EVALUASI SALURAN DRAINASE PADA JALAN PASAR I DI KELURAHAN TANJUNG SARI KECAMATAN MEDAN SELAYANG (STUDI KASUS)

Transkripsi

1 EVALUASI SALURAN DRAINASE PADA JALAN PASAR I DI KELURAHAN TANJUNG SARI KECAMATAN MEDAN SELAYANG (STUDI KASUS) SKRIPSI Diajukan Untuk Melengkapi Persyaratan Sidang Sarjana Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Islam Sumatera Utara OLEH : KRESHNA EKA MADANI AGUNG TITAH JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ISLAM SUMATERA UTARA MEDAN 2013

2 LEMBAR PENGESAHAN EVALUASI SALURAN DRAINASE PADA JALAN PASAR I DI KELURAHAN TANJUNG SARI KECAMATAN MEDAN SELAYANG (STUDI KASUS) SKRIPSI Diajukan Untuk Melengkapi Persyaratan Sidang Sarjana Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Islam Sumatera Utara OLEH : KRESHNA EKA MADANI AGUNG TITAH Disetujui Oleh, Dosen Pembimbing Ir. Anisah Lukman, MT Pembimbing I Ir. Hj. Rumilla Harahap, MT Pembimbing II Mengetahui, Ir. Anisah Lukman, MT Ketua Jurusan JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ISLAM SUMATERA UTARA MEDAN 2013

3 ABSTRAK Kota Medan sebagai ibukota Sumatera Utara adalah salah satu kota besar yang kerap kali mengalami banjir. Penyebab permasalahan banjir yang melanda kota Medan ini merupakan hal yang tipikal pada beberapa wilayah di kota Medan, yaitu alih fungsi lahan yang terjadi dalam waktu yang sangat cepat akibat pembangunan yang masih terus dilakukan, kondisi topografi kota Medan yang terletak pada wilayah yang relatif datar dan saluran drainase yang sudah ada tidak mampu menampung air hujan. Salah satu contohnya adalah pada Jalan Pasar I Kelurahan Tanjung Sari Kecamatan Medan Selayang yang masih mengalami permasalahan banjir. Banjir pada kawasan ini disebabkan oleh saluran yang ada pada sistem drainase Jalan Pasar I sudah tidak mampu menampung air hujan sehingga air hujan melimpas ke jalan. Kondisi ini diperburuk dengan berkurangnya kapasitas saluran akibat banyaknya sampah dan penyempitan saluran yang terjadi karena perubahan fungsi lahan oleh masyarakat. Untuk menangani permasalahan banjir pada Jalan Pasar I ini perlu ditinjau kondisi eksisting saluran secara keseluruhan, yaitu dengan melakukan evaluasi kondisi eksisting sehingga dapat diajukan beberapa alternatif pemecahan masalah banjir pada Jalan Pasar I Kelurahan Tanjung Sari. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa permasalahan-permasalahan tersebut menyebabkan perbedaan debit antara limpasan yang terjadi dan eksisting, sehingga saluran tidak cukup lagi mengalirkan air hujan pada kondisi saat ini. Dimana kapasitas saluran drainase dari S 5 sampai S 10 Q Eksisting (3,209 m 3 /det) < Q Rasional (3,468 m 3 /det).

4 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Evaluasi Saluran Drainase Pada Jalan Pasar I Di Kelurahan Tanjung Sari Kecamatan Medan Selayang (Studi Kasus), yang merupakan salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan studi di jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Islam Sumatera Utara. Pada kesempatan ini penulis menghaturkan pernyataan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Ir. Luthfi Parinduri, MT selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas Islam Sumatera Utara. 2. Ibu Ir. Anisah Lukman, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Islam Sumatera Utara, serta selaku dosen pembimbing I yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan berharga kepada penulis dari mulai menetapkan judul, perbaikan-perbaikan skripsi dan sampai pada sidang sarjana. 3. Bapak Ir. Penerangan Sitepu, MT selaku dosen pembimbing akademik stambuk 2008 dan koordinator skripsi pada jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Islam Sumatera Utara. 4. Ibu Ir. Hj. Rumilla Harahap, MT selaku dosen pembimbing II yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan berharga kepada penulis dari mulai menetapkan judul, perbaikan-perbaikan skripsi dan sampai pada sidang sarjana.

5 5. Staf pengajar dan pegawai di jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Islam Sumatera Utara. 6. Kedua orang tua penulis Bapak Djoko Mulsusanto dan Ibu Meiri Diana yang telah membesarkan, merawat dan mendidik penulis selama ini. 7. Adinda Rosdiana, STP dan adik Rhama Dwi Ananda Agung Titah, ST yang telah memberikan do a, kasih sayang, nasehat, semangat dan membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 8. Teman-teman seperjuangan stambuk 2008, khususnya kepada sahabat penulis Dismon Cibro, ST yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, apabila terdapat kesalahan-kesalahan dalam skripsi ini penulis mohon ma af. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Medan, Desember 2013 Hormat saya, Kreshna Eka Madani Agung Titah

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR NOTASI... Hal i ii iv vi viii ix BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penulisan Permasalahan Pembatasan Masalah Metode Pengumpulan Data Sistematika Penulisan... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Sistem Drainase Konsep Sistem Jaringan Drainase yang Berkelanjutan Sistem Jaringan Drainase Drainase Perkotaan Dimensi Saluran Periode Ulang Distribusi Gumbel Hujan dan Limpasan Intensitas Hujan Koefisien Pengaliran Waktu Konsentrasi (T c ) Dimensi Penampang Saluran BAB III. GAMBARAN UMUM LOKASI STUDI Umum Batas-Batas Daerah Topografi Letak Geografis dan Tata Guna Lahan Iklim Jaringan Jalan dan Drainase Peta Lokasi Studi... 26

7 BAB IV. ANALISA DATA Umum Perhitungan Intensitas Curah Hujan Perhitungan Standard Deviasi (σ x ) Distribusi Gumbel Perhitungan Debit Saluran Yang Ada Di Lapangan BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 53

8 DAFTAR TABEL No. Keterangan Hal 1. Tabel 2.1. Kriteria Desain Hidrologi Sistem Drainase Perkotaan Tabel 2.2. Koefisien Kekasaran Manning Tabel 2.3. Variasi Reduksi (Reduced Variate) Tabel 2.4. Reduksi Rata-Rata (Reduced Mean, Y n ) Tabel 2.5. Selisih Reduksi Standard (Reduced Standard Deviation, S n ) Tabel 2.6. Koefisien Pengaliran (C) Tabel 4.1. Curah Hujan Maksimum (mm) Tabel 4.2. Intensitas Hujan (mm/jam) Tabel 4.3. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 5 menit Tabel 4.4. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 15 menit Tabel 4.5. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 30 menit Tabel 4.6. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 60 menit Tabel 4.7. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 120 menit Tabel 4.8. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 6 jam Tabel 4.9. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 12 jam Tabel Perhitungan Standard Deviasi Untuk 24 jam Tabel Intensitas Hujan Dengan Periode Ulang Tabel Perhitungan Harga-Harga Tetapan Untuk Periode Ulang 2 Tahun Tabel Perhitungan Harga-Harga Tetapan Untuk Periode Ulang 5 Tahun Tabel Perhitungan Harga-Harga Tetapan Untuk Periode Ulang 10 Tahun... 43

9 21. Tabel Perhitungan Harga-Harga Tetapan Untuk Periode Ulang 20 Tahun Tabel Intensitas Curah Hujan (mm/jam) Tabel Perhitungan Kapasitas Saluran Yang Ada Di Lapangan (Saluran Persegi) Tabel Beberapa Hasil Debit Pada Penampang Saluran Drainase Di Jalan Pasar I... 49

10 DAFTAR GAMBAR No. Keterangan Hal 1. Gambar 2.1. Penampang Saluran Trapesium Gambar 2.2. Penampang Saluran Persegi Gambar 2.3. Penampang Saluran Segitiga Gambar 3.1. Peta Kota Medan Gambar 3.2. Peta Lokasi Studi Gambar 3.3. Denah Drainase Gambar 4.1. Lengkung Intensitas Hujan... 45

11 DAFTAR NOTASI Q s = Debit penampang saluran (m 3 /det) A s = Luas penampang saluran tegak lurus arah aliran (m 2 ) V n R S P Q = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det) = Koefisien kekasaran Manning = Jari-jari hidrolis (m) = Kemiringan saluran = Keliling basah saluran (m) = Debit (m 3 /det) A = Luas penampang basah (m 2 ) F = Faktor konversi C s = Koefisien tampungan C = Koefisien limpasan I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam) e = Bilangan alam (2, ) Y T = Variasi reduksi μ σ K = Nilai rata-rata = Standard deviasi = Faktor frekuensi X T = Besarnya kejadian untuk periode ulang Y n = Nilai tengah variasi reduksi tergantung banyaknya sampel σ n = Standard deviasi dari variasi reduksi T = Periode ulang (tahun)

12 x = Nilai variabel rata-rata R 24 = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm) t t c t o = Durasi (lamanya) curah hujan (menit) atau (jam) = Waktu konsentrasi (jam) = Inlet time, waktu yang diperlukan air hujan untuk mengalir di permukaan tanah dari titik terjauh ke saluran terdekat (jam) t d = Conduit time, waktu yang diperlukan air hujan untuk mengalir di dalam saluran sampai ke tempat pengukuran (jam) L o = Jarak aliran terjauh di atas tanah hingga saluran terdekat (m) S o = Kemiringan permukaan tanah yang dilalui aliran di atasnya L 1 = Jarak yang ditempuh aliran di dalam saluran ke tempat pengukuran (m) L = Panjang jarak dari tempat terjauh di daerah aliran sampai pada tempat pengamatan banjir, diukur menurut jalannya sungai (km) m = Kemiringan sisi saluran f = Tinggi jagaan (m) b = Lebar dasar saluran (m) B = Lebar atas saluran (m) h = Tinggi basah saluran (m)

13 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Banjir merupakan kata yang populer di Indonesia, khususnya pada musim hujan, mengingat hampir semua kota di Indonesia mengalami bencana banjir. Peristiwa ini hampir setiap tahun berulang, namun permasalahan ini belum terselesaikan, bahkan cenderung meningkat, baik frekuensinya, luasannya, kedalamannya, maupun durasinya. Dalam mengatasi masalah banjir ini diperlukan suatu sistem drainase yang baik, dengan didukung berbagai aspek perencanaan yang terkait di dalamnya. Banjir atau terjadinya genangan di suatu kawasan pemukiman masih banyak terjadi di kota Medan. Salah satu daerah yang sering mengalami banjir adalah Jalan Pasar I Kelurahan Tanjung Sari Kecamatan Medan Selayang. Hal ini terjadi karena pada Jalan Pasar I tersebut belum memiliki sistem drainase yang memadai. Dengan adanya intensitas hujan yang tinggi, potensi banjir/genangan sangatlah mungkin terjadi. Banjir atau genangan di Jalan Pasar I juga terjadi karena sistem yang berfungsi untuk menampung genangan itu tidak mampu menampung debit yang mengalir, hal ini disebabkan oleh kapasitas sistem yang menurun dan debit aliran air yang meningkat. Selain itu, kondisi saluran drainase pada Jalan Pasar I juga tidak mampu mengalirkan air yang ada pada saluran (tergenang), banyaknya sampah yang terdapat pada saluran, serta kurangnya perhatian masyarakat terhadap saluran drainase yang ada.

14 1.2. Tujuan Penulisan Tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk mengevaluasi saluran drainase yang sudah ada (eksisting) dalam menampung dan mengalirkan debit limpasan, serta melihat kondisi, bentuk dan arah aliran pada saluran yang terjadi banjir di Jalan Pasar I Kelurahan Tanjung Sari Kecamatan Medan Selayang, sehingga diharapkan dapat membantu dalam memecahkan permasalahan banjir pada daerah tersebut Permasalahan Berdasarkan pengamatan di lapangan, sistem saluran drainase Jalan Pasar I Kelurahan Tanjung Sari Kecamatan Medan Selayang ini mempunyai beberapa titik permasalahan, antara lain : - Kapasitas saluran tidak mampu menampung air hujan sehingga terjadi luapan air yang menggenangi jalan. - Sampah yang terdapat pada saluran dapat menutupi saluran drainase. - Tertutupnya saluran drainase oleh pemilik rumah yang melebarkan rumahnya ke arah jalan, sehingga menyebabkan air hujan tidak dapat masuk ke dalam saluran yang seharusnya merupakan saluran terbuka Pembatasan Masalah Batasan masalah yang ditinjau dari penulisan skripsi ini adalah mengevaluasi saluran drainase yang sudah ada, tetapi tidak mampu mengalirkan air hujan sehingga terjadi banjir di Jalan Pasar I Kelurahan Tanjung Sari Kecamatan Medan Selayang.

15 1.5. Metode Pengumpulan Data Data-data yang digunakan dalam penulisan skripsi ini diperoleh dari hasil survei di Jalan Pasar I Kelurahan Tanjung Sari Kecamatan Medan Selayang. Adapun langkah-langkah persiapan survei : - Pengambilan data primer, yaitu data yang berhubungan dengan bentuk, konstruksi saluran dan arah aliran dalam saluran yang ditinjau di Jalan Pasar I Kelurahan Tanjung Sari Kecamatan Medan Selayang. - Pengambilan data sekunder, yaitu data curah hujan selama 10 tahun diperoleh dari BMKG Medan dan peta kota Medan diperoleh dari Pemko Medan Sistematika Penulisan Skripsi ini akan dibahas secara sistematis sehingga diharapkan dapat memaparkan secara jelas permasalahan, analisis dan kondisi yang terjadi, serta kemungkinan solusi yang dapat diberikan atas masalah-masalah yang timbul.

16 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Sistem Drainase Menurut Abdeldayem (2005) drainase adalah suatu proses alami, yang diadaptasikan manusia untuk tujuan mereka sendiri, mengarahkan air dalam ruang dan waktu dengan memanipulasi ketinggian muka air. Sedangkan menurut Suhardjono (2013) drainase adalah suatu tindakan untuk mengurangi air yang berlebih, baik itu air permukaan maupun air bawah permukaan. Air berlebih yang umumnya berupa genangan disebut dengan banjir. Kebutuhan akan sistem drainase yang memadai telah diperlukan sejak beberapa abad yang lalu, seperti tahun 300 SM ruas jalan pada masa tersebut dibangun dengan elevasi lebih tinggi dengan maksud agar menghindari adanya limpasan di jalan (Long, 2007). Adapun permasalahan drainase perkotaan yang sering terjadi dapat diklasifikasikan sebagai berikut : a. Permasalahan drainase karena ulah manusia, seperti : - Perubahan tata guna lahan di daerah aliran sungai (DAS) - Perubahan fungsi saluran irigasi menjadi saluran drainase - Pembuangan sampah ke saluran drainase - Kawasan kumuh di sepanjang sungai atau saluran drainase - Infrastruktur drainase kurang berfungsi (bendungan dan bangunan air). b. Permasalahan drainase karena alam, seperti : - Erosi dan sedimentasi

17 - Curah hujan - Kondisi fisiografi/geofisik sungai - Kapasitas sungai atau saluran drainase yang kurang memenuhi - Pengaruh pasang naik air laut (back water). Selain permasalahan di atas, salah satu permasalahan yang selalu timbul setiap tahun pada musim hujan adalah banjir dan genangan air. Banjir dan genangan air disebabkan oleh fungsi drainase yang belum tertangani secara menyeluruh, kurangnya kesadaran dan partisipasi masyarakat dalam memelihara saluran drainase yang ada di sekitarnya menyebabkan penyumbatan saluran drainase oleh sampah industri maupun sampah rumah tangga (Riman, 2011). Jenis drainase ditinjau berdasarkan dari sistem pengalirannya, dapat dikelompokkan menjadi : - Drainase dengan sistem jaringan adalah suatu sistem pengeringan atau pengaliran air pada suatu kawasan yang dilakukan dengan mengalirkan air melalui sistem tata saluran dengan bangunan-bangunan pelengkapnya. - Drainase dengan sistem resapan adalah sistem pengeringan atau pengaliran air yang dilakukan dengan meresapkan air ke dalam tanah. Cara resapan ini dapat dilakukan langsung terhadap genangan air di permukaan tanah ke dalam tanah atau melalui sumuran/saluran resapan (Wesli, 2008) Konsep Sistem Jaringan Drainase yang Berkelanjutan Berdasarkan prinsip pengertian sistem drainase yang bertujuan agar tidak terjadi banjir di suatu kawasan, air harus secepatnya dibuang, namun air juga merupakan sumber kehidupan. Bertolak dari hal tersebut, maka konsep dasar pengembangan sistem drainase yang berkelanjutan adalah meningkatkan daya

18 guna air, meminimalkan kerugian, serta memperbaiki dan konservasi lingkungan. Untuk itu diperlukan usaha-usaha yang komprehensif dan integratif yang meliputi seluruh proses, baik yang bersifat struktural maupun non-struktural untuk mencapai tujuan tersebut. Sistem drainase yang berkelanjutan ini prioritas utama kegiatan harus ditujukan untuk mengelola limpasan permukaan dengan cara mengembangkan fasilitas untuk menahan air hujan. Berdasarkan fungsinya, fasilitas penahan air hujan dapat dikelompokkan menjadi dua tipe, yaitu tipe penyimpanan dan tipe peresapan (Suripin, 2004). Sampai saat ini perancangan drainase didasarkan pada filosofi bahwa air secepatnya mengalir dan seminimal mungkin menggenangi daerah layanan. Akan tetapi, dengan semakin timpangnya perimbangan air (pemakaian dan ketersediaan) maka diperlukan suatu perancangan drainase yang berfilosofi bukan saja aman terhadap genangan tetapi juga sekaligus berasas pada konservasi air (Sunjoto, 1987). Konsep perancangan sistem drainase air hujan yang berkelanjutan berasaskan pada konservasi air tanah, yang pada hakikatnya adalah perancangan suatu sistem drainase dimana air hujan jatuh di atap/perkerasan, ditampung pada suatu sistem resapan air seperti sumur resapan air hujan, sedangkan hanya air dari halaman bukan perkerasan yang perlu ditampung oleh sistem jaringan drainase (Sunjoto, 1987). Daerah pelayanan adalah suatu daerah yang memiliki jaringan drainase mulai dari hulu hingga ke satu muara pembuang tersendiri sehingga jaringan drainasenya terpisah dengan jaringan drainase daerah pelayanan lainnya. Daerah pelayanan dapat terdiri dari satu atau lebih daerah aliran (Wesli, 2008).

19 2.3. Sistem Jaringan Drainase Sistem jaringan drainase merupakan bagian dari infrastruktur pada suatu kawasan, drainase masuk pada kelompok infrastruktur air pada pengelompokkan infrastruktur wilayah, selain itu ada kelompok jalan, kelompok sarana transportasi, kelompok pengelolaan limbah, kelompok bangunan kota, kelompok energi dan kelompok telekomunikasi (Suripin, 2004). Air hujan yang jatuh di suatu kawasan perlu dialirkan atau dibuang, caranya dengan pembuatan saluran yang dapat menampung air hujan yang mengalir di permukaan tanah tersebut. Sistem saluran di atas selanjutnya dialirkan ke sistem yang lebih besar. Sistem yang paling kecil juga dihubungkan dengan saluran rumah tangga dan sistem saluran bangunan infrastruktur lainnya, sehingga apabila cukup banyak limbah cair yang berada dalam saluran tersebut perlu diolah (treatment). Seluruh proses tersebut di atas yang disebut dengan sistem drainase (Kodoatie, 2003). Bagian infrastruktur (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. Ditinjau dari hulunya, bangunan sistem drainase terdiri dari saluran penerima (interseptor drain), saluran pengumpul (colector drain), saluran pembawa (conveyor drain), saluran induk (main drain) dan badan air penerima (receiving waters). Di sepanjang sistem sering dijumpai bangunan lainnya, seperti gorong-gorong, siphon, jembatan air (aquaduct), pelimpah, pintu-pintu air, bangunan terjun, kolam tando dan stasiun pompa. Pada sistem drainase yang lengkap, sebelum masuk ke badan air penerima air diolah dahulu pada instalasi

20 pengolah air limbah (IPAL), khususnya untuk sistem tercampur. Hanya air yang telah memiliki baku mutu tertentu yang dimasukkan ke dalam badan air penerima biasanya sungai, sehingga tidak merusak lingkungan (Suripin, 2004) Drainase Perkotaan Perkembangan perkotaan memerlukan perbaikan dan penambahan fasilitas sistem pembuangan air hujan. Dimana sistem pembuangan air hujan bertujuan untuk : - Arus air hujan yang sudah berbahaya atau mengganggu lingkungan secepat mungkin dibuang pada badan air penerima, tanpa erosi dan penyebaran polusi atau endapan. - Tidak terjadi genangan, banjir dan becek-becek. Masalah di atas sudah merupakan permasalahan yang harus ditangani secara sungguh-sungguh, terutama bagi daerah-daerah yang selalu mengalami setiap musim hujan. Air hujan yang jatuh dari angkasa dikendalikan dan diatur guna memenuhi berbagai kegunaan untuk penyehatan (Hendrasarie, 2005). Pengendalian banjir, drainase, pembuangan air limbah merupakan penerapan teknik pengendalian air, sehingga tidak menimbulkan kerusakan yang melebihi batas-batas kelayakan terhadap harga benda, gangguan terhadap lingkungan pemukiman serta masyarakat dan sarana aktivitasnya bahkan terhadap nyawanya. Penyediaan air, irigasi, pembangkit listrik tenaga air, alur-alur transportasi air dan badan-badan air sebagai tempat rekreasi adalah merupakan pemanfaatan sumber daya air, sehingga perlu dilestarikan eksistensinya, dipelihara kualitas keindahannya serta pemanfaatannya. Drainase dengan sistem konservasi lahan

21 dan air merupakan langkah awal dari usaha pelestarian eksistensinya sumber daya air tawar di bumi ini (Hendrasarie, 2005). Untuk drainase perkotaan dan jalan raya umumnya dipakai saluran dengan lapisan. Selain alasan seperti dikemukakan di atas, estetika dan kestabilan terhadap gangguan dari luar seperti lalu lintas merupakan alasan lain yang menuntut saluran drainase perkotaan dan jalan raya dibuat dari saluran dengan lapisan. Saluran ini dapat berupa saluran terbuka atau saluran yang diberi tutup dengan lubang-lubang kontrol di tempat-tempat tertentu. Saluran yang diberi tutup ini bertujuan supaya saluran memberikan pandangan yang lebih baik atau ruang gerak bagi kepentingan lain di atasnya (Wesli, 2008). Tabel 2.1. Kriteria Desain Hidrologi Sistem Drainase Perkotaan Luas DAS (ha) Periode Ulang (tahun) Metode Perhitungan Debit Banjir < 10 2 Rasional Rasional Rasional > Hidrograf satuan Sumber : Sistem drainase perkotaan yang berkelanjutan (Suripin, 2004) Dimensi Saluran Dimensi saluran harus mampu mengalirkan debit rencana atau dengan kata lain debit yang dialirkan oleh saluran (Q s ) sama atau lebih besar dari debit rencana (QT). Hubungan ini ditunjukkan sebagai berikut : Q s QT... (2.1) Debit suatu penampang saluran (Q s ) dapat diperoleh dengan menggunakan rumus seperti di bawah ini : Q s = A s V... (2.2)

22 Keterangan : Q s = Debit penampang saluran (m 3 /det) A s = Luas penampang saluran tegak lurus arah aliran (m 2 ) V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det) Kecepatan rata-rata aliran di dalam suatu saluran dapat dihitung dengan menggunakan rumus Manning seperti di bawah ini, yaitu : V = 1 n R2/3 S 1 1/2... (2.3) R = A s P... (2.4) Keterangan : V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det) n = Koefisien kekasaran Manning R = Jari-jari hidrolis (m) S 1 = Kemiringan saluran A s = Luas penampang saluran tegak lurus arah aliran (m 2 ) P = Keliling basah saluran (m) Tabel 2.2. Koefisien Kekasaran Manning No. Tipe Saluran Koefisien Manning (n) Baja Baja permukaan gelombang Semen Beton Pasangan batu Kayu Bata Aspal 0,011 0,014 0,021 0,030 0,010 0,013 0,011 0,015 0,017 0,030 0,010 0,014 0,011 0,015 0,013 Sumber : Drainase perkotaan (Wesli, 2008).

23 Pada daerah-daerah yang telah diidentifikasi dan bermasalah, dilakukan perhitungan debit saluran drainase yang sudah ada (eksisting) dengan menggunakan persamaan Manning (Hardjosuprapto, 1998) dengan asumsi aliran mengalir penuh di saluran terbuka. Debit adalah luas penampang basah dikalikan dengan jari-jari hidrolis dipangkatkan dengan 2 / 3 dikalikan dengan akar kuadrat dari kemiringan saluran dibagi dengan koefisien kekasaran Manning. Q = A 1 n R2/3 S 1/2... (2.5) Keterangan : Q = Debit (m 3 /det) A = Luas penampang basah (m 2 ) n = Koefisien kekasaran Manning R = Jari-jari hidrolis (m) S = Kemiringan saluran Lalu hasil tersebut dibandingkan dengan perhitungan debit limpasan berdasarkan intensitas hujan yang diperoleh dari analisis hidrologi dengan menggunakan persamaan Modifikasi Rasional (Hardjosuprapto, 1998). Debit adalah faktor konversi dikalikan dengan koefisien tampungan dikalikan dengan koefisien limpasan dikalikan dengan luas daerah pengaliran sungai. Q = F Cs (Ʃ C A) I... (2.6) Keterangan : Q F = Debit (m 3 /det) = Faktor konversi, F = 1/360 untuk Q dalam m 3 /det Cs = Koefisien tampungan F = 100/36 untuk Q dalam l/det

24 C = Koefisien limpasan A = Luas daerah aliran (km 2 ) I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam) 2.6. Periode Ulang Tujuan utama menganalisa frekuensi peristiwa hidrologi adalah untuk menentukan periode ulang peristiwa hidrologi yang berharga tertentu (x). Periode ulang adalah interval waktu rata-rata dari suatu peristiwa yang bersangkutan (misalnya hujan) akan terjadi rata-rata satu kali setiap 10 tahun. Apabila peristiwa dilampaui atau disamai rata-rata tiap tahun maka probabilitasnya adalah : p = 1 T atau T = 1 p... (2.7) Karena probabilitas untuk tidak disamai atau tidak terjadinya peristiwa itu ialah 1-p, maka harga-harga variabel di bawah ini dari harga yang sudah ditentukan tadi adalah : T = 1 (1 p) atau p = 1 (1 T)... (2.8) 2.7. Distribusi Gumbel Distribusi Gumbel sebarannya mempunyai fungsi eksponensial ganda yang dinyatakan dalam persamaan berikut : p Y T = e e A(x B)... (2.9) Dimana A dan B adalah merupakan parameternya. Bila disubstitusikan harga Y T = A (x-b), dimana Y T disebut pula sebagai variasi pengurangan (reduced variate), maka :

25 p Y T = e e Y... (2.10) Keterangan : e = Bilangan alam = 2, Y T T = Variasi reduksi (reduced variate) = Periode ulang (tahun) Chow menyarankan agar variate x yang menggambarkan deret hidrologi acak dapat dinyatakan dengan rumus : x = μ + σ K... (2.11) Keterangan : μ σ K = Nilai rata-rata (mean value) = Standard deviasi = Faktor frekuensi adalah : Adapun bentuk persamaan akhir yang digunakan pada metode Gumbel Keterangan : X T = x + Y TY n σ n σ x... (2.12) Y T = I n I n ( X T = Besarnya kejadian untuk periode ulang Y T = Variasi reduksi (reduced variate) T T 1 )... (2.13) Y n = Nilai tengah variasi reduksi tergantung banyaknya sampel (n) σ = Standard deviasi σ n = Standard deviasi dari variasi reduksi T = Periode ulang (tahun)

26 Untuk nilai variasi reduksi (Y T ) pada periode ulang (T) dapat dilihat pada Tabel 2.3 seperti di bawah ini : Tabel 2.3. Variasi Reduksi (Reduced Variate) Periode Ulang (T) (tahun) Y T 0,3665 1,4990 2,2502 2,9606 3,1985 3,9019 4,6001 5,2960 6,2140 6,9190 8,5390 9,9210 Sumber : Hidrologi untuk insinyur (Linsley, 1986). Untuk menentukan nilai reduksi rata-rata (reduced mean, Y n ) pada perhitungan nilai faktor frekuensi (K) untuk periode ulang T (tahun), dapat dilihat pada Tabel 2.4 dan untuk menentukan nilai selisih reduksi standard (reduced standard deviation, S n ) juga dapat dilihat pada Tabel 2.5 seperti di bawah ini :

27 Tabel 2.4. Reduksi Rata-Rata (Reduced Mean, Y n ) n ,4952 0,5236 0,5362 0,5436 0,5485 0,5521 0,5548 0,5569 0,5586 0,5600 0,4996 0,5252 0,5371 0,5442 0,5489 0,5524 0,5550 0,5570 0,5587 0,5602 0,5035 0,5268 0,5380 0,5448 0,5493 0,5527 0,5552 0,5572 0,5589 0,5603 0,5070 0,5283 0,5388 0,5453 0,5497 0,5530 0,5555 0,5574 0,5591 0,5604 0,5100 0,5296 0,5396 0,5458 0,5501 0,5533 0,5557 0,5576 0,5592 0,5606 0,5128 0,5309 0,5403 0,5463 0,5504 0,5535 0,5559 0,5578 0,5593 0,5607 0,5157 0,5320 0,5410 0,5468 0,5508 0,5538 0,5561 0,5580 0,5595 0,5608 0,5181 0,5332 0,5418 0,5473 0,5511 0,5540 0,5563 0,5581 0,5596 0,5609 0,5202 0,5343 0,5424 0,5477 0,5515 0,5543 0,5565 0,5583 0,5598 0,5610 0,5220 0,5353 0,5436 0,5481 0,5518 0,5545 0,5567 0,5585 0,5599 0,5611 Sumber : Sistem drainase perkotaan yang berkelanjutan (Suripin, 2004). Tabel 2.5. Selisih Reduksi Standard (Reduced Standard Deviation, S n ) n ,9496 1,0628 1,1124 1,1413 1,1607 1,1747 1,1854 1,1938 1,2007 1,2065 0,9676 1,0696 1,1159 1,1436 1,1623 1,1759 1,1863 1,1945 1,2013 1,2069 0,9833 1,0754 1,1193 1,1458 1,1638 1,1770 1,1873 1,1953 1,2020 1,2073 0,9971 1,0811 1,1226 1,1480 1,1658 1,1782 1,1881 1,1959 1,2026 1,2077 1,0095 1,0864 1,1255 1,1499 1,1667 1,1793 1,1890 1,1967 1,2032 1,2081 1,0206 1,0915 1,1285 1,1519 1,1681 1,1803 1,1898 1,1973 1,2038 1,2084 1,0316 1,0961 1,1313 1,1538 1,1696 1,1814 1,1906 1,1980 1,2044 1,2087 1,0411 1,1004 1,1339 1,1557 1,1708 1,1824 1,1915 1,1987 1,2049 1,2090 1,0493 1,1047 1,1363 1,1574 1,1721 1,1834 1,1923 1,1994 1,2055 1,2093 1,0565 1,1080 1,1388 1,1590 1,1734 1,1844 1,1930 1,2001 1,2060 1,2096 Sumber : Sistem drainase perkotaan yang berkelanjutan (Suripin, 2004) Hujan dan Limpasan Hujan dan limpasan merupakan dua fenomena yang tidak dapat dipisahkan yang saling terkait satu sama lainnya. Fenomena hujan merupakan fenomena alam yang tidak dapat diketahui secara pasti dan jelas, namun dapat dilakukan dengan perkiraan-perkiraan berdasarkan data-data hujan terdahulu. Semakin banyak data hujan yang didapat, maka akan semakin mendekati akurasi perkiraan-perkiraan yang dilakukan (Wesli, 2008).

28 Jumlah air yang dihasilkan akibat hujan tergantung dari intensitas hujan dan lama waktu hujan. Intensitas hujan yang besar dalam waktu yang singkat akan menghasilkan jumlah air yang berbeda dengan intensitas hujan yang kecil tetapi dalam waktu yang lama. Keadaan yang paling ekstrim adalah intensitas hujan yang besar dengan waktu yang lama. Hal ini dapat mengakibatkan banjir. Banjir dapat terjadi akibat adanya limpasan permukaan yang sangat besar yang disebabkan oleh hujan dan tidak dapat ditampung lagi oleh sungai atau saluran drainase. Di samping itu, limpasan permukaan yang berlebihan disebabkan tanah sudah jenuh air (Wesli, 2008). Limpasan permukaan merupakan bagian dari curah hujan yang berlebihan mengalir selama periode hujan atau sesudah periode hujan. Banyak faktor yang dapat mempengaruhi limpasan, diantaranya adalah tata guna lahan, daerah pengaliran, kondisi topografi dari daerah pengaliran, jenis tanah dan faktor-faktor lain seperti karakteristik sungai, adanya daerah pengaliran yang tidak langsung, daerah-daerah tampungan, drainase buatan dan lain-lain (Wesli, 2008). Ada banyak rumus rasional yang dibuat secara empiris yang dapat menjelaskan hubungan antara hujan dengan limpasannya diantaranya adalah : Q = 0,278 C Cs I A... (2.14) Keterangan : Q C = Debit (m 3 /det) = Koefisien limpasan Cs = Koefisien tampungan I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam) A = Luas daerah aliran (km 2 )

29 2.9. Intensitas Hujan Intensitas hujan adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume hujan tiap satuan waktu. Besarnya intensitas hujan berbeda-beda, tergantung dari lamanya curah hujan dan frekuensi kejadiannya. Intensitas hujan diperoleh dengan cara melakukan analisis data hujan baik secara statistik maupun secara empiris. Intensitas hujan ialah ketinggian hujan yang terjadi pada suatu kurun waktu air hujan terkonsentrasi (Wesli, 2008). Intensitas hujan biasanya dihubungkan dengan durasi hujan jangka pendek misalnya 5 menit, 30 menit, 60 menit dan berjam-jam. Apabila yang tersedia hanya data hujan harian ini, maka intensitas hujan dapat diestimasi dengan menggunakan rumus Mononobe seperti berikut : Keterangan : I = R (24 t )2/3... (2.15) I = Intensitas curah hujan (mm/jam) R 24 = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm) t = Durasi (lamanya) curah hujan (menit) atau (jam) Koefisien Pengaliran Koefisien pengaliran (run-off coefficient) adalah perbandingan antara jumlah air hujan yang mengalir atau melimpas di atas permukaan tanah (surface run-off) dengan jumlah air hujan yang jatuh dari atmosfer. Nilai koefisien pengaliran berkisar antara 0 sampai dengan 1 dan bergantung dari jenis tanah, jenis vegetasi, karakteristik tata guna lahan dan konstruksi yang ada di permukaan tanah seperti jalan aspal, atap bangunan dan lain-lain, yang menyebabkan air

30 hujan tidak dapat sampai secara langsung ke permukaan tanah sehingga tidak dapat berinfiltrasi, maka akan menghasilkan limpasan permukaan hampir 100 %. Koefisien pengaliran dapat ditentukan berdasarkan curah hujan (Wesli, 2008). Adapun rumus untuk menentukan koefisien pengaliran adalah sebagai berikut : C = Q R... (2.16) Keterangan : C = Koefisien limpasan Q = Jumlah limpasan R = Jumlah curah hujan Besarnya nilai koefisien pengaliran (C) untuk daerah perumahan berdasarkan penelitian para ahli dapat dilihat pada Tabel 2.6 berikut ini : Tabel 2.6. Koefisien Pengaliran (C) No. Daerah Koefisien Aliran 1. Taman dan daerah rekreasi 0,20 0,30 2. Perumahan tidak begitu rapat (20 rumah/ha) 0,25 0,40 3. Perumahan kerapatan sedang (20-60 rumah/ha) 0,40 0,70 4. Perumahan rapat 0,70 0,80 5. Daerah industri 0,80 0,90 6. Daerah perniagaan 0,90 0,95 Sumber : Drainase perkotaan (Wesli, 2008). Koefisien pengaliran merupakan nilai banding antara bagian hujan yang membentuk limpasan langsung dengan hujan total yang terjadi. Besaran ini dipengaruhi oleh tata guna lahan, kemiringan lahan, jenis dan kondisi tanah.

31 Pemilihan koefisien pengaliran harus memperhitungkan kemungkinan adanya perubahan tata guna lahan dikemudian hari (Wesli, 2008) Waktu Konsentrasi (T c ) Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran. Debit limpasan dari sebuah daerah aliran akan maksimum apabila seluruh aliran dari tempat yang terjauh dengan aliran dari tempat-tempat di hilirnya tiba di tempat pengukuran secara bersama-sama. Hal ini memberi pemahaman bahwa debit maksimum tersebut akan terjadi apabila durasi hujan harus sama atau lebih besar dari waktu konsentrasi (Wesli, 2008). Pada prinsipnya waktu konsentrasi dapat dibagi menjadi : - Inlet time (t o ), yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalirkan di atas permukaan tanah menuju saluran drainase. - Conduit time (t d ), yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di sepanjang saluran sampai titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir. Waktu konsentrasi untuk drainase perkotaan terdiri dari waktu yang diperlukan air untuk mengalir melalui permukaan tanah dari tempat terjauh ke saluran terdekat (inlet time) ditambah waktu untuk mengalir di dalam saluran ke tempat pengukuran (conduit time). Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut : t c = t o + t d... (2.17)

32 Keterangan : t c = Waktu konsentrasi (jam) t o = Inlet time, waktu yang diperlukan air hujan untuk mengalir di permukaan tanah dari titik terjauh ke saluran terdekat (jam) t d = Conduit time, waktu yang diperlukan air hujan untuk mengalir di dalam saluran sampai ke tempat pengukuran (jam) Waktu konsentrasi besarnya sangat bervariasi dan dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut ini : - Luas daerah pengaliran - Panjang saluran drainase - Kemiringan dasar saluran - Debit dan kecepatan aliran. Harga t o, t d dan t c dapat diperoleh dari rumus-rumus empiris, salah satunya adalah rumus Kirpich, seperti berikut ini : Keterangan : t o = 0,0195 ( L o S o ) 0,77... (2.18) t o = Inlet time ke saluran terdekat (menit) L o = Jarak aliran terjauh di atas tanah hingga saluran terdekat (m) S o = Kemiringan permukaan tanah yang dilalui aliran di atasnya Harga t d ditentukan oleh panjang saluran yang dilalui aliran dan kecepatan aliran di dalam saluran, seperti ditunjukkan oleh rumus berikut ini : t d = 1 L V... (2.19)

33 Keterangan : t d = Conduit time sampai ke tempat pengukuran (jam) L 1 = Jarak yang ditempuh aliran di dalam saluran ke tempat pengukuran (m) V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det) Harga t c ditentukan oleh panjang saluran yang dilalui aliran dan kemiringan saluran, seperti ditunjukkan oleh rumus berikut ini : Keterangan : t c = Waktu konsentrasi (jam) t c = 0,00013 L0,7... (2.20) S0,385 L = Panjang jarak dari tempat terjauh di daerah aliran sampai pada tempat pengamatan banjir, diukur menurut jalannya sungai (km) S = Perbandingan dari selisih tinggi antara tempat terjauh dan tempat pengamatan, diperkirakan sama dengan kemiringan rata-rata dari daerah aliran Dimensi Penampang Saluran Gambar 2.1. Penampang saluran trapesium Sumber : Hidrolika II (Triatmodjo, 1993).

34 Dilakukan pengukuran terhadap dimensi saluran, yaitu lebar dasar saluran (b), lebar atas saluran (B), kemiringan sisi saluran (m), tinggi jagaan (f), tinggi basah saluran (h) dan kemiringan saluran (S). Dengan diketahui lebar dasar saluran dan tinggi basah saluran di atas, maka diperoleh luas penampang basah saluran (A), keliling basah saluran (P) dan jari-jari hidrolis (R). Berdasarkan rumus yang diperoleh dari buku Hidrolika II (Triatmodjo, 1993) dapat ditunjukkan seperti di bawah ini : A = b + m h h... (2.21) P = b + 2h m (2.22) R = A P... (2.23) Gambar 2.2. Penampang saluran persegi Sumber : Hidrolika II (Triatmodjo, 1993). Dalam perencanaan saluran di lapangan dipakai saluran persegi dimana hubungan antara debit rencana dengan dimensi tampang ditentukan berdasarkan rumus Manning, yaitu : A = b h... (2.24) P = b + 2h... (2.25) R = A P... (2.26)

35 Gambar 2.3. Penampang saluran segitiga Sumber : Hidrolika II (Triatmodjo, 1993). A = m h 2... (2.27) P = 2 m + 1 h... (2.28) R = A P... (2.29) Keterangan : A = Luas penampang basah saluran (m 2 ) R = Jari-jari hidrolis (m) P = Keliling basah saluran (m) S = Kemiringan saluran n = Koefisien kekasaran Manning m = Kemiringan sisi saluran f = Tinggi jagaan (m) b = Lebar dasar saluran (m) B = Lebar atas saluran (m) h = Tinggi basah saluran (m)

36 BAB III GAMBARAN UMUM LOKASI STUDI 3.1. Umum Lokasi studi merupakan salah satu daerah genangan banjir kota Medan, yaitu berada di Jalan Pasar I Kelurahan Tanjung Sari Kecamatan Medan Selayang. Lokasi studi merupakan jalan umum yang banyak dilalui oleh kendaraan, baik itu kendaraan umum maupun pribadi Batas-Batas Daerah Batas-batas lokasi studi, yaitu meliputi : - Sebelah timur berbatasan dengan Jalan Ring Road Kelurahan Tanjung Sari - Sebelah barat berbatasn dengan Jalan Bunga Asoka Kelurahan Tanjung Sari - Sebelah selatan berbatasan dengan Jalan Pasar II Kelurahan Tanjung Sari - Sebelah utara berbatasan dengan Jalan Pasar VI Kelurahan Tanjung Sari 3.3. Topografi Lokasi studi merupakan relief yang menggambarkan ketinggian tempat dari permukaan bumi. Lokasi studi merupakan dataran rendah kota Medan, yang terletak pada ketinggian 14 m dari permukaan laut. Kemiringan daerah bervariasi dari datar landai dan agak curam Letak Geografis dan Tata Guna Lahan Dilihat dari segi geografis, kota Medan terletak antara 2º.27-2º.47 Lintang Utara dan 98º.35-98º.44 Bujur Timur. Kota Medan memiliki luas Hektar atau 265,10 km 2 atau sama dengan 3,6 % dari total luas wilayah

37 Provinsi Sumatera Utara. Oleh karena itu, selain memiliki modal dasar pembangunan dengan jumlah penduduk dan letak geografis serta peranan regional yang relatif besar, kota Medan juga memiliki keterbatasan ruang sebagai bagian daya dukung lingkungan. Penggunaan tanah pada daerah studi adalah sebagai berikut : - Bangunan perumahan penduduk - Rumah ibadah - Usaha-usaha kecil menengah - Jalan beraspal Iklim Kondisi klimatologi kota Medan menurut stasiun BMG Sampali mempunyai iklim tropis dengan suhu minimum berkisar antara 23,3 o C 24,1 o C dan suhu maksimum berkisar antara 31,0 o C 31,1 o C. Kelembaban udara untuk kota Medan rata-rata berkisar antara %. Kecepatan angin rata-rata sebesar 0,48 m/det, sedangkan rata-rata total laju penguapan tiap bulannya adalah 104,3 mm. Hari hujan di kota Medan pada tahun 2003 rata-rata per bulannya adalah 19 hari dengan rata-rata curah hujan per bulannya adalah 299,5 mm. Curah hujan dipengaruhi oleh angin barat sesuai dengan letaknya pada daerah tropis dimana mempunyai dua musim, yaitu musim penghujan dan musim panas. Pada bulan September sampai dengan bulan Maret terjadi musim hujan, sedangkan musim panas terjadi pada bulan April sampai bulan Agustus.

38 3.6. Jaringan Jalan dan Drainase Jaringan jalan pada lokasi studi terdiri dari jalan utama, yaitu Jalan Pasar I Kelurahan Tanjung Sari Kecamatan Medan Selayang. Jalan tersebut mempunyai drainase yang ditempatkan pada kedua sisi jalan, yaitu kanan dan kiri. Lokasi studi tersebut merupakan jalan besar dari tiap-tiap gang. Sistem drainase terdiri dari dua macam saluran, yaitu saluran primer dan saluran sekunder. Dimana yang dimaksud dengan saluran primer adalah saluran utama dan saluran sekunder adalah saluran yang terdapat pada jalan-jalan setiap gang. Saluran drainase pada sisi jalan utama merupakan drainase pengumpul (collector drain). Dengan kurangnya perawatan terhadap drainase utama/pengumpul, maka dapat menyebabkan laju air yang mengalir cukup terganggu sehingga menimbulkan terjadinya kebanjiran Peta Lokasi Studi Lokasi studi terletak di kota Medan, tepatnya di Kelurahan Tanjung Sari Kecamatan Medan Selayang, yaitu terletak di Jalan Pasar I. Peta kota Medan, peta lokasi studi dan denah drainase masing-masing dapat dilihat pada Gambar 3.1, Gambar 3.2 dan Gambar 3.3 sebagai berikut :

39 Peta Kota Medan Kecamat an Lokasi Lokasi Gambar 3.1. Peta Kota Medan Sumber : Pemko Medan, 2006.

40 Peta Lokasi Studi Lokasi Jalan Gambar 3.2. Peta Lokasi Studi Sumber : Data Peta, 2013.

41 Denah Drainase Sungai Ring Road Jalan Pasar I S 1 S 4 S 5 S 10 Ring Road Drainase Ring Road Gambar 3.3. Denah Drainase Keterangan : S 1 S 4 = Memenuhi (Q Eks > Q Ras), dimana merupakan saluran drainase yang tidak terganggu dan mampu menampung debit yang mengalir. S 5 S 10 = Tidak Memenuhi (Q Eks < Q Ras), dimana merupakan saluran drainase yang terganggu dan tidak mampu menampung debit yang mengalir, sehingga terjadi banjir/genangan.

42 BAB IV ANALISA DATA 4.1. Umum Untuk mengetahui gambaran saluran drainase di Jalan Pasar I Kelurahan Tanjung Sari Kecamatan Medan Selayang dapat dilihat pada Gambar 3.3 yang terdapat pada Bab III. Pada Gambar 3.3 tersebut menunjukkan denah lokasi dan arah aliran alam yang diinterpretasikan dari topografi dan pengamatan di lapangan. Dari Gambar 3.3 dapat diketahui bahwa saluran yang dipergunakan adalah penampang saluran persegi Perhitungan Intensitas Curah Hujan Intensitas hujan adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume hujan tiap satuan waktu. Besarnya intensitas hujan berbeda-beda, tergantung dari lamanya curah hujan dan frekuensi kejadiannya (Wesli, 2008). Untuk menghitung besarnya intensitas curah hujan tersebut diperoleh dari data curah hujan yang diambil dari curah hujan maksimum pada setiap tahunnya. Data curah hujan maksimum (mm) dapat dilihat pada Tabel 4.1 sebagai berikut : Dari data curah hujan maksimum di atas, maka dapat dihitung besarnya intensitas curah hujan yaitu dengan mengubah besarannya. Curah hujan yang satuannya mm tersebut diubah menjadi mm/jam (satuan untuk intensitas curah hujan). Data intensitas curah hujan (mm/jam) dapat dilihat pada Tabel 4.2 sebagai berikut :

43 Tabel 4.1. Curah Hujan Maksimum (mm) Tahun (T) Lama Hujan (t) 5 menit 15 menit 30 menit 60 menit 120 menit 6 jam 12 jam 24 jam ,2 24,0 48,0 84,0 90,0 105,0 105,0 105, ,5 24,7 40,0 70,0 73,8 81,4 81,4 81, ,7 26,1 52,2 1005,7 113,4 120,0 120,0 120, ,9 34,4 42,6 63,8 88,3 104,3 104,3 138, ,0 42,5 85,0 102,0 111,0 148,1 148,1 170, ,0 29,5 33,9 49,8 60,9 69,0 69,0 69, ,0 30,0 40,0 63,4 78,0 84,2 88,2 88, ,0 29,0 40,0 90,0 100,7 101,0 102,0 102, ,0 39,0 46,0 60,5 66,6 78,7 88,0 88, ,0 42,5 52,5 72,6 83,6 117,2 122,7 385,6 Tabel 4.2. Intensitas Hujan (mm/jam) Tahun (T) Lama Hujan (t) 5 menit 15 menit 30 menit 60 menit 120 menit 6 jam 12 jam 24 jam ,40 102,00 96,00 98,80 96,00 80,00 84,00 70,00 45,00 36,90 17,50 13,60 8,80 6,80 4,40 3, ,40 104,40 104,40 105,70 56,90 20,00 10,00 5, ,80 137,60 85,20 63,80 44,15 17,83 8,69 5, ,00 170,00 170,00 102,00 55,50 24,68 12,34 7, ,00 118,00 120,00 120,00 120,00 120,00 144,00 156,00 67,80 80,00 80,00 92,00 49,80 63,40 90,00 1,00 30,45 39,00 50,35 33,30 11,50 14,03 16,83 3,02 5,75 7,35 8,52 7,38 2,87 3,67 4,28 3, ,00 170,00 105,00 72,60 41,80 19,50 10,23 16,07 Total (Ʃx) 1539,6 1290,8 960,40 702,30 433,35 158,49 85,86 56,26 n Mean 153,96 129,08 96,04 70,23 43,34 15,85 8,59 5,63 σ x 73,37 27,99 28,53 30,09 8,91 5,85 1,92 3,87

44 4.3. Perhitungan Standard Deviasi (σ x ) Tabel 4.3. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 5 menit Tahun x x x-x (x-x) ,40 153,96-43, , ,00 153,96-51, , ,40 153,96-49, , ,80 153,96 96, , ,00 153,96 38, , ,00 153,96 2,04 4, ,00 153,96-33, , ,00 153,96-33, , ,00 153,96-9,96 99, ,00 153,96 86, ,88 (x x) ,40 Keterangan : x = Jumlah variabel rata-rata x = Nilai rata-rata sampel n = Jumlah pengamatan σ x = (x x) 2 n 1 σ x = 48450, σ x = 73,37 m/det

45 Tabel 4.4. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 15 menit Tahun x x x-x (x-x) ,00 129,08-33, , ,80 129,08-30,28 916, ,40 129,08-24,68 609, ,60 129,08 8,52 72, ,00 129,08 40, , ,00 129,08-11,08 122, ,00 129,08-9,08 82, ,00 129,08-9,08 82, ,00 129,08 26,92 724, ,00 129,08 40, ,45 (x x) ,12 Keterangan : x = Jumlah variabel rata-rata x = Nilai rata-rata sampel n = Jumlah pengamatan σ x = (x x) 2 n 1 σ x = 7054, σ x = 27,99 m/det

46 Tabel 4.5. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 30 menit Tahun x x x-x (x-x) ,00 96,04-0,04 0, ,00 96,04-16,04 257, ,40 96,04 8,36 69, ,20 96,04-10,84 117, ,00 96,04 73, , ,80 96,04-28,24 797, ,00 96,04-16,04 257, ,00 96,04-16,04 257, ,00 96,04-4,04 16, ,00 96,04 8,96 80,28 (x x) ,41 Keterangan : x = Jumlah variabel rata-rata x = Nilai rata-rata sampel n = Jumlah pengamatan σ x = (x x) 2 n 1 σ x = 7323, σ x = 28,53 m/det

47 Tabel 4.6. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 60 menit Tahun x x x-x (x-x) ,00 70,23-13,77 189, ,00 70,23-0,23 0, ,70 70,23 35, , ,80 70,23-6,43 41, ,00 70,23 31, , ,80 70,23-20,43 417, ,40 70,23-6,83 46, ,00 70,23-19,77 390, ,00 70,23-69, , ,60 70,23 2,37 5,62 (x x) ,74 Keterangan : x = Jumlah variabel rata-rata x = Nilai rata-rata sampel n = Jumlah pengamatan σ x = (x x) 2 n 1 σ x = 8151, σ x = 30,09 m/det

48 Tabel 4.7. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 120 menit Tahun x x x-x (x-x) ,00 43,34-1,66 2, ,90 43,34-6,43 41, ,90 43,34 13,56 183, ,15 43,34-0,81 0, ,50 43,34 12,16 147, ,45 43,34-12,88 166, ,00 43,34-4,33 18, ,35 43,34-7,01 49, ,30 43,34-10,03 100, ,80 43,34 1,53 2,36 (x x) 2 713,77 Keterangan : x = Jumlah variabel rata-rata x = Nilai rata-rata sampel n = Jumlah pengamatan σ x = (x x) 2 n 1 σ x = 713, σ x = 8,91 m/det

49 Tabel 4.8. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 6 jam Tahun x x x-x (x-x) ,50 15,85 1,70 2, ,60 15,85-2,20 4, ,00 15,85 4,20 17, ,83 15,85 2,03 4, ,68 15,85 8,88 78, ,50 15,85-4,30 18, ,03 15,85-1,77 3, ,83 15,85 1,03 1, ,02 15,85-12,78 163, ,50 15,85 3,70 13,69 (x x) 2 308,04 Keterangan : x = Jumlah variabel rata-rata x = Nilai rata-rata sampel n = Jumlah pengamatan σ x = (x x) 2 n 1 σ x = 308, σ x = 5,85 m/det

50 Tabel 4.9. Perhitungan Standard Deviasi Untuk 12 jam Tahun x x x-x (x-x) ,80 8,59 0,21 0, ,80 8,59-1,77 3, ,00 8,59 1,41 1, ,69 8,59-0,10 0, ,34 8,59 3,75 14, ,57 8,59-2,84 8, ,35 8,59 1,24 1, ,52 8,59-0,07 0, ,38 8,59-1,21 1, ,23 8,59 1,64 2,70 (x x) 2 33,05 Keterangan : x = Jumlah variabel rata-rata x = Nilai rata-rata sampel n = Jumlah pengamatan σ x = (x x) 2 n 1 σ x = 33, σ x = 1,92 m/det

51 Tabel Perhitungan Standard Deviasi Untuk 24 jam Tahun x x x-x (x-x) ,40 5,63-1,23 1, ,40 5,63-2,23 4, ,00 5,63-0,63 0, ,76 5,63 0,13 0, ,12 5,63 1,49 2, ,87 5,63-2,76 7, ,67 5,63-1,96 3, ,28 5,63-1,35 1, ,69 5,63-1,94 3, ,07 5,63 10,44 109,08 (x x) 2 135,14 Keterangan : x = Jumlah variabel rata-rata x = Nilai rata-rata sampel n = Jumlah pengamatan σ x = (x x) 2 n 1 σ x = 135, σ x = 3,87 m/det

52 4.4. Distribusi Gumbel Nilai ekstrim dari intensitas hujan yang akan dicari adalah untuk beberapa periode ulang, yaitu periode ulang 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun dan 20 tahun. Intensitas hujan dengan periode ulang dapat ditunjukkan pada Tabel 4.11 seperti di bawah ini : Tabel Intensitas Hujan Dengan Periode Ulang Tahun (T) Lama Hujan (t) 5 menit 15 menit 30 menit 60 menit 120 menit 6 jam 12 jam 24 jam 2 144,02 125,29 92,17 66,15 43,19 15,01 8,32 5, ,59 158,69 126,22 102,07 52,75 21,99 10,62 9, ,56 180,73 148,77 125,84 59,78 26,61 12,13 12, ,45 201,75 170,09 148,35 66,44 30,99 13,57 15,67 Contoh perhitungan pada T = 10 tahun dan t = 5 menit x T = x + Y T Y n S n x 10 = 153,96 + σ x 2,2502 0,4952 0, ,37 x 10 = 289,56 mm/jam Selanjutnya harga-harga yang diperoleh dari Tabel 4.11 di atas, maka dilakukan metode kuadrat terkecil untuk memperoleh harga-harga tetapan yang akan digunakan pada persamaan intensitas curah hujan yang dapat dilihat pada tabel-tabel di bawah ini :

53 Tabel Perhitungan harga-harga tetapan untuk periode ulang 2 tahun t I log t log I log t log I log t 2 (menit) (mm/jam) 5 144,02 0,699 2,158 1,508 0, ,29 1,176 2,009 2,468 1, ,17 1,477 1,964 2,901 2, ,15 1,778 1,820 3,236 3, ,19 2,079 1,635 3,399 4, ,01 2,556 1,176 3,006 6, ,32 2,857 0,920 2,668 8, ,10 3,158 0,707 2,233 9,973 Ʃ 15,782 11,479 21,919 36,205 log a = Σ log I Σ (log t)2 Σ log t log I Σ log t n Σ(log t) 2 Σ log t Σ log t log a = 11,497 36,205 21,919 15, ,205 15,782 15,782 log a = 1,72 a = 52,48 K = K = Σ log I Σ log t n Σ log t log I n Σ(log t) 2 Σ log t Σ log t 11,497 15, , ,205 15,782 15,782 K = 0,14 Maka didapat rumus intensitas curah hujan untuk periode ulang 2 tahun, yaitu : I = a t K Untuk t = 5 menit I = 52,48 52,48 = 50,14 1,253 = 41,883 mm/jam