BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN TEORI

2.1. Umum

Infrastruktur air perkotaan meliputi tiga sistem yaitu sistem air bersih

(urban water supply), sistem sanitasi (waste water) dan sistem drainase air hujan

(strom Water system). Ketiga sistem tersebut saling terkait, sehingga idealnya

dikelola secara integrasi. Hal ini sangat penting untuk mengoptimalkan

pemanfaatan sumberdaya dan fasilitas, menghindari ketumpang-tindihan tugas

dan tanggung jawab, serta keberlanjutan pemanfaatan sumberdaya air.

Sistem air bersih meliputi pengadaan (acquisition), pengolahan (treatment),

dan pengiriman/pendistribusian (delivery) air bersih ke pelanggan baik domestik,

komersil, industri, maupun sosial. Sistem sanitasi dimulai dari titik keluarnya

sistem air bersih. Sistem pengumpul mengambil air buangan domestik, komersil,

industri dan kebutuhan umum. Ada dua istilah yang banyak dipakai untuk

mendiskripsikan sistem air buangan (wastewater system) yaitu, “wastewater” dan

“sewage”. Air buangan digunakan untuk menunjukkan perpipaan, stasiun pompa,

dan fasilitas yang menangani air buangan (wastewater). Sedangkan “sanitary

sewage” merupakan peristilahan umum yang biasanya untuk permukiman.

2.2. Pengertian Drainase

9

Drainase yang berasal dari bahasa Inggris yaitu drainage mempunyai arti

mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air. Secaraumum,drainase

dapat didefinisikan sebagai suatu tindakan teknis untukmengurangi kelebihan air,

baik yang berasal dari air hujan, rembesan,maupun kelebihan air irigasi dari suatu

kawasan atau lahan,sehinggafungsi kawasan atau lahan tidak terganggu (Suripin,

2004).

Selain itu, drainase dapat juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol

kualitas air tanah. Jadi, drainase menyangkut tidak hanya air permukaan tapi juga

air tanah. Sesuai dengan prinsip sebagai jalur pembuangan maka pada waktu

hujan, air yang mengalir di permukaan diusahakan secepatnya dibuang agar tidak

menimbulkan genangan yang dapat mengganggu aktivitas dan bahkan dapat

menimbulkan kerugian (R. J. Kodoatie, 2005).

Drainase merupakan salah satu fasilitas dasar yang dirancang sebagai sistem

guna memenuhi kebutuhan masyarakat dan merupakan komponen penting dalam

perencanaan kota (perencanaan infrastruktur khususnya). Berikut beberapa

pengertian drainase. Menurut Dr. Ir. Suripin, M.Eng. (2004;7) drainase

mempunyai arti mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air. Secara

umum, drainase didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi

untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau

lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Drainase juga diartikan

10

sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dengan

salinitas. Drainase yaitu suatu cara pembuangan kelebihan air yang tidak

diinginkan pada suatu daerah, serta cara-cara penangggulangan akibat yang

ditimbulkan oleh kelebihan air tersebut. (Suhardjono 1948:1). Dari sudut pandang

yang lain, drainase adalah salah satu unsur dari prasarana umum yang dibutuhkan

masyarakat kota dalam rangka menuju kehidupan kota yang aman, nyaman,

bersih, dan sehat. Prasarana drainase disini berfungsi untuk mengalirkan air

permukaan ke badan air (sumber air permukaan dan bawah permkaan tanah) dan

atau bangunan resapan. Selain itu juga berfungsi sebagai pengendali kebutuhan air

permukaan dengan tindakan untuk memperbaiki daerah becek, genangan air dan

banjir. Sehingga dapat disimpulkan drainase adalah suatu system untuk

menangani kelebihan air. Kelebihan air yang perlu ditangani atau dibuang

meliputi:

- Air atau aliran/limpasasn diatas permukaan tanah(surface flowatau surface run

off)

- Aliran bawah tanah(subsurface flow atau subflow)

Pada dasarnya drainase tidak diperlukan bila kelebihan air yang tidak

menimbulkan permasalahan bagi masyarakat. Drainase diperlukan bila air

kelebihan menggenang pada daerah-daerah yang mempunyai nilai ekonomis

seperti daerah perkotaan, pertanian, industri, dan pariwisata.

11

2.3. Fungsi Drainase

Adapun fungsi drainase menurut R. J. Kodoatie adalah:

- Membebaskan suatu wilayah (terutama yang padat dari permukiman) dari

genangan air, erosi, dan banjir.

- Karena aliran lancar maka drainase juga berfungsi memperkecil resiko

kesehatan lingkungan bebas dari malaria (nyamuk) dan penyakit lainnya.

- Kegunaan tanah permukiman padat akan menjadi lebih baik karena

terhindar dari kelembaban.

- Dengan sistem yang baik tata guna lahan dapat dioptimalkan dan juga

memperkecil kerusakan-kerusakan struktur tanah untuk jalan dan bangunan

lainnya.

2.4. Sistem Drainase

Secara umum sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian

bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air

dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal

(Suripin, 2004). Dilihat dari hulunya, bangunan sistem drainase terdiri dari

saluran penerima (interceptor drain), saluran pengumpul (collector drain), saluran

pembawa (conveyor drain), saluran induk (main drain) dan badan air penerima

(receiving waters). Di sepanjang sistem sering dijumpai bangunan lainnya,

seperti gorong-gorong, siphon, jembatan air (aquaduct), pelimpah, pintu-pintu air,

12

bangunan terjun, kolam tando dan stasiun pompa. Pada sistem yang lengkap,

sebelum masuk ke badan air penerima, air diolah dahulu di instalasi pengolah air

limbah (IPAL), khususnya untuk sistem tercampur. Hanya air yang telah

memenuhi baku mutu tertentu yang dimasukan ke badan air penerima, sehingga

tidak merusak lingkungan.

Menurut R. J. Kodoatie sistem jaringan drainase di dalam wilayah kota

dibagi atas 2 (dua) bagian yaitu:

- Sistem drainase mayor adalah sistem saluran yang menampung dan

mengalirkan air dari suatu daerah tangkapan air hujan (Catchment Area).

Biasanya sistem ini menampung aliran yang berskala besar dan luas seperti

saluran drainase primer.

- Sitem drainase minor adalah sistem saluran dan bangunan pelengkap drainase

yang menampung dan mengalirkan air dari daerah tangkapan hujan dimana

sebagian besar di dalam wilayah kota, contohnya seperti saluran atau selokan

air hujan di sekitar bangunan. Dari segi kontruksinya sistem ini dapat

dibedakan menjadi sistem saluran tertutup dan sistem saluran terbuka.

Konsep dasar pengembangan sistem drainase yang berkelanjutan adalah

meningkatkan daya guna air, meminimalkan kerugian, serta memperbaiki dan

konservasi lingkungan (Suripin, 2004). Untuk itu diperlukan usaha-usaha yang

komprehensif dan integratif yang meliputi seluruh proses, baik yang bersifat

13

struktural maupun non struktural, untuk mencapai tujuan tersebut. Konsep Sistem

Drainase yang Berkelanjutan prioritas utama kegiatan harus ditujukan untuk

mengelola limpasan permukaan dengan cara mengembangkan fasilitas untuk

menahan air hujan.

2.5. Jenis – Jenis Drainase

Drainase secara umum dibagi menjdai dua bagian yaitu drainase permukaan

tanah ( Surface drainage ) dan drainase bawah permukaan tanah ( Sub surface

drainage ). Dalam perencanaan keduanya memilki konsep dasar yang berbeda,

namun dalam perencanaan system drainase tentu perlu direncanakan baik

drainase permukaan maupun drainase bawah permukaan.

1. Drainase Permukan:

a. Drainase Perkotaan

Semua kota-kota besar mempunyai system drainase untuk pembuangan

airhujan. Aliran permukaan dialirkan melalui saluran tersier, sekunder,

kemudian berkumpul di saluran primer (utama) untuk kemudian dibuang ke

dalam sungai, danau, laut. Pembuangan sedapat mungkin dilakukan dengan

cara gravitasi, apabila tak mungkin maka digunakan system pompa dengan

bangunan pendukung. Saluran dapat berupa saluran tertutup ataupun saluran

terbuka yang sesuai dengan kebutuhan dan system pemeliharaan yangada.

14

Dilihat dari cara pemeliharaan saluran terbuka lebih mudah dibandingkan yang

tertutup.

b. Drainase Lahan

Drainase lahan bertujuan membuang kelebihan air permukaan dari suatu

daerah atau menurunkan taraf muka air tanah sampai dibawah daerah akar,

untuk memperbaiki tumbuhnya tanaman atau menurunkan akumulasi garam-

garam tanah, kondisi ini difungsikan untuk pertanian dan perkebunan.

c. Drainase Jalan

Drainase jalan raya dibedakan untuk perkotaan dan luar kota. Umumnya di

perkotaan dan luar perkotaan drainase jalan raya selalu mempergunakan

drainase muka tanah (Surface drainage). Di perkotaan saluran muka tanah

selalu ditutup sebagai bahu jalan atau trotoar. Walaupun juga sebagaiman

diluar perkotaan, ada juga saluran drainase muka tanah tidak tertutup (terbuka

lebar), dengan sisi atas saluran rata dengan muka jalan sehingga air dapat

masuk dengan bebas. Drainase jalan raya pi perkotaan elevasi sisi atas selalu

lebih tinggi dari sisi atas muka jalan .Air masuk ke saluran melalui inflet. Inflet

yang ada dapat berupa inflet tegak ataupun inflet horizontal. Untuk jalan raya

yang lurus, kemungkinan letak saluran pada sisi kiri dan sisi kanan jalan. Jika

jalan ke arah lebar miring ke arah tepi, maka saluran akan terdapat pada sisi

tepi jalan atau pada bahu jalan, sedangkan jika kemiringan arah lebar jalan kea

15

rah median jalan maka saluran akan terdapat pada median jalan tersebut. Jika

jalan tidak lurus ,menikung, maka kemiringan jalan satu arah , tidak dua arah

seperti jalan yang lurus. Kemiringan satu arah pada jalan menikung ini

menyebabkan saluran hanya pada satu sisi jalan yaitu sisi yang rendah. Untuk

menyalurkan air pada saluran ini pada jarak tertentu,direncanakan adanya pipa

nol yang diposisikan dibawah badan jalan untuk mengalirkan air dari saluran.

2. Drainase Bawah Permukaan

a. Drainase Lapangan Bola

b. Drainase Lapangan Terbang / Bandar Udara

2.6. Definisi Sungai

Secara umum sungai berarti aliran air yang besar. Secara ilmiah sungai

adalah perpaduan alur sungai dan aliran air.

Sungai merupakan suatu alur yang panjang di atas permukaan bumi tempat

mengalirnya air yang berasal dari hujan. Aliran air marupakan bagian yang

senantiasa tersentuh oleh air. Daerah aliran sungai merupakan lahan total dan

permukaan air yang dibatasi oleh suatu batas-air topografi dan yang dengan salah

satu cara memberikan sumbangan terhadap debit suatu sungai pada suatu irisan

melintang (Sehyan, 1990:6).

Sebuah sungai dapat dibagi menjadi beberapa bagian yang berbeda sifat-sifatnya

(Mulyono, H. R, 2007:3)

16

a. Hulu sungai berarus deras dan turbulent atau torrential river yang dapat berupa

sungai jeram atau rapids river atau sungai jalin atau braided river.

b. Sungai alluvial.

c. Sungai pasang surut atau tidal river.

d. Muara sungai atau estuary.

e. Mulut sungai atau tidal inlet yaitu bagian laut yang langsung berhubungan

dengan muara dimana terjadi interaksi antara gelombang laut dan aliran air yang

ke luar masuk melewati muara.

f. Delta sungai yang berupa dataran yang terbentuk oleh sedimentasi di dalam

muara dan mulut sungai delta ini perlu ditinjau karena berpengaruh terhadap sifat-

sifat sungai dimana delta ini terbentuk di dalam muaranya.

2.7. Peranan Sungai

Sungai sebagai aset negara yang bernilai dan perlu dipelihara. Sungai mempumyai

peranan dalam kehidupan manusia di seluruh dunia, sehingga pada saat ini sungai

masih mempunyai hubungan yang sangat erat dengan kehidupan kita sehari-hari.

Peranan sungai selain sebagai pembangkit listrik tenaga air, sungai juga berperan

sebagai sumber air untuk sarana irigasi, penyedia air minum, dan masih banyak

lagi yang lainnya.

17

Ada dua fungsi utama yang diberikan alam kepada sungai yang ke-duanya

berlangsung secara bersamaan dan saling mempengaruhi (Mulyono, H. R,

2007:6).

a. Mengalirkan air.

Air hujan yang jatuh pada sebuah daerah aliran sungai (DAS) akan terbagi

menjadi akumulasi-akumulasi yang tertahan sementara di situ sebagai air tanah

dan air permukaan, serta runoff yang akan memasuki alur sebagai debit sungai

dan terus dialirkan ke laut.

b. Mengangkut sediment hasil erosi pada DAS dan alurnya.

2.8. Permasalahan Drainase

Banjir merupakan kata yang sangat populer di Indonesia. Khususnya pada

musim hujan, mengingat hampir semua kota di Indonesia mengalami bencana

banjir. Banjir merupakan proses meluapnya air sungai ke daratan sehingga

dapat menimbulkan kerugian harta benda penduduk serta dapat menimbulkan

korban jiwa. Banjir dapat merusak bangunan, sarana dan prasarana,

lingkungan hidup serta merusak tata kehidupan masyarakat, maka sudah

semestinya dari berbagai pihak perlu memperhatikan hal-hal yang dapat

mengakibatkan banjir dan sedini mungkin diantisipasi, untuk memperkecil

kerugian yang ditimbulkan (Kodoatie, J. Robert dan Sugiyanto, 2002:73).

18

Banjir dan bencana akibat banjir dapat terjadi karena faktor alamiah

maupun pengaruh perlakuan masyarakat terhadap alam dan lingkungannya.

Pada diagram mekanisme terjadinya banjir dan bencana, terlihat bahwa faktor

alamiah yang utama adalah curah hujan. Faktor alami lainnya adalah erosi

dan sedimentasi kapasitas sungai, kapasitas drainasi yang tidak memadai,

pangaruh air pasang, perubahan kondisi DPS, dll. Sedangkan faktor non-

alamiah penyebab bnjir adalah adanya pembangunan kompleks perumahan

atau pembukaan suatu kawasan untuk lahan usaha yang bertujuan baik

sekalipun, tanpa didasari dengan pengaturan yang benar akan menimbulkan

aliran permukaan yang besar atau erosi yang menyebabkan pendangkalan

aliran sungai. Akibatnya, debit pengaliran sungai yang terjadi akan lebih

besar dari pada kapasitas pengaliran air sungai sehingga terjadilah banjir.

Usaha pengendalian dan penanggulangan banjir pada suatu pihak dan

perlakuan masyarakat terhadap lingkungannya di pihak lain akan

memberikan pengaruh yang sangat besar terhadap fenomenan hujan-banjir-

bencana. Pengaruh kedua hal tersebut dapat saling menunjang perbaikan

keadaan, saling meniadakan atau memperburuk keadaan.

Bergantung pada tingkat kerawanan dan kewaspadaan masyarakat di daerah

potensial bencana, banjir dapat menimbulkan bencana. Misalnya, pemukiman

daerah retensi banjir atau daerah bantaran sungai, suatu saat pasti akan

19

terlanda banjir. Bila menjelang banjir penghuni daerah tersebut

mengungsikan diri dan harta bendanya akan berkurang.

Keberhasilan usaha penanggulangan banjir dan bencana akibat banjir dapat

diperoleh tanpa peran serta dari masyarakat. Di samping itu suksesnya

program pengendalian banjir juga tergantung dari aspek lainnya yang

menyangkut sosial, ekonomi, lingkungan, institusi, kelembagaan dan lainnya.

Sistem drainase konvensional adalah sistem drainase dimana air hujan

dibuang atau dialirkan ke sungai dan diteruskan sampai ke laut. Berbeda

dengan sistem drainase berkelanjutan, sistem ini bertujuan hanya membuang

atau mengalirkan air hujan agar tidak menggenang, sehingga tidak diperlukan

fasilitas resapan air hujan seperti sumur resapan, kolam, dan fasilitas lainnya.

Banjir adalah suatu kondisi fenomena bencana alam yang memiliki hubungan

dengan jumlah kerusakan dari sisi kehidupan dan material. Banyak faktor yang

menyebabkan terjadinya banjir. Secara umum penyebab terjadinya banjir di

berbagai belahan dunia (Suripin, 2004) adalah :

1. Pertambahan penduduk yang sangat cepat, di atas rata-rata pertumbuhan

nasional, akibat urbanisasi baik migrasi musiman maupun permanen.

Pertambahan penduduk yang tidak diimbangi dengan penyediaan prasarana dan

sarana perkotaan yang memadai mengakibatkan pemanfaatan lahan perkotaan

menjadi tidak teratur.

20

2. Keadaan iklim; seperti masa turun hujan yang terlalu lama, dan

mengakibatkan banjir sungai. Banjir di daerah muara pantai umumnya

disebabkan karena kombinasi dari kenaikan pasang surut, tinggi muka air

laut dan besarnya ombak yang di asosiasikan dengan terjadinya gelombang

badai yang hebat.

3. Perubahan tata guna lahan dan kenaikan populasi; perubahan tata guna lahan

dari pedesaan menjadi perkotaan sangat berpotensi menyebabkan banjir.

Banyak lokasi yang menjadi subjek dari banjir terutama daerah muara.

Perencanaan penaggulangan banjir merupkan usaha untuk menanggulangi

banjir pada lokasi-lokasi industri, komersial dan pemukiman. Proses

urbanisasi, kepadatan bangunan, kepadatan populasi memiliki efek pada

kemampuan kapasitas drainase suatu daerah dan kemampuan tanah

menyerap air, dan akhirnya menyebabkan naiknya volume limpasan

permukaan. Meskipun luas area perkotaan lebih kecil dari 3 % dari

permukaan bumi, tapi sebaliknya efek dari urbanisasi pada proses terjadinya

banjir sangat besar.

4. Land subsidence; adalah proses penurunan level tanah dari elevasi

sebelumnya. Ketika gelombang pasang datang dari laut melebihi aliran

permukaan sungai, area land subsidence akan tergenangi.

Drainase sering diabaikan oleh ahli hidraulik dan seringkali direncanakan seolah-

21

olah bukan pekerjaan penting, atau paling tidak dianggap kecil dibandingkan

dengan pekerjaan-pekerjaan pengendalian banjir. Padahal pekerjaan drainase

merupakan pekerjaan yang rumit dan kompleks, bisa jadi memerlukan biaya,

tenaga dan waktu yang lebih besar dibandingkan dengan pekerjaan pengendalian

banjir. Secara fungsional, sulit memisahkan secara jelas sistem drainase dan

pengendalian banjir. Namun, secara praktis kita dapat mengatakan bahwa

drainase menangani kelebihan air sebelum masuk ke alur-alur besar atau sungai.

Drainase yang kurang baik akan mengakibatkan berbagai macam masalah yang

bisa merugikan manusia itu sendiri. Salah satunya adalah masalah banjir.

Adapun penanggulangan umum banjir dapat dikategorikan menjadi pendekatan

struktur dan non struktur:

1. Pendekatan struktur.

Penanggulangan banjir dengan melakukan pembangunan fisik seperti memenuhi

syarat sungai yang ideal seperti adanya sudetan, pembuatan penampungan air,

kemampuan pengaliran air ke sungai lainnya dan dengan kombinasi di antaranya.

Pendekatan ini membutuhkan waktu untuk perencanaan dan pelaksanaan serta

biaya yang besar, namun dapat menghilangkan banjir atau genangan yang terjadi

pada suatu daerah.

2. Pendekatan non struktural.

Penanggulangan banjir dengan membuat sistem ramalan dan pemugaran secara

22

dini. Pengembangan ini membutuhkan perangkat keras dan perangkat lunak.

Perangkat keras yang diperlukan ini meliputi komputer, sensor hujan dan muka

air, telpon atau satelit, master stasiun dan lain lain. Sedangkan perangkat lunak

seperti meter hidrologi, model hidrolik dan model operasi bangunan air yang ada.

Pendekatan ini relatif murah, namun sistem penanggulangannya bukan

menghubungkan dengan banjir yang ada, namun memberikan peringatan dini

terhadap banjir sehingga dapat mengurangi kerugian yang besar. Dan juga

diperlukan partisipasi masyarakat untuk mencegah terjadinya banjir.

2.9. Dasar-dasar dan Kriteria Perencanaan Drainase

Tujuan perencanaan ini adalah untuk mengalirkan genangan air sesaat yang

terjadi pada musim hujan serta dapat mengalirkan air kotor hasil buangan dari

rumah tangga. Kelebihan air atau genangan air sesaat terjadi karena

keseimbangaan air pada daerah terentu terganggu. Disebabkan oleh air yang

masuk dalam daerah tertentu lebih besar dari air keluar. Pada daerah perkotaan,

kelebihan air terjadi oleh air hujan. Kapasistas infiltrasi pada daerah perkotaan

sangat kecil sehingga terjadi limpasan air sesaat setelah hujan turun. Dalam

perancangan saluran drainase akan digunakan dasar-dasar perancangan saluran

tahan erosi yaitu saluran yang mampu menahan erosi dengan memuaskan dengan

cara mengatur kecepatan maupun menggunakan dinding dan dasar diberi lapisan

yang berguna menahan erosi maupun mengontrol kehilangan rembesan.

23

Kriteria dalam perencanaan dan perancangan drainase perkotaan yang

umum (Suripin, 2004) yaitu :

1. perencanaan drainase haruslah sedemikian rupa sehingga fungsi fasilitas

drainase sebagai penampung, pembagi dan pembuang air dapat sepenuhnya

berdaya guna dan berhasil guna.

2. Pemilihan dimensi dari fasilitas drainase haruslah mempertimbangkan faktor

ekonomis dan faktor keamanan.

Konsep dasar pengembangan sistem drainase yang berkelanjutan adalah

meningkatkan daya guna air, meminimalkan kerugian, serta memperbaiki dan

konservasi lingkungan (Suripin, 2004). Untuk itu diperlukan usaha-usaha yang

komprehensif dan integratif yang meliputi seluruh proses, baik yang bersifat

struktural maupun non struktural, untuk mencapai tujuan tersebut. Konsep Sistem

Drainase yang Berkelanjutan prioritas utama kegiatan harus ditujukan untuk

mengelola limpasan permukaan dengan cara mengembangkan fasilitas untuk

menahan air hujan.

Perencanaan drainase haruslah mempertimbangkan pula segi kemudahan dan

nilai ekonomis dari pemeliharaan sistem drainase

2.9.1. Analisis Hidrologi

Analisis hidrologi adalah kumpulan keterangan atau fakta mengenai

fenomena hidrologi (Suripin, 2004). Fenomena hidrologi sebagai mana telah

24

dijelaskan di bagian sebelumnya adalah kumpulan keterangan atau fakta mengenai

fenomena hidrologi. Fenomena hidrologi seperti besarnya curah hujan,

temperature, penguapan, lama penyinaran matahari, kecepatan angin, debit sungai,

tinggi muka air, akan selalu berubah menurut waktu. Untuk suatu tujuan tertentu

data-data hidrologi dapat dikumpulkan, dihitung, disajikan, dan ditafsirkan

dengan menggunkan prosedur tertentu.

1. Analisis Hujan

Hujan merupakan komponen yang amat penting dalam analisis hidrologi

pada perancangan debit untuk menentukan dimensi saluran drainase.

Mengingat hujan sangat bervariasi terhadap tempat (space), maka untuk

kawasan sangat luas tidak bisa diwakili satu titik pos pengukuran. Dalam hal

ini diperlukan hujan kawasan yang diperoleh dari harga rata-rata curah hujan

beberapa pos pengukuran hujan yang ada disekitar kawasan tersebut. Ada 3

macam cara yang umum dipakai dalam menghitung hujan rata-rata kawasan

: (1) rata-rata aljabar, (2) poligon thiessen dan (3) isohyet.

2. Curah Hujan Maksimum Harian rata-rata

Curah hujan diperlukan untuk menentukan besarnya intensitas yang

digunakan sebagai prediksi timbulnya aliran permukaan wilayah. Curah

hujan yang digunakan dalam analisis adalah curah hujan harian maksimum

rata-rata dalam satu tahun yang telah dihitung. Perhitungan data hujan

25

maksimum harian rata-rata harus dilakukan secara benar untuk analisis

frekuensi data hujan.

3.Analisis Frekuensi dan Probabilitas

Sistem hidrologi kadang-kadang dipengaruhi oleh peristiwa-peristiwa yang

luar biasa (ekstrim), seperti hujan lebat, banjir dan kekeringan. Besarnya

peristiwa berbanding terbalik dengan frekuensi kejadiannya, peristiwa yang

luar biasa ekstrim kejadiannya sangat langka. Tujuan analisis frekuensi data

hidrologi adalah berkaitan dengan besaran peristiwa-peristiwa ekstrim yang

berkaitan dengan frekuensi kejadiannya melalui penerapan distribusi

kemungkinan. Data hidrologi yang dianalisis diasumsikan tidak

bergantung (independent) dan terdistribusi secara acak serta bersifat

stokastik.

Analisis frekuensi diperlukan seri data hujan yang diperoleh dari pos

pengukuran hujan, baik manual maupun otomatis. Analisis frekuensi ini

didasarkan pada sifat statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh

probabilitas besaran hujan di masa yang akan datang.

Dengan anggapan bahwa sifat statistik kejadian hujan yang akan datang masih

sama dengan sifat statistik kejadian hujan masa lalu. Ada dua macam seri data

yang dipergunakan dalam analisis frekuensi, yaitu :

a. Data maksimum tahunan

26

Data tiap tahun diambil hanya satu besaran maksimum yang dianggap

berpengaruh pada analisis selanjutnya. Seri data seperti ini dikenal

dengan seri data maksimum (maximum anual series). Jumlah data

dalam seri akan sama dengan panjang data yang tersedia. Dalam cara

ini, besaran data maksimum kedua dalam suatu tahun yang mungkin lebih

besar dari besaran data maksimum dalam tahun yang lain tidak

diperhitungkan pengaruhnya dalam analisis.

b . Se r i pa r s i a l

Data dalam seri dapat ditetapkan suatu besaran tertentu sebagai batas

bawah, selanjutnya semua besaran data yang lebih besar dari batas bawah

tersebut diambil dan dijadikan bagian seri data untuk kemudian dianalisis

seperti biasa. Pengambilan batas bawah dapat dilakukan dengan sistem

peringkat, di mana semua besaran data yang cukup besar diambil,

kemudian diurutkan dari besar ke kecil. Data yang diambil untuk analisis

selanjutnya adalah sesuai dengan panjang data dan diambil dari

besaran data yang paling besar. Dalam hal ini dimungkinkan

dalam satu tahun data yang diambil lebih dari satu data, sementara tahun

yang lain tidak ada data yang di ambil.

Dalam analisis frekuensi, hasil yang diperoleh tergantung pada kualitas dan

panjang data. Makin pendek data yang tersedia, makin besar penyimpangan

27

yang terjadi. Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi

frekuensi dan empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam

bidang hidrologi adalah :

a. Distribusi Normal,

b. Distribusi Log Normal,

c. Distribusi Log-Person III, dan

d. Distribusi Gumbel.

Dalam statistik dikenal beberapa parameter yang berkaitan dengan

analisis data yang meliputi rata-rata, simpangan baku, koofisien

variasi, dan koofisien skewness (kecondongan atau kemencengan).

4. Uji Kecocokan

Diperlukan penguji parameter untuk menguji kecocokan (the goodness of

fittest test) distribusi frekuensi sampel data terhadap fungsi distribusi

peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili

distribusi. Pengujian parameter yang sering dipakai adalah chi-kuadrat

5.Analisis Intensitas Hujan

Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan per satuan

waktu. Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung

intensitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar periode

ulangnya makin tinggi pula intensitasnya. Hubungan antara

28

intensitas, lama hujan dan frekuensi hujan biasanya dinyatakan dalam

lengkung Intensitas-Durasi-Frekuensi (IDF=IntensityDuration-Frequency

Curve).Diperlukan data hujan jangka pendek, misalnya 5 menit, 10

menit, 30 menit, 60 menit dan jam-jaman untuk membentuk lengkung

IDF. Data hujan jenis ini hanya dapat diperoleh dari pos penakar hujan

otomatis. Selanjutnya, berdasarkan data hujan jangka pendek tersebut

lengkung IDF dapat dibuat dengan salah satu dari persamaan berikut :

a. Rumus Talbot

Rumus ini banyak digunakan karena mudah diterapkan dan tetapan-

tetapan a dan b ditentukan dengan harga-harga yang terukur.

a I = ............................................... ( 1 )

t + b

Di mana

I = intensitas hujan (mm/jam)

t = lamanya hujan (jam)

a & b = konstanta yang tergantung pada lamanya hujan yang terjadi

b. Rumus Sherman

Rumus ini mungkin cocok untuk jangka waktu curah hujan yang

lamanya lebih dari 2 jam.

29

.................................................... ( 2 )

Di mana

I = intensitas hujan (mm/jam)

t = lamanya hujan (jam)

n = konstanta

c. Rumus Ishiguro

aI = .............................................. ( 3 )

√ t+b

Di mana

I = itensitas hujan (mm/jam)

T = lamanya hujan (mm)

a & b = konstanta

b. Rumus Manonobe

Apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia, yang ada hanya data hujan

harian, maka intensitas hujan dapat dihitung.

30

aI =

tn

R24 24 ⅔ ................................. ( 4 )I = 24 t

Di mana

I = itensitas hujan (mm/jam)

t = lamanya hujan (jam)

R24 = curah hujan maksimum harian selama 24 jam (mm)

2.9.2. Debit

1. Debit Rencana

Menentukan debit saluran drainase dapat menggunakan rumus persamaan

kontinuitas dan rumus Manning. Rumus ini mempunyai bentuk sederhana

tetapi memberikan hasil yang baik.

Q = A . V = A . 1 . n R2 3 . S1 2 ....................................... (5)

Dimana :

Q = debit saluran (m3/detik)

V = kecepatan aliran (m/detik)

n = angka kekasaran saluran

31

R = jari-jari hidrolis saluran (m)

S = kemiringan dasar saluran

A = luas penampang saluran (m2)

2. Debit Limpasan (Run Off)

Air hujan yang turun dari atmosfir jika tidak ditangkap vegetasi atau oleh

permukaan-permukaan buatan seperti atap bangunan atau lapisan kedap air

lainnya, maka akan jatuh permukaan bumi dan sebagian akan menguap,

berifiltrasi atau tersimpan dalam cekungan-cekungan. Bila kehilangan seperti

cara-cara tersebut telah terpenuhi, maka sisa air hujan akan mengalir

langsung di atas permukaan tanah menuju alur aliran terdekat. Dalam

perencanaan drainase, bagian air hujan yang menjadi perhatian adalah aliran

permukaan (surface runoff), sedangkan untuk pengendalian banjir tidak

hanya aliran permukaan, tetapi limpasan (runoff). Limpasan merupakan

gabungan antara aliran permukaan, aliran-aliran yang tertunda pada

cekungan-cekungan dan aliran bawah permukaan (subsurface flow).

Ketepatan dan menetapkan besarnya debit air yang harus dialirkan melalui

saluran drainase pada daerah tertentu, sangatlah penting dalam penentuan

dimensi saluran. Dimensi saluran yang terlalu besar tidak ekonomis, namun

bila terlalu kecil akan mempunyai tingkat ketidakberhasilan yang tinggi.

Perhitungan debit puncak untuk drainase di daerah perkotaan dapat

32

dilakukan dengan mengunakan rumus rasional atau hidrograf satuan.

Perhitungan debit rencana berdasar periode ulang hujan tahunan, 2 tahunan,

5 tahunan dan 10 tahunan. Data yang diperlukan meliputi data batas dan

pembagian daerah tangkapan air, tataguna lahan dan data hujan. Dalam

perencanaan saluran drainase dapat dipakai standar yang telah ditetapkan

baik debit rencana (periode ulang) dan cara analisis yang dipakai, tinggi

jagaan, struktur saluran dll. Tabel berikut menyajikan standar desain saluran

drainase.

Tabel 2.1. Standar Desain Saluran Drainase

Luas DAS (ha) Periode Ulang(Tahun)

Metode perhitunganDebit banjir

< 10 2 Rasional10 – 100 2 – 5 Rasional

101 – 500 5 – 20 Rasional> 500 10 – 25 Hidrograf Satuan

Sumber : Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan, 2004.

Menghitung besarnya debit rancangan drainase perkotaan umumnya

dilakukan dengan metode rasional. Hal ini karena daerah aliran tidak terlalu

luas, kehilangan air sedikit dan waktu genangan relatif pendek. Metode

rasional ini sangat simpel dan mudah digunakan namun terbatas pada DAS

dengan ukuran kecil tidak lebih dari 500 ha. Model ini tidak dapat

menerangkan hubungan curah hujan dan aliran permukaan dalam bentuk

33

hidrogaf. Hidrograf satuan adalah hidrograf limpasan langsung yang

dihasilkan oleh hujan efektif yang terjadi merata di seluruh DAS dan

intensitas tetap selama satuan waktu yang ditetapkan, yang disebut hujan

satuan.

Kapasitas pengaliran dapat dihitung dengan metode rasional.

Qp = 0,002778 C I A ................................................... (6)

Dimana :

Qp = debit puncak (m3/detik)

C = koefisien aliran permukaan (0 ≤ C ≤ 1) I = intensitas hujan

(mm/jam)

A = luas DAS (ha atau m2)

2.9.3. Sistem Pengaliran Air

1. Jenis Pengalirana.

a. Saluran Terbuk

Aliran saluran terbuka mempunyai permukaan bebas (free surface flow)

atau aliran saluran terbuka (open chanel flow). Permukaan bebas

mempunyai tekanan sama dengan tekanan atmosfir. Saluran ini berfungsi

mengalirkan air limpasan permukaan atau air hujan yang terletak di

daerah yang mempunyai luasan cukup, ataupun drainase air non-hujan

34

yang tidak membahayakan kesehatan / mengganggu lingkungan. Contoh

saluran terbuka antara lain : Sungai, saluran irigasi, selokan, talud dan

estuari. Persamaan bernoulli untuk aliran terbuka dalam saluran yaitu :

V 1 2 V 2 2 h1 + P 1 2g = h2 + P2 + Pg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 7 )

Dimana :

h = ketinggian (m)

P = tekanan hidrostatis (N/m2)

ρ = rapat massa air (kg/m3)

V = kecepatan aliran (m/detik)

g = gaya grafitasi (m/detik2)

b. Saluran Tertutup

Aliran saluran tertutup memungkinkan adanya permukaan bebas dan aliran

dalam pipa (pipe flow) atau aliran tertekan (pressurized flow). Saluran

tertutup kemungkinan dapat terjadi aliran bebas maupun aliran tertekan pada

saat yang berbeda. Saluran ini bertujuan mengalirkan air limpasan

permukaan melalui media di bawah permukaan tanah (pipa-pipa). Hal ini

dikarenakan tuntutan artistik atau tuntutan fungsi permukaan tanah yang

35

tidak membolehkan adanya saluran di permukaan tanah seperti lapangan

sepak bola, lapangan terbang dan lain-lain. Saluran ini umumnya sering

dipakai untuk aliran air kotor (air yang mengganggu kesehatan / lingkungan)

atau untuk saluran yang terletak di tengah kota. Contoh saluran tertutup

antara lain : terowongan, pipa, aquaduct, gorong-gorong dan siphon.

Persamaan bernoulli untuk aliran tertutup dalam saluran yaitu :

h1 + V 12 2g = h2 + V 2 2

2g ............................................................................................(8)

Dimana :

h = ketinggian (m)

V = kecepatan aliran (m/detik)

g = gaya grafitasi (m/detik2)

Dalam aliran fluida pipa akan akan terjadi gesekan antara air dengan pipa.

Besarnya gesekan ini tergantung pada viskositas dari kecepatan aliran.

Untuk mengatasi gesekan didalam mekanika fluida diterapkan kehilangan

energi (hf). Hubungan kehilangan energi (hf) dengan kecepatan aliran dan

gaya kekentalan (viskositas) diberikan rumus Darcy-Weisbach sebagai

berikut.

f l v 236

hf = ................................................... ( 9 ) 2 g d

dimana :

f = koefisien gesekan

l = panjang pipa (m)

v = kecepatan aliran (m/detik)

d = diameter pipa (m)

g = gaya grafitasi (m/detik)

Koefisien gesekan sangat bergantung pada viskositas cairan. Hal ini

ditunjukan f sebagai fungsi bilangan reynold (Nre). Rumus Darcy-Weisbach

berlaku untuk aliran laminer maupun turbulen.

2. Bentuk Saluran

Saluran untuk drainase tidak terlampau jauh berbeda dengan saluran air

lainnya pada umumnya. Dalam perancangan dimensi saluran harus diusahakan

dapat memperoleh dimensi tampang yang ekonomis. Dimensi saluran yang terlalu

besar berarti tidak ekonomis, sebaliknya dimensi saluran yang terlalu kecil tingkat

kerugian akan besar. Efektifitas penggunaan dari berbagai bentuk tampang

saluran drainase yang dikaitkan dengan fungsi saluran adalah sebagai berikut :

37

a. Bentuk trapesium

Saluran drainase bentuk trapesium pada umumnya saluran dari tanah, Tapi

dimungkinkah juga bentuk dari pasangan. Saluran ini membutuhkan ruang

yang cukup dan berfungsi untuk pengaliran air hujan, air rumah tangga

maupun air irigasi.

Luas penampang basah trapesium :

A = (B + zh)h ...........................................................................

(10)

Keliling basah trapesium :

P = B + 2h 1 + z2 .......................................................................................................(11)

Jari-jari hidrolis trapesium

R =___(B+zh)hB+2h 1+z2 ...................................................................................................(12)

b. Bentuk persegi panjang

Saluran drainase berbentuk empat persegi panjang tidak banyak

membutuhkan ruang, Sebagai konsekuensi dari saluran bentuk ini, saluran

38

harus dari pasangan atau beton. Bentuk ini juga berfungsi sebagai saluran

air hujan, air rumah tangga maupun air irigasi.

Luas penampang basah persegi panjang

A = Bh ....................................................................................(13)

Keliling basah persegi panjang

P = B + 2h ..............................................................................(14)

Jari-jari hidrolis persegi panjang

R =___BhB+2h ...............................................................................................(15)

c. Bentuk lingkaran

Saluran drainase bentuk ini berupa saluran dari pasangan atau kombinasi

pasangan dan pipa beton. Dengan bentuk dasar saluran yang bulat

memudahkan pengangkutan bahan endapan/limbah. Bentuk saluran

demikian berfungsi sebagai saluran air hujan, air rumah tangga maupun air

irigasi.

Luas penampang basah lingkaran

A = 1/2(θ − sinθ)d02 ......................................................................(16)

39

Keliling basah lingkaran

P = 1/2 θ d02 .....................................................................................(17)

Jari-jari hidrolis lingkaran

SinθR = 1/4(1 −_θ )do ...........................................................................................(18)

d. Bentuk parabola

Saluran drainase bentuk ini berupa saluran dari pasangan atau kombinasi

pasangan atau beton. Dengan bentuk dasar saluran yang bulat

memudahkan pengangkutan bahan endapan/limbah. Bentuk saluran

demikian berfungsi sebagai saluran air hujan, air rumah tangga maupun

air irigasi.

Luas penampang basah parabola

A = 1/2Th..................................................................................(19)

Keliling basah parabola

P = T + 8h23T .....................................................................................................................(20)

Jari-jari hidrolis parabola

40

R =___2T2h3T2+8h2 ..........................................................................................................(21)

e. Bentuk segitiga

Saluran drainase bentuk segitiga tidak banyak membutuhkan ruang,

Sebagai konsekuensi dari saluran bentuk ini, saluran harus dari pasangan.

Bentuk ini juga berfungsi sebagai saluran air hujan, air rumah tangga

maupun air irigasi.

Luas penampang basah segitiga

Keliling basah segitiga

P = zh 1 + z2 .....................................................................................................................................(23)

Jari-jari hidrolis segitiga

R =___zh2 1+z2 ............................................................................................................(24)

3.Klasifikasi aliran

Aliran permukaan bebas dapat diklasifikasikan menjadi berbagai tipe

tergantung kriteria yang digunakan. Berdasarkan perubahan kedalaman

dan/atau kecepatan mengikuti fungsi waktu, maka aliran dibedakan menjadi

aliran permanen (steady) dan tidak permanen (unsteady) sedangkan

berdasarkan sifat¬sifat aliran dibedakan menjadi aliran laminer dan turbulen.

a. Aliran permanen dan tidak permanen

41

Jika kecepatan aliran pada suatu titik tidak berubah terhadap waktu, maka

aliranya disebut aliran permanen atau tunak (steady flow), jika kecepatan

pada suatu lokasi tertentu berubah terhadap waktu, maka alirannya disebut

aliran tidak permanen atau tidak tunak (unsteady flow). Dalam hal-hal

tertentu dimungkinkan mentransformasikan aliran tidak permanen menjadi

aliran permanen dengan mengacu pada koordinat referensi yang bergerak.

Penyederhanaan ini menawarkan beberapa keuntungan, seperti kemudahan

visualisasi, kemudahan penulisan persamaan yang terkait dan sebagainya.

Penyederhanaan ini hanya mungkin jika bentuk gelombang tidak berubah

dalam perambatanya. Misalnya, bentuk gelombang kejut (surge) tidak

berubah ketika merambat pada saluran halus dan konsekuensinya perambatan

gelombang kejut yang tidak permanen dapat dikonversi menjadi aliran

permanen dengan koordinat referensi yang bergerak dengan kecepatan

absolut gelombang kejut.

b. Aliran laminer dan turbulen

Jika partikel zat cair bergerak mengikuti alur tertentu dan aliran tampak

seperti gerakan serat-serat atau lapisan-lapisan tipis pararel, maka alirannya

disebut aliran laminer. Sebaliknya, jika zat cair bergerak mengikuti alur yang

tidak beraturan, baik ditinjau terhadap ruang maupun waktu, maka alirannya

disebut aliran turbulen. Saluran terbuka dan tertutup mempunyai bilangan

42

reynold yang berbeda. Saluran terbuka bilangan reynold (Nre) untuk aliran

laminer kurang dari sama dengan 500, sedangkan bilangan reynold untuk

aliran turbulen lebih dari sama dengan 1000. Saluran tertutup bilangan

reynold (Nre) untuk aliran laminer kurang dari sama dengan 2000, sedangkan

bilangan reynold untuk aliran turbulen lebih dari sama dengan 4000. Faktor

yang menentukan keadaan aliran adalah pengaruh relatif antara gaya

kekentalan (viskositas) dan gaya inersia. Jika gaya viskositas yang dominan

maka alirannya laminer, sedangkan jika gaya inersia yang dominan maka

alirannya turbulen.

c. Aliran sub-kritis, kritis dan super-kritis

Aliran dikatakan kritis apabila kecepatan aliran sama dengan kecepatan

gelombang grafitasi dengan amplitudo kecil. Gelombang grafitasi dapat

dibangkitkan dengan merubah kedalaman. Jika kecepatan aliran lebih kecil

dari kecepatan kritis maka aliran disebut sub-kritis, dan jika kecepatan aliran

lebih besar dari kecepatan kritis maka aliran disebut super-kritis. Parameter

yang menetukan ketiga jenis aliran adalah perbandingan gaya-gaya inersia

dan grafitasi yag dikenal sebagai bilangan Fronde :

V F = ............................................................................... ( 25 ) gl

l = h untuk saluran terbuka

43

l = D untuk saluran tertutup

Aliran dikatakan kritis jika :

F = 1,0 disebut aliran kritis

F < 1,0 disebut aliran sub-kritis (aliran tenang)

F > 1,0 disebut aliran super kritis (aliran cepat)

2.9.4. Syarat Sistem Pengaliran

1. Syarat Kecepatan

Kecepatan dalam saluran biasanya sangat bervariasi dari satu titik

ke titik lainnya. Hal ini disebabkan adanya tegangan geser di

dasar saluran, dinding saluran dan keberadaan permukaan bebas.

Kecepatan aliran mempunyai tiga komponen arah menurut

koordinat kartesius. Namun komponen arah vertikal dan lateral

biasanya kecil dan dapat diabaikan. Sehingga, hanya kecepatan

aliran yang searah dengan arah aliran yang diperhitungkan.

Komponen kecepatan ini bervariasi terhadap kedalaman dari

permukaan air. Kecepatan minimum yang diijinkan adalah

kecepatan terkecil yang tidak menimbulkan pengendapan dan

tidak merangsang tumbuhnya tanaman aquatic dan lumut. Pada

umumnya, kecepatan sebesar 0,60 – 0,90 m/detik dapat digunakan

44

dengan amam apabila prosentase lumpur yang ada di air cukup

kecil. Kecepatan 0,75 m/detik bisa mencegah tumbuhnya tumbuh-

tumbuhan yang dapat memperkecil daya angkut saluran.

Penentuan kecepatan aliran air didalam saluran yang direncanakan

didasarkan pada kecepatan minimum yang diperbolehkan agar

kontruksi saluran tetap aman. Persamaan Manning sebagai

berikut.

V = 1 . n R2 3 . S1 2 .........................................................................................(26)

Dimana :

V = Kecepatan aliran (m/detik)

n = Koefisien kekasaran manning

R = Jari-jari hidrolik

S = Kemiringan memanjang saluran

Harga n Manning tergantung pada kekasaran sisi dan dasar saluran. Koefisien

kekasaran Manning terlampir

Tabel 2.2. Kecepatan Aliran Air Diizinkan Berdasarkan Jenis Material45

Jenis Bahan Kecepatan Aliran Air Diizinkan (m/detik)Pasir Halus 0,45Lempung kepasiran 0,50Lanau Aluvial 0,60Kerikil Halus 0,75Lempung Kokoh 0,75Lempung Padat 1,10Kerikil Kasar 1,20Batu-batu besar 1,50Pasangan Batu 1,50Beton 1,50Beton Bertulang 1,50

Sumber : Drainase Perkotaan, 1997.

2. Syarat Tekanan

Distribusi tekanan dalam penampang saluran tergantung pada kondisi

aliran. Seperti kondisi aliran berikut.

a.Aliran statis

Aliran statis mempunyai komponen horizontal dan vertikal resultan gaya

yang bekerja pada kolom air adalah nol karena air dalam kondisi stasioner.

Gaya tekan yang bekerja pada dasar kolom air dengan arah vertikal = pL𝐴.

Berat air dalam kolom air bekerja vertikal ke bawah, karena resultan gaya

vertikal sama dengan nol maka dapat ditulis :

p. LA = p. g. h. LA ...........................................................................(27)

atau

46

p = p.g.h

dengan kata lain intensitas tekanan berbanding langsung dengan kedalaman air

dari permukaan. Hubungan antara intensitas tekanan dan kedalaman adalah

linier (garis lurus) apabila rapat massa air (p) adalah konstan.

b.Aliran horizontal pararel

Asumsi tidak ada percepatan ke arah aliran dan kecepatan aliran sejajar

dengan dasar saluran dan seragam keseluruh penampang saluran, sehingga

garis aliran sejajar dasar saluran. Karena tidak ada percepatan ke arah

aliran, maka resultan komponen gaya ke arah ini adalah nol. Resultan

komponen gaya vertikal juga sama dengan nol, sehingga :

p.g. h.LA = p.LA..........................................................................(28)

atau

p = p. g. h = y. h

dimana y adalah berat spesifik air. Perlu diicatat bahwa distribusi tekanan

adalah sama jika air dalam kondisi stasioner dan hal ini disebut distribusi

tekanan hidrostatis.

c. Aliran permanen tidak seragam

Aliran ini terjadi misalnya pada tikungan dan terjunan, maka garis aliran 47

tidak sejajar dasar saluran. Distribusi tekanan tidak hidrosatatis karena ada

percepatan dan perlambatan. Jika jari-jari kelengkungan (curvature) garis

aliran = r dan kecepatan aliran V, maka percepatan sentrifugal (𝑎𝑐) adalah

:

𝑎 𝑐 = V2 (29)r

dan gaya sentrifugal (Fc) adalah :

V2Fc = ρ. hs . ~A.r

tinggi tekan yang bekerja pada dasar kolom air akibat percepatan sentrifugal

adalah :

1 V 2ha = g hs (31)r ...................................................................................................................

tekanan akibat gaya sentrifugal bekerja searah dengan gaya berat air untuk

lengkung konvek dan arahnya berlawanan untuk lengkung konkaf, sehingga

total tinggi tekan yang bekerja pada dasar kolom air adalah :

h = hs 1 ± 1V 2 r

) ....................................................................................(32) g

tanda positif untuk aliran konvek dan negatif untuk bentuk garis aliran

konkaf.

3. Syarat Kemiringan Dasar Saluran

48

(30)

Kemiringan dasar saluran arah memanjang dipengaruhi kondisi topografi

serta tinggi tekanan yang diperlukan untuk adanya pengaliran sesuai dengan

kecepatan yang diinginkan. Kemiringan dasar saluran maksimum yang

diperbolehkan adalah 0,005 – 0,008 tergantung bahan saluran yang

digunakan.

Kemiringan yang lebih curam dari 0,002 bagi tanah lepas sampai dengan

0,005 untuk tanah padat akan menyebabkan erosi (penggerusan).

Kemiringan dasar saluran yang ideal dapat diperoleh berdasarkan

rumus Manning (V = 1 . n R2 3 . S1 2 ) pada syarat kecepatan.

4. Syarat freeboard (jagaan)

Freeboard atau jagaan dari suatu saluran adalah jarak vertikal dari puncak

tanggul sampai permukaan air pada kondisi perencanaan. Jagaan

direncanakan untuk dapat mencegah peluapan air akibat gelombang serta

fluktuasi permukaan air, misalnya berupa gerakan-gerakan angin serta pasang

surut. Jagaan tersebut direncanakan antara kurang dari 5 % sampai dengan 30

% lebih dari dalamnya aliran.

2.9.5. Tata Letak Jalur Saluran

Beberapa contoh model tata letak jalur saluran yang dapat diterapkan dalam

perencanaan drainase sebagai berikut.

1. Pola AlamiahLetak conveyor drain ada di bagian terendah (lembah) dari suatu daerah

49

(alam) yang efektif berfungsi sebagai pengumpul dari anak cabang saluran

yang ada (collector drain).

Gambar 2.1. Pola alamiah

Sumber : Drainase Perkotaan, 1997.

2. Pola Siku

Conveyor drain terletak di bagian terendah (lembah). Sedangkan

collector

50

drain dibuat tegak lurus conveyor drain.

Gambar 2.2. Pola Siku

Sumber : Drainase Perkotaan, 1997

3. Pola Pararel

Collector drain menampung debit air yang lebih kecil. Collector drain

dibuat sejajar satu sama lain dan kemudian debit air yang lebih kecil masuk ke

conveyor drain.

Gambar 2.3. Pola Pararel

Sumber : Drainase Perkotaan, 1997.

4. Pola Grid Iron

Beberapa interceptor drain dibuat sejajar satu sama lain, kemudian

ditampung di collector drain untuk selanjutnya masuk ke dalam conveyor

drain.

51

Sumber : Drainase Perkotaan, 1997.

5. Pola Radial

Satu daerah genangan dikeringkan melalui beberapa collector drain dari sat

titik meyebar ke segala arah (sesuai dengan kondisi topografi daerah).

Gambar 2.5. Pola RadialSumber : Drainase Perkotaan, 1997

Untuk mencegah terjadinya pembebanan aliran di suatu daerah terhadap

daerah lainnya, maka dapat dibuat beberapa interceptor drain yang

kemudian ditampung ke dalam saluran collector drain dan selanjutnya

dialirkan menuju saluran conveyor drain.

52

Gambar 2.6. Pola Jaring-jaringSumber : Drainase Perkotaan, 1997.

2.9.6. Spesifikasi Teknis Bangunan Drainase

Spesifikasi Teknik merupakan syarat yang harus dipenuhi oleh pemborong

untuk mengerjakan bangunan saluran air buangan pada sektor perencanaan.

Pada dasarnya pelaksanaan pekerjaan lapangan akan selalu dikondisikan

dengan keadaan setempat sehingga ada kemungkinan adanya perubahan

spesifikasi yang telah ditentukan. Tetapi spesifikasi harus dilaksanakan untuk

menunjang fungsi bangunan dan umur bangunan. Apabila menyimpng dari

spesifikasi yang ditentukan kemungkinan besar bangunan tidak akan

bertahan lama karena pengaruh kesalahan pembangunan. Adapun spesifikasi

pelaksanaan pekerjaan meliputi uraian pekerjaan, material/bahan yang

digunakan, dan jenis pekerjaan yang dilakukan.

1. Macam Material

53

Macam pipa drainase yang umum digunakan antara lain (Dedi Kusnadi

Kaslim dkk, 2006) :

a. Pipa tanah liat bisanya terbuat dengan panjang sekitar 30 cm, diameter

dalam bervariasi dari 5 –15 cm. Pipa dapat dibuat lurus atau dengan suatu

collar. Air masuk ke dalam pipa melaui celah antar sambungan pipa.

b. Pipa beton biasanya digunakan untuk diameter yang lebih besar dari 15 atau 20

cm. Penggunaan pipa beton pada tanah asam dan bersulfat perlu

dipertimbangkan akan kemungkinan rusaknya beton karena asam sulfat,

sehingga perlu digunakan semen yang tahan sulfat. Seperti juga pada pipa

tanah liat, disini air masuk melalui celah-celah antar sambungan pipa.

c. Pipa plastik yang umumnya digunakan untuk pipa drainase adalah polyvinyl

chloride (PVC) dan polyethylene (PE). Pipa plastik dapat berbentuk pipa

halus atau bergelombang (corrugated). Pipa halus bersifat kaku dengan

panjang tidak lebih dari 5 meter, sedangkan pipa bergelombang bersifat

fleksibel (lentur) dan dapat digulung. Sedangkan untuk saluran drainase

terbuka material yang digunakan untuk lapisan dasar dan dinding saluran

drainase tahan erosi bisa dibuat dari beton, pasangan batu kali, pasangan bata

merah, kayu, besi cor, baja, plastik dll. Pilihan material tergantung pada

tersedianya serta harga bahan dan cara konstruksi saluran. Penampang

54

melintang saluran drainase perkotaan, pada umumnya dipakai bentuk segi

empat, karena dipandang lebih efisien di dalam pembebasan tanahnya jika

dibandingkan bentuk trapesium.

Uraian pekerjaan dalam pembuatan drainase meliputi pembangunan saluran

drainase untuk air buangan dan gorong-gorong. Bahan-bahan yang harus

dipersiapkan dan dipergunakan pada pekerjaan adalah sebagai berikut:

a.Semen

Semen yang dipakai adalah jenis pozzoland yang diproduksi sesuai dengan

SNI.

b.Agregat Halus (pasir)

- Butir-butir pasir yang digunakan tidak mengandung tanah, kadar lumpur

tidak boleh melebihi 5%.

- Butir-butir harus dapat melalui ayakan berlubang 3 mm.

c. Agregat Kasar ( kerikil dan Batu Pecah)

- Harus terdiri dari butir-butir yang jeras, tidak berpori, bersifat kekal

sebagai hasil desintegrasi alami dari batuan atau berupa batu pecah yang

diperoleh dari pemecahan batu.

55

- Yang mengandung butir-butir pipih tidak melampaui 20% dari berat -

Agregat seluruhnya, dapat digunakan

- Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% (ditentukan terhadap berat

kering), harus dicuci jia mengandung lumpur lebih dari 1%.

- Tidak boleh mengandung sesuatu yang dapat merusak batu dan baja. -

Susunan butirnya harus memenuhu syarat-syarat yang ditetapkan.

- Besar butir maksimum tidak boleh lebih dari 1/5 jarak terkecil

antara bidang-bidang samping dari cetakan, 1/3 dari tebal pelat atau 3/4

dari jarak bersih minimum antara batang-batang atau berkas-berkas

tulangan.

- Penyimpangan dari batuan tersebut dapat dilakukan dengan seijin

tenaga ahli.

d. Batu kali

- Batu yang dipakai untuk pasangan tidak boleh berbentuk blondos melainkan

harus pecah.

- Batu harus cukup keras tidak mudah retak bahkan pecah.

e. Kapur

56

Kapur yang digunakan adalah kapur yang tidak berbentuk bongkahan tetapi

berbentuk serbuk dengan mutu tinggi.

f. Air

Air yang digunakan tidak boleh mengandung minyak, asam alkali, garam,

dan bahan organis lainnya yang dapat merusak beton atau baja tulangan.

2. Pekerjaan

Pekerjaan ini meliputi semua pekerjaan yang dilakukan pada seluruh

pembangunan sistem penyaluran air buangan.

a. Pekerjaan Tanah

(1). Galian Tanah

- Patok-patok profil harus dipasang sebelum penggalian dimulai

- Dalam dan lebar galian tidak boleh melebihi/kurang dari ukuran yang telah

ditentukan.

- Galian yang melebihi profil yang telah ditentukan maka perbaikannya

dilakukan mengikuti ketentuan-ketentuan cara pemadatan.

- Dalam pekerjaan menggali termasuk juga membersihkan segala kotoran-

57

kotoran seperti sampah dan sisa bangunan lainnya.

- Penggalian dilakukan sedemikin rupa sehingga tidak merusak bangunan

dan konstruksi lainya.

- Galian tanah untuk tempat dudukan pondasi harus diatur sedemikian rupa

sehingga tidak mudah longsor dan diusahakan agar lubang galian tersebut

dalam keadaan kering.

(2). Timbunan Tanah.

- Pada tanah yang baik, dasar tanah yang akan ditimbun harus terlebih

dahulu digali/dicacah sedalam 10 cm sampai dengan 15 cm sesuai dengan

luas penampang timbunan yang akan dibuat, agar tercapai homogenitas

yang baik antar tanah dasar dengan timbunan yang baru.

- Berhubung timbunan mengalami penyusutan, maka timbunan harus dibuat

lebih tinggi 1/10 T (dimana T = tinggi timbunan) dan lebih lebar 1/10 B

(dimana B = lebar timbunan) dari ukuran-ukuran yang sebenarnya

sehingga bila terjadi penyusutan akan diperoleh ukuran yang sebenarnya.

- Sebelum mulai pemasangan batu kali untuk dasar saluran terlebih dahulu

ditimbun pasir dengan ketebalan 5 cm – 10 cm.

(3). Pemadatan Tanah

58

- Untuk mendapatkan hasil yang baik timbunan dan pemdatannya dilakukan

lapisan demi lapisan dimana tiap lapisan mempunyai tebal 10 cm – 15 cm.

- Pemadatan dilakukan dengan menggunakan alat timbris yang terbuat dari

besi/kayu yang beratnya 20 kg – 25 kg dengan tinggi jatuh antara 30 cm – 40

cm.

b. Pekerjaan Pasangan Batu

- Pekerjaan batu disusun rapi, seluruhnya terselimuti dengan mortel dan tidak

adanya rongga-rongga.

- Rule of thumb ketebalan pasangan batu kali bagian atas adalah 0.2 – 0.25

Hair dan bagian dasar adalah 0.4 - 0.5 Hair

- Semua pasangan batu tampak dari luar terutama pada dinding saluran harus

rata dan menggunakan batu muka. Ukuran batu ditetapkan lebar sisinya 12 –

15 cm dan tebalnya minimal 10 cm.

- Campurkan spesi pasangan batu muka ditetapkan 1 pc : 4ps. Sedangkan

untuk pekerjaan outfall adalah 1 pc : 3ps.

- Bidang atas dari pasangan dengan lebar sesuai dalam gambar ditambah

masuk kesamping yang akan terurug tanah sedalam minimum 5 cm.

- Pertemuan pasangan (plesteran sudut) selebar 8 - 10 cm untuk bangunan

kecil dan 15 cm untuk bangunan yang besar.

- Dasar saluran dengan kemiringan menurun bertemu pada pertengahan

59

saluran dengan tebal maksimum 2 cm.

c. Pekerjaan Plesteran

- Sebelum pekerjaan plesteran dilakukan maka bidang dasar harus dibuat

kasar dan bersih.

- Plesteran dibuat setebal 1,5 cm dan campuran spesinya adalah 1 pc : 3 ps.

d. Pekerjaan Beton

Sebagai pedoman pekerjaan untuk pelaksanaan pekerjaan ini adalah

Peraturan Beton Indonesia tahun 1971 Mutu:

(1). Semua pekerjaan beton tidak bertulang ditetapkan dengan kualitas

(2). Beton BOW dengan campuran 1pc : 2 ps : 3 krikil.

(3). Semua pekerjaan beton bertulang harus ditetapkan dengan mutu K.125

dengan campuran 1pc : 2 ps : 3 krikil.

(4). Tulangan beton dipasang dengan baik dan benar sehingga sebelum dan

selama pengecoran tidak berubah bentuknya.

(5). Sesudah pengecoran beton selesai maka selama 2 minggu beton harus

selalu dibasahi terus menerus.

60

e. Pekerjaan Bekisting/Cetakan

Bekisting harus cukup kokoh dan cukup rapat sehingga dapat menghasilkan

bentuk cetakan beton sesuai dengan gambar rencana.

2.9.7. Operasi dan Pemeliharaan Drainase Berkelanjutan

1. Operasi Sistem Drainase

Kegiatan Operasi dalam rangka memanfaatkan prasarana drainase secara optimal.

Kegiatan operasi diantaranya pengaturan bangunan drainase saluran drainase

primer, sekunder, tersier, gorong-gorong, lubang kontrol dan lain-lain. Hal ini

bertujuan untuk mengeluarkan air buangan dari wilayah pemukiman, dan

mengalirkan air buangan ke saluran pembuang hingga badan air penerima.

2. Pemeliharaan Sistem Drainase

Kegiatan pemeliharaan yaitu usaha-usaha untuk menjaga agar prasarana

drainase selalu berfungsi dengan baik selama mungkin, selama jagka waktu

pelayanan yang direncanakan. Ruang lingkup pemeliharaan sistem drainase

meliputi:

a. Kegiatan pengamanan dan pencegahan

Kegiatan ini merupakan usaha pengamanan atau menjaga kondisi dan/atau

fungsi dari hal-hal yang dapat mengakibatkan rusaknya jaringan. Kegiatan ini

61

meliputi, antara lain:

- Inspeksi rutin.

- Melarang membuang sampah di saluran/kolam.

- Melarang merusak bangunan drainase.

b. Kegiatan perawatan

Kegiatan perawatan adalah usaha-usaha untuk mempertahankan kondisi

dan/atau fungsi sistem tanpa ada bagian konstruksi yang diubah/diganti

62