BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Drainase berasal dari bahasa inggris yaitu drainage yang artinya

Transkripsi

1 BAB II BAB 1 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum Drainase berasal dari bahasa inggris yaitu drainage yang artinya mengalirkan, menguras, membuang atau mengalihkan air. Dalam bidang Teknik Sipil, drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan, rembesan maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan/lahan, sehingga fungsi kawasan/lahan tidak terganggu. (Suripin, 2004) Secara umum sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan/lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. (Suripin, 2004) Menurut konsepnya, sistem jaringan drainase dibedakan menjadi 2, yaitu : 1) Drainase Konvensional Drainase konvensional adalah upaya membuang atau mengalirkan air kelebihan secepatnya ke badan air penerima terdekat. Dalam konsep drainase konvensional, seluruh air hujan yang jatuh di suatu wilayah harus secepatnya dibuang ke sungai dan seterusnya mengalir ke laut. Jika hal ini dilakukan pada semua kawasan, akan memunculkan berbagai masalah, baik di daerah hulu, tengah, maupun hilir. Kesalahan konsep drainase konvensional yang paling pokok adalah filosofi membuang air genangan secepatnya ke sungai. II-1

2 Dalam konsep mengalirkan air secepatnya berarti menurunkan kesempatan bagi air untuk meresap ke dalam tanah. Dengan demikian, cadangan air tanah akan berkurang. Akibatnya kekeringan di musim kemarau dan banjir di musim hujan akan terjadi. 2) Drainase Berwawasan Lingkungan Drainase berwawasan lingkungan didefinisikan sebagai upaya mengelola air kelebihan dengan cara sebanyak-banyaknya meresapkan air ke dalam tanah secara alamiah atau mengalirkan ke sungai dengan tanpa melampaui kapasitas sungai sebelumnya. Dalam drainase ramah lingkungan, justru air kelebihan pada musim hujan harus dikelola sedemikian rupa sehingga tidak mengalir secepatnya ke sungai. Namun diusahakan meresap ke dalam tanah, guna meningkatkan kandungan air tanah untuk cadangan pada musim kemarau. Dalam perencanaan drainase kawasan harus dikembangkan berdasarkan sistem yang sistematis dan ramah lingkungan, dimana debit aliran dari limpasan air hujan semaksimal mungkin dapat dialirkan/diresapkan kedalam tanah secara alami. Pengendalian limpasan air hujan merupakan bagian dari pengelolaan sumber daya air yang bertujuan untuk mencegah hal-hal yang berpotensi merusak lingkungan dengan cara mengelola tata guna lahan dan daerah banjir melalui perencanaan jaringan drainase yang optimal dan ramah lingkungan. Salah satu metode sistem drainase ramah lingkungan yang inovatif adalah Sistem Saluran Resapan. II-2

3 2.2. Analisis Hidrologi Hidrologi adalah suatu ilmu yang mempelajari pergerakan, distribusi dan kualitas air di muka bumi. Kata Hidrologi berasal dari bahasa yunani : Yδρoλoγια, Yδωρ+Λoγos, Hydrologia yang berarti "ilmu air". Hidrologi juga mempelajari siklus air atau siklus hidrologi dan sumber daya air yang ditujukan untuk kesejahteraan manusia. Siklus hidrologi adalah suatu rangkaian proses perputaran air yang terdiri dari penguapan, presipitasi, infiltrasi dan pengaliran keluar (outflow). Air menguap ke udara dari permukaan tanah dan laut. Penguapan dari daratan terdiri dari evaporasi dan transpirasi. Evaporasi merupakan proses menguapnya air dari permukaan tanah, sedangkan transpirasi adalah proses menguapnya air dari tanaman. Uap yang dihasilkan mengalami kondensasi dan dipadatkan membentuk awan-awan yang nantinya dapat kembali menjadi air dan turun sebagai presipitasi. Sebelum tiba di permukaan bumi presipitasi tersebut sebagian langsung menguap ke udara, sebagian tertahan oleh tumbuh-tumbuhan dan sebagian lagi mencapai permukaan tanah. Presipitasi yang tertahan oleh tumbuh-tumbuhan sebagian akan diuapkan dan sebagian lagi mengalir melalui dahan atau jatuh dari daun dan akhirnya sampai ke permukaan tanah. Air yang sampai ke permukaan tanah sebagian akan berinfiltrasi dan sebagian lagi mengisi lekuk-lekuk permukaan tanah kemudian mengalir ketempat yang lebih rendah (runoff), masuk ke sungaisungai dan akhirnya ke laut. Dalam perjalanannya menuju laut sebagian akan mengalami penguapan. Air yang masuk ke dalam tanah sebagian akan keluar lagi menuju sungai yang disebut dengan aliran intra (interflow). Sebagian lagi akan terus turun dan masuk ke dalam air tanah yang keluar sedikit demi sedikit dan II-3

4 masuk ke dalam sungai sebagai aliran bawah tanah (groundwater flow), dan begitu seterusnya (Soemarto, 1987). Faktor-faktor yang mempengaruhi limpasan banjir antara lain: faktor topografi dan iklim, curah hujan dan intensitasnya, karakteristik saluran drainase dan infiltrasi. Curah hujan pada suatu daerah dataran merupakan salah satu faktor yang sangat menentukan besarnya debit banjir yang akan terjadi. Semakin besar curah hujan yang terjadi pada suatu daerah dataran semakin besar pula debit banjir yang akan diterima pada daerah tersebut. Begitu pula sebaliknya semakin kecil curah hujan yang terjadi pada suatu daerah dataran semakin kecil pula debit banjir yang terjadi. Limpasan permukaan dan aliran air dalam tanah juga berpengaruh terhadap saluran. Kondisi dari saluran itu sendiri juga dapat mempengaruhi volume dan laju limpasan. Oleh karena itu, faktor-faktor tersebut harus diperhitungkan dalam analisis hidrologi Analisis Curah Hujan Rencana Data hujan yang diperoleh dari alat penakar hujan merupakan hujan yang terjadi hanya pada satu tempat atau titik saja (point rainfall). Mengingat hujan sangat bervariasi terhadap tempat, maka untuk kawasan yang luas, satu alat penakar hujan belum dapat menggambarkan hujan wilayah tersebut. Dalam hal ini diperlukan hujan kawasan yang diperoleh dari harga rata-rata curah hujan beberapa stasiun penakar hujan yang ada di dalam dan/atau di sekitar kawasan tersebut. (Suripin, 2004) Ada tiga macam cara yang umum dipakai dalam menghitung hujan rata-rata kawasan, yaitu : II-4

5 1) Metode Rata-rata Aljabar 2) Metode Poligon Thiessen 3) Metode Isohyet Namun dalam penelitian ini, mengingat luas Daerah Aliran Sungai atau Catchment Area Commulative yang hanya berkisar ± 7 Ha, juga ketersediaan data hujan di beberapa stasiun hujan terdekat yang tdak memadai, maka hanya diambil data dari satu stasiun hujan terdekat yang memiliki ketersediaan data cukup baik yang dapat digunakan untuk analisa curah hujan rencana. Data hujan tersebut adalah didapat dari Stasiun Sanglah, Denpasar (445) dengan panjang tahun pengamatan data yang tersedia adalah 15 tahun terakhir ( ). Selanjutnya curah hujan yang digunakan untuk perencanaan drainase adalah curah hujan harian maksimum tahunan. Metode yang digunakan untuk menghitung curah hujan rencana adalah denga Metode Log Pearson Type III Analisis Frekuensi Hujan Rencana Sistem hidrologi terkadang dipengaruhi oleh peristiwa-peristiwa ekstrim, seperti hujan lebat, banjir, dan kekeringan. Bearan peristiwa ekstrim tersebut berbanding terbalik dengan frekuensi kejadiannya. Peristiwa alam ekstrim biasanya terjadi sangat langka. Tujuan analisis frekuensi data hidrologi adalah berkaitan dengan besaran peristiwa ekstrim yang berkaitan dengan frekuensi kejadiannya melalui penerapan distribusi kemungkinan. (Suripin, 2004) II-5

6 Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Sebaliknya, kala ulang adalah waktu dimana hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui. Namun, bukan berarti kejadiang tersebut akan berulang secara teratur setiap kala ulang tersebut. Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi. Namun dalam bidang hidrologi hanya empat jenis metode distribusi yang banyak digunakan, diantaranya adalah : 1) Metode Normal 2) Metode Log Normal 3) Metode Log Pearson Type III 4) Metode Gumbel Dalam penentuan metode mana yang akan digunakan, terlebih dahulu ditentukan parameter-parameter statistik sebagai berikut : 1) Nilai Rata-rata (X) Nilai rata-rata adalah perhitungan dari jumlah keseluruhan data dibagi banyaknya data. Secara umum dirumuskan dengan : XX = nn ii XX ii nn (1) Dimana : X = Rata-rata curah hujan maksimum daerah (mm) Xi = Besarnaya curah hujan daerah (mm) II-6

7 2) Standar Deviasi (S) Standar deviasi merupakan ukuran sebaran yang paling banyak digunakan. Apabila penyebaran sangat besar terhadap nilai rata-rata, maka nilai S akan kecil. Soemarto (1999) menyebutkan rumus standar deviasi adalah : S = nn ii=1(xxxx XX) 2 (nn 1) (2) Dimana : Sd = Deviasi standar Xi = Nilai variant ke i XX n = Rata-rata variant = Jumlah data 3) Koefisien Variasi (Cv) Koefisien variasi adalah nilai perbandingan antara standar deviasi dengan nilai rata-rata hitung dari suatu distribusi. Koefisien variasi dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : Cv = SSSS XX (3) Dimana : Cv = Koefisien variasi Sd = Deviasi standar XX = Rata-rata variant 4) Koefisien Skewness (Cs) Koefisien skewness (kecondongan) adalah suatu nilai yang menunjukkan derajat ketidaksimetrisan (asimetri) dari suatu bentuk distribusi. Apabila kurva II-7

8 frekuensi dari suatu distribusi mempunyai ekor memanjang ke kanan atau ke kiri tehadap titik pusat maksimum, maka kurva tersebut tidak akan berbentuk simetri. Keadaan tersebut disebut condong ke kanan atau ke kiri. Pengukuran kecondongan adalah untuk mengukur seberapa besar kurva frekuensi dari suatu distribusi tidak simetri atau condong. Ukuran kecondongan dinyatakan dengan besarnya koefisien kecondongan atau koefisien skewness, dan dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini : (Soemarto, 1999) Cs = Dimana : nn nn ii 1 (XX ii XX ) 3 (nn 1) (nn 2) SSSS 3 (4) Cs = Koefisien skewness Xi = Nilai variant ke i XX n = Rata-rata variant = Jumlah data Sd = Deviasi standar 5) Koefisien Kurtosis (Ck) Pengukuran kurtosis dimaksudkan untuk mengukur keruncingan dari bentuk kurva distribusi dan sebagai pembandingnya adalah distribusi normal. Menurut Soemarto (1999), koefisien kurtosis dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut : Ck = 1 nn nn XX ii XX 4 ii=1 SSSS 4 (5) Dimana : Ck = Koefisien curtosis II-8

9 Xi = Nilai variant ke i XX = Rata-rata variant Sd = Deviasi standar Dari hasil perhitungan faktor-faktor statistik uji distribusi tersebut, dapat disimpulkan metode distribusi mana saja yang dapat dipakai untuk perhitungan curah hujan rencana. Dimana metode distribusi yang dapat dipakai harus memenuhi angka persyaratan penggunaan distribusi. Persyaratannya dapat dilihat dalam Tabel 2.1 di bawah ini : Tabel 2.1 Syarat uji distribusi statistik No Jenis Distribusi Syarat Metode Distribusi Normal Metode Distribusi Log Normal Metode Distribusi Log Pearson Type III Cs 0 Ck 3 Cs = Cv³+3Cv Ck = Cv⁸+6Cv⁶ +15Cv⁴+16Cv² Cs 0 4 Metode Distribusi Gumbel Sumber : Bambang, T (2008) Ck 5,40 Cs 1,14 Dalam penelitian ini, metode yang digunakan untuk menghitung curah hujan rencana adalah Metode Distribusi Log Pearson Type III. Hal ini berdasarkan hasil perhitungan ke-lima parameter statistik diatas, dimana setelah dicocokan dengan persyaratan dalam Tabel 2.1 diatas, hanya Metode Distribusi Log Pearson Type III yang memenuhi angka persyaratan penggunaan distribusi. II-9

10 A. Metode Distribusi Log Pearson Type III Pada situasi tertentu, walaupun data yang diperkirakan mengikuti distribusi sudah dikonversi kedalam bentuk logaritmis, ternyata kedekatan antara data dan teori tidak cukup kuat. Distribusi Log Pearson Type III adalah serangkaian fungsi distribusi yang dapat dipakai untuk hampir semua distribusi probabilitas empiris. Distribusi probabilitas ini hampir tidak berbasis teori, dan sering dipakai karena fleksibilitasnya. (Suripin, 2004) Tiga parameter penting dalam Distribusi Log Pearson Type III yaitu : 1) Nilai Rata-rata 2) Simpangan Baku 3) Koefisien Kemencengan Langkah-langkah penggunaan Distribusi Log Pearson Type III adalah sebagai berikut : 1) Ubah data hujan ke dalam bentuk logaritmis X = Log X (6) 2) Hitung nilai rata-rata (Log X ) log xx Log X = nn (7) 3) Hitung nilai simpangan ( S Log X ) S Log X (LLLLLL XX log xx)² = nn 1 (8) II-10

11 4) Hitung koefisien kemencengan (Cs) CCCC = nn nn XX ii XX 3 ii=1 (9) (nn 1) (nn 2) SSSS 3 5) Hitung logaritma curah hujan dengan periode ulang T (Log R T ) Log R T = Log X + (Kf x Sd) (10) Keterangan dari persamaan-persamaan diatas adalah : Log X S Log X Log R T Sd n Kf = Nilai rata-rata Log X = Nilai koefisien skewness = Nilai logaritmik curah hujan untuk periode ulang T tahun (mm) = Standard deviasi nilai Log X = Jumlah data = Faktor karakteristik dari distribusi log pearson type III Nilai Kf dapat diperoleh dari tabel yang merupakan fungsi dari periode ulang T tahun dan nilai koefisien skewness (Cs) Tabel 2.2 Faktor frekuensi Kf distribusi Log Pearson Type III Koef. Kemencengan Cs Interval ulang, tahun Persen peluang II-11

12 Koef. Kemencengan Cs Interval ulang, tahun Persen peluang Sumber : Ray K. Linsey. Jr Uji Kecocokan Distribusi Diperlukan pengujian parameter untuk menguji kecocokan (the goodness of fittest test) distribusi frekuensi sampel data terhadap fungsi distribusi peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan mewakili distribusi frekuensi tersebut. Pengujian parameter yang sering dipakai adalah Chi-Square dan Smirnov- Kolomogrov. (Suripin, 2004) II-12

13 A. Uji Kecocokan Chi-Square (Chi-Kuadrat) Pada dasarnya uji ini merupakan pengecekan terhadap penyimpangan rerata data yang dianalisis berdasarkan metode distribusi yang terpilih. Penyimpangan tersebut diukur dari perbedaan antara nilai probabilitas setiap varian X menurut hitungan distribusi frekuensi teoritik (diharapkan) dan menurut hitungan dengan pendekatan empiris. Teknik pengujiannya yaitu menguji apakah ada perbedaan yang nyata antara data yang diamati dengan data berdasarkan hipotesis nol. (Danapriatna dan Setiawan, 2005) Uji Chi-Square dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi yang telah dipilih dapat mewakili distribusi statistik sample data yang dianalisis. Parameter merupakan variable acak. Parameter X² yang digunakan dapat dihitung dengan rumus : (Surpin, 2004) XX h 2 = nn (OOOO EEEE)² ii=1 EEEE DK = K - ( ) Ei = nn KK K = 1 + 3,322 log n (11) Dengan : XX h 2 G Oi Ei K = Parameter Chi-Square terhitung = Jumlah sub kelompok = Jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok i = Jumlah nilai teoritis pada sub kelompok i = Jumlah kelas II-13

14 N DK = Jumlah data = Derajat kebebasan F² = Harga Chi Square Cara memberikan interpretasi terhadap Chi-Square adalah menentukan DK (derajat kebebasan). Uji ini digunakan untuk data yang variabelnya tidak dipengaruhi oleh variable lain dan diasumsikan bahwa sampel dipilih secara acak. Tabel 2.3 Titik prosentase distribusi Chi-Square d.f = 1-20 Derajat Kebebasan Derajat Kepercayaan (%) Sumber : Soewarno, (1995) II-14

15 B. Uji Kecocokan Smirnov Kolmogorov Uji Kecocokan Smirnov Kolmogorov, sering juga uji kecocokan non parametrik (non parametric test), karena pengujian tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Syarat diterimanya distribusi dengan uji Smirnov-Kolmogorov adalah apabila Δmax < Δcr. Langkah-langkah perhitungan uji Smirnov-Kolmogorov adalah sebagai berikut : 1) Urutkan data (dari besar ke kecil atau sebaliknya) dan tentukan besarnya peluang dari masing-masing data tersebut X 1 = P(X 1 ) X2 = P(X 2 ) X3 = P(X 3 ), dan seterusnya (12) 2) Urutkan nilai masing-masing peluang teoritis dari hasil penggambaran data (persamaan distribusinya) X 1 = P' (X 1 ) X2 = P' (X 2 ) X3 = P' (X 3 ), dan seterusnya (13) 3) Dari kedua nilai peluang tersebut, tentukan selisih terbesarnya antar peluang pengamatan dengan peluang teoritis D = Maksimum ( P(X n ) P' (X n ) ) (14) 4) Berdasarkan tabel nilai kritis (Smirnov-Kolmogorov test) tentukan harga D dari Tabel 2.4 berikut : 0 II-15

16 Tabel 2.4 Nilai kritis D 0 untuk uji Smirnov-Kolmogorov n α=0.20 α=0.10 α=0.05 α=0.02 α= N > 50 1,07/ n 1,22/ n 1,36/ n 1,52/ n 1,63/ n Sumber : Bonnier, (1980) dalam suripin, (2004) 2.3. Penentuan Periode Ulang Periode ulang atau interval ulang atau kala ulang ditetapkan berdasarkan perbandingan antara tipologi kota dan luas daerah tangkapan air. Dimana ketentuannya mengacu pada Tabel 2.5 berikut : Tabel 2.5 Kala ulang berdasarkan tipologi kota Tipologi Kota Luas Daerah Tangkapan Air (Ha) < > 500 Kota Metropolitan 2 Tahun 2-5 Tahun 5-10 Tahun Tahun Kota Besar 2 Tahun 2-5 Tahun 2-5 Tahun 5-20 Tahun Kota Sedang 2 Tahun 2-5 Tahun 2-5 Tahun 5-10 Tahun Kota Kecil 2 Tahun 2 Tahun 2 Tahun 2-5 Tahun Sumber : Kementerian Pekerjaan Umum, Direktorat Jenderal Cipta Karya, Direktorat Pengembangan Penyehatan Lingkunagn Permukiman dalam Buku Jilid 1A, Tata Cara Penyusunan Rencana Induk Sistem Drainase Perkotaan, Halaman 24 (2012) II-16

17 Lokasi penelitian merupakan kawasan kota besar dengan luas catchment area keseluruhan mencapai ± 7 Ha. Berdasarkan ketentuan dalam Tabel 2.5 diatas, dapat disimpulkan bahwa dalam penelitian ini menggunakan curah hujan rencana untuk periode ulang dua tahunan Analisis Intensitas Hujan Rencana Intensitas hujan rencana adalah besarnya intensitas hujan maksimum yang mungkin terjadi pada periode ulang tertentu. Hujan dalam intensitas yang besar umumnya terjadi dalam waktu yang pendek. Hubungan intensitas hujan dengan waktu hujan banyak dirumuskan, yang pada umumnya tergantung pada parameter setempat. Besarnya intensitas curah hujan berbeda-beda, biasanya disebabkan oleh lamanya curah hujan dan frekuensi kejadiannya. Untuk perhitungan biasanya didekati dengan rumus empiris yang biasa digunakan untuk karakteristik hujan didaerah tropis. Perhitungan intensitas curah hujan ini menggunakan rumus Dr. Mononobe yang merupakan sebuah variasi dari persamaan-persamaan curah hujan jangka pendek, persamaannya adalah sebagai berikut : (Soemarto, 1999) Dengan : I = RR tt 2/3 (15) I T = Intensitas curah hujan (mm/jam) = Durasi hujan (jam) R24 = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm) II-17

18 2.5. Analisis Kapasitas Saluran Eksisting Sebelum melakukan analisa hidrolika saluran rencana di lokasi penelitian, terlebih dahulu dihitung kapasitas dari saluran eksisting yang akan di jadikan sebagai badan air penerima dari debit buangan dari lokasi penelitian. Dalam perhitungan kapasitas saluran eksisting, saluran yang ditinjau yaitu hanya yang melewati lokasi penelitian, dimana karakteristik dan parameter saluran eksiting tersebut harus diketahui terlebih dahulu. Karakteristik dan parameter yang dimaksud adalah sebagai berikut : Lebar saluran (B) Tinggi saluran (H) Tinggi muka air (h) Panjang saluran (L) Bentuk saluran dan kemiringan dinding salurannya (m) Jenis pasangan (bahan saluran) Elevasi dasar saluran di hulu Elevasi dasar saluran di hilir Sedangkan tahapan perhitungannya adalah sebagai berikut : 1) Menghitung luas penampang saluran (A) AA = BB h (16) 2) Menghitung keliling basah saluran (P) PP = (2 h) + BB (17) 3) Menghitung jari-jari hidrolis saluran (R) II-18

19 RR = AA PP (18) 4) Menghitung kemiringan dasar saluran (i) ii = EEEE.UUUU EEEE.DDDDDDDD LL (19) 5) Menghitung kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (V) VV = 1 nn RR2 3 ii 1 2 (20) 6) Menghitung kapasitas saluran (Q) QQ = VV AA (21) 2.6. Koefisien Pengaliran Koefisien pengaliran (C) besarnya tergantung pada kondisi dan karakteristik fisik dari daerah pengalirannya, yang biasanya dinyatakan sesuai dengan tata guna lahan pada kondisi terakhir. Besaran koefisien pengaliran untuk berbagai penggunaan lahan / tata guna lahan dapat dilihat pada Tabel 2.6 berikut ini : Tabel 2.6 Koefisien limpasan rata-rata untuk daerah perkotaan Type Kondisi daerah Pengaliran Berdasar sifat permukaan Nilai C Rerumputan tanah berpasir Rerumputan tanah keras Kemiringan 2 % 0,05-0,10 Rata-rata 2-7 % 0,10-0,15 Curam > 7 % 0,10-0,15 Datar 2 % 0,13-0,17 Rata-rata 2-7 % 0,18-0,22 II-19

20 Jalan Type Kondisi daerah Pengaliran Nilai C Curam > 7 % 0,25-0,35 Aspal 0,70-0,95 Beton 0,80-0,95 Batu bata 0,70-0,95 Kerikil 0,15-0,35 Jalan raya dan trotoir 0,70-0,85 Atap 0,75-0,95 Berdasar deskripsi daerah Bisnis dan perdagangan Daerah kota 0,70-0,95 Pemukiman Industri Daerah pinggiran 0,50-0,70 Rumah tinggal terpencar 0,30-0,50 Kompleks perumahan 0,40-0,50 Pemukimam (sub urban) 0,25-0,40 Apartemen 0,50-0,70 Ringan 0,50-0,80 Berat 0,60-0,90 Pertamanan, kuburan 0,10-0,25 Lapangan bermain 0,10-0,25 Halaman kereta api 0,20-0,40 Daerah tidak terawat 0,10-0,30 Sumber : DPU Cipta Karya, 1998 Koefisien ini diperoleh dari hasil perbandingan antara jumlah hujan yang jatuh dengan yang mengalir sebagai limpasan dari suatu hujan dalam permukaan tanah. Faktor-faktor yang mempengaruhi harga koefisien pengaliran ini adalah adanya infiltrasi dan tampungan hujan pada tanah sehingga mempengaruhi jumlah air hujan yang mengalir. II-20

21 2.7. Analisis Debit Banjir Rencana Perhitungan debit banjir rencana dimaksudkan untuk mengingat adanya hubungan antara hujan dan aliran drainase dimana besarnya aliran dalam drainase ditentukan dari besarnya hujan, intensitas hujan, luas daerah, lama waktu hujan, dan ciri-ciri daerah alirannya. Analisis debit banjir rencana dilakukan dengan menggunakan Metode Modifikasi Rasional. Persamaan yang dipakai adalah sebagai berikut : Dimana : Q = 1. C. Cs. I. A = 0,278. C. Cs. I. A (22) 3,6 Q C Cs I A = Debit banjir rencana (m³/detik) = Koefisien limpasan air hujan yang tergantung dari permukaan limpasan = Koefisien penyimpangan = Intensitas hujan (mm/jam) = Luas catchment area (m²) 1) Untuk menghitung koefisien penyimpangan (Cs) dipakai rumus : Cs = Dimana : 2tt cc 2tt cc + tt dd (23) Cs t c t d = Koefisien penyimpangan = Waktu konsentrasi (menit) = Conduit time, waktu yang diperlukan air hujan untuk mengalir di dalam saluran dari awal saluran sampai ke outlet (menit) II-21

22 2) Untuk menghitung intensitas curah hujan (I) dipakai rumus : I = RR24 24 x 24 tt cc 2/3 (24) Dimana : I R24 t c = Intensitas curah hujan (mm/jam) = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm) = Waktu konsentrasi (menit) 3) Untuk menghitung waktu konsentrasi (t tt cc = tt 0 + tt dd (25) Dimana : c ) dipakai rumus : t c t 0 = Waktu konsentrasi (menit) = Inlet time, waktu yang diperlukan air hujan mengalir di permukaan dari titik catchment terjauh sampai masuk ke awal saluran (menit) t d = Conduit time, waktu yang diperlukan air hujan untuk mengalir di dalam saluran dari awal saluran sampai ke outlet (menit) 4) Untuk menghitung waktu inlet time (t 0 ) dipakai rumus : tt 0 = LL 0 SS 0.77 (26) Dimana : t 0 = Inlet time, waktu yang diperlukan air hujan mengalir di permukaan dari titik catchment terjauh sampai masuk ke awal saluran (menit) L S 0 = Jarak titik catchment terjauh dengan awal saluran (m) = Kemiringan daerah saluran II-22

23 S = ΔH / L (27) ΔH = Selisih tinggi (m) 5) Untuk menghitung waktu conduit time (t d ) dipakai rumus : tt dd = LL VV (28) Dimana : t d = Conduit time, waktu yang diperlukan air hujan untuk mengalir di dalam saluran dari awal saluran sampai ke outlet (menit) L V = Panjang saluran (m) = Kecepatan aliran (m/detik) 2.8. Analisis Hidrolika Deskripsi Umum Hidrolika adalah ilmu yang mempelajari tentang sifat-sifat zat cair dan menyelenggarakan pemeriksaan untuk mendapatkan rumus-rumus dan hukumhukum zat cair dalam keadaan setimbang (diam) dan dalam keadaan bergerak. Analisis hidrolika dilakukan untuk mengetahui kapasitas penampang saluran yang paling efektif dan ekonomis pada jaringan drainase dengan sistem saluran resapan ini terhadap debit banjir rencana dari hasil perhitungan hidrologi. Hasil perhitungan jejak puncak debit banjir di setiap ruas saluran menghasilkan kebutuhan penampang saluran rencana yang kemudian disesuaikan dengan kemiringan salurannya dimana elevasi outlet dari setiap saluran rencana tidak lebih rendah atau masih aman dari efek backwater level air banjir saluran ekssisting. Untuk penentuan kapasitas penampang dalam menampung debit II-23

24 rencana yang telah ditentukan, maka perhitungannya dibuat berdasarkan analisis aliran pada saluran terbuka dengan penambahan freeboard yang sesuai Aliran Seragam (Uniform Flow) Uniform flow adalah aliran seragam yang mempunyai variabel aliran seperti kedalaman, tampang basah, kecepatan dan debit pada setiap tampang disepanjang aliran adalah konstan. Rumus yang digunakan dalam kondisi aliran normal adalah rumus Manning karena mudah pemakaiannya (Bambang Triatmodjo, Hidraulika II, 1996). Rumus Manning yang persamaannya adalah sebagai berikut : Dengan : Q = A (1/n) R 2 3 I 1 3 (29) Q = Debit banjir rencana (m³/det) n = Koefisien kekasaran dari Manning (lihat Tabel 2.7) R I A = Jari-jari hidrolik (m) = Kemiringan dasar saluran = Luas penampang basah (m²) Tabel 2.7 Tipikal harga koefesien kekasaran Manning (n) Tipe Saluran Beton Jenis Bahan Harga n Min Normal Maks Gorong-gorong lurus dan bebas dari kotoran/gangguan Gorong-gorong dgn lengkungan & sedikit gangguan Beton dipoles Saluran pembuang dengan bak kontrol II-24

25 Tipe Saluran Jenis Bahan Min Harga n Normal Maks Tanah, lurus dan seragam Saluran alam Bersih baru Bersih telah melapuk Berkerikil Berumput pendek, sedikit tanaman pengganggu Bersih, lurus Bersih, berkelok-kelok Banyak tanaman pengganggu Dataran banjir brumput pendek-tinggi Saluran di belukar Sumber : Van Te Chow dalam Open Channel Hydraulics Dimensi Saluran Perhitungan dimensi saluran didasarkan pada debit yang harus ditampung oleh saluran (QS dalam m³/det) lebih besar atau sama dengan debit rencana yang diakibatkan oleh hujan rencana (QT dalam m³/det). Kondisi demikian dapat dirumuskan dengan persamaan berikut : QS QT (30) Debit yang mampu ditampung oleh saluran QS dapat diperoleh dengan rumus seperti dibawah ini : QS = As x V (31) Dimana : As V = Luas penampang saluran (m²) = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det) II-25

26 Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran dapat dihitung dengan menggunakan rumus Manning sebagai berikut : V = 1 nn x RR2/3 x SS 1/2 R = AAAA PP (32) Dimana : V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det) N = Koefisien kekasaran Manning (lihat Tabel 2.6) R S As P = Jari-jari hidrolik (m) = Kemiringan dasar saluran = Luas penampang saluran (m²) = Keliling basah saluran (m) Kemiringan dinding saluran direncanakan tegak vertikal (m=0), ini berlaku untuk saluran Tipe-1 (u-ditch) maupun saluran Tipe-2 (box culvert). Sedangkan bahan konstruksi salurannya sendiri direncanakan menggunakan beton precast, namun khusus untuk saluran Tipe-1 (u-ditch) penggunaan bahan dikombinasikan dengan kerikil. Sehingga untuk perhitungan koefisien kekasaran bahan untuk saluran Tipe-1 diambil nilai rata-rata dari kedua koefisien kekasaran bahan tersebut (beton dan kerikil). Sedangkan untuk perhitungan dimensi penampang salurannya sendiri dapat dihitung dengan rumus sesuai dengan unsur-unsur geometris penampang salurannya, seperti tertera dalam Tabel 2.8 di bawah ini : II-26

27 Tabel 2.8 Unsur-unsur geometris penampang saluran Sumber : Asep Ari Salahudin, Tugas Akhir Tinggi Jagaan (Freeboard / Waking) Tinggi jagaan atau freeboard atau waking adalah jarak vertikal dari puncak saluran ke permukaan air pada kondisi debit rencana. Tinggi Jagaan pada saluran II-27

28 drainase berfungsi untuk mencegah gelombang atau kenaikan muka air yang melimpah ke tepi saluran. Pada umumnya semakin besar debit rencana dalam saluran, semakin besar pula tinggi jagaan yang harus disediakan. Tinggi Jagaan untuk saluran drainase yang disarankan untuk diambil dinyatakan dalam Tabel berikut : Tabel 2.9 Syarat penggunaan tinggi jagaan Debit (Q) (m³/dt) Tinggi Jagaan / Waking (dalam meter) Sal. Tanah Sal. Pasangan < > Sumber : Urban Drainage Guidelines And Technical Design Standards, CIDA, Nopember Gambaran Umum Lokasi Penelitian Lokasi penelitian Perencanaan Jaringan Drainase dengan Sistem Saluran Resapan di Cluster Sanur Residence Bali, berada di kawasan Sanur, Bali. Wilayah Sanur sendiri merupakan salah satu kawasan pariwisata yang terdapat di pulau Bali bagian selatan dan terletak di sebelah timur Kota Denpasar. Secara administrasi, kawasan Sanur termasuk wilayah administrasi Kecamatan Denpasar Selatan, Kota Denpasar. II-28

29 Kawasan Sanur memiliki posisi yang sangat strategis, mudah dijangkau dari segala arah di wilayah Pulau Bali. Lokasi kawasan Sanur ini dekat dengan Bandara Udara Ngurah Rai. Secara geografis Desa Sanur, yang berjarak 7 km ke arah Timur dari pusat pemerintahan Kota Denpasar ini, berbatasan dengan : Sebelah Utara Sebelah Timur Sebelah Selatan Sebelah Barat : Desa Sanur Kaja : Laut Bali : Selat Badung : Desa Sanur Kauh Secara detail letak lokasi penelitian berada di Jalan Cemara No.9, Kawasan Pantai Sanur, Bali. Luas seluruh kawasan lokasi penelitian adalah 6,86 Ha sesuai data hasil pengukuran, dengan kondisi eksisting saat ini berupa tanah lapang, pohon-pohon dan beberapa bangunan eksisting yang sudah rusak. Lebih Jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.1 di bawah. LOKASI PERENCANAAN Gambar 2.1 Orientasi lokasi penelitian II-29

30 Mengingat perkembangan kawasan pariwisata Sanur yang demikian pesat, dengan tingkat hunian penduduk yang padat, secara administrasi desa Sanur dikembangkan di tiga wilayah desa. Berdasarkan surat keputusan Bupati Badung No.167/Pem./15/166/1979 Tanggal 1 Desember 1979, Desa Sanur terbagi menjadi tiga wilayah desa/kelurahan dengan luas 1057 Ha; yaitu Desa Sanur Kauh dengan luas 386 Ha, Kelurahan Sanur dengan luas 402 Ha, dan Desa Sanur Kaja dengan luas 269 Ha. Di kawasan Sanur dijumpai berbagai jenis tanah berstruktur kasar yang terdiri atas lumpur lempung, lumpur lempung lelenan, lempung pasiran, dan lanan. Jenis tanah seperti ini mempunyai sifat resapan air lebih baik sehingga kapasitas terbentuknya air tanah relatif tinggi. Ditinjau dari topografi keadaan medan kawasan pariwisata Sanur secara umum miring ke arah Selatan dengan ketinggian berkisar antara 0-75 m di atas permukaan laut. Morfologi landai dengan kemiringan bisa mencapai 15%. Kondisi eksisting lokasi penelitian telah dilakukan pengukuran peta situasi dan topografinya. Level topografi di wilayah lokasi penelitian didapat dari gambaran level lokal dengan ketinggian antara m sampai dengan m diatas permukaan air laut. Sedangkan untuk penentuan koordinat batas-batas tanah diukur menggunakan koordinat global dengan bantuan GPS. Peta hasil pengukuran topografi tersebut dapat dilihat dalam Gambar 2.2 di bawah. II-30

31 Gambar 2.2 Peta topografi Berdasarkan informasi yang didapat dari pihak konsultan terkait, ditetapkan bahwa di lokasi penelitian akan dilakukan pengurugan tanah hingga ketinggian yang telah direncanakan dalam perencanaan grading, dimana urugan tersebut akan memerlukan volume tanah sebanyak m³. Level rencana Grading hasil pengurugan tersebut dapat dilihat dalam Gambar 2.3 di bawah. II-31

32 Gambar 2.3 Layout rencana level grading Mengingat di lokasi penelitian akan dilakukan pengurugan tanah hingga ketinggian sesuai dengan level rencana Grading tersebut, maka dalam penelitian ini diputuskan menggunakan level finish Grading sebagai acuan dasar elevasi tanah eksistingnya. II-32