PERENCANAAN SISTEM DRAINASE PADA PROYEK PEMBANGUNAN JALAN TOL SURABAYA-MOJOKERTO SEKSI IA

TUGAS AKHIR RC09-1380 PERENCANAAN SISTEM DRAINASE PADA PROYEK PEMBANGUNAN JALAN TOL SURABAYA-MOJOKERTO SEKSI IA DIPO SURYAPRAJA NRP 3106 100 010 Dosen Pembimbing : Ir. Fifi Sofia Ir. Anggrahini, MSc JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011

2

3 Perencanaan Sistem Drainase pada Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA Nama Mahasiswa : Dipo Suryapraja NRP : 3106 100 010 Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Pembimbing : Ir. Fifi Sofia Ir. Anggrahini, MSc. ABSTRAK Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Nojokerto (SUMO) adalah perencanaan pembangunan jalan tol yang akan menghubungkan dua kota besar di Provinsi Jawa Timur yaitu Kota Surabaya dan Kota Mojokerto. Dalam studi ini membahas perencanaan sistem drainase jalan tol yang mampu menangani air limpasan hujan yang terjadi. Lokasi studi ini bertempat pada proyek pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto untuk Seksi IA di wilayah Waru-Sepanjang. Banjir dan genangan air sangat tidak diharapkan terjadi, oleh karena itupada awal perencanaan sistem drainase perlu direncanakan skema drainasenya. Pada skema drainase, direncanakan arah aliran dan tempat pembuangan akhir (outlet) yang dalam lokasi studi adalah Kali Menanggal dan Kali Buntung. Pada umunya ketinggian elevasi permukaan jalan tol berada di atas timbunan setinggi kurang lebih 8 meter. Supaya air limpasan hujan tidak menggerus permukaan timbunan, perlu dibuat saluran yang menuruni timbunan dan mengalirkan air dari permukaan jalan menuju kaki timbunan yang selanjutnya dialirkan menuju saluran-saluran drainase. Selain itu, air limpasan hujan yang terjebak di antara timbunan juga perlu diperhatikan supaya tidak menggenang dan merusak timbunan jalan. yang terjadi di permukaan jalan told an kawasan-kawasansekitar jalan tol yang membebani saluran-saluran drainase yang direncanakan. Selain itu, diharapkan adanya Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO) tidak menjadi permasalahn banjir di masa-masa yang akan dating. Kata Kunci : Drainase Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA, Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO) bertujuan untuk menghubungkan 2 (dua) kota besar di Provinsi Jawa Timur yaitu Kota Surabaya dan Kota Mojokerto. Pembangunan jalan tol ini rencananya akan memiliki panjang jalan 36,270 Km dan terbagi menjadi 5 (lima) seksi yaitu Seksi IA (Waru-Sepanjang), Seksi IB (Sepanjang-Western Ring Road), Seksi II (Western Ring Road-Driyorejo), Seksi III (Driyoreja- Krian), Seksi IV (Krian- Mojokerto Utara-Mojokerto Kota). Dalam penulisan ini yang ditinjau adalah perencanaan sistem drainase pada Seksi IA saja. Perencanaan sistem drainase pada Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO) harus mampu melayani air limpasan hujan

4 Gambar 1.1. Rencana Proyek Jalan Tol Surabaya- Mojokerto (SUMO) Pada perencanaan sistem drainase jalan akan berkaitan erat dengan site plan jalan, aligment vertical-horizontal jalan, superelevasi jalan, dan elevasi permukaan jalan. Tujuannya adalah untuk mengalirkan limpasan air yang terjadi di permukaan jalan secara grafitasi dan dibuang melalui saluran drainase yang telah ada (eksisting) atau yang belum ada (non-eksisting) menuju saluran pembuang akhir (outlet). Untuk saat ini, kondisi sistem drainase pada kawasan Jalan Tol SUMO belum terhubung dengan baik. Masih adanya saluran-saluran drainase yang rusak akibat termakan usia atau ada yang rusak akibat tertutup oleh pekerjaan timbunan proyek. Oleh karena itu, perlu direncanakan suatu system pengelolaan air limpasan yang terjadi, sehingga air limpasan tidak menggenangi daerah sekitar dan langsung masuk ke saluran-saluran drainase yang ada. 1.2. Perumusan Masalah Perumusan masalah pada penulisan Tugas Akhir (TA) ini adalah : 1) Berapa besar debit limpasan yang terjadi di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA dan sekitarnya yang akan membebani saluran drainase jalan?. 2) Bagaimana dengan sistem drainasenya agar tidak terjadi genangan dan bagaimana kaitannya dengan sistem drainase kawasan?. 3) Bagaimana rencana bentuk dan dimensi penampang saluran serta bangunan pelengkap pada sistem drainasenya?. 1.3. Ruang Lingkup Penulisan Penulisan Tugas Akhir ini, lokasi studi adalah di Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO) khusus untuk Seksi IA di kawasan Waru- Sepanjang. Dimana letak geografis lokasinya adalah : Utara : Kelurahan Sepanjang Selatan : Jalan Dukuh Menanggal Timur : Kelurahan Bebekan Barat : Kelurahan Bungurasih 1.4. Batasan-Batasan Masalah Yang menjadi batasan masalah dalam penulisan Tugas Akhir ini, antara lain : 1) Studi ini hanya meninjau perencanaan sistem drainase di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA di wilayah Waru- Sepanjang. 2) Debit yang ditinjau hanyalah dari air hujan saja. 3) Daerah tangkapan hujan (catchment area) ditinjau hanya pada kawasan yang air limpasannya kemungkinan akan membebani saluran drainase jalan tol.

5 4) Data yang digunakan adalah data sekunder yang diperoleh dari instansi terkait. 5) Tidak memperhitungkan Rencana Anggaran Biaya (RAB) dalam pengerjaan saluran drainasenya. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Survey Lapangan Data saluran eksisting (saluran yang yang telah ada) diperoleh dari hasil survey di sekitar kawasan Jalan Tol SUMO Seksi IA. Ada 7 (tujuh) saluran eksisting yang akan mempengaruhi hidrologi dan hidrolika saluran. Daftar saluran eksisting terlampir pada table berikut. Gambar 1.2. Proyek Jalan Tol Surabaya- Mojokerto (SUMO) Seksi IA 1.5. Tujuan Penulisan Tujuan penulisan ini, antara lain : 1) Merencanakan debit limpasan yang terjadi di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA dan sekitarnya yang akan membebani saluran drainase jalan. 2) Merencanakan sistem drainase Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA 3) Membuat perencanaan detail penampang saluran serta bangunan pelengkap yang diperlukan pada Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA 1.6. Manfaat Penulisan Apabila sistem drainase yang direncanakan dibangun maka air limpasan yang terjadi dipermukaan jalan tidak akan tergenang dan dibuang langsung ke saluran-saluran drainase menuju saluran akhir (outlet). Tabel 2.1. Daftar Saluran Eksisting di sekitar Kawasan Jalan Tol SUMO Seksi IA No. Nama Asal Aliran Saluran 1 S Ex Pgs A Perumahan Pagesangan 2 S Ex Swh IA Persawahan Pagesangan 3 S Ex Swh I Persawahan Pagesangan 4 S Ex Swh II3 A Persawahan Pagesangan S Ex Swh II3 B 5 S Ex 11+100 Ramp 11+100 6 S Ex Prm Perumahan Bbk A 7 S Ex Prm Bbk B Bebekan Perumahan Bebekan (Catatan : untuk lebih jelasnya mengenai letak saluran eksisting tersebut, dapat dilihat pada Gambar 2.2). Dari hasil survey diketahui bahwa kondisi saluran eksisiting : terbuat dari material tanah, pada ruas-ruas tertentu, dimensi saluran tidak beraturan, dan;

6 terdapat endapan, sampah, dan tumbuhan liar di penampang basah saluran. Oleh karena itu, untuk memudahkan perhitungan saluran eksisting diasumsikan berbentuk trapesium sama kaki dengan material tanah dan kemiringan talud 1:z = 1:0,5. hair 0,5 1 b w hsaluran Gambar 2.1. Penampang Saluran Eksisting 2.2. Analisa Hidrologi 2.2.1. Analisa Hujan Rata-Rata Kawasan Ada 3 (tiga) macam cara yang digunakan dalam menghitung hujan ratarata kawasan, yaitu metode rata-rata aljabar, metode poligon Thiessen, dan metode isohyet. Luas proyek jalan tol +1,24 km 2 (termasuk dalam catchment area (DAS) kecil) dengan kontur topografi umumnya dataran (dengan variasi elevasi +4 m sampai +6 meter) dan stasiun hujan terdekat dengan lokasi proyek terbatas ada 6 (enam) buah (Lihat pada sub-bab 3.2.), maka metode yang digunakan untuk menghitung hujan rata-rata kawasan adalah dengan menggunakan metode Thiessen Polygon. Hujan rata-rata dapat dihitung sebagai berikut : atau... (2.1) A = luasan daerah aliran A i = luasan daerah pengaruh stasiun i R i = tinggi hujan pada stasiun i 2.2.2. Analisa Periode Ulang Curah Hujan Untuk daerah pemukiman umumnya dipilih hujan rencana dengan periode ulang 5-15 tahun. Daerah pusat pemerintahan yang penting, daerah komersil, dan daerah padat dengan nilai ekonomi tinggi dengan periode ulang 10-50 tahun. Perencanaan gorong-gorong jalan raya dan lapangan terbang antara 3-15 tahun. Perencanaan pengendalian banjir pada sungai antara 25-50 tahun. 2.2.3. Analisa Frekuensi Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Maksudnya adalah pada suatu periode ulang dimana hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai dan dilampaui. Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah : 1) Distribusi Normal ; 2) Distribusi Gumbel. ; dan 3) Distribusi Log-Normal. 2.2.4. Analisa Intensitas dan Waktu Hujan Mononobe menuliskan perumusan intensitas untuk hujan harian sebagai berikut :

7 (2.14) I = intensitas hujan (mm/jam) R 24 = tinggi hujan maksimum dalam 24 jam (mm) t = waktu hujan (jam) 2.2.5. Analisa Waktu Konsentrasi pada Permukaan Jalan Pada Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA penentuan waktu konsentrasi tergantung pada potongan melintang (cross section) dan potongan memanjang (long section) pada permukaan jalan. Waktu konsentrasi dihitung dengan rumus : t c = t o + t f... (2.15) t o = waktu yang diperlukan untuk mengalir mencapai inlet t f = waktu yang diperlukan untuk mengalir sepanjang saluran Perumusan yang umum digunakan untuk menghitung t o : Rumus Kerby (1959) : t o 1,44 n d L i 0.467 (2.16a) L < 400 m L = jarak dari titik terjauh ke inlet (m) n d = koefisien setara koefisien kekasaran i = kemiringan medan 2.2.6. Analisa Waktu Konsentrasi pada Struktur Jalan Pada Proyek Jalan Tol Surabaya- Mojokerto ini hampir keseluruhan badan jalan berada pada struktur timbunan atau pada struktur jembatan. Untuk mengalirkan air limpasan pada kondisi jalan seperti ini dibutuhkan inlet-inlet drainase yang menuju saluran terbuka di kaki timbunan. Jumlah inlet yang dibutuhkan tergantung dari persamaan :...(2.23) Umumnya untuk jarak pemasangan inlet pada : Struktur timbunan : 10-20 meter Struktur jembatan : 5-10 meter 2.2.7. Analisa Koefisien Pengaliran Koefisien Pengaliran C pada Tabel 2.9. dapat diaplikasikan untuk hujan dengan periode ulang 5 10 tahun. Intensitas hujan tinggi menyebabkan koefisien C tinggi, sebab infiltrasi dan kehilangan air lainnya hanya berpengaruh kecil pada limpasan. Koefisien C untuk suatu wilayah permukiman (blok, kelompok) dimana jenis permukaannya leih dari satu macam, diambil harga rata-ratanya dengan rumus berikut ini : C rata-rata = CiAi A i (2.25) C i = Koefisien pengaliran untuk bagian daerah yang ditinjau dengan satu jenis permukaan A i = Luas bagian daerah 2.2.8. Analisa Debit Rencana Dimensi saluran didesain berdasarkan besarnya debit air hujan yang akan dialirkan. Rumus Rasional : Q = C I A (m³/detik) (2.26) Q = debit (m³/detik) C = koefisien pengaliran I = intensitas hujan untuk periode ulang tertentu (mm/jam)

8 A = Luasan yang akan didrain (km²) 2.3. Analisa Hidrolika 2.3.1. Perhitungan Kecepatan Saluran Kecepatan aliran dalam saluran hendaknya tidak menyebabkan terjadinya pengendapan dan tumbuhnya tanaman pengganggu, selain itu juga perlu diperhatikan jenis material yang akan digunakan supaya kecepatan aliran tidak menggerus dasar saluran. Untuk saluran dari beton kecepatan maksimum adalah 4 m/s (Modul Drainase 2005, Fifi Sofia, hal. 2-31) 2.3.2. Perhitungan Kekasaran Saluran Koefisien kekasaran saluran ditentukan oleh bahan/material saluran, jenis sambungan, material padat yang terangkut dan yang terendap dalam saluran, akar tumbuhan, aligment lapisan penutup (pipa), umur saluran dan aliran lateral yang menggangu. 2.3.3. Perhitungan Saluran Berpenampang Persegi Untuk saluran yang berpenampang persegi seperti u-ditch atau box culvert, dimensinya dapat direncanakan dengan rumusan-rumusan : A = bh (2.28) O = b + 2h (2.29) (2.30) T = b (2.31) D = h (2.32) b = lebar saluran (m) h = tinggi saluran (m) A = luas penampang saluran (m 2 ) O = keliling basah saluran (m) R = jari-jari hidrolis (m) T = lebar puncak (m) D = kedalaman hidrolis 2.3.4. Perhitungan Saluran Berpenampang Trapesium Untuk saluran yang berpenampang trapesium, dimensinya dapat direncanakan dengan rumusan-rumusan : A = (b + zh)h (2.33) (2.34) (2.35) T = b + 2zh (2.36) (2.37) b = lebar saluran (m) h = tinggi saluran (m) z = kemiringan talud A = luas penampang saluran (m 2 ) O = keliling basah saluran (m) R = jari-jari hidrolis (m) T = lebar puncak (m) D = kedalaman hidrolis 2.3.5. Tinggi Jagaan Yang dimaksud tinggi jagaan adalah jarak antara elevasi muka air (elevasi muka air pada saat perencanaan) sampai puncak tanggul,, yang disediakan untuk perubahan elevasi penuh air akibat angin dan penutupan pintu air di hulu (bukan untuk tambahan debit). BAB III METODOLOGI 3.1. Konsep Pemikiran Permukaan jalan pada Jalan Tol Surabaya-Mojokerto terletak tidak sebidang dengan saluran pembuangannya. Permukaan jalan berada berada di atas timbunan atau jembatan interchange (flyover). Karena itu, perlu direncanakan

9 perlakuan terhadap aliran air limpasan yang menuruni timbunan atau jembatan. Selain itu, perlu diperhitungkan air limpasan dari kawasan sekitar proyek yang mungkin membebani saluran tepi dan outlet. Outlet dalam perencanaan ini adalah Kali Buntung (outlet 1) dan Kali Menanggal (outlet 2). Gambar 3.1. Flow-Chart Konsep Perencanaan Drainase Hal-hal yang menjadi perhatian dalam perencanaan sistem drainase Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA ini adalah : 1) Saluran tepi di kaki-kaki timbunan diharapkan dapat menampung debit limpasan yang terjadi baik yang berasal dari permukaan jalan maupun kawasan di sekitar proyek yang mungkin membebani saluran yang direncanakan. 2) Arah aliran saluran direncanakan dalam bentuk skema drainase. Selain itu, juga direncanakan gorong-gorong untuk mengalirkan air limpasan hujan yang terhalang oleh medan (misalnya : timbunan dan jalan yang telah ada (eksisting)). 3.2. Pengumpulan Data Data-data yang diperoleh berasal dari : a) Balai PSAWS Butung Peketingan Ngagel, yang meliputi : Tabel curah hujan harian selama 18 tahun dari stasiun hujan. b) Kontraktor PT. Wijaya Karya, yang meliputi : Lay Out/Site Plan Proyek Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA Survey Drainase berupa foto-foto dan pengamatan langsung di lapangan. Gambar-gambar long dan cross section Proyek Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA Elevasi permukaan jalan dan permukaan tanah asli (eksisiting). Elevasi saluran akhir (outlet). c) GoogleEarth, yang meliputi : Peta topografi dan posisi astronomis (letak lintang dan bujur) dari stasiun hujan. Gambaran tampak atas lokasi proyek dan daerah di sekitar proyek. 3.3. Analisa Hidrologi Untuk data-data curah hujan harian selama 18 tahun akan dicari tinggi hujan rata-ratanya dengan Metode Thiessen Polygon. Besarnya faktor pengaruh daerah stasiun hujan dapat diketahui dengan memplot-kan polygon pada peta topografi yang menunjukkan posisi stasiun hujan. Selama rentan waktu 18 tahun tersebut, ada beberapa rentan 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. Data-data lay out/site plan, long section (potongan memanjang) dan cross section (potongan melintang) pada jalan 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 (rumus 2.27) diperoleh nilai t f. Dengan diketahui nilai t o dan t f, waktu konsentrasi (t c ) dapat dicari.

10 Output dari analisa hidrologi adalah debit limpasan (debit hidrologi) yang terjadi pada kawasan proyek. Debit limpasan itu dipakai sebagai input dalam kontrol penampang saluran drainase jalan. Lay Out Jalan Tol Luas Daerah Limpasan (A) dan Koef. Pengaliran (C) START Skema Drainase Pot. Melintang Jalan Tol (Cross Section) Waktu Air Limpasan Mencapai Inlet (to) Data Hujan Catchment 18 Tahun Area Tinggi Hujan Rencana (R2, R5, R10) 3.4. Analisa Hidrolika tc = to + tf Pot. Memanjang Jalan Tol (Long Section) Panjang Saluran Rencana (L) Beda Tinggi (ΔH) S = ΔH/L Dari data-data long section (potongan memanjang) dan cross section (potongan melintang) diketahui elevasi permukaan jalan dan elevasi permukaan tanah eksisting. Terutama dengan data elevasi permukaan tanah eksisiting 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 (rumus 2.27). 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 ) Q = Q hidrolika - Q hidrologi 0,000 3.5. Kesimpulan Metodologi Yang ingin dicapai dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah perencanaan sistem drainase pada Proyek Jalan Tol Surabaya Mojokerto Seksi IA dan mendesain saluran dan bangunanbangunan bantu, misalnya bangunan terjun, dan sebagainya. Debit Hidrologi Q = 1/3,6 CIA Dimensi Penampang Saluran A = (b + zh)h O = b + 2h(1+z 2 ) 0,5 Waktu Air Limpasan di Saluran (tf = L/v) ΔQ 0,000 Ya Tidak terjadi limpahan Profil Muka Air Analisa Backwater FINISH lebar saluran (b) ditentukan, tinggi saluran (h) dicari dengan trial error Tidak Terjadi limpahan Solusi Debit Hidrolika Q = va Gambar 3.3. Flow-Chart Metodologi BAB IV PENGOLAHAN DATA 4.1. Perencanaan Skema Drainase Skema jaringan saluran drainase diperlukan untuk menunjukkan perencanaan sistem aliran air hujan yang yang jatuh pada permukaan jalan menuju saluran tepi (tersier) dan dibuang menuju pembuangan akhir (outlet). Konsep perencanaan skema arah aliran air hujan ini adalah : 1. Meninjau pada outlet terdekat dari sistem drainase jalan tol. 2. Mengalirkan air hujan secara grafitasi, yaitu dari permukaan berelevasi tinggi menuju permukaan berelevasi rendah. Pada skema jaringan drainase yang tampak adalah saluran-saluran terbuka pada sisi kaki-kaki timbunan yang akan menerima limpasan air dari permukaan

11 jalan. Jika aliran air pada saluran terbuka tersebut terhalang oleh medan (jalan eksisting ataupun timbunan), maka diatasi dengan membuat saluran terbuka goronggorong. Selain itu, layout dari proyek ini dibagi menjadi 13 (tiga belas) zona. Pembagian zona tersebut berfungsi sebagai zooming lokasi saluran rencana sekaligus menunjukkan kesatuan sistem drainase pada zona tersebut. Tabel 4.1. sampai dengan Tabel 4.13. menunjukkan letak saluran rencana yang akan dibuat. Sebagai ilustrasi tentang simbol-simbol dan index pada tabel tersebut adalah sebagai berikut : Saluran : S1 A = S saluran = 1 berada di Zona 1 = A nomor index saluran Saluran : S G 3B = S saluran = G gorong-gorong = 3 berada di Zona 3 = B nomor index saluran Saluran : O3 = O outlet = 3 nomor index outlet T14 = titik kontrol dengan nomor index 14 Sta. 11+000 = posisi stasioning pada kilometer 11. Sta. 11+100 = posisi stasioning pada kilometer 11 lalu ditambah jarak sepanjang 100 meter, atau dengan kata lain berjarak 100 meter dari Sta. 11+000 (Sta. 11+000 sebagai titik acuan pengukuran stasioning pada jalan kilometer 11). Sedangkan : Ex = saluran eksisting Swh = sawah Pgs = daerah Pagesangan Wsm Bng = daerah Wisma Bungurasih Prm Bbk = daerah Perumahan Bebekan Mahmilti = daerah Mahkamah Militer Sta. = posisi stasioning pada jalan Data sekunder berupa gambar rencana yang diperoleh dari lokasi proyek berbentuk softcopy, sehingga dapat dihitung panjang saluran yang direncanakan dengan salah satu tools dari program AutoCAD yang bernama dimension. Gambar 4.1. Dengan menggunakan dimension pada program AutoCAD dapat diketahui panjang saluran rencana Sedangkan data-data elevasi pada saluran rencana, dapat diketahui dari datadata sekunder long section (potongan memanjang) jalan tol yang diperoleh dari lokasi proyek. 4.2. Menentukan Luasan Daerah Aliran

12 Air hujan yang jatuh pada suatu daerah, limpasannya akan ditampung oleh saluran-saluran. Oleh karena itu, luasan daerah yang terkena hujan perlu diketahui. Semakin luas daerah limpasan yang ditampung saluran, maka dimensi saluran juga akan semakin besar. Karena itu, perlu perhitungan cermat luasan daerah limpasan pada alur-alur saluran yang akan dilewati. 4.2.1. Menghitung Luas Daerah Aliran yang Eksisting Air limpasan yang terjadi di luar lokasi proyek namun kemungkinan akan membebani atau ikut melalui saluran yang akan direncanakan juga harus diperhitungkan. Gambar 4.2. (a) tidak direncanakannya saluran untuk mengatasi air limpasan eksisting (b) salah satu solusi genangan air (misal : gorong-gorong) Hal ini bertujuan agar proyek jalan tol ini tidak menghambat aliran limpasan yang telah ada. Sehingga di masa mendatang dengan adanya jalan tol ini tidak menimbulkan genangan air di sekitar wilayah jalan tol. Pada daerah eksisting, luar daerah aliran dapat diketahui dengan menggunakan software online GoogelEarth. Dengan membuat bentuk poligon pada area yang dicari, dapat diketahui luas (area) di lokasi tersebut. Luas Daerah Gambar 4.3. Mengetahui Luas Aliran dengan GoogleEarth 4.2.2. Menghitung Luas Daerah aliran di Lokasi Proyek Pada daerah proyek yang akan direncanakan salurannya, luas daerah aliran diperoleh dari softcopy gambar siteplan/layout lokasi proyek. Dimana pada tiap-tiap saluran dicari luas daerah aliran yang akan memebani saluran dengan menggambar bentuk poligon pada AutoCAD. Dari poligon tersebut dapat diketahui luasan daerah yang akan membebani saluran rencana. Luas Daerah Gambar 4.4. Dengan Poligon AutoCAD Diketahui Luasan Daerah Aliran 4.3. Menentukan Koefisien Pengaliran Dengan menentukan jenis permukaan daerah yang akan dilalui air

13 hujan, dapat diambil nilai koefisien pengaliran (C) berdasarkan Tabel 2.9. (Lihat sub-bab 2.2.8.). BAB V ANALISA HIDROLOGI 5.1. Menentukan Tinggi Hujan Rencana Ada 2 (dua) stasiun hujan yang berdekatan dengan lokasi proyek, yaitu stasiun hujan Ketegan dan stasiun hujan Bono.. Garis Pembagi Lokasi +5,52 Km Gambar 5.1. Lokasi Stasiun Hujan Ketegan dan stasiun Hujan Bono (Sumber : Google Earth) Stasiun hujan Ketegan berada pada posisi 7 o 20,459 LS dan 112 o 42,192 BT dan stasiun hujan Bono berada pada posisi 7 o 22,442 LS dan 112 o 44,459 BT. Dengan bantuan Google Earth dapat ditarik garis khayal yang menghubungkan kedua stasiun dan diketahui jarak antara kedua stasiun hujan adalah +5,52 Km. Berdasarkan metode Thiessen, jika garis yang menghubungkan kedua stasiun tersbut dibagi dua, tampak bahwa stasiun hujan Ketegan lebih dekat dan akan lebih besar pengaruhnya dalam menentukan tinggi hujan di lokasi proyek. Oleh karena itu, dalam perencanaan kali ini data hujan yang akan digunakan adalah data hujan dari stasiun hujan Ketegan. 5.2. Menentukan Waktu Konsentrasi Waktu konsentrasi (t c ) pada masingmasing saluran, dilihat pada titik-titik kontrol saluran. Titik-titik kontrol merupakan pertemuan antara saluran tepi dari berbagai tempat pada suatu titik temu ataupun tergantung dari kondisi (medan) tertentu yang memerlukan pengontrolan. Dalam skema drainase Tugas Akhir ini, titik-titik kontrol disimbolkan Tindex (Lihat sub-bab 4.1 tentang cara membaca simbol dan index pada skema drainase) Langkah awal dalam menghitung nilai t c adalah dengan mengetahui terlebih dahulu nilai t o dan t f. a) Nilai t o Permukaan daerah limpasan terdiri dari permukaan jalan, permukaan timbunan jalan, dan permukaan lahan. Sesuai dengan Tabel 2.8. dalam perumusan Kerby (rumus 2.16) bahwa nilai n d tergantung dari jenis permukaan daerah limpasan. Diasumsikan berdasarkan Tabel 2.16 bahwa : permukaan jalan : n d = 0.04 permukaan timbunan jalan : n d = 0.02 permukaan lahan : n d = 0,4 (untuk perumahan) : n d = 0,3 (untuk lapangan)

14 Data-data potongan melintang (cross section) dan potongan memanjang (long section) memuat informasi tentang gradien memanjang (g) dan gradien melintang (s) pada penampang jalan, timbunan, dan lahan. (Lihat pembahasan sub-bab 2.2.6.2). Contoh : Untuk saluran rencana S1 A dipermukaan jalan : g = 0,1 % = 0,001 dari data long section s = 2,3 % = 0,023 dari data cross section W = 15,020 m (lebar jalan) X = g / s W = 0,001 / 0,023 (15,020) = 0,454 m (lebar memanjang) h g = X.g = (0,454).(0,001) = 0,00031 h s = W.s = (15,020).(0,023) = 0,343 h = h g + h s = 0,00031 + 0,343 = 0,344 i = h / L = 0,344 / 15,027 = 0,023 dengan n d = 0,04 maka dengan rumusan Kerby (2.16) : t o 1,44 0,04 15,027 0,023 0.467 = 2,743 menit Untuk selanjutnya pada timbunan jalan dan lahan menggunakan prinsip perhitungan yang sama. 5.3. Menentukan Debit Hidrologi Saluran Meninjau pada sub bab 4.2 yaitu perhitungan luasan daerah aliran, diketahui luasan area (A) yang akan membebani saluran. Selain itu, berdasarkan survey lapangan dapat ditentukan nilai koefisien pengaliran (C) yang mengacu pada Tabel 2.9. Dengan memasukkan tinggi hujan rencana pada sub bab 5.1. dengan rumus intensitas hujan oleh Mononobe (perumusan 2.14) yaitu dengan periode ulang 2, 5, dan 10 tahun, diperoleh debit hidrologi (Q) pada saluran berdasarkan rumus rasional (perumusan 2.26). Contoh : untuk Saluran S1 A A = 0,0026 Km2 Lihat Tabel 4.14 Saluran S1 A C = 0,8203 Lihat Tabel 4.14 Saluran S1 A t fo = 6,836 menit = 0,114 jam Lihat Tabel 5.11c Saluran S1 A R 24 = 89,95 mm saluran tepi (tersier dan sekunder) b) Nilai t f Dalam perencanaan ini, kecepatan saluran diperoleh berdasarkan rumusan (rumus 2.27) dan panjang saluran (L) terlampir pada Tabel 4.1 Tabel 4.11. Maka, dengan rumusan t f = L / v dapat diketahui nilai t f -nya. Setelah nilai t o dan t f diketahui, waktu konsentrasi pada masing-masing saluran dapat dihitung dengan perumusan 2.15. Q = C I A = (0,8203) (132,686) (0,0026) = 0,079 m 3 /s Dengan memperoleh besar debit hidrologi (Q) yang terjadi pada masingmasing saluran, dapat direncanakan dimensi saluran hidrolikanya. Berikut hasil hitungan dengan Ms. Excel untuk saluransaluran yang lain.

15 BAB VI ANALISA HIDROLIKA 6.1. Menentukan Letak Elevasi Dasar Saluran Elevasi hulu dan hilir saluran dasar saluran diperoleh dengan menggunakan metode trial error (cobacoba) dengan syarat elevasi dasar saluran tidak boleh lebih besar dari elevasi permukaan jalan atau lahan serta memperhitungkan tinggi aktual (h aktual ) dan tinggi jagaan (w) pada saluran. Beda tinggi ( H) antara elevasi hulu dan hilir dasar saluran dibagi panjang saluran rencana (L) akan diperoleh kemiringan saluran (S). Nilai S tersebut sebagai dara input dalam perumusan : (rumusan 2.27). Jari-jari hidrolis (R) pada rumusan 2.27 diperoleh dengan rumus : R = A / O dimana luas basah (A) dan keliling basah (O) juga diperoleh dengan metode trial error (coba-coba) dengan mencoba mengganti nilai h (tinggi muka air atau tinggi aktual). Sedangkan, lebar saluran (b) dalam hal ini telah ditentukan. 6.2. Menentukan Debit Hirolika Setelah diketahui nilai v (kecepatan saluran) maka debit hidrolika dapat dicari dengan rumus : Q = va dimana A adalah luas basah penampang saluran. 6.3. Menentukan Tinggi Muka Air Aktual Jika kontrol debit ( Q) telah terpenuhi maka tinggi aktual (h aktual lihat Tabel 6.1b.) pada trial error sebelumnya telah benar. Dengan menambahkan elevasi dasar saluran dan tinggi aktual akan diperoleh profil muka air aktual. Perlu diperhatikan di sini bahwa elevasi muka air aktual setelah ditambahkan tinggi jagaan tidak boleh melebihi elevasi permukaan lahan atau jalan. BAB VII PENUTUP 7.1. Kesimpulan Berdasarkan perhitungan Tugas Akhir ini, dapat diambil kesimpulan bahwa : 1) Besarnya debit limpasan yang terjadi di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA dapat diketahui dari hasil perhitungan hidrologi pada masing-masing titik kontrol saluran. Pada Zona 1 : Debit hidrolika yang diperoleh di kontrol dengan debit hidrologi apakah selisih antara kedua debit tersebut terpaut jauh atau tidak. Sebisa mungkin selisih antara keduanya adalah 0,000 ( Q 0,000)

16 Pada Zona 2 : DAFTAR PUSTAKA Bambang Triatmojo, 2008, Hidrologi Terapan, Penerbit : Beta Offset, Yogyakarta. 2) Jaringan (Sistem) drainase pada jalan tol ini mengikuti kemiringan muka air atau mengalir secara grafitasi menuju outlet (Skema arah aliran saluran dapat dilihat pada halaman 9). 3) Besarnya dimensi penampang saluran drainase tergantung dari besarnya debit hidrologi yang akan dialirkan. Dalam perencanaan ini saluran-saluran drain didesain sebagai saluran terbuka berbentuk persegi baik itu untuk saluran-saluran tepi dan goronggorong. Dimensi masing-masing saluran dapat dilihat pada Tabel 6.1 (untuk Zona 1) dan Tabel 6.2 (untuk Zona 2). Fifi Sofia, Ir., 2005, Modul Drainase, Penerbit : -, Surabaya. Suripin, Dr. Ir., M. Eng., 2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan, Penerbit : ANDI, Yogyakarta. 7.2. Saran Air limpasan dari proyek Jalan Tol Surabaya-Mojokerto ini akan dibuang melalui saluran-saluran drain menuju outlet. Namun ada juga saluran yang sebelum menuju outlet harus melewati saluran sekunder setempat dikarenakan jaraknya yang lebih dekat. Karena itu perlu diperhatikan apakah saluran sekunder tersebut mampu mengalirkan air limpasan dari jalan tol menuju outlet dengan baik. Pengecekan jaringan drainase secara menyeluruh mutlak diperlukan untuk menghindari halhal yang tidak diinginkan.