PERANCANGAN BANGUNAN PELENGKAP DRAINASE GORONG-GORONG Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Drainase Disusun Oleh: Ramlan Effendi Tanjung Shena Meita Cassandra 21080112130074 Diny Setyanti 21080112130075 PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2014
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Semua perihal yang menyangkut kelebihan air yang berada di kawasan kota dapat menimbulkan permasalahan drainase yang kompleks. Dengan semakin kompleksnya permasalahan drainase di perkotaan, maka perencanaan dan pembangunan bangunan air untuk drainase perkotaan menjadi faktor keberhasilan sistem drainase tersebut. Drainase perkotaan melayani pembuangan kelebihan air pada suatu kota dengan cara mengalirkannya melalui permukaan tanah (surface drainage) atau lewat di bawah permukaan tanah (sub surface drainage), untuk dibuang ke sungai, laut, atau danau. Kelebihan air tersebut dapat berupa air hujan, air limbah domestik, maupun air limbah industri. Oleh karena itu, drainase perkotaan harus terpadu dengan sanitasi, sampah, pengendalian banjir kota, dan ilmu disiplin lainnya. Untuk menjamin berfungsinya suatu sistem drainase secara baik maka diperlukan bangunan-bangunan pelengkap di tempat-tempat tertentu. Semua bangunan pelengkap sistem drainase tidak selalu harus ada pada setiap jaringan drainase. Keberadaannya tergantung pada kebutuhan daerah setempat yang biasanya dipengaruhi oleh fungsi saluran, kondisi lingkungan, dan tuntutan akan kesempurnaan jaringan. Bangunan penunjang sistem drainase antara lain adalah bangunan silang, bangunan pemecah energi, bangunan pengaman erosi, bangunan inlet dan outlet, bangunan pintu air, bangunan rumah pompa, bangunan kolam retensi, bangunan manhole, bangunan instalasi pengolah limbah, dan sebagainya. Dalam makalah ini, akan dijelaskan lebih rinci mengenai bangunan pelengkap sistem drainase jenis bangunan silang, yaitu gorong-gorong. 1.2. Maksud dan Tujuan Maksud pembuatan makalah ini adalah sebagai petunjuk dalam merencanakan bangunan pelengkap gorong-gorong untuk drainase jalan raya sesuai dengan persyaratan teknis yang ada sehingga dapat mencapai suatu keseragaman dalam cara mendesain. 1
BAB II ISI 2.1. Drainase Secara umum drainase didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan dalam suatu kompleks pemanfaatan tertentu. Sistem drainase perkotaan merupakan ilmu drainase yang mengkhususkan pengkajian pada kawasan perkotaan yang erat kaitannya dengan kondisi lingkungan fisik dan lingkungan sosial budaya yang ada di kawasan kota tersebut. Drainase perkotaan merupakan sistem pengeringan dan pengaliran air dari wilayah perkotaan yang meliputi pemukiman, kawasan industri & perdagangan, sekolah, rumah sakit, dan fasilitas umum lainnya, seperti lapangan olah raga, lapangan parkir, instalasi militer, instalasi listrik&telekomunikasi, pelabuhan udara, pelabuhan laut/sungai, dan tempat lainnya yang merupakan bagian dari sarana kota. 2.1.1. Jenis Drainase Menurut Sejarah Terbentuknya Menurut sejarah terbentuknya, drainase dibagi menjadi dua jenis, yaitu drainase alamiah (natural drainage) dan drainase buatan (artificial drainage). a. Drainase Alamiah (Natural Drainage) Drainase alamiah merupakan drainase yang terbentuk secara alami dan tidak terdapat bangunan-bangunan penunjang seperti bangunan pelimpah, pasangan batu/beton, gorong-gorong, dan lain-lain. Saluran ini terbentuk oleh gerusan air yang bergerak karena grafitasi yang lambat laun membentuk jalan air yang permanen seperti sungai. Gambar 2.1. Drainase alamiah pada saluran air 2
b. Drainase Buatan (Artificial Drainage) Drainase buatan adalah drainase yang dibuat dengan maksud dan tujuan tertentu sehingga memerlukan bangunan-bangunan khusus seperti selokan pasangan batu/beton, gorong-gorong, pipa-pipa, dan sebagainya. Gambar 2.2. Drainase buatan pada saluran air 2.1.2. Jenis Drainase Menurut Letak Bangunan Menurut letak bangunannya, drainase dibagi menjadi dua jenis, yaitu drainase permukaan tanah (surface drainage) dan drainase bawah permukaan tanah (subsurface drainage). a. Drainase Permukaan Tanah (Surface Drainage) Drainase permukaan tanah merupakan saluran drainase yang berada di atas permukaan tanah yang berfungsi mengalirkan air limpasan permukaan. Analisa alirannya merupakan analisa open channel flow. b. Drainase Bawah Permukaan Tanah (Subsurface Drainage) Drainase bawah permukaan tanah adalah saluran drainase yang bertujuan mengalirkan air limpasan permukaan melalui media di bawah permukaan tanah (melalui pipapipa), yang dikarenakan alasan-alasan tertentu, seperti tuntutan artistik, tuntutan fungsi permukaan tanah yang tidak membolehkan adanya saluran di permukaan tanah, seperti lapangan sepak bola, lapangan terbang, taman, dan lain-lain 2.2. Bangunan Penunjang Sistem Drainase Bangunan penunjang sistem drainase merupakan bangunan pelengkap yang berfungsi untuk menjamin berfungsinya saluran drainase secara baik. Keberadaan bangunan pelengkap 3
ini bergantung pada kebutuhan sistem drainase yang ada yang secara umum dipengaruhi oleh fungsi saluran, kondisi lingkungan, dan tuntutan akan kesempurnaan jaringan. Bangunan pelengkap setidaknya dibagi menjadi sebelas jenis, yaitu 1) Bangunan silang, misalnya gorong-gorong 2) Bangunanpemecah energi, misalnya bangunan terjunan dan saluran curam 3) Bangunan pengaman erosi, misalnya ground sill atau levelling structur 4) Bangunan inlet, misalnya grill samping/datar 5) Bangunan outlet, misalnya kolam loncat air 6) Bangunan pintu air, misalnya pintu geser dan pintu otomatis 7) Bangunan rumah pompa 8) Bangunan kolam tandon/pengumpul 9) Bangunan lubang kontrol/manhole 10) Bangunan instalasi pengolah limbah 11) Peralatan penunjang, berupa AWLR, ORR, Stasiun meteorologi, detektor kualitas air 12) dan sebagainya 2.3. Fungsi Bangunan Pelengkap Banguan-bangunan pelengkap dalam sistem drainase memiliki beberapa fungsi, yaitu sebagai berikut, memeperlancar surutnya genangan yang mungkin timbul di atas permukaan jalan karena Q hujan dan Q rencana memperlancar arus saluran mengamankan terhadap bahaya degradasi pada dasar saluran mengatur saluran terhadap pasang surut, khususnya di daerah pantai. 2.4. Bangunan Pelengkap Gorong-Gorong Gorong-gorong adalah bangunan yang dipakai untuk membawa aliran air (saluran irigasi atau pembuang) melewati bawah jalan air lainnya (biasanya saluran), di bawah jalan, atau jalan kereta api. Bangunan gorong-gorong biasanya dibuat untuk menghubungkan 4
saluran di kaki bukit secara melintang jalan di bawahnya dan berakhir di sisi bawah dari bangunan penahan tanah yang mendukung struktur jalan tersebut. Gambar 2.3. Gorong-gorong Bangunan gorong-gorong ini dimaksudkan untuk meneruskan aliran air buangan yang melintas di bawah jalan raya. Dalam merencanakan gorong-gorong ini perlu memperhatikan hal-hal sebagai berikut : a. harus cukup besar untuk melewatkan debit air maksimum dari daerah pengaliran secara efisien b. kemiringan dasar gorong-gorong dibuat lebih besar dari saluran pembuangannya, dimaksudkan agar dapat menggelontor sedimen c. Keadaan aliran pada gorong-gorong Selain itu, juga perlu untuk memperhatikan kriteria berikut ini Kemiringan gorong-gorong adalah 0,5 % - 2 %. Jarak maksimum antar gorong-gorong pada daerah datar adalah 100 m dan daerah pegunungan adalah 200 m. Diameter minimum adalah 80 cm. Untuk setiap jenis pengendalian, rumus serta faktor yang berlainan harus digunakan. Adapun rumus-rumusnya sebagai berikut : Rumus untuk gorong-gorong kotak yang pendek yang berpengendalian inlet telah diberikan oleh Henderson FM Open Chanel Flow (1996), yaitu 5
Bila kira-kira permukaan air pada bagian masuk tidak akan menyinggung bagian atas dari lubang gorong-gorong oleh karena itu arus menjadi kritis. Oleh karena itu, debit maka debitnya adalah dimana, B = lebar lubang Cb = koefisien yang menyatakan pengaruh lebar penyempitan aliran Apabila tepi vertikalnya dibuat bulat dengan radius 0,1 B atau lebih, maka tidak akan ada penyempitan samping dan Cb = 1. Bila tepi vertikalnya dibiarkan tetap persegi, maka Cb bernilai 0,9. Apabila kira-kira permukaan air akan menyentuh bagian atas lubang gorong-gorong, dan untuk nilai yang lebih besar dari 4, maka tempat masuk goronggorong akan berlalu pintu geser. Hasil eksperimen memperlihatkan bahwa pengaruh kombinasi dari penyempitan vertikal maupun horizontal dapat diutarakan sebagai satu koefisien penyempitan, Cb, di bidang tegak, yang untuk dasar langit-langit yang dibulatkan dan tepi vertikal adalah 0,8, sedangkan untuk tepi persegi adalah 0,6. Debit bisa dihitung berdasarkan asumsi tersebut dengan memakai persamaan : hasilnya akan berada antara 2 debit yang terukur untuk 2.5. Fungsi Gorong-Gorong Fungsi gorong-gorong adalah mengalirkan air dari sisi jalan ke sisi lainnya. Untuk itu desainnya harus juga mempertimbangkan faktor hidrolis dan struktur supaya gorong gorong 6
dapat berfungsi mengalirkan air dan mempunyai daya dukung terhadap beban lalu lintas dan timbunan tanah. 2.6. Tipe/Jenis Konstruksi Mengingat fungsinya maka gorong-gorong disarankan dibuat dengan tipe konstruksi yang permanen (pipa/kotak beton, pasangan batu, armco) dan desain umur rencana 10 tahun. 2.6.1. Gorong-gorong baja Gorong-gorong baja biasanya menggunakan Corrugated Steel Pipe, kalau diterjemahkan secara bebas berarti Pipa Baja Bergelombang. Gorong gorong baja ini terutama dari jenis Multi Plate Pipe telah menjadi alternative menggantikan jembatan kayu dan box culvert beton, hal ini disebabkan gorong gorong baja memiliki beberapa keuntungan dibanding dengan penggunaan kayu ataupun beton, di antara keuntungan tersebut antara lain : Harga murah Waktu pengerjaan cepat Instalasi yang mudah, tidak memerlukan tenaga ahli khusus Memiliki umur pakai yang panjang (bisa sampai 25 tahun) Mudah dalam pengangkutan Bisa dipindahkan dari satu titik ke titik lainnya apabila sudah tidak digunakan. Gambar 2.4. Gorong-gorong baja 7
2.6.2. Gorong-gorong PVC Gorong-gorong PVC biasanya digunakan untuk gorong-gorong dengan ukuran kecil. Karena gorong-gorong ini terbuat dari pipa pvc yang ringan dan praktis. Gambar 2.5. Gorong-gorong PVC 2.6.3. Gorong-gorong beton Gorong-gorong beton disebut juga culvert box adalah gorong-gorong cor di pabrik (precast) ataupun dicor ditempat, dimensi tergantung kepada debit air yang akan dialirkan melalui gorong-gorong. Gorong-gorong yang dicor di pabrik dapat utuh dengan bentuk profil bulat atau persegi ataupun trapesium, ataupun modular yang terpisah atas dengan bawah. Gambar 2.6. Gorong-gorong beton 8
2.7. Komposisi Gorong-gorong Bagian utama gorong-gorong terdiri atas pipa, tembok kepala dan apron. a. Pipa : kanal air utama. b. Tembok kepala: Tembok yang menopang ujung dan lereng jalan. Tembok penahan yang dipasang bersudut dengan tembok kepala, untuk menahan bahu dan kemiringan jalan. c. Apron (dasar): Lantai dasar dibuat pada tempat masuk untuk mencegah terjadinya erosi dan dapat berfungsi sebagai dinding penyekat lumpur. timbunan. Bentuk gorong-gorong umumnya tergantung pada tempat yang ada dan tingginya 2.8. Penempatan Gorong-gorong Dalam perencanaan jalan, penempatan dan penentuan jumlah gorong-gorong harus diperhatikan terhadap fungsi dan medan setempat. Agar dapat berfungsi dengan baik, maka gorong-gorong ditempatkan pada : a. Lokasi jalan yang memotong aliran air. b. Daerah cekung, tempat air dapat menggenang. c. Tempat kemiringan jalan yang tajam tempat air dapat merusak lereng dan badan jalan. d. Kedalaman gorong-gorong yang aman terhadap permukaan jalan minimum 60 cm. Disamping itu juga harus memperhatikan faktor-faktor lain sebagai bahan pertimbangan, yaitu: a. aliran air alamiah b. tempat air masuk c. sudut yang tajam pada hagian pengeluaran (out let) Dengan memperhatikan faktor tersebut maka penempatan gorong-gorong disarankan untuk daerah datar. Disarankan dengan jarak maksimum 300 m. 2.9. Penentuan Dimensi Gorong-gorong Untuk menentukan dimensi gorong-gorong dapat dipakai.rumus sebagai berikut, a = keterangan, a =Luas penampang m 2, Q = Debit (m 3 /dt), dan V = Kecepatan aliran (m/dt) 9
Dimana : Q = C.I.A (Rumus Rasional) V =.. (Rumus Manning) Pendekatan lain untuk menentukan ukuran gorong-gorong dan saluran kecil atau ukuran jembatan yang mempunyai bentang < 12 m (bukaan saluran tidak melebihi 30 m 2 ), dapat menggunakan Rumus Talbot: a = 0,183 r A 3 dimana : a = luas saluran gorong-gorong (m2) r = koefisicn pengaliran A = luas daerah pengaliran (HA) Nilai r memiliki kriteria sebagai berikut, 1 untuk daerah pegunungan 0,75 untuk daerah perbukitan 0,50 untukd aerah bergelombang 0,25 untuk daerah datar Menurut rumus ini, dimensi minimum untuk luas saluran/gorong-gorong adalah 1,13 m2 atau 0,60 cm. Tabel berikut ini akan memberikan luas saluran secara mudah untuk bermacam-macam keadaan medan dan luas daerah pengaliran yang didasarkan pada Rumus Talbot. 10
11
12
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Gorong-gorong adalah bangunan yang dipakai untuk membawa aliran air (saluran irigasi atau pembuang) melewati bawah jalan air lainnya (biasanya saluran), di bawah jalan, atau jalan kereta api. Bangunan gorong-gorong biasanya dibuat untuk menghubungkan saluran di kaki bukit secara melintang jalan di bawahnya dan berakhir di sisi bawah dari bangunan penahan tanah yang mendukung struktur jalan tersebut. Fungsi gorong-gorong adalah mengalirkan air dari sisi jalan ke sisi lainnya. Tipe gorong-gorong yaitu goronggorong baja, beton, dan pvc. Bentuk gorong-gorong umumnya tergantung pada tempat yang ada dan tingginya timbunan. 13
DAFTAR PUSTAKA DIREKTORAT JENDERAL BINA MARGA,DIREKTORAT PEMBINAAN JALAN KOTA Darmanto,1990,Drainase Perkotaan,Seminar Sehari Hmpunan mahasiswa Teknik sipil Universitas Muhammadiyah Malang Edisono, Sutarto, dkk. 1997. Drainase Perkotaan. Jakarta : Gunadarma Subarkah, Imam. 1980. Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air. Bandung : Ide Dharma. 14