tugas mata kuliah drainae

5/13/2018 Tugas Mata Kuliah Drainae - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-mata-kuliah-drainae 1/32

TUGAS MATA KULIAH

DRAINASE LINGKUNGAN

(DITUJUKAN UNTUK PENGGANTI DAN PERBAIKAN NILAI KUIS)

DISUSUN OLEH :

PURWO SETYADI YUSMAN L2J 309 002

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2010



I. PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Seiring dengan pertumbuhan perkotaan yang amat pesat di Indonesia,

permasalahan drainase perkotaan semakin meningkat pula. Pada umumnya

penanganan drainase di banyak kota di Indonesia masih bersifat parsial, sehingga

tidak menyelesaikan permasalahan banjir dan genangan secara tuntas. Pengelolaan

drainase perkotaan harus dilaksanakan secara menyeluruh, dimulai dari tahap

perencanaan, konstruksi, operasi dan pemeliharaan, serta ditunjang dengan

peningkatan kelembagaan, pembiayaan serta partisipasi masyarakat. Peningkatan

pemahaman mengenai drainase kepada pihak yang terlibat baik bagi pelaksana

maupun masyarakat perlu dilakukan secara berkesinambungan agar penanganan

drainase dapat dilakukan dengan sebaik-baiknya.

1.2.Maksud dan Tujuan

Makalah ini dimaksudkan sebagai pengganti dan perbaikan nilai kuis mata

kuliah drainase lingkungan. Dan tujuan dari makalah ini adalah membahas fungsi

drainase, faktor-faktor berpengaruh yang harus diperhatikan dalam pembangunan

drainase serta untuk mewujudkan penanganan drainase perkotaan yang dilaksanakan

sesuai dengan ketentuan-ketentuan yang berlaku.

1.3. Pengertian

1. Drainase adalah prasarana yang berfungsi mengalirkan air permukaan ke badan

air atau ke bangunan resapan buatan

2. Drainase perkotaan adalah sistem drainase dalam wilayah administrasi kota

dan daerah perkotaan (urban). Sistem tersebut berupa jaringan pembuangan air

yang berfungsi mengendalikan atau mengeringkan kelebihan air permukaan di

daerah permukiman yang berasal dari hujan lokal, sehingga tidak mengganggu

masyarakat dan dapat memberikan manfaat bagi kegiatan manusia

3. Sistem drainase terpisah adalah sistem drainase yang mempunyai jaringan

saluran pembuangan yang terpisah dengan saluran pembuang air limbah

domestik



4. Sistem drainase gabungan adalah sistem drainase yang mempunyai jaringan

saluran pembuangan yang sama untuk air hujan dan air limbah

5. Drainase berwawasan lingkungan adalah pengelolaan drainase yang tidak

menimbulkan dampak yang merugikan bagi lingkungan. Terdapat 2 pola yang

dipakai :

a. Pola detensi (menampung air sementara), misalnyua dengan membuat

kolam penampungan

b. Pola retensi (meresapkan), antara lain dengan membuat sumur resapan atau

taman

6. Pengendali banjir adalah bangunan untuk mengendalikan tinggi muka air agar

tidak terjadi limpasan dan atau genangan yang menimbulkan kerugian

7. Badan penerima air adalah sungai, danau atau laut yang menerima aliran dari

sistem drainase perkotaan



II. SISTEM DRAINASE PERKOTAAN

2.1. Fungsi Drainase Perkotaan

Fungsi drainase perkotaan antara lain :

Mengeringkan bagian wilayah kota dari genangan sehingga tidak

menimbulkan dampak negatif

Mengalirkan air permukaan ke badan air terdekat secepatnya

Mengendalikan kelebihan air permukaan yang dapat dimanfaatkan untuk

persediaan air dan kehidupan akuatik

Meresapkan air permukaan untuk menjaga kelestarian air tanah.

2.2. Sistem Berdasarkan Fungsi Pelayanan

Berdasarkan fungsi pelayanan, sistem drainase kota dibagi menjadi dua

bagian pokok, yaitu :

y Sistem drainase lokal :

Yang termasuk dalam sistem drainase lokal adalah sistem saluran awal

yang melayani suatu kawasan kota tertentu seperti kompleks permukiman,

areal pasar, perkantoran areal industri dan komersial. Sistem ini melayani

area < dari 10 ha. Pengelolaan sistem drainase lokal menjadi tanggung jawab

masyarakat, pengembang atau instansi lainnya.

y Sistem drainase utama :

Yang termasuk dalam sistem drainase utama adalah saluran drainase

primer, sekunder, tersier beserta bangunan kelengkapannya yang melayani

kepentingan sebagian besar warga masyarakat. Pengelolaan sistem drainase

utama merupakan tanggung jawab pemerintah kota.

y Pengendalian banjir (flood control) :

Adalah sungai yang melintasi wilayah kota yang berfunsi melintasi

wilayah kota yang berfungsi mengendalikan air sungai, sehingga tidak

mengganggu masyarakat dan dapat memberikan manfaat bagi kegiatan

kehidupan manusia. Pengelolaan pengendalian banjir merupakan tanggung

jawab Direktorat Jenderak SDA.



2.3. Berdasarkan fisiknya, sistem drainase terdiri atas saluran primer,

sekunder, tersier dan seterusnya

y Sistem saluran primer :

Adalah saluran utama yang menerima masukan aliran dari saluran

sekunder. Dimensi saluran relatif besar. Akhir saluran primer adalah badan

penerima air

y Sistem saluran sekunder :

Adalah saluran terbuka atau tertutup yang berfungsi menerima aliran air

dari saluran tersier dan limpasan air permukaan sekitarnya dan meneruskan

aliran ke saluran primer. Dimensi saluran bergantung pada debit yang

dialirkan.

y Sistem saluran tersier :

Adalah saluran drainase yang menerima air dari saluran drainase lokal

2.3. Pembangunan Sistem Drainase Perkotaan

Pembangunan sistem drainase perkotaan perlu memperhatikan fungsi

drainase sebagai prasarana kota yang dilandaskan pada konsep berwawasan

lingkungan. Konsep ini antara lain berkaitan dengan usaha konservasi sumber

daya air, yang pada prinsipnya adalah mengendalikan air hujan supaya lebih

banyak meresap ke dalam tanah yang dan tidak banyak terbuang sebagai aliran

permukaan antara lain dengan membuat bangunan resapan buatan, kolam

retensi dn penataan lansekap.

a. Rencana Induk

R encana induk sitem drainase perkotaan adalah perencanaan

menyeluruh sistem drainase pada satu wilayah perkotaan, untuk

perencanaan 25 tahun. Lingkupnya adalah sistem drainase utama saja yang

berada dalam satu daerah administrasi kota/perkotaan.

b. Studi Kelayakan

Studi kelayakan sistem drainase perkotaan adalah perencanaan sistem

drainase pada satu atau lebih daerah pengaliran air, untuk waktu



perencanaan 5 atau 10 tahun. Lingkupnya diarahkan pada daerah prioritas

yang telah ditentukan dalam rencana induk drainasse perkotaan. Kajian

yang dilakukan meliputi kelayakan teknis, kelayakan keuangan/sosial

ekonomi, kelayakan kelembagaan seta kelayakan lingkungan.

c. Perencanaan Teknis

Perencanaan teknis dibuat untuk daerah prioritas yang telah

mempunyai studi kelayakan atau rencana kerangka (outline plan). Jangka

waktu perencanaan untuk 2 sampai 5 tahun. R encana teknis harus membuat

persyaratan teknis dan gambar teknis, kriteria perencanaan dan langkah-

langkah perencanaan konstruksi sistem drainase perkotaan.

d. P

rinsip-P

rinsip Utama

Beberapa prinsip utama yang harus diletakkan sebagai dasar

pembangunan sistem drainase perkotaan, antara lain :

y Kapasitas sistem harus mencukupi, baik untuk melayani air hujan yang

akan dialirkan ke badan penerima air (laut, sungai) atau diresapkan ke

dalam tanah. Bilamana kapasitas tidak mencukupi, maka sistem akan

menemui kegagalan dan terjadilah banjir atau genangan. Untuk mencapai

kapasitas sistem yang memadai, dilakukan berdasarkan prinsip hidrologi

dan hidrolika

y Tata letak sistem memenuhi kriteria perkotaan dan memiliki kesempatan

untuk perluasan sistem. Dalam pelaksanaannya harus diperhatikan segi

hidraulik dan tata letak dalam kaitannya dengan prasarana lain.

y Stabilitas sistem harus terjamin, baik dari segi struktural, keawetan

sistem dan kemudahan dalam operasi dan pemeliharaannya. Dalam

pelaksanaannya diperlukan prinsip-prinsip struktural yang harus

dipenuhi, termasuk bentuk struktur yang memudahkan operasi dan

pemeliharaan.

y Mengalirkan secara gravitasi, sistem drainase perkotaan sedapat mungkin

menggunakan sistem pengaliran secara gravitasi, mengingat cara ini lebih

ekonomis dalam pengoperasian dan pemeliharaannya



y Minimalisasi pembebasan tanah, pengembangan sistem drainase

perkotaan harus diusahakan mencari jalur terpendek ke badan penerima

air. Hal ini agar pembebasan tanah dapat ditekan sekecil mungkin.

2.4. Faktor yang Berpengaruh dalam Sistem Drainase Perkotaan

1. Intensitas Hujan

Intensitas hujan adalah derasnya hujan yang jatuh pada luas daerah

tadah hujan tertentu. Ukuran deras hujan yaitu akumulasi tinggi hujan pada

jangka waktu (menit) tertentu dinyatakan dalam satuan mm per menit.

Data curah hujan di Indonesia dikumpulkan oleh Lembaga Meteorologi

dan Geofisika Dep. Perhubungan. Jika dikaitkan dengan perencanaan

drainase, maka penggunaan data curah hujan adalah untuk :

a. Perhitungan dimensi saluran drainase

b. Perhitungan dimensi bangunan-bangunan drainase

Air hujan sebagian meresap ke dalam tanah, menguap dan sebagian lagi

dialirkan ke permukaan yang lebih rendah. Hal ini tergantung dari porositas

tanah tadah hujannya (kondisi geologi setempat), disamping kerapatan

vegetasi/tanaman. Besarnya aliran dinyatakan dalam istilah debit air (Q)

dalam satuan volume per satuan waktu.

2. Catchment Area

Catchment area atau daerah tangkapan air adalah kesatuan area dimana

air permukaannya mengalir ke badan air yang sama baik berupa sungai atau

danau, mengikuti arah contour topografi area tersebut.

3. Pertumbuhan Daerah Perkotaan

Pertumbuhan fisik kota : Pertumbuhan fisik kota dipengaruhi oleh laju

pertumbuhan penduduk dan urbanisasi, yang pada akhirnya mempengaruhi

ketersediaan lahan. Makin sempitnya ruang terbuka menyebabkan makin

besarnya pengaliran (koefisien run-off) air permukaan sehingga beban sistem

drainase perkotaan semakin berat. Dengan demikian pembangunan sistem

drainase perkotaan harus mengantisipasi laju pertumbuhan penduduk, sejalan

dnegan arahan R encana Tata R uang Kota maupun pentahapan

pelaksanaannya.



K eseimbangan pembangunan antarkota dan dalam kota : Pertumbuhan suatu

kota harus didukung oleh daerah belakang yang menunjang pertumbuhan kota

tersebut. Pertumbuhan daerah belakang yang tidak terkendali atau tidak

sesuai dengan peruntukannya dapat mengakibatkan bertambahnya potensi

banjir dan genangan di wilayah perkotaan, karena penurunan fungsi daerah

tersebut sebagai daerah resapan air. Sebagai contoh adalah pertumbuhan

kawasan Bogor Puncak Cianjur (Bopunjur) yang tidak terkendali telah

mengakibatkan banjir kiriman di kota Jakarta.

Faktor sosial ekonomi budaya : Kurangnya kesadaran masyarakat terhadap

sanitasi lingkungan dapat menimbulkan permasalahan dalam pembangunan

drainase. Sebagai contoh adalah masyarakat yang membuang sampah ke

dalam saluran, atau kecenderungan masyarakat berpenghasilan rendah untuk

membuat bangunan hunian dalam garis sempadan sungai atau saluran.

Kesemuanya menyebabkan penyempitan saluran disamping menghambat

pembangunan sistem drainase.

4. Faktor Medan dan Lingkungan

T opografi : Pembangunan sistem drainase harus memperhatikan topografi,

keberadaan jaringan saluran drainase, jalan, sawah, perkampungan dan

keberadaan badan air. Pembangunann drainase pada daerah datar harus

memperhatikan sistem aliran dan ketersediaan air penggelontor untuk

mengatasi kemungkinan pengendapan dan pencemaran.

K estabilan tanah : Pembangunann drainase di daerah lereng pegunungan

harus memperhatikan masalah longsor yang disebabkan oleh kandungan air

tanah.

Pengempangan : Pada daerah yang terkena pengaruh pengempangan dari

waduk, laut atau waduk perlu memperhatikan pembendungan atau

pengempangan yang diakibatkan oleh aliran balik (back water).



III. TINJAUAN SISTEM DRAINASE

Kajian hidrologi untuk menentukan besarnya debit banjir rencana yang mungkin

terjadi dan perlu diantisipasi dengan perencanaan sistem drainase yang memadai

3.1. Analisis Hidrologi

Data hidrologi dalam bentuk pencatatan curah hujan memegang peranan

yang penting dalam memperkirakan jumlah air yang jatuh ke lokasi pekerjaan

yang harus dapat diakomodasi dalam perencanaan. Pengolahan data dilakukan

dengan menghimpun nilai-nilai besarnya curah hujan untuk beberapa akumulasi

harian dan diperhitungan untuk curah hujan rencana dengan beberapa perioda

ulang dalam hitungan tahun.

Selain data hujan data yang lebih penting ladi adalah Peta catchment area

daerah aliran dari sungai-sungai yang ada di sekitar wilayah kajian.

3.1.1. Analisis Curah Hujan R encana

Curah hujan rencana yang dalam hal ini adalah curah hujan harian diperoleh dari data

curah hujan harian maksimum tahunan dengan metode analisis frekuensi. Analisis

frekuensi data curah hujan rencana dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa

distribusi probabilitas yang banyak digunakan dalam Hidrologi, yaitu : Distibusi

Normal, Distribusi Log Normal 2 Parameter, Distribusi Log Normal 3 Parameter,

Distribusi Gumbel Tipe I, Distribusi Pearson III dan Distribusi Log Pearson III.

3.1.2. Distribusi Normal

Persamaan Fungsi Kerapatan Probabilitas ( Probability Density Function, PDF)

Normal adalah:

2

2

2- x

-

e21 p( x ) W

Q

TW!

Dimana Q dan W adalah parameter dari Distribusi Normal. Secara umum, parameter

distribusi dapat ditentukan dengan 4 metode, yaitu:



(a) Metoda Momen (method of moments)

(b) Metoda Maximum Likelihood

(c) Metoda Kuadrat Terkecil (least squares)

(d) Metoda Grafis

Yang banyak digunakan adalah metoda momen dan ma ximum likelihood . Dari

analisis penentuan paramater Distribusi Normal, diperoleh nilai Q adalah nilai rata-

rata dan W adalah nilai simpangan baku dari populasi, yang masing-masing dapat

didekati dengan nilai-nilai dari sample data. Dengan subtitusiW

Q- x t ! , akan

diperoleh Distribusi Normal Standar dengan Q = 0 dan W = 1. Persamaan Fungsi

Kerapatan Probabilitas Normal Standar adalah:

2

2t -

e2

1 P(t)

T!

Ordinat Distribusi Normal Standar dapat dihitung dengan persamaan di atas.

Persamaan Fungsi Distribusi Komulatif (C umulative Distribution Function, C DF)

Normal Standar adalah:

dt e2

1 P(t) 2

t 1

-

2

g´!

T

dimana:

t =W

Q- x, standard normal deviate

x = Variabel acak kontinyu

Q = Nilai rata-rata dari x

W = Nilai simpangan baku (standar deviasi) dari x.

Persamaan ini dapat diselesaikan dengan bantuan tabel luas di bawah kurva distribusi

normal yang banyak terdapat di buku-buku matematika. Untuk menghitung variabel

acak x dengan periode ulang tertentu, digunakan rumus umum yang dikemukakan

oleh Ven Te Chow (1951) sebagai berikut:



W K X X T

!

dimana:

XT = Variabel acak dengan periode ulang T tahun

X = Nilai rata-rata dari sampel variabel acak X

W = Nilai simpangan baku dari sampel variabel acak X

K = Faktor frekuensi, tergantung dari jenis distribusi dan periode

ulang T

Untuk distribusi normal, nilai K sama dengan t ( standard normal deviate).

3.1.2.1. Distribusi Log Normal 2 Parameter

Bila logaritma dari variabel acak x, Ln (x), terdistribusi normal, maka dikatakan

bahwa variabel acak x tersebut mengikuti distribusi log normal 2 parameter.

Persamaan PDF dari distribusi Log Normal 2 Parameter adalah :

y

2 y

2

) x(ln

y

e2 x

1 ) x( P

W

Q

TW

!

dimana:

Qy = Nilai rata-rata dari logaritma sampel data variabel x (ln x)

Qy = Nilai simpangan baku dari logaritma sampel data variabel x (ln x)

Faktor frekuensi K untuk Distribusi Log Normal 2 Parameter dapat dihitung dengan

2 cara sebagai berikut:

i) Sama seperti Distribusi Normal di atas, hanya saja sebelumnya semua data di

logaritma lebih dahulu (ln x).

ii) Menggunakan data asli (tanpa di logaritmakan), faktor frekuensi dihitung

dengan rumus berikut (Kite, 1988):

z

1e K

) zln( 1 ) zln( 1t 22

!

2/1

dimana:



z = Koefisien variasi = x

W

t = Standard normal deviate

3.1.2.2. Distribusi Log Normal 3 Parameter

Distribusi Log Normal 2 Parameter di atas mempunyai batas bawah = 0, akan tetapi

sering terjadi batas bawah data pengamatan tidak sama dengan 0. Oleh karena itu

perlu dilakukan modifikasi dengan memberikan batas bawah a. Dengan demikian

variabel x ditransformasi menjadi (x-a) dan distribusi dari ln (x-a) disebut distribusi

Log Normal 3 Parameter. Persamaan PDF Log Normal 3 Parameter adalah:

2 y

y

2

] )a x( [ln

y

2

e2 )a x(

1 ) p( x

WQ

TW

!

dimana:

Qy = Nilai rata-rata dari ln (x-a), parameter bentuk

Qy = Simpangan baku dari ln (x-a), parameter skala

A = Parameter batas bawah

Faktor frekuensi K untuk Distribusi Log Normal 3 Parameter dapat dihitung dengan

2 cara sebagai berikut :

i) Menggunakan standard normal deviate t sebagai berikut:

) yt + y ( e+a= X

T

ii) Menggunakan persamaan faktor frekuensi K sebagai berikut:

2

2 / ) ] z1( ln2

1 ) z1( lnt

z

1e K

22

22

!

3 / 1

3 / 2

2

1 z

[

[!

2

4 g g 2 ![



dimana g adalah koefisien skew dari sampel variabel acak x, sebagai berikut :

3

n

1i

3i

s )2n )( 1n(

) x x( n

g

!§

!

dimana: n =Jumlah sampel data variabel acak x

x = Nilai rata-rata dari sampel variabel acak x

S = Simpangan baku dari sampel variabel acak x

3.1.3. Distribusi Gumbel Tipe I

Persamaan PDF dari Distribusi Gumbel Tipe I adalah:

)e ) x(

x(

e ) x( p FE

FEE

!

sedangkan persamaan CDF adalah :

) x( ee ) x( p

FE !

Distribusi ini mempunyai 2 parameter, yaitu

E : Parameter konsentrasi

F : Ukuran gejala pusat

Karakteristik dari distribusi ini adalah:

Koefisien skew (g) : 1,139

Koefisien Kurtosis : 5,4

Parameter distribusi diperoleh dengan menggunakan metoda momen, hasilnya

adalah:

WE2825 ,1

!

WQ F 45 ,0!

Faktor frekuensi K untuk distribusi Gumbel Tipe I adalah:

n

nT

S

)Y Y ( K

!



¹ º

¸©ª

¨ !

T

1T ln( lnY T

dimana: YT = Reduced variabel Y

T = Periode ulang (tahun)Yn = Nilai rata-rata dari reduced variabel Y, merupakan fungsi dari

jumlah data n

Sn = Simpangan baku dari reduced variabel Y, merupakan fungsi dari

jumlah data n

3.1.4. Distribusi Pearson III

Persamaan PDF dari Distribusi Pearson III adalah:

¹ º ¸©

ª¨

¹ º

¸©ª

¨ ! E

K F

E

K

F+E

x1

e x

)(

1 ) x( p

Distribusi ini mempunyai tiga paramater, yaitu skala, bentuk dan letak, sedangkan

)( F+ adalah fungsi gamma. Penentuan parameter distribusi dengan metoda momen

menghasilkan:

F

WE !

2

g

2¹¹ º

¸©©ª

¨! F

FWQK !

Faktor frekuensi K distribusi Pearson III adalah:

543

2

2

32

6

g

3

1

6

g t

6

g )1t (

6

g )t 6 t (

3

1

6

g )1t ( t K ¹

º

¸©ª

¨¹ º

¸©ª

¨¹ º

¸©ª

¨¹

º

¸©ª

¨}

dimana: t : S tandard normal deviate, tergantung oleh periode ulang Tg : Koefisien skew



3.1.4.1. Distribusi Log Pearson III

Persamaan PDF dari Distribusi Log Pearson III adalah:

¼½

»¬-

«

¼½»¬-«

! E

K F

EK

F+E

xln

e xln )( x

1 ) x( p

1

Distribusi ini mempunyai 3 parameter, yaitu:

E = Parameter skala

F = Parameter bentuk

K = Parameter lokasi

Untuk menghitung variabel acak x dengan periode ulang tertentu, digunakan rumus

berikut:

y K ye X

T

WQ !

dimana :

Qy = Nilai rata-rata dari logaritma sampel data variabel x (ln x)

Wy = Nilai simpangan baku dari logaritma sampel data variabel x (ln x)

K = Faktor frekuensi Distribusi Pearson III

3.1.5. Analisis DebitR

encana

Analisis debit banjir rencana dimaksudkan untuk menentukan besarnya debit

banjir rencana di saluran pembuang utama (dalam hal ini adalah pembuang

alam/sungai) serta debit rencana pada saluran pembuang dari fasilitas jalan maupun

stock yard di lingkungan pertambangan.

Untuk memperkirakan debit rencana dapat dilakukan analisis dengan metoda

rasional dan metode hidrograf. Metode rasional yang biasa digunakan untuk DAS

kecil adalah metoda Haspers, metoda Weduwen, dan metodaR

ational jugadievaluasi dengan hidrograf satuan Sintetis Snyder dengan perangkat lunak HEC-

HMS.



3.1.5.1. Metode Hasper

Persamaan yang digunakan dalam perhitungan debit rencana dengan menggunakan

metoda Hasper adalah sebagai berikut:

Q = f x x x q

(T e 2 jam)

(2 e T e 19 jam)

(19 e T e 30 hari)

dimana:

Q = debit banjir (m3/dtk).

= koefisien runoff (pengaliran).

f = luas daerah pengaliran (km2).

= koefisien reduksi.

r T = intensitas hujan (mm).

q = hujan maksimum (m3/km

2/dtk).

R = curah hujan maksimum (mm).

E !

1 0 012

1 0 075

.

.

x f

x f

0.7

0.7

11

15 122

3 4

F!

T

Tx

f + 3.7 x 10-0.4xT /

T ! 01. x L x i0.8 -0.3

r T

T T T !

x R

x (260 - R

Tr

Tr 1 0 0008 2 2. )( )

r T

T T !

x RTr

1

r T ! 0 707. x R x T +1Tr

qr T!

3 6. x T



Metode Haspers adalah salah satu metode perhitungan banjir dengan dasar metode

rasional. Tahapan perhitungan adalah sebagai berikut :

a. Koefisien aliran (C) dihitung dengan rumus :

C 7,0

7,0

075,01012,01

A

A

!

Dimana :

C = koefisien aliran

A =luas DPS (km2)

b. Koefisien reduksi ( F) dihitung dengan rumus :

1215

107,31

75,0

2

4,0 A

t

t I t

v

v!

F

Dimana :

F = koefisien reduksi

t = waktu konsentrasi (jam)

c. Waktu konsentrasi (t) dihitung dengan rumus :

t = 0,1 L0,9 I-0,3

Dimana :

t = waktu konsentrasi (jam)

L = panjang sungai (km)

I = landai sungai rata-rata

d. Hujan maksimum menurut Haspers dihitung dengan rumus :

Qt

Rt

6,3!

R t = R + Sx U

Dimana

t = waktu curah hujan (jam)

q = hujan maksimum/ debit modul (m3/det/km2)

R = curah hujan maksimum rata-rata (mm)

Sx = simpangan baku

U = variabel simpangan untuk kala ulang T tahun

R t = curah hujan dengan kala ulang T tahun (mm)



e. Berdasarkan Haspers curah hujan dengan periode tertentu ditentukan :

i. Untuk t < 2 jam

R t2

24

24

)2()260(0008,01 t Rt

Rt

!

ii. Untuk 2 jam < t < 19 jam

R t1

24

!

t

Rt

iii. Untuk 19 jam < t < 30 hari

R t = 0,707 . R 24 t + 1

Dimana :

t = waktu curah hujan (jam)

R 24

= curah hujan maksimum dalam 24

jam (mm)R t = curah hujan dengan waktu t jam (mm)

3.1.5.2. Metode R asional

Persamaan yang digunakan dalam metoda R asional adalah sebagai berikut:

dimana:

Q = debit banjir (m3/dtk).

= koefisien pengaliran.

f = luas daerah pengaliran (km2).

r = intensitas hujan (mm/jam).

V = kecepatan aliran (km/jam).

R = curah hujan maksimum (mm).

Q =x r x f

3.6

E

VH

L!

¨

ª©

¸

º¹72

0 6(

.

t LV!

r R

T!

¨

ª©

¸

º¹

24

242 3/



3.1.5.3. Metode Hidrograf Satuan

Debit banjir rencana dapat ditransformasi dari curah hujan rencana menggunakan

hidrograf satuan. Perhitungan dapat dilakukan dengan program HEC-1 yang diupdate

menjadi HEC-HMS.

§!

!

i

j

j i j i X U Q1

1*

dimana

Q(i) : Debit run off dari sub basis pada akhir titik perhitungan dengan

interval i

U(j) : Ordinat ke j dari hidrograf satuan

X(i) : Curah hujan rata-rata pada interval i

Metode Hidrograf Satuan Sintetis Snyder

Metode hidrograf satuan sintetis ini dikembangkan oleh Snyder di Amerika. Untuk

menganalisis hidrograf satuan sintetis dengan metode ini dibutuhkan parameter-

parameter yang dibagi menjadi parameter fisik dan non-fisik. Parameter fisik adalah

luas DPS (A), panjang sungai (L), panjang sungai terhadap titik berat DPS (Lc).

Sedangkan parameter non-fisik adalah Ct, C p, dan n. Tiga parameter non-fisik

tersebut pada umumnya diestimasi melalui proses kalibrasi apabila data hidrograf

aktual di DPS tersedia. Persamaan-persamaan yang digunakan dalam metode ini

antara lain:

c t p LLC t ***75,0!

dimana

t p : time lag, jam

Ct : koefisien, 1,1 - 1,2

L : panjang sungai, km



Lc : panjang sungai dari titik pengamatan ke titik berat DPS

n : koefisien, dapat dipakai 0,3

Jika te> t

r (1 jam) t

p¶ = t

p+ 0,25 ( t

r - t

e)

T p = t p + 0,5 . tr

Jika te < tr (1 jam) T p = t p + 0,5 . tr

dimana

te : lamanya curah hujan efektif, jam

T p : waktu mencapai puncak hidrograf satuan, jamtr : time duration, biasanya 1 jam

p

p

pT

AC Q

**275,0!

dimana

Q p : debit puncak hidrograf, m3/det

C p : koefisien, 0,4 - 0,8

A : luas DPS, km2.

Untuk menggambarkan lengkung hidrograf digunakan metode Alexeyev sebagai

berikut:

t f Q ! , p

Q

QY ! ,

pT

t X !

±À

±¿¾

±°

±¯®

! X-1

exp102

X

aY

045,015,032,1 2 ! PPa

Ah

T Q p p

*

*!P



dimana

h : tinggi hujan efektif, mm

A : luas daerah aliran, km2

3.1.6. Penetapan Debit R encana

Berdasarkan hasil analisis debit banjir dengan berbagai metode seperti diuraikan

pada sub bab sebelumnya, maka perlu ditetapkan atau dipilih besaran banjir yang

kiranya sesuai dengan kondisi setempat.

Dari hasil perhitungan luas DAS yang dihitung pada setiap alur sungai diketahui sub

DAS yang ada sangat kecil. Hasil dari metode rational baik Weduwen, Haspers

maupun R ational cenderung memberikan besaran debit yang sangat besar

dibandingkan dengan luas DAS yang ada. Sedangkan hasil dari metode hidrograf

satuan sintetis Snyder memberikan nilai besaran debit yang cukup realistis.

3.1.7. Perencanaan Lay-Out Sistem Drainase

Dari hasil-hasil pengumpulan data yang telah dilakukan seperti data-data hasil survei,

hasil studi terdahulu, kunjungan lapangan dan data-data lainnya dapat dilakukan

penentuan layout sistem drainase dan lokasi tailing pond. Hasil kegiatan ini adalah

berupa layout sistem drainase. Dalam menentukan layout sistem drainase ini

tentunya mempertimbangkan rencana jalan akses atau jalan raya serta alur pembuang

alam yang ada

3.1.8. Perhitungan Debit Buangan Saluran Drainase

Untuk luas daerah pengaliran sungai (DPS) yang kecil, maka besarnya debit buangan

air hujan bisa dihitung menggunakan Metode R ational, dengan persamaan seperti

berikut :

Q = 0,278 C. I. A.

dimana:

Q = debit buangan (m3/det)

C = koefisien limpasan

I = Intensitas hujan (mm/jam)

A = luas lahan (km2)



Batasan DPS kecil agak sulit, namun sebagai landasan ada kriteria dimana:

j Waktu konsentrasi (tc) kurang dari atau sama dengan satu jam

j Luas DPS kurang dari 2,5 km2

j Mengingat wilayah studi yang relatif kecil, maka pemakaian Metode

R ational

dirasa paling tepat. Metode R ational tidak memperhitungkan hal-hal berikut :

variasi hujan (total atau efektif) dalam waktu dan ruang

waktu konsentrasi jauh lebih kecil dari durasi hujan

limpasan terutama berupa aliran dalam saluran.

Dalam Metode R ational untuk perhitungan debit puncak menggunakan intensitas

curah hujan yang sebanding dengan waktu pengaliran curah hujan dari titik paling

atas sampai di bagian hilir daerah pengaliran yang ditinjau. Intensitas curah hujan

tersebut diperoleh dari Kurva frekuensi intensitas-lamanya (Intensity Duration

Frequency IDF), yang merupakan diagram dari hubungan t sebagai absis dan I

sebagai ordinat. Kurva ini menunjukkan besarnya kemungkinan terjadinya intensitas

curah hujan yang berlaku untuk lamanya curah hujan sembarang, sesuai dengan

periode ulang atau kemungkinan kejadiannya.

3.1.9. Perhitungan Dimensi Saluran Drainase

Untuk menetukan dimensi saluran didasarkan pada besarnya debit buangan serta

kondisi topografi yang ada. Parameter dimensi saluran antara lain adalah kecepatan

aliran dan luas penampang. Sehingga dengan adanya debit buangan serta kemiringan

dasar saluran yang ada maka bisa dihitung penampang salurannya.

Untuk menentukan dimensi saluran menggunakan persamaan kontinuitas :

Q = A x V

dimana:

Q = debit buangan (m3/det)

A = luas penampang basah saluran (m2)

V = kecepatan aliran pada saluran (m/detik)



Besarnya kecepatan pada saluran dihitung dengan persamaan Manning :

V = 1/n. R 2/3

. S1/2

dimana:

n = koefisien kekasaran Manning (besarnya tergantung material saluran yang

digunakan

R = jari-jari hidrolis saluran (A/P) (m)

A = luas penampang (m2)

P = keliling basah saluran (m)

S = kemiringan dasar saluran

a. Koefisien Kekasaran

Besarnya koefisien kekasaran saluran dalam studi ini digunakan n = 0,015,

dimana bahan saluran terbuat dari pasangan batu yang diplester.

b. Dimensi Saluran

Untuk menentukan dimensi saluran dilakukan pendekatan terhadap

perbandingan antara lebar dasar saluran (b) dan dalam saluran (h) yang

dihubungkan dengan kapasitas saluran. Menurut Imam Subarkah, untuk

kapasitas saluran yang kurang dari 0,5 m3/detik maka perbandingan antara b

dan h adalah 1:1, atau lebar dasar saluran sama dengan kedalaman air di

saluran.

c. Kecepatan Aliran

Besarnya kecepatan aliran yang diijinkan tergantung bahan saluran yang

digunakan, kondisi fisik dan sifat-sifat hidrolisnya. Berdasarkan hal

tersebut,maka kecepatan aliran yang diijinkan dibagi atas dua bagian, yaitu

saluran yang tahan erosi yang kecepatan aliran didasarkan pada kecepatan

minimum yang diperbolehkan dan untuk saluran yang tidak tahan erosi

kecepatan alirannya didasarkan pada kecepatan maksimum yang

diperbolehkan.



Kecepatan minimum pada saluran tahan erosi biasanya berkisar antara 0,60 -

0,90 m/det. Sedangkam kecepatan maksimum yang diijinkan pada saluran

tahan erosi menurut USBR sebesar 15 ftps atau 4,5 m/detik.

d. Kemiringan Saluran

Yang dimaksud kemiringan saluran disini adalah kemiringan dasar saluran.

Kemiringan dasar saluran adalah kemiringan saluran arah memanjang yang

pada umumnya dipengaruhi oleh kondisi topografi serta tinggi tekanan yang

diperlukan untuk adanya pengaliran sesuai dengan kecepatan yang diijinkan.

Oleh karena itu kemiringan dasar saluran sedapat mungkin sesuai dengan

kemiringan medan dan harus menyebabkan kecepatan yang "self cleaning".

Kemiringan minimum agar terjadi self cleaning biasanya sesuai dengan

kecepatan minimum yang diijinkan atau kira-kira 0,005 sampai 0,008

tergantung bahan saluran yang digunakan.

Berdasarkan karakteristik lahan dan persyaratan teknis tersebut di atas dihitung

besarnya debit buangan dan dimensi saluran pada masing-masing ruas saluran seperti

disajikan pada tabel-tabel berikut .

Tabel 4.17.P

erhitungan Debit Buangan Saluran Drainase Sal-1

PERHITUNGAN DEBIT BANJIR METODE RASIONAL

Q = 0.278 * C * I * A B. jalan + Lereng 0.035 km

I = 66.598 mm/jam

CATCHM. KOEF. INTENSITAS

RUAS AREA LIMPASAN HUJAN ( I )

km2 C mm/jam m /det

A-B 0.004 0.95 66.60 0.06

B-C 0.007 0.95 66.60 0.12

C-D 0.011 0.95 66.60 0.18

D-E 0.004 0.95 66.60 0.06

E-F 0.007 0.95 66.60 0.12

F-G 0.009 0.95 66.60 0.16

G-H 0.013 0.95 66.60 0.22

H-I 0.016 0.95 66.60 0.28

I-J 0.020 0.95 66.60 0.35

SALURAN 1

Q



Dengan intensitas hujan yang sama, dan luas daerah layanan yang tergantung

dari panjang ruas saluran dan kelerengan lahan di hulunya maka besarnya

debit buangan setiap ruas saluran bisa dihitung.

3.1.10. Penentuan Konstruksi

Sebelum merencanakan dimensi saluran, langkah pertama yang harus

diketahui adalah berapa debit rencananya. Untuk menghitung debit rencana perlu

diketahui berapa luas daerah yang harus dikeringkan oleh saluran tersebut.

Perhitungan besar air yang dibuang adalah berdasarkan tata guna lahan. Langkah

pertama adalah merencanakan tata letak. Tata letak direncanakan berdasarkan peta

kota dan peta topografi. Menetukan letak saluran ± saluran, kemudian menghitung

beban saluran ± saluran tersebut, dari yang terkecil sampai ke saluran induk. Setelah

debit masing - masing saluran diketahui, barulah dilakukan perhitungan dimensi

saluran.

Bentuk penampang saluran drainase dapat merupakan saluran terbuka

maupun saluran tertutup tergantung pada kondisi daerahnya. R umus kecepatan rata ±

rata pada perhitungan dimensi penampang saluran menggunakan rumus Manning,

karena rumus ini mempunyai bentuk yang sangat sederhana.

1. Penampang saluran segi empat

Dalam hal ini maka digunakan persamaan:

vQ Ac

S Rhn

v

/

12

13

2

!

!

dimana :

Nilai V ditentukan terlebih dahulu apakah memakai Vd atau Vt, jika Vt > Vd

maka dalam menghitung Ac menggunakan nilai Vt, begitu sebaliknya. Angka

kekasaran (n) dapat ditentukan berdasarkan jenis permukaan tanah pada DPS yang

ditinjau.

Kemiringan tanah asli = kemiringan dasar saluran (S) dapat diketahui berdasarkan

kondisi topografi.



Jari ± jari hidrolis R h =

2/3

2/1¹ º

¸©ª

¨

S

v xn

Lebar saluran : B = (Ac Rh Rh Ac Ac .2/)).8( 2/122s (m)

Tinggi saluran : h = Ac / B (m)

Keliling basah : P = B + 2h

Tinggi jagaan : FB = 30 % h

Tinggi saluran : H = h + tinggi jagaan

Atau jika dimensi saluran yang diperoleh tidak wajar, maka dibuat kaskade

dengan syarat So < S. Dimensi kaskade dicari dengan rumus :

h = ( Ac /2 )1/2

B = 2h

S o =

2

3/2)

2(

.

±À

±¿¾

±°

±¯®

h

vn

2. Penampang Saluran Trapesium

Dalam hal ini maka digunakan persamaan:

V Q A

S Rhn

v

c /

12

13

2

!

!

Angka kekasaran ditentukan berdasarkan jenis bahan yang digunakan.Kemiringan dasar saluran (S) ditentukan berdasarkan topografi (atau disebut S =

0,0006).

Kemiringan dinding saluran berdasarkan bahan yang digunakan

Luas Penampang : A = (b + mh)h

Keliling Basah : P = b +2h 21 m

Jari jari hidrolis : Rh = A / P

Tinggi jagaan : FB =25 %



Dalam perancangan drainase , diperlukan bermacam ± macam bangunan yang

berfungsi sebagai sarana untuk :

a. Memperlancar surutnya genangan yang mungkin timbul di atas permukaan jalan

karena debit (Q) hujan rencana.

b. Memperlancar arus saluran

c. Mengamankan dari bahaya degradasi pada dasar saluran

d. Mengatur saluran terhadap pasang surut, khususnya di daerah pantai

Adapun bangunan ± bangunan sebagaimana tersebut di atas adalah :

a. Inlet tegak

Ditempatkan pada jarak ± jarak tertentu di sepanjang tepi jalan (KER B) atau pada

pertemuan KER B di perempatan jalan.

b. Inlet datar Ditempatkan di pertigaan jalan, dimana pada arah melintang jalan terdapat

saluran.

c. Grill

Ditempatkan pada perempatan jalan, dimana di bawahnya terdapat saluran,

yang berfungsi menerima air yang melewatinya. Berada pada tempat yang terendah

dari jalan yang menurun.

d. Manhole

Bangunan ini diletakkan pada jarak ± jarak tertentu di sepanjang trotoar,

berfungsi untuk pemeliharaan saluran.

e. Gorong - gorong

Bangunan ini dibuat untuk menghubungkan saluran di kaki bukit melintang

jalan di bawahnya dan berakhir di sisi bawah dari bangunan penahan tanah yang

mendukung struktur jalan tersebut.

Perhitungan dimensi gorong ± gorong :

v An

gz AnQ

..

2.

!

!



Dimana:

Q = debit aliran (m3/det)

n = koefisien debit (dapat dilihat pada tabel 4.5)

A = luas gorong ± gorong (m2)

g = percepatan gravitasi (= 9,81 m/det2)

z = kehilangan tinggi energi pada gorong ± gorong

Tabel 5. Koefisien Debit

S umber : Modul Prinsip ± Prinsip Dasar S istem Drainase

Kehilangan tinggi tenaga

Hmasuk = koefisien masuk . (va ± v)2/2g

Keterangan :

Koefisien masuk = 0,8

va = kecepatan aliran pada saluran

v = kecepatan dalam gorong ± gorong

g = percepatan gravitasi (= 9,81 m/det2)

Kecepatan dalam gorong ± gorong 1 ± 2 m/det

f. Jembatan

Bangunan ini dimaksudkan untuk mendukung pipa (saluran air/minyak) atau

jalan yang melintang saluran drainase.

g. Bangunan Terjun

Bangunan ini diperlukan bila penempatan saluran terpaksa harus melewati

jalur dengan kemiringan dasar (S) yang cukup besar.

Tinggi dasar

dibangun sama

dengan saluran

Tinggi dasar dibangun lebih tinggi dari dasar

saluran

Sisi N Ambang Sisi n

Segi

empat

Bulat

0,8

0,9

Segi empat

Bulat

Bulat

Segi empat

Segi empat

Bulat

0,72

0,76

0,85



h. Ground Sill

Bangunan ini ditempatkan melintang saluran pada jarak ± jarak tertentu sehingga

dapat berfungsi sebagai pengaman terhadap bahaya degradasi terhadap dasar saluran.

i. Pintu Air

Bangunan pintu air dapat berupa manual maupun otomatis, berfungsi sebagai

penahan air pasang atau banjir.

3.1.11. Analisa Perencanaan

Perencanaan jaringan sistem drainase dimulai dengan penentuan blok-blok

wilayah perencanaan. Blok Wilayah perencanaan ditentukan berdasarkan jalan yang

ada sehingga saluran drainase dibuat mengikuti sisi-sisi jalan yang ada. Hal ini dapat

menghemat biaya pembuatan saluran baru.Selanjutnya dibuat lay-out rencana sistem drainase dengan arah pengaliran

mengikuti pola topografi yaitu dari daerah berelevasi tinggi menuju daerah

berelevasi rendah sehinga pengaliran dapat dilakukan dengan cara gravitasi.

Pada daerah perencanaan, pengaliran dimulai dari bagian barat dan utara

menuju sungai yang ada di bagian selatan wilayah. Lay-out aliran sistem drainase

dibuat dengan prinsip saluran terpendek dan dibuang (disalurkan) menuju sungai

terdekat.

Saluran drainase yang direnanakan mengikuti yang saluran drainase eksisting

yaitu menggunakan saluran terbuka dengan bentuk segi empat. Bentuk saluran ini

dapat menyalurkan air hujan dengan debit yang cukup besar yang sifat alirannya

terus menerus dengan fluktuasi kecil.

Besarnya debit buangan (debit rencana) diperoleh berdasarkan luas blok yang

akan didrain, intensitas hujan yang telah dihitung serta koefisien limpasan masing-

masing blok. Dalam perencanaan ini, dimensi saluran drainase ditentukan dengan

pertimbangan bahwa dimensi tersebut dapat mengalirkan debit puncak (debit desain).

Pada perencanaan kali ini saluran terbuka yang dipilih yaitu, saluran terbuka

segi empat karena saluran drainase yang berbentuk segi empat tidak banyak

membutuhkan ruang dan berfungsi untuk saluran air hujan, air rumah tangga maupun

air irigasi.



Sistem jaringan drainase selain sistem tertutup juga bisa berupa sistem

terbuka dengan pertimbangan bahwa pada saluran tertutup tidak terlalu banyak

memakan lahan karena lahan di atasnya masih dapat digunakan untuk keperluan

yang lain seperti jalan atau trotoar di samping itu dari segi estetika dan kesehatan

lingkungan pada saluran tertutup diharapkan tidak menimbulkan bau dan

meningkatkan populasi nyamuk. Namun pada kenyataannya saluran drainase

perkotaan banyak yang memakai sistem terbuka dengan pertimbangan untuk

memudahkan dalam operasional dan pemeliharaan.



IV. KESIMPULAN

Sistem drainase sangat penting dan harus diperhatikan dalam kehidupan kita

sehari. Karena fungsi drainase dapat mengeringkan bagian wilayah kota dari

genangan sehingga tidak menimbulkan dampak negatif, mengalirkan air permukaan

ke badan air terdekat secepatnya, mengendalikan kelebihan air permukaan yang

dapat dimanfaatkan untuk persediaan air dan kehidupan akuatik dan meresapkan air

permukaan untuk menjaga kelestarian air tanah.

Untuk merencanakan desain sistem drainase harus memperhatikan faktor-

faktor berpengaruh antaralain, curah hujan, topografi wilayah, debit air hujan dan

sebagainya serta untuk untuk mewujudkan sistem drainase yang baik harus

disesuaikan dengan ketentuan-ketentuan yang berlaku.



DAFTAR PUSTAKA

Hardjoyosuprapto, Masduki. 1990. Drainase Perkotaan (volume I). Unoversitas

Gajah Mada; Yogyakarta

R SJDT (R encana Sistem Jaringan Drainase Tersier), BAPPEKO Surabaya

Suripin, M.Eng. Dr. Ir. 2004. Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. ANDI

OFFSET: Yogyakarta.

Wesli. 2008. Drainase Perkotaan. Graha Ilmu: Yogyakarta

tugas mata kuliah drainae

Documents