TUGAS AKHIR RC09-1380 STUDI PENANGGULANGAN BANJIR KAWASAN PERUMAHAN GRAHA FAMILY DAN SEKITARNYA DI SURABAYA BARAT RATNA PUSPITA WIDYANINGRUM NRP 3107 100 060 Dosen Pembimbing : Ir. Sofyan Rasyid, MT JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011
STUDI PENANGGULAGAN BANJIR KAWASAN PERUMAHAN GRAHA FAMILY DAN SEKITARNYA DI SURABAYA BARAT A. Umum Suatu pemukiman haruslah memiliki sistem drainase yang baik agar terhindar dari masalah banjir, baik itu pada lingkungan di dalam pemukiman sendiri maupun lingkungan yang berada di luar pemukiman. Pada umumnya suatu pemukiman pasti akan merancang sistem drainase di dalam pemukimannya dengan sebaik mungkin agar wilayah pemukimannya tidak terjadi banjir. Akan tetapi, di luar pemukimannya, terkadang tidak ikut diperhatikan sehingga banjir dapat terjadi. Padahal pemukiman yang baik haruslah merancang sistem drainasenya sendiri dengan sebaik mungkin agar air limpasan yang dihasilkan tidak membebani saluran kota dan saluran sekitarnya. Banjir itu sendiri adalah kejadian hidrologi yang dicirikan dengan debit atau muka air yang tinggi yang dapat menyebabkan penggenangan dari tanah disekitar sungai, danau, atau sistem air yang lain. Biasanya yang ditinjau adalah sungai dan saluran yang tidak mampu mengalirkan sejumlah air yang dihasilkan melalui run off process, yang mengakibatkan adanya limpasan air. Namun, banjir juga bisa disebabkan oleh ketidakmampuan air untuk melewati downstream yang disebabkan oleh muka air yang tinggi pada saluran dihilir. Penyebab lain tibulnya banjir adalah hujan dengan durasi yang panjang dan berintensitas tinggi, kegagalan bendung atau tanggul, gempa bumi, tanah longsor, air pasang tinggi, aktivitas manusia, termasuk pengoperasian sistem pengendalian. Banjir memiliki konsekuensi yang sangat luas terhadap bangunan, ekonomi, sosial dan lingkungan. Banjir walaupun jarang terjadi, namun merupakan ancaman terhadap masyarakat, dan oleh karena itu berhubungan dengan sejumlah resiko. Resiko tersebut meliputi identifikasi potensial bahaya yang dapat menyebabkan kecelakaan maupun kerusakan. B. Latar Belakang Kecamatan Wiyung berada di Surabaya Barat. Awalnya, wilayah wiyung merupakan daerah persawahan, ladang dan juga rawa. Sedari awal Wilayah wiyung ini merupakan daerah rawan banjir karena elevasinya yang rendah. Seiring dengan berkembangnya waktu, wilayah wiyung saat ini telah berubah menjadi wilayah pemukiman yang padat. Perubahan fungsi lahan yang terjadi, membuat pemukiman-pemukiman ini berusaha untuk mengatur sistem drainasenya sendiri dengan sebaik mungkin agar banjir tidak terjadi. Kali Makmur merupakan kali yang dimanfaatkan oleh kebanyakan pemukiman di Wiyung sebagai outlet pembuangan pada sistem drainase. Pada kenyataannya, Kali Makmur ini tidak cukup menguntungkan untuk sistem drainase karena kapasitasnya yang terbatas, sehingga tidak cukup menampung air dari wilayah Wiyung dan sekitarnya. Salah satu pemukiman yang juga membuang air limpasannya ke Kali
Makmur adalah Perumahan Graha Family. Perumahan Graha Family, merupakan salah satu pemukiman yang bediri di wilayah Wiyung. Perumahan ini merupakan sebuah pemukiman elite di kota Surabaya. Letaknya berada di kecamatan Wiyung dengan batasbatas sebagai berikut : Sisi Utara : Perumahan Bukit Darmo, Sisi Selatan : Perumahan Dian Istana Sisi Barat : Perumahan Pakuwon Indah Sisi Timur : Jalan tol Surabaya-Malang. Graha family memiliki luas total wilayah 350,3 hektare, dengan komposisi sebagai berikut : Perumahan Kondominium Plaza Perkantoran Area Komersial Lain Lapangan golf Fasilitas/ prasarana : ± 222.7 hektare (3.132 kavling) : ± 3.5 hektare (250 unit) : ± 4.5 hektare (147 unit) : ± 6.4 hektare : ± 16.3 hektare : ± 65.7 hektare : ± 31.2 hektare Gambar 1.1. Masterplan Perumahan Graha Family Perumahan Graha Family berusaha untuk melengkapi sistem drainasenya dengan sebaik mungkin. Selain menampung air dari wilayah perumahannya sendiri, perumahan ini juga menampung air limpasan dari Perumahan Bukit Darmo yang berada di sebelah utara dan memiliki elevasi lebih tinggi dari perumahan Graha Family. Elevasi perumahan Graha Family pun cukup tinggi hanya saja kapasitas Kali Makmur yang terbatas membuat Perumahan ini masih sering tergenang air, terutama pada bagian selatan Perumahan Graha Family yang berbatasan langsung dengan perumahan Dian Istana dan dilewati saluran primer Kali Kendal yang menuju outlet pembuangan Kali Makmur. Genangan pada perumahan Graha Family ini cukup dalam, mencapai ± 1.5 meter atau sedada orang dewasa dengan lama genangan 2-5 jam. Tidak hanya Perumahan Graha Family saja yang tergenang, perumahan dan perkampungan penduduk yang dilewati saluran primer Kali Kendal dari Graha Family menuju outlet Kali Makmur pun ikut tergenang. Air dari Perumahan Graha Family yang terakumulasi dengan air dari Perumahan Bukit Darmo dibuang melalui saluran primer ini dan selanjutnya akan di buang ke Kali Makmur. Sebelum sampai ke Kali Makmur, saluran ini melewati Perumahan Dian Istana dan beberapa pemukiman penduduk seperti Perkampungan Wiyung RW IV, RW V, RW VI dan juga perkampungan Karangan Jaya yang juga sering terjadi banjir. Dengan keuntungan elevasi yang lebih tinggi, Perumahan Graha Family, sering disalahkan sebagai penyebab banjir yang terjadi pada wilayah sekitarnya.
4. Daerah tangkapan hujan (catchment area) ditinjau hanya pada kawasan yang air limpasannya kemungkinan akan membebani saluran drainase perumahan. 5. Desain dan analisa perhitungan hanya mengutamakan pada permasalahan aliran dalam sistem drainasenya, untuk analisa biaya tidak dibahas Pihak Graha Family telah berusaha mengurangi dampak air limpasan yang terjadi pada wilyah perumahannya maupun pada wilayah sekitarnya dengan membuat tiga buah danau yang dimanfaatkan untuk penampungan air hujan. Namun banjir, masih kerap kali terjadi. Sehingga pihak pengembang Graha Family sendiri tidak mengetahui dengan penyebab banjir yang masih sering terjadi. Jika kondisi seperti ini dibiarkan maka permasalahan banjir di Wilayah Surabaya Barat, khususnya wilayah Perumahan Graha Family dan sekitar tidak akan pernah selesai. Berkaitan dengan hal tersebut diatas maka dibutuhkan suatu penyelesaian yang dapat diterima semua pihak tetapi secara teknis mampu mengatasi permasalahan banjir saat ini dan dimasa mendatang. Untuk itu dibutuhkan suatu STUDI PENANGGULANGAN BANJIR KAWASAN PERUMAHAN GRAHA FAMILY DAN SEKITAR DI SURABAYA BARAT. C. Batasan Masalah Yang menjadi batasan masalah dalam penulisan Tugas Akhir ini, antara lain : 1. Studi ini hanya meninjau masalah sistem drainase pada perumahan Graha Family yang menyebabkan banjir pada pemukimannya sendiri dan di sekitarnya. Skema sistem drainase mengikuti yang ada. 2. Saluran kuarter dari rumah tangga tidak diperhitungkan, debit yang diperhitungkan hanya dari curah hujan. 3. Daerah luas yang tergenang ditinjau pada elevasi 14. Gambar 2 D. Daerah Genangan yang ditinjau pada Perumahan Graha Family Konsep Pengerjaan Metodologi sangat diperlukan dalam sebuah penulisan studi. Hal ini penting agar studi yang dilakukan dapat lebih terarah sehingga hasil yang didapatkan bisa lebih optimum. Adapun metodologi yang akan di lakukan dalam studi tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
Alur Pengerjaan : START PENGUMPULAN SALURAN EKSISTING TOPOGRAFI CURAH HUJAN DANAU Kali Kendal DIMENSI SALURAN EKSISTING b, h, z CACTHMENT AREA INTENSITAS HUJAN ( I ) A hdanau Skema air yang masuk ke Kali Kendal Q HIDROLIKA A, C Q HIDROLOGI Routing Danau Kapasitas Kali Makmur NO CEK : Qhidrolika > Qhidrologi YES Debit yang keluar CEK : Qoutflow Kapasitas Kali Kendal terhadap Debit air yang keluar TIDAK LUBER LUBER DIMENSI BARU b1, h1, z1 DIMENSI DAPAT DIGUNAKAN Debit yang dihasilkan Qinflow Solusi : Pendimensian Ulang Pada Saluran Primer Perumahan Graha Family, Melakukan Pengaturan air FINISH
E. Analisa Hidrologi Data-data curah hujan harian selama 20 tahun akan dicari tinggi hujan rataratanya dengan Metode Rata-rata Aljabar. Metode ini merupakan etode yang paling sederhana dalam perhitungan hujan kawasan. Metode ini didasarkan pada asumsi bahwa semua stasiun hujan memiliki pengaruh yang setara. Berdasarkan metode Rata-rata Aljabar, diasumsikan bahwa semua penakar hujan mempunyai pengaruh yang sama. Sehingga, walaupun pada gambar terlihat bahwa Stasiun Hujan Gunung Sari memiliki lokasi lebih dekat dengan Perumahan Graha Family, perhitungan data hujan kali ini yang akan digunakan tidak hanya menggunakan data hujan dari stasiun hujan Gunung Sari, tetapi juga menggunakan data Hujan dari Stasiun Simo. Hujan kawasan diperoleh dari persamaan, dimana P 1, P 2,, P n adalah curah hujan yang tercatat di pos penakar hujan 1, 2,, n dan n adalah banyaknya pos penakar hujan. Pertama-tama yang harus dilakukan dalam perhitungan hujan kawasan adalah mencari hujan maksimum harian rata-rata. Cara-cara yang ditempuh untuk mencari hujan maksimum harian rata-rata adalah sebagai berikut : Menentukan hujan maksimum harian pada tahun tertentu pada salah satu pos hujan Mencari besarnya curah hujan pada tanggal bulan tahun yang sama untuk pos hujan yang lain Menghitung hujan kawasan dengan salah satu metode yang dipilih (dalam hal ini Metode Rata-rata Aljabar) Menentukan hujan maksimum harian (seperti langkah 1) pada tahun yang sama untuk pos hujan lain Mengulang langkah 2 dan 3 untuk perhitungan tiap tahunnya. Selama rentang waktu 20 tahun tersebut, ada beberapa rentang waktu dimana tidak terjadi hujan. Oleh karena itu, perlu diperkirakan berapa besar peluang (frekuensi) terjadinya hujan dengan metode Distribusi Normal, Distribusi Gumbel, dan Distribusi Log Pearson, dimana metodemetode distribusi tersebut dianalisa kebenarannya dengan Uji Chi-Kuadrat. Maka, akan diperoleh tinggi curah hujan harian yang terjadi. Ada 2 (dua) stasiun hujan yang berdekatan dengan lokasi proyek, yaitu stasiun hujan Simo dan stasiun hujan Gunung Sari. Dari perhitungan, diperoleh nilai R 24 untuk periode ulang 2 tahun sebesar 99.83 mm. Data-data lay out/site plan, peta kontur digunakan untuk merencanakan skema drainase, luas daerah limpasan, dan memperkirakan waktu masuknya air hujan menuju inlet-inlet terdekat (t o ). Kemudian dengan menghitung kecepatan aliran pada saluran (v) dengan rumus v R / S yang menggunakan metode trial error, diperoleh nilai t f. Dengan diketahui nilai t o dan t f, waktu konsentrasi (t c ) dapat dicari. Output dari analisa hidrologi adalah debit limpasan (debit hidrologi) yang terjadi pada kawasan perumahan. Debit limpasan itu dipakai sebagai input dalam kontrol penampang saluran drainase perumahan. F. Analisa Hidrolika Dari data-data peta kontur diketahui elevasi permukaan tanah eksisting. Terutama dengan data elevasi permukaan
tanah eksisting dapat menjadi patokan dalam menentukan kedalaman dasar saluran yang akan dibuat. Beda tinggi antara dasar saluran rencana di bagian hulu dan hilir saluran ( H) jika dibagi dengan panjang saluran rencana (L) diperoleh kemiringan dasar saluran (S) yang menjadi data input rumusan v R / S. Luas basah (A) dan keliling basah (O) penampang saluran dicari dengan metode trial error (coba-coba) dengan mengganti besarnya tinggi muka air aktual (h aktual ) di saluran drainase. Output dari analisa hidrolika adalah debit hidrolika pada saluran. Debit hidrolika (Q hidrolika ) kemudian akan dikontrol dengan debit hidrologi (Q hidrologi ) dimana : Q = Q hidrolika - Q hidrologi 0,000 G. Routing Pada Danau Golf Routing dilakukan untuk mengetahui berapa besar debit yang masuk (Q inflow ) pada danau dan berapa debit yang dikeluarkan (Q outflow ) dari danau. Dengan melakukan routing, dapat diketahui hubungan tinggi muka air yang terjadi diambang dengan waktu. Routing pada kolam tampungan berupa danau ini menggunakan Modified Pul s Method, dimana analisa mulai dihitung saat h air = h ambang. Langkah pertama yang dilakukan untuk menghitung routing adalah Menghitung kapasitas tampungan (storage) dari tinggi muka air diatas ambang dan luas permukaaan danau (S). Lalu menghitung (S+ Q. t/2). Q adalah debit outflow yang dapat dihitung dengan meggunakan rumus ambang Q= 2/3. Cd. 2.. masuk pada danau, dihitung dengan cara mengakumulasi total debit menuju danau. H. Perhitungan Backwater Metode yang dipakai untuk backwater (air balik) adalah dengan metode direct step (tahapan langsung) dimana perhitungan dimulai dari hilir (muara). Dari perhitungan back water ini, diperoleh bahwa tinggi muka air di saluran hilir saluran lebih rendah dari tinggi muka air outlet mencapai 5.231 m. I. Kesimpulan Dari hasil studi, dapat disimpulkan bahwa saluran primer Perumahan Graha Family yang berbatasan langsung dengan saluran outlet tidak cukup menampung air limpasan yang dihasilkan baik itu akibat back water maupun karena air limpasan sendiri. Penampang saluran berbentuk trapezium dengan b = 1.2 m z = 0.46 dan h saluran = 2.8 m, sedangkan tinggi muka air akibat back water mencapai 5.231 m. Solusi untuk menanggulangi masalah banjir tersebut adalah dengan pendimensian ulang saluran primer tersebut. dan t mengacu kepada waktu dari Q inflow. Dari hasil perhitungan ini, dapat dilakukan inter polasi untuk mengetahui debit air yang keluar dari danau. Untuk perhitungan debit