SISTEM DRAINASE UNTUK MENANGGULANGI BANJIR DI KECAMATAN MEDAN SUNGGAL (STUDI KASUS : JL. PDAM SUNGGAL DEPAN PAM TIRTANADI) Raja Fahmi Siregar 1, Novrianti 2 Raja Fahmi Siregar 1 Alumni Fakultas Teknik UM Palangka Raya Novrianti 2 Dosen Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Palangkaraya ABSTRAK Secara umum, sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Kecamatan Medan Sunggal merupakan salah satu kecamatan yang terletak dalam wilayah Pemerintah Kota Medan. Daerah ini terdiri dari pertokoan, perkantoran dan pemukiman atau perumahan yang relatif padat. Kondisi topografi daerah ini termasuk kategori sangat landai dengan kemiringan rata-rata 0,00033 ketinggian yang berkisar antara 2,5-37,5 m di atas permukaan laut. Permasalahan yang terjadi pada sistem drainase Kecamatan Medan Sunggal yaitu setiap tahunnya selalu tergenang air, khususnya pada musim penghujan. Oleh karena itu dalam kajian ini yang akan dibahas kondisi dari saluran drainase yang terdapat pada ruas jalan tersebut yaitu untuk menganalisis debit aliran pada saluran drainase dan mengevaluasi kondisi dari penampang saluran drainase yang terdapat di kawasan Kecamatan Medan Sunggal, membandingkan antara Qrencana dengan Q yang ada dilapangan untuk mengetahui daerah mana yang memenuhi dan tidak memenuhi syarat atau banjir. Penelitian ini dilakukan terlebih dahulu dengan melakukan studi pustaka yang berasal dari buku, jurnal dan catatan kuliah dijadikan dasar dalam penelitian, pengumpulan data primer berupa dokumentasi lokasi penelitian, kemudian data sekunder berupa data yang didapat dari instansi yang berkait yaitu, data curah hujan selama 10 tahun. Hasil Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana Saluran Drainase Periode Ulang 5 Tahun yang di tinjau pada JL.PDAM Sunggal depan PAM Tirtanadi Medan, didapatkan hanya saluran drainase 1 yang masih mampu menampung debit air hujan sedangkan saluran drainase yang lainnya tidak dapat menampung air dalam saluran. Dapat di tarik kesimpulan bahwa drainase tersebut tidak dapat lagi menampung air hujan pada kawasan tersebut sehingga diperlukan penambahan dimensi ulang pada drainase tersebut agar drainase itu dapat mampu menampung air hujan dengan baik sehingga tidak lagi menimbulkan banjir di kawasan tersebut. Kata kunci: analisis hidrologi, analisis hidrolika, drainase, debit. 34
PENDAHULUAN Latar Belakang Banjir merupakan kata yang sangat popular di Indonesia, khususnya musim hujan. Peristiwa ini hampir setiap tahun berulang, namun permasalahan ini sampai saat ini belum terselesaikan, bahkan cenderung makin meningkat, baik frekuensinya, luasannya, kedalamannya, maupun durasinya. Akar permasalahan banjir di perkotaan berawal dari pertambahan penduduk yang sangat cepat, diatas rata-rata pertumbuhan nasional, akibat urbanisasi, baik migrasi musiman maupun permanen. Pertambahan penduduk yang tidak diimbangi dengan penyediaan prasarana dan sarana perkotaan yang memadai mengakibatkan pemanfaatan lahan perkotaan menjadi kurang tertata. Pemanfaatan lahan yang kurang tertata inilah yang menyebabkan persoalan drainase di perkotaan menjadi sangat kompleks. Sistem Drainase Perkotaan merupakan salah satu komponen prasarana perkotaan yang sangat erat kaitannya dengan penataan ruang. Bencana banjir yang sering melanda sebagian besar wilayah dan kota di Indonesia disebabkan oleh kurang dalam penataan ruang. Pengelolaan dan perawatan sistem drainase yang tidak mendapat prioritas banyak menimbulkan masalah dalam penanggulangan banjir. Sistem drainase yang ada sering tidak mampu menampung debit aliran yang terjadi. Sehingga air meluap dan menimbulkan banjir atau pun genangan yang merugikan penduduk. Salah satu alternatif penanggulangan banjir yang sering dilakukan adalah dengan perbaikan pada lokasi setempat. Upaya ini menjadi kurang efektif untuk jangka panjang. Penanggulangan dan pembenahan sistem drainase harus serentak dengan sistem yang terpadu dan berkelanjutan mulai dari hulu sampai hilir DAS. Pada kajian ini yang diangkat adalah kondisi dari keadaan di kawasan Jalan PDAM Sunggal Depan PAM Tirtanadi Kecamatan Medan Sunggal, Kota Medan. Daerah tersebut masih digenangi banjir hal ini diketahui berdasarkan peta genangan banjir dan tabel titik-titik genangan banjir Kota Medan yang diperoleh dari Dinas Pekerjaan Umum Kota Medan. Kota Medan secara geografis terletak di antara 2 27'-2 47' Lintang Utara dan 98 35'-98 44' Bujur Timur. Posisi Kota Medan ada di bagian Utara Propinsi Sumatera Utara dengan topografi miring ke arah Utara dan berada pada ketinggian tempat 2,5-37,5 m di atas permukaan laut. Luas wilayah Kota Medan adalah 265,10 km2 secara administratif terdiri dari 21 Kecamatan dan 151 Kelurahan dengan jumlah penduduk 1.899.327 jiwa. Wilayah Kecamatan Medan Sunggal ini berdekatan dengan Daerah Aliran Sungai Belawan. Oleh karena itu dalam kajian ini yang akan dibahas kondisi dari saluran drainase yang terdapat di ruas Jalan PDAM Sunggal Depan PAM Tirtanadi Kecamatan Medan Sunggal. Diangkatnya permasalahan tersebut karena genangan yang terjadi di kawasan jalan tersebut sangatlah dipengaruhi oleh kondisi dari kapasitas saluran drainase. Beberapa dari titik-titik genangan yang ada merupakan daerah cekungan sehingga sulit untuk mengalirkannya dengan konsep drainase sederhana, dengan tingkat kesulitan yang tinggi biasanya menelan biaya yang relatif cukup besar, masyarakat masih menganggap bahwa badan air merupakan tempat pembuangan sampah, sampah 35
dibuang sembarangan di jalan dan kemudian dibawa air hujan masuk ke saluran, air menjadi kotor dan saluran menjadi penuh sampah, tersumbat dan meluap pada musim hujan, penyerobotan lahan umum, bantaran sungai, saluran drainase jalan raya, mengakibatkan penampang sungai/ saluran berkurang, bukaan/ lubang di sisi-sisi jalan yang berfungsi untuk menampung dan menyalurkan limpasan air hujan yang berada sepanjang jalan menuju ke saluran (Street Inlet) yang tidak terawat dengan baik sehingga menyulitkan air untuk mengalir dari jalan menuju saluran yang ada. Secara khusus penyebab terjadinya banjir/ genangan periodik maupun genangan permanen pada sistem drainase Kota Medan adalah kurangnya saluran induk yang melayani sistem drainase PAM Tirtanadi Kota Medan, sedangkan saluran-saluran induk yang ada sekarang ini beberapa diantaranya dalam kondisi yang terlalu dangkal sehingga sulit untuk menarik air dari daerah sekitarnya. Kajian Pustaka Yang Relevan A. Perhitungan Curah Hujan Rencana Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan empat jenis distribusi yang paling banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah: 1. Distribusi Normal 2. Distribusi Log Normal 3. Distribusi Log Pearson III 4. Distribusi Gumbel Dalam statistik dikenal beberapa parameter yang berkaitan dengan analisis data yang meliputi rata-rata, simpangan baku, koefesien variasi dan koefesien skewness (kemencengan). Tabel 2.1 Parameter statistik yang penting Parameter Sampel Populasi Rata-rata Simpanga n Baku Koefesien Variasi 1 X n n i1 CV Xi s x 3 n ( x Koefesien i x) i 1 Skewness G 3 ( n 1)( n 2) s n 1 2 x 2 CV B. Pengujian Distribusi Probabilitas Curah Hujan Rancangan Data Hidrologi yang dipakai untuk mengestimasi banjir rancangan atau pun debit andalan menggunakan analisis frekuensi belum tentu sesuai dengan distribusi-distribusi yang dipilih, untuk itu perlu dilakukan uji kesesuaian distribusi ( Lily Montarcih, 2010 ). Pengujian yang digunakan yaitu: 1. Uji Smirnov Kolmogorof 2. Uji chi square (X 2 ) 1. Uji Smirnov Kolmogorof Uji Smirnov Kolmogorof adalah uji distribusi terhadap penyimpangan data ke arah horisontal untuk mengetahui suatu data sesuai dengan jenis sebaran teoritis yang dipilih atau tidak. Uji Smirnov Kolmogorof sering juga disebut uji x 3 2 36
kecocokan non-parametic, karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Pengujian dilakukan dengan membandingkan probabilitas tiap data, antara sebaran empiris dan sebaran teoritis, yang dinyatakan dalam. Harga 36 terbesar ( maks) dibandingkan dengan kritis (dari Tabel Smirnov Kolmogorof) dengan tingkatan keyakinan (α) tertentu. Distribusi dianggap sesuai jika: maks < kritis. Sebelum melakukan uji kesesuaian terlebih dahulu dilakukan plotting data dengan tahapan sbb: 1. Data hujan harian maksimum tahunan disusun dari besar kecil. 2. Hitung probailitasnya dengan rumus Weilbull (Sri Harto,1993:179): P =... (2.1) Dimana: P = probabilitas( ) n = jumlah data m = nomor urut data 3. Plotting data debit (X) dengan probabilitas (P) 4. Tarik garis durasi dengan mengambil 2 titik pada Metode Gumbel (garis teoritis berupa garis lurus) dan 3 titik pada Metode Log Pearson III (garis teoritis berupa garis lengkung kecuali untuk C s = 0, garis teoritis berupa garis lurus). Persamaan yang digunakan adalah (Shahin,1976:188) sbb: maks = [Pe-Pt]... (2.2) Dimana: maks = selisih maksimum antara peluang empiris dan teoritis Pe = peluang empiris Pt = peluang teoritis cr = simpangan kritis (dari tabel) Kemudian dibandingkan antara maks dan cr dan jika maks > cr berarti gagal. 2. Uji Chi Square (X 2 ) Uji Chi Square dilakukan untuk uji kesesuaian distribusi. Rumus Chi Square (X 2 ) adalah: k ( Fe Ft) X 2 hitung = Ft i1 2... (2.3) Dimana: X 2 hitung = harga Chi Square hitung Fe = frekuensi pengamatan kelas j Ft = frekuensi teoritis kelas j k = jumlah kelas Derajat bebas d k dirumuskan sebagai berikut: - d k = k - 1 jika frekuensi dihitung tanpa mengestimasi parameter dari sampel. - d k = k - (1 - m) jika dihitung dengan mengestimasi m parameter dari sampel. Harga X 2 dengan derajat bebas (v) seperti tersebut di atas dibandingkan dengan X 2 dengan tingkat keyakinan (α) tertentu. Jika X 2 hitung < X 2 berarti data sesuai dengan distribusi ybs: Waktu Konsentrasi (T c ) Waktu Konsentrasi untuk saluran air hujan daerah perkotaan terdiri dari waktu yang 37
diperlukan oleh limpasan untuk mengalir dipermukaan tanah untuk mencapai saluran terdekat (t 0 ) dan waktu pengaliran dalam saluran ke titik yang dimaksud (t d ). Dalam penelitian ini drainase yang akan di tinjau sepanjang 150 m di bagi menjadi 4 titik tinjauan dan drainase yang di teliti sebelah kiri dan kanan badan jalan. Maka untuk menghitung waktu konsentrasinya adalah sebagai berikut: T T 0 d 2 3,28 L 3 L S 60 n S 0,167... (2.4)...(2.5) Metode yang dipakai dalam perhitungan intensitas curah hujan adalah Metode Mononobe yaitu apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia yang ada hanya data hujan harian. Persamaan umum yang dipergunakan untuk menghitung hubungan antara intensitas hujan T jam dengan curah hujan maksimum harian sebagai berikut: I = (...(2.7) Dimana: I = Intensitas hujan (mm/jam) t = lamanya hujan (jam) R24 = curah hujan maksimum harian (selama24 jam) (mm) T c T 0 T d... (2.6) Koefisien Limpasan (Runoff) Keterangan: L = panjang lintasan aliran diatas permukaan lahan (m) L S = panjang lintasan aliran didalam saluran (m) S = kemiringan lahan n = angka kekasaran manning V = kecepatan aliran didalam saluran (m/detik) Dalam hal ini nilai S (Kemiringan Lahan) yang digunakan dalam perhitungan berdasarkan Tabel Kemiringan Melintang Normal Perkerasan Jalan. (sumber: Petunjuk desain drainase permukaan jalan No. 008/T/BNKT/1990) Analisis Intensitas Curah Hujan Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan persatuan waktu. Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intensitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar periode ulangnya makin tinggi pula intensitasnya (Suripin,2004). Dalam perencanaan drainase, bagian air hujan yang menjadi perhatian adalah aliran permukaan (surface runoff), sedangkan untuk pengendalian banjir tidak hanya aliran permukaan, tetapi limpasan (runoff). Limpasan adalah gabungan antara aliran permukaan, aliran-aliran yang tertunda pada cekungan-cekungan, dan aliran bawah permukaan (subsurface flow). Ketetapan dalam menentukan besarnya debit air sangatlah penting dalam penentuan dimensi saluran. Disamping penentuan luas daerah pelayanan drainase dan curah hujan rencana, juga dibutuhkan besaran harga koefisien pengaliran (C). Pengambilan harga C harus disesuaikan dengan dengan rencana perubahan tata guna lahan yang terjadi pada waktu yang akan datang. Berikut ini koefisien C untuk metode rasional, pada Tabel Koefisien Pengairan (C) (Petunjuk Desain Drainase Permukaan Jalan Direktorat Jendral Bina Marga) 38
Luas Daerah Pengairan (A) Batas-batas daerah pengairan ditetapkan berdasarkan peta topografi, pada umumnya dalam skala 1 : 50.000 1 : 25.000. Jika luas daerah pengaliran relatif kecil diperlukan peta dalam skala yang lebih besar. Dalam praktek sehari-hari, serimg terjadi tidak tersedia peta topografi ataupun peta pengukuran lainnya yang memadai sehingga 38 menetapkan batas daerah pengaliran merupakan suatu pekerjaan yang sulit. Jika tidak memungkinkan memperoleh peta topografi yang memadai, asumsi berikut dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan. Analisis Debit Rencana Umumnya untuk menentukan debit aliran akibat air hujan diperoleh dari hubungan rasional antara air hujan dengan limpasannya (Metode Rasional). Adapun rumusan perhitungan debit rencana Metode Rasional adalah sebagai berikut: Q =... (2.8) Dimana: C = koefisien limpasan air hujan I = intensitas curah hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam) A = luas daerah pengaliran (km 2 ) Q = debit maksimum (m 3 /det) Analisa Hidrolika Saluran Terbuka Debit aliran bila menggunakan rumus Manning (Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan): Q = A.V... (2.9) Penampang Saluran A = (B+mh)h...(2.10) P = B+2h...(2.11) B = P-2h...(2.12) Penampang trapesium paling ekonomis adalah jika kemiringan dindingnya m = 1/ O = 60 0. Dapat dirumuskan sebagai berikut: atau B =...(2.13) A =... (2.14) - Kemiringan dinding saluran m (berdasarkan kriteria) - Luas penampang (A) = (b + mh) h (m 2 ) - Keliling basah (P) = b+2h (m) - Jari-jari hidrolik R = (m) - Kecepatan aliran V= (m 3 /det) Dimensi Saluran Perhitungan dimensi saluran didasarkan pada debit harus ditampung oleh saluran (Qs dalam m 3 /det) lebih besar atau sama dengan debit rencana yang diakibatkan oleh hujan rencana (QT dalam m 3/ det) (Wesli. 2008). METODE PENELITIAN Penelitian mengenai Analisis Sistem Drainase Untuk Menanggulangi Banjir Pada Kecamatan Medan Sunggal Penelitian ini di lakukan di wilayah studi kasus Jalan Sunggal depan PAM Tirtanadi. Sedangkan waktu penelitian dilakukan bulan Agustus 2014. Lokasi Penelitian Gambar 3.1 Lokasi Penelitian 39
Metode dan Tahapan Penelitian Tugas akhir ini disusun dengan tahapan sebagai berikut: a) Mengumpukan beberapa literatur dari buku, makalah, jurnal dan catatan kuliah yang berkaitan dengan studi pustaka. b) Data primer: Survei Lokasi di Jalan 39 Sunggal Depan PAM Tirtanadi. c) Data skunder: data Curah Hujan Harian Maksimum selama 10 Tahun terakhir yang diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika. d) Menganalisa Data yang ada, yaitu: 1. Analisa Hidrologi: analisa frekuensi curah hujan, koefisien aliran permukaan, analisis waktu konsentrasi, analisa koefisien limpasan, analisa intensitas curah hujan, analisa debit rencana 2. Analisa Hidraulika: analisa kapasitas penampang saluran, evaluasi debit saluran dengan debit rencana. Data Primer : Survei Lokasi Mulai Kegiatan Penelitian Pengambilan Data Pengolahan Data 1. Analisis Hidrologi (Menentukan Curah Hujan Harian Maksimum) 2. Analisis Drainase (Debit maksimum dari saluran drainase eksisting dihitung dengan persamaan Manning. Analisis Data Hasil dan Kesimpulan Selesai Gambar 3.2 Diagram Alir Metode Penelitian HASIL DAN PEMBAHASAN Data Sekunder Data Curah Hujan Tabel 4.1 Data curah hujan maksimum tahunan No Tahun Curah hujan 1 2010 72,4 2 2008 82,4 3 2011 82,5 4 2005 87,9 5 2007 88,2 6 2012 93 7 2003 97,6 8 2004 100,2 9 2009 112,5 10 2006 124,8 (Sumber: Badan Meteorologi) Klimatologi dan Geofisika) 40
Analisa Hidrologi a. Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum Tabel 4.11 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum No Periode Ulang (T) Tahun Normal Log Normal Log Person III Gumbel 1 2 94.15 93.32 94.63 92.14 2 5 107.13 106.24 82.36 110.53 3 10 113.93 113.69 76.13 122.56 4 20 119.49 120.75 121.68 134.32 5 50 125.82 128.04 65.25 149.59 6 100 130.15 133.69 61.44 160.95 (Sumber: Hasil Penelitian) Dari Hasil Frekuensi curah hujan berdasarkan empat jenis distribusi dengan periode ulang 5 tahun, maka didapat nilai curah hujan dengan metode distribusi Gumbel X T = 110.53 mm. periode ulang 5 Tahun terlihat bahwa metode distribusi Gumbel Periode ulang 5 Tahun yang paling ekstrim sehingga data inilah yang digunakan untuk analisa berikutnya. Distribusi Probabilitas Log Pearson Type III b. Uji Distribusi Probabilitas Curah Hujan Rencana Hasil Uji Distribusi Probabilitas Log Pearson Type III Uji Kesesuaian Smirnov-Kolmogorov Chi-Square (X 2 ) Δ maks Δ cr Ket X 2 Hitung X 2 cr Ket 0,102 0,409 Diterima 2.00 3,84 Diterima (Sumber: Hasil Perhitungan, 2015) Berdasarkan tabel 4.17 dapat disimpulkan bahwa hasil metode distribusi probabilitas Log Pearson Type III dapat diterima, maka distribusi probabilitas Log Pearson Type III dapat digunakan untuk data hujan yang ada. Gambar 4.1 Grafik Curah Hujan Maksimum dan Periode Ulang 40 Tabel 4.28 Hasil Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana Saluran Drainase Periode Ulang 5 Tahun No Lokasi saluran drainase Qs (m³/det) Qp rencana ( m³/det ) Keterangan 1 Saluran Drainase 1 3,125 > 2.256 Memenuhi ( Sumber: Hasil Penelitian) Dari hasil analisa distribusi frekuensi hujan dengan berbagai metode. maka yang digunakan 2 Saluran Drainase 2 1,165 < 2.211 Tidak Memenuhi 3 Saluran Drainase 3 1,165 < 2.138 Tidak Memenuhi 4 Saluran Drainase 4 1,165 < 2.085 Tidak Memenuhi (Sumber: Hasil Penelitian, 2015) Dari hasil evaluasi perhitungan diatas untuk debit banjir rencana (Q P ) untuk periode ulang 5 tahun didapatkan hanya saluran drainase 41
yang 1 yang masih mampu menampung debit air hujan sedangkan saluran drainase yang lainnya tidak dapat menampung air dalam saluran. Untuk itu perlu dilakukan perubahan dimensi penampang pada seluruh drainase tersebut sehingga saluran tersebut dapat menampung air dalam saluran, untuk menampung air hujan sehingga kawasan tersebut tidak lagi banjir. Selain penambahan dimensi drainase tersebut ada beberapa faktor lain yang menyebabkan banjir, yaitu adanya sedimen yang menumpuk di dalam drainase, sampah masyarakat yang di buang ke dalam drainase tersebut. Oleh sebab itu, drainase tersebut harus dilakukan perencanaan ulang. Kesimpulan Berdasarkan hasil perhitungan dan analisa yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Periode ulang yang digunakan dalam analisis ini adalah periode ulang 5 tahun, karena saluran drainase yang ada termasuk dalam saluran sekunder (Wesli. 2008. Drainase Perkotaan) 41 2. Nilai curah hujan maks pada periode 5 tahun diperoleh berdasarkan distribusi Gambel (R 24 ) = 110,53 mm. Sedangkan nilai debit rencana saluran (Q maks ) pada periode ulang 5 tahun pada masing-masing saluran adalah 2,256 m 3 /detik pada saluran 1, 2,211 m 3 /detik pada saluran 2, 2,138 m 3 /detik pada saluran 3, dan 2,085 m 3 /detik pada saluran 4. 3. Dari kajian didapatkan hasil debit dari periode ulang 5 tahun kapasitas tampung yang disyaratkan adalah debit saluran > debit rencana atau (Q S > Q R ). Hanya satu saluran yang memenuhi syarat yaitu Saluran I (satu) Q S > Q R atau 3,125 m 3 /detik > 2,256 m 3 /detik sedangkan saluran yang lain tidak memenuhi dikarenakan nilai Q S < Q R. 5.2 Saran Berdasarkan hasil studi penanggulangan banjir di jalan PDAM Sunggal depan PAM Tirtanadi Medan. Penulis mencoba mengemukakan saran bagi perawatan dan pemeliharaan saluran drainase tersebut: 1. Memperbaiki saluran yang ada agar berfungsi secara optimal. 2. Memperbaiki dan membersihkan lubanglubang/bukaan di sisi jalan (street inlet) agar dapat mengalirkan limpasan air hujan ke saluran drainase dengan maksimal. 3. Membersihkan saluran drainase dari sampah dan sedimen sehingga dapat mengalirkan air dengan maksimal. DAFTAR PUSTAKA CD Soemarto. 1997. Hidrologi Teknik. Penerbit Usaha Nasional, Surabaya. Linsley, R.K. 1989. Hidrologi untuk Insinyur. Edisi ketiga. Jakarta: Penerbit Erlangga. Lily Montarcih. 2010. Hidrologi Teknik Dasar. CV Citra Malang. M.Eng, Suripin Ir. Dr, 2003. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. ANDI Offset, Yogyakarta. Wesli. 2008. Drainase Perkotaan. Penerbit Graha Ilmu., Yogyakarta. 42
99