ANALISIS NORMALISASI SALURAN DRAINASE PRIMER STUDI KASUS: SEI BADERA KOTA MEDAN

Transkripsi

1 ANALISIS NORMALISASI SALURAN DRAINASE PRIMER STUDI KASUS: SEI BADERA KOTA MEDAN M. Rizky Syahrani Hasibuan 1 dan Alferido Malik 2 1 Mahasiswa Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan Ged. B Medan 20155, Indonesia m.rizky93@gmail.com 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan Ged. B Medan 20155, Indonesia ABSTRAK Salah satu masalah perkotaan yang dirasakan sangat mendesak untuk ditangani adalah masalah banjir. Medan sebagai kota yang dilintasi beberapa sungai sering mengalami banjir ketika musim penghujan tiba, khususnya di DAS Sei Badera. Untuk itu, normalisasi pada saluran di DAS tersebut perlu untuk dianalisis. Metode penelitian yang digunakan adalah metode pengumpulan data dan analisis data. Data yang digunakan adalah data primer yaitu pengukuran dimensi penampang saluran eksisting dan data sekunder yaitu data curah hujan kemudian dianalisis berdasarkan analisis hidrologi dan hidrolika. Hasil analisis lalu dievaluasi berdasarkan nilai debit saluran eksisting dengan nilai debit rencana. Nilai curah hujan yang memenuhi persyaratan adalah nilai curah hujan Distrbusi Log Pearson III dengan periode ulang 10 tahun. Debit banjir rancangan dihitung dengan menggunakan metode Rasional. Waktu konsentrasi ditentukan dengan persamaan Kirpich. Untuk intensitas curah hujan digunakan rumus Mononobe. Evaluasi penampang pada 3 titik saluran drainase primer dilakukan dengan menghitung debit eksisting saluran lalu membandingkannya dengan debit rencana. Dari hasil analisis terhadap 3 titik penampang saluran yang ditinjau, terdapat 2 titik yang kapasitasnya tidak memenuhi syarat atau tidak dapat mengalirkan debit banjir secara maksimal yaitu pada saluran di jalan Seroja dan jalan Pemasyarakatan. Pada saluran jalan Seroja debit saluran eksisting adalah 3,98m3/det sementara debit banjir Q10 sebesar 14,389m3/det. Untuk saluran jalan Pemasyarakatan debit eksisting adalah 13,77m3/det sementara debit banjir Q10 sebesar 20,804m3/det. Untuk mengatasi banjir dilakukan perbaikan saluran melalui penambahan dimensi saluran. Pada saluran jalan seroja didesain dengan dimensi h=1,3m, B=4m, sedangkan pada saluran jalan pemasyarakatan h=1,9m, B=6m. Kata kunci: Drainase primer, debit rencana, debit eksisting, metode rasional ABSTRACT One of the most urgent urban issues to be solved is flood risk. Medan as a city where crossed by several river, flooding frequently when the rainy season arrives, especially in the Sei Badera watershed. Therefore, channel normalization in the watershed needs to be analyzed. The research methods are data accumulation method and data analysis. The primary data is dimension measurement of existing cross section and secondary data is rainfall data then analyzed based on hydrologic analysis and hydraulic analysis. The results of the analysis are evaluated later based on discharge of existing channel and base flow discharge. The value of precisely qualified rainfall is the value of Distributed Log Pearson III with a return period of 10 years. The design flood is calculated using the Rational method. The concentration time is determined by the Kirpich equation. For rainfall intensity used Mononobe formula. The

2 cross-sectional evaluation at 3 points of primary drainage is done by calculating the existing channel discharge and then comparing it with the design flood. From the analysis of 3 points cross sections of the channel reviewed, there are 2 points which the capacity is not eligible or can not flow maximum flood discharge that is on the channel in Seroja road and Pemasyarakatan road. On Seroja road channel the existing channel discharge is 3.98m 3 /s while the design flood of Q10 is 14,389m 3 /s. For Pemasyarakatan road channel, the existing debit is 13.77m 3 /s while the design flood of Q10 is m 3 /s. To overcome the flood, channel improvements are done through the addition of channel dimension. On Seroja channel is designed with dimension h = 1,3m, B = 4m, while on the Pemasyarakatan channel h = 1.9m, and B = 6m. Key words: Primary drainage channel, design flood, existing debit, rational method 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Salah satu masalah perkotaan yang dirasakan sangat mendesak untuk ditangani adalah masalah banjir. Dimana frekuensi terjadinya banjir setempat dibeberapa wilayah Kota Medan sedemikian tinggi. Banjir sebagai sebuah permasalahan perkotaan mempunyai banyak efek permasalahan yang sangat merugikan, seperti permasalahan kesehatan, kerusakan prasarana dan sarana umum, terhentinya kegiatan ekonomi, sampai lumpuhnya pelayanan umum. Untuk itu, penanganan permasalahan banjir harus dilaksanakan segera. Besarnya curah hujan yang terjadi beberapa tahun belakangan ini menyebabkan genangan air yang cukup tinggi. Hal ini semakin bertambah buruk karena minimnya daerah resapan di kota Medan, khususnya daerah-daerah pusat bisnis. Dimensi saluran drainase yang ada saat ini ternyata tidak dapat menampung volume dan debit air hujan yang tentunya menyebabkan meluapnya air ke daerah pemukiman yang tentu saja ini berdampak pada kelangsungan hidup dan mobilisasi masyarakat kota Medan. Ditambah lagi kebiasaan buruk yang sudah melekat di kehidupan masyarakat yaitu membuang sampah di bantaran sungai. Sudah selayaknya pemerintah kota Medan menangani masalah lingkungan permukiman baik masalah sanitasi, persampahan maupun banjir dengan melaksanakan kegiatan pekerjaan evaluasi dan normalisasi saluran drainase primer khususnya di kawasan Sei Badera, Kota Medan. Dengan adanya kegiatan normalisasi ini, hasilnya diharapkan dapat menanggulangi genangan air dan banjir di kawasan Sei Badera. Perumusan Masalah Dari latar belakang di atas dapat disusun perumusan masalah sebagai berikut: 1. Genangan air sering terjadi di daerah strategis pada DAS Sei Badera di kota Medan. Hal ini perlu dianalisis lebih lanjut untuk mengetahui penyebab permasalahannya. 2. Apakah kapasitas drainase eksisting dapat mengalirkan debit banjir rancangan 10 tahun? Pembatasan Masalah Adapun pembatasan masalah yang diambil dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah: 1. Lokasi yang akan ditinjau drainasenya adalah DAS Sei Badera sebanyak 3 titik tinjauan yaitu jalan Seroja, jalan Amal dan jalan Pemasyarakatan. 2. Perhitungan curah hujan berdasarkan dara curah hujan 10 tahun terakhir.

3 3. Analisis dalam penelitian ini dilakukan sampai perhitungan dimensi dan desain saluran secara hidrolis. Tujuan Penelitian Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengatasi masalah genangan dan banjir dari sisi hidrolika pada DAS Sei Badera terutama di titik tinjauan pada jalan Seroja, jalan Amal dan jalan Pemasyarakatan. Manfaat Penelitian Manfaat penelitian tugas akhir ini adalah: 1. Sebagai pedoman dan pertimbangan masyarakat maupun pemerintah dalam penanggulangan banjir di DAS Sei Badera, Kota Medan. 2. Sebagai studi pembelajaran untuk para akademisi mengenai perencanaan drainase yang akurat dan terukur sesuai standard dan peraturan perundang-undangan yang berlaku 2. METODOLOGI PENELITIAN Penelitian tugas akhir ini dilaksanakan di DAS Sungai Badera yang terletak di Kota Medan. Dengan posisi geografis 3 34' 3 37' Lintang Utara dan 98 36' ' Bujur Timur. Panjang saluran yang diteliti sepanjang 6,7 km dari titik hulu. 3. ANALISIS DAN PEMBAHASAN Hasil Pengamatan Kondisi Eksisting Gambar 2.1 Peta DAS Sei Badera a. Saluran Drainase Jalan Seroja Pada saluran ini pembangunan dinding rumah warga dan pengembang yang dibangun pada saluran drainase Sei Badera menyebabkan penyempitan dimensi saluran mengakibatkan saluran tidak dapat menampung debit banjir yang terjadi. Saluran juga tersumbat oleh sampah.

4 b. Saluran Drainase Jalan Amal Pada jalan ini saluran inlet terhalang oleh lining mengakibatkat penyumbatan aliran. Saluran juga tersedimentasi dan ditumbuhi banyak tanaman. Dimensi saluran ini terlihat sangat berbeda secara signifikan antara dimensi sebelum jalan amal dan dimensi setelah jalan amal. c. Saluran Drainase Jalan Pemasyarakatan Pada jalan ini saluran sudah memiliki ketinggian dinding saluran setinggi H= 1,88 m, tetapi dinding saluran inlet memiliki H yang lebih kecil daripada saluran primer sehingga pada saat muka air tinggi, air akan mengalir balik dari saluran primer ke saluran inlet. Saluran ini juga ditumbuhi banyak tanaman. Analisis Hidrologi Pada penelitian ini digunakan data hujan selama sepuluh tahun yang tercatat mulai tahun 2006 sampai dengan 2015 pada pos pengamatan st. Kebun Helvetia PTPN II (Medan), st. Geofisika Tuntungan (Medan), dan st. BBMKG Wilayah I (Medan). Dari data hujan yang tersedia pada stasiun BBMKG didapat data yang hilang sepanjang tahun 2006 dan sebagian tahun Selanjutnya dilakukan pebangkitan data dengan metode Inversed Square Distance, maka didapat data curah hujan untuk ketiga stasiun sebagai berikut. Tabel 3.1 Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun BBMKG Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des Tabel 3.2 Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun PTPN II Helvetia Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des t

5 Tabel 3.3 Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun Geofisika Tuntungan Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des (Sumber: Stasiun Klimatologi Sampali Medan) Untuk kondisi DAS dengan jumlah pos penakar hujan terbatas, luas DAS kecil (<500km 2 ) dan topografi daratan, maka pemilihan stasiun curah hujan digunakan ketiga stasiun dengan metode rata-rata aljabar. Tabel 3.4 Curah Hujan Rata-rata Maksimum Bulanan (mm) Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des Rerata Max Min Curah hujan tertinggi pada tahun 2009 sebesar 110,5 mm. Data urut hujan maksimum harian secara lengkap ditunjukkan dalam Tabel 3.5 dibawah ini: Tabel 3.5 Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan (mm) No. Urut Tahun Data Urut (mm)

6 Berdasarkan analisis frekuensi yang dilakukan pada data curah hujan harian maksimum diperoleh bahwa jenis distribusi yang paling cocok dengan sebaran data curah hujan harian maksimum di daerah aliran air adalah distribusi Log Pearson type III. Tabel 3.6 Analisis Curah Hujan dengan Distribusi Log Person III No Curah hujan (mm) Xi Log Xi Log X Log(Xi- X ) Log(Xi- X ) 2 Log(Xi- X Jumlah ,19 0, , ,919 S 14,34 G 0,17533 X ) 3 Dari data-data diatas didapat : X = 19,19 10 = 1,919 1,92 2 Standar deviasi : S = (Xi -X ) n 1 Koefisien kemencengan : G = n (Xi X i=1 )³ (n 1)(n 2)S³ = 0, = 0,074 G = 10 0, ,074³ = 0,17533 Tabel 3.7 Analisis Curah Hujan Rancana dengan Distribusi Log Person III No Periode ulang (T) tahun K Log X Log S Log XT Curah hujan (XT) (mm)

7 Koefisien Pengaliran Koefisien pengaliran adalah bilangan yang menunjukkan perbandingan antara besarnya aliran permukaan dan besarnya curah hujan yang didasarkan pada kondisi daerah pengaliran dan karakteristik hujan pada suatu daerah. Intensitas Hujan Jam-jaman Tabel 3.8 Nilai Koefisien Pengaliran Total No. Jenis Daerah A (Km2) C C x A 1 Pertanian 0,7 0, Perkebunan 0,05 0, Pemukiman/ Perkantoran 5,89 0, Belukar 0,2 0, TOTAL 6, Nilai Koef Limpasan 0,53 Untuk perhitungan waktu konsentrasi (Tc) menggunakan rumus yang dikembangkan oleh Kirpich, dapat ditulis sebagai berikut: t c 2 0,87 L 1000 S 0,385 Untuk perhitungan intensitas hujan menggunakan rumus Mononobe: I = R (24 t c ) 2 3 Tabel 3.9 Intensitas Hujan Jam-jaman No (R) Saluran (L) (S) (T c) (I 2) (I 5) (I 10) (I 20) (I 50) (I 100) 1 Seroja Amal Pemasyarakatan Debit Air Hujan Metode yang digunakan untuk menghitung debit air hujan pada saluran drainase dalam studi ini adalah metode rasional USSCS (1973). Bentuk umum persamaan ini adalah sebagai berikut (Suripin, 2004): Qah = 0, C I A m3/det. Dimana Q = debit banjir rencana (m3/det), C = koefisien run off, I = intensitas hujan untuk waktu konstan (mm/jam), A = luas catchment area (ha).

8 No. Tabel 3.10 Perhitungan Debit dengan kala ulang 10 tahun (Q10) Saluran Koefisien Pengaliran (C) Luas DAS (ha) Intensitas Curah Hujan (I 10) Debit Banjir Rencana (Q 10) 1 Seroja 0, Amal 0, Pemasyarakatan 0, Analisis Hidrolika Analisis kapasitas drainase dilakukan sebagai kontrol terhadap perhitungan debit banjir rencana. Dari survey dimensi saluran didapat data primer yang bisa digunakan untuk menghitung kapasitas maksimal debit drainase pada tiap titik pengamatan dengan menggunakan rumus manning. Bentuk penampang saluran drainase primer mempunyai beberapa bentuk, yaitu bentuk persegi dan trapesium. Tabel 3.11 Perhitungan Kapasitas Drainase dan Perbandingan antara Q rencana dengan Q rasional selama 10 tahun No Lokasi H b C A P R n S v Q eks Q 10 Kontrol 1 Seroja 0,98 2,00 1,65 1,79 3,64 0,49 0,014 0,0025 2,22 3,98 14,4 NOT OK 2 Amal 2,48 4,5 4,0 10,54 8,98 1,17 0,015 0,0025 3,71 39,07 14,9 OK 3 Pemasyarakatan 1,88 2,32 1,80 3,87 5,59 0,69 0,011 0,0025 3,55 13,77 20,8 NOT OK Solusi dan Rencana Normalisasi Saluran Solusi dan normalisasi saluran yang dimaksud disini yaitu penambahan kapasitas dan dimensi saluran drainase pada jalan Seroja dan jalan Pemasyarakatan. Dari perhitungan sebelumnya dapat diketahui bahwa kapasitas saluran drainase yang ada tidak dapat menampung debit rencana. Tabel 3.12 Perhitungan Normalisasi Dimensi Saluran Saluran H H B A (m 2 ) P R n S V (m/s) Q (m 3 /det) Seroja 1,5 1,3 4 5,2 6,6 0,787 0,014 0,0025 3,05 15,842 Pemasyarakatan 1,9 1,44 6 8,64 11,936 0,724 0,014 0,0025 2,88 24, PENUTUP Kesimpulan Dari tugas akhir ini dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Penyebab terjadinya banjir di DAS Sei Badera adalah ketidakmampuan saluran untuk mengalirkan debit air hujan, karena debit air yang masuk lebih besar dari kapasitas saluran. 2. Saluran drainase primer yang ditinjau kapasitasnya sebanyak 3 titik, yaitu saluran pada jalan Seroja, saluran pada jalan Amal dan saluran pada jalan Pemasyarakatan, tetapi hanya kapasitas saluran pada jalan Amal yang masih memenuhi. 3. Saluran yang kapasitasnya tidak memenuhi didesain ulang dimensinya, yaitu saluran pada jalan Seroja dengan dimensi H = 1,5 m; h = 1,3 m; B = 4 m, dan saluran pada jalan Pemasyarakatan dengan dimensi H = 1,9 m; h = 1,44 m; B = 6 m. 4. Seluruh saluran yang ditinjau memiliki luas wilayah 776,7 Ha dengan panjang saluran utama 6250 meter.

9 Saran 1. Hasil penelitian tugas akhir ini diharapkan dapat menjadi masukan yang berguna dalam proses pengambilan keputusan untuk kepentingan perencanaan sistem drainase yang berkelanjutan khususnya pada Sungai Badera Kota Medan. 2. Pekerjaan drainase khususnya di saluran primer DAS Sei Badera sebaiknya dilakukan secara menyeluruh dan berkesinambungan, juga dengan pengawasan yang serius agar tidak menghasilkan infrastruktur yang terkesan asal jadi, seperti pada saluran jalan Amal yang lebar namun semakin ke hilir kembali menyempit. 3. Sangat diperlukannya Operation and maintenance (OP) dan Evaluation and Monitoring (EM) dengan komitmen bersama seluruh stakeholder untuk mewujudkan good government. DAFTAR PUSTAKA Chow, V.T Hidrolika Saluran Terbuka. Jakarta : Erlangga. Dake, J.M.K Hidrolika Teknik. Jakarta : Erlangga. Dijk, E. V Anticipating Urban Flooding due to Extreme Rainfall. Amsterdam University of Applied Sciences. Amsterdam, Netherlands. Ganiron, T. U Flood Control and Drainage System of Espana Boulevard in Metro Manila. International Journal of Disaster Recovery and Business Continuity. 6 : Harto, Sri Analisis Hidrologi. Jakarta. Gramedia Pustaka Utama. Limantara, L. M Hidrologi Praktis. Bandung. Lubuk Agung. Linsley, R.K Hidrologi untuk Insinyur. Jakarta. Erlangga. Munson, B. R Mekanika Fluida. Jakarta. Erlangga. Plate, Erich. J Flood Risk and Flood Management. Journal of Hydrology. 267 : Sani, G. D Flood in Malaysia: Historical Reviews, Causes, Effects and Mitigations Approach. International Journal of Interdisciplinary Research and Innovations. 2 : Schmitt, T. G Analysis and Modeling of Flooding in Urban Drainage Systems. Journal of Hydrology. 299 : SNI , Tata Cara Perhitungan Debit Banjir Rencana. SNI , Analisis Hidrologi, Hidraulik dan Kriteria Desain Bangunan di Sungai Soemarto, C.D Hidrologi Teknik. Jakarta. Erlangga. Suripin, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Yogyakarta. Andi. Triatmodjo, Bambang Hidraulika. Yogyakarta. Beta Offset.