BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Analisis Data Curah Hujan Drainase adalah ilmu atau cara untuk mengalirkan air dari suatu tempat, baik yang ada dipermukaan tanah ataupun air yang berada di dalam lapisan tanah, sehingga muka air di tempat tersebut turun atau berkurang sampai batas yang diinginkan. Suripin (2004) mengemukakan bahwa drainase berasal dari kata to drain yang berarti mengalirkan air dan dalam pengertian ini dapat berarti mengeringkan. Data yang dibutuhkan untuk dapat merencanakan dimensi drainase agar dapat mengalirkan air limpasan yang terjadi adalah data curah huja. Oleh karena itu, untuk menentukan dimensi drainase yang dibutuhkan perlu diketahui debit banjir yang akan terjadi pada daerah tinjauan. Debit banjir ini didapatkan dari proses perhitungan analisis hidrologi dari data curah hujan. 4.1.1 Perhitungan curah hujan kawasan Untuk mendapatkan perkiraan nilai curah hujan suatu kawasan, bisa dilakukan dengan 3 metode, yaitu: metode rerata aljabar, metode poligon Thiessen, dan metode Isohyet. Tugas Akhir menggunakan metode rerata aljabar, karena hanya mengacu pada satu stasiun hujan. Data hujan yang digunakan berasal dari 1 stasiun hujan, yaitu: Stasiun Klimatologi Pondok Betung, Bintaro. Data curah hujan maksimum tahunan stasiun tersebut dapat dilihat pada tabel 4.1 IV-1
Tabel 4.1 Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan TAHUN JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC 2005 89,6 32,5 99,0 31,0 69,0 73,0 82,0 68,0 37,4 46,0 64,0 37,0 2006 46,3 61,2 57,0 79,3 28,1 41,3 47,6 6,2 0,2 5,0 31,9 54,5 2007 76,5 339,8 33,4 52,8 63,0 28,0 0,3 29,0 120,5 47,7 61,0 104,5 2008 98,0 209,0 71,0 42,5 72,3 58,1 9,1 43,0 31,5 10,2 70,2 27,8 2009 59,0 114,0 69,3 47,0 45,0 18,5 29,4 27,0 20,5 63,0 101,5 51,5 2010 61,0 59,5 30,2 59,2 40,0 47,5 89,8 63,7 108,9 103,6 36,5 24,5 2011 29,6 26,7 21,5 61,9 22,5 37,7 27,0 0,0 40,3 13,7 17,0 27,9 2012 49,2 70,3 29,4 74,4 59,2 43,4 7,3 8,5 5,3 20,0 63,6 79,8 2013 94,0 40,0 32,5 79,8 66,5 21,0 77,8 55,5 16,5 58,6 70,6 96,0 2014 81,6 119,5 25,0 51,2 57,8 76,0 46,2 68,5 20,0 13,3 58,8 35,6 (Sumber: Badan Meteorlogi Klimatologi dan Geofisika) Letak astronomis daerah tinjauan dan stasiun hujan yang dipakai adalah sebagai berikut: Lokasi : - Apartemen Pondok Indah Residences : 6 o 26 06 LS ; 106 o 78 38 BT. Stasiun Hujan : - Stasiun Klimatologi Pondok Betung : 6 o 15 40 LS ; 106 o 45 04 BT. Berikut peta lokasi tinjauan dengan stasiun hujan. IV-2
Stasiun Klimatologi Pondok Betung Apartemen Pondok Indah Residences Gambar 4.1 Peta Daerah Tinjauan dan Stasiun Hujan (sumber: Google maps) Dari poligon yang dibuat didapat luas pengaruh dari stasiun hujan. Karena hanya menggunakan satu stasiun hujan, maka nilai curah hujan kawasan untuk tahun 2005 sampai 2014 seperti pada tabel 4.2 Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Curah Hujan Kawasan Tahun Pondok Betung (mm/hari) CH Kawasan (mm/hari) 2005 99,0 99,0 2006 79,3 79,3 2007 339,8 339,8 2008 209,0 209,0 2009 114,0 114,0 2010 108,9 108,9 2011 40,3 40,3 2012 79,8 79,8 2013 96,0 96,0 2014 119,5 119,5 IV-3
4.1.2 Analisis Distribusi Frekuensi Rumus probabilitas yang umum digunakan dalam analisis hidrologi antara lain: distribusi Normal, distribusi Log Normal, distribusi Gumbel, dan distribusi Log Pearson III. a. Distribusi Normal Berikut merupakan perhitungan probabilitas curah hujan periode ulang 5 tahun dengan distribusi Normal. Menghitung nilai rerata variat ( ) Setelah mendapatkan nilai rerata variat, maka dilanjutkan perhitungan standar deviasi (Sd) seperti pada tabel 4.3. Tabel 4.3 Perhitungan Distribusi Normal Tahun i (mm/hari) 2 2005 99.0 128.56-29.56 873.79 2006 79.3 128.56-49.26 2426.55 2007 339.8 128.56 211.24 44622.34 2008 209 128.56 80.44 6470.59 2009 114 128.56-14.56 211.99 2010 108.9 128.56-19.66 386.52 2011 40.3 128.56-88.26 7789.83 2012 79.8 128.56-48.76 2377.54 2013 96 128.56-32.56 1060.15 2014 119.5 128.56-9.06 82.08 1285.60 66301.38 IV-4
Nilai faktor frekuensi (K T ) untuk periode ulang 5 tahun adalah 0.84 (tabel 2.2), sehingga perhitungan nilai probabilitas curah hujan periode ulang 5 tahun adalah sebagai berikut: Perhitungan periode curah hujan dengan periode ulang selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.4. Tabel 4.4 Perhitungan Curah Hujan Periode Ulang t Tahun dengan Distribusi Normal PUH Sd Kt t (mm/hari) 2 0.00 128.56 5 0.84 200.66 10 1.28 238.42 128.56 85.83 20 1.64 269.32 50 2.05 304.51 100 2.33 328.54 b. Distribusi Log Normal Berikut ini merupakan perhitungan probabilitas curah hujan periode ulang 5 tahun dengan distribusi Log Normal. Menghitung nilai rata-rata variat ( ) Setelah mendapatkan nilai rerata variat, maka dilanjutkan perhitungan standar deviasi (Sd). IV-5
i Tabel 4.5 Perhitungan Distribusi Log Normal Tahun (mm/hari) Log i 2 2005 99.0 2.00 2.04-0.05 0.0020 2006 79.3 1.90 2.04-0.14 0.0200 2007 339.8 2.53 2.04 0.49 0.2406 2008 209 2.32 2.04 0.28 0.0781 2009 114 2.06 2.04 0.02 0.0003 2010 108.9 2.04 2.04 0.00 0.0000 2011 40.3 1.61 2.04-0.44 0.1896 2012 79.8 1.90 2.04-0.14 0.0192 2013 96 1.98 2.04-0.06 0.0034 2014 119.5 2.08 2.04 0.04 0.0013 1285.60 20.4 0.5546 Nilai faktor frekuensi (K T ) untuk periode ulang 5 tahun adalah 0.84 (tabel 2.2), sehingga perhitungan nilai probabilitas curah hujan periode ulang 5 tahun adalah sebagai berikut: Perhitungan periode curah hujan dengan periode ulang selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.6. IV-6
Tabel 4.6 Perhitungan Curah Hujan Periode Ulang t Tahun dengan Distribusi Log Normal PUH Sd Kt Log t t (mm/hari) 2 0.00 2.04 109.83 5 0.84 2.25 177.51 10 1.28 2.36 228.27 2.04 0.25 20 1.64 2.45 280.43 50 2.05 2.55 354.48 100 2.33 2.62 416.00 c. Distribusi Gumbel Perhitungan probabilitas curah hujan periode ulang 5 tahun dengan distribusi Gumbel. Menghitung nilai rerata variat ( ) Setelah mendapatkan nilai rerata variat, maka dilanjutkan perhitungan standar deviasi (Sd). Tabel 4.7 Perhitungan Distribusi Gumbel Tahun i (mm/hari) 2 2005 99.0 128.56-29.56 873.79 2006 79.3 128.56-49.26 2426.55 2007 339.8 128.56 211.24 44622.34 2008 209 128.56 80.44 6470.59 2009 114 128.56-14.56 211.99 2010 108.9 128.56-19.66 386.52 2011 40.3 128.56-88.26 7789.83 2012 79.8 128.56-48.76 2377.54 2013 96 128.56-32.56 1060.15 2014 119.5 128.56-9.06 82.08 1285.60 66301.38 IV-7
Nilai Yn, Sn, dan Yt ditentukan dengan cara melihat tabel 2.3; tabel 2.4; dan tabel 2.5. Dari tabel-tabel tersebut diketahui: Yn = 0.5128 Sn = 1.0206 Yt = 1.5004 Berikut merupakan perhitungan K untuk perhitungan curah hujan periode ulang 5 tahun metode distribusi Gumbel. Setelah mendapatkan nilai K maka curah hujan periode ulang 5 tahun dapat dihitung dengan cara berikut. Perhitungan periode curah hujan dengan periode ulang selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.8. IV-8
Tabel 4.8 Perhitungan Curah Hujan Periode Ulang t Tahun dengan Distribusi Gumbel PUH Sd Kt t (mm/hari) 2.5 0.19 144.52 5 1.06 219.36 10 1.85 287.26 128.56 85.83 20 2.30 326.20 50 2.89 376.60 100 3.35 416.05 d. Distribusi Log Pearson III Berikut ini merupakan perhitungan probabilitas curah hujan periode ulang 5 tahun dengan distribusi Log Pearson III. Menghitung nilai rerata variat ( ) Setelah mendapatkan nilai rerata variat, maka dilanjutkan perhitungan standar deviasi (Sd). Tabel 4.9 Perhitungan Distribusi Log Pearson III Tahun i (mm/hari) Log i 2 3 2005 99.0 2.00 2.04-0.05 0.0020-0.000092 2006 79.3 1.90 2.04-0.14 0.0200-0.002830 2007 339.8 2.53 2.04 0.49 0.2406 0.118015 2008 209 2.32 2.04 0.28 0.0781 0.021818 2009 114 2.06 2.04 0.02 0.0003 0.000004 2010 108.9 2.04 2.04 0.00 0.0000 0.000000 2011 40.3 1.61 2.04-0.44 0.1896-0.082546 2012 79.8 1.90 2.04-0.14 0.0192-0.002669 2013 96 1.98 2.04-0.06 0.0034-0.000200 2014 119.5 2.08 2.04 0.04 0.0013 0.000049 1285.60 20.4 0.5546 0.0516 IV-9
Nilai K pada distribusi Log Pearson III ditentukan berdasarkan periode ulang dan koefisien kemencengan (G). Berikut perhitungan nilai koefisien kemencengan. Nilai K untuk periode ulang 5 tahun dan koefisien kemencengan 0.46 didapatkan dengan cara interpolasi pada tabel 4.10. Tabel 4.10 Perhitungan Interpolasi Nilai K Interval G 0.46 0.5 0.6 K K K 2-0.077-0.083-0.099 5 0.811 0.808 0.800 10 1.321 1.323 1.328 25 2.898 2.910 2.939 50 2.292 2.311 2.359 100 2.658 2.686 2.755 Maka curah hujan periode ulang 5 tahun dapat dihitung dengan cara berikut. IV-10
Perhitungan periode curah hujan dengan periode ulang selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.11. Tabel 4.11 Perhitungan Curah Hujan Periode Ulang t Tahun dengan Distribusi Log Pearson III PUH Sd Kt Log t 2 t (mm/hari) -0.077 0.022 105.12 5 0.811 2.242 174.62 10 1.321 2.369 233.69 2.04 0.25 20 2.898 2.760 575.70 50 2.292 2.610 407.02 100 2.658 2.701 501.90 4.1.3 Uji Kecocokan Data dengan Metode Chi-Kuadrat Dari keempat metode distribusi frekuensi probabilitas, hanya satu yang akan digunakan dalam perhitungan debit. Distribusi frekuensi probabilitas dipilih berdasarkan sebaran datanya. Untuk mempermudah pengolahan data, maka data diurutkan dari yang terbesar sampai terkecil seperti pada tabel 4.12. IV-11
Tabel 4.12 Pengurutan Data Curah Hujan No Tahun CH Kawasan P(m) (%) 1 2011 40.3 9.091 2 2006 79.3 18.182 3 2012 79.8 27.273 4 2013 96.0 36.364 5 2005 99.0 45.455 6 2010 108.9 54.545 7 2009 114.0 63.636 8 2014 119.5 72.727 9 2008 209.0 81.818 10 2007 339.8 90.909 Tahapan selanjutnya yaitu menghitung kelas distribusi (G) seperti pada perhitungan di bawah ini. G = 1 + 3,33 log (n) G = 1 + 3,33 Log (10) G = 1 + 3,33 (1) = 4,33 5 Kelas distribusi yang digunakan untuk 10 buah data adalah 5. Sehingga interval yang digunakan setiap 20%. Inverval data diambil dari periode ulang berikut. IV-12
Hasil dari perhitungan kelas distribusi di atas selanjutnya dimasukan sebagai interval kelas pada masing-masing distribusi probabilitas. Dari tabel 2.7 nilai chi-batas (χ cr ) diketahui sebesar 5,991, yang selanjutnya sebagai parameter memenuhi atau tidaknya suatu distribusi probabilitas yang dilihat dari nilai chi-hitung (χ h ) dari masing-masing distribusi. a. Distribusi Normal Dari perhitungan distribusi Normal diketahui: = 128.56 Sd = 85.83 Dari tabel 2.2 diketahui nilai K untuk masing-masing interval adalah sebagai berikut. K 5 = 0.84 K 2,5 = 0,25 K 1,67 = -0,25 K 1,25 = -0,75 Dan berikut merupakan perhitungan interval kelas untuk distribusi Normal. = 200.66 mm/hari = 150.02 mm/hari = 107.10 mm/hari = 64.57 mm/hari IV-13
Hasil Interval kelas tersebut bandingkan dengan data hujan yang digunakan, kemudian dihitung jumlah masing-masing kelas dan dimasukan kedalam perhitungan berikut. Tabel 4.13 Perhitungan χ h Distribusi Normal Interval Ef Of Ef - Of χ h > 200.66 2 1 1.00 0.50 150.02-200.66 2 1 1.00 0.50 107.10-150.02 2 3-1.00 0.50 64.57-107.10 2 3-1.00 0.50 < 64.57 2 2 0.00 0.00 10 10 2.00 b. Distribusi Log Normal Dari perhitungan distribusi Log Normal diketahui: = 2.04 Sd = 0.25 Dari tabel 2.2 diketahui nilai K untuk masing-masing interval adalah sebagai berikut. K 5 = 0.84 K 2,5 = 0,25 K 1,67 = -0,25 K 1,25 = -0,75 Dan berikut merupakan perhitungan interval kelas untuk distribusi Log Normal IV-14
2.25 = 177.51 mm/hari 2.1 = 126.70 mm/hari 1.98 = 95.20 mm/hari 1.86 = 71.72 mm/hari Hasil Interval kelas tersebut bandingkan dengan data hujan yang digunakan, kemudian dihitung jumlah masing-masing kelas dan dimasukan kedalam perhitungan berikut. Tabel 4.14 Perhitungan χ h Distribusi Log Normal Interval Ef Of Ef - Of χ h > 177.51 2 1 1.00 0.50 126.70-177.51 2 3-1.00 0.50 95.20-126.70 2 2 0.00 0.00 71.72-95.20 2 2 0.00 0.00 c. Distribusi Gumbel < 71.72 2 2 0.00 0.00 10 10 1.00 Dari perhitungan distribusi Gumbel diketahui: = 128.56 Sd = 85.83 Dari tabel 2.4; 2.5; dan 2.6 diketahui nilai K untuk masing-masing interval adalah sebagai berikut. K 5 = 1,0579 IV-15
K 2,5 = 0,1859 K 1,67 = -0,4259 K 1,25 = -1,0225 Berikut perhitungan interval kelas untuk distribusi Gumbel. = 219.36 mm/hari = 144.52 mm/hari = 92.00 mm/hari = 40.80 mm/hari Hasil Interval kelas tersebut bandingkan dengan data hujan yang digunakan, kemudian dihitung jumlah masing-masing kelas dan dimasukan kedalam perhitungan berikut. Tabel 4.15 Perhitungan χ h Distribusi Gumbel Interval Ef Of Ef - Of χ h > 219.36 2 1 1.00 0.50 144.52-219.36 2 2 0.00 0.00 92.00-144.52 2 4-2.00 2.00 40.80-92.00 2 2 0.00 0.00 < 40.80 2 1 1.00 0.50 d. Distribusi Log Pearson III 10 10 3.00 Dari perhitungan distribusi Log Pearson III diketahui: = 2,04 Sd = 0,25 G = 0.46 IV-16
Dari tabel 2.3 dilakukan interpolasi sehingga didapat nilai K untuk masingmasing interval adalah sebagai berikut. K 5 = 0.81 K 2,5 = 0.73 K 1,67 = -0.32 K 1,25 = -0.86 Dan berikut merupakan perhitungan interval kelas untuk distribusi Log Pearson III. 2.24 = 174.62 mm/hari 2.22 = 166.64 mm/hari 1.96 = 91.28 mm/hari 1.83 = 67.32 mm/hari Hasil Interval kelas tersebut bandingkan dengan data hujan yang digunakan, kemudian dihitung jumlah masing-masing kelas dan dimasukan kedalam perhitungan berikut. IV-17
Tabel 4.16 Perhitungan χ h Distribusi Log Pearson III Interval Ef Of Ef - Of χ h > 172.62 2 1 1.00 0.50 166.64-174.62 2 0 2.00 2.00 91.28-166.64 2 6-4.00 8.00 67.32-91.28 2 2 0.00 0.00 < 97.32 2 2 0.00 0.00 10 11 10.50 Dari uji kecocokan data dengan metode Chi-Kuardat di atas, didapatkan kesimpulan sebagai berikut. Tabel 4.17 Resume Hasil Uji Kecocokan Data dengan Metode Chi-Kuadrat Jenis Distribusi χ h χ cr Keterangan Normal 2 5.991 Memenuhi Log Normal 1 5.991 Memenuhi Log Pearson III 10.5 5.991 Tidak Memenuhi Gumbel 3 5.991 Memenuhi Dengan demikian distribusi probabilitas yang digunakan dalam perhitungan Intensitas hujan selanjutnya adalah distribusi log normal, karena memiliki nilai χ h terkecil sehingga memiliki distribusi paling ideal. 4.1.4 Perhitungan Waktu Konsentrasi Saluran Perencanaan drainase Pondok Indah residences dibagi menjadi beberapa segmen seperti pada gambar 4.2, dan lebih jelasnya pada Lampiran 1. IV-18
SEGMEN 1 ZONA 2 ZONA 1 SEGMEN 2 SEGMEN 4 SEGMEN 3 Gambar 4.2 Denah Pembagian Segmen Drainase (sumber: Gambar Analisis) Perhitungan waktu inlet pada zona 1 segmen 1 adalah sebagai berikut. t i ={ } t i ={ } = 1.56 menit Lt = Panjang titik terjauh ke saluran drainase (m) nd = Koefisien hambatan (lihat tabel 2.11) k = kelandaian/kemiringan permukaan IV-19
Gambar 4.3 Penampang Drainase zona 1 segmen 1 (sumber: Gambar Analisis) Perhitungan waktu pengaliran pada zona 1 segmen 1 dengan bentuk penampang pada gambar 4.3 adalah sebagai berikut : t k = Ld (60). V Ld V S R = Panjang segmen drainase (m) = Kecepatan Pengaliran = kemiringan Drainase = Jari-jari Hidrolis (m) Sehingga didapat waktu konsentrasi sebagai berikut. t c = t i + t k t c = 1.56 + 0.25 = 1.81 menit Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.18. IV-20
Tabel 4.18 Perhitungan Waktu Konsentrasi Zona 1 dan Zona 2 Apartemen Pondok Indah Residences No Saluran Ld (m) k (%) Nd t i (menit) D (m) A (m 2 ) P (m) R (m) S (%) n V (m/det) Lt (m) t k (menit) t c (menit) Zona 1 Segmen 1 271.608 0.3 0.013 1.56 0.7 0.385 1.50 0.35 0.3 0.015 18.13 271.608 0.25 1.81 Segmen 2 131.260 0.3 0.013 1.38 0.4 0.125 1.75 0.2 0.3 0.015 12.48 131.260 0.17 1.39 Zona 2 Segmen 3 374.708 0.3 0.013 1.64 0.7 0.385 1.50 0.35 0.3 0.015 18.13 374.708 0.34 1.98 Segmen 4 13.094 0.3 0.013 0.113 0.7 0.385 1.50 0.35 0.3 0.015 18.13 13.094 0.012 0.101 Waktu konsentrasi terbesar pada zona 1 didapat pada segmen 1 yaitu sebesar 1.81 menit. Sehingga digunakan untuk perhitungan Intensitas curah hujan. Waktu konsentrasi terbesar pada zona 2 didapat pada segmen 3 yaitu sebesar 1.98 menit. Sehingga digunakan untuk perhitungan Intensitas curah hujan. IV-22
4.1.5 Perhitungan Intensitas Curah Hujan Rumus yang digunakan untuk perhitungan Intensitas curah hujan, antara lain: Rumus Mononobe, Van Breen, serta Haspers & Weduwen. Rumus dipilih berdasarkan standar deviasi terkecil terhadap IDF Jakarta pada tabel 4.19. Tabel 4.19 Intensity Duration Frequensi (IDF) Hujan Jakarta Durasi (menit) Intensitas Hujan (mm/jam) untuk PUH (tahun) 2 5 10 25 50 5 126 148 155 180 191 10 114 126 138 156 168 20 102 114 123 135 144 40 76 87 96 105 144 60 61 73 81 91 100 120 36 45 51 58 63 240 21 27 30 35 40 Sumber : Evaluasi Dan Perencanaan Ulang Dimensi Drainase Samping Jl. Ir. H. Juanda Kota Bandung (2013) Periode ulang yang digunakan adalah periode ulang 5 tahun. Berikut perhitungan Intensitas curah hujan dengan durasi 5 menit periode ulang 5 tahun dengan Rumus Mononobe. ( ) ( ) ( ) ( ) Berikut perhitungan Intensitas curah hujan durasi 5 menit periode ulang 5 tahun dengan Rumus Van Breen. ( ) ( ) IV-23
Berikut perhitungan Intensitas curah hujan durasi 5 menit periode ulang 5 tahun dengan Rumus Haspers dan Weduwen. ( ) ( ) ( ) ( ( ) ) Untuk waktu konsentrasi antara 1 sampai dengan 24 jam memiliki perbedaan perhitungan, yaitu sebagai berikut. [ ] ( ) ( ) [ ] ( ) ( ) ( ) Perhitungan Intensitas curah hujan durasi tertentu dengan periode ulang 5 tahun selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.20, dan grafik Intensitas Curah hujan masing-masing rumus dibandingkan dengan IDF Jakarta dapat dilihat pada gambar 4.3. IV-24
Tabel 4.20 Intensitas Curah Hujan Durasi Tertentu Periode Ulang 5 Tahun Durasi Haspers & IDF Mononobe Van Breen Weduwen (menit) Jakarta (mm/jam) (mm/jam) (mm/jam) 5.00 148.00 322.557 1232.646 1232.646 10.00 126.00 203.198 760.493 1520.986 20.00 114.00 128.007 451.679 1806.718 40.00 87.00 80.639 254.1811 2033.449 60.00 73.00 61.539 22.843 2130.120 120.00 45.00 38.767 15.946 2241.294 240.00 27.00 24.422 11.000 2303.378 2000,00 1800,00 1600,00 1400,00 1200,00 1000,00 800,00 600,00 400,00 200,00 0,00 5,00 10,00 20,00 40,00 60,00 120,00240,00 Haspers & Weduwen Van Breen Mononobe IDF Jakarta Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Intesitas Curah Hujan dengan IDF Jakarta (sumber: Gambar Analisis) Setelah mendapatkan nilai masing-masing durasi, maka hitung deviasi intensitas hujan masing-masing rumus sehingga didapat standar deviasi seperti pada tabel 4.21. IV-25
Tabel 4.21 Perhitungan Deviasi Intensitas Curah Hujan terhadap IDF Jakarta Durasi Deviasi (menit) Mononobe Van breen Haspers 5.00 14077.45 3569.18 992943.63 10.00 1182.51 5829.01 302564.89 20.00 207.43 8201.66 74695.17 40.00 761.09 13458.37 14833.81 60.00 828.97 16765.03 819.62 120.00 328.00 24030.73 316.16 240.00 86.14 28103.20 101.62 17471.60 99957.19 1386274.91 St.deviasi 5121.67 9274.47 367138.91 Dari tabel 4.21 dapat diketahui bahwa Intensitas curah hujan yang memiliki standar deviasi terkecil adalah Intensitas curah hujan dengan Rumus Mononobe. Dengan demikian, selanjutnya Intesitas curah hujan dihitung menggunakan Rumus Mononobe dengan nilai waktu konsentrasi (t c ) sesuai pada perhitungan waktu konsentrasi setiap zona. Menurut Permen PU No. 12/PRT/M/2014, Intensitas hujan Periode ulang harian yang digunakan untuk perhitungan drainase dengan tipologi kota kategori kota besar dan dengan luas daerah tangkapan 85 ha adalah periode ulang harian 2-5 tahun seperti pada tabel 4.22 Tabel 4.22 Kala Ulang Berdasarkan Tipologi Kota Tipologi Kota Daerah Tangkapan Air (Ha) < 10 10-100 101-500 > 500 Kota Metropolitan 2 thn 2-5 thn 5-10 thn 10-25 thn Kota Besar 2 thn 2-5 thn 2-5 thn 5-20 thn Kota Sedang 2 thn 2-5 thn 2-5 thn 5-10 thn Kota Kecil 2 thn 2 thn 2 thn 2-5 thn (Sumber: Permen PU No. 12/PRT/M/2014) IV-26
Dengan demikian, diputuskan periode ulang harian yang digunakan dalam perhitungan intensitas curah hujan adalah periode ulang 5 tahun. Perhitungan Intensitas curah hujan dilakukan dengan dua waktu konsentrasi, karena area pengaliran saluran dibagi menjadi dua zona. Perhitungan Intensitas curah hujan dengan rumus Mononobe zona 1 segmen 1 Apartemen Pondok Indah Residences adalah sebagai berikut. Diketahui: 5 t c = 177.51 mm/hari = 1.81 menit ( ) ( ) ( ) ( ) Perhitungan Intensitas curah hujan dengan rumus Mononobe untuk zona 2 segmen 3 Apartemen Pondok Indah Residences adalah sebagai berikut. Diketahui: 5 t c = 177.51 mm/hari = 1.98 menit ( ) ( ) ( ) ( ) 4.1.6 Perhitungan Koefisien Limpasan Koefisien Limpasan Merupakan perbandingan antara jumlah hujan yang jatuh dengan jumlah hujan yang melimpas dan tertangkap pada titik yang ditinjau, atau IV-27
angka reduksi dari intensitas hujan (Suripin,2004). Berikut merupakan perhitungan koefisien limpasan pada masing-masing segmen drainase. Luas masing-masing daerah limpasan diketahui dengan bantuan software Autocad, sedangkan nilai koefisien limpasan setiap jenis permukaan limpasan dilihat dari tabel 2.10 sehingga diketahui parameter untuk segmen 1 sebagai berikut. A Pavingblock = 829.395 m 2 = 0,00083 km 2 C Paving = 0,70 A Pemukiman = 1534.3 m 2 = 0,0015 km 2 C Pemukiman = 0,50 fk Pemukiman = 1,50 A Taman = 638,833 m 2 = 0,00064 km 2 C Taman = 0,30 fk Taman = 0,20 ( ) Perhitungan lengkap untuk masing-masing segmen dapat dilihat pada tabel 4.23. IV-28
No Saluran Tabel 4.23 Perhitungan Koefisien Limpasan Apartemen Pondok Indah Residences Jalan Paving Pemukiman Tdk Padat Taman C C fk m 2 km 2 m 2 km 2 m 2 km 2 C fk C sal Zona 1 Segmen 1 829.395 0.00083 0.70 1534.3 0.00153 0.50 1.50 638,833 0.00064 0.300 0.20 0.58 Segmen 2 211.40 0.00021 0.70 1534.3 0.00153 0.50 1.50 242.04 0.00024 0.300 0.20 0.65 Zona 2 Segmen 3 972.67 0.00097 0.70 1534.3 0.00153 0.50 1.50 455.0 0.00046 0.300 0.20 0.63 Segmen 4 688.550 0.00069 0.70 0 0 0.50 1.50 360.24 0.00036 0.300 0.20 0.48 IV-29
4.1.7 Penentuan Daerah Tangkapan Drainase Penentuan daerah tangkapan drainase dilakukan berdasarkan topografi daerah tinjauan, yang dapat dilihat dari denah kawasan serta tabel koordinat. Perhitungan besarnya luasan daerah tangkapan dilakukan dengan bantuan software Autocad. Denah daerah tangkapan masing-masing drainase dapat dilihat pada lampiran 2, sedangkan luas tangkapan masing-masing drainase dapat dilihat pada tabel 4.24. Tabel 4.24 Luas Daerah Tangkapan Drainase Apartemen Pondok Indah Residences Zona Zona 1 Zona 2 Segmen A m² km² Segmen 1 3002,53 0,0030 Segmen 2 1987,74 0,0020 Segmen 3 2961,97 0,0030 Segmen 4 1048,79 0,0010 4.2 Perhitungan Sumur Resapan Dalam perenelitian ini data keadaan asli yang dijadikan acuan adalah data yang didapat dari lokasi penelitian yang sudah pernah dilakukan analisis dan pengamatan sebelumnya, yaitu: 1. Kedalaman muka air tanah memenuhi persyaratan yaitu 7.85 m > 1,5 m pada musim hujan (kedalaman muka air tanah diketahui berdasarkan hasil boring log pada lokasi). 2. Struktur tanah pada lokasi penelitian mempunyai nilai koefisien permeabilitas tanah 0.001 cm/detik karena jenis tanah lanau. 3. Dari perhitungan sebelumnya, diambil intensitas hujan pada PUH 5 tahun adalah mm/jam 183.18 cm/jam. IV-30
Perencanaan sumur resapan pada Apartemen Pondok Indah residences dibagi menjadi beberapa segmen seperti pada gambar 4.4. Saluran Drainase Zona 1 Sumur Resapan Segmen 1 Saluran Drainase Zona 2 Sumur Resapan Segmen 3 Saluran Drainase Kota Sumur Resapan Segmen 3 Gambar 4.5 Pembagian Segmen Sumur Resapan (sumber: Gambar Analisis) Nilai Koefisien Permeabilitas (k) untuk setiap jenis tanah adalah berbeda. Beberapa koefisien permeabilitas diberikan pada tabel 4.24. IV-31
Tabel 4.25 Nilai Koefisien permeabilitas Tanah Sumber : Buku Mekanika Tanah jilid 1 ( Braja, 1985) 1. Perhitungan sumur resapan air hujan pada segmen 1 sesuai dengan SNI No. 03-2453-2002, terbagi atas: 1. Volume andil banjir Volume andil banjir adalah volume air hujan yang jatuh ke bidang tadah, yang akan dilimpaskan ke sumur resapan air hujan. Rumus yang digunakan: IV-32
2. Debit air yang masuk kedalam tanah (Qresapan) Jenis sumur persegi panjang seperti pada gambar 4.6 Gambar 4.6 Penampang Sumur Resapan Segmen 1 (sumber: Gambar Analisis) Berdasarkan gambar 4.6 maka : Lebar sumur resapan (L) Panjang Sumur resapan (P) Tinggi sumur resapan (H) = 2.05 m = 5.47 m = 2.87 m debit air yang meresap adalah : Dimana : Vrsp : Volume air hujan yang meresap (m 3 ) te : Durasi hujan efektif (jam) Atotal : Luas dinding sumur + luas alas sumur (m 2 ) K : koefisien permeabilitas tanah (m/hari) IV-33
0,92 Untuk perhitungan Asumur didapat dari penjumlahan luas dinding sumur (Av) dan luas alas sumur (Ah) : ( ) ( ) Untuk nilai permeabilitas sumur resapan dengan jenis tanah lanau berdasarkan tabel 4.25 adalah 0.001 cm/detik Maka, semua hasil perhitungan yang telah dicari, disubstitusikan ke dalam rumus: 3. Perhitungan Penampungan Sumur Resapan Untuk menghitung volume penampungan air pada sumur resapan, digunakan rumus : IV-34
Maka volume sumur resapan dengan ukuran : Lebar sumur resapan (L) Panjang Sumur resapan (P) Tinggi sumur resapan (H) = 2.05 m = 5.47 m = 2.87 m Volume sumur resapan = 2.05 x 5.47 x 2.87 = 32.18 m³ Dengan demikian sumur resapan segmen 1 akan terisi penuh selama : 2. Perhitungan sumur resapan air hujan pada segmen 2 sesuai dengan SNI No. 03-2453-2002, terbagi atas: 1. Volume andil banjir Volume andil banjir adalah volume air hujan yang jatuh ke bidang tadah, yang akan dilimpaskan ke sumur resapan air hujan. Rumus yang digunakan: IV-35
2. Debit air yang masuk kedalam tanah (Qresapan) Jenis sumur persegi panjang seperti pada gambar 4.7 Gambar 4.7 Penampang Sumur Resapan Segmen 2 (sumber: Gambar Analisis) Berdasarkan gambar 4.6 maka : Lebar sumur resapan (L) Panjang Sumur resapan (P) Tinggi sumur resapan (H) = 5.07 m = 20.30 m = 1.64 m debit air yang meresap adalah : Dimana : Vrsp : Volume air hujan yang meresap (m 3 ) te : Durasi hujan efektif (jam) Atotal : Luas dinding sumur + luas alas sumur (m 2 ) K : koefisien permeabilitas tanah (m/hari) IV-36
0,92 Untuk perhitungan Asumur didapat dari penjumlahan luas dinding sumur (Av) dan luas alas sumur (Ah) : ( ) ( ) Untuk nilai permeabilitas sumur resapan dengan jenis tanah lanau berdasarkan tabel 4.25 adalah 0,001 cm/detik Maka, semua hasil perhitungan yang telah dicari, disubstitusikan ke dalam rumus: 3. Perhitungan Penampungan Sumur Resapan Untuk menghitung volume penampungan air pada sumur resapan, digunakan rumus : IV-37
Maka volume sumur resapan segmen 2 dengan ukuran : Lebar sumur resapan (L) Panjang Sumur resapan (P) Tinggi sumur resapan (H) = 5.07 m = 20.30 m = 1.64 m Volume sumur resapan = 5.07 x 20.30 x 1.64 = 168.79 m³ Dengan demikian sumur resapan segmen 2 akan terisi penuh selama : 3. Perhitungan sumur resapan air hujan pada segmen 3 sesuai dengan SNI No. 03-2453-2002, terbagi atas: 1. Volume andil banjir Volume andil banjir adalah volume air hujan yang jatuh ke bidang tadah, yang akan dilimpaskan ke sumur resapan air hujan. Rumus yang digunakan: 2. Debit air yang masuk kedalam tanah (Qresapan) Jenis sumur persegi panjang seperti pada gambar 4.8 IV-38
Gambar 4.8 Penampang Sumur Resapan Segmen 3 (sumber: Gambar Analisis) Berdasarkan gambar 4.8 maka : Lebar sumur resapan (L) Panjang Sumur resapan (P) Tinggi sumur resapan (H) = 5.07 m = 5.125 m = 1.64 m debit air yang meresap adalah : Dimana : Vrsp : Volume air hujan yang meresap (m 3 ) te : Durasi hujan efektif (jam) Atotal : Luas dinding sumur + luas alas sumur (m 2 ) K : koefisien permeabilitas tanah (m/hari) 0,92 IV-39
Untuk perhitungan Asumur didapat dari penjumlahan luas dinding sumur (Av) dan luas alas sumur (Ah) : ( ) ( ) Untuk nilai permeabilitas sumur resapan 3 dengan jenis tanah lanau berdasarkan tabel 4.25 adalah 0.001 cm/detik Maka, semua hasil perhitungan yang telah dicari, disubstitusikan ke dalam rumus: 3. Perhitungan Penampungan Sumur Resapan Untuk menghitung volume penampungan air pada sumur resapan, digunakan rumus : Maka volume sumur resapan segmen 3 dengan ukuran : IV-40
Lebar sumur resapan (L) Panjang Sumur resapan (P) Tinggi sumur resapan (H) = 5.07 m = 5,125 m = 1.64 m Volume sumur resapan = 5.07 x 5.125 x 1.64 = 42.6 m³ Dengan demikian sumur resapan segmen 3 akan terisi penuh selama : 4.3 Perhitungan Debit Banjir dengan Metode Rasional Setelah mendapatkan parameter koefisien limpasan (C), Intensitas Curah Hujan (I), dan Luas daerah tangkapan drainase (A) maka debit banjir (Qr) dapat dihitung dengan rumus metode rasional. Berikut perhitungan debit banjir dengan metode rasional untuk segmen 1. Pada segmen 2 diketahui terpengaruh oleh debit dari sumur resapan segmen 1 sebesar 6.154 m 3 /jam, sehingga debit banjir untuk segmen 2 ditambahkan dengan debit banjir dari drainase yang memepengaruhinya. Berikut merupakan perhitungan untuk debit banjir segmen 2. IV-41
Perhitungan Debit banjir dan debit total untuk setiap segmen selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.26. Tabel 4.26 Perhitungan Debit Banjir dan Debit Total Apartemen Pondok Indah Residences No Saluran Zona 1 A m 2 km 2 Csal I (mm/jam) Q r (m 3 /det) Q tambah (m 3 /det) Q tot (m 3 /det) Segmen 1 3002.53 0.0030 0.58 1831.177 0.00025 0.0000 0.00025 Segmen 2 1987.74 0.0020 0.65 1831.177 0.00018 0.0017 0.0018 Zona 2 Segmen 3 2961.97 0.0030 0.63 1831.177 0.00026 0.0000 0.00026 Segmen 4 1048.79 0.0010 0.48 1831.177 0.000067 0.0000 0.000067 4.4 Penentuan Dimensi Drainase Berdasarkan debit total masing-masing drainase, maka dimensi drainase dapat ditentukan. Dimana dimensi drainase harus dapat menampung debit limpasan serta memiliki kecepatan pengaliran yang masih dalam batas izin. Menurut Van Te Chow kecepatan minimum izin adalah 0,60 0,90 m/detik sehingga tidak merangsang tumbuhnya tanaman akuatik serta menghindari timbulnya sedimentasi pada dasar saluran. Sementara untuk kecepatan pengaliran maksimum yang diizinkan adalah 2,5 3,5 m/detik. Dari ketentuan di atas maka diambil kecepatan minimum (Vmin) sebesar 0,75 m/detik dan kecepatan pengaliran maksimum (Vmaks) sebesar 3,0 m/detik. Penentuan dimensi drainase dilakukan secara coba-coba atau trial and error. Berikut merupakan cara coba-coba untuk penentuan dimensi drainase segmen 1. IV-42
Coba dimensi: D = 0,70 m S = 1 % P = b + 2h = (0,70) + 2. (0,70) = 2,10 m Kecepatan memenuhi. Q sal = A. V = 0,385. (1.791) = 0.689 m 3 /detik Debit banjir total untuk saluran segmen 1 adalah 0,00025 m 3 /detik, sedangkan debit pada dimensi saluran yang dicoba sebesar 0.689 m 3 /detik memenuhi syarat kapasitas drainase. Gambar 4.9 Potongan Drainase Segmen 1 (sumber: Gambar Analisis) IV-43
Tabel 4.27 Perhitungan Dimensi Drainase Apartemen Pondok Indah Residences No Q tot d P A R s V Q sal n Saluran (m 3 /det) (m) (m) (m 2 ) (m) (%) (m/det) (m 3 /det) Zona 1 Segmen 1 Segmen 2 0.00025 0.0018 0.7 0.018 2.10 0.385 0.183 1 1.791 0.689 0.4 0.018 1.20 0.563 0.469 1 3.354 1.888 Zona 2 Segmen 3 Segmen 4 0.00026 0.000067 0.7 0.018 2.10 0.385 0.183 1 1.791 0.689 0.7 0.018 2.10 0.385 0.183 1 1.791 0.689 IV-44