PENERAPAN MODEL EPA SWMM 5.1 UNTUK EVALUASI SALURAN DRAINASE DI DARMAWANGSA RESIDENCE, BEKASI, JAWA BARAT ROMORAJAUSIA SITUMORANG

Transkripsi

1 PENERAPAN MODEL EPA SWMM 5.1 UNTUK EVALUASI SALURAN DRAINASE DI DARMAWANGSA RESIDENCE, BEKASI, JAWA BARAT ROMORAJAUSIA SITUMORANG DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2015

2

3 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Penerapan Model EPA SWMM 5.1 untuk Evaluasi Saluran Drainase di Darmawangsa Residence, Bekasi, Jawa Barat adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juli 2015 Romorajausia Situmorang NIM F

4 ABSTRAK ROMORAJAUSIA SITUMORANG. Penerapan Model EPA SWMM 5.1 untuk Evaluasi Saluran Drainase di Darmawangsa Residence, Bekasi, Jawa Barat. Dibimbing oleh NORA H. PANDJAITAN dan SUTOYO. Pembangunan suatu infrastruktur harus memperhatikan kertersediaan infrastruktur pendukung seperti saluran drainase agar tidak mengganggu aktivitas dan kenyamanan pengguna dan menghindari adanya kerusakan pada infrastruktur itu sendiri. Kelebihan air hujan dapat menyebabkan banjir, sehingga diperlukan saluran drainase yang memadai, yang berfungsi menampung kelebihan air hujan dan mengalirkannya ke badan sungai. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis besarnya limpasan yang terjadi dan kesesuaiannya dengan jaringan drainase yang ada di kawasan Darmawangsa Residence, Bekasi. Analisis dilakukan dengan model EPA SWMM 5.1. Dengan memasukkan masterplan perumahan tersebut ke dalam model EPA SWMM 5.1 maka saluran drainase di perumahan tersebut dapat dievaluasi. Berdasarkan hasil simulasi dari total hujan 252 mm diperoleh rata-rata limpasan puncak pada tiap subcatchment berkisar antara 5.76 sampai lt/dt. Limpasan maksimum terjadi pada S21 dan limpasan minimum terjadi pada S16. Debit maksimum pada outlet diperoleh di saluran C31 sebesar lt/dt. Kapasitas jaringan drainase pada kawasan Darmawangsa Residence, Bekasi dapat menampung debit limpasan maksimum pada curah hujan rencana. Kata kunci: curah hujan rencana, daerah tangkapan air, EPA SWMM, limpasan, saluran drainase ABSTRACT ROMORAJAUSIA SITUMORANG. Application of EPA SWMM 5.1 Model for Drainage Channels Evaluation in Darmawangsa Residence, Bekasi, West Java Supervised by NORA H. PANDJAITAN and SUTOYO. Construction of a infrastructure must pay attention to the availability of supporting infrastructure such as drainage channels to guarantee structure safety, users comfort and to avoid infrastructure failure. The rainfall excess can cause floods, so drainage channels were needed to collect and convey water towards the river. The objectives of this research were to analyze the existing surface runoff and to analyze the capacity of drainage system in Darmawangsa Residence, Bekasi. The drainage channels can be evaluated using EPA SWMM 5.1 model based on Darmawangsa Residence Masterplan. The simulation result showed that with rainfall total of 252 mm, the mean runoff peaks at each subcatchment were about lt/dt. Maximum runoff was at channel C31 of lt/dt. Drainage system capacity in Darmawangsa Residence, Bekasi was suitable for maximum discharge and could receive all surface runoff. Keywords: drainage channels, EPA SWMM, rainfall design, runoff, subcatchment

5 Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015 Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

6

7 PENERAPAN MODEL EPA SWMM 5.1 UNTUK EVALUASI SALURAN DRAINASE DI DARMAWANGSA RESIDENCE, BEKASI, JAWA BARAT ROMORAJAUSIA SITUMORANG Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2015

8

9

10 iv PRAKATA Puji syukur dipanjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya sehingga penelitian yang berjudul Penerapan Model EPA SWMM 5.1 untuk Evaluasi Saluran Drainase di Darmawangsa Residence, Bekasi, Jawa Barat dapat diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Februari sampai Juli Ucapan terima kasih disampaikan kepada Dr. Ir. Nora H. Pandjaitan, DEA dan Bapak Sutoyo, S.TP, M.Si selaku pembimbing yang telah memberikan arahan dan bimbingan dalam penyusunan karya ilmiah ini. Juga kepada Dr. Ir. Roh Santoso Budi Waspodo, MT yang telah menguji dan memberi arahan kepada penulis. Juga kepada kedua orang tua, Bapak Ronald Situmorang dan Ibu Hera Saldian yang selalu memberikan dorongan dan semangat dalam penyusunan karya ilmiah ini, serta Christina Sonya Aleida, 3K, Hanipah, Betria Zahara, Rhefa Dahtiar, Arya Satria Utama, dan teman-teman Teknik Sipil dan Lingkungan angkatan Karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, diharapkan saran dan kritik untuk perbaikan penulisan selanjutnya. Semoga ide yang disampaikan dalam karya ilmiah ini dapat tersampaikan dengan baik dan memberikan manfaat bagi yang membutuhkan. Bogor, Juli 2015 Romorajausia S

11 v DAFTAR ISI DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR LAMPIRAN... vi PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan... 1 Manfaat... 1 TINJAUAN PUSTAKA... 2 Drainase Perkotaan... 2 EPA SWMM METODOLOGI PENELITIAN... 4 Waktu dan Tempat... 4 Bahan dan Peralatan... 4 Pelaksanaan... 4 HASIL DAN PEMBAHASAN... 9 Keadaan Umum Darmawangsa Residence, Bekasi... 9 Analisis Curah Hujan Rencana... 9 Evaluasi Saluran Drainase dengan Model EPA SWMM SIMPULAN DAN SARAN 15 Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP 25

12 vi DAFTAR TABEL 1 Curah Hujan Harian Maksimum di Stasiun Halim Perdanakusumah Hasil Analisis Frekuensi Curah Hujan Rencana Hasil Perbandingan Parameter Distribusi Probabilitas Nilai Karakteristik Subcatchment pada Cluster Borobudur Hasil Simulasi Limpasan pada Cluster Borobudur DAFTAR GAMBAR 1 Pola Jaringan Grid Iron, Siku, dan Paralel Peta Lokasi Peneltian Diagram Alir Peneltian Hasil Pemodelan Jaringan Drainase di Cluster Borobudur Besar Limpasan terhadap Waktu pada Subcatchment Profil Aliran pada Node J19-Out1 di Cluster Borobudur Debit Aliran pada Saluran C17 sampai C3 di Cluster Borobudur DAFTAR LAMPIRAN 1 Masterplan Cluster Borobudur Skema Jaringan Drainase Cluster Borobudur Kesesuaian Debit Simulasi dengan Debit Perhitungan Manual Contoh Perhitungan Debit di Saluran C Debit di Tiap Saluran Dimensi Saluran Drainase pada Cluster Borobudur Flowchart untuk Persamaan 1 dan Flowchart untuk Persamaan 2 dan

13 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Pembangunan suatu gedung atau infrastruktur harus memperhatikan pula kertersediaan infrastruktur pendukung seperti saluran drainase agar tidak mengganggu aktivitas dan kenyamanan pengguna dan menghindari adanya kerusakan pada infrastruktur itu sendiri. Kelebihan air hujan dapat menimbulkan masalah seperti banjir atau genangan air, sehingga diperlukan adanya saluran drainase yang memadai, yang berfungsi menampung kelebihan air hujan dan mengalirkannya ke badan sungai. Saluran drainase merupakan saluran yang dibuat pada sisi kanan dan kiri jalan, dan berfungsi untuk menampung serta mengalirkan air hujan dan juga limbah cair domestik. Dalam kondisi normal, air hujan yang jatuh ke tanah sebagian besar akan masuk ke dalam tanah dan sebagian lainnya akan mengalir di permukaan tanah. Air hujan menjadi permasalahan ketika air tersebut tidak dapat masuk ke dalam tanah (infiltrasi) dan tidak tertampung sehingga menimbulkan genangan. Genangan juga dapat terjadi karena kurang memadainya kapasitas saluran drainase yang ada. Jaringan drainase didesain agar limpasan yang terjadi secepat mungkin dapat dialirkan dan dibuang ke sungai. Untuk itu diperlukan perencanaan jaringan drainase yang dilakukan dengan baik dan benar. Darmawangsa Residence merupakan perumahan yang terletak di Desa Satria Mekar, Kecamatan Tambun Utara, Bekasi. Peralihan dari lahan pertanian ke areal perumahan menyebabkan meningkatnya volume limpasan yang terjadi. Darmawangsa Residence sudah memiliki saluran drainase yang terlihat baik dan sudah memiliki outlet. Sampai saat ini Darmawangsa Residence memang belum mengalami banjir, namun perlu diketahui besarnya kapasitas jaringan drainase yang ada dan kesesuaiannya dengan limpasan yang terjadi. Penelitian ini menggunakan model EPA SWMM 5.1 karena model ini banyak digunakan untuk menganalisis permasalahan limpasan di daerah perkotaan. Tujuan Penelitian ini bertujuan menganalisis besarnya limpasan yang terjadi dan kesesuaiannya dengan jaringan drainase yang ada di kawasan Darmawangsa Residence, Bekasi. Manfaat Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi bagi pengembang Darmawangsa Residence, Bekasi mengenai kondisi jaringan drainase yang ada pada saat penelitian dan sebagai informasi untuk pengelola perumahan dalam merencanakan dan memelihara jaringan drainase yang baik.

14 2 TINJAUAN PUSTAKA Drainase Perkotaan Kata drainase (drainage) berasal dari kata kerja to drain, yang berarti mengeringkan atau mengalirkan air. Terminologi ini digunakan untuk menjelaskan sistem-sistem yang berkaitan dengan penanganan masalah kelebihan air, baik di atas maupun di bawah permukaan tanah. Drainase perkotaan adalah ilmu drainase yang mengkhususkan pengkajian pada kawasan perkotaan dan erat kaitannya dengan kondisi lingkungan fisik dan lingkungan sosial budaya yang ada. Drainase perkotaan merupakan sistem pengeringan dan pengaliran air di wilayah perkotaan yang meliputi: pemukiman, kawasan industri dan perdagangan, sekolah, rumah sakit, lapangan olahraga, serta tempat lainnya (Suripin 2003). Menurut letaknya, saluran drainase dapat dibedakan atas saluran drainase di permukaan tanah yang berfungsi untuk mengalirkan air limpasan permukaan, dan saluran drainase di bawah permukaan tanah, yaitu saluran drainase yang berfungsi untuk mengalirkan air limpasan permukaan melalui media di bawah permukaan tanah (pipa-pipa). Menurut konstruksinya, saluran drainase dapat dibedakan atas saluran terbuka dan saluran tertutup. Jaringan saluran drainase terdiri dari saluran drainase primer, saluran drainase sekunder, dan saluran drainase tersier (Hasmar 2011). Pola jaringan drainase yang dibuat untuk daerah dimana sungainya terletak di pinggir kota disebut grid iron dan pola ini yang diterapkan di Darmawangsa Residence. Aliran yang berasal dari saluran-saluran cabang dikumpulkan dulu pada saluran pengumpul lalu kemudian dialirkan ke sungai. Pada Gambar 1 dijelaskan beberapa jenis pola jaringan drainase. Sumber: Google (10 Desember 2014) Gambar 1 Pola Jaringan Grid Iron, Siku, dan Paralel

15 3 EPA SWMM 5.1 EPA SWMM (Environmental Protection Agency Storm Water Management Model) adalah model yang digunakan untuk merencanakan, menganalisis dan mendesain suatu model yang berhubungan dengan limpasan air hujan dan sistem drainase pada area perkotaan. Menurut Rossmann (2004), SWMM adalah model simulasi dinamis hubungan antara curah hujan dan limpasan (rainfall-runoff). Model ini digunakan untuk mensimulasikan kejadian hujan tunggal atau berkelanjutan dalam waktu lama, baik berupa volume limpasan maupun kualitas air, terutama pada suatu daerah perkotaan. Analisis limpasan dalam SWMM merupakan kumpulan sub daerah tangkapan air yang menerima curah hujan kemudian memprosesnya menjadi limpasan dan angkutan polutan. Analisis limpasan dapat dilakukan pada berbagai macam media penyaluran seperti sistem perpipaan, jaringan saluran terbuka, tampungan atau instalasi pengolahan, pompa dan pengatur. SWMM menghasilkan volume dan kualitas limpasan yang diteruskan dari masing-masing subcatchment, dengan kecepatan aliran dan kedalaman aliran pada masing-masing pipa dan saluran selama periode simulasi yang terdiri dari berbagai tahapan waktu. (Rossman, 2004). SWMM menghitung berbagai proses hidrologis yang memperhatikan limpasan dari daerah perkotaan, yaitu curah hujan dengan variasi waktu, evaporasi permukaan air, akumulasi salju dan mencairnya, curah hujan di daerah tampungan, infiltrasi dari curah hujan yang masuk ke lapisan tanah tidak jenuh air, perkolasi dan infiltrasi ke dalam lapisan air tanah, aliran bawah antara air tanah, dan sistem drainase. Variasi ruang hujan dalam semua proses ini diselesaikan dengan membagi studi area ke dalam lingkup yang lebih kecil, luas daerah tangkapan (subcatchment) homogen, serta masing-masing mengandung fraksi previous dan impervious area. Aliran permukaan dapat ditelusuri antar subarea, antar daerah tangkapan (subcatchment), atau antar titik masuk dari sistem drainase. Aplikasi model SWMM ini dapat digunakan untuk beberapa hal antara lain perencanaan dan dimensi jaringan pembuang untuk pengendalian banjir serta perencanaan daerah penahan sementara untuk pengendalian banjir. Selain itu juga dapat digunakan untuk pemetaan daerah genangan banjir.

16 4 METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Februari sampai dengan Juli Saluran drainase yang dianalisis adalah saluran drainase yang berada di Darmawangsa Residence, Bekasi, Jawa Barat (Gambar 2). U Skala 1:25000 Peta Kota Bekasi Sumber: Google Map (10 Desember 2014) Gambar 2 Peta Lokasi Penelitian Bahan dan Peralatan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data primer dan data sekunder. Data primer bersumber dari observasi lapangan dan pengukuran secara langsung di lapangan yang berupa data karakteristik saluran drainase, peta topografi dan sistem jaringan yang ada di Darmawangsa Residence. Data sekunder yang digunakan berupa data intensitas hujan harian maksimum 10 tahun di daerah Bekasi, peta tutupan lahan, peta masterplan perumahan, dan peta topografi. Alat yang digunakan, yaitu notebook, alat tulis, kalkulator, theodolite, tripod, target rod, tape, dan EPA SWMM 5.1 Pelaksanaan Adapun langkah langkah yang akan dilakukan pada penelitian ini yaitu: a. Pengumpulan data Data yang dibutuhkan berupa data primer dan data sekunder. Data primer dikumpulkan melalui survei yang dilakukan di wilayah penelitian. Data primer yang diperlukan adalah kondisi jaringan drainase pada saat penelitian yang

17 5 meliputi jenis saluran, panjang, lebar, dan kedalaman saluran, elevasi saluran serta batas daerah tangkapan air untuk setiap subcatchment. Pengumpulan data sekunder bertujuan untuk mendapatkan data-data yang dibutuhkan dalam menganalisis saluran drainase yang ada di tempat penelitian. Data sekunder meliputi data curah hujan harian tahun yang diperoleh dari BMKG, peta tutupan lahan, dan peta masterplan Darmawangsa Residence, Bekasi. b. Pengolahan data Data curah hujan yang dipakai adalah data curah hujan harian maksimum tahun yang didapatkan dari Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG). Pada EPA SWMM tinggi genangan atau limpasan hujan pada masing-masing subcatchment dihitung dengan persamaan 1 (Rossman 2004). D I = Dt + Rt... (1) Keterangan : D I = kedalaman air setelah hujan (mm) Dt = kedalaman air pada sub DAS pada saat waktu t (mm) Rt = intensitas hujan pada interval waktu t (mm/jam) Setiap subcatchment dapat dibedakan atas impervious area (kedap air) dan previous area (dapat dilalui air). Daerah impervious dapat dibedakan atas depression storage dan non depression storage. Ada 3 metode untuk menghitung infiltrasi yaitu metode Green Ampt, Horton, dan Curve-Number. Untuk penelitian ini digunakan metode Green Ampt untuk menghitung infiltrasi pada bagian pervious. Menurut Rohmat (2009), metode Green Ampt merupakan fungsi dari parameter hidraulik tanah, yaitu permeabilitas, suction head, dan kelembaban tanah. Parameter-parameter tersebut mempunyai hubungan erat dengan karakteristik fisik tanah. Debit outflow pada saluran dapat dihitung dengan persamaan (2) dan (3) : v = 1/n R 2/3 S 1/2...(2) Q = 1/n R 2/3 S 1/2 A...(3) Keterangan : V = kecepatan (m/det) A = luas penampang saluran (m 2 ) N = koefisien Manning Q = debit (m 3 /det) S = kemiringan lahan R = jari-jari hidrolik (m) Conduit adalah pipa atau saluran yang menyalurkan air dari satu node ke node yang lain. Bentuk melintang dari saluran dapat dipilih dari beberapa macam bentuk standar yang disediakan SWMM. Menurut Rossman (2004), SWMM menggunakan persamaan Manning (2 dan 3) untuk menghitung debit pada conduit. Junction adalah node node sistem drainase yang berfungsi untuk menggabungkan satu saluran dengan saluran yang lain. Outfall node adalah titik pemberhentian dari sistem drainase yang digunakan untuk menentukan batas hilir (downstream).

18 6 c. Analisis data 1. Daerah Pervious dan Impervious Identifikasi daerah pervious dilakukan dengan melakukan ground check di lapangan untuk melihat daerah yang dapat dilalui air melalui infiltrasi (pervious) dan daerah yang tidak dapat melewatkan air (impervious). Kemudian dihitung persentase luas daerah pervious dan impervious untuk setiap subcatchment, sebagai input data dalam subcatchment. 2. Nilai Curah Hujan Rencana Nilai curah hujan rencana merupakan nilai input yang berupa time series. Analisis frekuensi dilakukan dengan menggunakan teori probability distribution, antara lain Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log Pearson III dan Distribusi Gumbel. Selanjutnya untuk penentuan jenis distribusi yang digunakan akan dilakukan uji kecocokan berdasarkan Uji Chi Kuadrat. 3. Model SWMM a) Pembagian subcatchment Langkah awal dalam penggunaan SWMM adalah pembagian subcatchment pada area penelitian. Pembagian tersebut sesuai dengan daerah tangkapan air (DTA) yang ditentukan berdasarkan pada elevasi lahan dan pergerakan limpasan ketika terjadi hujan. b) Pembuatan Model Jaringan Pembuatan model jaringan dilakukan berdasarkan sistem jaringan drainase yang ada di lapangan. Model jaringan ini terdiri dari subcatchment, node junction, conduit, outfall node, dan raingauge. Setelah model jaringan selanjutnya dimasukkan semua nilai parameter yang dibutuhkan untuk semua properti tersebut. c) Simulasi Respon Aliran pada Time Series Simulasi respon aliran pada time series dilakukan untuk melihat respon debit aliran terhadap waktu berdasarkan sebaran curah hujan. Nilai yang dimasukkan adalah nilai sebaran curah hujan terhadap waktu dengan total nilai sesuai dengan curah hujan rancangan hasil dari analisis hidrologi. d) Simulasi model Simulasi ini dilakukan setelah model jaringan drainase dan semua parameter berhasil dimasukkan. Simulasi dapat dikatakan berhasil jika continuity error < 10 %. Dalam simulasi SWMM besarnya debit banjir dihitung dengan cara memodelkan suatu sistem drainase. Aliran permukaan (Q) terjadi jika air yang ada di dalam tanah mencapai maksimum dan tanah menjadi jenuh. Menurut Rossman (2004), nilai Q dapat dihitung dengan persamaan (4). Selanjutnya limpasan yang terjadi (Q) akan mengalir melalui conduit atau saluran yang ada. Q = W 1/n (d dp) 2/3 S 1/2...(4) Keterangan : Q = debit aliran yang terjadi (m 3 /det)

19 7 W = lebar subcatchment (m) n = koefisien kekasaran Manning d = kedalaman air (m) dp = kedalaman air tanah (m) S = kemiringan subcatchment e) Output SWMM Output dari simulasi ini antara lain runoff quantity continuity, flow routing continutiy, highest flow instability indexes, routing time step, subcatchment runoff, node depth, node inflow, node surcharge, node flooding, outfall loading, link flow, dan conduit surcharge yang disajikan dalam laporan statistik simulasi rancangan. f) Visualiasi hasil Visualisasi hasil yang ditampilkan berupa jaringan saluran drainase hasil output dari simulasi, profil aliran dari beberapa saluran utama dan yang diketahui tergenang, dan grafik aliran yang terjadi pada saluran. d. Studi pustaka Metode studi pustaka dilakukan untuk mendapatkan informasi yang dibutuhkan dalam menganalisis permasalahan yang diteliti. Studi pustaka ini dapat diperoleh dari publikasi ilmiah atau jurnal, laporan penelitian yang berkaitan dengan permasalahan, dan buku-buku yang menerangkan tentang aspek yang digunakan dalam menganalisis permasalahan.

20 8 Mulai Data Primer: 1. Dimensi dan elevasi saluran drainase 2. Sistem jaringan drainase Data Sekunder: 1. Data curah hujan 2. Peta masterplan 3. Peta tutupan lahan 4. Peta Topografi Nilai curah hujan rencana Daerah Pervious dan Impervious Simulasi dengan EPA SWMM 5.1 Modifikasi sistem drainase 1. Volume limpasan 2. Profil aliran Kesesuaian saluran drainase dengan debit banjir Tidak Ya Selesai Gambar 3 Diagram Alir Penelitian

21 9 HASIL DAN PEMBAHASAN Keadaan Umum Darmawangsa Residence Darmawangsa Residence merupakan perumahan yang terletak di Desa Satria Mekar, Kecamatan Tambun Utara, Bekasi. Tersedia 1800 unit pada perumahan ini yang terdiri dari ruko dan rumah yang terbagi dalam beberapa Cluster. Untuk Cluster Borobudur sendiri tersedia 180 unit rumah dan 20 ruko. Peralihan dari lahan pertanian ke areal perumahan menyebabkan daerah disekitarnya menjadi kekurangan daerah resapan dan sering terjadi peningkatan volume limpasan yang terjadi pada perumahan tersebut. Darrmawangsa Residence merupakan salah satu dari proyek yang dimiliki PT. Alamindo Trulynusa sebagai developer. Darmawangsa Residence adalah sebuah perumahan yang terletak di lokasi strategis di atas lahan seluas 70 ha. Kawasan perumahan dirancang khusus untuk menciptakan hunian yang nyaman dan aman dengan harga yang terjangkau. Dengan infrastruktur yang terbaik di kelasnya, keamanan 24 jam, tersedianya supermarket, dan arena kolam renang (water splash) di dalam perumahan, Darmawangsa Residence menghadirkan fasilitas pendukung yang lengkap. Penelitian ini dilakukan pada Cluster Borobudur dengan luas ±7 ha. Spesifikasi rumah yang ada di Cluster Borobudur adalah sebagai berikut; pondasi yang digunakan adalah pasangan batu kali dengan sloof beton bertulang, dindingnya menggunakan batako double plester aci dan sudah dicat, lantai yang digunakan adalah keramik, atapnya menggunakan rangka baja ringan dan genteng flat, untuk plafon digunakan plafon gypsum, lalu kusen pintu dan jendela kayu menggunakan daun pintu double plywood yang dicat dan daun jendela dari kayu. Rumah tersebut dilengkapi dengan listrik 900 W, kamar mandi dan WC serta pompa air. Analisis Curah Hujan Rencana Analisis ini dilakukan untuk mendapatkan besar nilai curah hujan rencana yang akan dijadikan sebagai nilai input pada SWMM. Data curah hujan yang dipakai adalah data curah hujan harian maksimum tahun yang didapatkan dari Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG). Data curah hujan yang dipakai dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Curah Hujan Harian Maksimum di Stasiun Halim Perdanakusumah Tahun Curah Hujan Harian Maksimum (mm) Tahun Curah Hujan Harian Maksimum (mm) Sumber: BMKG Kota Bekasi

22 10 Berdasarkan data curah hujan harian maksimum (Tabel 1) dihitung nilai curah hujan rencana dengan menggunakan distribusi probabilitas. Hasil analisis frekuensi curah hujan rencana dapat dilihat pada Tabel 2. Setelah itu, dilakukan perbandingan Skewness Coefisient (Cs) dan Kurtosis Coefisient (Ck) untuk menentukan jenis probabilitas yang sesuai. Hasil perbandingan kedua parameter dapat dilihat pada Tabel 3. Hasil perbandingan parameter tersebut akan menentukan jenis distribusi yang digunakan. Tabel 2 Hasil Analisis Frekuensi Curah Hujan Rencana Periode Ulang Analisis Frekuensi Curah Hujan Rencana (mm) (tahun) Normal Log Normal Log Pearson III Gumbel Tabel 3 Hasil Perbandingan Parameter Distribusi Probabilitas No Distribusi Persyaratan Hasil Perhitungan 1 Gumbel Cs 1.14 Ck Normal Cs = Log Normal Cs = Cv 2 + 3Cv Cs = Log Pearson III Cs mendekati Dari hasil perbandingan parameter distribusi probabilitas (Tabel 3), yang memenuhi kriteria adalah distribusi Gumbel. Metode ini kemudian diuji dengan uji Chi kuadrat. Setelah diuji, distribusi Gumbel memberi hasil X 2 sebesar hasil uji ini dibandingkan dengan X 2 kritis sebesar 5.99, distribusi Gumbel dapat dipakai karena X 2 < X 2 kritis. Mengacu pada Tabel 2, maka curah hujan rencana yang dipakai adalah mm dan bisa dibulatkan menjadi 252 mm untuk mendapatkan hasil simulasi yang lebih meyakinkan dengan nilai curah hujan rencana yang lebih besar. Nilai tersebut didapat dari periode ulang 5 tahun untuk drainase saluran pada daerah tangkapan air yang luasnya kurang dari 10 ha (KEMENPU 2011). Evaluasi Saluran Drainase dengan Model EPA SWMM 5.1 1) Pembagian Subcatchment Cluster Borobudur Darmawangsa Residence terbagi atas 22 subcatchment yang dibagi menurut arah aliran dan elevasi. Sebagian besar subcatchment memiliki daerah impervious sekitar 79% karena area jalan dilapisi beton. Daerah pervious hanya sedikit, berupa halaman rumah dan taman. Nilai karakteristik subcatchment dapat dilihat pada Tabel 4.

23 11 Tabel 4 Nilai Karakteristik Subcatchment pada Cluster Borobudur Subcatchment Luas (ha) Saluran Pengeluaran Lahan Impervious (%) Lahan Pervious (%) S C S C S C S C S C S C S C S C S C S C S C S C S C S C S C S C S C S C S C S C S C S C ) Pembuatan Model Jaringan Pemodelan jaringan merupakan hal utama dalam simulasi dengan SWMM. Sistem jaringan drainase yang ada di lapangan dimodelkan ke dalam SWMM menjadi beberapa bagian. Karakteristik jaringan drainase yang dimasukkan ke dalam pemodelan adalah subcatchment area, junction, conduit, dan outfall nodes. Kawasan Cluster Borobudur memiliki 22 subcatchment, 34 junction, 34 conduit, dan 1 outfall node. Hasil pemodelan dari jaringan drainase pada SWMM untuk kawasan tersebut dapat dilihat pada Gambar 4. 3) Simulasi Aliran pada Time Series Langkah selanjutnya adalah pemodelan simulasi aliran. Simulasi aliran ini dilakukan dengan menggunakan data curah hujan rencana yang didapat dari analisis sebelumnya yaitu 252 mm. Menurut Ningsih (2013), curah hujan rencana disimulasikan seperti penelitian yang telah dilakukan oleh Darmadi (1993 dalam Ningsih 2013) dengan menggunakan waktu simulasi selama 7 jam. Hasil yang didapat dari simulasi ditunjukkan pada Gambar 4.

24 12 U LEGENDA = subcatchment = saluran = node Gambar 4 Hasil Pemodelan Jaringan Drainase di Cluster Borobudur Dari simulasi yang dilakukan didapatkan hasil kualitas simulasi pada Cluster Borobudur untuk limpasan dan penelusuran aliran masing-masing -0.25% dan 0%. Menurut Rossman (2004), jika continuity error mencapai 10%, maka analisisnya diragukan. Dengan demikian hasil simulasi yang didapat termasuk baik. Dari total hujan 252 mm, tiap subcatchment menunjukkan bahwa total infiltrasi cukup kecil (antara mm) per subcatchment dan sisanya menjadi limpasan. Hal ini disebabkan karena sebagian besar merupakan lahan impervious. Hasil simulasi limpasan yang terjadi pada tiap subcatchment disajikan pada Tabel 5.

25 13 Tabel 5 Hasil Simulasi Limpasan pada Cluster Borobudur Subcatchment Total Hujan (mm) Total Infiltrasi (mm) Total Limpasan (mm) Debit Puncak (lt/dt) S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S Besarnya total limpasan pada tiap subcatchment berbeda-beda karena perbedaan luas area impervious pada tiap subcatchment. Semakin besar area impervious, maka semakin besar curah hujan menjadi limpasan. Besarnya debit puncak tiap subcatchment menggambarkan nilai debit debit puncak sesuai dengan curah hujan yang terjadi. Dari Tabel 5, debit puncak paling tinggi terdapat pada subcatchment 21. Hal ini disebabkan subcatchment-nya cukup luas dan luas area impervious-nya sebesar 92%. Pergerakan debit limpasan terhadap waktu untuk subcatchment 21 dapat dilihat pada Gambar 5.

26 14 Gambar 5 Besar Limpasan terhadap Waktu pada Subcatchment 21 Hasil simulasi menunjukkan pada pukul mulai terjadi limpasan pada setiap subcatchment seperti yang ditunjukkan pada Tabel 5. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada pukul mulai terjadi debit puncak pada setiap subcatchment seperti yang ditunjukkan pada Tabel 5. Pada Cluster Borobudur ini tidak terdapat saluran dan node yang meluap karena saluran pada perumahan tersebut sesuai dengan curah hujan rencana yang terjadi pada daerah tersebut. Kemudian pukul limpasan permukaan pada setiap subcatchment mulai berkurang. Limpasan terjadi karena kawasan perumahan kurang memiliki lahan terbuka dan didominasi oleh area impervious yang kurang dapat menyerap air melalui infiltrasi. Hasil simulasi menunjukkan elevasi air tertinggi di saluran C34 pada pukul dan di saluran C19 serta C30 pada pukul Saluran-saluran tersebut terletak pada node J19 sampai Out1 di Cluster Borobudur. Saluran ini tidak meluap karena limpasan air dapat tertampung oleh dimensi saluran yang ada. Garis putus-putus pada profil aliran (Gambar 6) menggambarkan perbedaan kedalaman node pada tiap saluran. Pada Gambar 6 dapat dilihat profil aliran dari saluran pengumpul menuju saluran outlet. Gambar 6 Profil Aliran pada Node J19 Out1 di Cluster Borobudur

27 15 Selain itu pada Gambar 7 ditunjukkan grafik debit aliran pada saluran pengumpul (sebagai hasil simulasi) yang mengalir menuju outlet. Debit aliran yang paling tinggi terjadi pada saluran C31. Hal ini terjadi karena debit yang dialirkan pada saluran ini merupakan debit gabungan dari limpasan yang tidak terinfiltrasi pada setiap subcatchment sehingga debit paling tinggi terdapat pada saluran ini. Debit maksimum pada saluran C31 sebesar lt/dt. Debit aliran berangsur turun terhadap waktu. Pada Gambar 7 dapat digambarkan bahwa jaringan drainase pada kawasan tersebut baik dan pada setiap saluran dapat menampung debit limpasan maksimum dan dapat dibuktikan kesesuaiannya dengan contoh perhitungan pada saluran C31 (Lampiran 4). Gambar 7 Debit Aliran pada Saluran C17 sampai C3 di Cluster Borobudur SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan hasil simulasi permodelan, dari total hujan 252 mm, rata-rata debit puncak pada tiap subcatchment sebesar 70 lt/dt. Limpasan maksimum terjadi pada S21 dan limpasan minimum terjadi pada S16. Debit maksimum pada outlet diperoleh di saluran C31 sebesar lt/dt. Kapasitas jaringan drainase pada kawasan tersebut dapat menampung debit limpasan maksimum pada curah hujan rencana. Saran Perlu dibangun reservoir pada subcatchment yang memiliki limpasan permukaan yang tinggi agar lebih banyak air limpasan yang dapat tertampung dan nantinya dapat digunakan kembali. Serta perlunya pembersihan dan pengangkutan sampah-sampah yang ada di dalam saluran sehingga saluran drainase tidak mampat.

28 16 DAFTAR PUSTAKA [UG] Universitas Gunadarma Drainase Perkotaan. Depok (ID): Gunadarma Blansett, KL Flow, Water Quality, and SWMM Model Analysis for Five Urban Karst Watershed [disertasi]. Pennysylvania (US): The Pennysylvania State University The Graduate School Giron, E Development of a SWMM-GIS Flood Model for New Orleans Drainage Pumping Station No. 4 Basin [disertasi]. New Orleans (US) : University of New Orleans Hasmar, H.H.A Drainase Terapan. Yogyakarta: UII Press Ningsih, S. S Evaluasi Saluran Drainase di Perumah Cinta Kasih Cengkareng Dengan Menggunakan Model EPA SWMM 5.0 [skripsi]. Bogor : Institut Pertanian Bogor Pazwash, H Urban Storm Water Management. Washington, D. C. : CRC Press Rohmat, D Tipikal Kuantitas Infiltrasi Menurut Karakteristik Lahan (Kajian Empirik di DAS Cimanuk Bagian Hulu). Jurnal Forum Geografi Vol. 23 No. 1. Bandung (ID): Universitas Pendidikan Indonesia Rossman, L Storm Water Management Model User s Manual Version 5.0. Cincinnati (US) : EPA United Stated Environmental Agency Santya, S. R dan Haikhal, T. N Pengembangan Saluran Drainase Kawasan Bandar Udara Achmad Yani. [skripsi]. Semarang : Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Sukarto, H Drainase Perkotaan. Jakarta : Mediatama Sapta Karya. Suripin, M Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan.Yogyakarta : Penerbit ANDI. Temprano J, Arango O, Cagiao J, Suarez J, Tejero I Stormwater Quality Calibration by SWMM : A Case Study in Northen Spain. University of Cantabria, Spain. Triatmodjo, B Hidraulika II. Yogyakarta : Beta Offset. Triatmodjo, B Hidrologi Terapan. Yogyakarta : Beta Offset.

29 17 Lampiran 1 Masterplan Cluster Borobudur U Skala 1 : 2000 Sumber: Developer Darmawangsa Residence, Bekasi, Jawa Barat

30 18 Lampiran 2 Skema Jaringan Drainase Cluster Borobudur Out1 C1 C2 C C32 C C C30 C21 C C7 C24 C C28 C8 C22 C26 C31 C20 C C9 C23 C C C10 C11 18 C18 C17 KETERANGAN = Junction C12 C C16 = Conduit = Outlet C15 14 C C4 5 C5

31 Conduit Lebar (b) Kedalaman (h) Slope (S) Qsimulasi A P R V Qperhitungan m M lt/det m 3 /det m 2 m m m/det m 3 /det C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C Lampiran 3 Kesesuaian Debit Simulasi dengan Debit Perhitungan Manual

32 20 Lampiran 4 Contoh Perhitungan Debit di Saluran C31 Diketahui: Qsimulasi : m 3 /detik Lebar saluran (b) : 0.74 m Kedalaman saluran (h) : 0.64 m Slope saluran (S) : Ditanyakan: Qperhitungan:? Jawab: A = b x h A = 0.74 x 0.64 = m 2 p = b + 2h p = (0.64) = 2.02 m R = A/P R = m 2 /2.02 m = m v = 1/n R 2/3 S 1/2 v = 1/0.011 ( ) 2/3 (0.0012) 1/2 v = m/det Q = v x A Q = m/det x m 2 Q = m 3 /det Qperhitungan > Qsimulasi Kapasitas saluran mencukupi

33 21 Lampiran 5 Debit di Tiap Saluran Conduit Debit Maksimum (lt/detik) Jam ke- C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C

34 Lampiran 6 Dimensi Saluran Drainase pada Cluster Borobudur Saluran Kedalaman (m) Lebar (m) Panjang (m) C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C

35 23 Lampiran 7 Flowchart untuk Persamaan 1 (a) dan 4 (b) Mulai Mulai Input data -intensitas hujan -kedalaman air pada sub Input data -Lebar DTA - Koefisien kekasaran Manning - Kedalaman air dan air tanah - Kemiringan DTA Read input data Read input data Proses perhitungan data Proses perhitungan data Nilai kedalaman air Nilai debit aliran yang terjadi Selesai Selesai (a) (b)

36 24 Lampiran 8 Flowchart untuk Persamaan 2 dan 3 Mulai Input data -koefisien Manning -Kemiringan lahan -Jari-jari hidrolik -Luas penampang Read input Perhitungan kecepatan (V) Perhitungan debit (Q) Output data berupa debit Selesai

37 25 RIWAYAT HIDUP Romorajausia Situmorang lahir di Jakarta, 3 Januari 1994 dari pasangan Bapak Ronald Situmorang dan Ibu Hera Saldian sebagai anak tunggal. Penulis memulai pendidikan di SD Santo Mikael ( ), kemudian melanjutkan pendidikan ke SMP Jubilee ( ), dan menamatkan SMA di SMA Negeri 77 Jakarta ( ). Pada tahun yang sama, penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian Bogor. Penulis memilih program studi Teknik Sipil dan Lingkungan, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama kuliah, penulis aktif dalam kegiatan organisasi. Penulis menjadi staf Departemen Pengembangan Sumberdaya Manusia (PSDM) pada Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB pada tahun Penulis menjadi staf Departemen Olahraga dan Seni dalam HIMATESIL IPB pada tahun Selain itu, penulis juga aktif dalam kegiatan kepanitiaan seperti panitia Masa Perkenalan Departemen SIL (PONDASI) 2013, Indonesian Civil and Environmental Festival (ICEF) IPB pada tahun 2012, 2013 dan 2014, serta di beberapa kegiatan lainnya. Penulis telah melaksanakan kegiatan Pelatihan SML ISO Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Lapang pada tahun 2014 di Bendungan Sutami Kabupaten Malang, Jawa Timur. Judul praktik lapang penulis adalah Pemanfaatan Bendungan Sutami untuk Pengendalian Banjir di bawah bimbingan Dr. Ir. Nora H. Pandjaitan, DEA.