ANALISIS REDUKSI LIMPASAN HUJAN MENGGUNAKAN METODE RASIONAL DI KAMPUS I UNVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

Transkripsi

1 ANALISIS REDUKSI LIMPASAN HUJAN MENGGUNAKAN METODE RASIONAL DI KAMPUS I UNVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO Arkham Fajar Yulian, Teguh Marhendi, Amris Azizi* Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Purwokerto Jl. Raya dukuh Waluh PO BOX 202 Purwokerto * amris.azizi@gmail.com ABSTRAK Semakin berkembangnya Kampus I Universitas Muhammadiyah Purwokerto menjadikan bertambahnya bangunan gedung sehingga berkurangnya lahan terbuka hijau dan daerah resapan air. Hal tersebut dapat menimbulkan peningkatan volume limpasan hujan.tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan volume limpasan hujan serta menentukan persentase reduksi volume limpasan hujan menggunakan metode rasional Q=C.I.A. Hasil dari penelitian ini yaitu volume limpasan hujan sebesar 0,03888 m 3 /detik = 139,968 m 3. Volume sumur resapan rencana sebesar 70,033 m 3 untuk mereduksi debit volume limpasan sebesar 139,968 m 3 sehingga volume limpasan yang masuk saluran drainase berkurang menjadi 69,935 m 3 atau 49,96%. Kata kunci : Metode Rasional, Reduksi Limpasan Hujan Kampus I UMP PENDAHULUAN Aliran limpasan hujan adalah bagian dari hujan yang mengalir di atas permukaan tanah selama hujan dan sesaat sesudahnya. Perubahan volume limpasan pada umumnya diakibatkan oleh curah hujan serta bertambah luasnya daerah kedap air dan berkurangnya daerah resapan air. Selain diakibatkan oleh bertambahnya bangunan kedap air juga dapat diakibatkan oleh curah hujan yang tinggi.curah hujan yang tinggi mengakibatkan perubahan volume limpasan air meningkat. Peningkatan volume limpasan akan berakibat pada peningkatan resiko terjadinya genangan air atau banjir. Untuk mengurangi volume limpasan perlu direduksi dengan cara pembuatan sumur resapan. Bangunan sumur resapan adalah salah satu rekayasa teknik konservasi air berupa bangunan yang dibuat sedemikian rupa sehingga menyerupai bentuk sumur gali dengan kedalaman tertentu yang berfungsi sebagai tempat menampung air hujan yang jatuh di atas atap bangunan atau daerah kedap air dan meresapkannya ke dalam tanah. Sumur resapan ini merupakan upaya memperbesar resapan air hujan ke dalam tanah dan memperkecil peningkatan volume limpasan hujan. Semakin berkembangnya Universitas Muhammadiyah Purwokerto menjadikan bertambahnya bangunan gedung sehingga berkurangnya lahan terbuka hijau dan daerah resapan air, hal tersebut dapat menimbulkan peningkatan volume limpasan hujan. Dari uraian di atas, perlu dilakukannya kajian untuk mengetahui reduksi volume limpasan, agar dapat menentukan dimensi sumur resapan di kawasan tersebut. METODE PENELITIAN a. Lokasi Penelitian Lokasi penelitian berada di Kampus I Universitas Muhammadiyah Purwokerto, Jalan Raya Dukuhwaluh, Purwokerto, Kabupaten Banyumas. 41

2 Gambar 3.2. Peta Lokasi Penelitian (Sumber: b. Langkah-langkah Penelitian 1) Persiapan penelitian 2) Studi pustaka 3) Pengumpulan data 4) Data primer 5) Data sekunder 6) Analisis data 7) Desainsumurresapan 8) Analisaprosentasereduksi 9) Kesimpulandan saran 10) Penyusunan hasil penelitian c. Metode Rasional Metode ini untuk memperkirakan laju aliran permukaan puncak. Metode ini sangat sederhana dan mudah penggunaannya namun hanya sesuai untuk DAS dengan ukuran kecil dengan luas kurang dari 300 ha. Persamaan umum : Qp = F.C.I.A dengan : Qp = Debit puncak (m 3 /dtk) F = Koefisien satuan luas, jika luas lahan dalam ha maka F=0,00278, jika luas lahan dalam acre maka F=1 C = Koefisien limpasan rata-rata (nilainya diantara 0-1) I = Intensitas hujan rata-rata (mm/jam) untuk hujan deras yang durasinya sama dengan waktu konsentrasi Tc A = Luas daerah/lahan yang dikeringkan (ha atau acre). HASIL DAN PEMBAHASAN a. Analisis Hidrologi Analisis hidrologi dilakukan untuk menentukan intensitas hujan. Data yang digunakan berupa data curah hujan harian 8 tahun (tahun ), dari data tersebut dilakukan analisis frekuensi hujan. Selanjutnya dihitung intensitas hujan yang terjadi untuk durasi tertentu. Hasil perhitungan akan memperlihatkan hubungan antara intensitas hujan dengan durasi dan frekuensi dalam grafik IDF (Intensity Duration Frequency), (Edi Sulistiyo, 2012) b. Penetapan Seri Data Penetapan seri data curah hujan harian maksimum di ambil dari stasiun hujan yang terdekat dengan lokasi penelitian yaitu Stasiun Bendung Arca yang diperoleh dengan metode maximum annual series (Data Maksimum Tahunan). 42

3 Tabel 4.1. Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun Bendung Arca Tahun Curah Hujan Tiap Bulan (mm) Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agus Sept Okt Nov Des Harian Maks Sumber : Data Sekunder, Dinas PSDA Purwokerto 2015 c. Perhitungan Intensitas Hujan Menghitung Intensitas Hujan misalkan untuk durasi 60 menit = 1 jam dengan hujan rencana harian 66,648 mm (kala ulang 2 tahun) , ,057 / Tabel 4.8. Perhitungan Intensitas Hujan Durasi Intensitas mm/jam 2 tahun 5 tahun 8 tahun Menit Jam 66,648 90, , ,25 58,045 79,210 92, ,50 36,583 49,922 58, ,75 27,926 38,108 44, ,057 31,464 36, ,532 19,830 23, ,093 15,137 17, ,991 9,540 11, ,406 6,013 6,998 Intensitas Hujan (mm/jam) Kurva Intensitas Durasi Frekuensi Durasi Hujan (menit) 8 tahun 5 tahun 2 tahun Gambar 4.2. Kurva Intensitas Durasi Frekuensi d. Perhitungan Debit Banjir Rencana Koefisien Limpasan Menurut Tabel 2.6. Tabel Koefisien Limpasan (C), nilai C tergantung pada kondisi dan karakteristik daerah yang akan di drain. Untuk menentukan koefisien pengaliran (C) suatu daerah dimana 43

4 tataguna lahannya bervariasi, maka nilai C di hitung sebagai Ckomposit. Pada perhitungan gedung kantor pusat sebagai berikut: Gambar 4.3. Denah Gedung Kantor Pusat Penyelesaian : Luas Taman = 138 m 2 C= 0,25 Luas Kanopi = 1189 m 2 C= 0,80 Luas Jalan = 598 m 2 C= 0,90 Luas Area = 1925 m 2 = 0,1925 ha,,,, Tabel 4.9. Perhitungan C komposit Luas Sub Area (m 2 ) No Nama Gedung Kanopi Taman Jalan C=0,80 C=0,25 C=0,90 Jumlah C komposit A A A A 1 (A) Kantor Pusat ,0 1925,0 0,79 2 (A) TPMB 262, ,8 684,0 0,63 3 (C) Serbaguna 602, ,5 784,0 0,77 4 (C) TK UMP 731, ,2 923,6 0,82 5 (D) Perpustakaan ,0 407,0 0,83 6 (E) FKIP ,0 516,0 0,84 7 (F) Pusat Bahasa ,0 0,83 8 (F) Lab. Biologi ,0 0,81 9 (G) Auditorium 2153, , ,8 0,81 10 (G) PGSD 930, , ,8 0,82 11 (G) PGSD 652, ,5 0,82 12 (H) Pasca sarjana 592, ,2 790,5 0,83 13 (H) Sastra 451, ,9 599,4 0,82 14 (I) Pertanian ,6 831,6 0,82 15 (I) Psikologi 569, ,8 685,3 0,82 16 (K) Alumni 253,5 0 48,9 302,4 0,82 17 (K) Komplek K , ,82 18 (M) Masjid ,8 784,8 0,73 19 (M) Masjid Lama 511, ,0 1276,2 0,52 20 (O) Fak. Farmasi 1058,40 129,6 385,2 1573,2 0,78 21 (P) Fak. Ekonomi ,8 1105,8 0,82 22 (Q) Fak. Kedokteran ,6 1589,6 0,83 23 (R) Fak. Teknik ,0 2898,0 0,80 24 (S) Kantin 316, ,8 423,2 0,83 25 (S) PTIK 259, ,6 296,5 0,81 26 (S) UKM 524,7 0 92,6 617,3 0,82 44

5 e. Metode Rasional Metode ini untuk memperkirakan laju aliran permukaan puncak. Metode ini sangat sederhana dan mudah penggunaannya namun hanya sesuai untuk DAS dengan ukuran kecil dengan luas kurang dari 300 ha. Persamaan umum perhitungan pada gedung kantor pusat sebagai berikut: =... Q = Debit puncak (m 3 /dtk) F = 0,00278 C = 0,792 I = 23,057 mm/jam = 6,405 m/detik A = 1925 m 2 = 0,19 Ha = 0, ,792 6,405 0,19 = 0,00271 / Untuk hasil perhitungan selanjutnya bisa dilihat dalam tabel No Nama Gedung Tabel Perhitungan Debit Banjir Rencana Koefisien Luas Koefisien Satuan Area Limpasan Luas (Ha) Rata-Rata Dalam Ha Intensitas Hujan Rata- Rata (m/detik) Debit Banjir Rencana (m 3 /detik) A F C I Q 1 (A) Kantor Pusat 0,19 0, ,792 6,405 0, (A) TPMB 0,07 0, ,630 6,405 0, (C) Serbaguna 0,08 0, ,771 6,405 0, (C) TK UMP 0,09 0, ,821 6,405 0, (D) Perpustakaan 0,04 0, ,826 6,405 0, (E) FKIP 0,05 0, ,842 6,405 0, (F) Pusat Bahasa 0,06 0, ,831 6,405 0, (F) Lab. Biologi 0,12 0, ,805 6,405 0, (G) Auditorium 0,23 0, ,806 6,405 0, (G) PGSD 0,11 0, ,818 6,405 0, (G) PGSD 0,08 0, ,816 6,405 0, (H) Pasca sarjana 0,08 0, ,825 6,405 0, (H) Sastra 0,06 0, ,825 6,405 0, (I) Pertanian 0,08 0, ,819 6,405 0, (I) Psikologi 0,07 0, ,817 6,405 0, (K) Alumni 0,03 0, ,816 6,405 0, (K) Komplek K 0,26 0, ,821 6,405 0, (M) Masjid 0,08 0, ,733 6,405 0, (M) Masjid Lama 0,13 0, ,519 6,405 0, (O) Fak. Farmasi 0,16 0, ,779 6,405 0, (P) Fak. Ekonomi 0,11 0, ,823 6,405 0, (Q) Fak. Kedokteran 0,16 0, ,834 6,405 0, (R) Fak. Teknik 0,29 0, ,800 6,405 0, (S) Kantin 0,04 0, ,825 6,405 0, (S) PTIK 0,03 0, ,812 6,405 0, (S) UKM 0,06 0, ,815 6,405 0,00090 Jumlah 2,761 0,03888 f. Perencanaan Kapasitas Dimensi Sumur Resapan Rencana Adapun sumur resapan terdiri dari dua bagian, yaitu bagian penampung air dan bagian penyaringan air yang terdiri dari ijuk, pasir, dan kerikil. Masing-masing lapisan pada media penyaring tersebut direncanakan setebal 0,5 m dengan diameter 1 m, serta tinggi jagaan 0,2 m. Sedangkan dinding sumur resapan tersebut dibuat dari pasangan batu bata yang di plester. Bentuk muka sumur resapan direncanakan berbentuk lingkaran.untuk perhitungan kedalaman sumur resapan pada gedung kantor pusat menggunakan rumus dasar keseimbangan (Sunyoto,1987) 45

6 Tabel Perhitungan Kapasitas Dimensi Kedalaman Sumur Resapan Rencana Koefisien Durasi Kedalaman Debit dari Jari-Jari Faktor Permeabilitas Dominan Efektif Nama kanopi Sumur No Gedung (m 3 Geometrik Tanah Hujan Sumur /detik) (m) (m/jam) (detik) (m) Q F K T R H 1 (A) Kantor Pusat 0, ,750 0, ,5 4,05 2 (A) TPMB 0, ,750 0, ,5 0,89 3 (C) Serbaguna 0, ,750 0, ,5 2,05 4 (C) TK UMP 0, ,750 0, ,5 2,49 5 (D) Perpustakaan 0, ,750 0, ,5 1,02 6 (E) FKIP 0, ,750 0, ,5 1,02 7 (F) Pusat Bahasa 0, ,750 0, ,5 1,43 8 (F) Lab. Biologi 0, ,750 0, ,5 3,78 9 (G) Auditorium 0, ,750 0, ,5 7,34 10 (G) PGSD 0, ,750 0, ,5 3,17 11 (G) PGSD 0, ,750 0, ,5 2,22 12 (H) Pasca sarjana 0, ,750 0, ,5 2,02 13 (H) Sastra 0, ,750 0, ,5 1,54 14 (I) Pertanian 0, ,750 0, ,5 2,28 15 (I) Psikologi 0, ,750 0, ,5 1,94 16 (K) Alumni 0, ,750 0, ,5 0,86 17 (K) Komplek K 0, ,750 0, ,5 6,97 18 (M) Masjid 0, ,750 0, ,5 1,82 19 (M) Masjid Lama 0, ,750 0, ,5 1,74 20 (O) Fak. Farmasi 0, ,750 0, ,5 3,61 21 (P) Fak. Ekonomi 0, ,750 0, ,5 2,88 22 (Q) Fak. Kedokteran 0, ,750 0, ,5 3,60 23 (R) Fak. Teknik 0, ,750 0, ,5 5,89 24 (S) Kantin 0, ,750 0, ,5 1,08 25 (S) PTIK 0, ,750 0, ,5 0,89 26 (S) UKM 0, ,750 0, ,5 1,79 Dengan: H = tinggi muka air dalam sumur (m) F = 5,5 = 5,5 x 0,5 = 2,75 Q dari kanopi = 0,00278 x 0,80 x 6,405 x 0,118 = 0,00169 m 3 /detik T = 3600 detik K = 0,00015 m/detik = 1 46

7 R = 0,5 m 0,00169,, = 2,75 0, ,, = 4,05 Jadi kedalaman sumur yang diperlukan berdiameter 1 meter dengan kedalaman 4,05 meter. No Nama Gedung Tabel Kedalaman Sumur Resapan Rencana Dimensi Tebal media Tinggi Kedalaman penyaringan jagaan Sumur (m) (m) (m) Kedalaman Sumur Resapan (m) H t W H sr 1 (A) Kantor Pusat 4,05 0,6 0,2 4,85 2 (A) TPMB 0,89 0,6 0,2 1,69 3 (C) Serbaguna 2,05 0,6 0,2 2,85 4 (C) TK UMP 2,49 0,6 0,2 3,29 5 (D) Perpustakaan 1,02 0,6 0,2 1,82 6 (E) FKIP 1,02 0,6 0,2 1,82 7 (F) Pusat Bahasa 1,43 0,6 0,2 2,23 8 (F) Lab. Biologi 3,78 0,6 0,2 4,58 9 (G) Auditorium 7,34 0,6 0,2 8,14 10 (G) PGSD 3,17 0,6 0,2 3,97 11 (G) PGSD 2,22 0,6 0,2 3,02 12 (H) Pasca sarjana 2,02 0,6 0,2 2,82 13 (H) Sastra 1,54 0,6 0,2 2,34 14 (I) Pertanian 2,28 0,6 0,2 3,08 15 (I) Psikologi 1,94 0,6 0,2 2,74 16 (K) Alumni 0,86 0,6 0,2 1,66 17 (K) Komplek K 6,97 0,6 0,2 7,77 18 (M) Masjid 1,82 0,6 0,2 2,62 19 (M) Masjid Lama 1,74 0,6 0,2 2,54 20 (O) Fak. Farmasi 3,61 0,6 0,2 4,41 21 (P) Fak. Ekonomi 2,88 0,6 0,2 3,68 22 (Q) Fak. Kedokteran 3,60 0,6 0,2 4,40 23 (R) Fak. Teknik 5,89 0,6 0,2 6,69 24 (S) Kantin 1,08 0,6 0,2 1,88 25 (S) PTIK 0,89 0,6 0,2 1,69 26 (S) UKM 1,79 0,6 0,2 2,59 g. Volume Limpasan Perhitungan volume limpaasan adalah sebagai berikut : Volume limpasan = Debit banjir rencana x 3600 detik = 0,03888 m3/detik x 3600 detik = 139,968 m 3 47

8 No Nama Gedung Tabel Volume Sumur Resapan Rencana Kedalaman Sumur Resapan (m) Jari-Jari Sumur (m) Volume (m3) Hsr R V sr 1 (A) Kantor Pusat 4,85 0,5 3,810 2 (A) TPMB 1,69 0,5 1,330 3 (C) Serbaguna 2,85 0,5 2,240 4 (C) TK UMP 3,29 0,5 2,585 5 (D) Perpustakaan 1,82 0,5 1,431 6 (E) FKIP 1,82 0,5 1,431 7 (F) Pusat Bahasa 2,23 0,5 1,752 8 (F) Lab. Biologi 4,58 0,5 3,598 9 (G) Auditorium 8,14 0,5 6, (G) PGSD 3,97 0,5 3, (G) PGSD 3,02 0,5 2, (H) Pasca sarjana 2,82 0,5 2, (H) Sastra 2,34 0,5 1, (I) Pertanian 3,08 0,5 2, (I) Psikologi 2,74 0,5 2, (K) Alumni 1,66 0,5 1, (K) Komplek K 7,77 0,5 6, (M) Masjid 2,62 0,5 2, (M) Masjid Lama 2,54 0,5 1, (O) Fak. Farmasi 4,41 0,5 3, (P) Fak. Ekonomi 3,68 0,5 2, (Q) Fak. Kedokteran 4,40 0,5 3, (R) Fak. Teknik 6,69 0,5 5, (S) Kantin 1,88 0,5 1, (S) PTIK 1,69 0,5 1, (S) UKM 2,59 0,5 2,032 Total 89,21 70,033 Dari hasil kurva IDF dapat dilihat bahwa intensitas hujan yang tinggi berlangsung dengan durasi pendek. Untuk intensitas hujan periode ulang 2 tahun 66,648 mm, dengan durasi 1 jam intensitasnya adalah 23,057 mm/jam. Sedangkan dengan durasi 12 jam intensitas hujannya adalah 4,406 mm/jam. Hal ini menunjukkan bahwa hujan deras pada umumnya berlangsung dalam waktu singkat namun, hujan tidak deras berlangsung dalam waktu yang lama. Dari perhitungan debit banjir rencana, maka dapat dilihat bahwa luas area dan koefisien sangat mempengaruhi debit banjir rencana. Pada gedung kantor pusat dengan luas area 1925 m 2 = 0,1925 ha, koefisien satuan luas dalam ha = 0,00278, koefisien limpasan rata-rata = 0,792, intensitas hujan rata-rata = 6,405 mm/detik, maka diperoleh debit banjir rencana 0,00271 m 3 /detik. Perhitungan kapasitas dimensi sumur resapan juga dapat dilihat pada gedung kantor pusat, bahwa dalam menentukan dimensi sumur resapan sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah debit dari kanopi sebesar 0,00169 m 3 /detik, faktor geometrik = 2750, koefisien permeabilitas tanah = 0,00015 m/jam, durasi dominan hujan = 3600 detik, jari-jari sumur = 0,5 m, kedalaman efektif sumur resapan = 4,05 m, tebal media penyaringan = 0,6 m, tinggi jagaan 0,2 m, sehingga diperoleh kedalaman sumur resapan = 4,85 m. Dengan tersedianya sumur resapan seluruh debit hujan dapat tertampung sebesar 70,033 m 3 atau 50% dari volume limpasan. 48

9 KESIMPULAN Dari hasil dan pembahasan, diambil kesimpulan sebagai berikut: Perhitungan Debit Banjir Rencana diketahui bahwa volume limpasan hujan di Kampus 1 Universitas Muhammadiyah Purwokerto untuk durasi 1 jam sebesar 0,03888 m3/detik = 139,968 m3. Volume sumur resapan rencana sebesar 70,033 m3 untuk mereduksi debit volume limpasan sebesar 139,968 m3 sehingga volume limpasan yang masuk saluran drainase berkurang menjadi 69,935 m3 atau 49,96%. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan Terima kasih kami sampaikan kepada : 1. Dinas Pengelolaan Sumber Daya Air Serayu Citanduy atas bantuan peminjaman data Curah Hujan. 2. Biro Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Purwokerto atas Peminjaman/copy data Master Plan. DAFTAR PUSTAKA Andreas F. V. Roy, Doddy Yudianto, (2009), Pemanfaatan Kolam Retensi Dan Sumur Resapan Pada Sistem Drainase Kawasan Padat Penduduk. Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Katoliik Parahyangan, Bandung. Indriatmoko, R.Haryoto, (2015), Teknologi Konservasi Air Tanah Dengan Sumur Resapan. Kelompok Teknologi Pengelolaan Air Bersih dan Limbah Cair, Direktorat Teknologi Lingkungan, Kedeputian Teknologi Informasi, Energi dan Material Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, Jakarta Pusat. Saleh, Chairil, (2011), Kajian Penanggulangan Limpasan Permukaan dengan Menggunakan Sumur Resapan Studi Kasus di Di Daerah Perumnas Made Kabupaten Lamongan. Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang. Slamet Suprayogi dan Werdiningsih (2012), Rancangan Dimensi Sumur Resapan untuk Konservasi Air Tanah di Kompleks Tambakbayan, Sleman DIY, Yogyakarta. Sulistiyo, Edi, (2012), Analisis Kapasitas Drainase Dengan Metode Rasional di Perumahan Puri Hijau Purwokerto, Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Purwokerto. Suripin. (2004), Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan, Penerbit Andi, Yogyakarta. 49