TUGAS AKHIR RC09-1380

PERENCANAAN SISTEM DRAINASE PADA PROYEK

PEMBANGUNAN JALAN TOL SURABAYA-MOJOKERTO

SEKSI IA

DIPO SURYAPRAJA

NRP 3106 100 010

Dosen Pembimbing :

Ir. Fifi Sofia

Ir. Anggrahini, MSc

JURUSAN TEKNIK SIPIL

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2011

2

3

Perencanaan Sistem Drainase pada Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-

Mojokerto Seksi IA

Nama Mahasiswa : Dipo Suryapraja NRP : 3106 100 010 Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Pembimbing : Ir. Fifi Sofia Ir. Anggrahini, MSc.

ABSTRAK

Proyek Pembangunan Jalan Tol

Surabaya-Nojokerto (SUMO) adalah

perencanaan pembangunan jalan tol yang

akan menghubungkan dua kota besar di

Provinsi Jawa Timur yaitu Kota Surabaya

dan Kota Mojokerto. Dalam studi ini

membahas perencanaan sistem drainase

jalan tol yang mampu menangani air

limpasan hujan yang terjadi. Lokasi studi

ini bertempat pada proyek pembangunan

Jalan Tol Surabaya-Mojokerto untuk Seksi

IA di wilayah Waru-Sepanjang.

Banjir dan genangan air sangat

tidak diharapkan terjadi, oleh karena

itupada awal perencanaan sistem drainase

perlu direncanakan skema drainasenya.

Pada skema drainase, direncanakan arah

aliran dan tempat pembuangan akhir

(outlet) yang dalam lokasi studi adalah

Kali Menanggal dan Kali Buntung.

Pada umunya ketinggian elevasi

permukaan jalan tol berada di atas

timbunan setinggi kurang lebih 8 meter.

Supaya air limpasan hujan tidak

menggerus permukaan timbunan, perlu

dibuat saluran yang menuruni timbunan

dan mengalirkan air dari permukaan jalan

menuju kaki timbunan yang selanjutnya

dialirkan menuju saluran-saluran drainase.

Selain itu, air limpasan hujan yang

terjebak di antara timbunan juga perlu

diperhatikan supaya tidak menggenang dan

merusak timbunan jalan.

Perencanaan sistem drainase pada

Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO)

harus mampu melayani air limpasan hujan

yang terjadi di permukaan jalan told an

kawasan-kawasansekitar jalan tol yang

membebani saluran-saluran drainase yang

direncanakan. Selain itu, diharapkan

adanya Jalan Tol Surabaya-Mojokerto

(SUMO) tidak menjadi permasalahn banjir

di masa-masa yang akan dating.

Kata Kunci : Drainase Jalan Tol

Surabaya-Mojokerto Seksi IA, Jalan Tol

Surabaya-Mojokerto Seksi IA

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Proyek Pembangunan Jalan Tol

Surabaya-Mojokerto (SUMO) bertujuan untuk menghubungkan 2 (dua) kota besar di Provinsi Jawa Timur yaitu Kota Surabaya dan Kota Mojokerto. Pembangunan jalan tol ini rencananya akan memiliki panjang jalan 36,270 Km dan terbagi menjadi 5 (lima) seksi yaitu Seksi IA (Waru-Sepanjang), Seksi IB (Sepanjang-Western Ring Road), Seksi II (Western Ring Road-Driyorejo), Seksi III (Driyoreja- Krian), Seksi IV (Krian-Mojokerto Utara-Mojokerto Kota). Dalam penulisan ini yang ditinjau adalah perencanaan sistem drainase pada Seksi IA saja.

4

Gambar 1.1. Rencana Proyek Jalan Tol Surabaya-

Mojokerto (SUMO)

Pada perencanaan sistem drainase jalan akan berkaitan erat dengan site plan jalan, aligment vertical-horizontal jalan, superelevasi jalan, dan elevasi permukaan jalan. Tujuannya adalah untuk mengalirkan limpasan air yang terjadi di permukaan jalan secara grafitasi dan dibuang melalui saluran drainase yang telah ada (eksisting) atau yang belum ada (non-eksisting) menuju saluran pembuang akhir (outlet).

Untuk saat ini, kondisi sistem

drainase pada kawasan Jalan Tol SUMO belum terhubung dengan baik. Masih adanya saluran-saluran drainase yang rusak akibat termakan usia atau ada yang rusak akibat tertutup oleh pekerjaan timbunan proyek.

Oleh karena itu, perlu direncanakan

suatu system pengelolaan air limpasan yang terjadi, sehingga air limpasan tidak menggenangi daerah sekitar dan langsung masuk ke saluran-saluran drainase yang ada.

1.2. Perumusan Masalah

Perumusan masalah pada penulisan

Tugas Akhir (TA) ini adalah : 1) Berapa besar debit limpasan yang

terjadi di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-

Mojokerto Seksi IA dan sekitarnya yang akan membebani saluran drainase jalan ?.

2) Bagaimana dengan sistem drainasenya agar tidak terjadi genangan dan bagaimana kaitannya dengan sistem drainase kawasan ?.

3) Bagaimana rencana bentuk dan dimensi penampang saluran serta bangunan pelengkap pada sistem drainasenya ?.

1.3. Ruang Lingkup Penulisan

Penulisan Tugas Akhir ini, lokasi

studi adalah di Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO) khusus untuk Seksi IA di kawasan Waru-Sepanjang. Dimana letak geografis lokasinya adalah : Utara : Kelurahan Sepanjang Selatan : Jalan Dukuh Menanggal Timur : Kelurahan Bebekan Barat : Kelurahan Bungurasih

1.4. Batasan-Batasan Masalah

Yang menjadi batasan masalah

dalam penulisan Tugas Akhir ini, antara lain : 1) Studi ini hanya meninjau perencanaan

sistem drainase di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA di wilayah Waru-Sepanjang.

2) Debit yang ditinjau hanyalah dari air hujan saja.

3) Daerah tangkapan hujan (catchment

area) ditinjau hanya pada kawasan yang air limpasannya kemungkinan akan membebani saluran drainase jalan tol.

5

4) Data yang digunakan adalah data sekunder yang diperoleh dari instansi terkait.

5) Tidak memperhitungkan Rencana Anggaran Biaya (RAB) dalam pengerjaan saluran drainasenya.

Gambar 1.2. Proyek Jalan Tol Surabaya- Mojokerto

(SUMO) Seksi IA

1.5. Tujuan Penulisan Tujuan penulisan ini, antara lain :

1) Merencanakan debit limpasan yang terjadi di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA dan sekitarnya yang akan membebani saluran drainase jalan.

2) Merencanakan sistem drainase Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA

3) Membuat perencanaan detail penampang saluran serta bangunan pelengkap yang diperlukan pada Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA

1.6. Manfaat Penulisan

Apabila sistem drainase yang

direncanakan dibangun maka air limpasan yang terjadi dipermukaan jalan tidak akan tergenang dan dibuang langsung ke saluran-saluran drainase menuju saluran akhir (outlet).

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Survey Lapangan

Data saluran eksisting (saluran

yang yang telah ada) diperoleh dari hasil survey di sekitar kawasan Jalan Tol SUMO Seksi IA. Ada 7 (tujuh) saluran eksisting yang akan mempengaruhi hidrologi dan hidrolika saluran. Daftar saluran eksisting terlampir pada table berikut.

Tabel 2.1. Daftar Saluran Eksisting di sekitar Kawasan Jalan Tol SUMO Seksi IA No. Nama

Saluran Asal Aliran

1 S Ex Pgs A Perumahan Pagesangan

2 S Ex Swh IA Persawahan Pagesangan

3 S Ex Swh I Persawahan Pagesangan

4 S Ex Swh II3 A

Persawahan Pagesangan

S Ex Swh II3 B

5 S Ex 11+100 Ramp 11+100 6 S Ex Prm

Bbk A Perumahan Bebekan

7 S Ex Prm Bbk B

Perumahan Bebekan

(Catatan : untuk lebih jelasnya mengenai letak saluran eksisting tersebut, dapat dilihat pada Gambar 2.2).

Dari hasil survey diketahui bahwa

kondisi saluran eksisiting : terbuat dari material tanah, pada ruas-ruas tertentu, dimensi saluran

tidak beraturan, dan;

6

terdapat endapan, sampah, dan tumbuhan liar di penampang basah saluran.

Oleh karena itu, untuk memudahkan perhitungan saluran eksisting diasumsikan berbentuk trapesium sama kaki dengan material tanah dan kemiringan talud 1:z = 1:0,5.

b

hsaluran

hair

0,5

1

w

Gambar 2.1. Penampang Saluran Eksisting 2.2. Analisa Hidrologi 2.2.1. Analisa Hujan Rata-Rata Kawasan

Ada 3 (tiga) macam cara yang digunakan dalam menghitung hujan rata-rata kawasan, yaitu metode rata-rata aljabar, metode poligon Thiessen, dan metode isohyet.

Luas proyek jalan tol +1,24 km2 (termasuk dalam catchment area (DAS) kecil) dengan kontur topografi umumnya dataran (dengan variasi elevasi +4 m sampai +6 meter) dan stasiun hujan terdekat dengan lokasi proyek terbatas ada 6 (enam) buah (Lihat pada sub-bab 3.2.), maka metode yang digunakan untuk menghitung hujan rata-rata kawasan adalah dengan menggunakan metode Thiessen

Polygon.

Hujan rata-rata dapat dihitung

sebagai berikut :

atau

...... (2.1) dimana : A = luasan daerah aliran Ai = luasan daerah pengaruh stasiun i Ri = tinggi hujan pada stasiun i 2.2.2. Analisa Periode Ulang Curah Hujan

Untuk daerah pemukiman umumnya dipilih hujan rencana dengan periode ulang 5-15 tahun. Daerah pusat pemerintahan yang penting, daerah komersil, dan daerah padat dengan nilai ekonomi tinggi dengan periode ulang 10-50 tahun. Perencanaan gorong-gorong jalan raya dan lapangan terbang antara 3-15 tahun. Perencanaan pengendalian banjir pada sungai antara 25-50 tahun.

2.2.3. Analisa Frekuensi

Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Maksudnya adalah pada suatu periode ulang dimana hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai dan dilampaui.

Dalam ilmu statistik dikenal

beberapa macam distribusi frekuensi dan empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah : 1) Distribusi Normal ; 2) Distribusi Gumbel. ; dan 3) Distribusi Log-Normal. 2.2.4. Analisa Intensitas dan Waktu Hujan

Mononobe menuliskan perumusan intensitas untuk hujan harian sebagai berikut :

7

…… (2.14) dimana : I = intensitas hujan (mm/jam) R24 = tinggi hujan maksimum dalam 24

jam (mm) t = waktu hujan (jam) 2.2.5. Analisa Waktu Konsentrasi pada

Permukaan Jalan

Pada Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA penentuan waktu konsentrasi tergantung pada potongan melintang (cross section) dan potongan memanjang (long section) pada permukaan jalan. Waktu konsentrasi dihitung dengan rumus : tc = to + tf ...... (2.15) dimana : to = waktu yang diperlukan untuk mengalir mencapai inlet tf = waktu yang diperlukan untuk

mengalir sepanjang saluran Perumusan yang umum digunakan untuk menghitung to : Rumus Kerby (1959) :

467.0

44,1i

Lnt do

…… (2.16a)

L < 400 m dimana : L = jarak dari titik terjauh ke inlet (m) nd = koefisien setara koefisien kekasaran i = kemiringan medan 2.2.6. Analisa Waktu Konsentrasi pada Struktur Jalan

Pada Proyek Jalan Tol Surabaya-Mojokerto ini hampir keseluruhan badan jalan

berada pada struktur timbunan atau pada struktur jembatan. Untuk mengalirkan air limpasan pada kondisi jalan seperti ini dibutuhkan inlet-inlet drainase yang menuju saluran terbuka di kaki timbunan.

Jumlah inlet yang dibutuhkan

tergantung dari persamaan :

......(2.23)

Umumnya untuk jarak pemasangan inlet pada : Struktur timbunan : 10-20 meter Struktur jembatan : 5-10 meter 2.2.7. Analisa Koefisien Pengaliran

Koefisien Pengaliran C pada Tabel 2.9. dapat diaplikasikan untuk hujan dengan periode ulang 5 – 10 tahun. Intensitas hujan tinggi menyebabkan koefisien C tinggi, sebab infiltrasi dan kehilangan air lainnya hanya berpengaruh kecil pada limpasan. Koefisien C untuk suatu wilayah permukiman (blok, kelompok) dimana jenis permukaannya leih dari satu macam, diambil harga rata-ratanya dengan rumus berikut ini :

Crata-rata =

iA

CiAi ……(2.25) dimana : Ci = Koefisien pengaliran untuk bagian

daerah yang ditinjau dengan satu jenis permukaan

Ai = Luas bagian daerah

2.2.8. Analisa Debit Rencana Dimensi saluran didesain

berdasarkan besarnya debit air hujan yang akan dialirkan. Rumus Rasional : Q = C I A (m³/detik)……(2.26) dimana : Q = debit (m³/detik) C = koefisien pengaliran I = intensitas hujan untuk periode ulang tertentu (mm/jam)

8

A = Luasan yang akan didrain (km²) 2.3. Analisa Hidrolika 2.3.1. Perhitungan Kecepatan Saluran

Kecepatan aliran dalam saluran hendaknya tidak menyebabkan terjadinya pengendapan dan tumbuhnya tanaman pengganggu, selain itu juga perlu diperhatikan jenis material yang akan digunakan supaya kecepatan aliran tidak menggerus dasar saluran.

Untuk saluran dari beton kecepatan

maksimum adalah 4 m/s (Modul Drainase

2005, Fifi Sofia, hal. 2-31)

2.3.2. Perhitungan Kekasaran Saluran Koefisien kekasaran saluran

ditentukan oleh bahan/material saluran, jenis sambungan, material padat yang terangkut dan yang terendap dalam saluran, akar tumbuhan, aligment lapisan penutup (pipa), umur saluran dan aliran lateral yang menggangu.

2.3.3. Perhitungan Saluran Berpenampang Persegi Untuk saluran yang berpenampang

persegi seperti u-ditch atau box culvert, dimensinya dapat direncanakan dengan rumusan-rumusan : A = bh …… (2.28) O = b + 2h …… (2.29)

…… (2.30) T = b …… (2.31) D = h …… (2.32) dimana : b = lebar saluran (m) h = tinggi saluran (m) A = luas penampang saluran (m2) O = keliling basah saluran (m) R = jari-jari hidrolis (m) T = lebar puncak (m) D = kedalaman hidrolis

2.3.4. Perhitungan Saluran Berpenampang Trapesium Untuk saluran yang berpenampang

trapesium, dimensinya dapat direncanakan dengan rumusan-rumusan : A = (b + zh)h …… (2.33)

…… (2.34) …… (2.35)

T = b + 2zh …… (2.36) …… (2.37)

dimana : b = lebar saluran (m) h = tinggi saluran (m) z = kemiringan talud A = luas penampang saluran (m2) O = keliling basah saluran (m) R = jari-jari hidrolis (m) T = lebar puncak (m) D = kedalaman hidrolis

2.3.5. Tinggi Jagaan

Yang dimaksud tinggi jagaan adalah jarak antara elevasi muka air (elevasi muka air pada saat perencanaan) sampai puncak tanggul, , yang disediakan untuk perubahan elevasi penuh air akibat angin dan penutupan pintu air di hulu (bukan untuk tambahan debit).

BAB III METODOLOGI

3.1. Konsep Pemikiran

Permukaan jalan pada Jalan Tol Surabaya-Mojokerto terletak tidak sebidang dengan saluran pembuangannya. Permukaan jalan berada berada di atas timbunan atau jembatan interchange (fly-

over). Karena itu, perlu direncanakan

9

perlakuan terhadap aliran air limpasan yang menuruni timbunan atau jembatan.

Selain itu, perlu diperhitungkan air

limpasan dari kawasan sekitar proyek yang mungkin membebani saluran tepi dan outlet. Outlet dalam perencanaan ini adalah Kali Buntung (outlet 1) dan Kali Menanggal (outlet 2).

Gambar 3.1. Flow-Chart Konsep Perencanaan

Drainase Hal-hal yang menjadi perhatian

dalam perencanaan sistem drainase Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA ini adalah : 1) Saluran tepi di kaki-kaki timbunan

diharapkan dapat menampung debit limpasan yang terjadi baik yang berasal dari permukaan jalan maupun kawasan di sekitar proyek yang mungkin membebani saluran yang direncanakan.

2) Arah aliran saluran direncanakan dalam bentuk skema drainase. Selain itu, juga direncanakan gorong-gorong untuk mengalirkan air limpasan hujan yang terhalang oleh medan (misalnya : timbunan dan jalan yang telah ada (eksisting)).

3.2. Pengumpulan Data

Data-data yang diperoleh berasal dari : a) Balai PSAWS Butung Peketingan

Ngagel, yang meliputi : Tabel curah hujan harian selama 18

tahun dari stasiun hujan. b) Kontraktor PT. Wijaya Karya, yang

meliputi : Lay Out/Site Plan Proyek Jalan Tol

Surabaya-Mojokerto Seksi IA Survey Drainase berupa foto-foto dan

pengamatan langsung di lapangan.

Gambar-gambar long dan cross section

Proyek Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA

Elevasi permukaan jalan dan permukaan tanah asli (eksisiting).

Elevasi saluran akhir (outlet).

c) GoogleEarth, yang meliputi : Peta topografi dan posisi astronomis

(letak lintang dan bujur) dari stasiun hujan.

Gambaran tampak atas lokasi proyek dan daerah di sekitar proyek.

3.3. Analisa Hidrologi

Untuk data-data curah hujan harian

selama 18 tahun akan dicari tinggi hujan rata-ratanya dengan Metode Thiessen

Polygon. Besarnya faktor pengaruh daerah stasiun hujan dapat diketahui dengan mem-plot-kan polygon pada peta topografi yang menunjukkan posisi stasiun hujan.

Selama rentan waktu 18 tahun

tersebut, ada beberapa rentan waktu dimana tidak terjadi hujan. Oleh karena itu, perlu diperkirakan berapa besar peluang (frekuensi) terjadinya hujan dengan metode Distribusi Normal, Distribusi Gumbel, dan Distribusi Log Pearson, dimana metode-metode distribusi tersebut dianalisa kebenarannya dengan Uji Chi-Kuadrat.

Maka, akan diperoleh tinggi curah hujan harian yang terjadi.

Data-data lay out/site plan, long

section (potongan memanjang) dan cross

section (potongan melintang) pada jalan digunakan untuk merencanakan skema drainase, luas daerah limpasan, dan memperkirakan waktu masuknya air hujan menuju inlet-inlet terdekat (to). Kemudian dengan menghitung kecepatan aliran pada saluran (v) dengan rumus

(rumus 2.27) diperoleh nilai tf. Dengan diketahui nilai to dan tf, waktu konsentrasi (tc) dapat dicari.

10

Output dari analisa hidrologi adalah debit limpasan (debit hidrologi) yang terjadi pada kawasan proyek. Debit limpasan itu dipakai sebagai input dalam kontrol penampang saluran drainase jalan.

3.4. Analisa Hidrolika

Dari data-data long section

(potongan memanjang) dan cross section (potongan melintang) diketahui elevasi permukaan jalan dan elevasi permukaan tanah eksisting. Terutama dengan data elevasi permukaan tanah eksisiting dapat menjadi patokan dalam menentukan kedalaman dasar saluran yang akan dibuat.

Beda tinggi antara dasar saluran

rencana di bagian hulu dan hilir saluran (∆H) jika dibagi dengan panjang saluran rencana (L) diperoleh kemiringan dasar saluran (S) yang menjadi data input rumusan (rumus 2.27).

Luas basah (A) dan keliling basah

(O) penampang saluran dicari dengan metode trial error (coba-coba) dengan mengganti besarnya tinggi muka air aktual (haktual) di saluran drainase.

Output dari analisa hidrolika adalah

debit hidrolika pada saluran. Debit hidrolika (Qhidrolika) kemudian akan dikontrol dengan debit hidrologi (Qhidrologi) dimana : ∆Q = Qhidrolika - Qhidrologi ≈ 0,000

3.5. Kesimpulan Metodologi

Yang ingin dicapai dalam

penyusunan Tugas Akhir ini adalah perencanaan sistem drainase pada Proyek Jalan Tol Surabaya – Mojokerto Seksi IA dan mendesain saluran dan bangunan-bangunan bantu, misalnya bangunan terjun, dan sebagainya.

START

Lay Out

Jalan Tol

Data Hujan 18 Tahun

Skema DrainaseLuas Daerah Limpasan

(A) dan Koef. Pengaliran (C)

Catchment Area

Pot. Melintang Jalan Tol

(Cross Section)

Waktu Air Limpasan

Mencapai Inlet (to)

Pot. Memanjang Jalan Tol (Long

Section)

Waktu Air Limpasan di

Saluran (tf = L/v)

Panjang Saluran Rencana (L)

Tinggi Hujan Rencana

(R2, R5, R10)

Beda Tinggi (ΔH)

S = ΔH/L

tc = to + tf

Debit HidrologiQ = 1/3,6 CIA

Dimensi Penampang Saluran

A = (b + zh)hO = b + 2h(1+z2)0,5

Debit HidrolikaQ = vA

lebar saluran (b) ditentukan,

tinggi saluran (h) dicari dengan trial error

ΔQ ≈ 0,000

Profil Muka Air

YaTidak

FINISH

Tidak

terjadi limpahan

Analisa Backwater

Solusi

Terjadi limpahan

Gambar 3.3. Flow-Chart Metodologi

BAB IV

PENGOLAHAN DATA 4.1. Perencanaan Skema

Drainase

Skema jaringan saluran drainase diperlukan untuk menunjukkan perencanaan sistem aliran air hujan yang yang jatuh pada permukaan jalan menuju saluran tepi (tersier) dan dibuang menuju pembuangan akhir (outlet).

Konsep perencanaan skema arah

aliran air hujan ini adalah : 1. Meninjau pada outlet terdekat dari

sistem drainase jalan tol. 2. Mengalirkan air hujan secara grafitasi,

yaitu dari permukaan berelevasi tinggi menuju permukaan berelevasi rendah.

Pada skema jaringan drainase yang

tampak adalah saluran-saluran terbuka pada sisi kaki-kaki timbunan yang akan menerima limpasan air dari permukaan

11

jalan. Jika aliran air pada saluran terbuka tersebut terhalang oleh medan (jalan eksisting ataupun timbunan), maka diatasi dengan membuat saluran terbuka gorong-gorong.

Selain itu, layout dari proyek ini

dibagi menjadi 13 (tiga belas) zona. Pembagian zona tersebut berfungsi sebagai zooming lokasi saluran rencana sekaligus menunjukkan kesatuan sistem drainase pada zona tersebut.

Tabel 4.1. sampai dengan Tabel 4.13. menunjukkan letak saluran rencana yang akan dibuat. Sebagai ilustrasi tentang simbol-simbol dan index pada tabel tersebut adalah sebagai berikut : Saluran : S1 A = S saluran = 1 berada di Zona 1 = A nomor index saluran Saluran : S G 3B = S saluran = G gorong-gorong = 3 berada di Zona 3 = B nomor index saluran Saluran : O3 = O outlet = 3 nomor index outlet T14 = titik kontrol dengan nomor index 14 Sta. 11+000 = posisi stasioning pada kilometer 11. Sta. 11+100 = posisi stasioning pada kilometer 11 lalu ditambah jarak sepanjang 100 meter, atau dengan kata lain berjarak 100 meter dari Sta. 11+000 (Sta. 11+000 sebagai titik acuan pengukuran stasioning pada jalan kilometer 11).

Sedangkan : Ex = saluran eksisting Swh = sawah Pgs = daerah Pagesangan Wsm Bng = daerah Wisma Bungurasih Prm Bbk = daerah Perumahan Bebekan Mahmilti = daerah Mahkamah Militer Sta. = posisi stasioning pada jalan Data sekunder berupa gambar rencana yang diperoleh dari lokasi proyek berbentuk softcopy, sehingga dapat dihitung panjang saluran yang direncanakan dengan salah satu tools dari program AutoCAD yang bernama dimension.

Gambar 4.1. Dengan menggunakan dimension pada

program AutoCAD dapat diketahui panjang saluran

rencana

Sedangkan data-data elevasi pada saluran rencana, dapat diketahui dari data-data sekunder long section (potongan memanjang) jalan tol yang diperoleh dari lokasi proyek.

4.2. Menentukan Luasan Daerah

Aliran

12

Air hujan yang jatuh pada suatu daerah, limpasannya akan ditampung oleh saluran-saluran. Oleh karena itu, luasan daerah yang “terkena” hujan perlu diketahui.

Semakin luas daerah limpasan yang

ditampung saluran, maka dimensi saluran juga akan semakin besar. Karena itu, perlu perhitungan cermat luasan daerah limpasan pada alur-alur saluran yang akan dilewati.

4.2.1. Menghitung Luas Daerah Aliran

yang Eksisting Air limpasan yang terjadi di luar

lokasi proyek namun kemungkinan akan membebani atau ikut melalui saluran yang akan direncanakan juga harus diperhitungkan.

Gambar 4.2. (a) tidak direncanakannya saluran

untuk mengatasi air limpasan eksisting (b) salah satu solusi genangan air (misal : gorong-gorong)

Hal ini bertujuan agar proyek jalan

tol ini tidak menghambat aliran limpasan yang telah ada. Sehingga di masa mendatang dengan adanya jalan tol ini tidak menimbulkan genangan air di sekitar wilayah jalan tol.

Pada daerah eksisting, luar daerah

aliran dapat diketahui dengan menggunakan software online

GoogelEarth. Dengan membuat bentuk

poligon pada area yang dicari, dapat diketahui luas (area) di lokasi tersebut.

Gambar 4.3. Mengetahui Luas Aliran dengan

GoogleEarth

4.2.2. Menghitung Luas Daerah aliran di

Lokasi Proyek Pada daerah proyek yang akan

direncanakan salurannya, luas daerah aliran diperoleh dari softcopy gambar siteplan/layout lokasi proyek. Dimana pada tiap-tiap saluran dicari luas daerah aliran yang akan memebani saluran dengan menggambar bentuk poligon pada AutoCAD. Dari poligon tersebut dapat diketahui luasan daerah yang akan membebani saluran rencana.

Gambar 4.4. Dengan Poligon AutoCAD

Diketahui Luasan Daerah Aliran

4.3. Menentukan Koefisien

Pengaliran Dengan menentukan jenis

permukaan daerah yang akan dilalui air

Luas Daerah

Luas Daerah

13

hujan, dapat diambil nilai koefisien pengaliran (C) berdasarkan Tabel 2.9. (Lihat sub-bab 2.2.8.).

BAB V ANALISA HIDROLOGI

5.1. Menentukan Tinggi Hujan

Rencana

Ada 2 (dua) stasiun hujan yang berdekatan dengan lokasi proyek, yaitu stasiun hujan Ketegan dan stasiun hujan Bono.

.

Gambar 5.1. Lokasi Stasiun Hujan Ketegan dan

stasiun Hujan Bono (Sumber : Google Earth)

Stasiun hujan Ketegan berada pada

posisi 7o20,459’ LS dan 112o42,192’ BT dan stasiun hujan Bono berada pada posisi 7o22,442’ LS dan 112o44,459’ BT. Dengan bantuan Google Earth dapat ditarik garis khayal yang menghubungkan kedua stasiun dan diketahui jarak antara kedua stasiun hujan adalah +5,52 Km.

Berdasarkan metode Thiessen, jika

garis yang menghubungkan kedua stasiun tersbut dibagi dua, tampak bahwa stasiun hujan Ketegan lebih dekat dan akan lebih

besar pengaruhnya dalam menentukan tinggi hujan di lokasi proyek.

Oleh karena itu, dalam perencanaan kali ini data hujan yang akan digunakan adalah data hujan dari stasiun hujan Ketegan.

5.2. Menentukan Waktu

Konsentrasi

Waktu konsentrasi (tc) pada masing-masing saluran, dilihat pada titik-titik kontrol saluran. Titik-titik kontrol merupakan pertemuan antara saluran tepi dari berbagai tempat pada suatu titik temu ataupun tergantung dari kondisi (medan) tertentu yang memerlukan pengontrolan. Dalam skema drainase Tugas Akhir ini, titik-titik kontrol disimbolkan Tindex (Lihat sub-bab 4.1 tentang cara membaca simbol dan index pada skema drainase)

Langkah awal dalam menghitung nilai tc adalah dengan mengetahui terlebih dahulu nilai to dan tf. a) Nilai to Permukaan daerah limpasan terdiri dari permukaan jalan, permukaan timbunan jalan, dan permukaan lahan. Sesuai dengan Tabel 2.8. dalam perumusan Kerby (rumus 2.16) bahwa nilai nd tergantung dari jenis permukaan daerah limpasan. Diasumsikan berdasarkan Tabel 2.16 bahwa : permukaan jalan : nd = 0.04 permukaan timbunan jalan : nd = 0.02 permukaan lahan : nd = 0,4 (untuk perumahan) : nd = 0,3 (untuk lapangan)

Lokasi

Proyek

+5,52 Km Garis

Pembagi

14

Data-data potongan melintang (cross

section) dan potongan memanjang (long

section) memuat informasi tentang gradien memanjang (g) dan gradien melintang (s) pada penampang jalan, timbunan, dan lahan. (Lihat pembahasan sub-bab 2.2.6.2). Contoh : Untuk saluran rencana S1 A dipermukaan jalan : g = 0,1 % = 0,001 dari data long section s = 2,3 % = 0,023 dari data cross section W = 15,020 m (lebar jalan) X = g/s W = 0,001/0,023 (15,020) = 0,454 m (lebar memanjang)

hg = X.g = (0,454).(0,001) = 0,00031 hs = W.s = (15,020).(0,023) = 0,343 h = hg + hs = 0,00031 + 0,343 = 0,344

i = h/L = 0,344/15,027 = 0,023 dengan nd = 0,04 maka dengan rumusan Kerby (2.16) :

467.0

023,0027,1504,044,1ot

= 2,743 menit

Untuk selanjutnya pada timbunan jalan dan lahan menggunakan prinsip perhitungan yang sama. b) Nilai tf Dalam perencanaan ini, kecepatan saluran diperoleh berdasarkan rumusan

(rumus 2.27) dan panjang saluran (L) terlampir pada Tabel 4.1 – Tabel 4.11. Maka, dengan rumusan tf = L/v dapat diketahui nilai tf-nya.

Setelah nilai to dan tf diketahui,

waktu konsentrasi pada masing-masing saluran dapat dihitung dengan perumusan 2.15.

5.3. Menentukan Debit Hidrologi Saluran

Meninjau pada sub bab 4.2 yaitu

perhitungan luasan daerah aliran, diketahui luasan area (A) yang akan membebani saluran. Selain itu, berdasarkan survey lapangan dapat ditentukan nilai koefisien pengaliran (C) yang mengacu pada Tabel 2.9.

Dengan memasukkan tinggi hujan

rencana pada sub bab 5.1. dengan rumus intensitas hujan oleh Mononobe (perumusan 2.14) yaitu dengan periode ulang 2, 5, dan 10 tahun, diperoleh debit hidrologi (Q) pada saluran berdasarkan rumus rasional (perumusan 2.26). Contoh : untuk Saluran S1 A A = 0,0026 Km2 Lihat Tabel 4.14 Saluran S1 A C = 0,8203 Lihat Tabel 4.14 Saluran S1 A tfo = 6,836 menit = 0,114 jam Lihat

Tabel 5.11c Saluran S1 A R24 = 89,95 mm saluran tepi (tersier dan sekunder)

Q = C I A = (0,8203) (132,686) (0,0026) = 0,079 m3/s

Dengan memperoleh besar debit hidrologi (Q) yang terjadi pada masing-masing saluran, dapat direncanakan dimensi saluran hidrolikanya. Berikut hasil hitungan dengan Ms. Excel untuk saluran-saluran yang lain.

15

BAB VI ANALISA HIDROLIKA

6.1. Menentukan Letak Elevasi

Dasar Saluran Elevasi hulu dan hilir saluran

dasar saluran diperoleh dengan menggunakan metode trial error (coba-coba) dengan syarat elevasi dasar saluran

tidak boleh lebih besar dari elevasi

permukaan jalan atau lahan serta

memperhitungkan tinggi aktual (haktual) dan

tinggi jagaan (w) pada saluran. Beda tinggi (∆H) antara elevasi

hulu dan hilir dasar saluran dibagi panjang saluran rencana (L) akan diperoleh kemiringan saluran (S).

Nilai S tersebut sebagai dara input

dalam perumusan : (rumusan 2.27).

Jari-jari hidrolis (R) pada rumusan

2.27 diperoleh dengan rumus : R = A/O dimana luas basah (A) dan keliling basah (O) juga diperoleh dengan metode trial

error (coba-coba) dengan mencoba mengganti nilai h (tinggi muka air atau tinggi aktual). Sedangkan, lebar saluran (b) dalam hal ini telah ditentukan.

6.2. Menentukan Debit Hirolika

Setelah diketahui nilai v (kecepatan saluran) maka debit hidrolika dapat dicari dengan rumus : Q = vA dimana A adalah luas basah penampang saluran.

Debit hidrolika yang diperoleh di

kontrol dengan debit hidrologi apakah selisih antara kedua debit tersebut terpaut jauh atau tidak. Sebisa mungkin selisih antara keduanya adalah 0,000 (∆Q ≈ 0,000)

6.3. Menentukan Tinggi Muka Air Aktual

Jika kontrol debit (∆Q) telah

terpenuhi maka tinggi aktual (haktual lihat Tabel 6.1b.) pada trial error sebelumnya telah benar. Dengan menambahkan elevasi dasar saluran dan tinggi aktual akan diperoleh profil muka air aktual. Perlu diperhatikan di sini bahwa elevasi muka air aktual setelah ditambahkan tinggi jagaan tidak boleh melebihi elevasi permukaan lahan atau jalan.

BAB VII

PENUTUP 7.1. Kesimpulan

Berdasarkan perhitungan Tugas

Akhir ini, dapat diambil kesimpulan bahwa : 1) Besarnya debit limpasan yang terjadi

di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA dapat diketahui dari hasil perhitungan hidrologi pada masing-masing titik kontrol saluran. Pada Zona 1 :

16

Pada Zona 2 :

2) Jaringan (Sistem) drainase pada jalan

tol ini mengikuti kemiringan muka air atau mengalir secara grafitasi menuju outlet (Skema arah aliran saluran dapat dilihat pada halaman 9).

3) Besarnya dimensi penampang saluran drainase tergantung dari besarnya debit hidrologi yang akan dialirkan. Dalam perencanaan ini saluran-saluran drain didesain sebagai saluran terbuka berbentuk persegi baik itu untuk saluran-saluran tepi dan gorong-gorong. Dimensi masing-masing saluran dapat dilihat pada Tabel 6.1 (untuk Zona 1) dan Tabel 6.2 (untuk Zona 2).

7.2. Saran

Air limpasan dari proyek Jalan Tol Surabaya-Mojokerto ini akan dibuang melalui saluran-saluran drain menuju outlet. Namun ada juga saluran yang sebelum menuju outlet harus melewati saluran sekunder setempat dikarenakan jaraknya yang lebih dekat.

Karena itu perlu diperhatikan

apakah saluran sekunder tersebut mampu mengalirkan air limpasan dari jalan tol menuju outlet dengan baik. Pengecekan jaringan drainase secara menyeluruh mutlak diperlukan untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan.

DAFTAR PUSTAKA Bambang Triatmojo, 2008, Hidrologi Terapan, Penerbit : Beta Offset, Yogyakarta. Fifi Sofia, Ir., 2005, Modul Drainase, Penerbit : -, Surabaya. Suripin, Dr. Ir., M. Eng., 2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan, Penerbit : ANDI, Yogyakarta.