PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISA SISTEM DRAINASE UNTUK MENANGGULANGI BANJIR PADA KECAMATAN MEDAN SELAYANG DAN KECAMATAN MEDAN SUNGGAL ( Studi Kasus : Jl. Jamin Ginting, Jl. Dr. Mansyur dan Jl. Gatot Subroto ) FITHRIYAH PATRIOTIKA ( ) Disetujui Oleh Dosen Pembimbing ( Ir. TERUNAJAYA, M.Sc ) PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2

3 ABSTRAK Kecamatan Medan Selayang dan Kecamatan Medan Sunggal, khususnya pada Jl. Jamin Ginting simpang Jl. Pasar V/ Jl. Bunga Mawar, Jl. Dr. Mansyur sekitar Pintu IV USU dan BNI USU, Jl. Gatot Subroto sekitar daerah Tomang Elok dan Jl. Kasuari merupakan daerah yang masih digenangi banjir hal ini diketahui berdasarkan peta genangan banjir dan tabel titik-titik genangan banjir Kota Medan yang diperoleh dari Dinas Pekerjaan Umum Kota Medan. Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk menganalisa kemampuan saluran drainase yang sudah ada (eksisting) dalam menampung dan mengalirkan debit limpasan permukaan, melihat kondisi, bentuk, konstruksi dan melihat arah aliran pada saluran di daerah terjadinya genangan banjir. Batasan masalah yang ditinjau dari penulisan tugas akhir ini adalah analisis hidrologi untuk menganalisis curah hujan rencana, intensitas curah hujan dan waktu konsentrasi, sedangkan analisis hidrolika untuk menganalisis kemampuan saluran sekunder yang sudah ada (eksisting) di lokasi yang ditinjau yaitu Jl. Jamin Ginting Simpang Jl. Pasar V/ Jl. Bunga Mawar, Jl. Dr. Mansyur sekitar Pintu IV USU dan BNI USU, Jl. Gatot Subroto sekitar daerah Tomang Elok dan Jl. Kasuari dalam menampung dan mengalirkan debit limpasan permukaan. Metode penelitian yang digunakan yaitu metode pengumpulan dan analisis data. Data yang digunakan adalah data primer dan data sekunder kemudian dianalisis berdasarkan analisis hidrologi dan analisis hidrolika dan dievaluasi berdasarkan nilai debit saluran eksisting dengan nilai debit rencana. Untuk menentukan curah hujan rencana menggunakan empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi yaitu distribusi Normal, distribusi Log Normal, distribusi Log Person III dan distribusi Gumbel, kemudian diambil nilai curah hujan periode ulang 5 tahun Distribusi Gumbel untuk digunakan pada perhitungan selanjutnya. Waktu konsentrasi ditentukan dengan persamaan t c = t o + t d, intensitas curah hujan dengan metode Mononobe, debit rencana dihitung berdasarkan metode Rasional dan evaluasi penampang saluran dengan persamaan Qs Q T. Nilai curah hujan yang digunakan untuk perhitungan intensitas curah hujan adalah nilai curah hujan Distribusi Gumbel periode ulang 5 tahun, R 5 = 159,12 mm. Dari analisa dimensi saluran ternyata semua saluran tidak mampu menampung debit saluran. Nilai debit saluran lebih kecil dari nilai debit rencana. Dari pengamatan dan analisa yang dilakukan penyebab terjadinya banjir adalah perubahan tata guna lahan sehingga mengubah nilai koefisien limpasan, saluran drainase yang tidak terkoneksi dengan baik, penyerobotan lahan umum, bantaran sungai, saluran drainase jalan raya, bangunan liar untuk tempat tinggal maupun kios jualan, mengakibatkan penampang sungai/ saluran berkurang, sedimen dan tumpukan sampah pada saluran, elevasi Sei Selayang, Sei Sikambing dan Sei Badera yang dangkal dan datar menyebabkan terjadinya banjir pada Jl. Jamin Ginting, Jl. Dr. Mansyur, Jl. Gatot Subroto dan Jl. Kasuari, bukaan/ lubang di sisi-sisi jalan yang berfungsi menampung dan menyalurkan limpasan air hujan yang berada di sepanjang jalan menuju ke saluran (Street Inlet) yang tidak terawat dengan baik sehingga menyulitkan air untuk mengalir dari jalan ke saluran yang ada. Kunci: debit saluran, debit rencana, intensitas curah hujan, waktu konsentrasi.

4 KATA PENGANTAR Puji syukur yang sebesar-besarnya penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT, karena berkat rahmat dan hidayahnya serta nikmat kesehatan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan akademik yang harus dipenuhi untuk diajukan dalam ujian sarjana pada Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul dari tugas akhir ini adalah ANALISA SISTEM DRAINASE UNTUK MENANGGULANGI BANJIR PADA KECAMATAN MEDAN SELAYANG DAN KECAMATAN MEDAN SUNGGAL (Studi Kasus : Jl. Jamin Ginting, Jl. Dr. Mansyur dan Jl. Gatot Subroto). Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat dukungan moril, material, spiritual, dan administrasi. Oleh karena itu sudah selayaknya penulis mengucapkan banyak terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Jurusan Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 2. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 3. Bapak Ir. Zulkarnain A Muis, M. Eng. Sc, selaku Koordinator Program Pendidikan Ekstension Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 4. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, sebagai staff pengajar dan pembimbing penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Seluruh staff Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik.

5 6. Orang tua penulis yang banyak memberikan dukungan materil dan spiritual. 7. Rekan-rekan mahasiswa di Program Ekstension Serta pihak lain yang turut berperan serta dalam membantu penulis menyelesaikan tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa penulisan tugas akhir ini masih mempunyai banyak kekurangan. Dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan kritik serta saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan tugas akhir ini. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua yang membaca dan membutuhkan informasi di dalamnya. Medan, Nopember 2010 Hormat saya, Penulis Fithriyah Patriotika

6 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR...i ABSTRAK...iii DAFTAR ISI...iv DAFTAR TABEL...vi DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR NOTASI...ix DAFTAR LAMPIRAN...xii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Umum Latar Belakang Tujuan Penulisan Batasan Masalah Metode Pengumpulan Data Sistematika Penulisan...5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum Analisa Hidrologi Siklus Hidrologi Analisa Curah Hujan Rencana Analisa Frekuensi Curah Hujan Intensitas Hujan Debit Rencana Koefisien Pengaliran Waktu Konsentrasi (T c )...28

7 2.3. Analisa Hidrolika Bentuk Saluran yang Paling Ekonomis Dimensi Saluran...35 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Pelaksanaan Penelitian Penyajian Data Data Curah Hujan Kondisi dan Permasalahan Saluran Eksisting Analisa Data...45 BAB IV ANALISIS DATA 4.1. Analisis Hidrologi Analisis Frekuensi Curah Hujan Waktu Konsentrasi Intensitas Hujan Koefisien Pengaliran Debit Rencana Analisis Hidrolika Analisa Penampang Saluran...67 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran...74 DAFTAR PUSTAKA... xiii LAMPIRAN

8 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Rekomendasi Periode Ulang (tahun) untuk Desain Banjir dan Genangan Tabel 2.2. Parameter Statistik yang Penting Tabel 2.3. Nilai Variabel Reduksi Gauss Tabel 2.4. Nilai K untuk Distribusi Log-Person III Tabel 2.5. Reduced Mean, Yn Tabel 2.6. Reduced Standard Deviation, Sn Tabel 2.7. Reduced Variate, Y Tr sebagai Fungsi Periode Ulang Tabel 2.8. Kriteria Desain Hidrologi Sistem Drainase Perkotaan Tabel 2.9. Koefisien Limpasan untuk Metode Rasional Tabel Unsur-unsur Geometris Penampang Saluran Tabel Koefisien Kekasaran Manning Tabel Nilai Kemiringan Dinding Saluran Sesuai Bahan Tabel 3.1. Data Curah Hujan Pos Polonia Kota Medan Tabel 4.1. Analisa Curah Hujan Distribusi Normal Tabel 4.2. Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Normal Tabel 4.3. Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Normal Tabel 4.4. Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal Tabel 4.5. Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Person III Tabel 4.6. Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Person III Tabel 4.7. Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Gumbel Tabel 4.8. Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel Tabel 4.9. Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum... 60

9 Tabel Perhitungan Waktu Konsentrasi (jam) Tabel Perhitungan Intensitas Curah Hujan (mm/jam) Tabel Nilai Koefisien Limpasan (C) Daerah yang Ditinjau Tabel Perhitungan Debit Rencana Tabel Penampang dan Lokasi Saluran Drainase Tabel Analisa Kapasitas Penampang Saluran Tabel Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana... 72

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Hirarki Susunan Saluran...10 Gambar 2.2. Siklus Hidrologi...12 Gambar 2.3. Lintasan Aliran Waktu Inlet Time (t o ) dan Gonduit Time (t d )...28 Gambar 2.4. Bentuk-bentuk Profil Saluran...31 Gambar 2.5. Penampang Persegi Panjang...32 Gambar 2.6. Penampang Trapesium...33 Gambar 3.1. Tumpukan Sampah di saluran Jl. Jamin Ginting...40 Gambar 3.2. Drainase Existing Jl. Jamin Ginting...40 Gambar 3.3. Tumpukan Sampah di saluran Jl. Dr. Mansyur depan BNI USU...41 Gambar 3.4. Drainase Existing Jl. Dr. Mansyur Pintu IV USU Kanan...42 Gambar 3.5. Genangan Banjir di Jl. Dr. Mansyur...42 Gambar 3.6. Genangan Banjir di Jl. Dr. Mansyur...43 Gambar 3.7. Drainase Existing Jl. Gatot Subroto...44 Gambar 3.8. Drainase Existing Jl. Kasuari...44

11 DAFTAR NOTASI Notasi Keterangan P (X) = Fungsi densitas peluang normal (ordinat kurva normal) µ = Rata-rata nilai X σ = Simpangan baku dari nilai X X T, X Y = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahunan X,Y = Nilai rata-rata hitung variat K T = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau periode ulang S = Standar deviasi (simpangan baku) sampel Y n = Reduced mean yang tergantung jumlah sampel/ data n S n = Reduced standard deviation yang juga tergantung pada jumlah sampel/ data n Y Tr = Reduced variate K = Faktor probabilitas I = Intensitas hujan (mm/ jam) t = Lamanya hujan (jam)

12 R 24 = Curah hujan maksimum harian (selama 24 jam) (mm) Q = Debit rencana dengan periode ulang T tahun (m 3 / det) C = Koefisisen aliran permukaan C s = Koefisien tampungan oleh cekungan terhadap debit rencana A = Luas daerah pengaliran (km 2 ) T c = Waktu konsentrasi (jam) T d = Waktu aliran air mengalir di dalam saluran dari hulu hingga ke tempat pengukuran (jam) t o = Inlet Time ke saluran terdekat (menit) n = Angka kekasaran manning S = Kemiringan lahan (m) L, L s = Panjang lintasan aliran di dalam saluran (m) V = Kecepatan aliran di dalam saluran (m/ dtk) A, A s = Luas penampang basah (m 2 ) B = Lebar dasar saluran (m) h = Kedalaman air (m) H = Kedalaman total saluran (m) P = Keliling basah (m)

13 R = Jari-jari hidrolis (m) m = Kemiringan dinding saluran Q s = Debit saluran (m 3 /det) Q T = Debit rencana (m 3 /det) S = Kemiringan dasar saluran S JG = Saluran Jl. Jamin Ginting S DM = Saluran Jl. Dr. Mansyur S GS = Saluran Jl. Gatot Subroto S KS = Saluran Jl. Kasuari

14 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Lampiran 2. Lampiran 3. Lampiran 4. Data Curah Hujan Harian Maximum Peta Genangan Banjir Kota Medan Tabel Genangan Banjir dan Usulan Penyelesaiannya Peta Catchment Area