LAMPIRAN A CONTOH PERHITUNGAN HIDROLOGI DAN HIDROLIKA KAPASITAS KOLAM RETENSI DAN POMPA

LAMPIRAN A CONTOH PERHITUNGAN HIDROLOGI DAN HIDROLIKA KAPASITAS KOLAM RETENSI DAN POMPA A.1 KONDISI PERENCANAAN Wilayah perencanaan berada di daerah perumahan di Jakarta. Wilayah ini mengalami banjir dan genangan setiap tahunnya. Penyebabnya adalah elevasi muka air banjir di sungai lebih tinggi dari elevasi tanah di daerah perumahan. Permasalahan ini diselesaikan dengan merencanakan sistem polder. Data perencanaan yang digunakan sebagai berikut : Luas catchment area (A) 500 Ha Panjang saluran (L) 5400 m Data curah hujan harian maksimum selama 0 tahun (1986 s/d 005) Gambar 1 Skema sistem polder Untuk memenuhi perhitungan hidrologi dan hidrolika perlu adanya asumsi batasan-batasan, bilamana asumsi ini terpenuhi maka analisa bisa dilaksanakan, 1

sehingga dapat dicapai sasaran penanggulangan banjir dan genangan. Asumsi perhitungan yang digunakan sebagai berikut : Total Inflow Total out flow Storage penampungan pada waktu (t) Bentuk hidrograf aliran masuk (inflow) yang digunakan sesuai bagi penggunaan rumus modifikasi Rational. Rate dari flow dianggap konstan Dalam lampiran ini akan diuraikan metode perhitungan hidrologi dan hidrolika untuk kolam retensi dan polder beserta contoh perhitungannya yang disesuaikan dengan kondisi perencanaan. A. MELENGKAPI DATA CURAH HUJAN Maksudnya adalah data curah hujan harian maksimum dalam setahun yang dinyatakan dalam mm/ hari, untuk stasion curah hujan yang terdekat dengan lokasi sistem drainase, jumlah data curah hujan paling sedikit dalam jangka waktu 10 tahun berturut-berturut. Stasion hujan kadang tidak mempunyai data yang lengkap, jika ditemui data yang kurang, perlu dilengkapi dengan melakukan pengisian data terhadap stasion yang tidak lengkap atau kosong, dengan beberapa metode antara lain : Bila perbedaan hujan tahunan normal di stasion yang mau dilengkapi tidak lebih dari 10 %, untuk mengisi kekurangan data dapat mengisinya dengan harga rata-rata hujan dari stasionstasion disekitarnya. Bila perbedaan hujan tahunan lebih dari 10 %, melengkapi data dengan metode Rasio Normal, yakni dengan membandingkan data hujan tahunan stasion yang kurang datanya terhadap stasion disekitarnya dengan cara sebagai berikut : 1 R ra R rb R r r + + n RA RB RC C Dimana : n jumlah stasion hujan r curah hujan yang dicari (mm) R curah hujan rata-rata setahun di tempat pengamatan R yang datanya akan dilengkapi r A, r B, r C curah hujan di tempat-tempat pengamatan A, B, dan C R A, R B, R C curah hujan rata-rata setahun di stasion A, B, dan C

Berikut adalah tabel data curah hujan harian maksimum selama 0 tahun (1986 s/d 005) yang diperoleh di Stasion A (St. A). Diasumsikan Stasion A sebagai stasion curah hujan yang terdekat dengan lokasi perencanaan sistem drainase. Tabel 1 Data curah hujan harian maksimum (CHHm ax ) St. A Tahun CHH max ) (mm/hari) 1986 15 1987 80 1988 9 1989 10 1990 70 1991 6 199 9 199 79 1994 79 1995 1996 71 1997 11 1998 150 1999 19 000 67 001 9 00 58 00 90 004 74 005 87 A. MENENTUKAN KALA ULANG Karakteristik hujan menunjukkan bahwa hujan yang besar tertentu mempunyai kala ulang tertentu, kala ulang rencana untuk saluran mengikuti standar yang berlaku seperti tabel berikut : Tabel Kala ulang berdasarkan tipologi kota & luas daerah pengaliran Tipologi Kota Catcment Area ( Ha ) < 10 10-100 100-500 > 500 Kota Metropolitan thn - 5 thn 5-10 thn 10-5 thn Kota Besar thn - 5 thn - 5 thn 5-0 thn Kota Sedang / Kecil thn - 5 thn - 5 thn 5-10 thn

Contoh Perhitungan 1 : Tentukan kala ulang rencana untuk saluran di daerah Jakarta dengan luas catchment area seluas 500 Ha. Penyelesaian : Dari tabel di atas untuk daerah Jakarta dengan luas catchment area seluas 500 Ha didapatkan kala ulang rencana 10 tahunan. A.4 MENGANALISA HUJAN RENCANA A.4.1 Metode Gumbel Parameter - parameter statistik yang diperlukan oleh distribusi harga ekstrim gumbel adalah : 1. Menentukan harga tengahnya (R) : R n R i. Menentukan harga penyimpangan standard (S x ) : S x ( Ri R) n 1. Menentukan faktor frekuensi (K) : Yt Yn K S n dimana : K faktor frekuensi Y t Reduced Variable (lihat tabel hubungan antara waktu ulang T dengan Yt) Y n Reduced Mean (lihat tabel 4 hubungan antara lamanya pengamatan n dengan Yn) S n Reduced Standard Deviation (lihat tabel 4 hubungan antara n dengan S n ) R i Curah hujan n Jumlah data 4. Menentukan curah hujan rencana dengan waktu ulang yang dipilih, dengan rumus : R R + K. t S x 4

5. Menentukan data variasi fungsi kala ulang (Y t ) Tabel Data Variasi Fungsi Kala ulang (Y t ) T (tahun) Y t 0.665 5 1.4999 10.50 5.1985 50.9019 100 4.6001 6. Menentukan data nilai Y n dan S n yang tergantung pada n Tabel 4 Data Nilai Yn dan Sn Yang Tergantung Pada n n Y n S n 10 0.459 0.9496 11 0.4996 0.9676 1 0.505 0.99 1 0.5070 0.9971 14 0.5100 1.0095 15 0.518 1.006 16 0.5157 1.016 17 0.5181 1.0411 18 0.50 1.049 19 0.50 1.0565 0 0.56 1.068 1 0.55 1.0696 0.568 1.0754 0.58 1.0811 4 0.596 1.0864 5 0.509 1.0915 6 0.50 1.1961 7 0.5 1.1004 8 0.54 1.1047 9 0.55 1.1086 0 0.56 1.114 1 0.571 1.1159 0.580 1.119 0.588 1.16 4 0.596 1.155 5 0.540 1.185 6 0.5410 1.11 7 0.5418 1.19 8 0.544 1.16 9 0.540 1.188 5

n Y n S n 40 0.546 1.141 41 0.544 1.146 4 0.5448 1.1458 4 0.545 1.1480 44 0.5458 1.1499 45 0.546 1.1519 46 0.5468 1.158 47 0.547 1.1557 48 0.5477 1.1574 49 0.5481 1.1590 50 0.5485 1.1607 51 0.5489 1.16 5 0.549 1.168 5 0.5497 1.1658 54 0.5501 1.1667 55 0.5504 1.1681 Contoh Perhitungan : Dengan menggunakan data curah hujan maksimum selama 0 tahun yang terdapat pada tabel 1, analisa frekuensi hujan dengan menggunakan metode Gumbel. Penyelesaian : 1) Merangking data curah hujan harian maksimum yang didapat dari tabel 1 Tabel 5 Merangking data curah hujan harian maksimum No Urut CHH Max (R i ) 1 15 150 10 4 19 5 11 6 9 7 9 8 9 9 90 10 87 11 80 1 79 1 74 14 7 15 71 16 70 6

No Urut CHH Max (R i ) 17 67 18 58 19 6 0 X ) Menghitung nilai prosentase (%) : 1 100 1 100 P 4,8% + 1 0+ 1 X total ) Menentukan nilai hujan rata-rata : Rtotal 1747 R r 87, 4 X 0 total 4) Menentukan selisih curah hujan maksimum terhadap hujan rata-rata: ( R R ) ( 15 87,4) 4179, 6 1 r 5) Sehingga secara tabelaris dengan mengikuti langkah nomor ), ) dan 4) untuk urutan berikutnya didapatkan hasilnya sebagai berikut: Tabel 6 Perhitungan metode Gumbel No Urut CHH Max (R i ) P (%) R i - R rata (R i -R rata ) 1 15 4.8 64.7 4,179.6 150 9.5 6.7,95.0 10 14. 4.7 1,819.0 4 19 19.0 41.7 1,74.7 5 11.8 4.7 607.6 6 9 8.6 4.7 1.6 7 9. 4.7 1.6 8 9 8.1 4.7 1.6 9 90 4.9.7 7.0 10 87 47.6-0. 0.1 11 80 5.4-7. 54.0 1 79 57.1-8. 69.7 1 74 61.9-1.4 178. 14 7 66.7-14.4 05.9 15 71 71.4-16.4 67. 16 70 76. -17.4 01.0 17 67 81.0-0.4 414.1 18 58 85.7-9.4 861.4 19 6 90.5-61.4,76.8 0 95. -64.4 4,140.9 Total 1,747 1,000.0 0.000,595 6) Menentukan standar deviasi : ( R R ) i Sr n 1 r,595 4,48 0 1 7

7) Menentukan nilai Y n dan S n yang tergantung pada n (lihat tabel ) N 0, Y n 0,54 N 0, S n 1,06 8) Menentukan variasi fungsi kala ulang Y t (lihat tabel ) Variasi fungsi kala ulang Thn Y t 0,67 9) Menentukan hujan rencana kala ulang K R R t Yt Yn S R n + 0,67 0,54 0,148 1,06 ( K t S x ) ( 0,148 4,48) 8mm t r thn 87,4 + 10) Sehingga secara tabelaris dengan mengikuti langkah nomor 8) dan 9) untuk data berikutnya didapatkan hasilnya sebagai berikut: Tabel 7 Menentukan Hujan Rencana Kala Ulang Metode Gumbel Kala ulang R Y (Tahun) t K t t (mm) 0.67 0,148 8 5 1.500 0,919 119 10.50 1,65 14 5.199,517 174 50.90,179 197 100 4.600,86 0 A.4. Metode Log Pearson Type III Pada garis besarnya, langkah penyelesaian distribusi log Pearson Type III adalah sebagai berikut : 1. Mentransformasikan data curah hujan harian maksimum kedalam harga logaritmanya : R 1, R,..., R n menjadi log R 1, log R,..., log R n. Menghitung harga tengahnya ( log R ) : LogR log R n. Menghitung harga penyimpangan standar (S x ): S x ( LogR LogR) n 1 i 8

4. Menghitung koefisien asimetri (C s ) : C s n. ( LogR log R) ( n 1)( n ) S i x 5. Menghitung besarnya logaritma hujan rencana dengan waktu ulang yang dipilih, dengan rumus : LogR LogR + K. t S x Dimana : R tinggi hujan rata-rata daerah n jumlah tahun pengamatan data C s Koefisien penyimpangan S x standar deviasi K faktor kekerapan Log Pearson Tipe III 6. Menentukan nilai K untuk metode Log Pearson Tipe III Tabel 8 Nilai-nilai K untuk metode Log Pearson Tipe III Interval Ulang,tahun Faktor 1.001 1.500 5 10 5 50 100 Kekerapan (K) Persen Peluang 99 80 50 0 10 4 1.0 0.667 0.66 0.96 0.40 1.180.78.15 4.051.8 0.714 0.666 0.84 0.460 1.10.75.114.97.6 0.769 0.696 0.68 0.499 1.8.67.071.889.4 0.8 0.75 0.51 0.57 1.6.56.0.800. 0.905 0.75 0.0 0.574 1.84.40.970.705.0 0.990 0.777 0.07 0.609 1.0.19.91.605 1.8 1.087 0.799 0.8 0.64 1.18.19.848.499 1.6 1.197 0.817 0.54 0.675 1.9.16.780.88 1.4 1.18 0.8 0.5 0.705 1.7.18.706.71 1. 1.449 0.844 0.195 0.7 1.40.087.66.149 1.0 1.588 0.85 0.164 0.758 1.40.04.54.0 0.8 1.7 0.856 0.1 0.780 1.6 1.99.45.891 0.6 1.880 0.857 0.099 0.800 1.8 1.99.59.755 0.4.09 0.855 0.066 0.816 1.17 1.880.61.615 0..178 0.850 0.0 0.80 1.01 1.818.159.47 0.6 0.84 0 0.84 1.8 1.751.054.6 0..47 0.80 0.0 0.850 1.58 1.680 1.945.178 0.4.615 0.816 0.066 0.855 1.1 1.606 1.84.09 0.6.755 0.800 0.099 0.857 1.00 1.58 1.70 1.880 0.8.891 0.780 0.1 0.856 1.166 1.448 1.606 1.7 1.0.0 0.758 0.164 0.85 1.18 1.66 1.49 1.588 1..149 0.7 0.195 0.844 1.086 1.8 1.79 1.449 9

Interval Ulang,tahun Faktor 1.001 1.500 5 10 5 50 100 Kekerapan (K) Persen Peluang 99 80 50 0 10 4 1 1.4.71 0.705 0.5 0.8 1.041 1.198 1.70 1.18 1.6.88 0.675 0.54 0.817 0.994 1.116 1.166 1.197 1.8.499 0.64 0.8 0.799 0.945 1.05 1.069 1.087.0.605 0.609 0.07 0.777 0.895 0.959 0.980 0.990..705 0.574 0.0 0.75 0.844 0.888 0.900 0.905.4.800 0.57 0.51 0.75 0.795 0.8 0.80 0.8.6.889 0.499 0.68 0.696 0.747 0.764 0.768 0.769.8.97 0.460 0.84 0.666 0.70 0.71 0.714 0.714.0 4.051 0.40 0.96 0.66 0.660 0.666 0.666 0.667 Contoh Perhitungan : Dengan menggunakan data curah hujan harian maksimum selama 0 tahun yang diperoleh di tabel 1, analisa frekuensi hujan dengan menggunakan metode Log Pearson Type III. Penyelesaian : 1) Merangking data curah hujan harian maksimum yang didapat dari tabel 1. Tabel 9 Merangking data curah hujan harian maksimum No Urut CHH Max (R i ) 1 15 150 10 4 19 5 11 6 9 7 9 8 9 9 90 10 87 11 80 1 79 1 74 14 7 15 71 16 70 17 67 18 58 19 6 0 Total 1,747 10

) Menghitung logaritma curah hujan maksimum (log R i ) : ( ), 18 logr 1 log15 ) Menghitung harga tengahnya ( log R ) : LogR 8 log R 1,90 n 0 4) LogR log R.18 1,90 0, 81 1 1 5) ( LogR log R) ( 0,81) 0, 079 1 6) ( LogR log R) ( 0,81) 0, 0 7) Sehingga secara tabelaris dengan mengikuti langkah nomor ) s/d 6) untuk data berikutnya didapatkan hasilnya sebagai berikut: Tabel 10 Perhitungan metode Log Pearson III No Urut CHH Max (R i ) Log R i LogR i log R ( log R) LogR i ( LogR log R) i 1 15.18 0.81 0.079 0.0 150.176 0.75 0.076 0.01 10.114 0.1 0.046 0.010 4 19.111 0.10 0.044 0.009 5 11.049 0.149 0.0 0.00 6 9 1.964 0.06 0.004 0.000 7 9 1.964 0.06 0.004 0.000 8 9 1.964 0.06 0.004 0.000 9 90 1.954 0.054 0.00 0.000 10 87 1.940 0.09 0.00 0.000 11 80 1.90 0.00 0.000 0.000 1 79 1.898 (0.00) 0.000 0.000 1 74 1.869 (0.01) 0.001 0.000 14 7 1.86 (0.07) 0.001 0.000 15 71 1.851 (0.049) 0.00 0.000 16 70 1.845 (0.056) 0.00 0.000 17 67 1.86 (0.075) 0.006 0.000 18 58 1.76 (0.17) 0.019-0.00 19 6 1.415 (0.486) 0.6-0.115 0 1.6 (0.59) 0.90-0.157 Total 1,747 8.0 0.000000 0.84155-0.08079 8) Menentukan standar deviasi (S x ) : S x ( LogR LogR) i n 1 0,84155 0 1 0,11 11

9) Menghitung koefisien asimetri (C s ) : C s n. ( LogR log R) ( n 1)( n ) S x i 0 19 18 ( 0,08) ( 0,1) 10) Menentukan faktor kekerapan K f (lihat tabel 6) Dengan data K -1,05 dan kala ulang tahun Secara interpolasi didapatkan harga K: 1,05 ( 1,05) ( 1,) 0,195 + ( 0,5 0,195) 0, 11 ( 1,4) ( 1,) Maka untuk kala ulang tahun didapatkan K sebesar 0,11 11) Menentukan hujan rencana kala ulang (R t ) : LogR LogR R t LogR + K. S 1,90 + 10 1,945 x ( 0,11 0,11) 88mm 1,945 1) Sehingga secara tabelaris dengan mengikuti langkah nomor ) s/d 11) didapatkan hasilnya sebagai berikut: Tabel 11 Menentukan Hujan Rencana Kala Ulang Metode Log Pearson III Kala ulang R (Tahun) log R K Log R t t (mm) 1.90 0.11 1,945 88 5 1.90 0.88,077 119 10 1.90 1.06,14 1 5 1.90 1.8,161 145 50 1.90 1.,179 151 100 1.90 1.80,191 155 A.4. Resume Hujan Rata-rata Metode Log Pearson III dan Metode Gumbel Dengan cara yang sama dihitung pula data dari beberapa stasion lainnya, diupayakan yang berdekatan dengan daerah studi, setidaknya mempunyai sifat hujan yang sama. Hasil hitungan rata-rata dari beberapa stasion lainnya seperti tabel berikut. Menghitung hujan rata-rata, dilakukan dengan rata-rata arimatik. Tabel 1 Resume Hujan Rata-rata Metode Log Pearson III dan Metode Gumbel Stasion Hujan Metode Analisa Hujan Rencana (mm/hari) dengan kala ulang Thn 5 Thn 10 Thn 5 Thn 50 Thn 100 Thn St. A Log Pearson III 88 119 1 145 151 155 Gumbel 8 119 14 174 197 0 1

Stasion Hujan Metode Analisa Hujan Rencana (mm/hari) dengan kala ulang Thn 5 Thn 10 Thn 5 Thn 50 Thn 100 Thn St. B St. C Log Pearson III 97 150 194 59 16 81 Gumbel 104 179 8 91 7 8 Log Pearson III 99 158 05 60 0 95 Gumbel 110 180 5 00 45 418 Rata-rata (mm/hari) 97 151 190 8 78 5 A.5 MENGANALISA INTENSITAS HUJAN Rumus menghitung intensitas curah hujan (I) menggunakan hasil analisa distribusi frekuensi yang sudah dirata-rata, menggunakan rumus Mononobe sebagai berikut : I t Rt 4 4 t dimana : R t hujan rencana untuk berbagai kala ulang (mm) t waktu konsentrasi (jam), untuk satuan dalam menit, t dikalikan 60. intensitas hujan untuk berbagai kala ulang (mm/jam) I t Contoh Perhitungan 4 : Dengan menggunakan hasil rata-rata dari metode Log Pearson III dan metode Gumbel (lihat tabel 1), analisa intensitas hujan dengan berbagai kala ulang. Penyelesaian : 1) Dengan interval tahun diperoleh hujan rencana untuk berbagai kala ulang sebesar 97 mm/hari (lihat tabel 1). Maka untuk waktu t 10 menit didapatkan intensitas hujan sebesar : Rt 4 I t 4 t 97 4 I t 4 10 60 111mm / jam 1

) Sehingga secara tabelaris dengan mengikuti langkah nomor 1) untuk waktu berikutnya didapatkan hasilnya sebagai berikut: Tabel 1 Analisa Intensitas Hujan (mm/jam) t 97 151 190 8 78 5 (Menit) It Thn It 5 Thn It 10 Thn It 5 Thn It 50 Thn It 100 Thn 10 111 17 17 7 18 7 0 70 109 17 17 00 4 0 5 8 105 11 15 179 40 44 69 86 108 16 148 50 8 59 74 9 109 17 60 4 5 66 8 96 11 70 0 47 59 74 87 10 80 8 4 54 68 80 9 90 6 40 50 6 74 86 100 4 7 47 59 69 80 110 5 44 55 64 75 10 0 1 9 49 58 67 150 18 8 6 45 5 61 170 17 6 41 48 56 190 16 4 1 8 45 5 10 15 9 6 4 49 0 14 1 7 4 9 46 50 1 0 5 7 44 ) Dari tabel diatas didapatkan grafik intensitas hujan sebagai berikut : Gambar Grafik Intensitas Hujan 14

A.6 ANALISA DEBIT BANJIR A.6.1 Metode Rasional. Rumus umum Metode Rasional Q t 0,78C. I. A dimana : Q t Debit banjir (m /det) C Koefisien pengaliran I Intensitas hujan (mm/jam)\ A Luas Daerah Aliran (km ) Tabel 14 Koefisien pengaliran (C) Tipe daerah aliran Keterangan Koefisien C Perumputan Tanah gemuk 7 % 0,18 0, Busines Daerah kota lama 0,75 0,95 Daerah pinggran 0,50 0,70 Single family 0, 0,5 Perumahan Terpisah penuh 0,4 0,6 Tertutup/rapat 0,6 0,7 Apartemen 0,5 0,7 Industri Ringan Berat 0,5 0,8 0,6 0,9 Ada beberapa kekurangan dari metode ini adalah : Daya tampung daerah penangkapan hujan tidak diperhitungkan Hujan diperkirakan merata pada seluruh daerah tangkap hujan Hidrograph dari aliran tidak bisa digambarkan Untuk mengurangi kelemahan tersebut diatas maka metode ini kemudian dimodifikasi, yang disebut Modifikasi Rasional. A.6. Metode Modifikasi Rasional. Saluran drainase primer akan dihitung dengan rumus Rasional yang dimodifikasi. Debit saluran yang akan diperiksa kapasitasnya, dihitung sebagai berikut : Q 0,78C. C. I A C t s. c s t c t + t o c t t + t d d 15

L t d V dimana : Q Debit banjir rencana (m /det) C Koefisien Pengaliran yang tergantung dari permukaan tanah daerah perencanaan. C s Koefisien Penyimpangan I Intensitas hujan (mm/jam) A Luas daerah aliran (catchment area) (Km ) t c Waktu konsentrasi, untuk daerah saluran drainase perkotaan terdiri dari t o dan t d t o Waktu yang diperlukan air untuk mengalir melalui permukaan tanah ke saluran terdekat (menit). t d Waktu yang diperlukan air untuk mengalir didalam saluran ke tempat yang direncanakan (menit) Tabel 15 Koefisien pengaliran Kemiringan Permukaan Tanah Loam berpasir Lempung Lempung siltloam padat Hutan kemiringan 0 5 % 5 10 % 10 0 % 0,10 0,5 0,0 0,0 0,5 0,50 0,40 0,50 0,60 Padang rumput/ semak-semak kemiringan Tanah pertanian kemiringan 0 5 % 5 10 % 10 0 % 0 5 % 5 10 % 10 0 % 0,10 0,15 0,0 0,0 0,40 0,50 0,0 0,5 0,40 0,50 0,60 0,70 0,40 0,55 0,60 0,60 0,70 0,80 Tabel 16 Koefisien pengaliran Tipe Daerah Aliran Keterangan Harga C Tanah pasir, datar % Tanah pasir, rata-rata 7% 0,05 0,10 0,10 0,15 Perumputan Tanah pasir, curam 7% 0,15 0,0 Tanah gemuk, datar % 0,1 0,17 Tanah gemuk, rata-rata 7% Tanah gemuk, curam 7% 0,18 0, 0,5 0,5 Business Daerah kota lama 0,75 0,95 Perumahan Industri Daerah pinggiran Daerah single family multi units, terpisah-pisah multi units, tertutup suburban, daerah perumahan apartemen Daerah ringan Daerah berat 16 0,50 0,70 0,0 0,50 0,40 0,60 0,60 0,75 0,5 0,40 Pertamanan, kuburan 0,10 0,5 Tempat bermain 0,0 0,5 Halaman kereta api 0,0 0,40 Daerah yang tidak dikerjakan 0,10 0,0

Tipe Daerah Aliran Keterangan Harga C Jalan Beraspal Beton Batu 0,70 0,95 0,80 0,95 0,70 0,85 Untuk berjalan dan naik kuda 0,75 0,85 Atap 0,75 0,95 Secara matematis harga Q pada modifikasi ini akan lebih kecil dari pada Q sebelum dimodifikasi. Dari gambar berikut dapat dilihat : Q p Waktu (menit) Bahwa Q p 0,78C.. I. A Gambar Skematik Unit Hidrograph Setelah dimodifikasi maka bentuk curve diatas akan menjadi sebagai berikut: Gambar 4 Skematik Unit Hidrograph yang sudah di modifikasi 17

A.6. Waktu Konsentrasi Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir dari titik yang terjauh ke titik yang akan dihitung debitnya. Metode Kirpich merupakan metode yang biasa digunakan untuk menghitung waktu. L t 0,0195 S 0,77 dimana : t waktu konsentrasi (menit) L panjang sungai/saluran dari hulu sampai titik yang diambil debitnya (m) s kemiringan daerah saluran/sungai H / L Contoh Perhitungan 5 : Analisa debit banjir saluran drainase hujan periode ulang 10 tahunan pada Contoh Perhitungan 4 dengan data perencanaan sebagai berikut : Luas catchment area (A) 500 Ha 5 km Koefisien pengaliran (C) 0,7 Waktu awal (t 0 ) 10 menit Waktu konsentrasi (t c ) 70 menit Panjang saluran (L) 5400 m Kecepatan rata-rata/velocity (V) 1,5 m/det Hujan rencana kala ulang 10 tahunan (R t ) 190 mm/hari (lihat tabel1) Penyelesaian : 1) Waktu pengaliran sepanjang saluran : t L 5400 menit d 60V 60 1,5 60 ) Waktu konsentrasi : tc t o + t d 10 + 60 70menit ) Koefisien penyimpangan : t c 70 C s 0,7 t + t + 60 c d ( 70) 18

4) Intensitas hujan: I I t t Rt 4 4 t 190 4 4 70 60 59mm / jam 5) Debit air yang masuk : Q in 0,78C C 4m / det 0,78 0,7 0,70 59 5 s I A Contoh Perhitungan 6 : Gunakan data yang diperoleh dari Contoh Perhitungan 5 untuk menghitung volume kolam retensi dan kapasitas pompa. PENYELESAIAN : 1) Data yang digunakan : Waktu pengaliran sepanjang saluran (t d ) 60 menit Waktu konsentrasi (t c ) 70 menit Hujan rencana kala ulang 10 tahunan (R t ) 190 mm/hari Intensitas hujan (I) 59 mm/jam Debit air yang masuk (Q in ) 4 m /det ) Dari data diatas diperoleh hidrograf aliran masuk seperti terlihat pada gambar dibawah ini. 50 40 Qin 4m /det Q (m /det) 0 0 10 t o 0 40 t d 60 80 100 10 140 t (menit) 160 180 00 0 40 t c t c + t d Gambar 5 Grafik hidrograph aliran masuk 19

) Hitung kumulatif volume aliran masuknya dari grafik hidrograph diatas, hasilnya seperti terlihat pada tabel berikut : Tabel 17 Kumulatif aliran masuk Q in dimensi t c Kumulatif Waktu (menit) Aliran Masuk (m /det) Rata-rata Aliran Masuk (m /det) A t Volume (m ) Kumulatif Volume 1 (m ) 0 0.00 100 10 6.00.00 100 600 600 0 1.00 9.00 100 10800 14400 0 18.00 15.00 100 18000 400 40 4.00 1.00 100 500 57600 50 0.00 7.00 100 400 90000 60 6.00.00 100 9600 19600 70 4.00 9.00 100 46800 176400 80 8.77 40.8 100 4846 486 90 5.54 7.15 100 44585 69446 100.1.9 100 40708 10154 110 9.08 0.69 100 681 46985 10 5.85 7.46 100 954 7998 10.6 4. 100 9077 409015 140 19.8 1.00 100 500 4415 150 16.15 17.77 100 1 45558 160 1.9 14.54 100 17446 47985 170 9.69 11.1 100 1569 486554 180 6.46 8.08 100 969 49646 190. 4.85 100 5815 5006 00 0.00 1.6 100 198 504000 10 0.00 0.00 100 0 504000 0 0.00 0.00 100 0 504000 0 0.00 0.00 100 0 504000 40 0.00 0.00 100 0 504000 50 0.00 0.00 100 0 504000 60 0.00 0.00 100 0 504000 4) Perhitungan Kapasitas Inflow, kritis dengan mencoba (trial & error) model hidrograf kondisi kolam retensi kritis t c > t Dicoba : kala ulang 10 tahunan dengan t c 100 menit i 47 mm/jam (lihat tabel intensitas hujan) C Q s in tc t + t ' c d 6 m 100 0.76 + 60 ( 100) 0.78C. C 0.78 0.7 0.76 47 5 s / det. i. A 0

5) Untuk hidrograf aliran masuknya dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Gambar 6 Grafik hidrograph bila terjadi waktu kri 6) Hitung kumulatif volume aliran masuknya dari grafik hidrograph diatas, hasilnya seperti terlihat pada tabel berikut : Tabel 18 Kumulatif volume aliran masuk Q in durasi t c Kumulatif Waktu (menit) Aliran Masuk (m /det) Rata-rata Aliran Masuk (m /det) 1 A t Volume (m ) Kumulatif Volume (m ) 0 0.00 100 10 6.00.00 100 600 600 0 1.00 9.00 100 10800 14400 0 18.00 15.00 100 18000 400 40 4.00 1.00 100 500 57600 50 0.00 7.00 100 400 90000 60 6.00.00 100 9600 19600 70 6.00 6.00 100 400 17800 80 6.00 6.00 100 400 16000 90 6.00 6.00 100 400 5900 100 6.00 6.00 100 400 0400 110.75 4.88 100 41850 4450 10 1.50.6 100 9150 8400 10 9.5 0.8 100 6450 419850 140 7.00 8.1 100 750 45600 150 4.75 5.88 100 1050 484650 160.50.6 100 850 51000 170 0.5 1.8 100 5650 58650 180 18.00 19.1 100 950 561600 190 15.75 16.88 100 050 581850 00 1.50 14.6 100 17550 599400 10 11.5 1.8 100 14850 61450 0 9.00 10.1 100 1150 66400

Kumulatif Aliran Rata-rata Kumulatif Volume Waktu Masuk Aliran Masuk A t (menit) (m /det) (m (m Volume ) /det) (m ) 0 6.75 7.88 100 9450 65850 40 4.50 5.6 100 6750 64600 50.5.8 100 4050 646650 60 0.00 1.1 100 150 648000 7) Tentukan volume kolam retensi dan kapasitas pompanya : Dicoba dengan menggunakan kapasitas pompa 5 m /det dan 10 m /det. Tabel 19 Analisa volume kolam retensi dan keperluan pompa Kumulatif Waktu (menit) Kumulatif Volume (m ) Volume Kumulatif Pompa Volume Kolam Retensi 5 m /det 10 m /det 5 m /det 10 m /det 0 0 0 0 0 0 10 600 000 6000 600-400 0 14400 6000 1000 8400 400 0 400 9000 18000 400 14400 40 57600 1000 4000 45600 600 50 90000 15000 0000 75000 60000 60 19600 18000 6000 111600 9600 70 17800 1000 4000 151800 10800 80 16000 4000 48000 19000 168000 90 5900 7000 54000 00 0500 100 0400 0000 60000 7400 4400 110 4450 000 66000 1150 7850 10 8400 6000 7000 47400 11400 10 419850 9000 78000 80850 41850 140 45600 4000 84000 411600 69600 150 484650 45000 90000 49650 94650 160 51000 48000 96000 465000 417000 170 58650 51000 10000 487650 46650 180 561600 54000 108000 507600 45600 190 581850 57000 114000 54850 467850 00 599400 60000 10000 59400 479400 10 61450 6000 16000 55150 48850 0 66400 66000 1000 560400 494400 0 65850 69000 18000 566850 497850 40 64600 7000 144000 570600 498600 50 646650 75000 150000 571650 496650 60 648000 78000 156000 570000 49000

8) Hasil Kumulatif dari tabel 16, 17 dan 18 kemudian di plot. Dari gambar tersebut terlihat tidak terjadi aliran kritis pada daerah studi, aliran tersebut lebih besar dari perencanaan berdasarkan waktu konsentrasi. Gambar 7 Grafik kumulatif aliran 9) Dari grafik kumulatif aliran di atas dihasilkan volume kolam retensi sebagai berikut : Kapasitas pompa 5 m /detik, maka volume kolam retensinya didapat 571650 m Kapasitas pompa 10 m /detik, maka volume kolam retensinya didapat 498600 m

A.7 ANALISA DIMENSI SALURAN A.7.1 Penampang basah yang paling ekonomis untuk menampung debit maksimum (A e ). 1. Saluran Bentuk Trapesium h 1 m Rumus yang digunakan : A e ( b + m. h) h b Gambar 8 Saluran bentuk trapesium ( 1 ) P b + h + m R A e P Dimana : B lebar saluran (m) h dalamnya air (m) m perbandingan kemiringan talud R jari jari hidrolis (m) P Keliling basah saluran (m) A e Luas Penampang basah (m ). Saluran Bentuk Segi Empat Rumus yang digunakan : A e b. h R A e P P b + h 4

h b Gambar 9 Saluran bentuk segiempat Dimana : B lebar saluran (m) h dalamnya air ( m ) R jari jari hidrolis ( m ) P Keliling basah saluran (m) A e Luas Penampang basah (m ) A.7. Penampang basah berdasarkan debit air (Q) dan kecepatan (V) Dimensi saluran diperhitungkan dengan rumus Manning sebagai berikut : Q V. A 1 V n ( R ) / ( i) 1 / Dimana : Q : Debit air di saluran (m /det) V : Kecepatan air dalam saluran (m/det) n : Koefisien kekasaran dinding. R : Jari-jari hidraulik (meter) i : Kemiringan dasar saluran A : Luas penampang basah (m ) Tabel 0 Koefisien kekasaran dinding (n) Tipe saluran n Lapisan beton 0,017 0,09 Pasangan batukali diplester 0,00 0,05 Saluran dari alam 0,05 0,045 5

A.7. Kemiringan Talud. 1. Kemiringan Talud Saluran Tanah. Kemiringan talud disesuaikan dengan karakteristik tanah setempat yang pada umumnya berkisar antara 1 : 1,5 s/d 1 : 4. Tabel 1 Kemiringan Talud Bahan dari Tanah Bahan Tanah Kemiringan Talud (m H/V) Batu 0,5 Lempung kenyal, geluh 1 - Lempung pasir, tanah kohesi f 1,5 -,5 Pasir lanauan - 5 Gambut kenyal 1 - Gambut lunak - 4 Tanah dipadatkan dengan baik 1-1,5. Kemiringan Talud Saluran Pasangan. Tabel Kemiringan Talud Bahan dari Pasangan Tinggi Air m h < 0,40 m 0 (dinding tegak vertikal) 0,75 > h > 0,40 m 0,5-0,5 H > 0,75 m 0,50-1,0 A.7.4 Tinggi Jagaan (F). Tinggi jagaan minimum untuk saluran dengan pasangan direncanakan 0,50m. Untuk saluran tanpa pasangan dengan debit tinggi jagaan sebagai berikut : Tabel Tinggi jagaan Q F (m) Polder (m) Q < 5 m /det 10 m /det > Q > 5 m /det Q > 10 m /det 0,0 0,0 0,0 0,50 0,70 1,00 0,75 1,00 1,00 1,5 1,5 1,50 6

A.7.5 Kemiringan Tanah Kemiringan tanah di tempat dibuatnya fasilitas saluran drainase ditentukan dari hasil pengukuran di lapangan, dihitung dengan rumus : t i t L 1 x 100% Keterangan : t 1 tinggi tanah di bagian tertinggi ( m ) t tinggi tanah di bagian terendah ( m ) Gambar 10 Kemiringan tanah No Tabel 4 Harga n untuk rumus Manning Baik Tipe Saluran sekali SALURAN BUATAN Baik Sedang Jelek 1 saluran tanah, lurus teratur 0.017 0.0 0.0 0.05 saluran tanah yang dibuat dengan excavator 0.0 0.08 0.0 0.04 saluran pada dinding batuan, lurus, teratur 0.0 0.0 0.0 0.05 4 5 saluran pada dinding batuan, tidak lurus, tidak teratur saluran batuan yang diledakkan, ada tumbuhtumbuhan 0.05 0.04 0.045 0.045 0.05 0.0 0.05 0.04 6 dasar saluran dari tanah, sisi saluran berbatu 0.08 0.0 0.0 0.05 7 saluran lengkung, dengan kecepatan aliran rendah 0.0 0.05 0.08 0.0 SALURAN ALAM 8 Bersih, lurus tidak berpasir, tidak berlubang 0.05 0.08 0.0 0.0 9 seperti no.8, tetapi tidak ada timbunan atau kerikil 0.0 0.0 0.05 0.04 10 Melengkung bersih, berlubang dan berdinding pasir 0.0 0.05 0.04 0.045 7

No Tipe Saluran Baik sekali Baik Sedang Jelek 11 seperti no.10, dangkal tidak teratur 0.04 0.045 0.05 0.055 1 seperti no.10, berbatu dan ada tumbuh-tumbuhan 0.05 0.04 0.045 0.05 1 seperti no.10, sebagian berbatu 0.045 0.05 0.055 0.06 14 aliran pelan, banyak tumbuh-tumbuhan dan berlubang 0.05 0.06 0.07 0.08 15 banyak tumbuh-tumbuhan 0.075 0.1 0.15 0.15 SALURAN BUATAN,BETON, ATAU BATU KALI 16 saluran pasangan batu, tanpa penyelesaian 0.05 0.0 0.0 0.05 17 seperti no 16, tapi dengan penyelesaian 0.017 0.0 0.05 0.0 18 saluran beton 0.014 0.016 0.019 0.01 19 saluran beton halus dan rata 0.01 0.011 0.01 0.01 0 saluran beton pracetak dengan acuan baja 0.01 0.014 0.014 0.015 1 saluran beton pracetak dengan acuan kayu 0.015 0.016 0.016 0.018 Contoh Perhitungan 7 : Analisa dimensi saluran trapesium dengan menggunakan data perencanaan sebagai berikut : Debit air yang masuk (Q in ) 4 m /det (diambil dari contoh perhitungan 5) Lebar saluran (b) 5 m Dalamnya air (h) 1,9 m Perbandingan kemiringan talud (m) 1,5 Kemiringan saluran yang diijinkan (i) 0,005 Koefisien kekasaran Manning (n) 0,00 Gambar 11 Kemiringan tanah Penyelesaian : 1) Luas penampang basah saluran : A e ( b + m. h) h ( 5,0 + ( 1,5 x1,9 )) 14,9m x1,9 8

) Keliling basah saluran : P b + h 5 + (1,9) 11,9 m ) Jari-jari hidrolis : Ae R P 14,9 11,9 1,6m 4) Kecepatan aliran : V 1 / ( R ) ( i ) n 1 0,00,91 m / det 5) Debit air yang keluar : Q out V. A 4,47m ( 1+ m ) ( 1+ ( 1,5) ) 1 /,91 14,9 ( 1,6 ) / ( 0,005 ) / det 1 / 6) Check : R em Qin Qout 4 4,47 0,97 ( OK) 9