rianti dwi putri

EVALUASI SISTEM DRAINASE DAERAH MUARA BOEZEM

UTARA MOROKREMBANGAN SURABAYA

Rianti Dwi Putri, Dwi Priyantoro, Linda Prasetyorini, Heri Suprijanto

Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Jalan MT. Haryono 167, Malang 65145, Indonesia

E-mail: [email protected]

ABSTRAK

Boezem Morokrembangan Surabaya memiliki luas total ± 78,96 ha terbagi menjadi dua bagian yaitu

bagian utara dengan luas ± 41,58 ha dan bagian selatan dengan luas ± 39,13 ha. Di hilir boezem utara

terdapat pintu klep, pintu sorong dan pompa yang mengatur keluarnya debit dari Boezem menuju ke laut.

Pada studi ini akan dianalisa kapasitas saluran drainase pesapen terhadap debit banjir rancangan Q10

tahun, analisa fenomena pasang dan surut muka air laut terhadap sistem operasi boezem Morokrembangan

dan efektifitas sistem operasi boezem terhadap debit banjir rancangan.

Dari hasil analisis dengan kala ulang 10 tahun didapatkan debit banjir rancangan adalah Qrencana =

3,2896 m3/detik dan Qeksisting = 2,998 m

3/detik sehingga saluran drainase eksisting tidak mampu mengalirkan

debit banjir (Qeksisting < Qrencana), debit banjir rancangan total sebesar 30,339 m3/detik. Debit inflow total yang

menuju Boezem Utara Morokrembangan sebesar 37,998 m3/detik. Pengaruh muka air pasang surut di hilir

Boezem menyebabkan fluktuasi muka air di dalam Boezem. Fluktuasi tersebut mengikuti kemampuan debit

yang dikeluarkan oleh 6 pintu klep dan 2 pintu sorong yang tersedia. Volume tampungan Boezem

Morokrembangan = 0,485 x 106 m

3. Berdasarkan hasil perhitungan pada boezem dengan kondisi muka air

maksimum adalah +0,4 dan muka air minimum adalah -0,2, kebutuhan tampungan untuk pasang surut tinggi

= 1,06 x 106 m

3 dan untuk pasang surut rendah = 0,712 x 10

6 m

3, maka dibutuhkan pompa untuk

mengeluarkan sebagian dari volume tampungan tersebut. Pada boezem terdapat 5 pompa banjir dengan

kapasitas setiap pompa = 1,5 m3/dt, jika 5 pompa beropersi dalam sehari maka dapat mengeluarkan debit =

648000 m3/hari. Berdasarkan analisa dapat dikatakan Boezem Morokrembangan aman terhadap bahaya

melimpahnya pada tanggul Boezem Morokrembangan Utara.

Kata Kunci: Banjir, kapasitas eksisting, drainase, pasang surut, efektifitas boezem

ABSTRAK

Morokrembangan Boezem in Surabaya have a total area about ± 78,96 ha is divided into 2 areas, the

north area is ± 41,58 ha and the south is ± 39,13 ha. There are sluice gate, valve gate and pump which is

controlling the flow from Boezem into the sea in the downstream of the north area.

In this study the capasity analysis of pesapen drainage system in design flood Q10, the analysis of

tide level toward the operation system, and the analysis of operation system toward design flood.

By doing the analysis in 10 years return period, gained design flood is about 3,2896 m3/second and

existing flow is 2,998 m3/second. In this case, the overflow can not come out from the existing drainage

channel, a total design flood is 30,339 m3/second. A total inflow to the north Morokrembangan is 37,998

m3/second. The effect of tide level in the downstream of boezem caused the fluctuation of water level in

boezem area. The fluctuation depends on the capability of the outflow which run out from 6 valve gates and 2

sluice gates. The volume capacity of Morokrembangan Boezem is 0,485 x 106 m

3. Based on the analysis,

maximum water level in boezem is +0,4 and the minimum water level is -0,2, the needed capasity in high tide

level is 1,06 x 106 m

3 and for the low tide level is 0,712 x 10

6 m

3. This is caused the need for a pump to

reduce a several flow from capacity. There are 5 pump which each capacity is 1,5 m3/second that can reduce

the flow about 648000 m3/day. Based on the analysis, Morokrembangan Boezem is safe from the overflow

problem in the embankment of north Boezem.

Keywords: Flood, eksisting capacity, drainage, tide level, efectivity of boezam

1. PENDAHULUAN

Surabaya adalah ibukota provinsi

Jawa Timur dan merupakan kota terbesar

kedua di Indonesia setelah kota Jakarta

yang juga merupakan kota industri dan

perdagangan yang penting. Seiring

dengan peningkatan di sektor ekonomi

dan pertumbuhan penduduk dibutuhkan

juga pembangunan fisik seperti jalan,

jembatan, perumahan, sistem

pembuangan air dan fasilitas lainnya.

Bila pembangunan tersebut tidak

berwawasan lingkungan maka akan

menyebabkan ketidakseimbangan pada

lingkungan, kemacetan lalu lintas, dan

menyebabkan adanya daerah genangan

air yang mengganggu.

Bila dilihat dari letak kota Surabaya

yang berada di dekat laut, maka dapat

dikatakan bahwa Surabaya terletak di

dataran rendah dengan ketinggian

mendekati +0 m, SHVP (Surabaya

Haven Vloed Peil). Ketinggian tersebut

sejajar dengan permukaan air laut,

bahkan ada beberapa daerah di Surabaya

yang ketinggiannya di bawah air laut.

Kondisi ini menyebabkan pembuangan

air drainasi sulit, sehingga apabila terjadi

air laut pasang dan disaat yang

bersamaan terjadi hujan lebat dalam

waktu lama akan mengakibatkan

terjadinya banjir.

Boezem Morokrembangan yang

berada di pinggiran bagian utara kota

Surabaya memiliki luas total ± 78,96 ha

terbagi menjadi dua bagian, yaitu bagian

utara dengan luas sekitar ± 41,58 ha dan

bagian selatan dengan luas sekitar ±

39,13 ha. Boezem Morokrembangan

merupakan boezem terluas di Surabaya

dengan tangkapan aliran (catchment

area) hampir mencapai 25% dari luas

total Kota Surabaya. Kedalaman rata-

rata boezem adalah 3 m. Dua bagian

tersebut dihubungkan dengan saluran

yang berada di bawah jalan raya

Surabaya-Gresik. Di sebelah hilir

boezem utara terdapat enam buah pintu

hidrolis otomatis yang mengatur

pembuangan air dari boezem ke laut.

Apabila air laut surut, pintu akan

membuka secara otomatis dan

permukaan air di boezem akan turun

karena air dari boezem mengalir ke laut.

Pada prinsipnya pintu ini bekerja apabila

muka air boezem lebih tinggi dari muka

air laut.

Adanya perubahan tata guna lahan

yang tidak sesuai dengan sistem

penataan kota meyebabkan

meningkatnya limpasan. Hal tersebut

menyebabkan air yang masuk ke boezem

menjadi bertambah. Disamping

bertambahnya air yang masuk ke

boezem, terdapat pula sampah-sampah

dan bahan padat lainnya yang ikut

masuk ke boezem. Keadaan tersebut

mengakibatkan terjadinya pendangkalan

pada boezem terutama pada boezem

Selatan. Hal ini menyebabkan kapasitas

tampungan efektif dari boezem akan

berkurang. Tampungan efektif dari

boezem Morokrembangan ditentukan

berdasarkan rencana pada masa

pembangunan dari pengolahan data

curah hujan dan debit rencana pada masa

itu.

Berdasarkan keadaan di atas perlu

diadakan suatu evaluasi untuk daerah

boezem utara Morokrembangan, apakah

kapasitas boezem saat ini masih mampu

menampung debit banjir yang masuk ke

boezem utara Morokrembangan dan

bagaimana pengaruh pasang surut

terhadap pembuangan.

2. BAHAN DAN METODE

BAHAN

a. Analisa Hidrologi

Curah hujan rancangan adalah

curah hujan terbesar yang mungkin

terjadi dalam suatu daerah tertentu pada

periode ulang tertentu yang dipakai

sebagai dasar perhitungan perencanaan

dimensi suatu bangunan. Metode yang

digunakan adalah Metode Log Pearson

III karena dapat dipakai untuk semua

macam sebaran data, oleh karena itu

metode ini sering dipakai dalam

menentukan curah hujan rancangan.

Tahapan untuk perhitungan curah

hujan rancangan dengan menggunakan

metode Log Pearson III adalah sebagai

berikut: (Soemarto,1987:243)

1. Mengubah data hujan sebanyak n

buah menjadi dalam bentuk

logaritma.

2. Menghitung harga rata-rata logaritma

dengan menggunakan rumus:

n

i n

LogXiX

1

log

3. Menghitung simpangan baku dengan

rumus:

1

loglog1

2

n

XXi

S

n

i

4. Menghitung korfisien kemiringan (Cs)

dengan menggunakan rumus sebagai

berikut:

3

1

3

21

loglog

Snn

XXi

nCs

n

i

5. Menghitung logaritma curah hujan

rancangan dengan kala ualang tertentu

SGXX T .loglog Harga G diperoleh berdasarkan harga

Cs dan tingkat probabilitasnya.

6. Dan tahapan yang terakhir adalah

menghitung curah hujan rancangan

dengan periode ulang tertentu dengan

mengambil harga antilog XT.

Dengan :

XT = curah hujan rancangan

dengan kala ulang T tahun

logX = rata-rata logaritma dari

curah hujan

Xi = curah hujan tahun ke-i

n = banyaknya tahun

pengamatan

S = simpangan baku

Cs = koefisien kemiringan

G = koefisien frekuensi

b. Debit Banjir Rancangan

Debit banjir rancangan (Qr)

adalah debit air hujan (Qah) ditambah

dengan debit air kotor (Qak). Dimana

debit banjir rancangan akan digunakan

untuk menghitung kapasitas saluran

drainase. Dihitung dengan persamaan:

Qr = Qah + Qak

Dengan :

Qr = debit banjir rancangan (m3/dt)

Qah = debit air hujan (m3/dt)

Qak = debit air kotor (m3/dt)

c. Debit Air Hujan

Metode yang digunakan untuk

menghitung debit air hujan pada saluran

adalah Metode Rasional. Metode

rasional banyak digunakan untuk

memperkirakan debit puncak yang

ditimbulkan oleh hujan deras pada

daerah tangkapan (DAS) kecil. Metode

rasional didasarkan pada persamaan

berikut : (Triatmodjo, 2010:144)

Q = 0,278.C. I.A

Dengan :

Q = debit puncak yang ditimbulkan

oleh hujan dengan intensitas,

durasi dan frekuensi tertentu

(m3/dt)

I = intensitas hujan (mm/jam)

A = luas daerah tangkapan (km2)

C = koefisien pengaliran

0,278 = faktor konversi

d. Debit Air Kotor

Debit air kotor adalah debit yang

berasal dari air buangan hasil aktifitas

penduduk yang berasal dari lingkungan

rumah tinggal, bangunan umum dan

instalasi, bangunan komersial dan lain

sebagainya. Besarnya dipengaruhi oleh

banyaknya jumlah penduduk dan

kebutuhan air rata-rata penduduk.

Adapun besarnya kebutuhan air

penduduk rata-rata adalah 150

liter/orang/hari. Sedangkan debit air

kotor yang harus dibuang di dalam

saluran adalah 70% dari kebutuhan air

bersih (Suhardjono, 1984:39).

Qak = A

Pnxq

Dengan :

Qak = debit air kotor (ltr/dtk/km2)

q = jumlah air buangan

(ltr/dtk/orang)

Pn = jumlah penduduk (jiwa)

A = luas daerah (km2)

e. Kapasitas Tampungan

Penentuan kapasitas tampungan

didasarkan atas tampungan terbesar yang

terjadi setiap hari. Tampungan

merupakan selisih antara jumlah air yang

masuk dan yang keluar ditambah dengan

evaporasi yang terjadi.

Untuk menentukan kapasitas

tampungan boezem yang dapat

mengatasi debit banjir maksimum, maka

harus menganalisa tampungan yang

terjadi setiap jam dengan menggunakan

metode penelusuran banjir melalui

tampungan. Rumus yang digunakan

adalah sebagai berikut (Soemarto

1987:188):

t

QSt

QSt

II

222

2

2

1

1

21

Dengan :

S1,S2 = volume tampungan (storage)

pada boezem (m3)

I1,I2 = debit yang masuk (inflow) ke

boezem (m3/dt)

Q1,Q2= debit yang keluar (outflow) dari

pintu boezem (m3/dt)

Δt = periode penelusuran, 1 jam

(detik)

METODE

a. Pengumpulan Data

Setelah mengetahui kondisi daerah

studi, kemudian dilakukan pengumpulan

data penunjang. Data-data yang

diperlukan tersebut adalah sebagai

berikut :

1. Peta lokasi studi untuk mengetahui

lokasi studi perencanaan.

2. Peta topografi.

3. Peta tata guna lahan.

4. Skema jalan dan jaringan saluran

drainase.

5. Data curah hujan guna keperluan

hidrologi. Data curah hujan diambil

dari stasiun penakar hujan. Yaitu

stasiun hujan BMKG Perak I. Data

hujan yang diperlukan dari tahun

2002-2012.

6. Data Pasang Surut.

7. Data penduduk untuk

memproyeksikan jumlah penduduk

dan menghitung kebutuhan air.

8. Data saluran drainase eksisting untuk

evaluasi saluran dalam

kemampuannya menampung debit

rancangan yang ada.

b. Tahapan Penyelesaian Studi

1. Melakukan studi pustaka mengenai

teori yang akan dipakai

2. Mengumpulkan data - data yang

diperlukan untuk kepentingan

perhitungan

3. Analisa hidrologi

- Menghitung curah hujan

rancangan dengan metode Log

Pearson tipe III dengan kala

ulang 10 tahun.

- Menguji kesesuaian distribusi

hujan dengan uji Smirnov-

Kolmogorov dan uji Chi Square

untuk mengetahui kebenaran

hipotesa apakah data tersebut

benar sesuai teoritis, hipotesa

tersebut dapat digunakan atau

tidak untuk perhitungan

selanjutnya.

4. Perhitungan limpasan permukaan:

- Menghitung rasional modifikasi

untuk memperkirakan debit

puncak yang ditimbulkan oleh

hujan deras pada DAS.

- Menghitung intensias hujan.

- Menentukan koefisien pengaliran

(C) dari peta tata guna lahan

wilayah studi.

- Menghitung waktu konsentrasi.

- Menghitung proyeksi

pertumbuhan penduduk.

- Menghitung debit air kotor.

- Menghitung pasang surut.

5. Kapasitas boezem Morokrembangan

- Melakukan analisa kapasitas

tampungan boezem

- Menghitung debit keluaran

melalui pintu

- Dari hasil analisa Qa terhadap Qr

dapat diketahui apakah saluran

drainase memenuhi atau tidak

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

a. Perhitungan Curah Hujan Daerah

Besarnya curah hujan maksimum

rata-rata daerah diperoleh dengan

menggunakan data-data dari stasiun

penakar hujan harian, yaitu: Stasiun

Perak I periode pengamatan data curah

hujan yang digunakan selama 11

(sebelas) tahun dari tahun 2002 s/d

2012.

Dalam studi ini lokasi stasiun hujan

berada dalam 1 (satu) catchment area

dengan lokasi studi. Perhitungan debit

mengunakan catchment area 2,98 km².

b. Analisa Hidrologi

Analisa hidrologi digunakan untuk

memperoleh besaran intensitas hujan

yang kemudian diolah menjadi debit

maksimum yang kemungkinan dapat

terjadi di lapangan. Data hujan

maksimum tahunan berdasarkan

pencatatan BMKG Perak.

Tabel 1. Hujan Rancagan Metode Log

Pearson III

X rancangan

(mm)

5 1,0526 -1,5791 -0,2069 61,5726

20 1,25 -2,0331 -0,2664 53,6911

50 2 -0,0400 -0,0052 97,9597

80 5 0,8326 0,1091 127,4624

90 10 1,310247 0,1717 147,2206

Tr G G . SiPercent

Sumber: Hasil Perhitungan

c. Perhitungan Debit Air Hujan

dengan Metode Rasional

Untuk menghitung debit

rancangan air hujan pada saluran

drainase digunakan rumus rasional

karena rumus ini dapat digunakan untuk

perencanaan saluran drainase dengan

catchment area yang tidak terlalu luas.

Berikut ini adalah gambar pembagian

area tata guna lahan yang ada.

Gambar 1. Peta Tata Guna Lahan

Langkah-langkah perhitungan untuk titik

P.2 dengan kala ulang 10 tahun adalah:

1. Waktu konsentrasi (tc)

77.0

60

0195,0

S

Lxtc

=

77.0

00128,0

1,662

60

0195,0

x

= 0,63 jam

2. Menghitung intensitas hujan (I)

It = t

Rt

= 3

2206,147

= 49,07 mm/jam

3. Menghitung koefisien pengaliran rata-

rata (Cm)

Di daerah kajian terdapat berbagai

macam peruntukan tanah maka koefisien

pengaliran yang digunakan adalah

koefisien ekivalen dari berbagai

peruntukan tanah. Adapun koefisien

pengaliran diambil nilai presentasenya.

P.2 penggunaan tata guna lahan adalah:

Pemukiman = 0,4560 km2

Daerah Hijau = 0,0128 km2

Jalan Aspal dan paving = 0,0767 km2

Pergudangan dan Jasa = 0,0655 km2

Cm =

n

i

i

n

i

ii

A

CA1

.

0655,00767,00128,0 0,4560

0655,0.4,00767,09,00128,03,0 0,4560.90,0

= 0,83

4. Menghitung curah hujan rancangan

metode rasional

Q = 0,278.C. I. A

= 0,278 . 0,83. 49,07. 0,611

= 6,951 m3/detik

Untuk perhitungan saluran lainnya

disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Perhitungan Debit Air Hujan Kala Ulang 10 Tahun

Panjang Panjang Koefisien Pengaliran Waktu Debit Qah

Saluran Saluran Pengaliran Gabungan Konsentrasi Air Hujan Komulatif

(L) (L) (s) (A) (A) ( c ) (Cw) (Tc) ( I ) (Q) (Q)

(m) (km) (km ²) (km ²) (jam) (mm/jam) (m3/dt) (m3/dt)

0,00128 0,2389 Pemukiman 0,90

0,00128 0,0003 Daerah Hijau 0,30

0,00128 0,0273 Jalan Aspal 0,90

0,00128 0,0000 Pergudangan dan Jasa 0,40

0,00128 0,4560 Pemukiman 0,90

0,00128 0,0128 Daerah Hijau 0,30

0,00128 0,0767 Jalan Aspal 0,90


0,00128 0,4455 Pemukiman 0,90

0,00128 0,0000 Daerah Hijau 0,30

0,00128 0,0373 Jalan Aspal 0,90


0,00128 0,6641 Pemukiman 0,90

0,00128 0,4988 Daerah Hijau 0,30

0,00128 0,1501 Jalan Aspal 0,90


0,00128 0,0413 Pemukiman 0,90

0,00128 0,0000 Daerah Hijau 0,30

0,00128 0,0048 Jalan Aspal 0,90


13,473

5,928

6,951

3,270

0,63

0,78

0,96

49,07

0,89 49,07 3,270

Intensitas

0,90

Menuju

Slope Luas

Tata Guna Lahan

Luas Total

Ruas

I P.1 1042,3 1,042 0,267

II P.2 662,1 0,6621 0,611 0,83

5,928III P.3 873,9 0,874 0,483 0,90

0,046 0,14 49,07 0,566

IV P.4 1155 1,155 1,576 0,63

0,90V P.5 93 0,093 30,188

49,07 13,473

6,951

49,07

Sumber: Hasil Perhitungan\

d. Estimasi Air Buangan Penduduk

Pada perhitungan debit air buangan

penduduk jumlah penduduk yang

digunakan adalah jumlah penduduk yang

tercantum pada dokumen Surabaya

Dalam Angka 2012 yang berjumlah

124.005 jiwa. Dikarenakan hasil

proyeksi pertumbuhan penduduk

kecamatan Krembangan dengan metode

exponential, geometri dan aritmatika

tidak mungkin diterapkan dikarenakan

prosentase pertumbuhan penduduk

adalah -0,73% hal ini menyebabkan hasil

proyeksi pada setiap metode menjadi

berkurang setiap tahun.

Dengan beberapa pertimbangan

bahwa lokasi studi merupakan daerah

yang banyak meyerap ternaga kerja

maupun jasa yang cukup banyak, secara

tidak langsung kondisi ini

mempengaruhi laju perpindahan

penduduk baik harian, bulanan, tahunan

yang tidak dilaporkan pada dinas terkait.

Dari masalah ini dapat saya asumsikan

bahwa data jumlah penduduk minimal

yang digunakan dalam menentukan

jumlah debit air kotor adalah data

pencatatan penduduk terakhir yang

digunakan oleh BPS. Berikut ini adalah

tabel estimasi air buangan penduduk.

Tabel 3. Estimasi Air Buangan Penduduk

Penduduk Keb.Air A Pemukiman QperKm Qair Kotor Qak Komulatif

jiwa lt/hari/jiwa lt/hari/jiwa lt/dt/jiwa Km2

m3/dt/km

2m

3/dt m

3/dt

I P.1 124005 150 105 0,00122 0,2389 0,0816477 0,0195 0,01950

II P.2 124005 150 105 0,00122 0,4560 0,0816477 0,0372 0,05673

III P.3 124005 150 105 0,00122 0,4455 0,0816477 0,0364 0,09311

IV P.4 124005 150 105 0,00122 0,6641 0,0816477 0,0542 0,14733

V P.5 124005 150 105 0,00122 0,0413 0,0816477 0,0034 0,15070

Air buanganRuas Menuju

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4. Perhitungan Debit Banjir Rancangan Kala Ulang 10 Tahun

Qah Qak Q Total Q akumulatif

m3/dt m

3/dt m

3/dt m

3/dt

I P.1 3,2701 0,0195 3,2896 3,2896

II P.2 6,9507 0,0372 6,9879 6,9879

III P.3 5,9278 0,0364 5,9642 9,2538

IV P.4 13,4734 0,0542 13,5276 13,5276

V P.5 0,5661 0,0034 0,5695 30,3388

Ruas Menuju

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 5. Analisis Kapasitas Saluran Eksisting Terhadap Debit Rancangan

Keterangan

Qsal dapat

(m) (m) (m2) (m) (m) (m/s) m3/dt m

3/dt Menampung Qr10

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11]

I P.1 3,90 1,50 0,025 0,00286 5,850 6,900 0,848 0,513 2,998 3,290 Tidak Mampu

II P.2 4,80 2,20 0,025 0,01920 10,560 9,200 1,148 2,434 25,704 6,988 Cukup

III P.3 4,20 1,80 0,025 0,00286 7,560 7,800 0,969 0,670 5,064 9,254 Tidak Mampu

IV P.4 2,50 0,90 0,025 0,00286 2,250 4,300 0,523 0,195 0,439 13,528 Tidak Mampu

V P.5 5,20 1,80 0,025 0,01920 9,360 8,800 1,064 2,090 19,564 30,339 Tidak MampuSumber : Hasil Perhitungan

1. Data 4. Data 7. (5) / (6) 10. Data

2. Data 5. (1) x (2) 8. 1/(3) x (7)^2/3 x (4)^0,5 11. Q < Q10 (tidak mampu)

3. Data 6. (1) + 2.(2) 9. (5) x (8)

(Qr10)B h (Q)(n) (s)

Ruas Patok

(P)(A) (V)( R )

e. Analisa Kemampuan Boezem

Terhadapa Banjir

Analisa kemampuan boezem

diidentifikasikan dengan menggunakan

analisa penelusuran banjir pada Boezem

Morokrembangan.

Analisa menggunakan data input inflow

yang berasal dari saluran Pesapen dan

Boezem Selatan Morokrembangan.

Pada Boezem Selatan

Morokrembangan terdapat rumah

pompa Greges Gadukan. Pada rumah

pompa tersebut terdapat 5 unit pompa

banjir dengan kapasitas setiap pompa

adalah 1,5 m3/dt. Maka debit yang

masuk dari Boezem Selatan adalah 7,5

m3/dt (5 x 1,5 m

3/dt). Jadi Inflow

menuju Boezem Utara dapat dilihat

pada tabel berikut :

Tabel 6. Inflow Menuju Boezem Utara

Morokrembangan

Debit

m3/dt

Saluran Pesapen 30,3388

Boezem Selatan 7,5

Air Kotor 0,1507

Inflow

37,9895 Sumber: Hasil Perhitungan

f. Analisa Pasang Surut

Analisa pasang surut dilakukan

dalam hubungan dengan penentuan nilai

pasang surut rencana. Nilai pasang surut

rencana diambil dari hasil peramalan

fluktuasi muka air laut yang terjadi

Surabaya (Pelabuhan). Pasang surut di

lokasi ini cenderung bersifat campuran

condong ke harian ganda (mixed tide

prevailing semidiurnal) dengan dua kali

pasang dan dua kali surut dalam satu hari

dengan ketinggian yang berbeda.

Gambar 2. Kurva Pasang Surut

Gambar 2. menunjukkan contoh

hasil pencatatan muka air laut sebagai

fungsi waktu (kurva pasang surut).

Tinggi pasang surut adalah jarak

vertikal antara air tertinggi (puncak air

pasang) dan air terendah (lembah air

surut) yang berturutan. Periode pasang

surut ada lah waktu yang diperlukan

dari posisi muka air rerata ke posisi

yang sama berikutnya.

1. Tipe Pasang Surut

Selain dengan melihat data pasang

surut yang diplot dalam bentuk grafik,

tipe pasang surut dapat juga ditentukan

dengan rumus Formzahl. Untuk

perhitungannya dapat dilihat di bawah

ini:

22

11

SM

KOF

57,30136,77

86,11319,220

F

93,378

044,334F

F = 0,8815

Jadi, tipe pasang surutnya adalah pasang

surut campuran condong ke harian ganda

(mixed tide prevailing semidiurnal).

Tabel 7. Unsur Pasang Surut

Perioda Hi Amplitudo

(jam) (m) (derajat)

Semidiurnal

1 Utama Bulan M2 12,4206 0,5066 77,36

2 Utama Matahari S2 12,0000 0,2190 301,57

Diurnal

3 Matahari-bulan K1 23,9346 0,5612 113,86

4 Utama Bulan O1 25,8194 0,2460 220,19

Perairan Dangkal

5 Utama Bulan M4 6,2103 0,0020 45,75

6 Matahari-bulan MS4 6,1033 0,0032 37,49

Nama Komponen SimbolNo

Sumber: Dishidros, Desember 2013

Tabel 8. Elevasi Muka Air Acuan

Pengamatan Peramalan

(m) (m)

2,800 2,836

2,228 2,424

1,857 2,104

1,501 1,498

1,364 0,886

0,907 0,540

0,200 0,000

Highest Measured Tide

Mean Higher High Water (MHHW)

Mean High Water (MHW)

Mean Sea Level (MSL)

Mean Low Water (MLW)

Mean Lower Low Water (MLLW)

Lowest Measured Tide Sumber: Dishidros, Desember 2013

2. Kebutuhan Kapasitas Tampungan

a. Pasang Surut Tinggi (spring tide)

Penentuan volume total air drainasi

untuk pasang surut siklus satu hari

Diketahui :

M.A max = + 0,4 m

M.A min = - 0,2 m

Q = 37,99 m3/dt

T = 24,5 jam

V = Q * T

= 3350718 m3

Penentuan periode waktu

pembuangan/drain T1 dan T2

Dari gambar didapatkan :

S1 = 7 jam 25,5 menit

T1 = 3 jam 49,5 menit

S2 = 3 jam 45 menit


Setiap periode waktu T dibagi

menjadi interval waktu Δt yang

lebih kecil

Δt1 = 1967 detik

Δt2 = 1890 detik

Ukur Δh dan h di tengah-tengah

setiap interval waktu Δt.

Kemudian dicek, apakah kondisi

aliran sama untuk seluruh periode

waktu drainasi

H = Δhn + hn

hn > (2/3) H → aliran sub kritis

→ µ/m = 1,2

hn < (2/3) H → aliran kritis

→ µ/m = 0,9

Tabel 9. Periode Pembuangan T1 (Pasang Surut Tinggi)

h.(2*g*Δhn)^0,5 µ atau m Δt

[1] [2] [3]

1 0,065 2,865 3,235 1,2 1967 7636,888

2 0,190 2,890 5,580 1,2 1967 13170,727

3 0,215 2,915 5,987 1,2 1967 14131,651

4 0,240 2,940 6,380 1,2 1967 15058,720

5 0,215 2,965 6,090 1,2 1967 14374,046

6 0,190 2,990 5,773 1,2 1967 13626,462

7 0,065 3,015 3,405 1,2 1967 8036,725

Sumber: Hasil Perhitungan Σ1 86035,218

No Δhn hn qn = (1) * (2) * (3)

Tabel 10. Periode Pembuangan T2 (Pasang Surut Tinggi)


[1] [2] [3]

1 0,131 3,381 5,420 1,2 1890 12293,438

2 0,349 3,349 8,763 1,2 1890 19875,608

3 0,618 3,325 11,578 1,2 1890 26259,015

4 0,886 3,296 13,742 1,2 1890 31167,116

5 1,054 3,267 14,857 1,2 1890 33694,731

6 1,223 3,238 15,861 1,2 1890 35973,494

7 1,291 3,209 16,150 1,2 1890 36629,028

8 1,359 3,180 16,420 1,2 1890 37241,692

9 1,377 3,151 16,378 1,2 1890 37145,647

10 1,396 3,122 16,339 1,2 1890 37056,821

11 1,264 3,093 15,403 1,2 1890 34933,814

12 1,132 3,064 14,440 1,2 1890 32749,489

13 0,950 3,036 13,107 1,2 1890 29727,345

14 0,769 3,000 11,653 1,2 1890 26428,772

15 0,537 2,978 9,666 1,2 1890 21923,222

16 0,306 2,949 7,226 1,2 1890 16388,079

17 0,124 2,920 4,555 1,2 1890 10329,665


No Δhn hn qn = (1) * (2) * (3)

Perhitungan lebar pintu

(S1 + S2) * b = V

(86035,218 + 479816,975) * b

= 3350718

b = 28,21 m ~ 28 m

Maka dipilih 6 pintu dengan lebar

4,5 m.

Perhitungan kebutuhan kapasitas

tampungan

Pada periode S1 dan S2 air akan

tertampung, karena tidak

memungkinkan terjadi pembuangan.

Volume tampungan minimum yang

dibutuhkan :

Total aliran = 3350718 m3/hr

= 139613,25 m3/jam

Volume tampungan minimum =

3 jam 45 menit x 139613,25 =

523549,69 m3

Cek perhitungan

Perhitungan permulaan waktu

pengecekan dimulai pada periode

S1:

Tabel 11. Kontrol Perhitungan Total Aliran (Pasang Surut Tinggi)

Aliran Masuk Tampungan Aliran Keluar Tampungan Kebutuhan Tampungan

106

m3

106

m3

106

m3

S1 * (Q/jam)

7,575 * 0,140=

1,06

T1 * (Q/jam) Σ1 * b 1,06 + 0,53 - 2,43 =

3,825 * 0,140 = 0,086 * 27,63 = -0,84

0,53 2,43

S2 * (Q/jam)

3,75 * 0,140 =

0,52

T2 * (Q/jam) Σ2 * b 0,52 + 1,25 - 0,92 =

8,925 * 0,140 = 0,033 * 27,63 = 0,85

1,25 0,92

Total Aliran Masuk Total Aliran Keluar

3,36 3,35

- 1,06

T1

S1

Periode

T2

Perimbangan

0,52-S2


2. Pasang Surut Rendah (neap tide)

Penentuan volume total air drainasi

untuk pasang surut siklus satu hari

Diketahui :

Q = 37,99 m3/dt

T = 24,5 jam

V = Q * T

= 3350718 m3

Penentuan periode waktu

pembuangan/drain T1

Dari Gambar 4.5 didapatkan :

S1 = 5 jam 6 menit


Setiap periode waktu T dibagi

menjadi interval waktu Δt yang

lebih kecil

Δt1 = 1841 detik

Ukur Δh dan h di tengah-tengah

setiap interval waktu Δt.

Kemudian dicek, apakah kondisi

aliran sama untuk seluruh periode

waktu drainasi

H = Δhn + hn

hn > (2/3) H → aliran sub kritis

→ µ/m = 1,2

hn < (2/3) H → aliran kritis

→ µ/m = 0,9

Tabel 12. Periode Pembuangan T1 (Pasang Surut Rendah)


[1] [2] [3]

1 0,088 3,388 4,452 1,2 1841 9834,885

2 0,136 3,375 5,513 1,2 1841 12179,453

3 0,161 3,361 5,974 1,2 1841 13196,720

4 0,195 3,348 6,549 1,2 1841 14467,293

5 0,235 3,345 7,183 1,2 1841 15867,722

6 0,271 3,321 7,658 1,2 1841 16917,573

7 0,308 3,308 8,132 1,2 1841 17964,924

8 0,351 3,295 8,647 1,2 1841 19102,645

9 0,382 3,281 8,982 1,2 1841 19843,691

10 0,383 3,268 8,958 1,2 1841 19790,919

11 0,355 3,255 8,590 1,2 1841 18977,968

12 0,300 3,242 7,865 1,2 1841 17376,335

13 0,228 3,228 6,827 1,2 1841 15082,922

14 0,156 3,215 5,625 1,2 1841 12425,899

15 0,102 3,201 4,528 1,2 1841 10003,922

16 0,080 3,188 3,994 1,2 1841 8823,641

17 0,075 3,175 3,851 1,2 1841 8508,615

18 0,068 3,162 3,652 1,2 1841 8068,650

19 0,049 3,149 3,088 1,2 1841 6821,113

20 0,018 3,135 1,863 1,2 1841 4115,839

21 0,022 3,122 2,051 1,2 1841 4531,362

22 0,103 3,109 4,420 1,2 1841 9763,912

23 0,196 3,095 6,069 1,2 1841 13408,285

24 0,234 3,082 6,604 1,2 1841 14588,986

25 0,269 3,068 7,048 1,2 1841 15570,983

26 0,353 3,056 8,042 1,2 1841 17767,456

27 0,442 3,042 8,958 1,2 1841 19790,414

28 0,485 3,029 9,344 1,2 1841 20642,138

29 0,516 3,016 9,596 1,2 1841 21200,237

30 0,564 3,000 9,980 1,2 1841 22046,789

31 0,589 2,989 10,161 1,2 1841 22447,506

32 0,541 2,976 9,696 1,2 1841 21419,834

33 0,463 2,963 8,930 1,2 1841 19729,073

34 0,401 2,949 8,272 1,2 1841 18273,911

35 0,336 2,936 7,538 1,2 1841 16653,680

36 0,239 2,923 6,330 1,2 1841 13983,385

37 0,110 2,910 4,275 1,2 1841 9444,389


No Δhn hn qn = (1) * (2) * (3)

Perhitungan lebar pintu

S1 * b = V

550633,068 * b = 3350718

b = 6,09 m ~ 6 m

Maka dipilih 2 pintu dengan lebar

3 m.

Perhitungan kebutuhan kapasitas

tampungan

Pada periode S1 air akan

tertampung, karena tidak

memungkinkan terjadi pembuangan.

Volume tampungan minimum yang

dibutuhkan :

Total aliran = 3350718 m3/hr

= 139613,25 m3/jam

Volume tampungan minimum =

5 jam 6 menit x 139613,25

= 712027,58 m3

Cek perhitungan

Perhitungan permulaan waktu

pengecekan dimulai pada periode

S1:

Tabel 13. Kontrol Perhitungan Total Aliran (Pasang Surut Rendah)

Aliran Masuk Tampungan Aliran Keluar Tampungan Kebutuhan Tampungan

106

m3

106

m3

106

m3

S1 * (Q/jam)

5,100 * 0,140 =

0,712

T1 * (Q/jam) Σ1 * b 0,712 + 2,642 - 3,351 =

18,925 * 0,140 = 0,551 * 6,09 = 0,003

2,642 3,351

Total Aliran Masuk Total Aliran Keluar

3,354 3,351

Periode

S1

T1

Perimbangan

- 0,712


f. Evaluasi Kebutuhan Tampungan

Pada kondisi daerah studi untuk

Boezem Selatan Morokrembangan

dengan luas 39,13 ha memiliki

tampungan sebesar 0,235 x 106

m3 dan

Boezem Utara Morokrembangan dengan

luas 41,58 ha memiliki tampungan

sebesar 0,250 x 106

m3. Maka kebutuhan

total tampungan pada Boezem adalah

0,485 x 106

m3.

Sedangkan pada hitungan diatas,

kebutuhan tampungan adalah 1,06 x 106

m3, dengan demikian pompa harus

dioperasikan untuk membantu

mengeluarkan debit pada Boezem. Pada

daerah studi terdapat 5 pompa banjir

dengan kapasitas untuk setiap pompa

adalah 1,5 m3/dt. Satu pompa dapat

mengeluarkan debit sebesar 129600

m3/hari, jika 5 pompa berfungsi dalam 1

hari maka debit yang dapat dikeluarkan

adalah 129600 x 5 = 648000 m3/hari.

Maka dapat disimpulkan bahwa,

jika semua pintu berfungsi dengan baik,

debit yang bisa dikeluarkan hanya

separuh dari jumlah kebutuhan yang

harus dikeluarkan. Oleh sebab itu

dibutuhkan pompa untuk mengeluarkan

debit.

4. KESIMPULAN

Dari hasil analisa pembahasan

studi ini dapat diambil beberapa

kesimpulan sebagai berikut:

1. Berdasarkan hasil perhitungan debit

banjir rancangan total dengan kala

ulang 10 tahun adalah sebesar 30,339

m3/detik. Untuk kapasitas saluran

eksisting diperoleh Qeksisting = 2,998

m3/detik dan Qrencana = 3,290 m

3/detik,

sehingga saluran drainase eksisting

tidak mampu mengalirkan debit banjir

dengan kala ulang 10 tahun karena

(Qeksisting < Q10 tahun). Untuk debit

inflow total yang menuju Boezem

Utara Morokrembangan adalah

sebesar 37,99 m3/detik.

2. Pengaruh muka air pasang surut di

hilir Boezem Morokrembangan

menyebabkan fluktuasi muka air di

dalam Boezem. Fluktuasi tersebut

mengikuti kemampuan debit yang

dikeluarkan oleh 6 pintu klep dan 1

pintu sorong yang tersedia. Sehingga

pada saat kondisi muka air pasang

hanya dapat dilakukan pengoperasian

pompa saja dan pada kondisi muka air

surut seluruh sistem pembuang pada

boezem (pintu dan pompa) dapat

dioperasikan secara normal.

3. BoezemRMorokrembangan

mempunyai volume tampungan

sebesar 0,485 x 106

m3. Berdasarkan

hasil perhitungan pada boezem

dengan kondisi muka air maksimum

adalah +0,4 dan muka air minimum

adalah -0,2, kebutuhan tampungan

untuk pasang surut tertinggi

didapatkan 1,06 x 106

m3 dan untuk

pasang surut terendah didapatkan

0,712 x 106

m3, maka dengan

demikian dibutuhkan pompa untuk

mengeluarkan sebagian dari volume

tampungan tersebut. Pada boezem

terdapat 5 pompa banjir dengan

kapasitas untuk setiap pompa adalah

1,5 m3/dt, jika 5 pompa beropersi

dalam sehari maka dapat

mengeluarkan debit sebesar 648000

m3/hari.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1986. Kriteria

Perencanaan Bagian

Bangunan,

StandarPerencanaan

Irigasi – KP 04. CV.

GALANG PERSADA:

Bandung.

BPS, 2012. Kepadatan Penduduk.

Surabaya dalam angka.

Hadisusanto, N. 2010. Aplikasi

Hidrologi. Yogyakarta:

Jogja Madiautama

Harto, Sri. 1981. Analisis Hidrologi.

Jakarta: Gramedia.

Soehardjono. 1984. Drainasi. Malang:

Fakultas Teknik Universitas

Brawijaya.

Soehardjono. 2013. Naskah Buku Ajar

Drainase Perkotaan. Malang:

Fakultas Teknik Universitas

Brawijaya.

Soeharto, Besar. 1986. Studi Perbaikan

Saluran Drainase Pesapen

Pada Boezem Morokrembangan

Surabaya. Skripsi Jurusan

Pengairan Fakultas Teknik

Universitas Brawijaya, Malang.

Soemarto, CD. 1987. Hidrologi Teknik.

Jakarta: Erlangga.

Sosrodarsono, S. 2003. Hidrologi Untuk

Pengairan. Jakarta: PT. Pradya

Paramita.

Subarkah, I. 1980. Hidrologi Untuk

Perencanaan Bangunan Air.

Bandung: Idea Dharma.

Suprijanto, Heri. 1997. Reklamasi Rawa

Pasang Surut. Malang. Fakultas

Teknik Universitas Brawijaya

Suripin. 2003. Sistem Drainase

Perkotaan yang Berkelanjutan.

Yogyakarta: Andi Offset.

Triatmodjo, B. 1999. Teknik Pantai.

Yogyakarta: Beta Offset

Yogyakarta.

Triatmodjo, B. 2003. Pelabuhan.


Yogyakarta.

Triatmodjo, B. 2010. Hidrologi Terapan.


Yogyakarta.



JURNAL ILMIAH

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

RIANTI DWI PUTRI

NIM. 0910643028-64

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK PENGAIRAN

MALANG

2014

LEMBAR PERSETUJUAN



JURNAL ILMIAH

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T.)

Disusun Oleh :

RIANTI DWI PUTRI

NIM. 0910643028-64

Menyetujui :

Dosen Pembimbing I

Ir. Dwi Priyantoro, MS.

NIP. 19580502 198503 1 001

Dosen Pembimbing II

Linda Prasetyorini, ST., MT.

NIP. 19850524 201212 2 002

rianti dwi putri

Documents