STUDI KAPASITAS INFILTRASI UNIVERSITAS BINA NUSANTARA DENGAN MENGGUNAKAN METODE HORTON

STUDI KAPASITAS INFILTRASI UNIVERSITAS BINA NUSANTARA DENGAN MENGGUNAKAN METODE HORTON SKRIPSI Oleh Andyanto NSP 0700733154 Universitas Bina Nusantara Jakarta 2010

62 STUDI KAPASITAS INFILTRASI UNIVERSITAS BINA NUSANTARA DENGAN MENGGUNAKAN METODE HORTON SKRIPSI diajukan sebagai salah satu syarat untuk gelar kesarjanaan pada Jurusan Tehnik Sipil Jenjang Pendidikan Strata - 1 Oleh Andyanto NSP 0700733154 Universitas Bina Nusantara Jakarta 2010

64 PRAKATA Puji syukur saya panjatkan kehadiran Tuhan YME yang telah memberikan rahmatnya, sehingga skripsi dengan judul Studi Kapasitas Infiltrasi Universitas Bina Nusantara Dengan Menggunakan Metode Horton dapat selesai dengan baik. Tujuan disusunnya laporan penelitian ini adalah sebagai salah satu syarat untuk gelar kesarjanaan pada Jurusan Teknik Sipil dengan jenjang pendidikan Strata -1. Disamping itu juga bertujuan untuk menambah pengetahuan dan wawasan tentang aplikasi teori yang didapatkan selama mengikuti perkuliahan bidang keilmuan Teknik Sipil. Dalam penyusunan laporan penelitian ini tidak lupa saya sampaikan ucapan terima kasih khususnya kepada orang tua saya dan pihak pihak yang banyak berjasa dalam membantu dan memberikan dukungannya, antara lain : 1. Ibu Dr Ho Hwi Chi, S.Pd.,M.Sc, selaku dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Bina Nusantara. 2. Ibu Sherly Hartono, PhD., sebagai Kepala Jurusan Teknik Sipil, Universitas Bina Nusantara. 3. Ibu Amelia Makmur, ST, MT., sebagai Koordinator Skripsi Teknik Sipil, Universitas Bina Nusantara. 4. Ibu Godeliva Yuliastuti, ST, MT., sebagai Koordinator Bidang Ilmu Teknik Sipil sekaligus Dosen Pembimbing yang telah banyak membantu dalam penyusunan penelitian ini. 5. Ibu Yuni Ayu Maharani, ST., sebagai Sekertaris Jurusan Teknik Sipil, Universitas Bina Nusantara. 6. Bapak Irpan Hidayat, ST., sebagai Kepala Laboratorium Jurusan Teknik Sipil, Universitas Bina Nusantara. 7. Seluruh Dosen dosen pengajar di Jurusan Teknik Sipil. 8. Seluruh Staff Jurusan Teknik Sipil. 9. Saudara saudara kandung saya Sella dan Iin yang banyak memberikan dukungan secara moril.

65 10. Saudara saudara dalam iman kepada Yesus Kristus, antara lain : para mentor, mentee, bapak dan ibu rohani yang sudah memberi motivasi dan doanya. 11. Seluruh teman teman Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara. 12. Sekertariat gereja untuk computer dan printernya 13. Dan pihak pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Semoga laporan penilitian ini dapat bermanfaat dan dapat dijadikan referensi dari topik bahasan analisa kapasitas infiltrasi pada daerah Universitas Bina Nusantara. Terima Kasih Andyanto NSP

66 DAFTAR ISI Halaman Judul Luar Halaman Judul Dalam Halaman Persetujuan Hardcover Halaman Pernyataan Dewan Penguji Halaman Pemberian Hak Cipta Non Eksklusif dari Mahasiswa ke Universitas i ii iii iv v Bina Nusantara Halaman Abstrak Halaman Prakata Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Daftar Notasi vi vii ix xiii xv xvii xx Bab 1 Pendahuluan 1 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Identifikasi Masalah 2 1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian 2 1.4. Ruang Lingkup Penelitian 3 1.5. Sistematika Penulisan 3 Bab 2 Tinjauan Pustaka 5 2.1. Infiltrasi 5 2.1.1. Faktor Faktor Yang Mempengaruhi Infiltrasi 6 2.1.2. Kedalaman Genangan Dan Tebal Lapisan Jenuh 7

67 2.1.3. Kelembaban Tanah 7 2.1.4. Pemampatan Oleh Hujan 8 2.1.5. Penyumbatan Oleh Butir Halus 8 2.1.6. Tanaman Penutup 8 2.1.7. Topografi 9 2.1.8. Intensitas Hujan 9 2.1.9. Pengukuran Infiltrasi 9 2.1.10. Infiltrometer Genangan 10 2.1.11. Simulator Hujan 11 2.1.12. Kapasitas Infiltrasi 12 2.1.13. Metode Horton 13 2.1.14. Metode Philip 15 2.1.15. Metode Green AMPT 16 2.1.16. Hubungan Laju Infiltrasi dengan Permeabilitas Tanah 20 2.2. Proses Limpasan ( run off ) 20 2.3. Penentuan Hujan Kawasan 22 2.3.1. Metode Rerata Aritmatik ( Aljabar ) 23 2.3.2. Metode Thiessen 23 2.3.3. Metode Isohiet 25 2.4. Analisis Frekuensi Curah Hujan 27 2.4.1. Tendensi Sentral 28 2.4.2. Dispersi 28 2.4.3. Distribusi Normal 29 2.4.4. Distribusi Log Normal 31 2.4.5. Distribusi Gumbel 32 2.4.6. Distribusi Log Pearson III 35 2.4.7. Analisa Intensitas Curah Hujan 38 2.4.8. Metode Van Breen 39 2.4.9. Metode Hasper Der Weduwen 39 2.5. Biopori 42 2.5.1. Keunggulan dan manfaat 43

68 2.5.2. Meningkatkan kapasitas Infiltrasi 43 2.5.3. Mengubah Sampah Organik Menjadi Kompos 44 2.5.4. Memanfaatkan Fauna Tanah Dan Atau Akar Tanaman 44 2.5.5. Jumlah Lubang Resapan Biopori 45 2.6. Pengambilan Sampel 45 2.6.1. Syarat Sampel Yang Baik 46 2.6.2. Akurasi atau Ketepatan 47 2.6.3. Presisi 47 2.6.4. Ukuran Sampel 48 2.6.5. Teknik-Teknik Pengambilan Sampel 49 2.6.6. Area Sampling atau Sampel Wilayah 50 Bab 3 Metodologi Penelitian 52 3.1 Pendekatan Penelitian 52 3.2 Pengambilan Data Sekunder 53 3.3 Pengambilan Data Primer0 54 3.4 Pengolahan Data Curah Hujan 57 3.5 Analisa data Primer 58 Bab 4 Analisa dan Pembahasan 61 4.1. Analisa Debit Limpasan Permukaan 61 4.1.1. Mencari Curah Hujan Maksimum Harian 61 4.1.2. Analisa Frekuensi Curah Hujan 62 4.1.3. Analisa Intensitas Curah Hujan 64 4.1.4. Penentuan Metode Perhitungan Intensitas Curah Hujan 68 4.2. Analisa Infiltrasi 72 4.2.1. Data Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi 72 4.2.2. Analisis Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi Metode Horton 75 4.3. Analisa Debit Limpasan Terhadap Kapasitas Infiltrasi 80 4.4. Analisa Jumlah Lubang Resapan Biopori 82 4.5. Pembahasan Analisa 84 4.5.1. Kondisi Daerah Studi 84

69 4.5.2. Debit Limpasan 84 4.5.3. Infiltrasi 85 Bab 5 Kesimpulan dan Saran 89 5.5. Kesimpulan 89 5.6. Saran 90 Daftar Pustaka xxiii Riwayat Hidup Lampiran xxiv xxv

70 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Perbandingan persamaan laju infiltrasi dari ketiga metode 19 Tabel 2.2. Harga koefisien resapan pada umumnya 20 Tabel 2.3. Koefisien run off 22 Tabel 2.4. Probabilitas kumulatif distribusi normal standar 31 Tabel 2.5. Nilai y n dan σ n fungsi jumlah data 34 Tabel 2.6. Nilai KT untuk distribusi Pearson III 36 Tabel 2.7. Persyaratan Masing Masing Distribusi 38 Tabel 4.1. Data curah hujan maksimum harian 62 Tabel 4.2. Tabel parameter metode log pearson III 63 Tabel 4.3. Perhitungan periode ulang hujan harian 64 Tabel 4.4. Intensitas hujan metode Van Breen 66 Tabel 4.5. Intensitas hujan metode Hasper Der Weduwen 67 Tabel 4.6. Data tabel persamaan Talbot, Sherman, dan Ishiguro 69 Tabel 4.7. Variabel persamaan Talbot, Sherman dan Ishiguro 70 Tabel 4.8. Uji kecocokan intensitas hujan ( I ) dengan PUH 2 tahun 70 Tabel 4.9. Persamaan intensitas hujan menurut Hasper Der Weduwen dengan pola Talbot 71 Tabel 4.10. Intensitas hujan menurut Hasper Der Weduwen dengan pola Talbot 71 Tabel 4.11. Hasil Pengukuran infiltrasi pada titik A sampai G dengan biopori dan tanpa biopori 74 Tabel 4.12. Hasil pengukuran infiltrasi pada titik A sampai C dirumah warga sebagai pembanding 74

71 Tabel 4.13. Perhitungan laju infiltrasi pada titik A 76 Tabel 4.14. Hasil perhitungan laju infiltrasi cara Infiltrometer 79 Tabel 4.15. Hasil perhitungan jumlah air yang terinfiltrasi 79 Tabel 4.16. Data Luas daerah tangkapan dan koefisien limpasan 80 Tabel 4.17. Perhitungan debit limpasan dengan PUH 2, 5 dan 10 tahun dengan durasi 1 hari 82 Tabel 4.18. Perhitungan jumlah LRB dan Jarak LRB 83

72 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Kurva Kapasitas infiltrasi ( f p ) 6 Gambar 2.2. Genangan Pada Permukaan Tanah 7 Gambar 2.3. Infiltrometer Genangan 11 Gambar 2.4. Simulator hujan 12 Gambar 2.5. Grafik Hubungan t terhadap log (f o f c ) 14 Gambar 2.6. Variable Dari Model Infiltrasi Green-Ampt 16 Gambar 2.7. Infiltrasi Dalam Kolom Tanah Dari Unit Area Trasnsisi Dari 17 Model Green-Ampt Gambar 2.8. Poligon Thiessen 25 Gambar 2.9. Metode Isohiet 26 Gambar 2.10. Biopori 43 Gambar 2.11. Diagram Rencana Garis Sistematik Yang Memanfaatkan 51 Tehnik Perputaran Gambar 3.1. Bagan Alir Penelitian 53 Gambar 3.2. Landscape Kampus Kijang 57 Gambar 3.3. Bagan Alir Pengolahan Data Curah Hujan 58 Gambar 3.4. Diagram Alir Analisa Data Primer. 60 Gambar 4.1. Kurva IDF Daerah Perencanaan 72 Gambar 4.2. ( a ) Proses Penetrasi Ring Infiltrometer, ( b ) Ring Infiltrometer 73 Setelah Terpenetrasi, ( c ) Biopori, ( d ) Detail Dimensi Biopori Gambar 4.3. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton 77 Gambar 4.3. f (t) Horton Pada Titik A 78

Gambar 4.5. Denah Pembagian Kawasan Limpasan 81 73

74 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Data Curah Hujan xxv Tabel L.1. Data Curah Hujan Harian L1 Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton dan Uji Permeabilitas xxvi Tabel L.2. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L6 Pada Kawasan A Tabel L.3. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L6 Pada Kawasan B Tabel L.4. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L6 Pada Kawasan C Tabel L.5. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L7 Pada Kawasan D Tabel L.6. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L7 Pada Kawasan E Tabel L.7. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L7 Pada Kawasan F Tabel L.8. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L8 Pada Kawasan G T abel L.9. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L8 Pada Kawasan Rumah Warga A T abel L.10. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L8 Pada Kawasan Rumah Warga B T abel L.11. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L9 Pada Kawasan Rumah Warga C

75 Tabel L.12. Hasil Pengujian Permeabilitas L9 Gambar Grafik log (f o f c ) terhadap Waktu dan Gambar Grafik Laju Infiltrasi xxvii Horton Gambar L.1. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik A Gambar L.2. f (t) Horton Pada Titik A Gambar L.3. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik B Gambar L.4. f (t) Horton Pada Titik B Gambar L.5. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik C Gambar L.6. f (t) Horton Pada Titik C Gambar L.7. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik D Gambar L.8. f (t) Horton Pada Titik D Gambar L.9. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik E Gambar L.10. f (t) Horton Pada Titik E Gambar L.11. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik F Gambar L.12. f (t) Horton Pada Titik F Gambar L.13. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik G Gambar L.14. f (t) Horton Pada Titik G Gambar L.15. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada L10 L10 L11 L11 L12 L12 L13 L13 L14 L14 L15 L15 L16 L16 L17 Rumah Warga di A Gambar L.16. f (t) Horton Pada Rumah Warga di A Gambar L.17. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada L17 L18 Rumah Warga di B Gambar L.18. f (t) Horton Pada Rumah Warga di B Gambar L.19. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada L18 L19 Rumah Warga di C

76 Gambar L.20. f (t) Horton Pada Rumah Warga di C L19

77 DAFTAR NOTASI a dan b = Konstanta A C C k = Luas area = Koefisien aliran = Koefisien Kurtosis C s = Koefisien kemencengan ( skewness ) C v D F (t) F (z) f c f o h o I I I T = Koefisien aliran = Kedalaman genangan diatas permukaan tanah = Jumlah air yang terinfiltrasi = Fungsi densitas kumulatif = kapasitas infiltrasi konstan = Kapasitas infiltrasi awal = Tinggi genangan awal = Intensitas hujan (mm/jam) = Intensitas nilai jelajah nominal = Intensitas hujan (mm/jam) pada PUH T pada waktu konsentrasi tc k = pengurangan konstan terhadap dimensi [T -1 ] K j = faktor frekuensi, yang merupakan fungsi dari probabilitas ( atau priode ulang ) dan koefisien kemencengan C s L L n n p(x) = Kedalaman tanah basah = Tebal lapisan jenuh air = Banyaknya data = Konstanta = fungsi probabilitas kontinyu

78 q Q = Aliran Darcy = Debit limpasan R, R t = Curah hujan menurut Hasper - Der Weduwen R 24 R T S S = Curah hujan harian maksimum (mm/24jam) = Curah hujan harian maksimum PUH T,(mm/24jam) = Sorptivity = Standar deviasi s y t t = Deviasi standar dari y t = Durasi hujan ( menit) = Durasi t = Lamanya hujan ( jam ) Tc u X x i i X t y y T = Waktu konsentrasi (menit) = Modulus dari distribusi = Variabel random = Sebaran data i = Rerata sebaran data i = Curah hujan harian maksimumyang terpilih, (mm/ 24jam) = Faktor reduksi Gumbel = Nilai logaritmik dari x dengan priode ulang T = Nilai rerata dari y t z = Satuan standar µ dan σ = Standar deviasi η θ i τ = Porositas = Kadar kelembaban = variabel buatan dari fungsi waktu dalam integral

79 Ψ = Daya serap air