PERENCANAAN SALURAN DRAINASE KAWASAN KOMPLEK PERUMAHANBELIMBING KECAMATANKURANJI KOTA PADANG SUMATERA BARAT

Transkripsi

1 PERENCANAAN SALURAN DRAINASE KAWASAN KOMPLEK PERUMAHANBELIMBING KECAMATANKURANJI KOTA PADANG SUMATERA BARAT Ari Yanto,Hendri Warman, dan Afrizal Naumar Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta, Padang agiel_doank05@yahoo.com, hendriwarman@yahoo.com, zalnaumar@yahoo.com Abstrak Perencanaan ini didasarkan pada banyaknya bangunan yang didirikan pada kawasan Komplek Perumahan Belimbing Kecamatan Kuranji Kota Padang yang dapat memberikan efek perubahan terhadap tata guna lahan (land use), dimana lahan hijau yang semula difungsikan sebagai daerah resapan air berubah menjadi daerah perumahan. Sehingga air permukaan tidak lagi dapat meresap ke dalam tanah, tetapi mengalir di permukaan sebagai run off. Oleh karena itu diperlukan sistem drainase yang baik agar genangan air dapat dialirkan ke saluran terdekat. Pada Perencanaan drainase kawasan perumahan Belimbing data geografis dilakukan pengukuran dilapangan dengan alat theodolit dan waterpass sebagai data Primer. Data pendukung perencanaan didapat dari dinas PSDA dan BPS Sumatra barat seperti data curah hujan, peta topografi, data Penduduk. Analisa curah hujan dilakukan dengan metode Rata-rata aljabar,poligon thiessen dan ihsoyet. Perencanaan dimensi Saluran pada aliran seragam digunakan metode robert Manning dan analisa aliran pada daerah muara, merupakan aliran lambat laun digunakan cara sederhana dengan metode tahapan standart. Dari hasil Perhitungan di dapat saluran tersier penampang persegi b = 0,60 m, h = 0,50 m, pada penampang trapesium b = 0,70 m, h = 0,50 m, m =. Pada Saluran Sekunder penampang persegi b = 0,80 m, h = 0,50 m, pada penampang trapesium b = 0,80 m, h = 0,60m, m =. Untuk penampang saluran primer dengan penampang trapesium b =,5 m, h =,7 m, m =.. Kata Kunci: Drainase, perencanaan, aliran seragam dan aliran lambat laun Pembimbing I Pembimbing II Ir. Hendri Warman, MSCE Ir. Afrizal Naumar, MT

2 PLANNINGDRAINAGECHANNELS HOUSINGCOMPLEXAREABELIMBING DISTRICT KURANJI PADANGCITYWEST SUMATERA Ari Yanto,Hendri Warman, dan Afrizal Naumar Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta University, Padang agiel_doank05@yahoo.com, hendriwarman@yahoo.com, zalnaumar@yahoo.com Abstract Planning is based on many buildings housing founded in kawasan komplek carambola kuranji sub-district the city could give effect to change against the land ( land ), use where land hijau site functioned as water catchment area turned into residential area. So water surface no longer may percolate into the ground, but flowing in a surface as run off.hence necessary drainage system good to puddle can be piped to the nearest.planning on drainage residential carambola data geographical done measurement field with a theodolit and waterpass as data primary. Data advocates planning obtained from dept. psda and bps sumatra as west of precipitation data, map topographical, citizens data.analysis rainfall done by method average algebra, a polygon thiessen and ihsoyet.planning dimensions channel on flow uniform used method of robert manning and analysis flow on regional muara, is flow ll eventually used simple manner by method stage standart. The result of reckoning in the tertiary can cross section square metres, b = 0.60 dd = 0.50 m, in b = section trapezoid 0,70 m, dd = 0.50 m, moderati =.Cross-section of the secondary square metres, b = by 0.80 dd = 0.50 m, in cross section trapezoid b = by 0.80 m, dd = 0,60m, moderati =.To cross section the primary with cross section trapezoid b =,5 m, dd =.7 m, moderati = Keywords: Drainage, planning, the flow of uniform and a slow stream gradually trade

3 Pendahuluan 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, sehingga fungsi kawasan/lahan tidak tertanggu. Drainase dapat juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitanya dengan salinitas ( Suripin,00 ). Sedangkan drainase perkotaan adalah ilmu drainase yang mengkhususkan pengkajian pada kawasan perkotaan yang erat kaitannya dengan kondisi lingkungan fisik dan lingkungan sosial budaya yang ada di kawasan kota tersebut (Dharma, 997). Menurut Suripin (00) akar permasalahan banjir di perkotaan berawal dari pertambahan penduduk yang sangat cepat, di atas rata- rata pertumbuhan nasional, akibat urbanisasi, baik migrasi musiman maupun permanen. Salah satunya dalam hal penataan bangunan. Semakin banyaknya bangunan yang didirikan memberikan efek perubahan terhadap tata guna lahan (land use) dimana lahan hijau yang semula difungsikan sebagai daerah resapan air berubah menjadi perumahan. Sehingga hal ini dapat menyebabkan air permukaan yang semula menyerap ke dalam tanah sekarang mengalir di permukaan dan langsung masuk ke saluran drainase yang ada. Pada saat terjadi curah hujan yang tinggi,air melimpah ke luar saluran karena tidak cukupnya kapasitas saluran drainase yang ada Salah satu kawasan yang rawan terhadap banjir dan genangan adalah Kawasan Perumahan Belimbing kecamatan kuranji. Yang penyebabnya adalah durasi hujan yang turun lebih lama dan limbah penduduk yang tidak terkontrol dengan baik sehingga kawasan ini akan mengalami banjir atau genangan. Pada umumnya penanganan drainase masih tidak merata, sehingga tidak menyelesaikan permasalahan genangan secara tuntas. Pengelolaan drainase perkotaan harus dilaksanakan secara menyeluruh, dimulai dengan tahap perencanaan, kontruksi, operasi dan pemeliharaan, serta ditunjang dengan peningkatan kelembagaan, pembiayaaan serta partisipasi masyarakat ( Suripin.00) Metodologi Dalam perencanaan ini untuk menghitung curah hujan rata rata, ada metode yang harus di ketahui yaitu :

4 a. Metode rata rata aljabar. b. Metode poligon thiessen. c. Metode isohyet. Dalam menghitung debit banjir air hujan ini, dapat dihitung dengan menggunakan metode Rasional (Suripin,00) yaitu: Q = 0,78.C.I.A Setelah dihitung parameter curah hujan, selanjutnya dapat kita hitung intensitas curah hujan dengan memakai rumus Mononobe (Suripin,00) yaitu: Dimana : I t c = Intensitas hujan (mm/jam) = Koefisien pengaliran (jam) R 4 = Curah hujan maksimum harian (selama 4 jam) (mm) Waktu konsentrasi (tc) adalah waktu yang diperlukan air untuk mengalir dari permukaan tanah sampai saluran terdekat. Jadi salah satu metoda untuk penghitungan waktu konsentasi dipakai rumus yang telah dikembangkan oleh Kirpich ( 940 ) dalam (Suripin,00) yang dapat ditulis sebagai berikut : R I t c t c Dalam system perhitungan drainase memakai Metode Sebaran Log Person III. Dalam menghitung banjir rencana, ada faktor yang harus diperhatikan yaitu : L 0,095 S 0,77 - Debit banjir dari air hujan Dimana : Q = Debit (m /dt) C = Koefisien aliran permukaan I = Intensitas hujan (mm/jam) A = Luas daerah pengaliran (km ) - Debit air buangan. Dalam perhitungan debit air buangan harus memperhatikan jumlah penduduk untuk tahun mendatang. Untuk itu diperlukan data jumlah penduduk tahun sebelumnya guna menentukan laju pertumbuhan penduduk setiap tahunnya. Metode yang dipakai dalam menghitung proyeksi pertumbuhan penduduk dapat memakai formula laju pertumbuhan geometrik dan laju pertumbuhan eksponensial. Rumus laju pertumbuhan geometrik dan eksponensial sebagai berikut : Pt = Po (+r) n Pt = Po x e r.n Dimana : Pt = Jumlah penduduk tahun terakhir Po = Jumlah penduduk tahun sebelumya r = Laju pertumbuhan penduduk n = Jumlah selisih tahun peninjauan Untuk memperkirakan debit air kotor, terlebih dahulu diketahui jumlah pemakaian air rata-rata setiap orang

5 dalam satu hari, dianggap pemakaian dalam satu jam maksimum adalah 0% dari kebutuhan air dalam satu hari. Dianggap pemakaian air dalam satu hari adalah 0 jam. Berdasarkan hal tersebut maka jumlah air kotor yang dibuang setiap hari dapat dihitung dengan rumus dari M. Janu Ismono : Besar debit air kotor untuk masing-masing saluran dapat dihitung : Q ak = Q d * A saluran Dimana : Q ak = Debit air kotor (m /det) Pn = Jumlah penduduk tertinggi dalam n perencanaan (jiwa) Q ab = Debit air buangan dalam satu hari (m /det) A = Luas daerah pengaliran (km ) Hasil Dan Pembahasan Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, telah didapatkan dimensi saluran persegi dan trapesium, yang direncanakan dapat menampung debit yang ada. Untuk itu hasil dimensi dari saluran persegi adalah : Tersier Sedangkan dimensi saluran trapesium adalah : Sekunder Sekunder Tersier

6 Dalam perencanaan ini hasil diatas didapatkan dengan cara melakukan tahapan perhitungan,yang dimulai dengan menghitung curah hujan memakai metoda rata rata aljabar didapatkan dari data curah hujan harian maksimum yang diambil dari stasiun klimatologi yang dapat mewakili daerah direncanakan. Dalam hal ini dipakai data curah hujan dari penangkaran hujan Stasiun Koto Tuo, Batu Busuak dan Gunuang Nagoyang hasilnya ditabelkan sebagai berikut. Tabel : Curah Hujan Harian Maksimum Rata-Rata N Stasiun Penakar Hujan o Tahun Suliki Tanjung Pati Koto Tinggi , , , , Setelah di dapatkan data curah hujan selanjutnya kita dapat menentukan metoda yang digunakan untuk menentukan frekuensi curah hujan dengan menhitung faktor deskriptornya statiknya yaitu Rata-rata (X r, Y r ) Standar Deviasi (S) Koefisien Variant (Cv) Koefisien Skew (Cs) Koefisien Kurtosis (Ck) Setelah di dapatkan factor tersebut didapatkan metode yang di pakai adalah metoda distribusi log person III. Untuk langkah selanjutnya menghitung periode ulang hujan memakai distribusi log person III yang didapatkan hasil Untuk periode 5 Tahun = 9. mm Untuk periode 0 Tahun = 00.9 mm Selanjutnya untuk penentuan intensitas curah hujan curah hujan memakai rumus : R 4 I 4 tc 0.87* L tc 000* S H S L Dimana : 0.85 I = Intensitas curah hujan (mm/jam) t c = Waktu konsentasi (jam) S = Kemiringan saluran (m) Setelah di hitung intensitas curah hujan selanjutnya debit rencana air hujan dihitung berdasarkan perhitungan intensitas curah hujan dengan menggunakan metode rasional yaitu: Q ah = f. C. I. A = 0.78*0.75* * = 0.87m /dt

7 Dalam menghitung debit rencana, dibutuhkan juga perhitungan debit air kotor yang membutuhkan data jumlah penduduk yang berguna untuk menentukan laju pertumbuhan penduduk yang hasilnya yaitu : Secara geometrik = 0,0 Secara eksponensial = 0,0 Untuk memperkirakan debit air kotor, terlebih dahulu diketahui jumlah pemakaian air rata-rata setiap orang dalam satu hari, dianggap pemakaian dalam satu jam maksimum adalah 0% dari kebutuhan air dalam satu hari. Dianggap pemakaian air dalam satu hari adalah 0 jam. Berdasarkan hal tersebut maka jumlah air kotor yang dibuang setiap hari dapat dihitung dengan rumus : Contoh Perhitungan debit air kotor saluran Sekunder ruas P-P Pn = 65 jiwa =.667 * 0 - m /det A = 57,4 Ha = 0,574 Km * * * * * = m / det Qak = * = m /det Setelah didapatkan debit banjir rencana air hujan dan debir recnana air kotor setelah itu langsung kita hitung debit banjir rencana dengan memakai rumus : Q br = Q ah + Q ak Dimana : Q br = debit banjir rencana Q ah = debit air hujan rencana Q ak = debit air kotor atau air buangan Setelah itu dilanjutkan untuk menghitung perencanaan dimensi saluran Dalam menghitung dimensi saluran drainase untuk kawasan Perumahan Belimbing direncanakan penampang saluran berbentuk segi empat, dengan pertimbangan saluran ini dapat menghemat lahan serta mudah dalam pemeliharaannya. Dalam menghitung dimensi saluran digunakan asumsi sebagai berikut : Besarnya jagaan (Freeboard) yang dipakai yaitu 0 cm Nilai koefisien kekasaran Manning dipakai 0,00 (susunan batu dengan adukan semen dan diplester) Nilai kemiringan dasar saluran berdasarkan masing-masing ruas Contoh perhitungan drainasesekunderberbentuk persegi ruas P- P Data : Q = m /dt n = 0,00 S =

8 b = h Penampang hidrolis saluran segi empat Luas (A) = b x h Luas (A) = h x h = h Keliing basah (P) = b + h Jari-jari hidrolis (R) = P = h + h = h A P = Kecepatan aliran (V) V R n V 0,0 S V ,0 V 0.499m / dt Debit = V x A Q = R S n Maka : Sehingga : Q = n A h Didapatkan h = 0.50 m S Tinggi muka air (h) = 0.50 m ( h) Lebar dasar saluran (b) = h = 0.50 m Dari hasil diatas diperoleh : Luas penampang A = b x h = 0.50 x 0,50 = 0.5 m Keliling basah saluran (P) P = b + h = ( x 0.5) =,5 m Jari-jari hidrolis (R) A R P 0.5 R 0.6m,5 Tinggi jagaan (freeboard) diambil 0, m Tinggi saluran (H) H = h + F = 0,5 m + 0,5 m = 0.75 m Contoh perhitungan perencanaan drainase trapesium adalah sebelum itu kita harus mengetahui potongan melintang saluran yang paling ekonomis adalah saluran yang dapat melewatkan debit maksimum untuk luas penampang basah, kekasaran dan kemiringan tertentu. Berdasarkan persamaan kontinuitas, tampak jelas bahwa untuk luas penampang melintang tetap, debit maksimum dicapai jika kecepatan aliran maksimum. Untuk kecepatan maksimum dicapai jika jari-jari hidraulik maksimum. Jari-jari maksimum dicapai jika keliling basah minimum. Dengan menggunakan penampang trapesium untuk perhitungan rencana saluran, maka didapatkan dimensi sebagai berikut : Luas (A) = (B+mh)h (4.) Keliling basah (P) = B+h (4.) Lebar dasar (B)= P-h (4.)

9 Nilai B disubstitusikan ke rumus (A) sehingga menjadi : Atau A = (P - h ) h + mh² A = Ph - h² ) + mh² (4.4) Asumsikan luas penampang (A) dan kemiringan dinding (m) adalah konstan, maka persamaan di atas dapat didefinisikan terhadap (h) dan dibuat sama dengan nol untuk memperoleh kondisi P minimum. da P 4h dh Atau m mh 0 (4.5) P 4 m mh (4.6) Dengan menganggap h konstan, mendeferensial persamaan di atas dan membuat sama dengan nol, maka diperoleh persamaan berikut : dp dm Atau 4 h m m m 0 h m 4m² = + m² ; m (4.8) m² = (4.7) Nilai (m) disubstitusikan ke dalam persamaan (4.6) maka persamaan yang diperoleh adalah : 8 P h P h h Jika nilai (m) disubstitusikan ke dalam persamaan (4.), maka persamaan yang diperoleh adalah : B h B h 4 h Selanjutnya, jika nilai (m) disubstitusikan ke dalam persamaan (4.), maka diperoleh persamaan berikut : A h A h h. h jadi penampang trapesium yang paling efisien adalah jika kemiringan dindingnya, m ( / ) t u Ɵ º Tr pesium y g terbentuk berupa setengah segi enam beraturan (heksagonal). Maka diperoleh persamaan berikut : P h A h h R Perhitungan dimensi saluran drainase sekunderruas P-P Data : m Q = m /dt n = 0,00 S = ,5775 0,58 Dengan menggunakan persamaan Manning :

10 Q = A x V Tinggi jagaan (freeboard) (F) = 0, m h h = 0,50 m diperoleh : h x xs n Tinggi saluran (H) = h + F = 0,5 m + 0, m = 0.8 m Lebar dasar (B) h 0,50 = 0,58 m Dari hasil diatas sehingga diperoleh : Lebar talud (t) Luas penampang basah (A) = ( b + mh) h = (0,58 + (0,58 x 0,50)) 0,50 = 0,44 m² Keliling basah saluran (P) = b + h = 0,58 + (0,50) =,74 m Jari-jarihidrolis (R)= A / P = 0,44 /.74 Kecepatan aliran (V) = = 0.5 m = m x h = x 0, 50 = 0.9 m R S = 0, n 0,0 Dalam perencanaan drainase. Juga dibutuhkan juga perencanaan gorong gorong. Gorong-gorong yang direncanakan adalah gorong-gorong dengan kontrol pemasukan (inlet control)tidak tenggelam (H>.D). Gorong-gorong direncanakan berbentuk persegi, sehingga tinggi goronggorong adalah. dari permukaan air (H<.H). Perhitungan gorong-gorong dilakukan dengan menggunakan formula Henderson (966) yaitu sebagai berikut: Dimana : Q CBH gh Q = Debit aliran melalui gorong- gorong (m /dt) B = Lebar gorong-gorong (m) C = Koefisien kontraksi pada sisi-sisi pemasukan. Apabila ujungnya persegi, maka C = 0,9, sedangkan apabila ujungnya dibulatkan, maka C = H = Tinggi permukaan air (m) = 0,86 m/dt

11 Contoh perhitungan gorong gorong Data : nilai Q masing-masing posisi Gorong-gorong Posisi S6-S8 Q = Q Ruas S-S6 + Q Ruas S5-S6 = = m /det Jadi perhitungan selanjutnya : C = 0,9 (untuk ujung persegi) H = diambil 0,9 B Jadi Q CBH gh Didapatkan nilai : B = 0.6 m H air = 0.9 B = 0.9 x 0. = 0.0 m H gorong-gorong =, x 0. = 0.40 m Kekasaran saluran (n) = 0,05 ( : m) = 0,6 Dari data di atas dibuat perhitungan tabel dengan tahapan rumus-rumus seperti berikut : Kedalaman kritis (Yc)... (kolom ) Psi = (m^,5xq)/((g^0,5)x(b^,5)) = (0,6^,5x6,0047)/((9,8^0,5)x(,4^,5)) = 0,045 Dengan nilai Psi=0,045 maka berdasarkan tabel perhitungan kedalaman kritis dalam saluran trapezium didapat nilai Ep,si=0,50 Yc = Ep,si x b / m = 0,50 x,4 / 0,6 =,9 m Analisa Air Balik / Back Water Analisa pengaruh aliran balik / back water dari Saluran Sekunder ke Saluran Primer komplek Perumahan Balimbing. Luas penampang basah (A)...(kolom ) (A) = ( b + mh) h = (,4 + (0,6 x,9)),9 = 0, m² Data didapat dari dimensi eksisting : Debit (Q) Lebar dasar saluran (b) = 6,00 m³/dt =,4 m Keliling basah saluran (P)... (kolom ) (P) = b + h Tinggi air normal banjir (h) =,4 m Kemiringsn saluran (So) = 0,00446 =,4 + (,9) =,8 m

12 Kemiringan gesek aliran (Sf)...(kolom 9) Jari-jarihidrolis (R)... (kolom 4) (R) = P A = 0,,8 =,46 m n. V Sf = / R 0,05 = /,46.4,58 = 0,0088 Kemiringan gesek merata (Sf rata-rata) Kecepatan aliran (V)... (kolom 5) (V) = A Q...(kolom 0) Sf rata-rata = Sf Sf = 6,0047 0, = 4,58 m/dt Tinggi energi kecepatan aliran (V²/g)... (kolom 6) (V²/g) = 4,58.9,8 = 0,87856 m Tinggi energi (E)...(kolom 7) E = V h. g =,9+ 4,58.9,8 =,79856 m Beda tinggi energi (ΔE)... (kolom 8) ΔE =E E So - Sf rata-rata... (kolom ) E E ΔX= So - Sf rata - rata..(kolom ) Panjang aliran balik (X)... (kolom ) Kesimpulan X = ΔX + ΔX Berdasarkan pembahasan yang telah dilakukan, yaitu mulai dari pengolahan sampai pada tahap perhitungan dimensi saluran, maka dapat diambil kesimpulan sebahai berikut Data stasiun curah hujan yang dipakai dengan kurun waktu 0 tahun (00 0) didapat dari stasiun penakar curah hujan suliki, tanjung pati, dan koto tinggi

13 Analisa curah hujan maksimum rata-rata dihitung menggunakan metode aljabar, Besarnya curah hujan rencana maksimum yang dihitung dengan merata-ratakan beberapa metode didapat untuk periode ulang 5 tahun adalah 9, mm dan untuk periode ulang 0 tahun adalah 0,9 mm. Dari hasil perhitungan debit saluran didapatkan adalah saluran persegi yang dipertimbangkan dapat menghemat lahan serta mudah dalam pemeliharaan. Untuk itu hasil dimensi dari saluran digambarkan sebagai berikut : Untuk itu hasil dimensi dari saluran digambarkan sebagai berikut : Sekunder Tersier Sekunder Daftar Pustaka Suripin, M, Eng, Dr, Ir, Sistem Drainase Perkotaan Yang Berkelanjutan, Penerbit Andi, Yogyakarta, 004. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Drainase Perkotaan e er it Gunadharma, 997. Tersier Padang Dalam Angka B S Kot 0 g Dari hasil perhitungan debit saluran didapatkan adalah saluran Trapesium Depertemen Pekerjaan Umum Perencanaan Sistim Drainase Jalan. Jakarta

14