sistem drainase khusus drainase polder

67

Upload: riky-febriyanto

Post on 09-Dec-2015

1.034 views

Category:

Documents


245 download

DESCRIPTION

Perancangan drainase dengan sistem polder . Macam- macam tipe polder, serta pembahasan soal- soal perancangan drainase perkotaan

TRANSCRIPT

Sistem Polder

Suatu sistem drainase khusus sebagai tindakanpenanganan banjir dengan bangunan fisik, yang

meliputi sistem drainase, kolam retensi, tanggul yangmengelilingi kawasan serta pompa dan pintu air,

sebagai satu pengelolaan tata air yang tak terpisahkan

PolderPolder

Suatu daerah yang dikelilingitanggul atau tanah tinggi,

agar air banjir dapat di cegahdan pengaturan air di

dalamnya dapat dikuasai tanpapengaruh keadaan di luarnya

Suatu daerah yang dikelilingitanggul atau tanah tinggi,

agar air banjir dapat di cegahdan pengaturan air di

dalamnya dapat dikuasai tanpapengaruh keadaan di luarnya

SIFAT-SIFAT POLDER• Polder merupakan daerah yang dibatasi dengan baik, dimana

air yang berasal dari luar kawasan tidak boleh masuk, hanyaair hujan (dan kadang-kadang air rembesan) pada kawasan itusendiri yang dikumpulkan.

• Dalam polder tidak ada aliran permukaan bebas seperti padadaerah tangkapan air alamiah, tetapi dilengkapi denganbangunan pengendali pada pembuangannya (denganpenguras atau pompa) untuk mengendalikan aliran ke luar.

• Muka air di dalam polder (air permukaan maupun air bawahpermukaan) tidak bergantung pada permukaan air di daerahsekitarnya dan dinilai berdasarkan elevasi lahan, sifat-sifattanah, iklim, dan tanaman.

Fungsi Polder

Keperluan Pertanian

Komponen-komponen Sistem Polder

1. Tanggul keliling dan atau pertahanan laut (seadefense) atau konstruksi isolasi lainnya

2. Sistem drainase lapangan (field drainage system)3. Sistem pembawa (conveyance system)4. Kolam penampung dan stasiun pompa (outfall

system)5. Badan air penerima (recipient waters)

Stasiun pompa

TanggulStasiun pompaRecipient waters

Recipient waters

-2,5

-1,5

-1,25

-1,15

-1,5

Pada daerah polder, air buangan (air kotor dan air hujan) dikumpulkan di suatubadan air (sungai, situ) lalu dipompakan ke badan air lain pada polder yanglebih tinggi posisinya, hingga pada akhirnya air dipompakan ke sungai ataukanal yang langsung bermuara ke laut.

Di dalam drainase sistem polder, dikenal 2komponen, yaitu :1. Komponen utama, yaitu komponen

yang harus ada di dalam drainasesistem polder, meliputi ; pintu air,tanggul pengaman, dan jaringansaluran drainase.

2. Komponen pelengkap, yaitu komponenyang penggunaannya dapatdisesuaikan dengan kondisi dilapangan, meliputi; stasiun pompa,kolam retensi, dan saluran kolektor.

Aspek Teknis Sistem Polder

1. Pembangunan tanggul laut2. Penurunan tanah3. Konservasi pantai4. Manajemen polder

Pembangunan Tanggul Laut

• Tanggul laut dalam sistem polder merupakanpembatas hidrologi yang melindungi daerah di dalamsistem polder dari pengaruh air laut (pasang surutdan gelombang).

• Pembuatan tanggul laut harus memperhatikankondisi tanah setempat. Banyak tanggul laut harusdibuat pada lokasi yang kondisi tanahnya sangatlunak, sehingga resiko kegagalan lereng (slopefailure) sering terjadi.

Penurunan Tanah

• Banyak sistem polder yang dikembangkan didaerah endapan alluvial, dengan kondisi tanahlunak yang cukup tebal, sehingga penurunanjangka panjang akibat proses konsolidasisangat berpengaruh terhadap elevasi akhir,dan dapat menyebabkan kerusakan padabangunan-bangunan.

Konservasi Pantai

• Kawasan pantai merupakan daerah yangsangat potensial untuk dikembangkan.

• Keanekaragaman pemanfaatan kawasanpantai yang melibatkan berbagai pihak dapatmenimbulkan konflik dan permasalahan bagipengguna maupun pengambil keputusan.

• Perencanaan setiap prasarana harus dilakukansecara terpadu/integral.

Manajemen Polder

• Sistem polder merupakan bangunan yang beresikotinggi, sehingga perlu manajemen yang memadai.

• Manajemen polder yang menyangkut operasi danpemeliharaan, ditujukan untuk mencegah penurunanfungsi dari semua elemen yang ada di dalam sistempolder, yang meliputi tanggul, jaringan drainase,kolam tandon, stasiun pompa, dan receiving waters.

Air Selokaninduk

Tampungan(kolam)pompa

Ke luarpolder

Air di sekelilingpolder menurun

h ma kolam > h maluar

“Duiker” / “Culvert”Gorong-gorong

beton yang dapat dibuka dan di tutup

Membantu pompamengeluarkan airdari kolam ke luar

kolam

Polders and the Netherlands (1)• Polder identik dengan negeri kincir angin Belanda yang seperempat

wilayahnya berada di bawah muka laut dan memiliki lebih dari 3000polder.

• Sebelum ditemukannya mesin pompa, kincir angin digunakan untukmenaikkan air dari suatu polder ke polder lain yang lebih tinggi.

• morfologi alamnya sebagian besar yang berupa rawa dan dataran rendah.• Di negara ini, ancaman banjir datang secara rutin dari laut melalui

gelombang pasang dan ganasnya badai Laut Utara, ataupun dari luapansungai Ijssel, Maar, dan Rijn akibat mencairnya es di hilir sungai pada akhirmusim dingin.

• Sistem polder dipakai untuk mengeluarkan air dari dataran rendah danjuga menangkal banjir di wilayah delta dan daerah aliran sungai.

Polders and the Netherlands (2)• Berkaitan dengan aspek ruang, bermacam kemungkinan terjadinya banjir

(ketinggian, daerah tergenang) dari beragam periode ulang (return period)dikaji untuk menentukan sistem pengaliran air dan batas polder.

• Ada beberapa daerah di sekitar badan sungai yang memang disiapkanuntuk digenangi ketika banjir besar (periode yang lebih lama) melanda.

• Daerah ini biasanya dimanfaatkan untuk fungsi pertanian atau daerahhijau. Ketentuan sempadan sungai dan tanggul juga diterapkan untukmenjamin tidak ada bangunan pada daerah tersebut.

• Kontrol pada pemanfaatan lahan agar sesuai dengan peruntukannyaamatlah ketat, dimulai dari kelayakan pada saat perijinan, pengawasanrutin, hingga penggunaan foto udara kawasan.

• upaya penegakan hukum dan peraturan merupakan salah satu kuncikeberhasilan penanggulangan banjir di negara Belanda.

Salah satu bentuk tanggul musim dingin (winterdijk) yang dimanfaatkan sebagai jalan lingkungandi Flevoland Selatan. Daerah di sisi kiri akan tergenang saat musim dingin berakhir dan es mulaimencari di hulu sungai. Daerah yang akan tergenang dialokasikan untuk fungsi pertanianataupun daerah hijau resapan

Pada daerah yang memang memerlukan strukturpertahanan banjir yang amat kuat, tanggul bisaberupa kontruksi beton yang canggih seperti tampakpada tanggul Laut Utara di Provinsi Zeeland ini.

Bukit pasir di tepi pantai (dune) merupakansalah satu bentuk pertahanan alami terhadapbanjir yang sekaligus juga bermanfaat untukmeningkatkan kualitas ekologi lingkungan.

Akses menuju daerah polder yang dikelilingitanggul bisa berupa pintu atau gerbang geseryang dapat ditutup ketika banjir

Proses pembangunan tanggul polder di tepisungai Maas. Konstruksi ini menggunakanlapisan kedap air seperti karpet.

Skema upaya meresapkandan menampung buangan airhujan ke dalam daerahresapan dan kolam-kolamkecil di sekeliling kawasanperumahan.

Sistem Polder di Indonesia (1)Hal2 yg perlu diperhatikan dlm Perancanaan Polder

• Pertama, pemanfaatan lahan di sekitar tanggul harus dikontrol seketatmungkin, paling tidak sepanjang bantaran sungai dan tanggul kanal harusbebas dari bangunan dan permukiman liar. Daerah ini memiliki resikotertinggi bila terjadi banjir. Alternatif pemanfaatannya bisa berupa tamanataupun jalan. Berkait dengan tata ruang secara umum, penegakanketentuan tata ruang seperti guna lahan (land use) dan koefisien dasarbangunan (KDB) juga harus benar-benar dilaksanakan, tidak sekadarmenjadi proyek untuk menghabiskan anggaran pemerintah

• Kedua, ketika semua air buangan dialirkan ke laut, ancaman banjir darilaut juga perlu diperhatikan. Bukan tidak mungkin gelombang pasang akanmembanjiri kota melalui kanal banjir yang ada. Mungkin saja diperlukanpintu atau gerbang kanal yang bisa dibuka-tutup sewaktu-waktu.

• Ketiga, sistem polder amatlah bergantung pada lancarnya saluran air,kanal, sungai, serta kinerja mesin-mesin yang memompa air keluar daridaerah polder. Aspek perawatan (sumber daya manusia dan peralatan)perlu mendapat perhatian dalam bentuk program kerja dan anggaran.Yang terjadi selama ini kita lebih pandai mengadakan sarana danprasarana publik ketimbang merawatnya.

Sistem Polder di Indonesia (2)Hal2 yg perlu diperhatikan dlm Perancanaan Polder

• Keempat, resapan air hujan perlu lebih dimaksimalkan melalui daerahresapan mikro seperti taman, kolam, perkerasan yang permeabel, dansumur resapan. Prinsipnya adalah mengurangi buangan air hujan ke sungaidan memperbanyak resapannya ke dalam tanah. Disini, peran arsitek,kontraktor, dan pemilik properti amatlah penting untuk mengalokasikansebagian lahannya untuk fungsi resapan seperti taman rumput (bertanah)dan sumur resapan. Daerah resapan yang tidak terlalu luas namun jikabanyak jumlahnya dan tersebar di seluruh penjuru kota tentu akanmemberikan kontribusi yang signifikan untuk meresapkan air hujan kedalam tanah

Sistem Polder di Indonesia (3)Hal2 yg perlu diperhatikan dlm Perancanaan Polder

• Sistem polder merupakan upaya struktural penanggulangan banjir yangkonsekuensinya jelas adalah biaya yang amatlah besar dan waktu yanglama, baik untuk pembebasan tanah, pembangunan fisik, maupun untukpengadaan dan perawatan mesin-mesin dan peralatan.

• Upaya non-struktural yang berkaitan dengan pendidikan publik. Upayamembangun kesadaran seperti tidak membuang sampah di saluran air,memperbanyak penanaman pohon, menggunakan perkerasan grass-blockdan paving-block yang permeabel, atau bahkan bagaimana bersikap ketikabanjir datang akan jauh lebih berguna untuk mencegah banjir danmeminimalisir kerugian akibat banjir yang bisa datang setiap tahun.

Sistem Polder di Indonesia (4)Hal2 yg perlu diperhatikan dlm Perancanaan Polder

Polder Tawang,Semarang

1. Tanggul keliling untuk melindungi dari rob

2. Dam untuk membendung sungai. Dammerupakan bagian dari tanggul keliling.

3. Stasiun pompa, untuk mengalirkan air hujandan menjaga tinggi muka air dalam polder

4. Kolam retensi

Polder Banger,sedang dibangun diSemarang.

River Management

Desain Polder : pengaruh lapisan pirit

• Polder hasil dari reklamasi rawa.• Rawa : suatu lahan dengan kemiringan relatif datar disertai adanya

genangan air yg terbentuk secara alamiah yg terjadi terus menerus /semusim akibat drainase alamiah yg terhambat. ciri fisik: bentuk permukaan lahan yg cekung, kadang2 bergambut.

Tanah gambut terbentuk dr kumpulan bahan organik (sisa2 akar,batang, dan cabang pohon) – penguraiannya menjadi tanahberlangsung sangat lambat

ciri kimiawi : derajat keasaman airnya (pH) terendah (sangat asam)• Rawa tergenang akibat terkena pengaruh pasang surut• Keberadaan lapisan pirit di bawah lapisan gambut.

Pirit: mineral tanah yg mengandung unsur besi dan belerang/sulfidik(FeS2). Pirit biasanya terdapat pd tanah hasil endapan pantai ygterbentuk dlm kondisi payau atau asin.

Desain Polder : pengaruh lapisan pirit

• Kedalaman lapisan pirit di tanah dibedakan menjadi 4 macam: dangkal ( < 50 cm),sedang (51 – 100 cm), dalam (101 – 150 cm), dan sangat dalam (> 150 cm)

• Tanda2 suatu lahan terdapat lapisan pirit :

1) lahan dipenuhi oleh tumbuhan purun tikus

2) di tanggul saluran terdapat bongkah2 tanah berwarna kuning jerami. Pada bagianyg terkena air terdapat garis2 berwarna kuning jerami

3) bongkahan tanah berbau belerang

4) di saluran drainase terdapat air yg mengandung karat besi berwarna kuningkemerahan.

• Lapisan pirit jangan sampai teroksidasi (yg dapat terjadi karena lapisan pirit terangkat kepermukaan ketika pengolahan lahan atau karena drainase air melalui parit dilakukansecara berlebihan shg air tanah turun dan lapisan pirit terbuka). Bila lapisan piritterbuka, proses oksidasi akan terjadi saat lapisan ini terkena air (pasang surut/air hujan)

• Pirit yg sudah teroksidasi akan merugikan bagi pertumbuhan tanaman, dan dibutuhkanbiaya mahal untuk pemulihannya.

Perhitungan Polder

• Tinjauan beban maksimum hujan– Debit maksimum di hitung dengan

Qmaks= Ax α x β x qt=T

dimana (debit air di selokan maka lama hujan t=lamapengaliran T, curah hujan diukur dengan ARR)

Intensitas hujan qt menggunakan Grafik Lengkung hujan di daerahsetempat. Jika tidak ada maka dapat di gunakan GrafikLengkung hujan daerah yang sudah mempunyai situasi dankondisi yang hampir sama.

Menentukan Dimensi Saluran Induk

• Saluran induk harus mampu menampung debit banjir rencana (drhujan) yg dibebankan pada suatu area polder beban maksimumhujan.

• Kedalaman saluran induk maupun saluran cabang disesuaikandengan keberadaan lapisan pirit dlm tanah (dihindari tereksposnyalapisan pirit akibat galian saluran).

• Dari data Q maksimum (banjir) di masukkan ke rumus perhitungansaluran (Q=V.A); kecepatan aliran V dihitung dgn rumus Manningatau Chezy, A= tampang basah saluran (misal untuk saluranpersegi), A=B.h h biasa diambil kedalaman lapisan pirit; sehinggaB atau lebar saluran bisa dicari.

Koefisien Runoff untuk Kota Jakartamenurut Haspers

t = lamanya curah hujan (menit) = persentase daerah yg kedap air (%)

)1(45.0203

3

t

t

GRAFIK KESEIMBANGAN INFLOW-OUTFLOW

• Inflow untuk menentukan kapasitasreservoir/boezem

• Outflow untuk menentukan kapasitas pompa• Asumsi Qmax saat T = 1.25 jam, sehingga:

V1 = ½ (0 + Qmax) x 1.25 x 60 x 60V2 = ½ (Qmax + Q1.5) x 0.25 x 60 x 60V3 = ½ (Q1.5 + Q2.0) x 0.5 x 60 x 60Vinflow = V1 +V2 +V3

GRAFIK KESEIMBANGAN INFLOW-OUTFLOW

• Asumsi menggunakan 3 pompa dengan kapasitas @2 m3/sec outflow/hour = 2 x 60 x 60 x 3

• Asumsikan ukuran kolam = 50 m x 100 mketinggian ma di kolam = (Vinflow–Voutflow 2 hours) / (50 x100)

• Asumsikan setelah 2 jam, ketinggian ma di luar kolamturun hingga paling bawah sehingga ketinggian lebihrendah daripada kolam duiker bekerja untukmengalirkan air keluar

DUIKER

• Menentukan L, D, H (unit: meter) tableduiker, sehingga didapatkan Qduiker

• Menentukan dimensi duiker

Contoh (1)• Sebuah area mempunyai 800 x 1,000 m2 (panjang 1,000 m ).• Kemiringan Longitudinal adalah 0.0003.• Pirit berada pada kedalaman > -1.00 m• Elevasi tanah tertinggi terdapat pada +1.80 m and elevasi

tanggul atas berada pada +2.80 m• Dimensi kolam 100 x 200 m2 dan kedalaman 1.00 m dan

elevasi bawah kolam +0.50 m• Sistem drainase menggunakan 3 pompa dengan masing-

masing pompa @ 1 m3/sec dan 5 culverts dengan diameter1m dan panjang 15 m

Contoh (1.2)• Culvert bekerja saat elev ma luar +1.00 m• Grafik Lengkung Hujan Jakarta digunakan 2x

terlampaui pada 1 tahun• Hujan terjadi pada pukul 00:00 dan elev ma luar turun

sebesar +1.00 m pada pukul 02:00-02:30• Runoff coefficient di hitung dengan Formula Hasper

untuk tanah liat berpasir dan tanah liat di Jakartahingga ke -6.0 m ( = 0.20)

Contoh (1.3)• Polder untuk resettlement

Pertanyaan:1. Tentukan dimensi dari saluran(kanal) utama2. Tentukan dimensi dari cabang saluran (kanal)3. Gambarkan grafik kurva inflow-outflow

)(),/(41

7724menittjammm

tI

UJIAN AKHIR 2006/2007(1)Dalam Sistem drainase POLDER terdapat sistem kanal-kanaldrainase, boezem, pompa dan duiker dengan data-data sbb:

– Kurva Intensitas hujan dengan kala ulang 5 tahun, dengan melihatperhitungan Talbot :I = 9,880/(t + 44) dimana I dalam mm/jam dan tdalam menit (1 mm/jam = 0.278 m3/dt/km2). = 1 (luas polder < 1 km2).

– Waktu konsentrasi = 30 menit. Koefisien runoff (α) = 0.70.– Durasi hujan= 1 jam, dari jam 00:00-01:00. aliran drainase berhenti

pada 01:30.

UJIAN AKHIR 2006/2007 (2)– Luas Polder = 1,000x500 m2, kemiringan slope = 0.0003.– Kemiringan kanal drainase utama= 0.0003. kedalaman kanal = 1.20 m.

Freeboard = 0.30 m. kanal berbentuk persegi panjang. Koefisien chezy= 60 m1/2/dt.

– Boezem = 150x200 m2, kedalaman = 3.00 m, sisi vertikal. 4 pompamasing-masing bergerak pada kapasitas 1.5 m3/sec. 3 buah duikerpesegi dengan dimensi 1x1 m2, kemiringan slope = 0.015, jarak = 10m, koefisien chezy= 60 m1/2/dt, dan dilengkapi dengan pintu air.Elevasi lahan di kelilingi boezem = ± 0.00 m, elevasi boezem terendah= -3.00 m, outlet bottom elevation dari duiker = -1.50 m. Elevasi airpada boezem saat mulai = -1.00 m.

UJIAN AKHIR 2006/2007(3)Pertanyaan:• Tentukan lebar dari drainase kanal utama.• Gambarkan grafik inflow-outflow (pompa), asumsikan bahwa pompa

bergerak saat hujan mulai dan level ma di luar polder turun hingga -2.00 m at 01:00.

• tentukan level muka air di boezem saat 01:00 and 01:30.• Tentukan lebar dari drainase kanal cabang, jika diketahui kemiringan

memanjang saluran cabang So = 0.0001

Gambar Penampang Memanjang Polder(Elevasi muka tanah dan tanggul)

Gambar Tampak Atas Polder