ANALISIS RESAPAN LIMPASAN PERMUKAAN DENGAN LUBANG BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS SKRIPSI

Transkripsi

1 ANALISIS RESAPAN LIMPASAN PERMUKAAN DENGAN LUBANG BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS Analysis of surface runoff infiltration with biopori hole and retention pool in the Faculty of Engineering UNS Surakarta SKRIPSI Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Oleh : MOCHAMAD ZAKKY YULIANTO NIM. I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015

2

3

4 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... PERSEMBAHAN... ABSTRAK... PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... DAFTAR NOTASI... i ii iii iv v vii viii xi xiii xv xvi BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Dasar Teori Siklus Hidrologi Presipitasi Analisis Hujan Uji Kepanggahan Data Hujan wilayah Analisis Frekuensi dan Probabilitas Uji Smirnov-Kolmogorov viii

5 Hujan Rencana Intensitas Hujan Metode Rasional Infiltrasi Sistem Drainase Berkelanjutan Lubang Biopori Peranan Bahan Organik Lubang Biopori untuk Menambah Cadangan Air Tanah Dimensi Lubang Biopori Jumlah Lubang Biopori Perletakan Lubang Biopori Tahapan Pembuatan Lubang Biopori Kolam Retensi BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. Metode Penelitian Lokasi Penelitian Data Peralatan yang Digunakan Tahapan Penelitian Diagram Alir Tahapan Penelitian BAB 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Data Hujan Uji Kepanggahan Data Hujan Hujan Wilayah Analisis Frekuensi dan Probabilitas Analisis Statistik Test Jenis Distribusi Analisis Statistik Log Person III Uji Smirnov Kolmogorov Hujan Rencana ix

6 4.7. Intensitas Hujan Rencana Limpasan Permukaan di Fakultas Teknik UNS Reduksi Limpasan dengan Lubang Biopori Kolam Retensi BAB 5. KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

7 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Siklus hidrologi... 7 Gambar 2.2. Poligon Thiessen Kota Surakarta Gambar 2.3. Cara Garis Isohyet Gambar 2.5. Klasifikasi usaha struktural dan nonstruktural dalam manajemen dataran banjir (Suripin, 2004) Gambar 2.6. Klasifikasi fasilitas penahan air hujan (Suripin, 2004) Gambar 2.7. Tampak samping lubang biopori di dalam tanah (Brata, 2008) Gambar 2.8. Bor lubang biopori Gambar 2.9. Dob paralon (Sumber : 33 Gambar Pembuatan lubang pada dob (Sumber : 33 Gambar Dob dengan lubang (Sumber : www. yusufabdurrohman.com) Gambar Kolam Retensi tipe di samping Badan Sungai Gambar Kolam Retensi tipe di dalam Badan Sungai Gambar Kolam Retensi tipe Storage memanjang Gambar Konstruksi Kolam Resapan dipadukan dengan pertamanan (Suripin, 2004) Gambar 3.1. Peta Kampus UNS jalan Ir. Sutami no.36 A Surakarta Sumber : Google Maps (2013) Gambar 3.2. Fakultas Teknik UNS Solo Gambar 3.3. Diagram alir tahapan penelitian Gambar 4.1. Polygon Thiessen untuk stasiun hujan Grogol, Mojolaban, Ngemplak dan Pabelan Gambar 4.2. Polygon Thiessen untuk stasiun hujan Grogol, Mojolaban dan Pabelan Gambar 4.3. Polygon Thiessen untuk stasiun hujan Mojolaban, Ngemplak dan Pabelan commit... to user 51 xiii

8 Gambar 4.4. Polygon Thiessen untuk stasiun hujan Ngemplak dan Pabelan Gambar 4.5. Polygon Thiessen untuk stasiun hujan Mojolaban dan Pabelan Gambar 4.6. Sketsa Saluran dengan Lubang Biopori Gambar 4.7. Sketsa Potongan A-A Saluran dengan Lubang Biopori Gambar 4.8. Denah Saluran A Gambar 4.9. Sketsa Saluran A Gambar Lokasi Rencana Kolam Retensi Gambar Tampak Atas Kolam Retensi Gambar Potongan A-A Kolam Retensi xiv

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Data Infiltrasi Lubang Biopori... 5 Tabel 2.2. Nilai kritik Q dan R Tabel 2.3. Nilai variabel reduksi Gauss Tabel 2.4. Variabel standar (k) Tabel 2.5. Reduced Mean (Y n ) Tabel 2.6. Reduced Standard Deviation (S n ) Tabel 2.7. Reduced Variate (Y Tr ) Tabel 2.8. Parameter Statistik untuk Menentukan Jenis Distribusi Tabel 2.9. Nilai Δcr uji Smirnov Kolmogorov Tabel Presentase Hujan Jam-jaman pada DAS Bengawan Solo Tabel Nilai Koefisien C untuk Metode Rasional Tabel Laju Infiltrasi Konstan Tabel Hubungan tekstur tanah dan laju infiltrasi Tabel Hubungan diameter lubang biopori dengan beban resapan Tabel 4.1. Data Hujan Maksimum Tahunan Kota Surakarta Tahun Tabel 4.2. Data Hujan Tahunan Kota Surakarta Tahun Tabel 4.3. Uji Kepanggahan Data Hujan Stasiun Colomadu Tabel 4.4. Uji Kepanggahan Data Hujan Stasiun Grogol Tabel 4.5. Uji Kepanggahan Data Hujan Stasiun Mojolaban Tabel 4.6. Uji Kepanggahan Data Hujan Stasiun Ngemplak Tabel 4.7. Uji Kepanggahan Data Hujan Stasiun Pabelan Tabel 4.8. Hasil Uji Kepanggahan data hujan tahunan Kota Surakarta.. 49 Tabel 4.9. Hujan Wilayah Kota Surakarta Tahun Tabel Perhitungan Analisis Statistik Panjang Data 15 Tahun Terakhir Tabel Perhitungan Analisis Statistik (Nilai Ln) Tabel Pemilihan Jenis Distribusi Stasiun Hujan xi

10 Tabel Analisis Statistik Log Pearson III Tabel Uji Smirnov Kolmogorov Tabel Nilai nilai pada Persamaan Distribusi Log Pearson III Tabel Hujan Rencana dengan Distribusi Log Pearson III Tabel Hujan Jam-jaman Kota Surakarta Tabel Debit yang Meresap pada Saluran A Tabel Rekapitulasi Limpasan yang Meresap pada Saluran xii

11 DAFTAR NOTASI A Luas DAS (km 2 ) A i Luas masing-masing poligon A w Luas DAS (km 2 ) C Koefisien aliran permukaan (0 C 1) C i Koefisien aliran permukaan jenis penutup tanah i D y Deviasi standar I Intensitas hujan (mm/jam) k K Nilai karakteristik dari distribusi Log Normal Faktor frekuensi, yang merupakan fungsi dari probabilitas (atau periode ulang) dan koefisien kemencengan (C s ) K T Faktor frekuensi, nilai K T dapat dilihat pada L Luas bidang kedap air (m2 ) n Jumlah data N Jumlah stasiun pencatat hujan Q Laju aliran permukaan (debit) puncak (m 3 /detik) R 24 Curah hujan maksimum harian (selama 24 jam) (mm) R Hujan wilayah (mm) R i Hujan masing-masing stasiun pencatat hujan (mm) S Kemiringan rata-rata saluran Sd S n t t c v x i X i Standar deviasi data hujan maksimum Reduced standard deviation Lamanya curah hujan (jam) Waktu konsentrasi (jam) Laju rembesan air rata-rata per lubang (m3/detik) Data ke-i Besarnya curah hujan yang mungkin terjadi dengan periode ulang X tahun X rt Curah hujan rata-rata X T Nilai logaritmik dari x dengan periode ulang T X Nilai rata-rata Y i Data hujan ke-i y n Reduced mean Y T Hujan rencana Y Tr Reduced variate Y Data hujan rerata i xvi

12 xvii

13 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A. ANALISIS DATA Lampiran A-1. Tabel Nilai K Lampiran A-2. Skema Drainase Fakultas Teknik Lampiran A-3. Pola Aliran Drainase Fakultas Teknik Lampiran A-4. Catchment Area Saluran Drainase Fakultas Teknik Lampiran A-5. Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran dengan Lubang Biopori LAMPIRAN B. SURAT SURAT SKRIPSI xv

14 xvi

15 ABSTRAK Mochamad Zakky Yulianto, 2015, Analisis Resapan Limpasan Permukaan dengan Lubang Biopori dan Kolam Retensi di Fakultas Teknik UNS.Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Perubahan tata guna lahan berakibat pada limpasan permukaan yang semakin besar, dan resapan air hujan sebagai suplai air tanah juga berkurang. Beberapa upaya untuk meresapkan air limpasan hujan antara lain dengan lubang biopori dan kolam retensi. Penelitian ini membahas besar resapan limpasan hujan ke dalam tanah akibat lubang biopori dan kolam retensi. Hasil akhir yang diinginkan adalah diketahuinya kondisi resapan limpasan hujan di Fakultas Teknik UNS dan efektivitas lubang biopori dan kolam retensi untuk meresapkan air hujan ke dalam tanah. Metode penelitian yang digunakan adalah deskriptif kuantitatif. Analisis kepanggahan data hujan dilakukan menggunakan uji RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums. Analisis dilakukan dengan panjang data hujan 24 tahun dengan 5 stasiun hujan. Pengujian validitas distribusi hujan menggunakan metode Smirnov Kolmogorov. Pembuatan Lubang biopori pada saluran drainase dengan jarak antar lubang 1 m dengan diameter ± 10 cm dan kedalaman ± 1 meter. Kolam retensi dibuat pada hilir saluran drainase Fakultas Teknik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa limpasan hujan yang meresap ke tanah di Fakultas Teknik pada kondisi existing sebesar 1155,217 m 3 /hari. Pembuatan lubang biopori dapat meresapkan limpasan permukaan di Fakultas Teknik sebesar 1426,35 m 3 /hari.terjadi peningkatan resapan setelah pembuatan lubang biopori 23,41 % dari resapan kondisi existing. Pembuatan kolam retensi dapat meresapkan limpasan hujan di Fakultas Teknik sebesar 1151,59 m 3 /dtk. Terjadi penurunan resapan setelah pembuatan kolam retensi 0,314 % dari resapan kondisi existing. Kolam retensi tidak efektif dibuat di Fakultas Teknik UNS, karena jenis tanah lempung di Fakultas Teknik UNS yang telah jenuh memiliki infiltrasi konstan sangat kecil. Kata Kunci: Lubang Biopori, Kolam retensi, debit limpasan, infiltrasi v

16 ABSTRAK Mochamad Zakky Yulianto, 2015, Analisis Resapan Limpasan Permukaan dengan Lubang Biopori dan Kolam Retensi di Fakultas Teknik UNS.Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Changes in land use resulting in greater surface runoff, and infiltration of rainwater as groundwater supply is also reduced. Several attempts to absorb rain water runoff, among others, by the absorption wells and retention pond. This study discusses the condition of rainfall runoff infiltration in the Faculty of Engineering UNS and effectiveness biopori holes and retention ponds to absorb rainwater into the ground. The method used is descriptive quantitative. Kepanggahan analysis of rainfall data is done using test RAPS. Analyses were performed by 24-year rainfall data length with 5 rainfall stations. Testing the validity of rainfall distribution using the Kolmogorov-Smirnov method. biopori made the drainage channel with a distance between holes 1 m in diameter ± 10 cm and depth of ± 1 meter. Retention ponds created in the downstream drainage channel of the Faculty of Engineering. The results showed that rainfall runoff that seeped into the soil at the Faculty of Engineering at the existing condition of m 3 /day. Making holes biopori can absorb runoff in the Faculty of Engineering at m 3 / hari.terjadi increase in infiltration after making the hole biopori 23.41% of the catchment existing condition. Making the retention pond can absorb rainfall runoff in the Faculty of Engineering at m 3 /sec. A decline in retention ponds recharge after manufacture 0.314% of the catchment existing condition. Ineffective retention ponds created in the Faculty of Engineering UNS, because the type of clay in the Faculty of Engineering, which has been saturated UNS have a very small constant infiltration (1.411 x 10-7 ). Keywords : Biopori Hole, Retention Pool, Infiltration, Surface Runoff