BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Permasalahan banjir kota Surabaya sampai saat ini belum dapat tertangani dengan bagus dan secara menyeluruh. Walaupun pemerintah setempat telah berupaya dengan semaksimal mungkin untuk mengatasi permasalahan tersebut, hal ini terjadi karena adanya hujan lokal, pengaruh pasang surut air laut, pengalihan tata guna lahan, sistem drainase yang mengalami pendangkalan, serta pengaruh pengaruh sosial yang terjadi. Sejalan dengan perkembangan perubahan lahan di wilayah Surabaya Timur, terutama daerah Sukolilo, dari lahan terbuka menjadi daerah perumahan, dari elevasi tanah yang lebih rendah menjadi elevasi tanah yang lebih tinggi, maka diperlukan penataan kembali jaringan saluran drainase yang sudah ada. Hal ini disebabkan oleh peningkatan kapasitas drainase yang ada belum mampu mengimbangi perkembangan perubahan lahan tersebut serta terbatasnya anggaran yang tersedia. Selain itu apakah keberadaan Rumah 1

2 Pompa juga Optimal dalam penanganan genangan di sepanjang Kali Medokan Semampir Rumusan Masalah Adapun beberapa macam permasalahan, adalah : 1. Dengan sudah direncanakanya saluran tersier dan diasumsikan saluran tersier mampu menampung semua air, apakah saluran sekunder dapat menampung air dari saluran tersier dan dari debit rencana? 2. Berapakah besar kapasitas rencana saluran sekunder apabila saluran sekunder tidak mampu menampung debit air dari debit rencana? 3. Apakah Kapasitas Rumah Pompa sesuai dengan debit rencana yang mengalir di Saluran Primer Medokan Semampir? 1.3. Batasan Masalah Pokok bahasan daalam penulisan ini adalah melakukan perencanaan pada jaringan drainase Kali Medokan Semampir yang sebagian besar melewati kecamatan Sukolilo Surabaya. Pembahasan ini dibatasi pada : 1. Saluran drainase sekunder 2

3 2. Tidak membahas debit air buangan 3. Kontrol aliran pada Rumah Pompa Medokan Maksud dan tujuan Maksud dan Tujuan dilakukan kajian ini adalah : 1. Mengevaluasi sistem drainase di kawasan Kali Medokan Semampir agar tidak terjadi genangan di area Kali Medokan Semampir. 2. Meninjau kembali kondisi eksisting saluran sekunder pada pematusan Kali Medokan Semampir dengan segala perubahan tata guna lahan di wilayah tersebut. 3. Menormalisasi Saluran Sekunder dengan harapan tidak terjadi lagi genangan di kawasan Kali Medokan Semampir. 4. Meninjau kembali Rumah Pompa semolowaru I, apakah kondisinya masih optimal sesuai debit rencana Manfaat Dengan adanya buku ini diharapkan dapat dibuat bahan pertimbangan untuk perencanaan kembali pada saluran saluran yang mengalami banjir. 3

4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pembahasan umum Drainase yang berasal dari bahasa Inggris Drainage mempunyai arti mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalirkan 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, sehungga fungsi kawasan/lahan tidak terganggu. Drainase dapat juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dengan salinitas. Jadi, drainase menyangkut tidak hanya air permukaan tapi juga air tanah. 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, 2003 : 7 8). 4

5 2.2 Peran Drainase Sistem drainase diperlukan untuk melakukan tindakan teknis dalam mengendalikan : a. Kelebihan air Sistem drainase dapat mengendalikan terhadap kemungkinan kemungkinan adanya banjir, genangan air pada lahan produktif, erosi tanah serta kerusakan dan gangguan fisik, kimia, bilogi, terhadap lahan produktif. b. Elevasi badan air permukaan Adanya arus limpasan air hujan menuju badan air penerima maka akan timbul kemungkinan naiknya elevasi badan air permukaan. Selain itu, dampak lain yang dapat mengganggu adalah kemungkinan terjadinya air balik ( back water ) dan kerusakan terhadap badan air permukaan yang disebabkan oleh melimpahnya air permukaan dan air drainase. c. Elevasi Permukaan Air tanah Pada Lahan Produktif Bila air hujan dialirkan tanpa adanya saluran drainase, maka yang akan terjadi adalah air tersebut akan menggenang jalan tanah dan lain sebagainya tanpa terkendali. 5

6 Jadi kegunaan drainase secara umum adalah sebagai alat pematusan daerah dari kelebihan air permukaan dan air tanah. Apabila tidak adanya pematusan atau pengendali dan pengontrol, maka kiriman air hujan akan masuk secara tidak terkendali ke dalam badan penerima. Selain fungsi utama dari drainase adalah sebagai pemelihara dan pengendali sumber air yaitu termasuk memelihara elevasi air baik tanah atau air permukaan. 2.3 Analisis Hidrologi Analisa hidrologi merupakan analisa awal dalam perencanaan konstruksi bangunan air yaitu untuk mengetahui besarnya debit yang akan dialirkan sehingga dapat ditentukan dimensi bangunan air tersebur secara ekonomis. Penetapan besarnya banjir rencana memang merupakan masalah pertimbangan hidro ekonomis. Untuk memperkirakan besarnya banjir rencana yang sesuai, pengetahuan analisa hidrologi mempunyai peranan penting. Dalam perhitungan dapat digunakan data suatu sungai atau saluran atau curah hujan yang nantinya akan diolah menjadi debit rencana 6

7 2.3.1 Analisa Curah Hujan Maksimum Harian Rata rata Data hujan dari 4 (empat) stasiun curah hujan besarnya mungkin tidak sama dan untuk kawasan yang luas (dapat dilihat pada peta stasiun hujan lampiran 2.1), salah satu data belum menggambarkan hujan wilayah tersebut. Dalam hal ini diperlukan hujan kawasan yang dari harga rata rata curah hujan harian dari beberapa stasiun hujan disekitar kawasan tersebut. Mengingat data hujan yang didapatkan dari 4 (empat) stasiun hujan yang berbeda maka cara mencari hujan maksimum harian rata rata adalah menggunakan langkah sebagai berikut (suripin, 2003 : 60): a. Tentukan hujan maksimum harian pada tahun tertentu disalah satu pos hujan. b. Cari besarnya curah hujan pada tanggal bulan tahun yang sama untuk pos hujan yang lain. c. Hitung hujan DAS dengan salah satu cara yang dipilih. d. Tentukan hujan maksimum harian (seperti langkah 1) pada tahun yang sama untuk pos hujan yang lain. e. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk setiap tahun. 7

8 Dari hasil data yang diperoleh (sesuai dengan jumlah pos hujan) dipilih yang tertinggi setiap tahun. Data hujan yang terpilih setiap tahun merupakan hujan maksimum harian DAS untuk yang bersangkutan. Rumus : n R= 1 R i n i= n...(2.1) Dimana : R = Hujan rata rata (mm) n = Jumlah data R i = Hujan yang diamati (mm) Perhitungan Curah Hujan Harian Maksimum Rencana Data hujan dari 4 (tempat) stasiun curah hujan besarnya mungkin tidak sama dan untuk kawasan yang luas, salah satu data belum menggambarkan hujan wilayah tersebut. Dalam hal ini diperlukan hujan kawasan yang dari harga rata rata curah hujan harian dari beberapa stasiun hujan disekitar kawasan tersebut. Mengingat data hujan yang didapatkan dari 4 (empat) stasiun hujan yang berbeda maka cara mencari hujan 8

9 maksimum harian rata rata adalah menggunakan langkah sebagai berikut (suripin, 2003 : 60): a. Tentukan hujan maksimum harian pada tahun tertentu disalah satu pos hujan. b. Cari besarnya curah hujan pada tanggal bulan tahun yang sama untuk pos hujan yang lain. c. Hitung hujan DAS dengan salah satu cara yang dipilih. d. Tentukan hujan maksimum harian (seperti langkah 1) pada tahun yang sama untuk pos hujan yang lain. e. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk setiap tahun. Dari hasil data yang diperoleh (sesuai dengan jumlah pos hujan) dipilih yang tertinggi setiap tahun. Data hujan yang terpilih setiap tahun merupakan hujan maksimum harian DAS untuk yang bersangkutan Perhitungan Curah Hujan Rencana Hujan rancana adalah curah hujan terbesar tahunan yang dengan peluang tertentu mungkin terjadi disuatu daerah. Untuk menghitung curah hujan rencana dapat menggunakan beberapa metode tergantung luasan area dan kondisi kawasan tersebut. Parameter parameter yang diperlukan dalam perhitungan Distribusi Person Type III adalah : 9

10 Harga rata- rata Standart Deviasi Koefisien Kemencengan Langkah kerja perhitungan adalah dengan mengurutkan data curah hujan (X) mulai dari harga terbesar sampai dengan harga terkecil, kemudian dihitung : Nilai rata rata ( mean ) X X =...(2.2) N Standart Deviasi (Deviation of standart) ( X X) Sd = N (2.3) Koefisien Kemencengan (skewness of coefficient) 3 ( X X ) N Cs= ( N 1)( N 2) Sd 3...(2.4) Persamaan Metode Person type III...(2.5) 10

11 Dimana : X = Hujan Rata rata ( mm ) X = Hujan yang terjadi ( mm ) N = Sd = Cs = K = Jumlah Data Standart deviasi Koefisien Kemencengan Faktor dari distribusi Person type III, yang didapat dari tabel fungsi Cs dan probabilitas kejadian (Tabel nila K person Type III pada Tabel 2.1) 11

12 Tabel 2.1 Nilai K untuk distribusi Person dan Log Person Type III Interval Kejadian ( Reccurence interval ), tahun ( periode ulang ) Cs Persentase peluang telampaui ( percent chance of being exceeded )

13 Tabel 2.1 Nilai K untuk distribusi Person dan Log Person Type III (Lanjutan)

14

15

16 1. Metode Distribusi Log Person Type III Metode Log Person Type III didasarkan pada perubahan data yang ada dalam bentuk logaritma (Suripin, 2003:4). Langkah langkah untuk menghitung besarnya probabilitas hujan rencana dengan periode ulang t (tahun) dengan Metode Log Person Type III sebagai berikut : Menghitung data data curah hujan (I) mulai dengan harga yang terbesar sampai harga yang terkecil,kemudian dihitung : Menghitung nilai rata rata (mean) : LogX = LogX N...(2.6) Standart Deviasi (Deviation of Standart) : ( LogX LogX) sdlogx = N (2.7) Koefisien Variasi (Variation of coefficient) SdLogX Cv= LogX...(2.8) Koefisien kemencengan (Skewness of coefficient) : ( LogX LogX) Cs= ( N 1)( N 2) 3 N ( SdLogX) 3...(2.9) Persamaan Metode Log Person Type III : LogX = LogX + K SdLogX Dimana :...(2.10) X = Hujan Rata rata ( mm ) X = Hujan yang terjadi ( mm ) N = Jumlah Data Sd = Standart deviasi Cs = Koefisien Kemencengan K = Faktor distribusi 16

17 2. Metode Distribusi Normal Distribusi Normal banyak digunakan dalam analisis Hidrologi, misal dalam Analisis frekuensi Curah Hujan, Analisis Statistik dan Distribusi Rata rata Curah Hujan Tahunan dan sebagainya. Distribusi Normal atau Kurva Normal disebut pula Distribusi gauss. Fungsi densitas peluang normal dari variabel acak kontinyu X dapat ditulis sebagai berikut : P ( X ) 1 =. e σ 2π 1 ( x µ ) σ 2...(2.11) Dimana : P ( X ) = Fungsi Densitas peluang normal (ordinat kurva normal) Π = 3,14 e = 2,718 X = variabel acak kontinyu µ = Rata rata nila X σ = Deviasi standart dari nilai X Untuk menggunakan Kurva Normal cukup menggunakan parameter statistik µ dan σ. Kurvanya simetris terhadap X = µ, dan grafiknya selalu diatas sumbu dasar X, serta mendekati sumbu X, dimulai dari X = µ + 3σ, serta nilai mean = modus = median. Nila X mempunyai batas - < X < + Apabila suatu populasi dari data hidrologi,mempunyai Distribusi yang berbentuk Distribusi Normal, maka : 1. Kira kira 68,27 %, terletak didaerah satu Deviasi standart sekitar nilai Rata ratanya, yaitu antara ( µ - σ ) dan ( µ + σ ). 2. Kira kira 95,45 % terletak diantara dua Deviasi Standart sekitar nilai rata ratanya yaitu antara ( µ - 2σ ) dan ( µ + 2σ ). 3. Kira kira 99,73 % terletak diantara tiga Deviasi Standart sekitar nilai rata ratanya yaitu antara ( µ - 3σ ) dan ( µ + 3σ ). Luas dari Kurva Normal selalu sama dengan satu unit persegi, sehingga : 17

18 P P x π 1 2 σ ( < X <+ ) = Cv. e dx σ 2π...(2.12) Untuk menentukan peluang nilai X antara X = X 1 dan X = X 2 adalah : 2 x2 1 x π x1σ 2π 2 σ ( X < X < X ) = Cv e dx...(2.13) Apabila nilai X adalah standart, dengan kata lain nila rata rata µ = 0 dan Deviadi Standart σ = 1,0 maka persamaan 2.12 dapat ditulis sebagai berikut : P ( t) = t 2. e 2π...(2.14) X µ Dengan P( t) =...(2.15) σ Dari persamaan (2.13) disebut dengan Distribusi Normal Standart. 3. Metode Distribusi Gumbel Aplikasi Distribusi Gumbel tipe I Distribusi Tipe I Gumbel atau disebut juga dengan Distribusi Ekstrim Tipe I umumnya digunakan untuk analisis Frekuensi Banjir. Peluang komulatif dari Distribusi Gumbel adalah : P= ( e) ( X x) = e y...(2.16) Dengan - < x < Dimana : P ( X x ) = Fungsi densitas peluang Tipe I Gumbel X = Variabel acak kontinyu e = 2,71828 Y = Faktor reduksi Gumbel Persamaan garis lurus model Matematik Distribusi Gumbel Tipe I yang ditentukan dengan menggunakan Metode Momen adalah : 18

19 Y = a ( X ) X o...(2.17) 1,283 a = σ...(2.18) X o 0,577 = µ, atau X = µ 0, 455σ a...(2.19) Dimana : µ = Nilai rata rata σ = Deviasi Standart Distribusi Tipe I Gumbel, mempunyai koefisien kemencengan Cs = 1,139, nilai Y, faktor reduksi Gumbel merupakan fungsi dari besarnya peluang atau periode ulang tertentu. Aplikasi Distribusi Gumbel Tipe III Distribusi Gumbel Tipe III, disebut juga Distribusi Ekstrim Tipe III terutama digunakan untuk analisis variabel hidrologi dengan nilai variat minimum. Perhitungan peluangnya harus diubah apabila data Debit Minimum diurut dengan m = 1 adalah nilai yang terbesar, sampai dengan nilai m = N yang terkecil, maka persamaan P ( Xm) m = N +1 harus diubah menjadi : P ( Xm) m 1 = = 1 N + 1 T...(2.20) Dimana : P ( Xm ) = Peluang Komulatif dari pada suatu kejadian yang nilainya kurang atau sama dengan x m = Urutan nilai (m = 1, adalah nilai yang terbesar) N = Jumlah total kejadian Dalam analisis data Debit Minimum, maka debit minimum terkecil berkaitan dengan periode ulang yang terbesar. Apabila data diurutkan mulai dari m = 1 adalah nilai minimum yang paling kecil maka persamaan komulatif peluangnya adalah : P ( Xm) m 1 = = 1 N + 1 T...(2.21) 19

20 Persamaan peluang komulatif dari Distribusi Gumbel Tipe III adalah : P ( Xm ) = e α x ε β + ε...(2.22) Dimana : P ( X ) = Peluang komulatif dari kejadian yang nilainya kurang atau sama dengan x e = 2,71828 X = Variabel acak kontinyu N = Batas bawah nilai X α = Parameter Skala β = Parameter lokasi Transformasinya adalah : ε Y = X β ε α...(2.23) Maka persamaan ( 2.12 ) menjadi : P y ( X ) = e...(2.24) adalah: Dengan menggunakan Metode Momen, maka Parameter Distribusi Gumbel Tipe III β = X + A o ( S)...(2.25) =β β o ( S)...(2.26). = Γ + Γ + Γ + + Γ 3 1 Cs βo α α α α Γ = Fungsi Gamma 1) Berdasarkan Nilai rata rata X Deviasi Standart (S) dan koefisien Kemencengan (Cs) ( ) 2) Berdasarkan nilai (Cs) tentukan nilai parameter 1/α, A o dan B o 20

21 3) Hitung parameter β dan : β = X + A o ( S) =β β o ( S)...(2.28)...(2.29) 4) Tentukan nilai Reduksi Variat (Log Y) dari periode ulang (T) yang diinginkan atau peluangnya (P) atau dihitung dengan rumus : ( ) y...(2.30) Persamaan P X =1 eteoritis untuk tiap nilai Log Y dan nilai X yang diharapkan adalah : 1 log( X ) = log( β ) = log( β ) + ( logy ) α...(2.31) 5) Persamaan (2.29) dapat digambarkan pada kertas peluang Log Normal atau Ekstrim Logaritmatik Gumbel. Untuk analisis kekeringan (draught) umumnya persamaan (2.29) digambarkan pada kertas ekstrim Logaritmik Gumbel. 21

22 Tabel 2.2 Nilai Variabel Reduksi Gauss Periode No Ulang T Peluang K (Tahun)

23 Tabel 2.2 Nilai Variabel Reduksi Gauss (Lanjutan) ( sumber : Suripin, 2003 : 37 ) Uji kecocokan Distribusi Frekuensi Curah Hujan Rencana Untuk menentukan kecocokan distribusi frekuensi dari contoh data terhadap fungsi distribusi peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi tersebut diperlukan pengujian parameter. Uji Chi Kuadrat Uji Chi Kuadrat digunakan untuk menentukan apakah persamaan peluang (metode yang digunakan untuk mencari hujan rencana), dapat mewakili distribusi sampel data yang dianalisis. Parameter yang digunakan untuk pengambilan keputusan Uji ini adalah X2, sehingga disebut Uji Chi Kuadrat. Parameter X2 dapat dihitung dengan rumus ( o E ) n 2 i χ h = E 1 i 2...(2.32) Dimana : ᵪ2 h = Parameter Chi Kuadarat terhitung G = Jumlah Sub Kelompok O i = Jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke 1 E i = Jumlah nilai Teoritis pada Sub Kelompok ke 1 Parameter ᵪ2 h merupakan variabel acak. Peluang untuk mencapai ᵪ2 h sama atau lebih besar dari pada nilai Chi Kuadrat yang sebenarnya ᵪ2. Prosedur Uji Chi Kuadrat adalah : 23

24 1. Urutkan data pengamatan ( dari yang terbesar sampa yang terkecil atau sebaliknya ). 2. Kelompokkan data menjadi G sub group, tiap tiap sun group minimal empat data pengamatan. 3. Jumlah data pengamatan sebesar O i tiap tiap sub group. 4. Jumlah data pengamatan distribusi yang digunakan sebesar E i = o i sub 5. Tiap tiap sub group hitung nilai : ( O i E i ) ( ) 2 dan Oi Ei E 2 6. Jumlahkan seluruh G sub group nilai ( Oi Ei ) untuk menentukan nilai E Chi Kuadrat yang terhitung. 7. Tentukan derajat kebebasan dk = G [ P + 1 ] (dengan nilai P = 2 untuk distribusi normal dan bionominal, dan nilai P = 1 untuk distribusi poisson). Intrepresentasi hasilnya adalah : 1. Apabila peluang (P) > 5% maka persamaan distribusi teoritis yang digunakan dapat diterima. Tiap tiap sub group dihitung nilai (O i E i ) Apabila peluang (P) < 1% maka persamaan distribusi teoritis tidak dapat diterima. 3. Apabila peluang berada 5% - 1% maka tidak mungkin untuk mengambil keputusan, misalnya perlu adanya tambahan data lagi. ( Soewarno, 1995 : 9 10 ). Syarat : Peluang (P) = 5% artinya suatu kejadian dari 100 yang diterima 95. Dari harga (P) untuk dijadikan dasar nilai koreksi (K/G/U) untuk tiap metode distribusi. Cara perhitungan Uji Chi Kuadrat a) Sub group / kelompok G = 1 + 1,37 In (n)...diketahui b) Derajat kebebasan Dk = G P 1 c) Peluang (P) = 0,05 d) Berdasarkan peluang data pengamatan yang dijadikan 4 sub group dengan interval (P) = 0,20 1. Sub group 1P < 0,20 2. Sub group 2P < 0,40 3. Sub group 3P < 0,60 4. Sub group 4P < 0,80 5. Sub group 5P < 1,00 24

25 Peluang (P) = 0,05 Setelah dibuat tabel peluang sehingga didapatkan nilai Chi Kuadrat, untuk mencapai nilai Chi Kuadrat sama atau lebih besar dari nilai ( ᵪ2 h ) pada derajat kebebasan (dk) = G R I. Berdasarkan tabel α (derajat kepercayaan) maka besarnya peluang untuk ᵪ2 lebih dari nilai ( ᵪ2 h ) adalah dibuat kepersen interpolasi dari tabel nilai kritis. Selanjutnya peluang lebih kecil dari 5% dan disimpulkan distribusi frekuensi yang diuji (dapat/tidak) diterima. Uji Smirnov Kolmogorov Uji Smirnov Kolmogorov sering juga disebut uji kecocokan non parametik (non parametric test). Karena pengujianya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Prosedur Uji Smirnov Kolmogorov adalah : 1. Urutkan data pengamatan (dari data terbesar sampai data yang terkecil atau sebaliknya) dan tentukan besarnya peluang masing masing data tersebut : X1 = P ( X1) X2 = P (X2) Xm = P (Xm) Xn = P Xn) P m n + 1 ( Xn) = dan P( x < ) = 1 P( ) X i...(2.33) Dimana : P(x) = Peluang m = Nomor urut kejadian n = Jumlah data 2. Tentukan nilai masing masing peluang teoritis dan hasil penggambaran data (persamaan distribusi) : X1 = P (X1) X2 = P (X2) Xm = P (Xm) Xn = P (Xn) F X X Sd ( t) =, dan P' ( Xi) = 1 P' ( X < )...(2.34) 25

26 Dimana : P (Xm) = Peluang teoritis yang terjadi pada nomor ke m yang didapat dari tabel X = Curah hujan harian X = Curah hujan rata rata F (t) = Distribusi Normal Standart (Standart Normal Distribusi) 3. Tentukan selisih terbesar dari peluang pengamatan dengan peluang teoritis dari kedua nilai peluang tersebut : D maks = [ P( Xm) P' ( Xm) ]...(2.35) 4. Tentukan nilai D 0 berdasarkan tabel nilai kritis smirnov Kolmogorov Intrepresentasi hasilnya adalah : Apabila < D o distribusi yang digunakan untuk menentukan persamaan distribusi dapat diterima. Apabila > D o maka distribusi teoritis yang digunakan adalah untuk menentukan persamaan distribusi tidak diterima. Perhitungan : 1) Persamaan garis yang umum digunakan untuk Smirnov Kolmogorov adalah : x = x + k. Sd Dimana : X = Hujan rencana X...( 2.36 ) = Hujan rata rata K = Faktor distribusi Sd = Standart Deviasi 2) Persamaan tersebut dikenalkan sebagai persamaan umum untuk analisa frekuensi hidrologi untuk semua distribusi peluang Perhitungan Hujan Rencana Hujan rencana adalah curah hujan terbesar tahunan dengan peluang tertentu yang mungkin terjadi disuatu daerah. Dari hasil uji distribusi yang digunakan, maka untuk menghitung curah hujan rencana akan menggunakan metodologi log person type III prosedur perhitunganya telah dilakukan sebelumnya. 26

27 5.3.6 Perhitungan Debit Banjir Rencana Dalam merencanakan bangunan air misalnya : Bendungan, Spillway, Flood control, drainase dan lain sebagainya. Perlu memperkirakan debit terbesar yang mungkin terjadi dalam suatu periode tertentu dari aliran sungai atau saluran yang biasa disebut debit rencana. Periode ulang adalah periode tertentu dimana kemungkinan akan banjir rencana berulang. Perhitungan debit rencana untuk saluran drainase kota dilakukan berdasarkan hujan harian maksimum yang terjadi pada periode ulang tertentu. Berdasarkan aliran sungai ditentukan dari besarnya hujan turun atau tertentu identitas hujan, luas area hujan, lama waktu hujan dan luas sungai, juga ciri ciri daerah aliranya. Metode Rasional digunakan untuk menghitung debit banjir rencana....(2.37) 1 Q = C.. I. A 3,6 Dimana : Q = Debit puncak banjir (m3/det) C = Koefisien Pengaliran I = Intensitas Curah Hujan (mm/jam) A = Luas daaerah pengaliran (Km 2 ) Koefisien Pengaliran Koefisien pengaliran adalah perbandingan antara jumlah air yang mengalir dipermukaan akibat hujan (limpasan) pada suatu daerah denganjumlah curah hujan yang turun di daerah tersebut. Besarnya koefisien pengaliran dipengaruhi oleh : Kemiringan daerah aliran Struktur Geologi tanah Jenis permukaan tanah Klimatologi Untuk menentukan harga koefisien pengaliran dihitung dengan rumus sebagai berikut (Subarkah, 1980 : 51) Cm n 1 1 i= 1 = n i= 1 A C A...(2.38) Dimana : Cm = Koefisien Pengaliran rata rata A i = Luas masing masing tata guna lahan C i = Koefisien pengaliran masing masing tata guna lahan n = banyaknya jenis penggunaan tanah dalam pengaliran 27

28 Besarnya koefisien pengaliran dapat dilihat pada tabel 2.2 Tabel 2.3. Koefisien pengaliran Berdasarkan Karakteristik Jenis Permukaan / Tata Guna Koefisien Lahan Pengaliran RERUMPUTAN Tanah pasir, slope 2% Tanah pasir, slope 2% - 7% Tanah pasir, slope 7% Tanah gemuk, slope 2% Tanah gemuk, slope 2% - 7% Tanah gemuk, slope 7% PERKANTORAN Pusat Kota Daerah Pinggiran PERUMAHAN Kepadatan 20 rumah/ha Kepadatan rumah/ha Kepadatan rumah/ha PERINDUSTRIAN Industri ringan Industri berat PERTANIAN PERKEBUNAN PERTAMANAN,KUBURAN TEMPAT BERMAIN JALAN Beraspal Beton Batu Daerah tidak dikerjakan ( Sumber : Soewarno, 1995 :11 ) 28

29 5.3.8 Intensitas Curah Hujan Intensitas curah hujan adalah tinggi curah hujan yang terjadi per satuan waktu. Untuk perhitungan intensitas curah hujan berdasarkan hujan harian dari stasiun curah hujan digunakan perumusan Dr. Mononobe. R I = t c (2.39) Dimana : I = Intensitas curah hujan dalam t jam (mm/jam) R 24 = Curah hujan efektif dalam 1 jam t c = Waktu mulai hujan Lamanya hujan pada perumusan diatas dinyatakan sama dengan waktu konsentrasi (t c ), yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir dari titik terjauh. Dengan memperhitungkan kemiringan daerah aliran dan kemiringan sungai, maka : t c = t o +t f...(2.40) Dimana : t c = waktu konsentrasi t o = waktu yang diperlukan air hujan untuk mengalir di permukaan hingga mencapai intake (jam) t f = Waktu yang diperlukan air untuk mengalir di sepanjang channel flowting (jam) Untuk mencari harga t o dan t f dipakai rumus: Rumus Kirpich t o Lo = 0,0195 S 0,77...(2.41) Rumus Kerby 0,467 Lo to = 1,44 n untuk Lo 400m S...(2.42) Dimana : t o = Waktu yag diperlukan air hujan untuk mengalir dipermukaan hingga mencapai intake (jam) L o = Jarak titik terjauh dengan saluran (m) S = kemiringan daerah aliran. Dimana kemiringan adalah perbandingan antara selisih tinggi dengan panjang saluran 29

30 H S = L H L = Selisih tinggi = Panjang saluran (m) Rumus Dr. Rizha t f = L V H denganv = 72 L 0,6...(2.43) Dimana : L = Panjang saluran (m) V = Kecepatan di dalam saluran (m/det) H = Selisih tinggi 2.4 Analisis Hidrolika Analisis hidrolika diperlukan umtuk merencanakan dimensi saluran drainase yang dapat menampung limpasan baik dari tinjauan hidrolis maupun dari elevasi lapangan. Tinjauan hidrolis dimaksudkan untuk melakukan evaluasi kapasitas tampungan saluran dengan debit banjir periode tertentu. Evaluasi lapangan adalah pengamatan langsung di lapangan yang bertujuan untuk melihat kondisi saluran secara langsung. Apabila dalam pengamatan di lapangan terjadi genangan, maka normalisasi menjadi salah satu solusi. Tetapi bila kondisi lapangan sebaliknya maka ada perlunya dikaji kembali apakah masih relevan dipertahankan sampai tahun proyeksi. Dari hasil identifikasi maka perencanaan saluran drainase menggunakan batasan, yaitu : Dalam aliran, luas penampang lintang aliran, kecepatan aliran serta debit selalu tetap setiap penampang melintang Garis energi dan dasar saluran selalu sejajar Bentuk penampang saluran drainase dapat berupa saluran terbuka atau tertutup. Analisa hidrolika juga diperlukan untuk mengevaluasi rumah pompadimana dimensi penguras harus bisa menampung debit rencana sehingga bisa dialirkan dengan baik oleh pompa ke kolam penampung. Rumus yang digunakan untuk menghitung kecepatan rata rata pada perhitungan dimensi saluran adalah manning. Rumus manning digunakan karena mempunyai bentuk yang sederhana. Rumus manning : 30

31 1 V = R n 2 3 I (2.44) Q = AV....(2.45) A = ( b + m. h)h...(2.46) P = b + 2h 1+ m 2...(2.47) A R = P...(2.48) Dimana : Q = Debit saluran (m 3 /det) V = kecepatan aliran (m/det) A = Luas basah saluran (m 2 ) P = keliling basah saluran (m) R = jari jari hidrolis (m) n = koefisien kekasaran manning (lihat tabel 2.4) I = Kemiringan dasar saluran h = Tinggi air dalam saluran (m) b = lebar dasar saluran (m) t w h b x Gambar 2.2. Penampang Saluran 31

32 Tabel 2.4 Nilai koefisien kekasaran manning No Tipe saluran n A.Saluran tertutup terisi sebagian 1 Gorong gorong dari beton lurus dan bebas kikisan 2 Gorong gorong dengan belokan dan sambungan 3 Saluran pembuangan lurus dari 0, beton 4 Pasangan bata di lapisi dengan semen 5 Pasangan batu kali disemen B.Saluran dilapisi atau disemen 6 Pasangan bata disemen Beton dipoles Pasangan batu kali disemen Pasangan batu kosong ( Sumber : Van Te chow, 1985 ) 32

33 BAB III METODE PELAKSANAAN 6.1 Langkah penyusunan Didalam pelaksanaan tugas akhir ini dilakukan melalui beberapa tahap. Pada bab ini akan dijelaskan langkah langkah yang dilakukan mulai dari awal hingga hasil kesimpulan. Adapun langkah langkah dalam tugas akhir ini adalah : a) Persiapan Tahap persiapan sangat penting karena pada tahap ini akan dirancang tahapan tahapan berikutnya. Pada tahapan ini kami menyusun proyek akhir dan mengurus surat surat sebagai kelengkapan administrasi demi kelengkapan proyek akhir ini, meliputi : 1. Pembuatan proposal proyek akhir 2. Pengajuan surat untuk pengambilan data b) Studi Literatur Adalah mempelajari berbagai literatur yang berkaitan dengan permasalahan permasahan, buku yang dipakai antara lain : Hidrologi Aplikasi Statistik untuk Analisa Data Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air Modul Kuliah Drainase Studi literatur ini mempelajari tentang teori teori yang berkaitan dengan judul proyek ini. Sumber literatur yang digunakan pada pengembangan distribusi ini meliputi buku, teks, laporan penelitian dan tugas akhir terdahulu mengenai : 1. Survey debit air limpasan 2. Dimensi penampang 3. Proyek fasilitas Studi literatur ini dilakukan sepanjang studi yakni mulai tahap awal studi sampai dengan analisa data pembahasan hingga dapat diperoleh kesimpulan. c) Survey lapangan Tahapan ini merupakan peninjauan secara langsung ke lapangan. Ini dilakukan untuk mengetahui keadaan eksisiting saluran yang nantinya akan dilakukan perhitungan. 1. Dimensi saluran 46 Peninjauan dimensi saluran secara langsung ke lapangan dimaksudkan untuk perhitungan full bank capacity. Dalam survey lapangan haruslah dilakukan dengan teliti agar hasil perhitungan valid. 2. Mencari informasi dari masyarakat 33

34 Informasi dari masyarakat sangat diperlukan untuk mengetahui waktu dan ketinggian banjir yang terjadi. Meskipun dalam perhitunganya tidak digunakan tetapi informasi dari masyarakat dapat dijadikan acuan dalam menangani masalah banjir yang terjadi. 3. Survey ke Rumah Pompa Survey ke Rumah Pompa dimaksudkan untuk perhitungan debit outlet. Dengan mencari tahu jumlah pompa yang ada dirumah pompa dan mencari tahu kapasitas masing masing pompa serta mengetahui dimensi penguras. d) Pengumpulan data Pengumpulan data dilakukan untuk membantu jalanya studi, data yang dikumpulkan meliputi data data primer dan sekunder, data primer diambil langsung dari studi lapangan yaitu dimensi dan elevasi saluran. Data data sekunder diambil dari data instansi yang terkait, literature dan laporan dengan topik sejenis sebagai berikut : 1. Peta Sistem Rayon Jambangan (dapat dilihat pada lampiran 3.1) 2. Data curah hujan 3. Kapasitas pompa e) Analisa data dan perhitungan Perhitungan analisa hidrologi Data hujan pada setiap stasiun hujan tahun Perhitungan hujan rencana Perhitungan debit banjir rencana Analisa hidrolika Skema jaringan drainase Kali Medokan Semampir Perhitungan saluran drainase Kali Medokan Semampir Analisa dimensi penguras pada Rumah Pompa Medokan Semampir f) Pengolahan Data Data yang terhimpun kemudian diklasifisikasikan ke dalam suatu susunan berupa table, grafik, dan gambar. Data berupa angka dipindahkan kedalam tabel kerja untuk memudahkan analisa, kegiatan ini dilakukan untuk memudahkan analisa. Analisis yang dilakukan dalam kajian ini meliputi analisa hidrologi dan analisa hidrolika. g) Sistematika Penyelesaian Masalah Penyusunan penyelesaian masalah berdasarkan perencanaan sistem pengendalian banjir, yaitu meliputi : Kajian Hidologi 1. Perhitungan Curah Hujan Rata rata 34

35 Perhitungan hujan rata rata dilakukan dengan pengolahan data yang sudah didapat dari masing masing stasiun penangkaran hujan. Menggunakan metode rata rata aritmatika jika curah hujan yang didapat dengan mengambil nilai rata rata hitung dari pengukuran hujan pada pos pos penangkaran di daerah tersebut. 2. Menentukan Curah Hujan Harian Maksimum Rencana Dari data hujan maksimum yang diambil dari beberapa stasiun penangkar hujan, kita dapat memperkirakan hujan rencana untuk masing masing periode waktu, metode yang digunakan adalah Log Normal dan Log Person Type III. 3. Uji Kesesuaian Distribusi Pengujian ini dipakai untuk mengetahui apakah suatu data jenis sebaran yang dipilih setelah penggambaranya pada kertas probabilitas, perlu pengujian lebih lanjut, pengujian itu dengan 2 cara yaitu: Uji Smirnov Kolmogorof Pengujian ini dilakukan dengan menggambarkan probabilitas untuk setiap data distribusi teoritis dan empiris. Uji Chi Kuadrat Pengujian ini dilakukan untuk menguji apakah distribusi pengamatan dapat disamai dengan baik oleh distribusi teoritis. 4. Perhitungan Debit Rencana Perhitungan ini dipakai untuk mengetahui sebagai dasar untuk merencanakan tingkat bahaya banjir pada suatu kawasan dengan penerapan angka angka kemungkinan terjadinya banjir karena metode ini pengembanganya sangat sederhana dan memasukan parameter DAS sebagai unsur pokok selain sifat sifat hujan masukan, jenis dan sifat parameter DAS tidak terperinci satu per satu akan tetapi pengaruh secara keseluruhan ditampilkan sebagai koefisien limpasan. 5. Perhitungan Full Bank Capacity Tujuan perhitungan ini adalah untuk mengetahui apakah penampang palung sungai eksisiting mampu mengalirkan debit yang ada dengan aman atau meluber. 6. Perbandingan Q Full Bank Capacity dengan Kapasitas Rencana Perbandingan ini dimaksudkan untuk mengetahui manakah metode yang akan digunakan untuk mencari kapasitas rencana dengan metode Rasional yang mempunyai kapasitas rencana lebih efektif dari Q Full Bank Capacity, sehingga dapat dipakai sebagai dasar perencanaan. 7. Desain Saluran Tujuan pembuatan desain saluran untuk memperbarui saluran eksisiting di saluran sekunder kali Medokan Semampir 35

36 8. Analisa kapasitas pompa Tujuan analisa kapasitas pompa adalah untuk menganalisis apakah pompa dapat mengeluarkan air secara maksimal dari saluran drainase yang sudah didesain dengan debit rencana. 9. Kesimpulan dan Saran Pada bagian kesimpulan dan saran ini berisikan jawaban isi permasalahan dan menjadi tujuan dari proyek akhir ini. Secara garis besar pengerjaan proyek akhir ini di gambarkan pada gambar 3.3 Skema Pengerjaan Tugas Akhir. 36

37 mulai persiapan Survey Pengumpulan Data : 1. Data eksisting saluran 2. Data hujan 3. Peta DAS Pengolahan Data : 1. Penghitungan debit rencana 2. Penghitungan debit eksisting Analisa Kapasitas saluran Analisa Kapasitas saluran Analisa Kapasitas saluran Primer Perencanaan Dimensi Saluran Baru Perhitungan Trial dan Error Tidak Luber/Aman Analisa Debit outlet Analisa Kapasitas Pompa Kapasitas pompa > debit masuk Gambar 3.1 Skema Pengerjaan Tugas Akhir 37 Selesai