Tugas

REKAYASA DRAINASE

DISUSUN OLEH

NAMA : AYU WILDANA

NIM : D121 11 277

JURUSAN : TEKNIK LINGKUNGAN

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan limpahan rahmat-Nya, saya dapat menyelesaikan laporan ini. Laporan ini merupakan hasil dari tugas Rekayasa Drainase yang merupakan bagian dari mata kuliah Drainase Perkotaan dan merupakan prasyarat mengikuti ujian.

Pada kesempatan ini saya ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak, teman-teman sejawat atas data, masukan, informasi, dorongan, dan bantuannya dalam menyelesaikan laporan ini. Terima kasih secara khusus saya sampaikan kepada salah teman saya, Niwa dan Tika, yang telah menjadi tentor saya sekaligus selama menyusun laporan ini.

Saya menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna dalam memenuhi harapan dan keinginan pembaca. Oleh karena itu, segala kritik, saran dan masukan dari para pakar, rekan sejawat, pemerhati, maupun masyarakat, sangat saya harapkan untuk kesempurnaan laporan ini.

Saya mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu tersusunnya laporan ini. Dalam penyusunan laporan ini tentu banyak kekurangan dan kesalahan, oleh sebab itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca demi sempurnanya laporan ini.

Makassar, 18 April 2013

Penyusun

Ayu Wildana

BAB 1

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sistem drainase Perkotaan merupakan salah satu komponen prasarana yang sangat erat kaitannya dengan penataan ruang. Bencana banjir yang sering melanda sebagian besar wilayah dan kota di Indonesia disebabkan oleh kesemrawutan penataan ruang. Hampir semua daerah dipastikan mempunyai “rencana tata ruang” sebagai acuan atau arahan pengembangan wilayah. Namun, kita sering juga mendengar bahwa dokumen tersebut hanya menjadi hiasan lemari arsip dan meja belaka. Bahkan dokumen tersebut sering dilakukan review dan revisi untuk “disesuaikan” dengan dinamika pembangunan yang berubah pesat. Sistem drainase selalu kalah cepat dalam mengikuti perubahan tersebut, sehingga banjir akan tetap hadir di lingkungan kita.

Tanah dan air merupakan kekayaan yang paling berharga yang diberikan Tuhan kepada manusia di bumi. Keduanya merupakan sumber kehidupan dan kemakmuran jika dikelola dengan baik dan berdasar pada sunnatullah (hokum alam). Namun sebaliknya, jika salah urus akan menimbulkan petaka yang dapat menghancurkan kehidupan di bumi. Penjarahan hutan yang marak akhir-akhir ini merupakan contoh kecil kelalaian kita dalam mengelola alam dan dampaknya sudah kita alami bersama. Banjir dan tanah longsor terjadi di beberapa kota dan daerah dengan kerugian yang besar, bahkan di beberapa tempat disertai korban jiwa.

Permasalahan drainase dan banjir tidak dapat diselesaikan hanya oleh pemerintah, namun harus melibatkan seluruh lapisan masyarakat. Oleh karena itu, kepedulian masyarakat tentang pengelolaan sistem drainase dan pengendalian banjir harus ditingkatkan melalui pendidikan (education) sehingga laporan tugas “Rekayasa Drainase” ini perlu disusun sebagai bagian dari pendidikan kita agar kami dapat merencanakan sistem drainase yang tepat dan berlandaskan lingkungan.

B. Tujuan

Tujuan dari penyusunan laporan ini adalah sebagai review dari pengerjaan tugas “Rekayasa Drainase”.

C. Rumusan Masalah

Soal tugas rekayasa drainase:

Suatu kawasan perkotaan, seperti pada gambar denah, akan direncanakan sistem drainasenya. Dimana drainase pemukiman yang menyatu dengan sistem drainase jalan.

Untuk menunjang perencanaan sistem perencanaan drainase tersebut, maka ada beberapa data yang telah diketahui antara lain:

Data curah hujan Data topopgrafi Koefisien run off (C)

C1 = 0,65 C2 = 0,47 C3 = 0,77 C4 = 0,8

Ditanyakan:

1. Hitung curah hujan rencana dengan metode (Gambel, Hasper, Iwai, Weduwen, Log Person III).

2. Hitung intensitas curah hujan dengan metode Mononobe, dan gambar lengkung intensitas curah hujan.

3. Hitung debit rencana pada periode curah hujan (2,5,10,15) Tahun.4. Rencanakan dimensi saluran jika:

Bentuk saluran : (trapesium)5. Bangunan pelintas (gorong-gorong)

Bentuk (bulat)6. Inlet pada trotoar

Trotoar pada : …………Lebar trotoar : ………...

7. Out fall ke sungai8. Gambar potongan memanjang dan melintang, beserta bangunan-bangunan

pelengkapnya:Potongan memanjang pada jalur : ………………… skala: ………..Potongan melintang pada jalur : ………………… skala: ………..Bangunan pelengkap pada titik ; ………………… skala: ………..

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian Drainase

Drainase berasal dari bahasa Inggris “drainage” yang mempunyai arti mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air. Dalam bidang teknik sipil, drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan, rembesan, maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan/lahan, sehingga fungsi kawasan/lahan tidak terganggu. Drainase dapat juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dengan salinitas. Jadi, drainase tidak hanya menyangkut air permukaan, tapi juga air (Suripin, 2003).

Secara umum, sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurarangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Dirunut dari hulunya, bangunan sistem drainase terdiri dari saluran penerima (interceptor drain), saluran pengumpul (collector drain), saluran pembawa (conveyor drain), saluran induk (main drain), dan badan air penerima (receiving waters). Di sepanjang sistem sering dijumpai bangunan lainnya, seperti gorong-gorong, siphon, jembatan air (aquaduct), pelimpah, pintu-pintu air, bangunan terjun, kolam tando, dan stasiun pompa. Pada sistem yang lengkap, sebelum masuk ke badan air penerima, air diolah dahulu di instalasi pengolah air limbah (IPAL), khususnya untuk sistem tercampur. Hanya air yang telah memenuhi baku mutu tertentu yang dimasukkan ke badan air penerima, sehingga tidak merusak lingkungan (Suripin, 2003).

Jenis Drainase

A. Menurut Sejarah Terbentuknya1. Drainase Alamiah (Natural Drainase)

Drainase yang terbentuk secara alami dan tidak terdapat bangunan-bangunan penunjang seperti bangunan pelimpah, pasangan batu/beton, gorong-gorong dan lain-lain. Saluran ini terbentuk oleh gerusan air yang bergerak karena grafitasi yang lambat laun membentuk jalan air yang permanen seperti sungai.

2. Drainase Buatan (Arficial Drainage)Drainase yang dibuat dengan maksud dan tujuan tertentu sehingga memerlukan bangunan – bangunan khusus seperti selokan pasangan batu/beton, gorong-gorong, pipa-pipa dan sebagainya.

B. Menurut Letak Bangunan1. Drainase Permukaan Tanah (Surface Drainage)

Saluran drainase yang berada di atas permukaan tanah yang berfungsi mengalirkan air limpasan permukaan. Analisa alirannya merupakan analisa open chanel flow.

2. Drainase Bawah Permukaan Tanah (Subsurface Drainage)Saluran drainase yang bertujuan mengalirkan air limpasan permukaan melalui media dibawah permukaan tanah (pipa-pipa), dikarenakan alasan-alasan tertentu. Alasan itu antara lain Tuntutan artistik, tuntutan fungsi permukaan tanah yang tidak membolehkan adanya saluran di permukaan tanah seperti lapangan sepak bola, lapangan terbang, taman dan lain-lain.

C. Menurut Fungsi1. Single Purpose, yaitu saluran yang berfungsi mengalirkan satu jenis air buangan,

misalnya air hujan saja atau jenis air buangan yang lainnya seperti limbah domestik, air limbah industri dan lain – lain.

2. Multi Purpose, yaitu saluran yang berfungsi mengalirkan beberapa jenis air buangan baik secara bercampur maupun bergantian.

D. Menurut Konstruksi1. Saluran Terbuka. Yaitu saluran yang lebih cocok untuk drainase air hujan yang

terletak di daerah yang mempunyai luasan yang cukup, ataupun untuk drainase air non-hujan yang tidak membahayakan kesehatan/ mengganggu lingkungan.

2. Saluran Tertutup, yaitu saluran yang pada umumnya sering dipakai untuk aliran kotor (air yang mengganggu kesehatan/lingkungan) atau untuk saluran yang terletak di kota/permukiman.

ANALISIS HIDROLOGI

Analisis Frekuensi dan Probabilitas

Tujuan analisis frekuensi data hidrologi adalah berkaitan dengan besaran peristiwa-peristiwa ekstrim yang berkaitan dengan besaran peristiwa-peristiwa ekstrim yang berkaitan dengan frekuensi kejadiannya melalui penerapan distribusi kemungkinan. Data hidrologi yang dianalisis diasumsikan tidak bergantung (independent) dan terdistribusi secara acak dan bersifat stokastik (Suripin, 2003).

Analisis frekuensi buukan untuk menentukan besarnya debit aliran sungai pada suatu saat, tetapi lebih tepat untuk memperkirakan apakah debit aliran sungai tersebut akan melampaui atau menyamai suatu harga tertentu misalnya untuk 10 tahun, 20 tahun dst yang akan datang. Dalam hidrologi, analisis tersebut dipakai untuk menentukan besarnya hujan dan debit banjir rancangan (design flood) dengan kala ulang tertentu (Lily Montarcih Limantara, 2010).

Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Sebaliknya, kala ulang (return period) adalah waktu hipotetik hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui. Dalam hal ini tidak terkandung pengertian bahwa kejadian tersebut akan berulang secara teratur setiap kala ulang tersebut. Ada kemungkinan selama kurun waktu tersebut kejadiannya akan berbeda (Suripin, 2003).

Dalam statistic dikenal beberapa jenis distribusi (agihan ) frekuensi. Yang banyak dikenal dalam hidrologi antara lain : (Lily Montarcih Limantara, 2010)

1. Distribusi Gumbel2. Distribusi Normal3. Distribusi Gamma berparameeter

4. Distribusi Log Gumbel5. Distribusi Log Normal6. Distribusi Log Pearson III7. Distrbusi Hazen

a. Distribusi GumbelRumus:

x=x+yT− y nSn

σn

Dengan:

X = Nilai ekstrimx = Nilai rata – rataYT = Reduced variate, fungsi dari probabilitas

yT=−¿[¿ ( TrTr−1 )]

Yn = Reduced variate mean, rata – rata YT, merupakan fungsi dari pengamatan (Tabel Gumbel)

Sn = Reduced variate standard deviation, koreksi dari penyimpangan (fungsi dari pengamatan)

σ n = Simpangan baku (standar deviasi) = Sd

S=(∑ ( x−x )2

(n−1) )0.5

Syarat distribusi Gumbel: Koefisien kepencengan (skewness) : Cs = 1,14 Koefisien puncak (kurtosis) : Ck = 5,4

Rumus Cs dan Ck :

C s=n∑ ( x−x )3

(n−1 ) (n−2 )S3C k=

n2∑ ( x−x )4

(n−1 ) (n−2 ) (n−3 )S4

b. Distribusi Log Person III Langkah penggunaan distribusi Log Person III, yaitu sebagai berikut:

Ubah data ke dalam bentuk logaritmis, X = log X Hitung harga rata-rata

log X=∑ log Xi

n

Hitung harga simpangan baku

Sx=√(∑ ( log Xi−log X )2

(n−1) )

Hitung koefisien kemencengan

C s=n∑ ( log Xi−log X )3

(n−1 ) (n−2 )Sx3

Hitung nilai ekstrim

log Xi=log X+K×Sx

Dimana K adalah variabel standar untuk X yang besarnya tergantung koefisien kepencengan Cs. Tabel ini memperlihatkan harga K untuk berbagai nilai kepencengan Cs

(Lihat Lampiran 1)

c. Distribusi Log NormalDistribusi log normal merupakan hal khusus dari Log Person III yaitu dengan koefisien kepencengan (skewness) : Cs = 0

Analisis Intensitas Hujan

Menurut Suripin (2004: 66), intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan per satuan waktu. Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intensitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar periode ulangnya makin tinggi pula intensitasnya. Hubungan antara intensitas, lama hujan, dan frekuensi hujan biasanya dinyatakan dalam lengkung Intensitas – Durasi – Frekuensi (IDF = Idensity Duration Frequency Curve).

Diperlukan data hujan jangka pendek, misalnya 5 menit, 10 menit, 30 menit, 60 menit, dan jam-jaman untuk membentuk lengkung IDF. Data hujan jenis ini diperoleh dari pos penakar hujan otomatis. Selanjutnya, berdasarkan data hujan jangka pendek tersebut lengkung IDF dapat dibuat dengan salah satu persamaan berikut :

a. Rumus Talbot (1881)

I= at+b

Dimana : I = intensitas hujan (mm/jam)t = lamanya hujan (jam)a dan b = konstanta yang tergantung pada lamanya hujan yang terjadi di DAS

b. Rumus Sherman

I= atn

Dimana:I = intensitas hujan (mm/jam)t = lamanya hujan (jam)n = konstanta

c. Rumus Ishiguro

I= a

√t+b

Dimana:I = intensitas hujan (mm/jam)t = lamanya hujan (jam)a dan b = konstanta

d. Rumus Mononobe

I=R2424 ( 24t )

23

Dimana:I = intensitas hujan (mm/jam)t = lamanya hujan (jam)R24 = curah hujan maksimum harian (selama 24 jam) (mm)

Drainase Permukaan

1.1 Debit RencanaDebit rencana dapat dihitung berdasarkan dua pendekatan, tergantung pada data yang tersedia. Dalam analisa debit yang terjadi pada drainase biasanya digunakan Metode Rasional. Metode ini digunakan untuk menduga seberapa besarnya runoff maksimum. Metode rasional ini didasarkan pada beberapa anggapan : Intensitas hujan yang terjadi adalah seluruh dan seragam (steady and uniform). Koefisien runoff besarnya akan selalu tetap untuk semua macam tipe hujan.

Persamaan matematik Metode Rasional adalah sebagai berikut :

Q=0,00278C C s I A

Dimana:Q = debit aliran maksimumC = Koefisien runoffCs = Koefisien penampunganI = Intensitas hujanA = luas tangkapan hujan

1.2 Koefisien Pengaliran (run off)Koefisien pengaliran atau koefisien limpasan (C), adalah angka reduksi dari intensitas hujan yang besarnya disesuaikan dengan kondisi permukaan, kemiringan atau kelandaian, jenis tanah, dan durasi hujanDapat dihitung dengan:

C=C1 A1+C2 A2+C3 A3+… ..+Cn An

A1+A2+… ..+AnDimana:C = koefisien pengaliran rata – rataCi = koefisien pengaliran pada masing-masing daerahA = luas daerah pengaliran

1.3 Koefisien Penampungan

C s=2 tc2 tc+t d

Dimana:Cs = koefisien penampungantc = waktu konsentrasitd = waktu pengaliran dari titik pemasukan ke titik akhir yang ditinjau

A.Perancangan Bangunan

Bangunan – bangunan tersebut yaitu sebagai berikut:

a. Inlet tegakb. Inlet datarc. Grilld. Manholee. Gorong – gorongf. Jembatang. Bangunan terjunh. Ground Silli. Pintu air

B.Perancangan Saluran

Untuk merencanakan dimensi penampang pada saluran drainase digunakan pendekatan rumus – rumus aliran seragam.

V=1n×R

23 ×S

12

Q= AV

Dimana:

V = kecepatan aliran (m/detik)

N = angka kekasaran saluran

R = jari – jari hidrolis saluran (m)

S = kemiringan dasar saluran

Q = debit saluran (m3/det)

A = luas penampang basah salran (m2)

a. Penampangan saluran Trapesium

V=1n×R

23 ×S

12

Q= AV

Angka kekasaran ditentukan berdasarkan jenis bahan yang dipergunakan

Kemiringan dasar seluruh (S) ditentukan berdasarkan data topografi Luas penampang (A) = (b + mh) h Keliling basah (P) = b + 2hV1 + m2

Jari – jari hidrolis (R) = A/P Tinggi air (H) = dapat dicari Lebar dasar saluran = 1.5 h Tinggi jagaan = 25% h

Tinggi saluran (H) = h + tinggi jagaan