PERENCANAAN SISTEM DRAINASE PADA RENCANA KAWASAN INDUSTRI DELI SERDANG DI KECAMATAN MEDAN AMPLAS

Transkripsi

1 PERENCANAAN SISTEM DRAINASE PADA RENCANA KAWASAN INDUSTRI DELI SERDANG DI KECAMATAN MEDAN AMPLAS M. Harry Yusuf 1 da Teruajaya 2 1 Mahasiswa Departeme Tekik Sipil, Uiversitas Sumatera Utara Jl. Perpustakaa No. 1 Kampus USU Meda harryyusuf08@gmail.com 2 Staf Pegajar Departeme Tekik Sipil, Uiversitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaa No. 1 Kampus USU Meda irterua@yahoo.com ABSTRAK Pada kecamata Meda Amplas aka direcaaka sebuah Kawasa Idustri yag berama Kawasa Idustri Deli Serdag seluas 310 Ha yag terdapat 110 kaplig. Awalya daerah ii haya sebuah rawa yag sudah di olah oleh peduduk sekitar utuk dijadika sawah. Karea adaya perubaha tata gua laha yag laha, kii aka berubah mejadi sebuah kawasa idustry. Peulisa tugas akhir ii bertujua utuk utuk medesai system salura draiase da betuk salura draiase agar dapat megalirka limpasa air yag terjadi di permukaa secara grafitasi. Metode peelitia yag diguaka yaitu metode Rasioal. Data yag diguaka adalah data sekuder kemudia diaalisis berdasarka aalisis hidrologi da aalisis hidrolika. Dalam hasil aalisa ilai curah huja yag diguaka utuk perhituga itesitas curah huja adalah ilai curah huja Distribusi Log Perso III periode ulag 5 tahu. Waktu kosetrasi ditetuka dega persamaa Kirpich. Utuk Itesitas curah huja diguaka rumus Mooobe, da utuk mecari debit salura megguaka metode Rasioal. Dari hasil aalisa da perhituga salura jariga draiase yag aka dibuat sebayak 11(sebelas) betuk, dimaa semua typical trapesium. Jeis salura tersebut terdapat 1 betuk salura tersier, 4 betuk salura sekuder, da 6 betuk salura primer yag aka dibuat. Pada Kawasa Idustri Deli Serdag (KIDS) ii peeliti juga merecaaka sumur resapa, dimaa terdapat 110 sumur resapa utuk meguragi debit bajir sehigga diharapka air permukaa dapat msauk kedalam system air taah. Kuci : aalisa frekuesi,debit recaa,waktu kosetrasi, metode rasioal. ABSTRACT At the Meda Amplas Sub-district will be plaed a Idustrial Area who called "Deli Serdag Idustrial Area", with total area of 310 ha, that has 110 plots. Iitially this area just a swamp that treated by the local peoples to be a rice fields. Because there was a lad-use chages i this area, ow it will be tur ito idustrial area. The purpose of thesis is desig a draiage system ad the form of draiage chael so it will draied water ruoff that occurs i surface by gravity. The method used is Ratioal Method. The data used are secodary data was aalyzed based o hidrology ad hydraulics aalysis. I aalyzig the results of raifall value used for the calculatio of the itesity of raifall is the raifall value of the lod pearso type III distributios for 5 years retur period. The time of cocetratio is determied by the Kirpich Equatio. For the itesity of raifall used mooobe formula, ad to calculate the discharge chael usig the Ratioal method. Form the aalysis ad calculatio of draiage chael etwork that will be desig 11 forms, where all the typical are trapezoid. The type of chael is divide ito 1 tertiary chael, 4 secodary chael, ad 6 primary chael that will be desig. At the Deli Serdag Idustrial Area (DSIA) the researcher also will be plaed to build well recharge, where there are 110 wells recharge to reduce the flood discharge util expected the water surface ca be ifiltrate i to the groudwater system. keywords : frequecy aalysis, plaig discharge, time of cocetratio, ratioal method

2 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakag Pada kecamata Meda Amplas aka direcaaka sebuah Kawasa Idustri yag berama Kawasa Idustri Deli Serdag. Awalya daerah ii haya sebuah rawa yag sudah di olah oleh peduduk sekitar utuk dijadika sawah. Karea adaya perubaha tata gua laha yag laha sebelumya adalah sawah, kii aka berubah mejadi sebuah kawasa idustry. Dega adaya perubaha tata gua laha dari daerah resapa air huja mejadi sebuah kawasa idustry, maka perecaaa draiase mejadi sagat perlu dipikirka da direcaaka gua meyalurka limpasa air huja agar tidak meggeagi kawasa idustry tersebut. Kecamata Meda Amplas adalah salah satu dari 21 kecamata di kota Meda, Sumatera Utara, Idoesia. Kecamata Meda Amplas berbatasa dega Meda Johor di sebelah barat, Kabupate Deli Serdag di timur, Kabupate Deli Serdag di selata, da Meda Kota da Meda Deai di utara.pada tahu 2001, kecamata ii mempuyai peduduk sebesar jiwa. Luasya adalah 11,19 km² da kepadata pedudukya adalah 7.921,18 jiwa/km². 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Aalisa Hidrologi Proses aalisis hidrologi pada dasarya merupaka proses pegolaha data curah huja, data luas da betuk daerah pegalira (catchmet area), data kemiriga laha/beda tiggi, da data tata gua laha yag kesemuaya mempuyai araha utuk megetahui besarya curah huja rerata, koefisie pegalira, waktu kosetrasi, itesitas curah huja, da debit bajir recaa. Sehigga melalui aalisis ii dapat dilakuka juga proses evaluasi terhadap salura draiase yag ada (eksistig). Gambar 2.1 Siklus hidrologi Dalam meetuka dimesi peampag dari berbagai bagua pegaira misalya salura draiase diperluka suatu peetua besar debit recaa. Utuk itu perlu diketahui faktor-faktor yag diguaka utuk megaalisa debit recaa: 2.2 Data Curah Huja Huja merupaka kompoe yag petig dalam aalisa hidrologi perecaaa debit utuk meetuka dimesi salura draiase. Peetua huja recaa dilakuka dega aalisa frekuesi terhadap data curah huja haria maksimum tahua, dega lama pegamata sekurag-kuragya 10 tahu. 2.3 Aalisa Frekuesi Curah Huja Dalam ilmu statistik dikeal beberapa macam distribusi frekuesi da empat jeis distribusi yag bayak diguaka dalam bidag hidrologi adalah: a. Distribusi Normal Distribusi ormal atau kurva ormal disebut pula distribusi Gauss. Fugsi desitas peluag ormal (PDF = probability desity fuctio) yag palig dikeal adalah betuk bell da dikeal sebagai distribusi ormal. PDF distribusi ormal dapat dituliska dalam betuk rata-rata da simpaga bakuya, sebagai berikut: 1 ( x-µ ) 2 P(X) = exp - x 2... (1) σ 2π 2σ dimaa: P (X) = fugsi desitas peluag ormal (ordiat kurva ormal), X = variabel acak kotiu, µ = rata-rata ilai X, σ = simpaga baku dari ilai X Dalam pemakaia praktis, umumya rumus tersebut tidak diguaka secara lagsug karea telah dibuat tabel utuk keperlua perhituga, da juga dapat didekati dega:

3 XT -X K T =... (2) S dimaa: X = perkiraa ilai yag diharapka terjadi dega periode ulag T-tahu, X = ilai rata-rata hitug varia, T S = deviasi stadar ilai variat, K = faktor frekuesi (ilai variabel reduksi Gauss) b. Distribusi Log Normal T Jika variabel Y = Log X terdistribusi secara ormal, maka X dikataka megikuti distribusi Log Normal. PDF (probability desity fuctio) utuk distribusi Log Normal dapat dituliska dalam betuk rata-rata da simpaga bakuya, sebagai berikut: 2 1 ( Y-µ Y ) P(X) = exp - X > 0... (3) Xσ 2π 2σ 2 Y Y = Log X µ Y = ilai rata- dimaa: P (X) = peluag log ormal, X = ilai variat pegamata, rata populasi Y σ Y = deviasi stadar ilai variat Y, Dega persamaa yag dapat didekati: Y =Y+K S... (4) T T YT -Y K T =... (5) S dimaa: Y T = perkiraa ilai yag diharapka terjadi dega periode ulag T-tahua, Y = ilai rata-rata hitug varia, S = deviasi stadar ilai variat, K T = faktor frekuesi, merupaka fugsi dari peluag atau periode ulag c. Distribusi Log Perso III Tiga parameter petig dalam Log Perso III yaitu harga rata-rata, simpaga baku da koefesie kemecega. Yag mearik adalah jika koefisie kemecega sama dega ol maka perhituga aka sama dega Log Normal. Berikut ii lagkah-lagkah pegguaa distribusi Log-Perso Type III: Ubah data kedalam betuk logaritmis, X = Log X Hitug harga rata-rata: log X i i=1 LogX =... (6) Hitug harga simpaga baku: 0,5 2 ( logxi - logx) i=1 s= (7) Hitug koefesie kemecega: G= i=1 ( logx -logx) ( )( ) -1-2 s i (8) Hitug logaritma huja atau bajir dega periode ulag T dega rumus: LogX T = LogX + K.s... (9)

4 dimaa: Log X = harga rata-rata sampel, S = harga simpaga baku, G = koefisie kemecega, frekuesi, merupaka fugsi dari peluag atau periode ulag, K = faktor probabilitas d. Distribusi Gumbel K T = faktor Gumbel megguaka harga ekstrim utuk meujukka bahwa utuk setiap data merupaka data expoetial. Jika jumlah populasi yag terbatas dapat didekati dega persamaa: X=X+SK... (10) dimaa: X = peluag log ormal, S = ilai variat pegamata Faktor probabilitas K utuk harga-harga ekstrim Gumbel dapat diyataka dalam persamaa: YT -Y K T =... (11) S dimaa: Y = reduced mea yag tergatug jumlah sampel/data ke-, S = reduced stadar deviatio yag tergatug pada jumlah sampel/data ke-, Y T = reduced variate, yag dapat dihitug dega persamaa berikut ii: r T-1 r Y T =-l... (12) r Tr 2.4 Uji Distribusi Frekuesi Curah Huja Dalam peelitia ii dilakuka uji kesesuaia distribusi yag bergua utuk megetahui apakah data yag ada sudah sesuai dega jeis sebara teoritis yag dipilih, maka perlu dilakuka pegujia lebih lajut. Pegujia ii dapat dilakuka dega dua cara, yaitu Uji Chi Kuadrat da Uji Smirov Kolmogorov. 2.5 Itesitas Curah Huja Itesitas curah huja adalah besar curah huja selama satu satua waktu tertetu. Persamaa umum yag diperguaka utuk meghitug hubuga atara itesitas huja T jam dega curah huja maksimum haria adalah sebagai berikut: 2/3 R24 24 I =... (13) 24 tc dimaa: I = itesitas curah huja (mm/jam), R 24 = curah huja maksimum dalam 24 jam (mm), t c = lamaya curah huja (meit) atau (jam) Dega megguaka persamaa diatas itesitas curah huja utuk berbagai ilai waktu kosetrasi dapat ditetuka dari besar data curah huja haria (24 jam). 2.6 Koefisie Limpasa Limpasa merupaka gabuga atara alira permukaa, alira-alira yag tertuda pada cekuga-cekuga da alira permukaa (surface flow). Dalam perecaaa draiase bagia air huja yag mejadi perhatia adalah alira permukaa (surface ruoff), sedagka utuk pegedalia bajir tidak haya alira permukaa tetapi limpasa (ruoff). 2.7 Debit Recaa Perhituga debit recaa utuk salura draiase di daerah perkotaa dapat dilakuka dega megguaka rumus Rasioal. Debit recaa hedakya ditetapka tidak terlalu kecil utuk mejaga agar jaga terlalu serig terjadi acama perusaka bagua atau daerah sekitarya oleh bajir. Pemiliha atas metode yag diguaka utuk meghitug besarya debit alira permukaa dalam satua iterasioal adalah Metode Rasioal sebagai berikut: Q p = 0, C.I.A... (14) dimaa: Q p = debit recaa (m 3 /detik), C = koefisie alira permukaa, I = itesitas huja (mm/jam), A = luas daerah pegalira (Ha) 2.8 Waktu Kosetrasi Waktu kosetrasi dapat juga dihitug dega membedakaya mejadi dua kompoe, yaitu waktu yag diperluka air utuk megalir dipermukaa laha sampai salura terdekat (t o ) da waktu perjalaa dari pertama masuk salura sampai titik keluara (t d ) sehigga t c = t o + t d.

5 2 t o = 3.28 L... (15) 3 S Ls t d =... (16) 60 V dimaa: t o = ilet time ke salura terdekat (meit), t d = coduit time sampai ke tempat pegukura (meit), = agka kekasara Maig, S = kemiriga laha (m), L = pajag litasa alira diatas permukaa laha (m), L s = pajag litasa alira di dalam salura/sugai (m) 2.9 Kapasitas Salura Kapasitas recaa dari setiap kompoe sistem draiase dihitug berdasarka rumus Maig, yag merupaka dasar dalam meetuka dimesi salura, yaitu sebagai berikut: 1 2/3 1/2 V= R S... (17) A s R =... (18) P Q =A V... (19) sal s dimaa: V sal = kecepata rata-rata alira di dalam salura (m/detik), = koefisie kekasara Maig, R = jari-jari hidrolis, S = kemiriga dasar salura, A = luas peampag salura (m 2 ), P = kelilig basah salura (m) Peurua rumus perituga luas peampag basah salura (A) da kelilig basah salura (P): A = (b+ mh)h... (20) 2 P= b+ 2h m (21) 3. METODE PENELITIAN Adapu racaga peelitia Tugas Akhir ii seperti terlihat pada gambar 3.1 berikut ii: Gambar 3.1 Tahapa Peelitia Tugas Akhir

6 4. HASIL DAN PEMBAHASAN Setelah proses peelitia, diperoleh hasil sebagai berikut: Tabel 4.1 Data Curah Huja Haria Stasiu Sampali Meda Lokasi Pegamata/Stasiu : Kec. Meda Johor da sekitarya Tahu/Bula Jumlah Rerata (Sumber : Bada Meteorologi, Klimatologi da Geofisika Sampali Meda) Lokasi Pegamata/Stasiu : Stasiu Sampali Tahu/Bula Jumlah Rerata 64,17 61,17 50,75 62,75 54,75 45,58 61,17 43,75 51,67 56,25 (Sumber : Bada Meteorologi, Klimatologi da Geofisika Sampali Meda) 4.1 Aalisa Curah Huja Haria Maksimum Data curah huja yag diperoleh dari Bada Meteorologi da Geofisika Sampali Kota Meda selama 10 tahu terakhir aka di aalisa terhadap 4 (empat) metode aalisa distribusi frekuesi huja yag ada. No Tabel 4.2 Rekapitulasi Aalisa Curah Huja Recaa Maksimum Periode ulag (T) tahu 4.2 Pemiliha Jeis Distribusi Normal Log Normal Log Perso III Gumbel ,95 94,95 91,42 91, ,88 117,88 114,51 123, ,90 129,90 129,21 145, ,69 172,69 (Sumber : Hasil Perhituga) Berikut ii adalah perbadiga syarat-syarat distribusi da hasil perhituga aalisa frekuesi curah huja. Tabel 4.3 Perbadiga Syarat Distribusi da Hasil Perhituga No Jeis Distribusi Syarat Hasil Perhituga C 1 Normal s C k C 2 Log Normal s = C 3 V + 3C v C k = C 8 V + 6C 6 V + 15C 4 V + 16C 2 V C 3 Gumbel s C k Log Perso III Selai dari ilai diatas Memeuhi (Sumber : Hasil Perhituga) Berdasarka perbadiga hasil perhituga da syarat diatas, maka dapat dipilih jeis distribusi yag memeuhi syarat, yaitu Distribusi Log Perso III. 4.3 Pegujia Kecocoka Jeis Sebara Pegujia kecocoka jeis sebara berfugsi utuk meguji apakah sebara yag dipilih dalam pembuata duratio curve cocok dega sebara empirisya. Dalam hal ii megguaka metode Chi-Kuadrat da metode Smirov Kolmogorov.

7 Tabel 4.4 Perhituga Uji Chi-Kuadrat No Nilai batasa O i E i (O i E i ) 2 (O i E i ) 2 /E i 1 52,75 < x < 76, ,25 < x < 99, ,75 < x < 123, ,25 < x < 146, ,75 < x < 170, Jumlah 5 (Sumber : Hasil Perhituga) Dari hasil perhituga di atas didapat ilai X 2 sebesar 5,00 yag kurag dari ilai X 2 pada tabel uji Chi- Kuadrat yag besarya adalah 5,991. Maka dari pegujia kecocoka peyebara Distribusi Log Perso III dapat diterima. 4.4 Aalisa Cacthmet Area da Koefisie Ru Off Daerah tagkapa huja sagat tergatug terhadap kodisi laha/taah yag ada. Utuk megaalisaya disesuaika dega kodisi karakter permukaaya yag dikaitka dega daerah catchmet area sesuai dega sub draiase yag dimaksud. Dalam hal ii telah ditetuka ilai dari koefisie limpasa terhadap kodisi karakter permukaaya yaitu: Tabel 4.6 Nilai Koefisie Ru Off (C) Diskripsi laha/karakter permuka 4.5 Aalisa Waktu Kosetrasi da Itesitas Koefisie Ru off (C) Idustri Riga 0,55 Sedag 0,65 Berat 0,85 Perumaha Multiuit, tergabug 0,60 Ruag Terbuka Hijau 0,28 (Sumber : Hasil Perhituga) Perhituga aalisa waktu kosetrasi da itesitas huja recaa dihitug dega megguaka rumus Mooobe, adapu salah satu cotoh perhitugaya adalah sebagai berikut: t oe = 10 meit = 0,16 jam t!" = 0,0195 (!! )!,!! = 0,0195 (!"#$!,!!"# )!,!! = 1,12 jam t c = t oe + t of = 0,16 + 1,12 = 1,28 I = R 24 24! # " 24 t c $ & % 2/3 = 114,51 24! 24 $ # & " 1,28 % 4.6 Aalisa Debit Recaa 2/3 = mm/jam Dari hasi aalisa terhadap data yag diperoleh besar debit recaa utuk masig-masig salura dapat dicari dega megguaka rumus metode rasioal: Cotoh perhitugaya sebagai berikut: I = mm/jam C = 0.66 A = 20,01 Ha Maka debit air huja yag dihasilka yaitu: Q T = C I A = ,60 20,01 = 1,234 m 3 /detik

8 Tabel 4.7 Perhituga Kapasitas Draiase (Sumber : Hasil Perhituga) 4.7 Aalisa Kapasitas Draiase Aalisa ii dilakuka sebagai kotrol terhadap perhituga debit bajir recaa. Dari data-data yag ada dapat dihitug kapasitas maksimal debit draiase Kecamata Meda Johor dega megguaka rumus maig sebagai berikut: Luas peampag (A) : - Kecepata V = 1 alira (V) : A = ((b + B)/2) x h R 2 3 S 1 2 A = ((1,0 + 1,2)/2) x 1,2 A = 1,32 m 2 Kelilig basah (P) : P = b + 2((h) 2 + (((B b)/2) 2 )) 0,5 P = 1,0 + 2((1,2) 2 + (((1,2 1,0)/2) 2 )) 0,5 P = 3,41 m Jari-jari hidrolis (R) : - Debit salura (Q) : R = A P R = 3,4 1,3 2 R = m V = (0,39) 2 3 ( ) 1 2 V =1,3 m/detik 3 Q S = A S V Q S =1,3 1,3 Q 2 3 S =1,76 m 3 / detik Tabel 4.8 Perhituga Kapasitas Draiase (Sumber : Hasil Perhituga)

9 4.8 Aalisa Sumur Resapa Aalisa ii dilakuka sebagai kotrol terhadap perhituga debit bajir recaa. Dari data-data yag ada dapat dihitug kapasitas maksimal Kolam Retesi debit dega megguaka rumus sebagai berikut: H = Q FK ( 1 e!!"#! ) Debit alira yag masuk ke draiase : * Air yag masuk ke Sumur Resapa: Luas area : 310 Ha Td = 2 jam I = 25,008 mm/jam - Jumlah kaplig : 110 Pembagia Koefisie Ru Off (C): Koefisie Ru Off (C):` Q salura primer 3 + Q salura Primer 6 = 9,561+ 4,207 Qidustri = 0, x 0,66 x 25,008 x 152,36 = 13,768 m 3 /detik = 6,986 m 3 /detik F = 5,5 R Dega merecaaka sumur resapa dega diameter 1,2 m, yag ditempatka pada setiap kaplig dega total jumlah kaplig sebayak 110 F = 5,5 x (0,6 x 110) = 363 m K = 5,6 x 10-6 m/detik (Nilai Permeability sampel taah) 6,986!"!!!,!!!"!!!!"## H = 1 e!!!" 363 x 5,6 x 10!!! = 3,675 m 4 m Jadi besar sumur resapa yag di perluka tiap kaplig idustri berdiameter 1,2 m dega kedalama 4 m. * Air yag masuk ke draiase setelah ada sumur resapa: Koefisie ru off (C) : Q reduksi = 0, x 0,65 x 21,20 x 157,14 = 6,015 m 3 /detik Maka terjadi peguraga debit sebesar 13,768 6,015 = 7,753m 3 /detik atau 56,31%

10 KESIMPULAN Akhir dari peulisa tugas akhir yag berjudul Perecaaa Sistem Draiase Pada Recaa Kawasa Idustri Deli Serdag di Kecamata Meda Amplas dapat ditarik kesimpula sebagai berikut: 1. Ada sebayak 11(Sebelas) betuk dimesi salura, dimaa 1 betuk salura tersier, 4 betuk salura sekuder, da 6 betuk salura primer yag aka dibuat semua typical trapesium. 2. Seluruh salura yag ditijau memiliki luas wilayah draiase 310 Ha dega pajag total salura 14372,7 meter. 3. Kawasa Idustri Deli Serdag (KIDS) memiliki 110 sumur resapa dega diameter 1,2 m, kedalama 4 m. SARAN 1. Hasil peelitia tugas akhir ii dapat diharapka mejadi masuka yag bergua dalam proses pegambila keputusa utuk kepetiga perecaaa sistem salura draiase yag berkelajuta khususya pada Kawasa Idustri Deli Serdag Kecamata Meda Amplas. 2. Jika permasalaha draiase tidak biasa terjadi, seperti meluapya sugai akibat itesitas huja terlalu tiggi atau faktor alam yag tidak terduga, maka dapat dipertimbagka utuk megguaka sistem Polder da Sumur Resapa. 3. Sagat diperlukaya operatio ad maiteace (OP) da Evaluatio ad Moitorig (EM) dega komitme bersama seluruh stakeholder utuk mewujudka good govermet. DAFTAR PUSTAKA Triatmojo, Bambag Hidrolika II. Yokyakarta. Beta Offset. Wesli Draiase Perkotaa. Yogyakarta: Graha Ilmu Suripi. Dr. Ir. M. Eg Sistem Draiase Perkotaa yag Berkelajuta Yogyakarta: Peerbit ANDI Chow, Ve Te Hidrolika Salura Terbuka. Jakarta: Erlagga Soemarto, CD Hidrolika Tekik. Jakarta: Erlagga Hasmar, Halim Draiase Terapa. Peerbit UII Pres. Yogyakarta Subarkah, Imam Hidrologi Utuk Perecaaa Bagua Air. Idea Dharma. Badug Zulkarai Evaluasi Pegedalia Bajir Sugai Padag. Tugas Akhir, Departeme Tekik Sipil, FT-USU Khair. M. Farqi Evaluasi Sistem Draiase Di Kawasa Sekitar Stadio Telada Kota Meda.. Tugas Akhir, Departeme Tekik Sipil, FT-USU Kuriawa. Aggi Aalisa Debit Bajir Racaaga Sugai Babura Di Hilir Kawasa Kampus USU.. Tugas Akhir, Departeme Tekik Sipil, FT-USU Ardiasyah. Yudi Perbaika Kapasitas Da Sistem Draiase Di Kampus Uiversitas Sumatera Utara. Tugas Akhir, Departeme Tekik Sipil, FT-USU