotaan dengan drainase yang urang baik

akan rentan terhadap bencana banjir.

2. Tujuan

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui dan

memahami mengenai perencanaan dan pembangunan drainase di suatu perkotaan.

1

Page 2: Makalah Drainase Pengganti Kuis

1. MAKSUD DAN TUJUAN PERENCANAAN DRAINASE

PERKOTAAN

1.1. Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari pembuatan tugas drainase ini adalah agar

mahasiswa dapat mengerti dan memahami sistem drainase di perkotaan, serta

tujuannya dapat mengaplikasikannya di lapangan.

Tujuan direncankannya sistem drainase perkotaan sejalan dengan maksud

diatas adalah sebagai berikut:

1. Menjamin kesehatan dan kesejahteraan masyarakat.

2. Melindungi alam lingkungan seperti tanah, kualitas udara dan kualitas air

(PROKASIH)

3.  Menghindarkan bahaya, kerusakan materiil, kerugian dan beban-beban lain

yang disebabkan oleh amukan limpasan banjir

4.  Memperbaiki kualitas lingkungan

5. Konservasi sumber daya air.

1.2. Perencanaan Drainase Kota

Faktor-faktor umum yang perlu diperhatikan dalam merencakan sistem

drainase perkotaan adalah sebagai berikut:

Sosial ekonomi

Sosial ekonomi meliputi pertumbuhan penduduk, urbanisasi, kebutuhan

nyata dan prioritas daera, keseimbangan pembangunan antar kota dan

dalam kota, ketersediaan tataguna tanah dan pertumbuhan fisik kota dan

ekonomi pedesaan .

Lingkungan

Faktor lingkungan yang perlu diperhaikan meliputi topografi, eksisting

jaringan drainase Jalan, sawah, perkampungan, laut, pantai, tataguna tanah,

pencemaran lingkungan, estetika yang mempengaruhi sistem drainase

kota, kondisi lereng dan kemungkinan longsor, pengendapan dan

2

Page 3: Makalah Drainase Pengganti Kuis

pencemaran, danau atau sungai diperhitungkan masalah pembendungan

dan pengempangan.

Landasan

Didasarkan pada konsep kelestarian lingkungan dan konservasi

sumberdaya air yaitu pengendalian air hujan agar lebih banyak meresap ke

dalam tanah dan mengurangi aliran permukaan.

Tahapan

Pembuatan rencana induk, studi kelayakan, perencanaan detail, financial

dan lingkungan ( dilakukan dengan survai lokasi, topografi, hidrologi,

geoteknik tataguna tanah, sosial ekonomi, institusi, peran serta masyarakat,

kependudukan, lingkungan dan pembiayaan), penyelidikan terhadap

parameter disain (penyiapan tanah, pelaksanaan drainase, operasi dan

pemeliharaan).

Kriteria

Pertimbangan teknik meliput aspek hidrologi, hidraulik dan struktur;

pertimbangan lain meliputi biaya dan pemeliharaan. Masalah yang tidak

dapat diselesaikan oleh instansi yang berwenang harus diajukan kepada

pihak yang berwenang di atasnya.

1.3. Perencanaan Sistem Drainase

Drainase perkotaan melayani pembuangan kelebihan air pada suatu kota

dengan cara mengalirkannya melalui permukaan tanah atau lewat dibawah

permukaan tanah untuk dibuang ke sungai, danau atau laut. Kelebihan air tersebut

dapat berupa air hujan, air limbah domestic maupun air limbah industry. Oleh

karena itu, drainase perkotaan harus berpadu dengan sanitasi, sampah, dan

pengendalian banjir.

Untuk perencanaan sistem drainase sendiri dapat dilakukan dengan 4 cara,

sebagai berikut:

Drainase Tersier

3

Page 4: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Suatu badan air yang merupakan bagian dari suatu sistem drainase utama

atau sistem drainase local dimana aliran airnya menuju ke saluran

sekunder.

Drainase Sekunder

Mengalirkan buangan air hujan yang diterima dari saluran drainase tersier

menuju saluran drainase primer.

Drainase Primer

Menerima buangan air hujan dari saluran sekunder maupun saluran

lainnya dan mengalirkan air hujan langsung ke badan penerima.

Badan Penerima

Badan penerima dari saluran drainase adalah sungai, danau dan laut.

Sedangkan untuk sistem drainase penyaluran air buangan dan air hujan

dapat dilakukan dengan sistem berikut:

Sistem Terpisah (Separate System)

Air kotor dan air hujan dialirkan melalui sistem saluran yang masing-

masing terpisah.

Sistem Tercampur (Combined System)

Air kotor dan air hujan dialirkan melalui satu saluran yang sama, dan

saluran ini bersifat tertutup.

Sistem Kombinasi (Pseudo Separate System)

Merupakan perpaduan antara saluran air kotor dan saluran air hujan yang

dihubungkan dengan sistem perpipaan interceptor, dimana pada musim

hujan air kotor dan air hujan akan bercampur dan air hujan berfungsi

sebagai penggelontor.

1.4. Permasalahan

Permasalah drainase perkotaan bukanlah hal yang sederhana. Banyak

faktor yang mempengaruhi dan pertimbangan yang matang dalam perencanaan,

antara lain :

Peningkatan debit

Peningkatan jumlah penduduk

4

Page 5: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Amblesan tanah

Penyempitan dan pendangkalan saluran

Reklamasi

Limbah sampah dan pasang surut

5

Page 6: Makalah Drainase Pengganti Kuis

2. FAKTOR-FAKTOR PERENCANAAN SISTEM DRAINASE

Untuk memulai suatu perencanaan system drainase perlu dikumpulkan

data penunjang agar hasil perencanaan dapat dipertanggung-jawabkan. Data yang

diperoleh dari sumbernya atau dikumpulkan langsung di lapangan dengan

melakukan pengukuran/penyelidikan. Jenis dan data sumbernya akan diuraikan

sebagai berikut:

a. Data permasalahan

Pertimbangan dalam merencanakan suatu drainase adalah laporan mengenai

terjadinya permasalahan genangan atau banjir. Data genangan yang perlu

diketahui antara lain:

a. Lokasi genangan

b. Lama genangan

c. Tinggi genangan

d. Besarnya kerugian

b. Data Topografi

Peta skala kecil diperoleh dengan melakukan pengkuran langsung di

lapangan seluas wlayah yang diperlukan. Hasil pengukuran dituangkan dalam peta

yang dilengkapi garis kontur. Garis kontur digambarkan dengan beda tinggi 0,5 m

untuk lahan yang sangat datar atau 1m untuk lahan datar. Dalam pengukuran

tersebut dilakukan pula pengukuran sampai ke alur buangan (sungai) terdekat

berikut elevasi muka air pada saat banjir. Apabila pengukuran dilakukan pada

musim kemarau, elevasi banjir tersebut dapat ditanyakan pada penduduk yang

bermukim didekatnya.

c. Data tata guna lahan

Data tata guna lahan ada kaitannya dengan besarnya aliran permukaan.

Alian permukaan ini menjadi besaran aliran drainase. Besarnya aliran permukaan

tergantung banyaknya air hujan yang mengalir setelah dikurangi banyaknya air

hujan yang meresap. Betapa besarnya air yang meresap tergantung pula pada

tingkat kerapatan permukaan tanah, dan ini berkaitan dengan penggunaan lahan.

6

Page 7: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Penggunaan lahan bias dikelompokkan dalam berapa besar koefisien larian

(persentase besarnya air yang mengalir).

d. Jenis tanah

Tiap daerah mempunyai jenis tanah yang berbeda. Jenis tanah disuatu

daerah dapat berupa tanah lempung, berpasir, kapur, atau lainya.

Tujuannya untuk menentukan kemampuan menyerap air.

e. Master Plan

Agar perkembangan dapat berkembang secara terarah, diperlukan suatu

master plan, dengan demikian pula halnya dalam perencaan system drainse adalah

system yang melayani kebutuhan kota akan saluran buangan.Master plan kota

dapat diperoleh dari pemerintah daerah setempat.

f. Data Prasarana dan Utilitas

Prasarana dan utilitas kota lainnya, disamping sistem jaringan drainase

adalah jalan raya, pipa air minum, pipa gas, kabel listrik, telpon dan PLN.

g. Biaya

Untuk proyek drainase tidak ada investor yang mau menanamkan

modalnya sehingga pemerintahlah yang menyediakan biaya untuk membangun

saluran drainase.

h. Data Kependudukan

Data kependudukan bisa diperoleh dari biro statistik. Selain jumlah, lokasi

dari penduduk juga diperlukan. Data ini dimaksudkan untuk menghitung air

buanga, dalam mendimensi saluran saat musim kemarau.

i. Kelembagaan

Kelembagaan adalah instansi pemeritah yang terkait dengan sistem

drainase, khususnya pada saat pemeliharaan dan pengoperasian, bila ada.

7

Page 8: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Setelah hasil perencanaan hasil system drainase, apabila telah

dilaksanakan diperlukan suatu organisasi yang menangani baik dalam mengelola,

pengoperasian dan pemeliharaan. Dari personil yang ada, masih diperlukan lagi.

Ini diperlukan kepada instasi terkait, agar sudah dipersiapkan baik kebutuhan

personil, ruang kerja, peralatan dan biaya operasi.

j. Peraturan

Peraturan-peraturan yang diperlukan adalah semua peraturan yang

berkaitan dengan drainase perkotaan misalnya Perda tentang saluran drainase,

sampah dan sebagainya. Kemudian ditinjau lagi apakah peraturan yang sudah ada

apakah sudah memada dengan system jaringan drainase yang akan dikerjakan.

k. Aspirasi Pemerintah dan Peran Serta Masyarakat

Dengan mengetahui aspirasi pemerintah daerah, antara lain berdiskusi

dengan instuisi terkaitdan pemda, perencaan darainase akan lebih terarah dan

mencapai saluran.

Dengan berdialog dengan masyarakat khususnya dengan tokoh-tokoh

masyrakat atau yang mewakili kepentingan masyarakat untuk ikut memikirkan

jalan keluar mengatasi masalah yang ada, akan menumbuhkan rasa ikut memiliki

apabila jaringan drainase yang telah dilaksanakan. Dengan demikian mereka

mudah diajak untuk memelihara atau minimal menjaga.

l. Data Sosial Ekonomi

Data sosial ekonomi dapat diperoleh dari biro statisti atau kantor

kelurahan, tujuannya untuk mengetahui kondisi sosial ekonomi masyarakat adalah

untuk menghindari timbulnya maslah-maslah sosial apabila saluran drainase atau

bangunan-bangunannya akan dibangun di kemudian hari.

Contoh : hindari menempatkan saluran induk ditengah-tengah daerah

padat penduduk, yang mengakibatkan terjadinya pengurusan dalam jumlah yang

besar.

8

Page 9: Makalah Drainase Pengganti Kuis

m. Kesehatan Lingkungan Pemukiman

Masalah ini perlu dipertimangkan dalam perencanaan. Tujuan

membanguan system drainase adalah untuk meningkatkan kesehatan lingkungan,

jangan sampai yang terjadi adalah sebaliknya.

Contoh : dengan dibangunnya saluran drainase, pada musim kemarau

menimbulkan bau yang tidak enak, atau saluran darinase meningkatkan populasi

nyamuk.

n. Banjir Kiriman

Perlu dikaji adanya kemungkinan banjir kriman dari daerah hulu. Bila ada,

perlu diantisipasi dalam perancaan atau koodinasi dengan instasi yang menangani

masalah tersebut.

o. Peta situasi dan pengukuran jalur saluran

Untuk perencanaan detail yaitu penempatan saluran-saluran kwarter dan

tersair dperlukan peta situasi dalam skala besar, misalkan 1 : 1000.

Setelah jalur saluran ditentukan, dilakukan lagi pengukuran jalur saluran

baik dalam arah memanjang maupun dalam arah melintang. Arah melintang tiap

jarak 50 meter dengan batas pengukuran kekiri dan kekanan sejauh yang

diperlukan.

p. Data Tanah

Data tanah yang diperlukan khususnya pada rencana bangunan-bangunan

yang besar misalnya jembatan. Data tanah ini diliahat dari segi kekuatannya.

Data tanah yang diperlukan khususnya pada rencana bangunan-bangunan

besar. Misalnya : jembatan.

q. Data Hujan

Data hujan diperoleh dari dinas Meteorologi dan Geofisika atau stasiun

pengamat hujan lainnya, misalnya milik puslitbang pengairan.

9

Page 10: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Yang perlu dikumpulakan minimal data curah hujan hairian selama 10

tahun atau lebih. Data ini diperlukan untuk menghitung debit rencana.

r. Data Bahan Bangunan

Mencari data bahan bangunan yang mudah diperoleh dan murah untuk

kepentingan pemilihan jenis bangunan pada desain sarluran dan bangunan.

Setelah mengetahui faktor-faktor perencanaan sistem drainase agar

memperjelas materi di dalam sistem drainase terbagi menjadi 3 yaitu :

a. Sistem Terpisah ( Separate System )

Sistem air buangan dimana air hujan dan air limbah dilayani secara terpisah.

(Prof. Ir. Joetata H, Drainase Perkotaan, 1997).

Pemilihan sistem ini berdasarkan atas beberapa pertimbangan antara lain:

1. Periode musim hujan dan musim kemarau yang terlalu lama.

2. Kuantitas yang jauh berbeda antara buangan dan air hujan.

3. Air buangan memerlukan pengolahan terlebih dahulu sedangkan air hujan

tidak perlu dan harus secepatnya dibuang ke saluran pembuangan.

Keuntungan pemakaian sistem ini :

1. Proses pembuatan dan operasinya mudah karena mempunyai dimensi

saluran yang kecil.

2. Mengurangi bahaya bagi kesehatan masyarakat.

3. Pada instalasi pengolahan air buangan tidak ada tambahan beban kapasitas.

4. Dapat merencanakan pembilasan sendiri, baik pada musim kemarau maupun

pada musim penghujan.

Kerugian sistem ini :

Membuat dua sistem saluran sehingga memerlukan tempat yang luas dan

biaya yang cukup besar.

b. Sistem Tercampur (Combined System)

10

Page 11: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Air kotor dan air hujan disalurkan melalui satu saluran pembuangan yang

sama. Saluran ini harus tertutup. (Prof. Ir. Joetata H, Drainase Perkotaan, 1997).

Pemilihan sistem ini berdasarkan atas beberapa pertimbangan antara lain:

1. Debit masing-masing buangan relatif kecil sehingga dapat disatukan.

2. Kuantitas air buangan dan air hujan tidak jauh berbeda.

3. Frekuensi curah hujan dari tahun ke tahun relative kecil.

Keuntungan pemakaian sistem ini :

1. Hanya diperlukan satu sistem penyaluran air sehingga dalam pemilihannya

lebih ekonomis.

2. Terjadi pengenceran air buangan oleh air huajan sehingga konsentrasi air

buangan menurun.

Kerugian sistem ini :

Diperlukan areal yang luas untuk menempatkan instalasi tambahan untuk

penanggulangan pada saat-saat tertentu.

c. Sistem Kombinasi

Sistem kombinasi merupakan perpaduan antara saluran air buangan

dan air hujan tercampur dalam satu air buangan, sedangkan air hujan berfungsi

sebagai opengencer dan penggelontor. Kedua saluran ini tidak bersatu tetapi

dihubungkan dengan sistem perpipaan interceptor. (Prof. Ir. Joetata H, Drainase

Perkotaan, 1997).

Pertimbangan pemakaian sistem ini :

1. Perbedaan yang cukup besar antara kuantitas air buangan kan melalui

jaringan penyalur air buangan dan kuantitas urah hujan pada daerah

pelayanan.

2. Umumnya dalam kota dilalui sungai-sungai dimana air hujan secepatnya

dibuang ke dalam sungai-sungai tersebut.

3. Periode musim kemarau dan musim hujan yang lama dan fluktuasi air

hujan yang tidak tetap.

11

Page 12: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Berdasarkan pertimbangan tersebut, maka secara teknis dan ekonomis

sistem yang memungkinkan diterapkan adalah sistem terpisah antara air buangan

rumah tangga dengan air buangan yang berasal dari air hujan.

12

Page 13: Makalah Drainase Pengganti Kuis

3. KRITERIA DESIAN DAN PERENCANAAN

3.1 Jenis Sistem Drainase1. Sistem Drainase Makro (Major Drainage System)

Adalah system drainase yang menampung aliran drainase mikro( Minor

Drainage System) dan membuangkelaut.(Urban Drainage Guidelines and

Technical Design Standard WSTCF 092/020, Vol. I, Nov. 1994)

Komponen system makroterdiridari :

a. Saluran Terbuka

Saluran ini lebih cocok untuk drainase air hujan yang terletak di daerah

yang mempunyai luasan yang cukup, atau untuk drainase air nonhujan

yang tidak membahayakan kesehatanatau Lingkungan. (Hadihardja,

Joetata. 1997 )

b. Stasiun Pompa

Berfungsi untuk mengangkat air dari elevasi atau ketinggian yang lebih

rendah ketempat yang lebih tinggi atau memindahkan aliran dari aliran

satu kealiran lain.

c. Kolam Retensi

Adalah kolam yang berfungsi untuk menampung air hujan sementara

waktu sebelum air dialirkan kelokasi lain yang operasionalnya dapat

dikombinasikan dengan pompa atau pintu air.

13

Page 14: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Jaringan drainase makro hanya terdiri dari saluran utama saja.

2. Sistem Drainase Mikro (Minor Drainage System)

Adalah system drainase yang melayani suatu daerah pemukiman, seperti

daerah perumahan – perumahan, daerah komersial atau zona industry, pasar,

perkantoran, dsb.Catchment area drainase system minor/ mikro kurang dari 10 ha.

Jaringan system drainase minor hanya terdiri dari drainase minor saja.

Drainase Minor = DrainaseMikro = Drainase Lingkungan

Sistem drainase mikro bias berupa :

a. Sistem saluran drainase primer, yang menerima buangan air hujan baik dari

saluran sekunder maupun saluran lainnya dan mengalirkan air hujan langsung

kebadan penerima.

b. Sistem saluran drainase sekunder yang mengalirkan buangan air hujan

langsung kesaluran drainase primer.

c. Sistem saluran drainase tersier adalah cabang dari system sekunder yang

menerima buangan air hujan yang berasal dari persil bangunan atau saluran

lokal.

3.2 Desain Perhitungan PUHBesarnya intensitas hujan untuk setiap ti dan periode ulang kejadian hujan (

Ti ) ditentukan berdasarkan Gringorten ( 1963 ) :

14

Page 15: Makalah Drainase Pengganti Kuis

T =

Atau

d=

keterangan :

d = Nomor urut data setelah data diurut dari yang terbesar hingga

terkecil

N = banya knya data kejadian hujan

T = periode ulang ( tahun)

Persamaan ini digunakan karena sifat distribusi hujan jangka pendek

bersifat eksponential. Nilai T digunakan adalah2 ; 3 ; 5 ; 7 ; 10 ; 15 dan 20 tahun.

Nilai ini digunakan dengan asumsi bahwa lingkup cekungan kecil umur kegiatan

beberapa tindakan pengelolaan sumberdaya air biasanya diproyeksikan dalam

kisaran waktu tersebut.

Nilai N, ditentukan berdasarkan banyaknya data kejadian hujan untuk

setiap durasi hujan ( ti ). Dasar penentuan untuk nilai N ini diambil dengan

pertimbangan bahwa hasil permodelan ini merupakan masukan bagi model

infiltrasi – kolom tanah untuk menduga besarnya surface runoff pada setiap

kejadian hujan.

3.3 Koefisien Run offLimpasan ( Run off) merupakan gabungan antara aliran permukaan ,

aliran- aliran yang tertunda pada cekungan – cekungan, dan aliran bawah

permukaan (subsurface flow). Dalam kaitannya dengan limpasan, factor yang

berpengaruh secara umum dapat dikelompokkan menjadi 2 kelompok, yaitu factor

meteorologi dan karakteristik daerah tangkapan saluran atau daerah aliran sungai

(DAS).

1. Faktor Meteorologi

Faktor – factor meteorologi yang berpengaruh pada limpasan terutama

adalah karakteristik hujan, yang meliputi :

15

Page 16: Makalah Drainase Pengganti Kuis

a. Intensitas Hujan

Jika intensitas hujan melebihi laju infiltrasi, maka akan terjadi limpasan

permukaan sejalan dengan peningkatan intensitas curah hujan. Namun

demikan, peningkatan limpasan permukaan tidak selalu sebanding

dengan peningkatan intensitas hujan karena adanya penggenangan di

permukaan tanah. Intensitas hujan berpengaruh pada debit maupun

volume limpasan.

b. Durasi Hujan

Total limpasan dari suatu hujan berkaitan langsung dengan durasi hujan

dengan intensitas tertentu. Jika hujan yang terjadi lamanya kurang dari

lama hujan kritis, maka lamanya limpasan akan sama dan tidak

tergantung pada intensitas hujan.

c. Distribusi Curah Hujan

Laju dan volume limpasan dipengaruhi oleh distribusi dan intensitas

hujan di seluruh DAS. Jika kondisi topografi, tanah di seluruh DAS

seragam, untuk jumlah hujan yang sama, maka curah hujan yang

distribusinya merata menghasilkan debit puncak yang paling minimum.

Karakteristik distribusi hujan dalam “koefisien distribusi”, yaitu

perbandingan antara hujan tertinggi di suatu titik dengan hujan rata- rata

DAS.

2. Karakteristik DAS

Karakteristik DAS yang berpengaruh besar pada aliran permukaan meliputi:

a. Laju dan bentuk DAS

Laju dan volume aliran permukaan makin bertambah besar dengan

bertambahnya luas DAS. Bentuk DAS mempunyai pengaruh pada pola

aliran dalam sungai. Pengaruh bentuk DAS terhadap aliran permukaan

dapat ditunjukkan dengan memperhatikan hidrograf-hidrograf yang

terjadi pada dua buah DAS yang bentuknya berbeda namun mempunyai

luas yang sama dan menerima hujan dengan intensitas yang sama.

b. Topografi

Topografi mempunyai pengaruh pada laju dan volume aliran

permukaan. DAS dengan kemiringan curam disertai parit / saluran yang

16

Page 17: Makalah Drainase Pengganti Kuis

rapat akan menghasilkan laju dan volume aliran permukaan yang lebih

tinggi dibandingkan dengan DAS yang landai dengan parit dan adanya

cekungan – cekungan. Pengaruh kerapatan parit, yaitu panjang parit per

satuan luas DAS, pada aliran permukaan adalah memperpendek waktu

konsentrasi, sehingga memperbesar laju aliran permukaan.

c. Tata Guna Lahan

Pengaruh tata guna lahan pada aliran permukaan (C) ,yaitu bilangan

yang menunjukkan perbandingan antara besarnyaaliran permukaan dan

besarnya curah hujan.

3. Rumus perhitungan debit limpasan (run off)

Perhitungan debit limpasan (run off) menggunakan Metoda Rasional dengan

formula :

Q = 0,278 C .I . A

Keterangan :

C = koefisien run off

I = intensitas curah hujan (mm / jam)

A = luas daerah tangkapan hujan (Ha)

Q = debit limpasan (m3/dt)

Data – data pendukung :

a. Data curah hujan harian maksimum selama 24 jam (mm) – tahunan

b. Panjang sungai induk

c. Beda tinggi (ketinggian)

d. Peta tataguna lahan/land cover (penentuan nilai C)

e. Luas DAS

17

Page 18: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Nilai Koefisien Run-off (C)

Sumber :DirektoratPenyelidikanMasalah Air (Puslitbang Air), 1984

18

Page 19: Makalah Drainase Pengganti Kuis

3.4 Kecepatan Aliran

Kecepatan aliran air suatu saluran direncanakan bedasarkan kecepatan

minimim dan kecepatan maksimum yang diperbolehkan. Kecepatan minimum

adalah kecepatan terendah aliran yang direncanakan dengan asumsi saluran tetap

self cleansing, tidak terjadi sedimentasi dan tidak mendorong pertumbuhan

tumbuhan air. Sedangkan kecepatan maksimum adalah kecepatan tertinggi aliran

yang diperolehkan sehingga konstruksi saluran tetap aman dan tidak menimbulkan

erosi pada badan saluran.

19

Page 20: Makalah Drainase Pengganti Kuis

4. ANALISA HIDROLOGI

4.1. Aspek Hidrologi

Perencanaan sistem drainase pekotaan juga tidak lepas dari aspek

hidrologi, yakni hujan yang terjadi pada kawasan tersebut. Aspek hidrologi sangat

berpengaruh terutama dalam penentuan dimensi saluran drainase kota, karena air

hujan inilah yang harus segera dibuang/dialirkan dari permukaan tanah agar tidak

timbul genangan air.

4.1.1 Karakteristik Hujan

Hujan pada tiap-tiap wilayah memiliki karaktersitiknya masing-masing

sesuai dengan kondisi wilayah tersebut. Karakteristik hujan anatara lain adalah

sebagai berikut :

a. Durasi hujan adalah lama kejadian hujan (menitan, jam-jaman, harian) yang

diperoleh dari hasil pencatatan alat pengukur hujan otomatis. Durasi hujan

akan sering dikaitkan dengan dengan waktu konsentrasi, tentang toleransi

terhadap lamanya genangan.

b. Intensitas hujan adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan atau

volume hujan tiap satuan waktu. Nilai ini tergantung dari lamanya curah

hujan dan frekuensi kejadiannya serta diperoleh dengan cara analisis data

hujan hujan baik secara statistik maupun empiris

c. Lengkung intensitas hujan adalah grafik yang menyatakan hubungan antara

intensitas hujan dengan durasi hujan.

d. Waktu konsentrasi (tc) adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air

dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang ditentukan

di bagian hilir suatu saluran.

Rumus untuk menghitung waktu konsentrasi :

t c=t o+t d …………………………………………... Pers 2.1

Waktu konsentrasi terdiri atas dua komponen, yaitu :

Inlet time (to), yaitu waktu yang diperlukan air untuk mengalir di atas

permukaan tanah menuju saluran drainase.

20

Page 21: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Untuk menghitung to pada daerah pengaliran yang kecil dengan panjang

limpasan sampai dengan ± 300 meter, menggunakan rumus :

t o=3 , 26× (1,1−C )×L o0,5

S01 /3…………………………..Pers 2.2

Keterangan :

to : inlet time (menit)

C : koefisien pengaliran

Lo : panjang aliran limpasan (m)

So : kemiringan (%)

Conduit time (td), yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di

sepanjang saluran sampai ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir.

Penentuan td dengan rumus yaitu :

t d= Ldv d ……………………………………………...Pers 2.3

Keterangan :

td : conduit time (menit)

Ld : panjang saluran (m)

Vd : kecepatan air dalam saluran (m/detik)

Kecepatan air dalam saluran tergantung kepada kondisi salurannya. Untuk

saluran alami, sifat-sifat hidroliknya sulit ditentukan, maka td dapat

ditentukan dengan menggunakan perkiraan kecepatan air seperti pada Tabel

2.1.

Tabel 2.1

Kecepatan Untuk Saluran Alami

Kemiringan Rata-rata

Dasar Saluran (%)

Kecepatan Rata-rata

(meter/detik)

< 1

1 – 2

2 – 4

4 – 6

6 – 10

10 - 15

0.40

0.60

0.90

1.20

1.50

2.40

Sumber : Drainase Perkotaan, Penerbit Gunadarma:Jakarta, 1998.

21

Page 22: Makalah Drainase Pengganti Kuis

4.1.2 Data Hujan

A. Pengukuran

Hujan merupakan komponen yang amat penting dalam analisis hidrologi

pada perancangan debit untuk menentukan dimensi saluran drainase.

Pengukuran hujan dilakukan selama 24 jam, dengan cara ini berarti hujan

yang diketahui adalah hujan total yang terjadi selama satu hari. Untuk berbagi

kepentingan perancangan drainase tertentu data hujan yang diperlukan tidak

hanya data hujan harian , akan tetapi juga distribusi jam-jaman atau menitan.

Hal ini akan membawa konsekswensi dalam pemilihan data, dan dianjurkan

untuk menggunakan data hujan hasil pengukuran dengan alat ukur otomatis.

B. Alat Ukur

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

a. Alat ukur hujan biasa (Manual Raingauge)

Data yang diperoleh dari pengukuran dengan menggunakan alat

ini, berupa data hasil pencatatan oleh petugas pada setiap periode tertentu.

Alat Pengukur hujan ini berupa suatu corong dan sebuah gelas ukur, yang

masing-masing berfungsi untuk menampung jumlah air hujan dalam satu

hari (hujan harian)

b. Alat ukur hujan otomatis (Automatic Raingauge)

Data yang diperoleh dari hasil pengukuran dengan menggunakan

alat ini, berupa data pencatatan secara menerus pada kertas pencatat yang

dipasang pada alat ukur. Berdasarkab data ini akan dapat dilakukan

analisis untuk memperoleh besaran intensitas hujan.

Tipe alat ukur hujan otomatis ada tiga yaitu ;

- Weighting Bucket Raingauge

- Float Type Raingauge

- Tipping Bucket Raingauge

C. Kondisi dan Sifat data

Data hujan yang baik diperlukan dalam melakukan analisis hidrologi.,

sedangkan untuk mendapatkan data yang berkualitas biasanya tidak mudah.

22

Page 23: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Data hujan hasil pencatatan yang tersedia biasanya dalam kondisi tidak

menerus. Apabila terputusnya rangkaian data hanya beberapa saat

kemungkinan tidak menimbulkan masalah, tetapi untuk kurun waktu yang

lama tertentu akan menimbulkan masalah di dalam melakukan analisis.

Menghadapi kondisi data seperti ini langkah yang dapat ditempuh

adalah dengan melihat akan kepentingan dari sasaran yang dituju, apakah data

kosong tersebut perlu diisi kembali. Kualitas data yang tersedia akan

ditentukan oleh alat ukur dan manajemen pengolahannya.

4.2 Pengolahan Data Hujan

4.2.1. Melengkapi Data Curah Hujan

Dengan data hujan yang lengkap akan memudahkan di dalam

melakukan analisis hidrologi. Namun untuk mendapatkan data dengan

kualitas tersebut sangat sulit. Data hujan hasil pencatatan yang ada biasanya

dalam kondisi yang tidak menerus atau terputus rangkaiannya. Menghadapi

kondisi tersebut, maka perlu adanya pengisian data yang kosong.

Untuk melengkapi data hujan yang hilang, dapat dengan cara

mengambil data dari stasiun pengamat tetangga terdekat, dengan kriteria

sebagai berikut :

a. Jika selisih antara hujan tahunan normal dari stasiun yang datanya tidak

lengkap dengan hujan tahunan normal semua stasiun kurang dari 10 %, maka

perkiraan data yang hilang bisa mengambil harga rata-rata hitung dari stasiun-

stasiun yang mengelilinginya atau metode aritmatika.

b. Jika selisihnya lebih dari 10 %, maka dapat menggunakan metode

Perbandingan Rasio Normal (Normal Ratio Method), yaitu :

n

i

xn

nx R

R

r

nr

1

1

………………………………………Pers 2.4

Keterangan :

rx : curah hujan yang dilengkapi

rn : curah hujan di stasiun pengamatan lainnya

Rx : curah hujan rata-rata tahunan di stasiun yang akan dilengkapi

Rn : curah hujan rata-rata tahunan di stasiun lainnya

23

Page 24: Makalah Drainase Pengganti Kuis

4.2.2. Uji Konsistensi Data Curah Hujan

Suatu rangkaian data curah hujan bisa mengalami ketidakkonsistenan

atau non homogenitas yang bisa mengakibatkan hasil perhitungan menjadi

tidak tepat. Ketidakkonsistenan data hujan dapat disebabkan oleh :

Perubahan mendadak pada sistem lingkungan

Pemindahan alat ukur

Perubahan cara pengukuran

Ketidakkonsistenan data hujan ditandai dengan beloknya grafik garis lurus

yang terdiri dari :

a. Absis,yaitu harga rata-rata curah hujan dari stasiu-stasiun hujan yang

terdapat di daerah tersebut.

b. Ordinat,yaitu curah hujan dari stasiun yang diuji konsistensi datanya

c. Dari penyimpangan grafik tersebut akan diperoleh faktor koreksi, yakni

perbandingan sudut yang dibuat oleh garis lurus dengan garis yang

menyimpang. Kemudian faktor koreksi tersebut dikalikan dengan data

hujan yang diuji dan diplot ke dalam grafik. Demikian seterusnya sampai

keseluruhan data hujan terkoreksi dan diperoleh grafik garis lurus.

4.2.3. Hujan Rerata Daerah Aliran

Hujan rata-rata untuk suatu daerah dapat dihitung dengan :

a. Metode Rata-rata Aljabar

Metode ini yaitu perhitungan rata-rata secara aljabar curah hujan dalam dan di

sekitar daerah yang bersangkutan.

n

i

Rnn

R1

1

………………………………………………Pers 2.5

Keterangan :

R : curah hujan daerah

Rn : curah hujan di setiap stasiun pengamatan

n : jumlah stasiun pengamatan

Metode ini digunakan jika :

Perbedaan elevasi tidak terlalu besar

24

Page 25: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Jumlah stasiunnya banyak dan terwakili di semua wilayah

Perbedaaan curah hujan tidak terlalu besar (< 10 %)

b. Metode Thiessen

Jika titik-titik di daerah pengamatan di dalam daerah itu tidak tersebar merata,

maka cara perhitungan curah hujan dilakukan dengan memperhitungkan

daerah pengaruh tiap titik pengamatan.

R=∑i=1

n

( A n×R n

A n )……………………………………Pers 2.6

Keterangan :

R : curah hujan daerah

Rn : curah hujan di setiap stasiun pengamatan

An : luas daerah yang mewakili tiap stasiun pengamatan

c. Metode Isohyet

Peta isohyet digambar pada peta topografi dengan perbedaan 10 mm – 20 mm

berdasarkan data curah hujan pada stasiun pengamatan di dalam dan di luar

daerah yang dimaksud.

Luas bagian antara dua garis isohyet yang berdekatan diukur dengan

planimeter. Curah hujan daerah itu dapat dihitung menurut persamaan :

R=∑i=1

n ( R n−1+ R n2

×A n

A n)……………………………...........Pers 2.7

Keterangan :

R : curah hujan daerah

Rn : curah hujan pada garis kontur tertentu peta isohyet

An : luas bagian-bagian antara garis isohyet

Ini adalah cara yang paling teliti untuk mendapatkan hujan areal rata-rata,

tetapi memerlukan jaringan pos penakar yang relatif lebih padat yang

memungkinkan untuk membuat isohyet.

4.2.3. Kala Ulang Hujan

Suatu data hujan (x) adalah akan mencapai suatu harga tertentu/disamai

(x1) atau kurang dari (x1) atau lebih/dilampaui dari (x1) dan diperkirakan

25

Page 26: Makalah Drainase Pengganti Kuis

terjadi sekali dalam kurun waktu T tahun, maka T tahun ini dianggap sebagai

periode ulang dari (x1).

Dalam perencanaan saluran drainase, periode ulang yang dipergunakan

tergantung dari fungsi saluran serta daerah tangkapan hujan yang akan

dikeringkan. Besarnya periode ulang untuk perencanaan saluran drainase

dapat dilihat dalam Tabel 2.2 berikut ini :

Tabel 2.2

Besarnya Periode Ulang Hujan

Untuk Perencanaan Sistem Penyaluran Air Hujan

Jenis Saluran Periode Ulang

(tahun)

Kwarter

Tersier

Sekunder

Primer

1

2

5

10

Sumber : Drainase Perkotaan, Penerbit Gunadarma:Jakarta, 1998.

4.2.4. Analisis Frekuensi Hujan

Dalam analisis frekuensi terdapat beberapa metode perhitungan yang bisa

digunakan. Analisis frekuensi sendiri bertujuan untuk mencari besar

presipitasi hujan harian untuk setiap periode/kala ulang tertentu di suatu

wilayah perencanaan. Metode-metode perhitungan analisis frekuensi antara

lain :

a. Metode Normal

x T=x+ ( tp×δd )…………………………………….. Pers 2.8

Keterangan :

XT : nilai suatu kejadian pada kala ulang tertentu

x : nilai rata-rata hitung

δd : standar deviasi sampel

tp : karakteristik distribusi Normal berdasarkan tabel

26

Page 27: Makalah Drainase Pengganti Kuis

b. Metode Log Normal

Logx T=μn+(k×σn ) ……………………………….. Pers 2.9

Keterangan :

μn : log xT

σn : log δd

k : dalam tabel, yang dipengaruhi Cv=σ

x

c. Metode Gumbel

x T=x+ (k×δd ) ……………………………………... Pers 2.10

k=Yt−Ynδn

Keterangan :

Yt, Yn, δn : dari tabel

d. Metode Pearson III

x T=x+ (k×δd ) ……………………………………... Pers 2.11

Keterangan :

k : tergantung pada koefisien kemencengan/skewness (Cs)

Cs=N∑ ( x i−x )3

( N−1 ) ( N−2 ) δd3

e. Metode Log Pearson III

Logx T=Log x+( k×Log δd ) ………………………… Pers 2.12

4.2.5. Analisis Intensitas Hujan

Data curah hujan dalam suatu kurun waktu tertentu (beberapa menit) yang

tercatat pada alat otomatik dapat dirubah manjadi intensitas hujan per jam.

Intensitas hujan yaitu besarnya curah hujan rata-rata yang terjadi di suatu

daerah dalam suatu waktu tertentu yang sesuai dengan waktu konsentrasi dan

periode ulang tertentu.

Cara menghitung Intensitas hujan (I) ada beberapa rumus, yaitu :

27

Page 28: Makalah Drainase Pengganti Kuis

a. Rumus Talbot

I= at+b …………………………………………….. Pers 2.13

Keterangan :

a & b : tetapan yang harus dihitung

b. Rumus Sherman

I= a

tn…………………………………………………Pers 2.14

c. Rumus Ishiguro

I= a(√ t )+b …………………………………………..Pers 2.15

d. Rumus Mononobe

Berbeda dari rumus-rumus intensitas hujan sebelumnya yang hanya berlaku

untuk hujan dengan durasi kurang dari 2 jam, maka rumus Mononobe berlaku

untuk semua durasi hujan.

I=R 24

24×(24

t c )2

3

…………………………………….Pers 2.16

Keterangan :

R : curah hujan rancangan setempat (mm)

tc : lama waktu konsentrasi (jam)

I : intensitas hujan (mm/jam)

4.3. Debit Rancangan Dengan Metode Rasional

Besarnya debit rencana dihitung dengan memakai metode Rasional kalau

daerah alirannya kurang dari 80 Ha. Untuk daerah yang alirannya lebih luas

sampai dengan 5000 Ha, dapat digunakan metode rasional yang diubah.

Untuk luas daerah yang lebih dari 5000 Ha, digunakan hidrograf satuan atau

metode rasional yang diubah.

Rumus metode rasional : Q=f ×C×I×A ……………………….Pers 2.17

Keterangan :

Q : debit rencana dengan masa ulang T tahun (m3/detik)

f : faktor konversi = 0,278

28

Page 29: Makalah Drainase Pengganti Kuis

C : koefisien pengaliran

I : intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam)

A : luas daerah aliran (km2)

4.3.1. Koefisien Pengaliran (C)

Koefisien pengaliran merupakan nilai banding antara bagian hujan yang

membentuk limpasan langsung dengan hujan total yang terjadi. Besaran ini

dipengaruhi oleh tata guna lahan, kemiringan lahan, jenis dan kondisi tanah.

Pemilihan koefisien pengaliran harus memperhitungkan kemingkinan adanya

perubahan tata guna lahan di kemudian hari. Nilai koefisien pengaliran seperti

pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3

Koefisien Pengaliran

Tata Guna Lahan Harga C

Perumahan tidak begitu rapat : 20 rmh/Ha

Perumahan kerapatan sedang : 20 – 60 rmh/Ha

Perumahan rapat : 60 – 160 rmh/Ha

Taman dan daerah rekreasi

Daerah industri

Daerah perniagaan

0,25 – 0,40

0,40 – 0,70

0,70 – 0,80

0,20 – 0,30

0,80 – 0,90

0,90 – 0,95

Sumber : Drainase Perkotaan, Penerbit Gunadarma:Jakarta, 1998.

29

Page 30: Makalah Drainase Pengganti Kuis

5. DEBIT RENCANA

Debit rencana adalah debit maksimum yang akan dialirkan oleh saluran

drainase untuk mencegah terjadinya genangan. Untuk drainanse perkotaan dan

jalan raya, sebagai debit rencana ditetapkan debit banjir maksimum periode ulang

5 tahun, yang mempunyai makna kemungkinan banjir maksimum tersebut disamai

atau dilampaui 1 kali dalam 5 tahun atau 2 kali dalam 10 tahun atau 20 kali dalam

100 tahun. Penetapan debit banjir masimum periode ulang 5 tahun ini berdasarkan

pertimbangan:

a. Resiko akibat genangan yang ditimbulkan oleh hujan relatif kecil

dibandingan dengan banjir yang ditimbulkan meluapnya sebuah sungai.

b. Luas lahan di perkotaan relatif terbatas apabila ingin direncanakan saluran

yang melayani debit banjir maksimum periode ulang lebih besar dari 5

tahun.

c. Daerah perkotaan mengalami perubahan dalam periode tertentu sehingga

mengakibatkan perubahan pada saluran drainase.

Perencanaan debit rencana untuk drainase perkotaan dan jalan raya

dihadapi dengan persoalan tidak tersedianya data aliran. Umumnya untuk

enentukan debit aliran akibat air hujan diperoleh dari hubungan rasional, antara air

hujan dengan limpasannya. Untuk debit air limbah rumah tangga diestimasikan 25

L/orang/hari, yang meningkat secara liniear dengan jumlah penduduk.

5.1 Langkah Perencanaan Perhitungan Debit Rencana

Untuk dapat memahami penentuan debit rencana diberikan contoh dengan

angka-angka. Pada perencanaan sebuah drainase perkotaan dimisalkan satu daerah

aliran memiliki luas 0,2 km2 dengan tipe kawasan yang terdapat didalamnya

sebagai berikut:

a. Kawasan pemukiman 0,04 km2 ; dengan nilai koefisisen pengaliran 0,60

b. Kawasan perdagangan 0,08 km2 ; dengan nilai koefisisen pengaliran 0,80

c. Kawasan daerah tak terbangun 0,06 km2 ; dengan nilai koefisien

pengaliran 0,20

d. Kawasan jalan aspal 0,01 km2 ; dengan koefisien pengaliran 0,90

30

Page 31: Makalah Drainase Pengganti Kuis

e. Kawasan jalan tanah 0,01 km2 ; dengan koefisien pengaliran 0,70

Daerah aliran seperti diperlihatkan pada gambar diatas, air hujan yang

terjauh dari titik A mengalir ke ujung saluran dititik B, kemudian bersama-sama

aliran lainnya mengalir ke dalam saluran B-C menuju titik pengamatan di C. Data

lainnya adalah kemiringan tanah searah A-B 0,0006 dan jaraknya 200m; panjang

saluran B-C adalah 600m dan kecepatan air didalam saluran 0,5 m/detik

direncanakan kemiringan saluran 0,0004.

Data curah hujan harian maksimum tahunan selama 10 tahun (1978-1987)

seperti diperlihatkan pada tabel dibawah ini:

No Tahun R24-maks (mm) (Ri-Rrerata)2

1 2 3 4

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

115

87

70

55

57

85

136

53

197

141

237,16

158,76

876,16

1989,16

1814,76

213,16

1324,96

2171,56

9486,76

1713,96

31

A

400m

B

C 500 m

Page 32: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Jumlah 996 19986,4

Langkah pertama adalah menetapkan nilai koefisien aliran pada daerah aliran

tersebut sebagai berikut :

- Kawasan pemukiman = 0,04/0,2 x 0,6 =0,12

- Kawasan perdagangan = 0,08/0,2x 0,8 = 0,32

- Kawasan daerah tak terbangun =0,06/0,2x (0,2+0,35)/2 =0,085

- Jalan aspal = 0,01/0,2 x 0,9 =0,045

- Jalan tanah = 0,01/0,2 x0,70 = 0,035

Nilai koefisien aliran (C) daerah aliran =0,605

Langkah berikutnya menghitung kosentrasi dan koefisien tapungan pada daerah

aliran sebagai berikut :

Waktu Konsentrasi daerah aliran di titik C:

Inlet Time :

To = 0,0195 (Lo

√So¿0,77

To = 0,0195 (400

√0,0006¿0,77

To = 34,200 menit = 0,570 jam

Conduit Time :

Td = 1

3600L1V

Td = 1

36005000,5

= 0,278 jam

Waktu Konsentrasi :

Tc = To+Td

Tc = ),570 + 0,278 = 0,848 jam

Koefisien tampungan daerah aliran :

Cs = 2 Tc

2Tc+Td

Cs = 2 X 0,848

2 X 0,848+0,278 = 0,859

32

Page 33: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Berdasarkan data curah hujan pada tabel diatas dapat dilakukan perhitungan hujan

rencana sebagai berikut :

Diasumsikan debit banjir periode ulang 5 tahun di hasilkan oleh hujan rencana

periode ulang 5 tahun :

Hujan rencana periode 5 tahun

¿∑i=1

n

Ri

n=996

10R

−¿=99,6mm¿

Sd=√∑i=1

n

¿¿¿¿K=−√6π

¿

Hujan rencana :

R5= +K . Sd=99,6+0,720.47,124=133,530 mmR−¿¿

Bnjir rencana periode 5 tahun

Dari perhitungan diatas diperoleh C=0,605;Cs=0,859;Tc=0,848 jam dan

luas daerah A = 0,2 Km2, maka :

I=R24

24¿

Q=0,278.C .Cs . I . A=0,278.0,605.0,859 .51,728 .0,2

= 1,495 m3/det

Jadi Debit rencana periode ulang 5 tahun untuk drainase perkotaan tersebut

sebesar 1,495 m3/det.

Perencanaan saluran drainase dapat dipakai standar yang telah ditetapkan, baik

debit rencana (periode ulang) dan cara analisis yang dipakai, tinggi jagaan,

struktur saluran, dan lain-lain. Tabel berikut menyajika standar desain saluran

drainase berdasar “Pedoman Drainase Perkotaan dan Standar desain teknis.

Luas DAS (ha)Periode Ulang

(Tahun)

Metode

Perhitungan Debit

Banjir

<10 2 Rasional

10 – 100 2 – 5 Rasional

33

Page 34: Makalah Drainase Pengganti Kuis

D = tc

Intensitas Hujan (I)

Aliran akibat hujan dengan durasi, D < tcAliran akibat hujan dengan durasi D = tcAliran akibat hujan dengan durasi D.> tc

Laju

aliran dan

inten

sitas hu

jan

101 – 500 5 – 20 Rasional

>500 10 - 25 Hidrograf Satuan

Perhitungan debit rencana untuk saluran drainase di dareah perkotaan dapat

dilakukan dengan menggunakan tumus rasional, atau hidrograf satuan, seperti

pada tabel diatas.

Berikut penjelasa metode perhitungan rasional dan hidrograf satuan.

1. Metode Rasional

Metode untuk memperkirakan laju aliran permukaan puncak yang umum

dipakai adalah metode rasional USSCS (1973). Metode ini sangat simpel dan

mudah dalam penggunaannya, namun sangat terbatas untuk DAS dengan ukuran

kecil, yaitu kurang dari 300 Ha.

Persamaan matematik rasional dinyatakan dalam

Qp = 0,002778 CIA .............................I

Dimana:

Q = Laju aliran permukaan (Debit) puncak m3/detik

C = Konsentrasi aliran permukaan (0≤C≥1)

I = Intensitas hujan mm/jam

A = Luas DAS

Metode rasional dikembangkan berdasarkan asumsi bahwa hujan mempunyai

intensitas seragam dan merata di seluruh DAS dengan waktu konsentrasi (tc)

DAS. Jika asumsi ini terpenuhi, maka hujan dan aliran permukaan DAS dapat

digambarkan seperti pada grafik berikut.

34

Page 35: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Koefisien aliran permukaan [C].

Koefisien C didefinisikan sebagai nisbah puncak aliran permukaan

terhadap intensitas hujan. Faktor ini merupakan variabel yang paling menentukan

dahasil perhitungan debit banjir. Pemilihan harga C yang tepat menentukan hasil

perhitungan debit yang luas. Faktor utama yang mempengaruhi C adalah laju

infiltrasi tanah atau prersentase lahan kedap air, kemiringan lahan, tanaman

penutup tanah, dan intensitas hujan. Permukaan kedap air, seperti perkerasan aspal

dan atap bangunan.

Koefisien limpasan tergantung pada sifat dan kondisi tanah. Laju infiltrasi

menurun pada hujan yang terus menerus dan juga dipengaruhi oleh kondisi

kejenuhan air sebelumnya. Faktor lain yang mempengaruhi nilai C adalah air

tanah, derajad kepadatan tanah, porositas tanah, dan simpanan depresi. Harga C

untuk berbagai tipe tanah dan lahan dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 1. Koefisien limpasan untuk metode Rasional

Diskripsi lahan/karakter

permukaan

Koefisien aliran,

C

Business

Perkotaan

Pinggiran

0,70 – 0,95

0,50 – 0,70

35

Page 36: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Perumahan

Rumah Tunggal

Multiunit, terpisah

Multiunit, tergabung

Perkampungan

Apartemen

Industri

Ringan

Berat

Perkerasan

Aspal dan Beton

Batu bata, Paving

Atap

Halaman, Tanah berpasir

Datar 2%

Rata-rata 2-7%

Curam, 7%

Halaman, Tanah berat

Datar 2%

Rata-rata 2-7%

Curam, 7%

Halaman Kereta Api

Taman tempat bermain

Taman, Pekuburan

Hutan

Datar 0-5%

Bergelombang 5-10%

Berbukit, 10-30%

0,30 – 0,50

0,40 – 0,60

0,60 – 0,75

0,25 – 0,40

0,50 – 0,70

0,50 – 0,80

0,60 – 0,90

0,70 – 0,95

0,50 – 0,70

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

0,10 – 0,35

0,20 – 0,35

0,10 – 0,25

0,10 – 0,40

0,25 – 0,50

0,30 – 0,60

Sumber : McGuen, 1989

Tabel 2. Koefisien aliran untuk metode Rasional

36

Page 37: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Koefisien aliran C = Ct + Cs + Cv

Topografi, Ct Tanah, Cs Vegetasi, Cv

Datar (<1%) 0,03

Bergelombang (1-100%) 0,08

Perbukitan (10-20%) 0,16

Pengunungan (>20) 0,26

Pasir dan gravel 0,04

Lempung berpasir 0,08

Lempung dan lanau 0,16

Lapisan batu 0,26

Hutan 0,04

Pertanian 0,11

Padang rumput 0,21

Tanpa tanaman 0,28

Sumber : Hassing, 1995

Kedua tabel diatas menggambarkan nilai C untuk penggunaan lahan yang

seragam, dimana kondisi ini sangat jarang dijumpai untuk lahan yang relatif luas.

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 sebagai berikut.

CDAS=∑i=1

n

C i A i

∑i=1

n

A i

......................II

Dimana :

Ai = Luas lahan dengan jenis penutup tanah i,

Ci = Koefisien aliran permukaan jenis penutup tanah

n = jumlah jenis penutup tanah

Penggunaan rumus Rasional untuk DAS dengan tata guna lahan tidak

homogen adalah dengan mensubtitusikan persamaan II dengan persamaan I.

Sehingga diperoleh persamaan berikut.

Qp = 0,002778 I ∑i=1

n

C i A i .....................III

A. Waktu Konsentrasi (tc)Waktu konsentrasi suatu DAS adalah waktu yang diperlukan oleh air

hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh sampai ketempat keluar DAS

(Titik Kontrol) setelah tanah menjadi jenuh dan depresi-depresi kecil terpenuhi.

Salah satu untuk memperkirakan waktu konsentrasi adalah rumus yang

dikembangkan oleh Kirpich (1940), yang dapat ditulis sebagai berikut.

37

Page 38: Makalah Drainase Pengganti Kuis

t c=( 0,87 x L2

1000 x S ) ❑❑0,385 ........................................ IV

Dimana :

Tc = waktu konsentrasi

L = Panjang saluran utama dari hulu sampai penguras dalam Km

S = Kemiringan rata-rata saluran utama dalam m/m

Waktu konsentrasi dapat juga dihitung dengan membedakan menjadi dua

komponen, yaitu:

1. Waktu yang diperlukan air untuk mengalir di permukaan lahan sampai

saluran terdekat (t0), dan

2. Waktu perjalanan dari pertama masuk sampai titik keluaran (td)

Sehingga tc = t0 + td

Dimana:

t 0=[23

x 3,28 xLxn

√S ]menit

Dan

t d=Ls

60 Vmenit

Dimana :

n = Angka kekasaran Manning

S = Kemiringan lahan

L = Panjang lintasan aliran di atas permukaan lahan (m)

Ls = Panjang lintasan aliran di dalam salura/sungai (m)

V = Kecepatan aliran di dalam (m/detik)

B. Intensitas Hujan (I)Intensitas hujan untuk tc tertentu dapat dihitung dengan rumus Mononobe

atau dari lengkung Intensitas Durasi-Frekuensi Hujan.

C. DAS dengan beberapa Sub-DASMetode Rasional juga dapat dipergunakan untuk DAS yang tidak seragam

(homogen), dimana DAS dapat berbagi menjadi beberapa Sub-DAS yang

38

Page 39: Makalah Drainase Pengganti Kuis

seragam, atau pada DAS dengan sistem saluran yang bercabang-cabang. Metode

Rasional digunakan untuk menghitung debit masing-masing Sub-DAS.

Perhitungan dilakukan dengan menggunakan dua atura berikut :

1) Metode Rasional dipergunakan untuk menghitung debit puncak pada tiap-

tiap daerah masukan (inlet area) pada ujung hulu Sub-DAS.

2) Pada lokasi dimana drainase berasal dari dua atau lebih daerah masukan,

maka waktu konsentrasi terpanjang yang dipakai utnuk intensitas hujan

rencana, koefisien dipakai CDAS, dan total area drainase di daerah masukan.

2. Metode Hidrograf

Hidrograf dapat didefinisikan sebagai hubungan antara salah satu unsur

aliran terhadap waktu. Berdasarkan definisi tersebut dikenal ada 2 macam

hidrograf, yaitu hidrograf muka air dan hidrograf debit. Hidrograf muka air tidak

lain adalah data atau garafik hasil rekaman AWLR (Automatic Water Level

Recorder). Sedangkan hidrograf debit, yang dalam pengertian sehari hari disebut

hidrograf, diperoleh dari hidrograf muka air dan lengkung debit. Hidrograf

tersusun atas dua komponen, yaitu aliran permukaan, yang berasal dari aliran

langsung air hujan, dan aliran dasar (base flow). Aliran dasar berasal dari air tanah

yang pada umumnya tidak memberikan respon yang cepat terhadap hujan.

Hidrograf aliran langsung dapat diperoleh dengan memisahkan hidrograf

dari aliran dasarnya. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan, diantaranya adalah

metode garais lurus (straight line method), metode panjang dasar tetap (fixed base

method), dan metode kemiringan berbeda (variable slope method). Metode garis

lurus merupakan metode yang paling sederhana. Garis lurus ditarik dari titik

terendah sisi resesi hidrograf sebelum (A), sampai di titik resesi hidrograf yang

ditinjau (B). titik 3 didapat dari penggambaran sisi resesi tersebut dalam kertas

bersekala semi logaritmis. Titik B merupakan titik penyimpangan terendah garis

tersebut terhadap garis lurus yang dianggap mewakili saat terjadinya aliran dasar

(gambar 2.19a).

Metode panjang dasar tetap hamper sama dengan metode sebelumnya. Dalam

metode ini diperhatikan adanya perbedaan kecepatan respon antara air permukaan

dan air bawah permukaan. Oleh sebaba itu pada saat air permukaan naik, aliran

39

Page 40: Makalah Drainase Pengganti Kuis

dasar turun terus sampai dianggap mencapai titik terendah dibawah titik puncak

aliran permukaan (Gambar 2.19b). selanjutnya titik B diperoleh dari persamaan

( Linsley. 1988):

T = A0.2

Dimana

T = waktu dalam hari,

A = luas DAS dalam mil persegi.

Gambar 2. Berbagai metode pemisahan aliran langsung

Metode kemiringan berbeda dianggap sebagai metode yang paling teliti di

antara ketiga metode. Metode ini merupakan penggabungan dari kedua metode

terdahulu. Kesulitan yang dihadapi pada metode ini adalah dalam menentukan

aliran dasar antara titik A dan C (Gambar 2.19c). Tidak ada pedoman khusus yang

digunakan untuk menentukan metode mana yang harus dipakai karena dipandang

40

Page 41: Makalah Drainase Pengganti Kuis

dari sudut ketelitian yang diperoleh dibandingkan dibandingkan dabit puncak

pengaruhnya sangat kecil. Oleh karena itu metode mana pun dapat dipakai.

A. Hidrograf SatuanHidrograf satuan adalah hidrograf limpasan langsung yang dihasilkan oleh

hujan efektif yang terjadi merata diseluruh DAS dan dengan intensitan tetap

selama satu satuan waktu yang ditetapkan, yang disebut hujan satuan. Hujan

satuan adalah curah hujan yang lamanya sedimikian rupa sehingga lamanya

limpasan permukaan tidak menjadi pendek, meskipun curah hujan itu menjadi

pendek. Jadi hujan satuan yang dipilih adalah yang lamanya sama atau lebih

pendek dari periode naik hidrograf (waktu dari titik permulaan aliran permukaan

sampai puncak). Periode limpasan dari hujan satuan semuanya adalah kira kira

sama dan tidak ada sangkutt pautnya dengan intensitas hujan.

Gambar 3. Prinsip prinsip hidrograf satuan

Hidrograf satuan merupakan model sederhana yang menyatakan respon

DAS terhadap hujan. Tujuan dari hidrograf satuan adalah untuk memperkirakan

41

Page 42: Makalah Drainase Pengganti Kuis

hubungan antara hujan efektif dan aliran permukaan. Konsep hidrograf saatuan

pertama kali dikemukakan oleh Sherman pada tahun 1932. Dia menyatakan

bahwa suatu system DAS mempunyai sifat khas yang menyatakan respon DAS

terhadap suatu masukan tertentu yang berdasarkan 3 prinsip:

1. Pada hujan efektif berintensitas seragam pada suatu daerah aliran tertentu,

intensitas hujan yang berbeda tetapi memiliki durasi sama, akan

menghasilkan limpasan dengan durasi sama, meskipun jumlahnya

berbeda. Ini merupakan aturan empiris yang mendekati kebenaran dan

digambarkan pada Gambar 3a.

2. Pada hujan efektif berintensitas seragam pada suatu daerah aliran tertentu,

intensitas hujan yang berbeda tetapi memiliki durasi sama, akan

menghasilkan hidrograf limpasan, dimana ordinatnya pada sembarang

waktu memiliki proposi yang sama dengan proposi intensitas hujan efektif.

Dengan kata lain, ordinat hidrograf satuan sebanding dengan volume hujan

efektif yang menimbulkannya. Hal ini berarti bahwa hujan sebanyak n kali

lipat dalam satuan waktu tertentu akan menghasilkan suatu hidrograf

dengan ordinat sebesar n kali lipat (Gambar 3b).

3. Prinsip superposisi dipakai pada hidrograf yang dihasilkan oleh hujan

efektif berintensitas seragam yang memiliki periode periode yang

berdekatan dan/atau tersendiri. Jadi, hidrograf yang merepresentasikan

kombinasi beberapa kejadian aliran permukaan adalah jumlah dari ordinat

hidrograf tunggal yang member kontribusi (Gambar 3c)

Ketiga asumsi ini secara tidak langsung menyatakan bahwa tanggapan

DAS terhadap hujan adalah linier, walaupun sebenarnya kurang tepat. Namun

demikian, penggunaan hidrograf satuan telah banyak memberikan hasil yang

memuaskan untuk berbagai kondisi. Sehingga, teori hidrograf satuan banyak

dipakai dalam menentukan debit atau banjir rencana.

42

Page 43: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Hidrograf satuan sintetis

Sebagaimana diuraikan sebelumnya bahwa untuk menurunkan hidrograf

satuan diperlukan rekaman data limpasan dan data hujan, padahal sering kita

jumpai ada beberapa DAS tidak memiliki sama sekali catatan limpasan. Dalam

kasus ini, hidrograf satuan diturunkan berdasarkan data-data dari sungai pada

DAS yang sama atau DAS terdekat yang mempunyai karakteristik yang sama.

Hasil dari penurunan hidrograf satuan ini dinamakan hidrogarf satuan sintetis

(HSS). Ada tiga jenis hidrograf satuan sintetis, yaitu:

HSS yang mengkaitkan karakteristik hidrograf (debit puncak, waktu dasar,dsb.)

dengan karakteristik DAS (Snyder,1938; Gray, 1961)

HSS berdasarkan hidrograf satuan tak berdimensi (SCS, 1972)

HSS berdasarkan model simpanan DAS (Clark,1943)

HSS SnyderBerdasarkan data-data DAS di Amerika Serikat, yang berukuran 30

sampai 30.000 km2, Snyder (1938) menemukan 3 parameter hidrograf:lebar dasar

hidrograf, debit puncak, dan kedalaman DAS (basin lag) yang cukup memadai

untuk mendefinisikan hidrograf satuan Snyder beranggapan bahwa karakteristik

DAS yang mempunyai pengaruh kuat terhadap hidrograf satuan sintetik adalah

luas DAS, bentuk DAS, topografi, kemiringan saluran, kerapatan sungai, dan daya

tampung saluran. Selanjutnya, dia mendefinisikan standar hidrograf satuan

sebagai kaitan antara durasi hujan tr dengan keterlambatan DAS tp dalam bentuk

Tp = 5,5 tr................................................................................(2.59)

Dengan menggunakan hidrograf satuan standar didapatkan:

Keterlambatan DAS (basin lag)

Tp = C1Ct(LLc)0,3....................................................................(2.60)

Dimana

Tp = Keterlambatan DAS (jam)

L = Panjang sungai utama dari outlet ke batas hulu (km)

43

Page 44: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Lc = Jarak antara outlet ke titik pada sungai yang terdekat dengan titik pusat

(centriod) DAS

C1 = 0,75 (C1 = 1 untuk sistem inggris)

Ct = Koefisien yang diturunkan dari DAS yang memiliki data pada daerah yang

sama

Debit puncak persatuan luas dari hidrograf satuan standar adalah

qp = C 2Cp

tp....................................................................................(2.61)

Dimana

C2 = 2,75 (640 untuk satuan inggris)

Cp = koefisien yang diturunkan dari DAS yang memiliki data pada daerah

yang sama

Harga L dan Lc di ukur dari peta DAS untuk menghitung Ct dan Cp pada

DAS yang terukur. Berdasar hidrograf satuan yang diturunkan, dapat diperoleh

harga durasi efektif tg dalam jam, kelambatan DAS tpR dalam jam, dan debit

puncak per satuan luas PpR dalam m3/dt.km2.cm jika tpR = 5,5 tg, maka

tr = tR

tp = tpR dan qp = qpR

Ct dan Cp dihitung dari persamaan (2.60) dan (2.61). jika tpR jauh dari 5,5

tg, maka kelambatan DAS standar adalah:

Tp = tpR + tr−tR

4...................................................................(2.62)

Dari persamaan (2.58) dan (2.61) diselesaikan secara simultan untuk tr dan

tp. Nilai Ct dan Cp kemudian dihitung dari persamaan (2.59) dan (2.60) dengan

qpR = qp dan tpR = tp. Jika DAS tidak terukur mempunyai kemiripan dengan

DAS terukur, maka koefisien Ct dan Cp DAS terukur dapat dipakai pada

persamaan tersebut diatas untuk DAS tak terukur.

Hubungan antara qp dan debit puncak per satuan luas qpR hidrograf yang

diperlukan adalah:

44

Page 45: Makalah Drainase Pengganti Kuis

qpR = qp tptpR

............................................................................(2.63)

Waktu dasar tb hidrograf satuan (dalam jam) dapat ditentukan berdasarkan

kenyataan bahwa luas di bawah hidrograf satuan adalah ekivalen dengan limpasan

langsung 1 cm. Kita asumsikan hidrograf satuan berbentuk segitiga, waktu dasar

dapat diperkirakan dari

Tb = C 3qpR

....................................................................(2.64)

Di mana C3 = 5,56 (1290 untuk sistem inggris)

Lebar hidrograf satuan dalam jam pada debit sama dengan persentase

tertentu dari debit puncak qpR adalah:

W = Cw qpR-1,08...................................................................(2.65)

Dimana Cw = 1,22 (440 untuk sistem satuan inggris) untuk 75% lebar dan 2,14

(770 sistem inggris) untuk 50% lebar. Biasanya sepertiga dari lebar ini

terdistribusi sebelum waktu puncak hidrograf satuan dan dua pertiga setelah

puncak.

HSS tak berdimensi SCS Hidrograf tak berdimensi SCS (Soil Conservation Services) adalah

hidrograf satuan sintetis, dimana debit dinyatakan sebagai nisbah debit q terhadap

debit puncak qp dan waktu dalam nisbah waktu t terhadap waktu naik dari

hidrograf satuan Tp. Jika debit puncak dan waktu kelambatan dari durasi suatu

hujan efektif diketahui, maka hidrograf satuan dapat diestimasi dari hidrograf

sintetis tak berdimensi untuk untuk suatu DAS.

45

Page 46: Makalah Drainase Pengganti Kuis

6. DIMENSI SALURAN

6.1 Kemiringan Saluran

Yang dimaksud dengan kemiringan saluran adalah kemiringan dasar

saluran dan kemiringan dinding saluran. Kemiringan dasar saluran merupakan

kemiringan dasar saluran arah memanjang dimana umumnya dipengaruhi oleh

kondisi topografi, serta tinggi tekanan yang diperlukan untuk adanya pengaliran

sesuai dengan kecepatan yang diinginkan. Kemiringan dasar saluran maksimum

yang diperbolehkan adalah 0,005 – 0,008 tergantung pada bahan saluran yang

digunakan. Kemiringan yang lebih curam dari 0,002 bagi tanah lepas sampai

dengan 0,005 untuk tanah padat akan menyebabkan erosi.

Tabel 1 . Kemiringan Dinding Saluran Sesuai Dengan Bahan Yang Digunakan

Bahan Saluran Kemiringan Dinding

Batuan/cadas Mendekati vertikal

Tanah Lumpur 0.25 : 1

Lempung keras atau tanah dengan lapisan beton (0.5 – 1) : 1

Tanah dengan pasangan batu atau tanah untuk

saluran besar

1:1

Lempung atau tanah untuk saluran kecil 1.5 : 1

Tanah berpasir lepas 2 : 1

Lempung berpasir atau lempung porous 3 : 1

Sumber : Ven Ten Chow, Open Channel Hydraulics.1978

Kecepatan minimum yang diijinkan adalah kecepatan terkecil yang tidak

menimbulkan pengendapan dan tidak merangsang pertumbuhan tanaman akuatik

serta lumut. Besarnya kecepatan aliran yang diperbolehkan dalam saluran

tergantung dari bahan yang digunakan, kondisi fisik dan sifat-sifat hidrolisnya.

Besar kecepatan yang aman adalah 0,60 – 3,0 m/det apabila prosentase lumpur

yang ada di air cukup kecil.

Kecepatan maksimum yang diijinkan berdasarkan material :

1. Untuk saluran berdinding tanah : v maks = 0,75 m/det

2. Untuk saluran berdinding batu : v maks = 2,5 m/det

46

Page 47: Makalah Drainase Pengganti Kuis

3. Untuk saluran berdinding beton : v maks = 3 m/det

Pada belokan perlu dilakukan koreksi dalam menentukan nilai v yang

dinyatakan dalam Tabel 2.

Tabel 2 Faktor Koreksi dari kecepatan rata-rata yang diijinkan untuk belokkan

No Saluran Faktor Koreksi

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Lurus

Sedikit berbelok < 22.5

Berbelok sedang 22.5 < s < 35

Berbelok besar 35 < s < 60

Berbelok besar 60 < s < 80

Berbelok 80 < s < 90

1

0.95

0.87

0.78

0.68

0.57

Sumber : B.Z. Kinori. Manual of Surface Drainage Engineering, Vol I, Elsevier, 1970

6.2 Kapasitas Saluran

Kapasitas saluran dapat dihitung dengan menggunakan rumus-rumus

sebagai berikut

Manning, V = 1/n R2/3 S1/2

Kontinuitas, Q = A. V

Dimana :

V = kecepatan aliran rata-rata dalam saluran (m/dt)

R = jari-jari hidrolis (m) ; R = A/P

P = keliling basah saluran (m)

n = koefisien kekasaran dinding saluran

A = luas penampang basah (m2)

Q = debit (m3/dtk)

Besarnya kapasitas saluran berkaitan dengan besarnya penampang atau

dimensi saluran yang direncanakan. Untuk menentukan dimensi saluran dilakukan

pendekatan dengan Tabel 3:

47

Page 48: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Tabel 3. Perbandingan Lebar Dasar Saluran dengan Tinggi Air yang Dianjurkan

Berdasarkan Kapasitas Saluran

Kapasitas Saluran (m3/det) b : h

0,0 – 0,5

0,5 – 1,0

1,0 – 1,5

1,5 – 3,0

3,0 – 4,5

4,5 – 6,0

6,0 – 7,5

7,5 – 9,0

9,0 – 11,0

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

Sumber : Imam Subarkah, Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air, Bandung, 1980

6.3 Freeboard

Yang dimaksud dengan Freeboard dari suatu saluran drainase adalah jarak

vertikal dari puncak tanggul sampai permukaan air pada kondisi perencanaan.

Suatu Freeboard direncanakan untuk dapat mencegah peluapan air akibat

gelombang serta fluktuasi permukaan air, akibat gerakan angin serta pasang surut.

Jagaan tersebut direncanakan antara 5 % sampai dengan 30 % dari dalamnya

aliran.

Tabel 4. Tinggi Freeboard

Kawasan Drainase Jenis Saluran Tinggi Jagaan ( m )

1. Kawasan Padat - Saluran Primer

- SaluranSekunder

- Saluran Tersier

0,50

0,35

0,15

2. Perumahan Baru - Saluran Primer

- Saluran Sekunder

- Saluran Tersier

0,3

0,15

0,1

3.Bangunan Terminal dan

Bangunan umum lain

- Saluran Primer

- Saluran Sekunder

- Saluran Tersier

0,25

0,2

0,15

48

Page 49: Makalah Drainase Pengganti Kuis

- Saluran Kwarter 0,1

4. Pelataran Parkir - Saluran Primer

- Saluran Sekunder

- Saluran Tersier

- Saluran Kwarter

0,3

0,25

0,2

0,15

6.4 Penentuan Konstruksi

Sebelum merencanakan dimensi saluran, langkah pertama yang harus

diketahui adalah berapa debit rencananya. Untuk menghitung debit rencana perlu

diketahui berapa luas daerah yang harus dikeringkan oleh saluran tersebut.

Perhitungan besar air yang dibuang adalah berdasarkan tata guna lahan. Langkah

pertama adalah merencanakan tata letak. Tata letak direncanakan berdasarkan peta

kota dan peta topografi. Menetukan letak saluran – saluran, kemudian menghitung

beban saluran – saluran tersebut, dari yang terkecil sampai ke saluran induk.

Setelah debit masing - masing saluran diketahui, barulah dilakukan perhitungan

dimensi saluran.

Bentuk penampang saluran drainase dapat merupakan saluran terbuka

maupun saluran tertutup tergantung pada kondisi daerahnya. Rumus kecepatan

rata – rata pada perhitungan dimensi penampang saluran menggunakan rumus

Manning, karena rumus ini mempunyai bentuk yang sangat sederhana.

1. Penampang saluran segi empat

Dalam hal ini maka digunakan persamaan:

v =1n

Rh2

3 S1

2

Ac= Q /v

dimana :

Nilai V ditentukan terlebih dahulu apakah memakai Vd atau Vt, jika Vt >

Vd maka dalam menghitung Ac menggunakan nilai Vt, begitu sebaliknya. Angka

kekasaran (n) dapat ditentukan berdasarkan jenis permukaan tanah pada DPS yang

ditinjau.

Kemiringan tanah asli = kemiringan dasar saluran (S) dapat diketahui berdasarkan

kondisi topografi.

49

Page 50: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Jari – jari hidrolis Rh = ( vxn

S1/2 )3/2

Lebar saluran : B = (Ac ±( Ac2−8 Ac . Rh2 )1/2 )/2. Rh (m)

Tinggi saluran : h = Ac/B (m)

Keliling basah : P = B + 2h

Tinggi jagaan : FB = 30 % h

Tinggi saluran : H = h + tinggi jagaan

Atau jika dimensi saluran yang diperoleh tidak wajar, maka dibuat

kaskade dengan syarat So < S. Dimensi kaskade dicari dengan rumus :

h = (Ac/2)1/2

B = 2h

So = { n. v

(h2)2/3 }

2

2. Penampang Saluran Trapesium

Dalam hal ini maka digunakan persamaan:

v =1n

Rh2

3 S1

2

Ac=Q /V

Angka kekasaran ditentukan berdasarkan jenis bahan yang digunakan.

Kemiringan dasar saluran (S) ditentukan berdasarkan topografi (atau disebut S =

0,0006).

Kemiringan dinding saluran berdasarkan bahan yang digunakan

Luas Penampang : A = (b + mh)h

Keliling Basah : P = b + 2h√1 + m2

Jari jari hidrolis : Rh = A/P

Tinggi jagaan : FB = 25 %

Dalam perancangan drainase , diperlukan bermacam – macam bangunan

yang berfungsi sebagai sarana untuk :

a. Memperlancar surutnya genangan yang mungkin timbul di atas permukaan

jalan karena debit (Q) hujan rencana.

50

Page 51: Makalah Drainase Pengganti Kuis

b. Memperlancar arus saluran

c. Mengamankan dari bahaya degradasi pada dasar saluran

d. Mengatur saluran terhadap pasang surut, khususnya di daerah pantai

Adapun bangunan – bangunan sebagaimana tersebut di atas adalah :

a. Inlet tegak

Ditempatkan pada jarak – jarak tertentu di sepanjang tepi jalan (KERB) atau pada

pertemuan KERB di perempatan jalan.

Gambar 1 Inlet Tegak

b. Inlet datar

Ditempatkan di pertigaan jalan, dimana pada arah melintang jalan terdapat

saluran.

Gambar 2. Inlet Datar

51

Page 52: Makalah Drainase Pengganti Kuis

c. Grill

Ditempatkan pada perempatan jalan, dimana di bawahnya terdapat saluran,

yang berfungsi menerima air yang melewatinya. Berada pada tempat yang

terendah dari jalan yang menurun.

Gambar 3. Grill

d. Manhole

Bangunan ini diletakkan pada jarak – jarak tertentu di sepanjang trotoar,

berfungsi untuk pemeliharaan saluran.

Gambar 4. Manhole

52

Page 53: Makalah Drainase Pengganti Kuis

e. Gorong - gorong

Bangunan ini dibuat untuk menghubungkan saluran di kaki bukit

melintang jalan di bawahnya dan berakhir di sisi bawah dari bangunan penahan

tanah yang mendukung struktur jalan tersebut.

Gambar 4.5 Gorong - gorong

Perhitungan dimensi gorong – gorong :

Q = n . A √2 gz= n . A . v

Dimana:

Q = debit aliran (m3/det)

n = koefisien debit (dapat dilihat pada tabel 4.5)

A = luas gorong – gorong (m2)

g = percepatan gravitasi (= 9,81 m/det2)

z = kehilangan tinggi energi pada gorong – gorong

53

Page 54: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Tabel 5. Koefisien Debit

Sumber : Modul Prinsip – Prinsip Dasar Sistem Drainase

Kehilangan tinggi tenaga

Hmasuk = koefisien masuk . (va – v)2/2g

Keterangan :

Koefisien masuk = 0,8

va = kecepatan aliran pada saluran

v = kecepatan dalam gorong – gorong

g = percepatan gravitasi (= 9,81 m/det2)

Kecepatan dalam gorong – gorong 1 – 2 m/det

f. Jembatan

Bangunan ini dimaksudkan untuk mendukung pipa (saluran air/minyak)

atau jalan yang melintang saluran drainase.

Gambar 6. Jembatan pipa

54

Tinggi dasar

dibangun sama

dengan saluran

Tinggi dasar dibangun lebih tinggi dari dasar

saluran

Sisi N Ambang Sisi n

Segi

empat

Bulat

0,8

0,9

Segi empat

Bulat

Bulat

Segi empat

Segi empat

Bulat

0,72

0,76

0,85

Page 55: Makalah Drainase Pengganti Kuis

g. Bangunan Terjun

Bangunan ini diperlukan bila penempatan saluran terpaksa harus melewati

jalur dengan kemiringan dasar (S) yang cukup besar.

h. Ground Sill

Bangunan ini ditempatkan melintang saluran pada jarak – jarak tertentu sehingga

dapat berfungsi sebagai pengaman terhadap bahaya degradasi terhadap dasar

saluran.

i. Pintu Air

Bangunan pintu air dapat berupa manual maupun otomatis, berfungsi sebagai

penahan air pasang atau banjir.

Gambar 7. Pintu Air

2.7 Analisa Perencanaan

Perencanaan jaringan sistem drainase dimulai dengan penentuan blok-blok

wilayah perencanaan. Blok Wilayah perencanaan ditentukan berdasarkan jalan

yang ada sehingga saluran drainase dibuat mengikuti sisi-sisi jalan yang ada. Hal

ini dapat menghemat biaya pembuatan saluran baru.

Selanjutnya dibuat lay-out rencana sistem drainase dengan arah

pengaliran mengikuti pola topografi yaitu dari daerah berelevasi tinggi menuju

daerah berelevasi rendah sehinga pengaliran dapat dilakukan dengan cara

gravitasi.

55

Page 56: Makalah Drainase Pengganti Kuis

Pada daerah perencanaan, pengaliran dimulai dari bagian barat dan utara

menuju sungai yang ada di bagian selatan wilayah. Lay-out aliran sistem drainase

dibuat dengan prinsip saluran terpendek dan dibuang (disalurkan) menuju sungai

terdekat. Keseluruhan jaringan ini terdiri dari :

1. Saluran sekunder, yaitu saluran yang menampung air hujan dari daerah yang

dilayaniya.

2. Saluran primer/utama, yaitu saluran yang menampung air hujan dari beberapa

daerah pengaliran melalui saluran sekunder.

Saluran drainase yang direnanakan mengikuti yang saluran drainase

eksisting yaitu menggunakan saluran terbuka dengan bentuk segi empat. Bentuk

saluran ini dapat menyalurkan air hujan dengan debit yang cukup besar yang sifat

alirannya terus menerus dengan fluktuasi kecil.

Besarnya debit buangan (debit rencana) diperoleh berdasarkan luas blok

yang akan didrain, intensitas hujan yang telah dihitung serta koefisien limpasan

masing-masing blok. Dalam perencanaan ini, dimensi saluran drainase ditentukan

dengan pertimbangan bahwa dimensi tersebut dapat mengalirkan debit puncak

(debit desain).

Pada perencanaan kali ini saluran terbuka yang dipilih yaitu, saluran

terbuka segi empat karena saluran drainase yang berbentuk segi empat tidak

banyak membutuhkan ruang dan berfungsi untuk saluran air hujan, air rumah

tangga maupun air irigasi.

Sistem jaringan drainase selain sistem tertutup juga bisa berupa sistem

terbuka dengan pertimbangan bahwa pada saluran tertutup tidak terlalu banyak

memakan lahan karena lahan di atasnya masih dapat digunakan untuk keperluan

yang lain seperti jalan atau trotoar di samping itu dari segi estetika dan kesehatan

lingkungan pada saluran tertutup diharapkan tidak menimbulkan bau dan

meningkatkan populasi nyamuk. Namun pada kenyataannya saluran drainase

perkotaan banyak yang memakai sistem terbuka dengan pertimbangan untuk

memudahkan dalam operasional dan pemeliharaan.

56