Analisis Drainase Bandara Muara Bungo Jambi

Transkripsi

1 Analisis Drainase Bandara Muara Bungo Jambi Widarto Sutrisno Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa Abstrak Areal bandara Muara Bungo Jambi adalah berupa lembah yang dikelilingi oleh daerah perbukitan yang memiliki vegetasi yang cukup lebat. Sebagai areal yang relatif lebih rendah dibandingkan areal sekitarnya, maka tidak bisa dihindari adanya aliran air di areal tersebut, yang muncul karena adanya proses pengumpulan aliran air tanah yang mengalir dari tempat yang lebih tinggi (perbukitan) ke tempat yang lebih rendah (lembah). Pada musim penghujan dapat dipastikan, aliran air akan lebih besar karena adanya tambahan air permukaan dari run off air hujan. Penelitian ini mengkaji keadaan drainase yang ada sekarang dan dengan memperhitungkan debit banjir dari data curah hujan setempat, kemudian membuat masukan untuk desain drainase yang yang baru untuk mengatisipasi banjir sehingga dapat memberikan kenyamanan dan keselamatan kepada penumpang sipil untuk setiap kali penerbangan. Berdasar hasil analisis daerah Tower dan Bukit 2,3,4 perlu dibuat saluran drainase agar limpasan air tidak menyebar ke area service bandara (sisi darat dan sisi udara), di daerah timbunan strip runway perlu dibentuk crown yang baik agar tidak terjadi genangan dan dibuat saluran drainase keliling agar limpasan air tidak menyebar ke daerah sekitar / ke pemukiman warga. Variasi dimensi saluran di area tower dan timbunan strip runway agar disesuaikan dengan kondisi lapangan dengan sebelumnya diadakan pengukuran eksisting agar diperoleh letak dan estimasi volume yang lebih tepat. Jika saluran dipilih adalah saluran tanah tanpa pasangan harus digunakan bentuk penampang hidrolis terbaik yaitu trapesium dengan kemiringan talud V : H = 1 : 1 atau sudut maksimal 45 Kata Kunci : Areal bandara Muara Bungo, drainase, penampang hidrolis 1. Pendahuluan Pekerjaan Pemotongan Bukit Tahap I Di Daerah Transisi Bandar Udara Muara Bungo Tahun Anggaran 2014, adalah pekerjaan timbunan dengan material dari hasil pemotongan bukit tersebut dan lokasi timbunan juga sudah ditentukan yaitu di daerah rencana perpanjangan Runway. Dimensi timbunan, sesuai rencana awal, adalah : panjang 600 meter dan lebar 320 meter. ketinggian timbunan akan mencapai 6m dari tanah asli. permukaan timbunan akan membentuk crown dengan kemiringan ke samping / slope sebesar 2-5%. Luas permukaan lebih dari m2, TOPOGRAFI LINGKUNGAN Areal bandara adalah berupa lembah yang dikelilingi oleh daerah perbukitan yang memiliki vegetasi yang cukup lebat.sebagai areal yang relatif lebih rendah dibandingkan areal sekitarnya, maka tidak bisa dihindari adanya aliran air di areal tersebut, yang muncul karena adanya proses pengumpulan aliran air tanah yang mengalir dari tempat yang lebih tinggi (perbukitan) ke tempat yang lebih rendah (lembah). Kondisi tersebut berlangsung terus menerus baik pada musim kemarau maupun pada musim penghujan. Bahkan pada musim penghujan dapat dipastikan, aliran air akan lebih besar karena adanya tambahan air 26

2 permukaan dari run off air hujan. Kondisi ini terbukti dengan adanya aliran air permukaan tetap berupa sungai yang mengalir di areal bandara tersebut. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa lokasi timbunan berada di daerah yang selalu dipengaruhi oleh aliran air. SALURAN DRAINASE Dengan gambaran singkat tentang kondisi topografi lingkungan tersebut di atas, maka saluran drainase di sekitar areal timbunan sangat diperlukan untuk : membuang aliran air permukaan dari permukaan timbunan pada saat hujan, menyalurkan aliran air dari areal sekitar agar tidak masuk ke areal timbunan. menjaga elevasi permukaan air tanah di areal timbunan Dengan adanya saluran drainase tersebut diharapkan dapat mencegah meningkatnya kadar air di dalam tanah / timbunan, sehingga kepadatan dan stabilitas tanah / timbunan tetap terjaga. 2. Kajian Pustaka Drainase adalah tindakan teknis untuk penanganan kelebihan air yang disebabkan oleh hujan, rembesan, maupun air buangan dengan cara mengalirkan, menguras, membuang, meresapkan, serta usaha-usaha lainnya, dengan tujuan akhir untuk mengembalikan ataupun meningkatkan fungsi kawasan. Secara umum sistem drainase merupakan suatu rangkaian bangunan air yang berfungsi mengurangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu suatu kawasan. Fungsi Sistem Drainase Lapangan Terbang adalah : 1. Mengalirkan dan membuang air permukaan dan bawah tanah yang berasal dari tanah sekitar lapangan terbang. 2. Mempertahankan daya dukung tanah dengan mengurangi gaya beban kendaraan, dan selalu menjaga agar Runway dan Shoulder tidak tergenang air. Jika drainase tidak berfungsi dengan baik tentu mengakibatkan tergenangnya air pada runway dan shoulder yang bisa menganggu aktivitas pesawat pada saat Take Off maupun Landing. Gambar 1. Limpasan Air Pada Jalan Akses Tower Maksud : Mengkaji keadaan drainase yang ada sekarang dan dengan memperhitungkan debit banjir dari data curah hujan setempat, kemudian membuat masukan untuk desain drainase yang yang baru untuk mengatisipasi banjir pada wilayah Bandara Muara Bungo sehingga dapat memberikan kenyamanan dan keselamatan kepada penumpang sipil untuk setiap kali penerbangan. 27

3 Pengamatan potensi limpasan air di masing masing lokasi yaitu : Gambar 2. Situasi Bandar Udara Muara Bungo 1.1. Daerah strip timbunan runway Potensi limpasan air cukup tinggi ( luas lahan ± m 2 ) sedangkan saluran drainase samping belum ada sehingga air cenderung liar masuk ke wilayah warga. Gambar 3. Potensi limpasan dari daerah strip timbunan runway Gambar 4. Belum ada saluran drainase dan crown belum baik (muncul genangan) 1.2. Daerah Bukit 2 Potensi limpasan air cukup tinggi ( luas lahan ± m m 2 ) sedangkan saluran drainase samping belum ada sehingga air cenderung liar dan merusak. Gambar 5. Potensi Limpasan Air dari Bukit 2 Gambar 6. Sedimentasi pada gorong gorong Jalan Akses Tower 28

4 1.3. Daerah Bukit 3 Potensi limpasan air cukup tinggi ( luas lahan ± m 2 ) sedangkan saluran drainase samping belum ada sehingga air cenderung liar dan merusak Daerah Bukit 4 Potensi limpasan air cukup tinggi ( luas lahan ± m 2 ) sedangkan saluran drainase samping belum ada sehingga air cenderung liar dan merusak. Gambar 7. Potensi Limpasan Air dari Bukit 3 Gambar 8. Potensi Limpasan Air dari Bukit 4 3. Analisis Data Tabel 1. Analisa dari Data Curah Hujan 10 tahun. Xi m (Xi - Xr) (Xi - Xr)² Xr = 2373 / 10 = 237,3 (Xi - Xr)² = Sx =. = 34,43 n = 10, dari tabel 4.1 didapat Yn = 0,49520 dan Sn = 0,94970 sehingga, 1/α = Sx/Sn = 34,43 / 0,94970 = 36,25789 U = Xr (1/ α).yn = 237,3 (36,25789 x 0,49520) = 219,3534 Persamaan garis regresi linear menjadi sebagai berikut : X = U + (1/ α).y..(1) X = 219, , Y Dimana X = rainfall depth (mm/24 hrs) dan Y = Reduce variate 29

5 Selanjutnya persamaan garis regresi linear tersebut digambarkan diatas extreme propability paper (Gumbel s type) dibawah ini. X = 219, , Y Berdasarkan grafik diatas dapat dibaca nilai extreme rainfall depth untuk periode 5 tahun dan 10 tahun, yaitu : R 5 tahun : 272 mm/24 jam R 10 tahun : 300 mm/24 jam Bila dihitung secara analitis diperoleh : X t = Xr + ( Sx/Sn ). ( Y t Y n ).(2) dengan Y 5 = 1,4999 dan Y 10 = 2,2502 R 5 tahun : 237,3 + 36,25789 * (1,4999-0,49520) = 273,7366 mm/24 jam R 10 tahun : 237,3 + 36,25789 * (2,2502-0,49520) = 300,9409 mm/24 jam Tabel 2. Perhitungan intensitas curah hujan dengan data Weduwen menghasilkan : 30

6 Durasi % curah hujan %/jam intensitas curah hujan (return period 5 thn) intensitas curah hujan (return period 10 thn) = 2/1 4 = 3 x 273, = 3 x 300, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,5392 A. Perhitungan debit banjir rencana saluran drainase Catchment area < 25 km 2, maka untuk perhitungan debit banjir rencana dipakai rumus rational sebagai berikut : Q p = (1/3,6) * C * I * A....(3) Dengan Q p = debit puncak banjir (m 3 /det) C = koefisien limpasan ( = 0,20 lihat tabel 4.7 ) I = intensitas curah hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam) A = luas daerah pengaliran atau catchment area (bukit 2,3,4 = m 2 = 0, km 2 daerah strip timbunan runway = m 2 = 0, km 2 ) Waktu konsentrasi (t c ) : tc = to + td (dalam menit) (4) to = { 2/3 * 3,28 * L * ( n d / s)} 0,467..(5) dimana to = inlet time (menit) L = jarak terjauh di catchment area ke lokasi drainase (inlet) diambil 220 m (puncak bukit 2 ke saluran) n d = koefisien hambatan (bukit = 0,5, timbunan = 0,2, lihat tabel 4.6) s = kemiringan daerah pengaliran, diambil 6% (kemiringan bukit) dan 2,5% kemiringan timbunan runway strip) diperoleh : to timbunan = { 2/3 * 3,28 * 160 * ( 0,2 / 0,025)} 0,467 = 17,2054 menit to bukit = { 2/3 * 3,28 * 220 * ( 0,5 / 0,06)} 0,467 = 16,2732 menit besarnya td dapat diperkirakan dengan rumus : td = L/V L = panjang saluran drainase (ujung bukit sampai ujung timbunan = 2245 m, ujung bukit sampai saluran eksisting = 800 m) V = kecepatan aliran rata rata melalui saluran (=1,0 m/detik, tabel 4.14) td tim = 2245/1 = 2245 detik = 37,4167 menit td bukit = 800/1 = 800 detik = 13,333 menit tc = to + td tc timbunan = 17,2054 menit + 37,4167 menit = 54,62206 menit tc bukit = 16,2732 menit + 13,333 menit = 29,60652 menit hasil tersebut diplot dalam grafik Weduwen (hasil perhitungan intensitas hujan, dalam lembar berikut) dan diperoleh intensitas curah hujan untuk periode 5 tahun adalah, I bukit = ± 120 mm/jam dan I timbunan = ± 100 mm/jam sehingga diperoleh : Q p bukit = (1/3,6) * C * I * A 31

7 = (1/3,6) * 0,2 * 120 * 0, = 1,8865 m 3 /dt Q p timbunan = (1/3,6) * C * I * A = (1/3,6) * 0,2 * 100 * 0, = 1,2088 m 3 /dt 32

8 120 return period 10thn return period 5 thn tc sungai tc bukit 33

9 Perhitungan dimensi saluran Kapasitas saluran terbuka : Q = A x V (6) A = Q / V = 1,8865 m 3 /dt / 1,0 m/dt = 1,886 m 2 Saluran direncanakan dengan penampang hidrolis terbaik trapesium dengan kemiringan talud V : H = 1 : 1 sehingga A = ( T + B )/2 x d = ( d + B + d + B )/2 x d = Bd + d 2 (7) Dengan W (tinggi jagaan) = (0,5*d) Perhitungan Kemiringan Saluran (Rumus Manning) V = 1/n (R 2/3 )(S) 1/2 dengan n = 0,02 (saluran tanah lempung padat, V ijin maks 1,0 m/detik) Dengan R = A/P dimana P = B + 2d (1+m 2 ) didapat seperti pada tabel 3 berikut : Tabel 3. Hasil perhitungan saluran B d T w H R S 0,5 1,15 2,79 0,76 1,90 0,50 0,100% 0,6 1,11 2,81 0,74 1,85 0,51 0,099% 0,7 1,07 2,83 0,73 1,80 0,51 0,099% 0,8 1,03 2,86 0,72 1,75 0,51 0,099% 0,9 1,00 2,89 0,71 1,70 0,51 0,099% 1 0,96 2,92 0,69 1,66 0,51 0,099% 1,1 0,93 2,96 0,68 1,61 0,51 0,099% 1,2 0,90 3,00 0,67 1,57 0,50 0,100% 1,3 0,87 3,04 0,66 1,53 0,50 0,100% 1,4 0,84 3,08 0,65 1,49 0,50 0,101% 1,5 0,81 3,13 0,64 1,45 0,50 0,102% 1,6 0,79 3,18 0,63 1,42 0,49 0,103% 1,7 0,77 3,23 0,62 1,38 0,49 0,104% 1,8 0,74 3,28 0,61 1,35 0,48 0,105% 1,9 0,72 3,34 0,60 1,32 0,48 0,107% 2 0,70 3,40 0,59 1,29 0,47 0,108% Kemiringan (S) ijin dasar saluran relatif landai dan relatif sesuai dengan kemiringan vertikal grade landasan sehingga tidak diperlukan bangunan pematah arus / penghilang energi. B. Perhitungan debit banjir rencana pengalihan aliran sungai Catchment area < 25 km 2, maka untuk perhitungan debit banjir rencana dipakai rumus rational sebagai berikut : Q p = (1/3,6) * C * I * A Dengan Q p = debit puncak banjir (m 3 /det) C = koefisien limpasan ( = 0,20 lihat tabel 4.7 ) I = intensitas curah hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam) 34

10 A = luas daerah pengaliran atau catchment area ( 2 km 2 ) Waktu konsentrasi (t c ) : tc = L/V L = panjang sungai (jalan raya timbunan ± 2 km) V = 72 (H/L) 0,6 dengan H adalah beda tinggi, diambil 5m = 0,005 km Didapat : V = 72 (0,005/2) 0,6 km/jam = 1,97741 km/jam Tc = L/V = 2/1,97741 jam = 1,0114 jam hasil tersebut diplot dalam grafik Weduwen (hasil perhitungan intensitas hujan, dalam lembar berikut) dan diperoleh intensitas curah hujan untuk periode 10 tahun adalah, I = ± 120 mm/jam sehingga diperoleh : Q p = (1/3,6) * C * I * A = (1/3,6) * 0,2 * 120 * 2 = 13,3333 m 3 /dt Perhitungan dimensi saluran Kapasitas saluran terbuka : Q = A x V A = Q / V = 13,3333 m 3 /dt / 1,0 m/dt = 13,3333 m 2 Saluran direncanakan dengan penampang hidrolis terbaik trapesium dengan kemiringan talud V : H = 1 : 1 sehingga A = ( T + B )/2 x d = ( d + B + d + B )/2 x d = Bd + d 2 Dengan W (tinggi jagaan) = (0,5*d) Perhitungan Kemiringan Saluran (Rumus Manning) V = 1/n (R 2/3 )(S) 1/2 dengan n = 0,02 (saluran tanah lempung padat, V ijin maks 1,0 m/detik) Dengan R = A/P dimana P = B + 2d (1+m 2 ) didapat seperti pada tabel 4 berikut: Tabel 4. Hasil perhitungan kemiringan saluran B d T w H R S 3 2,45 7,90 1,11 3,55 0,19 0,366% 3,5 2,30 8,10 1,07 3,37 0,19 0,370% 4 2,16 8,33 1,04 3,20 0,19 0,376% 4,5 2,04 8,58 1,01 3,05 0,18 0,383% 5 1,93 8,85 0,98 2,91 0,18 0,392% 5,5 1,82 9,14 0,95 2,78 0,18 0,402% 6 1,73 9,45 0,93 2,65 0,17 0,414% Kemiringan (S) ijin dasar saluran relatif landai dan relatif sesuai dengan kemiringan vertikal grade landasan sehingga tidak diperlukan bangunan pematah arus / penghilang energi. Analisis Stabilitas Lereng Lempung (φ = 0), menggunakan Diagram Taylor (1984) Cek pada kondisi tertinggi jika timbunan 5 m dan galian sedalam 3 m yang akan dibuat di lapangan pada lempung jenuh yang perkiraan γ sat = 18,5 kn/m 3, c = 20 kn/m 2 dan φ = 0. (lapisan tanah padat diestimasi 5 m dibawah muka tanah) 35

11 Kemiringan lereng (β) yang dibutuhkan agar faktor aman F = 1,2 minimal terpenuhi dianalisa dengan : D = tinggi dari dasar lapisan as keras puncak lereng / tinggi lereng Nd = c / (F. γ.h) Dengan dicoba beberapa variasi dan diplot pada grafik (lembar berikut) didapatkan hasil seperti pada tabel 5 berikut : Tabel 5. Hasil perhitungan dengan beberapa variasi Faktor Aman 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 Timbunan 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 Galian 0,00 0,50 1,00 2,00 3,00 Perkiraan tanah padat 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 c lempung jenuh 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 γ lempung jenuh 18,50 18,50 18,50 18,50 18,50 D 2,00 1,91 1,83 1,71 1,63 Nd 0, , , ,1287 0, β max Sumber : Hardiyatmo, H.C. (2006) 36

12 Tabel 6. Analisis Waktu Pelaksanaan (Estimasi) Perkiraan Samping Tower Bukit 2, 3, 4 Timbunan Runway Strip / sungai Satuan Luas Galian 4,57 4,57 23,29 m 2 Panjang 400,00 720, ,00 m Volume Galian 1.829, , ,39 m 3 Kapasitas Excavator PC200 Estimasi Waktu 4. Kesimpulan dan Rekomendasi 120,00 120,00 120,00 m 3 /jam 15,24 27,44 362,95 jam 1,91 3,43 45,37 hari (8 jam) a. Secara umum perlu adanya saluran drainase yang diharapkan dapat mencegah meningkatnya kadar air di dalam tanah / timbunan, sehingga kepadatan dan stabilitas tanah / timbunan tetap terjaga. b. Saluran eksisting terjadi endapan yang harus dibersihkan terutama di daerah gorong gorong / box culvert agar aliran dapat berjalan lancar dan tidak muncul genangan serta limpasan ke permukaan. c. Didaerah Tower dan Bukit 2,3,4 perlu dibuat saluran drainase agar limpasan air tidak menyebar ke area service bandara (sisi darat dan sisi udara) d. Di daerah timbunan strip runway perlu dibentuk crown yang baik agar tidak terjadi genangan dan dibuat saluran drainase keliling agar limpasan air tidak menyebar ke daerah sekitar / ke pemukiman warga. e. Variasi dimensi saluran di area tower dan timbunan strip runway agar disesuaikan dengan kondisi lapangan dengan sebelumnya diadakan pengukuran eksisting agar diperoleh letak dan estimasi volume yang lebih tepat. f. Dalam pelaksanaannya agar dipertimbangkan sisa waktu kontrak ( ± 3 bulan) mengingat cuaca sudah memasuki musim penghujan. g. Jika saluran dipilih adalah saluran tanah tanpa pasangan harus digunakan bentuk penampang hidrolis terbaik yaitu trapesium dengan kemiringan talud V : H = 1 : 1 atau sudut maksimal 45 h. Untuk saluran drainase mengelilingi timbunan strip runway yang sementara digunakan untuk pengalihan sungai harus diperhatikan kemiringan timbunan (maksimal 45 ). i. Galian saluran di area timbunan tidak boleh berada langsung dikaki timbunan dan harus diberi jarak/trap untuk menghindari kelongsoran karena tanah asli merupakan tanah kohesif yang sudah jenuh air. 37

13 Daftar Pustaka Analisis Hidrologi Dan Hidrolika untuk Desain Drainase, Badan Sertifikasi Asosiasi Pusat HPJI- Modul Pembekalan/ Pengujian Ahli Perencana Jalan-Maret 2010 Manual Hidrolika Untuk Pekerjaan Jalan dan Jembatan Buku 2 Perencanaan Hidrolika No. 01-2/BM/2005, Dirjend Bina Marga Petunjuk Desain Permukaan Jalan No.008/T/BNKT/1990, Dirjend Bina Marga Perencanaan Sistem Drainase Jalan Pd.T B, Departemen Pekerjaan Umum Azwarman, 2010, Kajian Antisipasi Genangan Air Pada Drainase Bandar Udara Sultan Thaha Syaifuddin Jambi, Jurnal Ilmiah Universitas Batanghari Jambi Vol.10 No.1 Tahun 2010 Hardiyatmo, H.C. (2006), Penanganan Tanah Longsor dan Erosi, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta (Perencanaan Sistem Drainase Perumahan Josroyo Permai RW 11 Kecamatan Jaten Kabupaten Karanganyar) Cara Pembuatan Detail Desain Drainase Perkotaan No.2.pdf 38