Perencanaan Sistem Drainase Stadion Batoro Katong Kabupaten Ponorogo

Transkripsi

1 JURNAL TEKNIK POMITS Vol., No., (04) -6 Perencanaan Sistem Drainase Stadion Batoro Katong Kabupaten Ponorogo Yusman Rusyda Habibie, Umboro Lasminto, Yang Ratri Savitri Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim Surabaya 60 umboro_hydro@yahoo.com Abstrak - Sistem drainase yang saat ini digunakan di stadion Batoro Katong adalah sistem drainase terbuka, dimana prinsip dari sistem drainase ini adalah air hujan yang masuk ke dalam stadion, akan disalurkan ke dalam saluran yang berada di samping lapangan yang kemudian diteruskan ke saluran pembuang. Melihat kondisi sekarang, saluran yang berada pada samping stadion kondisinya sudah rusak dan tidak memungkinkan lagi untuk mengalirkan air dengan baik. Belum adanya sistem drainase bawah permukaan (subsurface drainage) di lapangan sepak bola, membuat kondisi lapangan menjadi tergenang saat hujan turun. Pengerjaan tugas akhir dimulai dengan mengumpulkan data perencanaan, yang didapat dari Dinas Pekerjaan Umum Kabupaten Ponorogo, antara lain data hidrologi, data hidrolika, dan data tanah. Konsep pengerjaan yang dilakukan untuk perencanaan saluran terbuka direncanakan dengan analisa hidrologi dan hidrolika (Qhidrologi Qhidrolika), untuk perencanaan saluran bawah permukaan direncanakan dengan menggunakan Hukum Darcy, untuk menentukan kapasitas pipa, dan jarak pemasangan pipa, sedangkan untuk perencanaan dimensi kolam tampung direncanakan dengan menggunakan hidrograf segitiga (TdTc) atau hidrograf trapezium (Td>Tc). Dalam perencanaan sub surface drain dipakai pipa drain dengan diameter 0cm, dan dipasang dengan jarak 40 cm. Debit air limpasan setelah pembangunan stadion yang dialirkan melalui sistem drainase dalam kawasan stadion sebesar 0.9 m 3 /detik, sedangkan debit air limpasan sebelum pembangunan adalah sebesar m 3 /detik. Untuk itu direncanakan kolam tampung untuk menampung debit limpasan akibat pembangunan stadion.dari hasil perhitungan didapatkan debit outflow yang keluar dari kolam tampung sebesar 0.05 m 3 /detik, sehingga pembangunan stadion tidak menyebabkan tambahan debit yang masuk ke saluran drainase kota. hujan yang turun tidak dapat dialirkan dengan baik, dan juga dapat menghambat kelancaran aktifitas yang ada di dalam stadion, khususnya di lapangan sepak bola. Sistem drainase yang saat ini digunakan di stadion Batoro Katong adalah sistem drainase terbuka, dimana prinsip dari sistem drainase ini adalah air hujan yang masuk ke dalam stadion, akan disalurkan ke dalam saluran yang berada di samping lapangan yang kemudian diteruskan ke saluran pembuang. Melihat kondisi sekarang, saluran yang berada pada samping stadion kondisinya sudah rusak dan t idak memungkinkan lagi untuk mengalirkan air dengan baik. Belum adanya sistem drainase bawah permukaan (subsurface drainage) di lapangan sepak bola, membuat kondisi lapangan menjadi tergenang saat hujan turun. Upaya untuk mengatasi permasalahan drainase lapangan Stadion Batoro Katong yang sudah tidak memungkinkan lagi yaitu dengan merencanakan sistem drainase bawah permukaan (subsurface drainage). Prinsip dari sistem drainase ini adalah mengalirkan air ke bawah permukaan. II. METODOLOGI START Survey Lapangan Studi Pengumpulan data : Kata Kunci Sub Surface Drainage, Kolam Tampung, Drainase Stadion Data Hidrologi Data Tanah Data Hidrolika I. PENDAHULUAN tadion Batoro Katong merupakan stadion serbaguna Syang dimiliki oleh Kabupaten Ponorogo, karena stadion ini tidak hanya dipakai untuk pertandingan sepakbola, tetapi juga dipakai untuk kegiatan olahraga lain, seperti atletik dan pacuan kuda. Akan tetapi sejak dibangunnya stadion ini pada tahun 970, belum ada perbaikan fasilitas stadion, seperti tribun penonton, lintasan atletik, lapangan sepakbola, dan juga sistem drainase stadion tersebut. Kelangsungan aktifitas di dalam stadion sangat bergantung dengan sistem drainase yang ada, karena apabila sistem drainase d alam suatu stadion itu buruk menyebabkan air Analisa Hidrologi. Menntukan Luasan Catchment Area. Analisa Curah Hujan 3. Analisa Analisa Tanah. Permeabili tas Tanah. Laju Infiltrasi A Analisa Hidrolika. Analisa Subsurface Drain. Dimensi Saluran 3. Analisa ketinggian

2 JURNAL TEKNIK POMITS Vol., No., (04) -6 NOT NOT A Perencanaan saluran dalam stadion Qhidrologi Qhidrolika Analisa Kolam Evaluasi Debit Outflow Gambar Desain Perencanaan FINISH OK OK Tabel. Data Hujan Maksimum Tahun Hujan Maksimum (mm) *)Sumber : Dinas Pekerjaan Umum Kabupaten Ponorogo [] C. Analisa Frekuensi Menghitung nilai parameter statistik dari data hujan yang diketahui. Nilai rata-rata LogX ΣLog X n Gambar. D Diagram alir pengerjaan Tugas Akhir III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Konsep Perencanaan Konsep yang digunakan dalam pengerjaan tugas akhir ini, adalah sebagai berikut;. Saluran Terbuka Perencanan saluran terbuka direncanakan dengan analisa hidrolika dan hidrologi (Qhidrolika Qhidrologi) []. Saluran Bawah Permukaan Perencanaan saluran bawah permukaan direncanakan dengan menggunakan Hukum Darcy, untuk menentukan kapasitas pipa, dan jarak pemasangan pipa[] 3. Kolam Tampung Untuk mendapatkan dimensi kolam tampung yang direncanakan, dapat digunakan hidrograf segitiga (TdTc) atau hidrograf trapesium (Td>Tc) [4] B. Analisa Hujan Dalam pengerjaan tugas akhir ini, data curah hujan yang digunakan berdasarkan data dari stasiun hujan yang berpengaruh pada lokasi perencanaan. Untuk perhitungan curah hujan rata-rata digunakan metode poligon thiessen, dan dapat diketahui bahwa stasiun hujan yang berpengaruh pada lokasi perencanaan adalah stasiun hujan Ponorogo. Adapun data curah hujan yang diperoleh adalah data hujan selama tahun.. Nilai standar deviasi S Σ(Log X Log X ) n 3. Nilai koefisien variasi S CV Log X Nilai koefisien kemencengan CS n (LogX i LogX ) 3 (n ) (n ) (S) ( ) ( ) (0.09) Hitung nilai Koefisien ketajaman n (LogX i LogX ) 4 CK (n ) (n ) (n 3) (S) ( ) ( ) ( 3) (0.09) Setelah dilakukan analisa frekuensi dari distribusi Normal, Log Normal, Gumbel, dan Log Pearson III, maka hanya distribusi log normal dan log pearson yang

3 JURNAL TEKNIK POMITS Vol., No., (04) -6 3 memenuhi persyaratan kesesuaian nilai Cs dan Ck, sehingga perhitungan uji kecocokan yang ditampilkan adalah uji kecocokan untuk distribusi Log Normal dan Log Pearson III. Untuk perhitungan lebih lengkap dapat dilihat pada [5] D. Uji Kecocokan Uji kecocokan yang dipakai dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah Uji Chi-Kuadrat dan Uji Smirnov- Kolmogorov. [3] - Uji Chi Kuadrat - Uji Chi- Kuadrat untuk Distribusi Log Normal Mencari Jumlah kelompok (G) G + 3.3(Log N) Dimana; N Banyaknya data (Log ()) Didapatkan Interval Peluang (P) P 0. G 5 Apabila nilai pelang dari batas setiap sub kelompok peluang (P) 0., maka variabel dari data pengamatan akan terletak sebagai berikut ; Sub kelompok : Yi.98 Sub kelompok :.98 < Yi.97 Sub kelompok 3 :.97 < Yi.07 Sub kelompok 4 :.07 < Yi.07 Sub kelompok 5 :.07 > Yi Selanjutnya dapat disusun perhitungan seperti ditunjukkan pada Tabel. - Mencari nilai derajat kebebasan (dk) dk G - R Tabel. Perhitungan Chi-Kuadrat untuk Distribusi Log Normal No Interval Sub Kelompok Jumlah Data Oi Ei (Oi-Ei)^ (Oi-Ei)^/Ei Xi < <Xi< <Xi< <Xi< Xi> Dari hasil perhitungan di atas, didapat nilai χ sebesar.73, dengan nilai derajat kepercayaan sebesar 5%, maka didapatkan nilai χr sebesar Maka pengujian kecocokan Chi Kuadrat Distribusi Log Normal dapat diterima - Uji Smirnov-Kolmogorov Uji kecocokan Smirnov-Kolmogorov, sering juga disebut uji kecocokan non parametrik (non-parametric test), karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Tabel.3 Uji Smirnov-Kolmogorov untuk Distribusi Log Normal dan Log Pearson III Xi Yi (Log Xi) m P(Y) m/(n+) P(Y<) f(t) (Yi - Ybar)/S P'(Y<) D Nilai -kol Dmax 0.06 Dari hasil perhitungan didapatkan nilai Dmax sebesar 0.06, data pada peringkat ke m 3. Dengan menggunakan data dari Tabel.3, untuk derajat kepercayaan 5% dan N, maka diperoleh nilai interpolasi Do Karena nilai Dmak lebih kecil dari nilai Do (0.06 < 0.396), maka persamaan distribusi Log Normal dan Log Pearson III yang diperoleh dapat diterima. Hasil perhitungan uji kecocokan Chi-Kuadrat dan Smirnov-Kolmogorov untuk distribusi Log Normal dan Log Pearson III dapat diilihat pada Tabel.4 Tabel.4 Hasil Uji Kecocokan Chi-Kuadrat dan Smirnov-Kolmogorov Uji Kecocokan Persamaan Distribusi Chi Kuadrat Smirnov-Kolmogorov χ < χr Ket Dmax < Do Ket Log Normal.73 < 5.99 OK 0.06 < OK Log Pearson III.73 < 5.99 OK 0.06 < OK Dari hasil uji kecocokan chi-kuadrat dan smirnovkolmogorov, dapat diambil kesimpulan,bahwa distribusi Log Normal dan Log Pearson III dapat diterima, artinya kedua distribusi tersebut dapat dipakai menghitung besarnya curah hujan rencana maksimum. Untuk perhitungan debit, dipilih hujan rencana dengan nilai paling besar dari perhitungan hujan rencana dengan menggunakan distribusi Log Pearson III, untuk periode ulang 0 tahun yang besarnya 30.8 mm, E. Perhitungan Hujan Rencana Log X T Log X + K.S T tahun Log X ( x 0.54) Log X.986 X mm T 5 tahun Log X ( x 0.54) Log X X mm T 0 tahun Log X ( x 0.54) Log X 0.45 X mm

4 JURNAL TEKNIK POMITS Vol., No., (04) -6 4 Tabel.5 Rekapitulasi Perhitungan Hujan Rencana Distribusi Periode Ulang 5 0 Log Normal Log Pearson III F. Waktu Konsentrasi - Waktu Konsentrasi Luar Kawasan Stadion Data yang diketahui untuk ruas saluran - _ : L 87 m V 0.86 m/dt nd Jalan Raya ; 0.0 Pemukiman ; 0.4 S Jalan raya ; % Pemukiman : 5% l Jalan Raya ; m Pemukiman ; 5.9 m - Menghitung T 0 : - Jalan Raya :.44 n d l menit - Pemukiman.44 n d l 8.55 menit - Menghitung T f : s s L detik 3.60 menit V Menghitung T c : - Tc Jalan Raya : menit menit 4.48 menit - Tc Pemukiman : 8.55 menit menit.45 menit Dipilih Tc dengan nilai terbesar :.45 menit: Untuk perhitungan waktu konsentrasi luar kawasan stadion secara lengkap dapat dilihat pada buku Tugas Akhir [5] - Waktu Konsentrasi Dalam Kawasan Stadion Perhitungan waktu konsentrasi untuk kawasan dalam stadion, dimulai dari pipa saluran sub surface drainage pada lapangan hingga pada saluran drainase eksisting pada luar kawasan stadion. Berikut contoh perhitungan waktu konsentrasi pada pipa sub surface drain (P-0) dan saluran tepi lapangan (0-) pada kawasan stadion : - Perhitungan Tc untuk sub surface drain Data perenanaan : Tinggi hujan rencana : 7.64 mm Panjang saluran : 4.3 m Tebal lapisan drain : 0.3 m Laju infiltrasi : 00 mm/jam Kemiringan pipa : Porositas tanah : Menghitung T 0 : vi q n cm/jam T 0 H vi jam menit - Menghitung T f : V n R 3 S (/0.03) x (0.5 x 0.) (/3) x (0.0004) (/) 0.35 m/dt T f L V detik jam - Menghitung T c : Tc T 0 + T f jam - Perhitungan Tc untuk saluran tepi Data yang diketahui : L 44.9 m V 0.5 m/dt nd Lintasan lari ; 0.03 Tribun ; S Lintasan lari ; % Tribun: 0% l Lintasan lari ; 4.48 m Tribun 40.8 m - Menghitung T 0 : - Lintasan Lari :.44 n d l s menit - Tribun.44 n d l s menit - Menghitung T f : L detik.476 menit V Menghitung T c : - Tc Lintasan Lari:.745 menit menit 4. menit - Tc Pemukiman :.833 menit menit 4.30 menit Dipilih Tc dengan nilai terbesar : 4.30 menit: Perhitungan waktu konsentrasi dalam kawasan stadion dapat dilihat secara lengkap pada buku Tugas Akhir [5] G. Analisa Debit Rencana - Metode Rasional Untuk perhitungan debit rencana pada saluran drainase di dalam dan di luar kawasan stadion, metode

5 JURNAL TEKNIK POMITS Vol., No., (04) -6 5 yang digunakan adalah metode rasional, dimana debit dihitung dengan menggunakan rumus; Q 0,78 x C x I x A dimana; Q debit (m 3 /detik) C I koefisien pengaliran intensitas hujan untuk periode ulang tertentu (mm/jam) A luas area yang akan didrain (km ) - Debit luar kawasan Berikut adalah contoh perhitungan debit pada saluran jalan Gondosuli adalah sebagai berikut ; - Data yang diketahui : C : Jalan Raya ; 0.8 Pemukiman ; 0.7 A : Jalan Raya ; km Pemukiman : km Tc :.45 menit 0.0 jam R 4 : 30.8 mm - Menghitung C gabungan C gabungan ( )+( ) ( ) Menghitung Intensitas hujan I R tc mm - Menghitung debit saluran ; Q x C x I x A x x x ( ) 0.77 m 3 /detik Untuk perhitungan debit luar kawasan stadion secara lengkap dapat dilihat pada buku Tugas Akhir [5] - Debit dalam kawasan - Perhitungan debit untuk saluran tepi lapangan - Data yang diketahui : C :Lintasan lari ; 0. Tribun : 0.9 A :Lintasan lari ; km Tribun ; km Tc : 8.53 menit 0.4 jam R 4 : mm - Menghitung C gabungan C gabungan ( )+( ) ( ) Menghitung Intensitas hujan I R tc mm - Menghitung debit saluran ; Q x C x I x A x x x ( ) 0.77 m 3 /detik Untuk perhitungan debit luar kawasan stadion secara lengkap dapat dilihat pada buku Tugas Akhir [5] H. Menentukan jarak pipa drain Pemasangan pipa sub surface drain di area lapangan stadion, dipasang di bawah lapisan tanah timbunan. Untuk menentukan jarak pemasangan pipa drain dapat dihitung dengan menggunakan rumus dupuit : L K v (b a ) Dimana ; L : Jarak pipa drain K : Koefisien permeabilitas v : Laju infiltrasi b : Ketinggian air tanah dari lapisan kedap air a : Ketinggian air dalam pipa dari lapisan kedap air K : 50 mm/jam v : 00 mm/jam a : 30 cm b : 40 cm Menggunakan rumus dupuit : L K v (b a ) (40 30 ) 37.4cm 40 cm Pipa sub surface dipasang dengan jarak antar pipa 40 cm I. Menentukan kapasitas pipa drain Kapasitas pipa drain dihitung untuk mengetahui debit aliran pada ujung hilir pipa, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : Q q.l.p Dimana ; Q : Debit yang dialirkan q : Kemampuan sistem drain L : Jarak pipa drain P : Panjang pipa drain Tebal lapisan (H) : 0.6 m Laju infiltrasi (q) : 00mm/jam Angka pori (e) : 0.65 Porositas (n) : e +e Menentukan Kemampuan sistem drain Kemampuan sistem drain dapat dihitung dengan persamaan : q 4/5.n.V i.sin α Dimana ; n : Porositas Vi : Kecepatan resap - Menghitung Kecepatan resap Vi q mm/jam n Menghitung sudut resap air Tan α H 0.5 L

6 JURNAL TEKNIK POMITS Vol., No., (04) α Arc.Tan (3.073) 7.68 o Sehingga, q 4. n. Vi. 5 Sin α 4. (0.394). (53.846). 5 Sin mm/jam - Menghitung debit yang dialirkan pada ujung pipa: Dengan menggunakan persamaan (6.), debit yang dialirkan pada ujung pipa dapat dihitung sebagai berikut Q q.l.p 7.9 mm/jam x 0.40 m x 38m m 3 /detik J. Menentukan diameter pipa drain Diameter pipa drain dapat dihitung dengan menggunakan grafik elemen hidrolik saluran penampang lingkaran/pipa. Grafik tersebut dapat digunakan untuk menghitung parameter hidrolis. d/d : 0.5 S : n : 0.0 Q : m 3 /detik Sehingga; d 0.5 q 0.5 *didapat dari grafik D Q Q q Q Q V. A Q. n R 3. S. A D m 3 /dt D m 0.0 m Digunakan pipa sub surface drain dengan diameter 0.0 m atau 0 cm K. Analisa Surface Drainage Analisa surface drain diperlukan untuk merencanakan ulang dimensi saluran pada kawasan stadion, hal ini dilakukan karena kondisi saluran sudah tidak mampu mengalirkan air dengan baik. Dengan menggunakan konsep QhidrologiQhidrolika, maka perhitungan dimensi saluran adalah sebagai berikut : - Saluran 0 _ : h 0. m b 0.37 m n 0.04 (saluran beton) S tc.07 jam I mm/jam Q hidrologi 0.0 m 3 /detik 3 8 Penyelesaian : Q hidrologi Q hidrolika 0.0 m 3 /s. n R 3. S. A 0.0 m 3 /s 0.0m 3 /s b.h b+.h (b. h) ( ) m 3 /s 0.07 m 3 /s Sehingga nilai Q dan saluran cukup untuk menampung debit limpasan Tabel 6. Perhitungan Perencanaan Saluran Dimensi (pakai) Q hidrolika Q hidrologi Saluran H (m) b (m) A (m) P (m) R (m) S V (m/dt) tc( jam ) I (mm/jam Del Q (m3/dt) (m3/dt) b h 0'_' '_' '_3' '_4' '_5' '_6' _ _ _ _ _ _ _6' _ Dari hasil analisa debit outflow kolam tampung, yang dihitung dengan menggunakan metode Routing, didapatkan hasil debit outflow yang keluar dari kolam tampung adalah sebesar 0.05 m 3 /detik, sehingga pembangunan stadion tidak menyebabkan tambahan debit yang masuk ke saluran drainase kota. IV. KESIMPULAN. Permukaan lapangan yang tidak rata, dan belum adanya sistem drainase bawah permukaan menyebabkan genangan air di permukaan lapangan.. Debit yang dialirkan dari kawasan stadion melalui sistem drainase sebesar 0.9 m 3 /detik. 3. Jarak pipa drainase yang dibutuhkan untuk dapat mengalirkan debit limpasan secara efektif adalah sebesar 40 cm dengan diameter pipa sebesar 0 cm 4. Dimensi saluran keliling yang dibutuhkan untuk dapat mengalirkan debit limpasan secara efektif, adalah sebesar b50cm h50 cm 5. Debit outflow yang keluar dari kolam tampung sebesar 0.05 m 3 /detik, sehingga pembangunan stadion tidak menyebabkan tambahan debit yang masuk ke saluran drainase kota DAFTAR PUSTAKA [] Badan Perencanaan Pembangunan Daerah Ponorogo, Laporan Akhir, Master Plan Drainase Kota Ponorogo, Kabupaten Ponorogo, 006 [] Fifi Sofia, Sofyan Rasyid. 00. Drainase. Surabaya :Jurusan Teknik Sipil [3] Soewarno. 995: Hidrologi, Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data. Bandung : Penerbit N O V A. [4] Suripin Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Yogyakarta : Andi Offset [5] Y.R.Habibie. Perencanaan Sistem Drainase Stadion Batoro Katong Kabupaten Ponorogo. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 04