perencanaan air buangan and drainase

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Lokasi Daerah Perencanaan

Lokasi kegiatan perencanaan drainase dan penyaluran air buangan adalah

Desa Cosmic.

1.2 Latar Belakang Kegiatan Perencanaan

Desa Cosmic belum memiliki sistem pembuangan air hujan dan air buangan.

Sebelum dibangun sistem pembungan air perlu dibuat rancangan teknik yang

sesuai dengan kondisi Desa Cosmic.

1.3 Kondisi Lokasi Kegiatan Perencanaan

Desa Cosmic merupakan daerah landai dengan ketinggian 38 – 52 m dari

permukaan laut. Curah hujan di Desa ini berkisar antara 100 - 200 mm/tahun.

Tanah di Desa Cosmic merupakan tanah lempung berpasir dengan kedalaman air

tanah 10 – 20 m serta laju infiltrasi sedang. Luas Desa Cosmic adalah 9,579 ha.

Infrastruktur yang sudah ada di Desa Cosmic adalah jalan yang telah perkerasan,

jaringan listrik, jaringan telepon dan pipa distribusi air bersih. Di Desa Cosmic air

buangan domestik yang berasal dari toilet/wc umumnya dialirkan ke dalam septic

tank. Sedangkan air buangan dari kegiatan MCK (mandi, cuci, kakus) dan

aktivitas dapur langsung dialirkan ke lahan disekitar bangunan tanpa dilakukan

pengolahan terlebih dahulu.

Jumlah penduduk Desa Cosmic sampai dengan tahun 2012 adalah jiwa

dengan tingkat pertumbuhan 1 % per tahun. Saluran drainase alam yang ada di

Desa Cosmic adalah sungai Supernova. Berikut ini adalah petasi situasi yang

menggambarkan kondisi Desa Cosmic.

1


Gambar 1.1 Peta Situasi Desa Cosmic

1.4 Ruang Lingkup Kegiatan Perencanaan

Perencanaan yang dibuat meliputi Desain teknik untuk saluran drainase dan

lahan resapan serta Desain teknik untuk penyaluran air buangan. Desain teknik

yang dimaksud selain terdiri dari nota perhitungan (design note) dan gambar

perencanaan juga memuat spesifikasi teknis. Perencanaan sistem penyaluran air

buangan dan pengolahan air buangan hanya untuk air buangan yang berasal dari

rumah penduduk, sekolah, kantor, rumah ibadah dan pasar/ruko. Sedangkan air

buangan yang berasal dari fasilitas pelayanan kesehatan tidak termasuk dalam

perencanaan ini karena memerlukan perencanaan dan sistem pengolahan yang

berbeda.

2


1.5 Sistematika Laporan Perencanaan

Laporan perencanaan drainase dan penyaluran air buangan untuk Desa

Cosmic akan disusun dengan urutan sebagai berikut:

a. BAB I PENDAHULUAN

berisi keterangan mengenai kenapa dan dimana perancangan

dibuat, uraian singkat tentang kondisi lokasi kegiatan

perancangan, cakupan pekerjaan perancangan dan tata urut isi

laporan perancangan.

b. BAB II ANALISIS HIDROLOGI DAN SALURAN AIR BUANGAN

berisi tentang analisa curah hujan rencana, intensitas dan debit

puncak limpasan hujan serta analisis debit air buangan.

c. BAB III RANCANGAN SISTEM PENYALURAN SALURAN AIR

BUANGAN

berisi tentang uraian perencanaan sistem penyaluran air

buangan yang akan dibuat serta analisis dimensi saluran air

buangan.

d. BAB IV DESAIN SALURAN DRAINASE

berisi tentang uraian rancangan saluran drainase limpasan dan

juga analisis dimensi saluran drainase.

e. BAB V PENUTUP

berisi kesimpulan dan saran perencanaan yang telah dibuat.

3


BAB II

ANALISIS HIDROLOGI DAN SALURAN AIR BUANGAN

2.1 Analisis Hidrologi

Analisa hidrologi bertujuan untuk memperoleh debit puncak limpasan hujan

(Qp) yang akan dialirkan dalam saluran drainase. Untuk daerah pengaliran kecil

dan waktu konsentrasi aliran yang pendek, Qp dapat dihitung dengan

menggunakan rumus rasional (Wanielista, 1990).

Qp = 0,278 × C × i × A ……………………………………….. (2.1)

Dimana :

Qp = debit puncak limpasan hujan (m3/detik)

C = nilai koefisien C untuk sub daerah pengaliran

i = intensitas hujan (mm/jam)

A = luas daerah pengaliran (km2)

Untuk dapat menggunakan rumus rasional perlu ditentukan terlebih dahulu

koefisien limpasan permukaan (C). Koefisien ini ditentukan sesuai dengan jenis

penggunaan lahan dan periode ulang yang diinginkan, intensitas hujan (untuk

curah hujan rencana dengan periode ulang yang diinginkan) dan luas daerah

pengaliran. Rencana periode ulang hujan untuk saluran drainase berdasarkan

struktur hidraulik dapat dilihat pada Tabel 2.1.

2.1.1 Periode Ulang Hujan (Tr)

Periode ulang adalah waktu perkiraan di mana hujan dengan suatu besaran

tertentu akan disamai atau dilampaui. Besarnya debit rencana untuk fasilitas

drainase tergantung pada interval kejadian atau periode ulang yang dipakai. Jika

debit yang dipilih adalah debit dengan periode ulang yang panjang, berarti debit

rencana besar, maka kemungkinan terjadinya debit banjir yang melampaui debit

rencana dan resiko kerusakan menjadi menurun, namun biaya konstruksi untuk

menampung debit yang besar menjadi meningkat begitu pula sebaliknya

(Wanielista, 1990).

Saluran drainase yang akan dibangun selain berfungsi untuk menyalurkan

air hujan yang berlebih juga untuk melindungi lahan, bangunan dan badan jalan

4


dari kerusakan akibat genangan air. Tr untuk berbagai jenis drainase adalah

sebagai berikut:

Tabel 2.1 Periode Ulang Hujan (Tr) Untuk Perencanaan Drainase

Struktur hidraulik Tr (tahun)

Sistem drainase minor

Sistem drainase mayor

Gorong-gorong minor

Gorong-gorong mayor

Kolam detensi/retensi kecil on-site

Kolam detensi/retensi besar on-site

Dataran banjir di sungai kecil

Dataran banjir di sungai besar

2 – 25

10 – 50

10 – 50

25 – 100

2, 10, 25, 100

100 – PMF

10 – 100

>100

Sumber : William S. Springer, Strom Drain Design in Land Development Handbook, The

Drewberry Companies, McGraww-Hill, 2002

Berdasarkan Tabel 2.1, perencanaan drainase pada Desa Cosmic akan

menggunakan sistem drainase minor karena itu periode ulang yang akan

digunakan adalah 10 tahun.

2.1.2 Curah Hujan Rencana (RT)

Data curah hujan yang digunakan untuk perhitungan debit puncak limpasan

hujan (Qp) adalah data curah hujan harian maksimum dari stasiun hujan terdekat

pada tahun 2003-2012 dengan panjang tahun pengamatan adalah 10 tahun.

Tabel 2.2 Curah Hujan Maksimum (R)

No. TahunCurah Hujan Max

(mm)

1 2003 1842 2004 1203 2005 1274 2006 1345 2007 1296 2008 1097 2009 1338 2010 129

5


9 2011 10010 2012 118

Sumber : Hasil analisis, 2014

Selanjutnya akan dihitung besarnya RT yaitu curah hujan rencana dengan Tr

10 tahun. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan metode analisis distribusi

ekstrim Gumbel tipe I. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut

(Gumbel, 1958 dalam Bedient dan Huber, 1992).

Hasil perhitungan menghasilkan RT = 157,50 mm

Rumus lengkap untuk mendapatkan nilai RT dapat dilihat di bawah ini :

RT=R+K × SR …............................................................... (2.2)

R=∑i−1

n

Ri÷ n …………………………………………... (2.3)

SR=√∑i−1

n

( Ri−R )2

n−1

………………………………………. (2.4)

K=−0,7797(0,5772+T R

T R−1 ) ...………………………. (2.5) B

Dimana :

R = curah hujan harian maksimum (mm)

R = rata–rata curah hujan harian maksimum (mm)

SR = simpangan baku

n = jumlah data

TR = periode ulang (tahun)

Berikut merupakan hasil perhitungan curah hujan rencana dengan Metode

Gumbel Tipe I.

Tabel 2.3 Curah Hujan Rencana (RT)

No. TahunCurah Hujan Max

X-Xi (X-Xi)²(mm)1 2003 184 55,7 31022 2004 120 -8,3 693 2005 127 -1,3 24 2006 134 5,7 325 2007 129 0,7 06 2008 109 -19,3 372

6


7 2009 133 4,7 228 2010 129 0,7 09 2011 100 -28,3 80110 2012 118 -10,3 106Jumlah CH 1283 4508Rata - Rata CH (Xi) 128.3 451Simpangan Baku (SR) 22.38K 1.30Curah Hujan Rencana (RT) 157.50


Dari hasil perhitungan dengan jumlah data (n) 10 didapatkan nilai RT =

157.50 dengan rata-rata x = 128,3 mm dan standar deviasinya yaitu 22,381.

2.1.3 Intensitas Hujan ( i )

Apabila data curah hujan yang tersedia adalah curah hujan harian

maksimum dan daerah pengalirannya kecil maka i dapat dihitung dengan

menggunakan rumus Mononobe (Mori et.al, 2006). Rumus Mononobe adalah

sebagai berikut :

I=R24

24 ( 24tc )

23 ….………………………………………... (2.6)

Dimana :

I = intensitas curah hujan (mm/jam)

R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam

tc = lamanya hujan (jam)

Rumus Mononobe memerlukan data lamanya hujan (t). Untuk rumus

rasional, t yang menyebabkan Q sama dengan waktu konsentrasi aliran (tc)

(Wanielista, 1990). Waktu konsentrasi aliran (tc) pada suatu daerah pengaliran

dapat dihitung dengan menggunakan rumus Kirpich. Rumus Kirpich yang

digunakan untuk menghitung tc adalah sebagai berikut (Springer, 2002):

t c=0,0078 × L0,77 × S−0,385 ……………………………... (2.7)

Dimana :

tc = waktu konsentrasi (menit)

L = panjang aliran atau saluran (ft)

S = kemiringan rata-rata daerah pengaliran atau saluran

7


Menentukan tc perlu memperkirakan arah aliran di dalam setiap blok

pengaliran dan ruas saluran drainase. Setiap saluran berhubungan dengan blok

pengaliran tertentu. Arah aliran dan hubungan tersebut dapat dilihat pada gambar

terlampir.

Kemiringan saluran drainase didapat dari elevasi saluran tertinggi dikurang

dengan elevasi saluran terendah, kemudian dibagi panjang saluran drainase.

Kemiringan saluran (S) pada perencanaan ini adalah 0.00438. Berikut ini adalah tc

pada setiap blok pengaliran dan ruas saluran drainase.

Tabel 2.4 Waktu Konsentrasi Aliran (tc)

Nama Luas DPSal (ha) Panjang RS (m)

Waktu Konsent

rasi (jam)

Ruas Salur

anDPSal (ha) Luas

Leqiv

LL

eqivtc teqiv

S1-S2

A;C1;C2 3,19;0,37;0,373,93

894;188;781090

0,57

0,57

S2-S3

A 3,193,19

894894

0,49

0,49

S3-S4

A 3,193,19

894894

0,49

0,49

S4-S5

A 3,193,19

894894

0,49

0,49

S6-S7

A;C2;C3 3,19;0,37;0,373,93

894;78;1881090

0,57

0,57

S7-S9

A;C3;C6 3,19;0,37;0,383,94

894;188;1001112

0,58

0,58

S8-S9

C3;C5;C6 0,37;0,38;0,381,13

188;152;100370

0,25

0,25

S9-S11

C6;C10 0,38;0,3750,76

100;100200

0,16

0,16

S10-S11

C7;C9;C10 0,38;0,375;0,3751,13

152;150;100402

0,27

0,27

S11-S12

C5;C6;C9;C10;C11

0,38;0,38;0,375;0,375;0,375

1,89

152;100;150;100;150

652

0,39

0,39

S12-S5

A;C1;C2;C3;C5;

3,19;0,37;0,37;0,37;0,38; 6,5

7

894;188;78;188;152; 20

120,92

0,92C6;C7;C9;C1

0;C110,38;0,38;0,375;0,3

75;0,375100;152;150;1

00;150S13-S5

B;C4;C8;C121,90;0,37;0,38;0,37

53,02

266;78;100;100

544

0,34

0,34


8


Setelah memperoleh tc, selanjutnya akan ditentukan intensitas hujan ( i ).

Berikut merupakan intensitas hujan setiap ruas saluran.

Tabel 2.5 Intensitas Hujan ( i )

Nama Panjang RS (m)Waktu

Konsentrasi (jam)

Intensitas

(mm/jam)

Ruas Salura

nDPSal (ha) L Leqiv tc teqiv Ieqiv

S1-S2 A;C1;C2 894;188;781090

0,57

0,57 79,07

S2-S3 A 894 8940,49

0,49 87,54

S3-S4 A 894 8940,49

0,49 87,54

S4-S5 A 894 8940,49

0,49 87,54

S6-S7 A;C2;C3 894;78;1881090

0,57

0,57 79,07

S7-S9 A;C3;C6 894;188;1001112

0,58

0,58 78,26

S8-S9 C3;C5;C6 188;152;100 3700,25

0,25 137,68

S9-S11 C6;C10 100;100 2000,16

0,16 188,80

S10-S11

C7;C9;C10 152;150;100 4020,27

0,27 131,94

S11-S12

C5;C6;C9;C10;C11

152;100;150;100;150

6520,39

0,39 102,93

S12-S5A;C1;C2;C3;C5;

894;188;78;188;152; 201

20,92

0,92 57,72C6;C7;C9;C10;C

11100;152;150;100;

150

S13-S5 B;C4;C8;C12 266;78;100;100 5440,34

0,34 112,96


9


2.1.4 Koefisien Limpasan Permukaan (C)

Koefisien limpasan permukaan berhubungan dengan jenis penggunaan

lahan. Penentuan nilai C harus memperhatikan kemungkinan perubahan

penggunaan lahan. Sebagai rujukan digunakan daftar nilai C dari berbagai

literatur. Daftar nilai C dari beberapa literatur dapat dilihat pada di bawah ini.

Tabel 2. 6 Nilai Koefisien Limpasan Permukaan (C)

10


Lahan yang terdapat pada daerah-daerah layanan ini dimanfaatkan untuk

pemukiman, pertokoan, fasilitas umum lainnya dan semak. Luas lahan pada

seluruh wilayah Desa Cosmic yaitu sebesar 9,579 ha atau . Nilai koefisien

limpasan permukaan lahan pada setiap wilayah dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 2.7 Koefisien Pengaliran Setiap Blok

Nama A PenggunaanC

Blok (km²) LahanA 0,0319 pemukiman 0,40B 0,019 pemukiman 0,40C1 0,0037 pemukiman 0,25

C2 0,0037pemukiman

0,46padang rumput

C3 0,0037pemukiman

0,75perdagangan

C4 0,0037pemukiman

0,46padang rumput

C5 0,0038pemukiman

0,75perdagangan

C6 0,0038pemukiman

0,46padang rumput

C7 0,0038pemukiman

0,46padang rumput

C8 0,0038pemukiman

0,96padang rumputperdagangan

C9 0,00375 pemukiman 0,25C10 0,00375 pemukiman 0,25C11 0,00375 pemukiman 0,25

C12 0,00375pemukiman

0,46padang rumput


11


2.1.5 Debit Puncak Limpasan Hujan (Qp)

Metode yang akan digunakan dalam menghitung debit puncak limpasan

hujan pada perencanaan ini adalah metode rasional. Metode ini digunakan karena

daerah pengaliran yang kecil yaitu < 320 ha dan waktu konsentrasi aliran yang

pendek. Untuk menghitung debit limpasan hujan ini menggunakan rumus pada

persamaan 2.1.

Besar Qp untuk setiap blok pengaliran dan ruas saluran yang akan digunakan

dalam perencanaan saluran drainase serta bangunan pelengkapnya ditampilkan

pada tabel berikut:

12


Tabel 2.8 Debit Puncak Limpasan Hujan (Qp) Pada Setiap Blok Pengaliran

Nama Luas DPSal (ha) Panjang RS (m)Waktu

Konsentrasi (jam)

Koefisien Pengaliran

Intensitas

(mm/jam)

Qp(m3/det)Ruas

Saluran

DPSal (ha) LuasLeqi

vL

Leqiv

teqiv C Ceqiv Ieqiv

S1-S2 A;C1;C2 3,19;0,37;0,37 3,93 894;188;78 1090 0,570,40;0,25;0,

250,39 79,07 0,34

S2-S3 A 3,19 3,19 894 894 0,49 0,4 0,40 87,54 0,31

S3-S4 A 3,19 3,19 894 894 0,49 0,4 0,40 87,54 0,31

S4-S5 A 3,19 3,19 894 894 0,49 0,4 0,40 87,54 0,31

S6-S7 A;C2;C3 3,19;0,37;0,37 3,93 894;78;188 1090 0,570,40;0,46;0,

750,44 79,07 0,38

S7-S9 A;C3;C6 3,19;0,37;0,38 3,94 894;188;100 1112 0,580,40;0,75;0,

460,40 78,26 0,34

S8-S9 C3;C5;C6 0,37;0,38;0,8 1,13 188;152;100 370 0,250,75;0,75;0,

460,65 137,68 0,28

S9-S11

C6;C10 0,38;0,375 0,76 100;100 200 0,16 0,46;0,5 0,36 188,80 0,14

S10-S11

C7;C9;C10 0,38;0,375;0,375 1,13 152;150;100 402 0,270,46;0,25;0,

250,32 131,94 0,13

S11-S12

C5;C6;C9;C10;C11

0,38;0,38;0,375;0,375;0,375

1,89152;100;150;100;

150652 0,39

0,75;0,46;0,25;0,25;0,2

50,39 102,93 0,21

S12-S5

A;C1;C2;C3;C5;

3,19;0,37;0,37;0,37;0,38;

6,57 894;188;78;188;152;

2012 0,92 0,40;0,25;0,46;0,75;0,7

5

0,42 57,72 0,44

13


C6;C7;C9;C10;C11

0,38;0,38;0,375;0,375;0,375

100;152;150;100;150

0,46;0,46;0,25;0,25;0,2

5S13-S5

B;C4;C8;C12 1,90;0,37;0,38;0,375 3,02 266;78;100;100 544 0,340,40;0,46;0,

96;0,461,35 112,96 1,28


14


2.2 Produksi Air Buangan

Air limbah atau air buangan adalah sisa air yang di buang yang berasal dari

rumah tangga, industri maupun tempat-tempat umum lainnya, dan pada umumnya

mengandung bahan-bahan atau zat-zat yang dapat membahayakan kesehatan

manusia serta mengganggu lingkungan hidup (Haryoto Kusnoputranto,1985).

Air limbah atau air buangan berasal dari berbagai sumber, secara garis besar

dikelompokan menjadi air limbah domestik dan non domestik. Kondisi dan debit

air limbah tiap wilayah tentu berbeda tergantung dari kepadatan penduduk dan

tingkat aktivitas tiap penduduk tersebut.

Pada perancanaan air buangan ini hanya untuk menentukan debit air

buangan yang dihasilkan oleh kegiatan domestik dan non domestik saja,

sedangkan untuk unit pengolahan air buangan akan dijelaskan lebih rinci pada

laporan Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan. Nilai debit buangan

(Qw) dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

Qw=3,8× 10−3(50+ P200 ) .......................................... (2.8)

Dimana :

Qw = rata-rata aliran limbah perhari (m3/hari)

P = populasi (jiwa)

2.2.1 Proyeksi Penduduk

Sebelum menghitung debit air buangan (Qw), perlu dilakukan perhitungan

proyeksi penduduk sesuai dengan tahun rencana serta menghitung debit estimasi

dari limbah domestik dan non domestik di Desa Cosmic terlebih dahulu. Dalam

perencanaan ini pertambahan jumlah penduduk diproyeksikan berdasarkan blok –

blok yang telah dibagi sebelumnya. Perhitungan proyeksi penduduk untuk Desa

ini menggunakan Metode Geometri dengan ratio pertambahan penduduk per

tahun adalah 5%. Berikut adalah persamaan untuk metode geometri :

Pn = Po ( 1+ r ) dn ...................................................................... (2.9)

15


Dimana :

Pn = jumlah penduduk pada akhir tahun periode

Po = jumlah penduduk pada awal proyeksi

r = rata-rata presentase tambahan penduduk tiap tahun

dn = kurun waktu proyeksi

Berikut merupakan hasil proyeksi penduduk Desa Cosmic dengan tahun

proyeksi adalah 20 tahun.

Tabel 2.9 Proyeksi Penduduk Blok A

BLOK TahunPenduduk Ekisting

(jiwa)

A

2013 1762014 1852015 1942016 2042017 2142018 2252019 2362020 2482021 260

2022 273

2023 2872024 3012025 3162026 3322027 3482028 3662029 3842030 4032031 424

2032 445Sumber : Hasil analisis, 2014

16


Tabel 2.10 Proyeksi Penduduk Blok B


(jiwa)

B

2013 922014 972015 1012016 1072017 1122018 1172019 1232020 1292021 136

2022 143

2023 1502024 1572025 1652026 1732027 1822028 1912029 2012030 2112031 221


Tabel 2.11 Proyeksi Penduduk Blok C


(jiwa)

C

2013 1682014 1762015 1852016 1942017 2042018 2142019 2252020 2362021 248

2022 261

2023 2742024 287

17


2025 3022026 3172027 3332028 3492029 3672030 3852031 404


2.2.2 Perhitungan Limbah Domestik

Air buangan (air limbah) domestik adalah air bekas pemakaian yang berasal

dari aktivitas daerah pemukiman yang kontaminannya didominasi oleh bahan

organik. Analisis produksi air buangan bertujuan untuk memperoleh debit air

buangan (Qw) yang akan dialirkan dalam saluran air buangan. Qw dapat dihitung

dengan mengalikan jumlah penduduk dengan standar debit limbah domestik yang

dihasilkan berdasarkan Peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 tahun 2005.

Tabel 2.12 Standar Air Buangan Jakarta

18


Sumber: Peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun 2005

Pada perhitungan debit air limbah domestik dan non domestik ini

menggunakan tahun perencanaan selama 20 tahun kedepan. Dalam 20 tahun

tersebut, dibagi kembali menjadi 5 tahun sehingga didapat perhitungan pada

masing-masing tahun 2013, 2017, 2022, 2027 dan 2032. Tetapi debit air limbah

domestik dan non domestik yang digunakan adalah pada tahun 2032 karena dalam

perhitungan dimensi saluran air buangan, total limbah yang digunakan adalah

pada tahun 2032.

Pada debit air buangan domestik, diasumsikan bahwa air buangan tiap

penduduk sebesar 120 L/orang/hari, sehingga diketahui debit air buangan

domestik di Desa Cosmic setelah 20 tahun sebagai berikut:

Tabel 2.13 Debit Air Buangan Sektor Domestik

Tahun

Penduduk Eksisting Tiap Blok (jiwa)

Debit Air Buangan

Debit Air Buangan (L/hari)

A B C L/orang/hari A B C

2013 176 92 168 12021.12

011.040

20.160

2017214 112 204 120

25.671

13.419

24.505

2022273 143 261 120

32.764

17.127

31.275

2027348 182 333 120

41.816

21.858

39.915

2032445 232 425 120

53.369

27.898

50.943

Total174.7

4191.342

166.798

Rata-rata 144.294Sumber : Hasil analisis, 2014

2.2.3 Perhitungan Limbah Non Domestik

Air buangan non domestik adalah air buangan yang dihasilkan dari

kegiatan-kegiatan di luar kegiatan rumah tangga, seperti dari perkantoran,

19


perdagangan atau pendidikan. Berikut penjabaran lebih lanjut mengenai fasilitas-

fasilitas di Desa Cosmic yang berkontribusi dalam menghasilkan air buangan non

domestik :

a. Fasilitas Pendidikan

Desa Cosmic memiliki fasiltas pendidikan berupa satu bangunan SD dan

satu bangunan SMP. Menurut peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun

2005, debit buangan untuk Sekolah Dasar adalah 32 L/siswa/hari sementara untuk

Sekolah Menengah Pertama 40 L/siswa/hari. Jumlah siswa/i SD dan SMP di Desa

Cosmic ini bertambah 30 orang tiap lima tahun. Direncanakan pada tahun 2027

akan dibangun satu gedung SMA dengan jumlah siswa bertambah 30 orang dalam

5 tahun, dimana debit buangan untuk Sekolah Menengah Atas yaitu 64

L/siswa/hari.

b. Fasilitas Perkantoran

Fasilitas perkantoran di Desa Cosmic pada tahun 2013 berjumlah 4 unit dan

diasumsikan jumlah akan bertambah 1 unit setiap 5 tahun dengan pegawai tiap

unit bertambah 5 orang. Dari peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun

2005, debit buangan untuk fasilitas perkantoran 40 L/pegawai/hari.

c. Fasilitas Perdagangan

Desa Cosmic juga memiliki fasilitas perdagangan berupa ruko yang

bertambah 1 unit tiap lima tahun. Jumlah pegawai ruko juga ikut bertambah pula

sebanyak 6 orang tiap unitnya. Dari peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122

Tahun 2005, debit buangan untuk fasilitas perdagangan 80 L/penghuni/hari.

d. Fasiltas Peribadatan

Fasilitas peribadatan yang ada di Desa Cosmic berupa satu unit bangunan

masjid dan satu unit bangunan gereja, karena penduduk di Desa Cosmic beragama

Islam dan Kristen. Dalam kurun waktu 5 tahun diasumsikan jumlah masjid yang

ada akan bertambah satu unit, sedangkan gereja akan bertambah satu unit dalam

kurun waktu 10 tahun. Dari peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun

20


2005, debit buangan untuk masjid sebesar 5 L/orang/hari sementara debit buangan

untuk gereja sebesar 4,5 L/orang/hari.

21


Berikut merupakan analisis debit air buangan non domestik pada tiap blok :

Tabel 2.14 Debit Air Buangan Sektor Non Domestik Tiap Blok

Blok SektorDebit Air Buangan

Jumlah Debit Air Buangan2013 2017 2022 2027 2032 L/hari

L/orang/hari unit orangUni

tOran

gunit orang unit orang unit

Orang

20132017 2022 2027 2032

A

Perkantoran 40 1 5 2 10 3 15 4 20 5 30 200 400 600 800 1.200Sekolah (SD)

321

120 1 150 1 180 2 210 2 240 3.840 4.800 5.760 6.720 7.680

Peribadatan 5 1 - 1 - 1 - 1 - 2 - 5 5 5 5 10Perdagangan 80 - - 1 6 1 6 2 8 2 8 - 480 480 640 640

Total 4.045 5.685 6.845 8.165 9.530Sumber : Hasil analisis, 2014



L/orang/hari unitoran

gUni

tOran

guni

toran

guni

toran

guni

toran

g2013

2017 2022 2027 2032

B

Perkantoran 40 1 5 2 10 3 15 4 20 5 30 200 400 600 800 1.200Sekolah (SD)

32 -

- -

- -

- 1 120 2 150 - - - 3.840 4.800

Peribadatan 5 - - - - - - - - 1 - - - - - 5Perdagangan

80 - - 1 5 1 5 2 6 2 6 - 400 400 480 480

22


Total 200 800 1.000 5.120 6.485Sumber : Hasil analisis, 2014



L/orang/hariuni

toran

guni

toran

guni

toran

guni

toran

guni

toran

g2013

2017 2022 2027 2032

C

Perkantoran 40 3 15 4 20 5 25 6 30 7 35 200 800 1.000 1.200 1.400Sekolah (SMA)

64 1 145 1 145 1 175 1 175 2 205 9.280 9.28011.20

011.20

013.12

0Peribadatan 4.5 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - - - - - 4,5Perdagangan 80 2 12 3 18 4 24 5 30 6 36 960 1.440 1.920 2.400 2.880

Total10.44

011.52

014.12

014.80

017.40

5Sumber : Hasil analisis, 2014

23


Debit buangan dari keseluruhan sektor, baik sektor domestik maupun non

domestik dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 2.15 Estimasi Limbah Domestik dan Non Domestik Tiap Blok

Blok SektorDebit Buangan (L/hari) Total

2013 2017 2022 2027 2032 L/hari m3/detik

A

Domestik 21.120 25.671 32.764 41.816 53.369 174.741 0,00202Non Domestik

Pendidikan 3.840 4.800 5.760 6.720 7.680 28.800 0,00033Perkantoran 200 400 600 800 1.200 3.200 3,7E-05Perdagangan - 480 480 640 640 2.240 2,6E-05Peribadatan 5 5 5 5 10 30 3,5E-07

Total 0,00242Sumber : Hasil analisis, 2014


2013 2017 2022 2027 2032 L/hari m3/detik

B

Domestik 11.040 13.419 17.127 21.858 27.898 91.342 0,00106Non Domestik

Pendidikan - - - 3.840 4.800 8.640 0,0001Perkantoran 200 400 600 800 1.200 3.200 3,7E-05Perdagangan - 400 400 480 480 1.760 2E-05Peribadatan - - - - 5 5 5,8E-08

Total 0,00121Sumber : Hasil analisis, 2014


2013 2017 2022 2027 2032 L/hari m3/detik

C

Domestik20.16

024.505 31.275 39.915 5.0943 166.798 0,00193

Non DomestikPendidikan 9.280 9.280 11.200 11.200 13.120 54.080 0,00063Perkantoran 200 800 1.000 1.200 1.400 4.600 5,3E-05Perdagangan

960 1.440 1.920 2.400 2.880 9.600 0,00011

Peribadatan - - - - 4,5 4,5 5,2E-08Total 0,00272


24


2.2.4 Faktor Puncak Debit Limbah Domestik & Non Domestik

Untuk menentukan dimensi saluran air buangan maka perlu diperhitungkan

debit puncak air buangan. Hal ini berguna untuk menentukan ukuran atau dimensi

fasilitas pengolahan serta saluran pembuangan agar dapat digunakan dan

mengantisipasi keadaan dimana debit air limbah berada dalam keadaan maksimal.

Dalam menghitung debit puncak maka perlu diketahui faktor puncak, dimana nilai

faktor puncak yang didapat adalah 2,5. Berikut merupakan tabel perhitungan dari

debit puncak air buangan :

Tabel 2.16 Debit Puncak Air Limbah

BlokSumber Jumlah Debit Air Limbah Debit Air Limbah

FPDebit Puncak

Air Buangan (unit) (L/hari) m3/detik m3/detik

A

perumahan 111 53.369 6,18E-04 1,54E-03

0,00182perkantoran 5 1.200 1,39E-05 3,47E-05Sekolah 2 7.680 8,89E-05 2,22E-04peribadatan 2 10 1,16E-07 2,89E-07perdagangan 2 640 7,41E-06 1,85E-05

B

perumahan 58 27.898 3,23E-04 8,07E-04

0,00099perkantoran 5 1.200 1,39E-05 3,47E-05Sekolah 2 4.800 5,56E-05 1,39E-04peribadatan 1 5 5,79E-08 1,45E-07perdagangan 2 480 5,56E-05 1,39E-05

C

perumahan 106 50.943 5,90E-04 1,47E-03

0,00198perkantoran 7 1.400 1,62E-05 4,05E-05Sekolah 2 13.120 1,52E-04 3,80E-04peribadatan 1 4,5 5,21E-08 1,30E-07perdagangan 6 2880 3,33E-05 8,33E-05


25


BAB III

RANCANGAN SISTEM PENYALURAN AIR BUANGAN

3.1 Pendahuluan

Air buangan terbagi menjadi dua sektor yakni air buangan domestik dan air

buangan non-domestik. Air buangan domestik merupakan air bekas pakai yang

berasal dari aktivitas daerah pemukiman yang kontaminannya didominasi oleh

bahan organik, sementara air buangan non-domestik merupakan air sisa dari

aktivitas perdagangan, perkantoran atau dari rumah ibadah.

Air buangan dapat diolah secar biologis. Adapun cara penanganannya dapat

dilakukan dengan dua cara, yakni (Haryoto Kusnoputranto, 1985) :

a. Sistem terpusat (off site) yaitu air buangan dari seluruh pelayanan dikumpulkan

dalam saluran pengumpul (riol) kemjudian dialirkan menuju bangunan

pengolahan air limbah.

b. Sistem setempat (on site) yaitut air buangan diolah dengan membuat tanki

septic dan bidang resapan.

Air buangan juga dapat ditangani dengan sistem gabungan misalnya black

water dengan sistem on site sementara grey water dengan cara terpusat.

3.2 Desain Saluran Air Buangan

Sistem saluran air buangan yang direncanakan untuk melayani Desa Cosmic

di desain sesuai dengan total volume air buangan baik air buangan domestik

maupun air buangan non domestik. Dalam menganalisis kecepatan aliran buangan

di dalam pipa ini digunakan persamaan Manning berikut:

V=1n

× R23 × S

12 .............................................................. (3.1)

Dimana :

V = kecepatan aliran didalam pipa (m/s)

n = nilai koefisien manning

R = jari-jari hidrolis

S = kemiringan dasar saluran

26


Berikut merupakan tabel nilai koefisien kekasaran Manning (n)

Tabel 3.1 Koefisien Hazen-William Untuk Variasi Pipa

Nilai n Jenis Pipa

140

130

120

110

100

95

60-80

Pipa sangat halus

Pipa halus, semen, besi tuang baru

Pipa baja dilas baru

Pipa baja dikeling baru

Pipa besi tuang tua

Pia besi dikeling tua

Pipa besi tua

Sumber : Data sekunder

Sebelum menganalisis kecepatan aliran buangan dalam pipa, perlu diketahui

terlebih dahulu kemiringan saluran serta jari-jari hidraulik pipa. Menghitung

kemiringan dasar saluran dapat menggunakan persamaan berikut :

S=(elevasi awal−elevasi akhir)

p ………………………………..

(3.2)

Dimana :

S = kemiringan dasar saluran

p = panjang pipa (m)

Mencari nilai R digunakan persamaan sebagai berikut :

R = AP .......................................................................................

(3.3)

Dimana :

R = jari-jari hidrolis

A = luas penampang (m2)

P = keliling basah saluran (m)

27


3.3 Desain Saluran Air Buangan

Desain penyaluran air buangan dalam perencanaan ini menggunakan

sistem terpisah dan tertutup dengan menggunakan gaya gravitasi. Sistem terpisah

dipilih dengan alasan supaya lebih mudah dalam perawatan untuk mengefisienkan

sistem pengolahan dan untuk membuat dimensi saluran menjadi lebih ekonomis.

Sistem tertutup dipilih dengan pertimbanagn estetika lingkungan yaitu agar tidak

menimbulkan bau yang tidak sedap serta tidak menjadi tempat berkembangbiak

penyakit. Sistem ini digunakan karena pada daerah yang akan dilayani

mempunyai kemiringan yang cukup sebagai syarat utama agar air dapat mengalir

secara gravitasi.

Di bawah ini merupakan hasil analisis kecepatan aliran dalam pipa, dimana

setelah dihitung nilai Froude diketahui bahwa jenis aliran dalam pipa untuk

semua saluran adalah sub kritis.

28


Tabel 3.2 Kemiringan Saluran, Diameter Pipa & Kecepatan Aliran Dalam Pipa

Blok SaluranDebit

PuncakElevasi Panjang

Pipa S n ynD A P

RV

Fr Ketm3/detik Awal Akhir m m Inchi m² m m/s

A

S1 0,00182 44,50 43,52 256 0,004 0,12 0,58 0,07 3 0,0020 0,11 0,018 0,40 0,17 Sub kritisS2 0,00182 43,10 41,58 14 0,109 0,12 0,31 0,04 1 0,0005 0,06 0,009 1,57 0,90 Sub kritisS3 0,00182 42,96 41,88 194 0,006 0,12 0,54 0,07 3 0,0017 0,10 0,016 0,46 0,20 Sub kritisS4 0,00182 40,85 40,19 140 0,005 0,12 0,56 0,07 3 0,0018 0,11 0,017 0,43 0,18 Sub kritisS5 0,00182 39,27 37,98 88 0,015 0,12 0,45 0,05 2 0,0011 0,08 0,013 0,69 0,33 Sub kritis

B S13 0,00099 44,77 40,61 200 0,021 0,12 0,38 0,04 2 0,0006 0,06 0,010 0,69 0,36 Sub kritis

C

S6 0,00198 42,88 42,49 68 0,006 0,12 0,55 0,07 3 0,0018 0,11 0,017 0,48 0,21 Sub kritisS7 0,00198 42,43 42,06 32 0,012 0,12 0,48 0,06 2 0,0013 0,09 0,015 0,64 0,29 Sub kritisS8 0,00198 42,56 41,60 140 0,007 0,12 0,53 0,06 3 0,0017 0,10 0,016 0,52 0,23 Sub kritisS9 0,00198 42,90 42,68 100 0,002 0,12 0,66 0,08 3 0,0026 0,13 0,020 0,32 0,13 Sub kritisS10 0,00198 42,00 41,52 140 0,003 0,12 0,61 0,07 3 0,0022 0,12 0,019 0,39 0,16 Sub kritisS11 0,00198 41,97 41,41 96 0,006 0,12 0,55 0,07 3 0,0018 0,11 0,017 0,48 0,21 Sub kritisS12 0,00198 40,73 39,87 134 0,006 0,12 0,54 0,07 3 0,0017 0,10 0,016 0,50 0,22 Sub kritis


29


BAB IV

DESAIN SALURAN DRAINASE

4.1 Saluran Drainase

Drainase atau disebut juga saluran pembuangan memiliki

fungsi sebagai saluran untuk mengalirkan air buangan atau air

kotor dan juga limbah yang berasal dari rumah. Dalam bidang

ketekniksipilan, secara umum drainase diartikan sebagai suatu

tindakan untuk mengurangi kelebihan air baik dari air hujan,

rembesan, maupun irigasi. Drainase yaitu mengalirkan, menguras,

membuang, atau mengalihkan air. Secara umum, drainase didefinisikan sebagai

serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang

kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan

secara optimal. Drainase juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas

air tanah dalam kaitannya dengan salinitas.Saluran drainase diklasifikasikan

menjadi dua bentuk yaitu saluran drainase tertutup dan saluran drainase terbuka

(Suripin, 2004).

4.2 Kriteria Perencanaan

Perencanaan saluran drainase di Desa Cosmic direncanakan menggunakan

sistem drainase minor dengan masa perencanaan 10 tahun. Saluran drainase ini

melayani seluruh wilayah Desa Cosmic yang terbagi menjadi beberapa blok. Hal

ini dilakukan karena aliran air yang masuk ke tiap saluran antar blok memiliki

debit yang berbeda. Adanya debit aliran yang berbeda pada tiap blok

menyebabkan dimensi di setiap saluran menjadi berbeda pula.

Saluran drainase dirancang untuk memperoleh aliran sub kritis (aliran

tenang). Aliran kritis dihindari karena tidak stabil sementara aliran superkritis

dihindari karena berpotensi menyebabkan kerusakan. Kecepatan aliran dirancang

tidak melebihi kecepatan izin. Kecepatan izin berfungsi untuk mencegah

pengendapan dan tumbuhnya tumbuhan penganggu maka kecepatan aliran air di

dalam saluran disarankan ≥ 0,6 m/detik. Untuk saluran drainase kota dengan

30


dinding dari batu atau beton kecepatan aliran di dalam saluran pada saat

mengalirkan debit puncak disarankan antara 0,9 – 3 m/detik (Wesli, 2008).

Penampang saluran yang digunakan dalam perencanaan ini berbentuk

persegi dengan dinding beton kasar. Penampang saluran dengan bentuk persegi ini

dipilih karena lebih mudah dalam tahap analisis. Berikut ini merupakan rumus

yang digunakan untuk mencari dimensi saluran berbentuk persegi :

A=by........................................................................…………. (4.2)

P=b+2 y..................................................................…………. (4.3)

R= AP

........................................................................…………. (4.4)

31


Tabel 4.1 Dimensi Saluran Drainase

SaluranQd So

nY b A P R

CFboard y saluran A v

Ketmᵌ/det

m/m M m m² m m m m m² m/detik

S1-S2 0.34 0.005 0.014 0.332 0.663 0.503 1.327 0.379 0.17 0.237 0.569 0.378 0.896 Sub kritisS2-S3 0.31 0.004 0.014 0.329 0.658 0.491 1.315 0.374 0.17 0.236 0.565 0.372 0.835 Sub kritisS3-S4 0.31 0.003 0.014 0.356 0.712 0.608 1.425 0.427 0.17 0.246 0.602 0.429 0.724 Sub kritisS4-S5 0.31 0.005 0.014 0.324 0.648 0.473 1.297 0.365 0.17 0.235 0.559 0.362 0.857 Sub kritisS6-S7 0.38 0.003 0.014 0.385 0.770 0.749 1.540 0.486 0.17 0.256 0.641 0.494 0.767 Sub kritisS7-S9 0.34 0.003 0.014 0.372 0.744 0.684 1.489 0.459 0.17 0.252 0.624 0.464 0.731 Sub kritisS8-S9 0.28 0.004 0.014 0.324 0.648 0.472 1.296 0.364 0.17 0.235 0.559 0.362 0.780 Sub kritisS9-S11 0.14 0.008 0.014 0.218 0.436 0.165 0.873 0.189 0.17 0.193 0.411 0.179 0.786 Sub kritisS10-S11 0.13 0.004 0.014 0.243 0.486 0.219 0.972 0.226 0.17 0.203 0.446 0.217 0.613 Sub kritisS11-S12 0.21 0.004 0.014 0.286 0.572 0.338 1.143 0.296 0.17 0.220 0.506 0.289 0.733 Sub kritisS12-S5 0.44 0.002 0.014 0.432 0.864 1.017 1.728 0.588 0.17 0.271 0.703 0.607 0.722 Sub kritisS13-S5 1.28 0.007 0.014 0.520 1.040 1.666 2.079 0.801 0.17 0.297 0.817 0.850 1.512 Sub kritis

Sumber : Hasil alasisis, 2014

32


4.3 Rancangan Saluran Drainase Limpasan

Perencanaan saluran drainase air limpasan dan air buangan dilakukan di

Desa Cosmic dengan waktu perencanaan untuk 20 tahun mendatang. Saluran

drainase dibuat berdasarkan peta wilayah yaitu :

a. Gambar kondisi wilayah Desa Cosmic

b. Gambar jalur aliran pada saluran drainase air limpasan

c. Gambar jalur aliran gabungan pada saluran drainase air limpasan dan air

buangan

Adapun gambar tersebut dapat dilihat pada lampiran.

33


BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan dalam perencanaan saluran drainase air limpasan hujan yaitu:

a. Perencanaan dilakukan berdasarkan data curah hujan dengan periode ulang 10

tahun dengan intensitas terendah adalah 57,72 mm/jam dan tertinggi yaitu

188,80 mm/jam serta didapatkan debit limpasan (Qp) untuk Desa Cosmic yaitu

4,48 m3/detik.

b. Saluran drainase Desa Cosmic pada saluran 1 dengan penampang segi empat

memiliki lebar (b) = 0,663 m, kedalaman (y) = 0,332 m dan kecepatan aliran

air limpasan (v) yaitu 0,896 m/detik.

Sedangkan pada saluran air buangan perencanaan menggunakan data debit

buangan domestik dan non domestik berdasarkan proyeksi pertumbuhan

penduduk. Contoh debit rencana didapat dari perhitungan pada blok A yaitu

0,00182 m3/detik.

5.2 Saran

Pada perencanaan saluran drainase dan air buangan di Desa Cosmic ini,

hasil yang didapatkan dari perhitungan belum optimal dikarenakan masih banyak

kekurangan pada analisa desain saluran drainase limpasan dan air buangan

terutama dari segi pemahaman kondisi wilayah dan kurangnya referensi. Sehingga

pada perencanaan ini masih banyak kekurangan yang harus diperbaiki.

34


DAFTAR PUSTAKA

Hardjosuprapto,Kusnoputranto.1985.Desain Drainase Perkotaan Vol. 1, ITB, Bandung.

Martin P. Wanielista, 1990, Hydrology and Water Quantity Control, Wiley and Sons, New York.

Mori et al,2006. Mekanika Fluida Edisi Keempat Jilid 2 (Terj.).Erlangga, Jakarta.

Peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No.122 Tahun 2005 .

Wesli, 2008. Drainase Perkotaan. Graha Ilmu. Yogyakarta

William, S Springer, 1990. Storm Drain Design in Land Development Handbook,

The Drewberry Companies

35

perencanaan air buangan and drainase

Documents