Analisa Sistem Drainase - Analisa Hidrolika

2.6 Analisa Hidrolika

2.6.3 Analisa Sistem Drainase

Analisis sistem drainase dilakukan untuk mengetahui apakah secara teknis sistem drainase direncanakan sesuai dengan persyaratan teknis. Analisis sistem drainase diantaranya adalah perhitungan kapasitas saluran, penentuan tinggi jagaan, penentuan daerah sempadan, perhitungan kepadatan drainase, dan bagunan-

bangunan yang dibutuhkan dalam sistem drainase. Dalam kaitannya dengan pekerjaan pengendalian banjir, analisis sistem drainase digunakan untuk mengetahui profil muka air, baik kondisi yang ada (eksisting) maupun kondisi perencanaan. Untuk mendukung analisa hitungan guna memperoleh parameterisasi desain yang handal, dibutuhkan validasi data dan metode hitungan yang representatif. Analisis untuk drainase dapat dijelaskan sebagai berikut:

2.6.3.1 Kapasitas Saluran

Kapasitas rencana dari setiap komponen sistem drainase dihitung berdasarkan rumus Manning:

Q sal= Vsal x Asal ... (2.25)

Vsal =¹

𝑛. 𝑅^2/3 𝑆^1/2 ... (2.26)

Qsal = ¹

𝑛. 𝑅^2/3𝑆^1/2. 𝐴𝑠𝑎𝑙 ... (2.27) Dimana:

Vsal = kecepatan aliran rata-rata dalam saluran (m/det), Qsal = debit aliran dalam saluran (m3/det),

n = koefisien kekasaran Manning,

R = jari jari hidraulik (m), R = A/P dimana Asal = luas penampang saluran (m2)

P = keliling basah (m)

a. Penampang Trapesium (Gambar 2.2)

Gambar 2.3 Penampang Ekonomis Trapesium

Dalam hal ini maka digunakan persamaan:

V = ¹

𝑛 𝑅ℎ^2/3𝑆^1/2 ... (2.28) Ac = ^𝑄

𝑉 ... (2.29) Angka kekasaran ditentukan berdasarkan jenis bahan yang digunakan.

Kemiringan dasar saluran (S) ditentukan berdasarkan topografi (atau disebut S = 0,0006). Kemiringan dinding saluran berdasarkan bahan yang digunakan

Luas Penampang : A= (b + mh)h V = ¹

A = Luas penampang saluran (m2) R = Jari-jari Hidrolis (m)

S = Kemiringan saluran

n = Koefisien kekasaran Manning B = Lebar dasar saluran (m) m = Kemiringan talud y = kedalaman saluran (m) P = keliling basah saluran (m) b. Penampang Persegi

Pada penampang melintang saluran berbentuk persegi dengan lebar dasar B dan kedalaman air h, luas penampang basah A = B x h dan keliling basah P. Maka bentuk penampang persegi paling ekonomis adalah jika kedalaman setengah dari lebar dasar saluran atau jari-jari hidrauliknya setengah dari kedalaman air.

Gambar 2.4 Penampang Saluran Persegi

Untuk bentuk penampang persegi yang ekonomis :

A = B.h ... (2.33) P = B + 2h ... (2.34) B = 2h atau h =^𝐵

2 ... (2.35) Jari-jari hidroulik R :R = ^𝐴

𝑃 ... (2.36) 2.7 Teori Analisis Hidrolika Saluran

Model matematik untuk analisa hidrolik 1 dimensi umumnya dibuat dengan menggunakan persamaan St. Venant, dimana persamaan tersebut hanya dapat digunakan dengan baik untuk analisa aliran pada sungai atau saluran dengan kemiringan dasar kecil. Untuk menggunakan persamaan St. Venant maka asumsi yang digunakan adalah sebagai berikut :

a) Aliran adalah satu dimensi, maksudnya bahwa kecepatan aliran seragam (uniform) dalam suatu tampang, dan kemiringan muka air arah transversalnya horisontal.

b) Distribusi tekanan adalah hidrostatis dimana kurva garis aliran sangat lemah dan akselerasi vertikalnya dapat diabaikan.

c) Bahwa pengaruh kekasaran dinding dan turbulensi dapat diformulasikan sebagai persamaan kekasaran seperti yang dipakai pada aliran permanen.

d) Bahwa kemiringan dasar saluran cukup kecil dan mendekati nol sehingga cosinus sudut dapat dianggap sama dengan satu.

Persamaan aliran satu dimensi ini menunjukkan kondisi aliran yang dinyatakan oleh dua variabel tak bebas h (tinggi air) dan Q (debit) untuk setiap titik di saluran. Variabel tak bebas ini menunjukkan kondisi aliran sepanjang saluran untuk setiap waktu t.

Untuk menguraikan gerakan aliran di dalam suatu daerah aliran tertentu diperlukan suatu persamaan – persamaan yang dapat diselesaikan dengan cara analitis atau numerik dengan menerapkan kondisi batas. Persamaan – persamaan yang diperlukan tersebut adalah persamaan kontinuitas, persamaan energi dan persamaan momentum. Dasar persamaan kontinuitas unsteady flow pada saluran terbuka diturunkan sebagai persamaan berikut (Raju, 1986:9):

^𝑑𝑄

𝑑𝑋+ ^𝑑𝐴

𝑑𝑡 = 0 ... ...(2.37) Dengan :

Q = debit (m3/dt) x = panjang pias (m) A = luas penampang (m2) t = waktu (detik)

Gambar 2.5 Kontiunitas Aliran Tidak Tetap Sumber: Raju, 1986:9

Apabila pada suatu aliran yang diperhitungkan adalah kehilangan energi maka yang digunakan adalah persamaan kontinuitas dan persamaan energi.

Sedangkan apabila yang diperhitungkan adalah gaya–gaya luar yang bekerja maka yang digunakan adalah persamaan kontinuitas dan persamaan momentum.

Potongan C

Persamaan momentum menyatakan bahwa pengaruh dari semua gaya luar terhadap volume kontrol dari cairan dalam setiap arah sama dengan besarnya perubahan momentum dalam arah itu, yaitu (Raju, 1986:11) :

∑ 𝐹𝑥 = 𝜌. 𝑄. ∆𝑈 ... (2.38) W sin𝜃 + 𝑃1 − 𝑝2 − 𝐹𝑓 − 𝐹𝑎 = 𝜌𝑄(𝑈2 − 𝑈1) ... (2.39) Dengan :

P1 dan P2 = muatan hidrostatis pada potongan 1dan 2 W = berat volume kontrol

θ = kemiringan dasar dengan garis mendatar Ff = gesekan batas terhadap panjang ∆x Fa = tahanan udara pada permukaan bebas

Gambar 2.6 Prinsip Momentum Pada Saluran Terbuka Sumber : Raju, 1986:10

Persamaan konservasi momentum akan ekuivalen dengan konservasi energi apabila variabel – variabel tidak bebasnya kontinyu sepanjang aliran. Karena persamaan konservasi massa dan momentum lebih layak dipakai untuk aliran kontinyu dan tidak kontinyu maka persamaan aliran ini didasarkan pada persamaan kontinuitas dan persamaan momentum.

Hukum kekekalan massa pada suatu pias tertentu menyatakan bahwa “aliran pada suatu pias akan sama dengan perubahan tampungan yang terjadi di dalam pias tersebut”. Hukum kekekalan massa dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut:

^𝜕𝑄 + 𝐵^𝜕𝐻 = 0 ... (2.40)

W cos

Hukum kekekalan momentum dalam pias menyatakan bahwa perubahan momentum per-satuan waktu dalam suatu pias air yang mengalir dalam suatu saluran adalah sama dengan resultante semua gaya luar yang bekerja pada pias tersebut. Persamaan momentum untuk aliran tak-langgeng dapat ditulis:

𝜕𝑄

𝜕𝑡 + 𝑔𝐴𝜕𝐻

𝜕𝑥 + 𝜕(𝑎𝑄𝑣)

𝜕𝑥 +𝑔|𝑄|𝑄

𝑐²𝐴𝑅 = 𝑏𝑦𝑤²cos (𝜑 − ∅)

Hubungan Q, v, dan A adalah sebagai berikut:

Q=V x A

Gambar 2.7 Persamaan Momentum dan Kontinuitas Dimana:

t = waktu

x = jarak yang diukur pada as saluran H(x,t) = elevasi permukaan air

V(x,t) = kecepatan rata-rata aliran Q(x,t) = debit

R(x,H) = jari-jari hidraulik A(x,H) = luas aliran b(x,H) = lebar aliran

B(x,H) = lebar tampungan aliran G = percepatan gravitasi C(x,H) = koefisien de chezy W(t) = kecepatan angin

Φ (t) = sudut arah angin terhadap utara

 datum

x

𝜙 (t) = sudut arah aliran terhadap utara

𝛾 (x) = koefisien konfersi angina

𝛼 = factor koreksi kecepatan untuk aliran tidak seragam

𝛼 = ^𝐴

𝑄2∫ 𝑣(𝑦, 𝑧)²𝑑𝑦𝑑𝑧 ... (2.42) Prosedur perhitungan didasarkan pada penyelesaian persamaan aliran satu dimensi melalui saluran terbuka. Aliran satu dimensi ditandai dengan besarnya kecepatan yang sama pada seluruh penampang atau digunakan kecepatan rata-rata.

Persamaan energi digunakan sebagai dasar perhitungan untuk aliran steady dalam saluran terbuka, diberikan oleh persamaan berikut ini (Chow, 1997:243) :

ℎ1 + 𝑎1^𝑢¹²

2𝑔 + 𝑧1 = ℎ2 + 𝑎2^𝑈²²

2𝑔+ 𝑍2 + ℎ𝑓 + ℎ𝑒 ... (2.43) Dimana:

g = percepatan gravitasi (m2/dt)

hf = kehilangan tinggi akibat gesekan (m)

he = kehilangan tinggi akibat perubahan penampang (m) U = kecepatan rerata (m/dt)

α = koefisien distribusi kecepatan z = ketinggian dari datum (m) h = kedalaman air (m)

Profil permukaan air dapat dihitung dari satu penampang melintang ke penampang melintang berikutnya dengan menyelesaikan persamaan energi dengan menggunakan sebuah prosedur interaktif yang disebut “Standart Step method”.

Kehilangan tinggi energi pada penampang sungai diakibatkan oleh gesekan dan perubahan penampang. Adapun kehilangan tinggi energi akibat perubahan penampang terdiri dari dua yaitu akibat kontraksi dan ekspansi. Kontraksi dan ekspansi terjadi akibat back water yang disebabkan perubahan penampang, atau perubahan kemiringan dasar saluran yang sangat curam sekali. Kehilangan akibat

gesekan di evaluasi sebagai hasil dari kemiringan garis energi Sf dan panjang L (Anonim, 2001:2-3), seperti terlihat dalam persamaan berikut:

ℎ𝑓 = 𝐿. 𝑆̅𝑓 ... (2.44)

Sf = (^𝑄

𝐾)² ... (2.45)

Gambar 2.8 Energi Dalam Saluran Terbuka Sumber : Chow, 1997: 239

𝑆𝑓 = ^{𝑆𝑓1+𝑆𝑓2}

2 ... (2.46) Dimana:

hf = kehilangan energi akibat gesekan (m) L = jarak antar sub bagian (m)

Sf = kemiringan garis energi (friction slope) K = pengangkutan aliran tiap sub bagian Q = debit air (m3/dt)

Kehilangan tinggi energi akibat kontraksi dan ekspansi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : (Anonim, 2001:2-11)

ℎ𝑒 = 𝐶 |^𝑎2𝑣²²

2𝑔 − ^𝑎1𝑉¹²

2𝑔 | ...(2.47)

Dengan :

C = koefisien akibat kehilangan tinggi kontraksi dan ekspansi

Program ini akan mengasumsi, kontraksi terjadi jika tinggi kecepatan di hilir lebih besar dari tinggi kecepatan di hulu dan ekspansi terjadi pada kondisi sebaliknya.

Tinggi kehilangan energi terdiri dari kehilangan energi akibat gesekan dan kehilangan energi akibat perubahan penampang melebar atau menyempit.

Persamaan tinggi kehilangan energi sebagai berikut :

ℎ𝑒 = 𝐿. 𝑆𝑓 + 𝐶 [

^𝑎2𝑣²²

2𝑔

−

^𝑎2𝑣²²

2𝑔

]

... (2.48) Dimana:

L = panjang penampang pembobot debit

𝑆𝑓 = kemiringan gesekan antara kedua penampang

C = koefisien kehilngan akibat pelebaran atau penyempitan Panjang penampang pembobot dapat dihitung:

𝐿 = 𝐿𝑙𝑜𝑏.𝑄𝑙𝑜𝑏+𝐿𝑐ℎ.𝑄𝑐ℎ+𝐿𝑟𝑜𝑏.𝑄𝑟𝑜𝑏

𝑄𝑙𝑜𝑏+𝑄𝑐ℎ+𝑄𝑟𝑜𝑏 ...(2.49)

Llob, Lch, Lrob = Panjang penampang melintang untuk aliran di bantaran kiri, saluran utama dan bantaran kanan.

Qlob , Qch , Qrob = rata-rata aliran antara dua penampang untuk bantaran kiri, saluran utama dan bantaran kanan.

Penentuan daya hantar (conveyance) total dan koefisien kecepatan diperlukan dalam permodelan, sehingga penampang aliran dibagi menjadi beberapa bagian dimana setiap bagian dapat dianggap terjadi distribusi kecepatan secara

merata. Daya hantar dihitung per-bagian penampang dengan persamaan Manning sebagai berikut :

Q = K.Sf^1/2 ... (2.50) Pengangkutan aliran Kj dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut (Anonim, 2001:2-4):

Kj = ¹

𝑛𝑗 AjRj ^2/3 (dalam satuan metrik)

Dengan :

Kj = pengangkutan tiap bagian

n = koefisien kekasaran manning tiap bagian Aj = daerah aliran tiap bagian

Rj = jari-jari hidrolis tiap bagian

Untuk masing-masing penampang melintang diperlukan informasi mengenai profil penampang melintang dititik tersebut, koefisien kontraksi, koefisien ekpansi dan koefisien kekasaran Manning (n). Nilai n pada suatu saluran tidak selalu sama. Nilai tersebut bervariasi meskipun pada penampang yang sama, hal tersebut karena adanya faktor pengaruh pada keadaan disekitar sungai (Chow,1988). Faktor tersebut adalah kekasaran permukaan, tumbuhan, ketidakteraturan saluran, trase saluran, pengendapan dan penggerusan, hambatan, ukuran dan bentuk saluran, taraf air dan debit, perubahan musiman, endapan melayang dan endapan dasar. Pengambilan harga n tersebut tergantung pula pada pengalaman perencana. Harga koefisien Manning berdasarkan jenis material pembentuk saluran dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 2.9 Harga Koefisien Manning (n) untuk Berbagai Tipe

No Tipe Saluran Harga n

1 Saluran dari pasangan batu tanpa plengsengan 0,025 2 Saluran dari pasangan batu dengan pasangan 0,015

3 Saluran dari beton 0,017

4 Saluran alam dengan rumput 0,020

5 Saluran dari batu 0,025 2.8 Parameter Penentuan Prioritas Penanganan Genangan

Parameter penentuan prioritas penanganan meliputi hal sebagai berikut:

1) Parameter genangan, meliputi tinggi genangan, luas genangan, frekuensi genangan dalam satu tahun dan lama genangan terjadi. Kriteria parameter genangan seperti dalam Tabel 2.10.

2) Parameter ekonomi, dihitung perkiraan kerugian atas fasilitas ekonomi yang ada, seperti: kawasan industri, fasum, fasos, perkantoran, perumahan, daerah pertanian dan pertamanan. Kriteria kerugian/kerusakan ekonomi seperti dalam Tabel 2.11.

3) Parameter gangguan sosial dan fasilitas pemerintah, seperti: kesehatan masyarakat, keresahan sosial dan kerusakan lingkungan dan kerusakan fasilitas pemerintah. Kriteria gangguan sosial dan fasilitas pemerintah seperti dalam Tabel 2.12.

4) Parameter kerugian dan gangguan transportasi. Kriteria kerugian dan gangguan transportasi seperti dalam Tabel 2.12.

5) Parameter kerugian pada daerah perumahan, kriterianya seperti dalam Tabel 2.13.

6) Parameter kerugian hak milik pribadi/rumah tangga, kriterianya seperti dalam Tabel 2.14.

Tabel 2.10 Kriteria Parameter Genangan

No. Parameter Genangan Nilai Persentase Nilai

1 Tinggi genangan :

- 4 – 8 ha 4 Frekuensi genangan

Sangat sering (10 kali /tahun) Sering (6 kali/tahun)

Kurang sering (3 kali / tahun) Jarang (1 kali / tahun)

Tabel 2.11 Kriteria Kerugian Ekonomi

No Parameter Pengaruh / Kerugian Nilai

1 jika genangan air/ banjir terjadi pada daerah industri, daerah komersial dan daerah perkantoran padat

Tinggi 100

2 jika genangan air / banjir terjadi di daerah industri dan daerah komersial yang kurang padat

Sedang 65

3 jika genangan air/ banjir mempengaruhi atau terjadi di daerah perumahan dan/ atau daerah pertanian (dalam daerah perkotaan yang terbatas)

Kecil 30

4 jika terjadi genangan pada daerah yang jarang penduduknya dan

Sangat Kecil 0

daerah yang tidak produktif

Tabel 2.12 Kriteria Gangguan Sosial dan Gangguan Transportasi

No. Parameter Pengaruh/Kerugian Nilai

1 jika genangan air/banjir terjadi pada daerah yang jaringan transportasinya padat

Tinggi 100

2 jika genangan air/banjir terjadi di daerah yang jaringan

transportasinya kurang padat

Sedang 65

3 jika genangan air/ banjir mempengaruhi atau terjadi di daerah yang jaringan

transportasinya terbatas

Kecil 30

4 jika tidak ada jaringan jalan Sangat Kecil 0

Tabel 2.13 Kriteria Kerugian Pada Daerah Perumahan

No. Parameter Pengaruh/Kerugian Nilai

1 jika genangan air / banjir terjadi pada

perumahan padat sekali

Tinggi 100

2 jika genangan air/ banjir terjadi pada

perumahan yang kurang padat

Sedang 65

3 jika genangan air/ banjir mempengaruhi atau

terjadi di daerah yang hanya pada beberapa

bangunan perumahan

Kecil 30

4 jika ada perumahan pada daerah genangan

air/banjir

Sangat Kecil 0

Tabel 2.14 Kriteria Kerugian Pada Milik Pribadi

No. Parameter Pengaruh/Kerugian Nilai

1 jika kerugian lebih dari 80% nilai milik

pribadi

Tinggi 100

2 jika kerugian 80% dari nilai milik pribadi

Sedang 65

3 jika kerugian kurang dari 40% milik pribadi

Kecil 30

4 tidak ada kerugian milik pribadi Sangat Kecil 0

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dimulai pada semester genap tahun ajaran 2020-2021 dan studi kasus dilakukan di daerah Kecamatan Medan Helvetia, Kota Medan, Sumatera Utara.

Kecamatan Medan Helvetia adalah salah satu dari 21 kecamatan di kota Medan, Sumatra Utara, Indonesia,dengan batas – batas sebagai berikut :

1. Medan Helvetia di sebelah barat, 2. Medan Barat di timur,

3. Medan Petisah di selatan, 4. Medan Marelan di utara.

Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian (Kecamatan Helvetia Kota Medan) Sumber: google earth

3.2 Metode Pengumpulan Data

Pada penelitian ini menggunakan data primer berupa kondisi drainase dan bangunan jaringan irigasi di lapangan yang diperoleh dengan cara survei lapangan.

Selain data primer pada penelitian ini juga memerlukan data sekunder diantaranya adalah:

1. Skema saluran drainase.

2. Data curah hujan.

3. Data karakteristik yang berupa: potensi hujan, dimensi eksisting drainase, dan kondisi eksisting drainase.

3.3 Alur Penelitian

Alur penelitian yang direncanakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Survey terhadap daerah penelitian

2. Pengumpulan data primer dan data sekunder 3. Perhitungan hidrologi

4. Perhitungan kapasitas saluran drainase eksisting 5. Perhitungan debit rencana

6. Evaluasi kapasitas saluran drainase 7. Re-design saluran drainase

Selanjutnya alur penelitian digambarkan dengan bagan berikut :

Gambar. 3.2. Bagan Alur Penelitian

3.4 Metode dan Tahapan Penelitian

Metode penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah metode analisa kasus, yakni melalui studi pustaka dan analisis data. Tahapan dalam penelitian ini terbagi atas 4 tahap, yaitu : tahap pendahuluan, pengumpulan data primer dan sekunder, analisa data, dan tahap penyusunan laporan. Adapun rincian kegiatan penelitian yang dilakukan dengan beberapa tahap tersebut yaitu :

1. Tahap Pendahuluan

Tahap ini merupakan tahapan studi pustaka, yaitu dengan cara mengumpulkan dan mempelajari literatur buku, jurnal, catatan kuliah maupun internet serta melakukan survey ke lokasi. Hasil dari tahap ini berupa sketsa dan penafsiran sementara keadaan penelitian yang akan digunakan pada tahap pengambilan data.

2. Tahap Pengumpulan Data

Tahap melakukan pengumpulan identifikasi masalah drainase perkotaan, pengambilan data pola aliran, skema saluran drainase serta data lain yang berkaitan untuk penyelesaian tugas akhir ini.

3. Tahap Analisa dan Perhitungan Data

Tahap ini melakukan pengolahan data sehinggga di dapat solusi untuk mengoptimalkan fungsi saluran drainase. Adapun langkah - langkah sebagai berikut :

a. Menganalisis Pola Aliran Drainase.

b. Menghitung Debit Banjir.

c. Menganalisis Dimensi Drainase.

4. Tahap Penyusunan Laporan

Merupakan tahap akhir dari tahap penelitian di mana tahap ini menyusun data-data dari awal hingga akhir yang selanjutnya dirangkum menjadi sebuah laporan penelitian.

BAB IV

survey ada 102 titik banjir yang di kelompokan menjadi 9 genangan yang berada pada kecamatan Medan Helvetia dengan berbagai macam permasalahan.

4.1.2 Data Skunder

Data Sekunder adalah data yang diperoleh dari instansi yang berkaitan dengan suatu penelitian. Data yang diperoleh data curah hujan harian maksimum selama 10 tahun terakhir 2010 s/d 2019 sebagai berikut :

Tabel 4.1 Data Curah Hujan Harian Stasiun BMKG Helvetia Medan TAH

4.2 Parameter Penentuan Prioritas Penanganan Genangan

Data yang di dapatkan dalam survey ada 9 genangan titik banjir yang terjadi di kecamatan Medan Helvetia,

1. Genangan 1 (jl.jawa gang dermawan, gang perintis ,gang atmo, dan jl. Budi luhur)

Gambar 4.1 Genangan 1 sumber : ( google earth)

2. genangan 2 (jl.jongkong, jl. H manaf Lubis dan Jl.gaperta gang setia)

Gambar 4.2 Genangan 2 sumber : ( google earth)

3. Genangan 3 (jl.amal luhur,jl.Bakti luhur dan jl.setia luhur)

Gambar 4.3 Genangan 3 sumber : ( google earth)

4. Genangan 4 (jl.melati, jl. Kemuning 8, dan jl.kemuning 9)

Gambar 4.4 Genangan 4 sumber : ( google earth)

5. Genangan 5 (jl.gaperta ujung gang pribadi, jl,parwitayasa gang bersama dan jl.gaperta ujng gang martabe)

Gambar 4.5 Genangan 5 sumber : ( google earth)

6. Genagan 6 (jl.klambir 5 gang bunga,gang ubudiyah,gang wakaf,gang tembus dan gang al badar)

Gambar 4.6 Genangan 6 sumber : ( google earth)

7. Genangan 7 (jl.teratai raya,jl.kamboja raya,jl.mawar raya dan jl.tanjung raya)

Gambar 4.7 Genangan 7 sumber : ( google earth) 8. Genangan 8 (pondok surya blok 3-8)

Gambar 4.8 Genangan 8 sumber : ( google earth)

9. Genangan 9 (jl.setia budi, gang tape dan jl.kalpataru)

Gambar 4.9 Genangan 9 sumber : ( google earth)

Tabel 4.2 Luas, Tinggi, Lama Genangan dan Frekuensi Banjir di Kecamatan Medan Helvetia

Genangan ^Perkiraan

Luas (Ha)

Tinggi (cm)

Lama genangan

(menit)

Frekuensi (Kali /tahun)

Genangan 1 (jl.jawa) 29 15 120 10

Genangan 2 (jl.jongkong) 6,8 30 120 12

Genangan 3 (jl.amal luhur) 35 50 60 10

Genangan 4 (jl.melati) 20,1 30 30 2

Genangan 5 (jl.gaperta ujung

Gang pribadi) 23,7 30 30 5

Genangan 6 (jl.klambir 5) 17,8 30 30 5

Genangan 7 (jl.teratai raya) 10,2 15 30 2

Genangan 8 (pondok surya

Blok 3-8) 12,9 20 60 12

Genangan 9 (jl.kalpataru) 3,47 ¹⁰ ⁶⁰ ¹² (Hasil Survey Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 12/PRT/M/2014)

Tabel 4.3 Persentase Luas, Tinggi, Lama Genangan dan Frekuensi Banjir di Kecamatan Medan Helvetia

Genangan 9

(jl.kalpataru) 50 25 25 100 19

(Hasil Survey Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 12/PRT/M/2014)

Tabel 4.4 Aspek Kerugian Ekonomi di Titik Banjir Kecamatan Medan Helvetia

keterangan

(jl.kalpataru) ^kecil 30

(Hasil Survey Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 12/PRT/M/2014)

Tabel 4.5 Kriteria Gangguan Sosial dan Fasilitas Pemerintah di Titik Banjir Kecamatan Medan Helvetia

Genagan

kriteria gangguan sosial dan fasilitas pemerintah

pengaruh nilai

Genangan 1 (jl.jawa) sedang 65

Genangan 2 (jl.jongkong) kecil 30

Genangan 3 (jl.amal luhur) sedang 65

Genangan 4 (jl.melati) kecil 30

Genangan 5 (jl.gaperta

Genangan 8 (pondok surya

Blok 3-8) kecil 30

Genangan 9 (jl.kalpataru) kecil 30

(Hasil Survey Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 12/PRT/M/2014)

Tabel 4.6 Kriteria Gangguan-Gangguan Transportasi di Titik Banjir Kecamatan Medan Helvetia

genangan

gangguan transportasi

pengaruh nilai

Genangan 1 (jl.jawa) tinggi 100

Genangan 2

(jl.jongkong) sedang 65

Genangan 3 (jl.amal

luhur) tinggi 100

Genangan 4 (jl.melati) sedang 65

(jl.kalpataru) kecil 30

(Hasil Survey Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 12/PRT/M/2014)

Tabel 4.7 Kriteria Gangguan-Gangguan pada Daerah Perumahan di Titik Banjir Kecamatan Medan Helvetia

(jl.jongkong) sedang 65

Genangan 3 (jl.amal

luhur) sedang 65

Genangan 4 (jl.melati) Kecil 30

Genangan 5 (jl.gaperta

Genangan 8 (pondok surya Blok 3-8)

sedang 65

Genangan 9

(jl.kalpataru) sedang 65

(Hasil Survey Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 12/PRT/M/2014)

Tabel 4.8 Kriteria Gangguan-Gangguan Hak Milik Pribadi di Titik Banjir Kecamatan Medan Helvetia

(jl.jongkong) sedang 65

Genangan 3 (jl.amal

luhur) sedang 65

Genangan 4 (jl.melati) sedang 65

Genangan 5 (jl.gaperta

(jl.kalpataru) sedang 65

(Hasil Survey Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 12/PRT/M/2014)

Tabel 4.9 Total Parameter Genangan + Total Parameter Kerugian

genangan Total parameter kerugian

total persentase

genangan total keseluruhan

Genangan 1

Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 12/PRT/M/2014 tentang Penyelenggaraan Sistem Drainase Perkotaan yang menjadi lokasi prioritas penanganan dengan nilai terbesar, yaitu : genangan 3 yaitu jl.amal luhur,jl.bakti luhur dan jl.setia luhur dengan total nilai keselurahan adalah 400 poin dari poin maksimum adalah 600 poin

4.3 Analisis Hidrologi

4.3.1 Analisis Curah Hujan Wilayah

Curah hujan yang diperlukan untuk penyusunan tugas akhir perencanaan sistem drainase kawasan Medan Helvetia merupakan curah hujan rata-rata dari titik pengamatan dalam hal ini adalah stasiun Klimatologi Helvetia.

Penentuan titik pengamatan atau stasiun hujan Klimatologi Helvetia Medan berdasarkan perhitungkan daerah pengaruh tiap titik pengamatan atau stasiun hujan dengan metode tiesen poligon.

Melalui metode tiesen poligon, dapat diketahui bahwa lokasi Kecamatan Medan Helvetia hanya diwakili oleh 1 (satu) titik pengamatan atau stasiun hujan saja yaitu Stasiun Klimatologi Helvetia Medan di koordinat 3°36'17.93 LU;

98°37'46.01BT. Berikut peta polygon thiessen untuk menghitung curah hujan wilyah.

Gambar 4.10. Polygon Thiessen

4.3.2 Curah Hujan Harian Maksimum

Data curah hujan yang diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika Helvetia Medan selama 10 tahun terakhir. Pada penelitian ini digunakan data hujan selama sepuluh tahun yang tercatat mulai tahun 2010 sampai dengan 2019 akan

dianalisa terhadap 4 (empat) metode analisa distribusi frekuensi hujan yang ada.

Data curah hujan selengkapnya dapat dilihat pada table 4.12 berikut ini.

Tabel 4.10 Data Curah Hujan Harian Stasiun BMKG Helvetia TAH

4.3.3 Penentuan Pola Distribusi Hujan

Penetuan pola distribusi atau sebaran hujan dilakukan dengan menganalisa data curah hujan harian maksimum yang diperoleh dengan menggunakan analisis frekuensi. Untuk menentukan jenis sebaran yang akan digunakan dalam menetapkan periode ulang/return periode (analisa frekuensi) maka dicari parameter statistik dari data curah hujan wilayah baik secara normal maupun secara logaritmik.

Dari hasil analisis diperoleh nilai untuk masing-masing parameter statistik adalah sebagai berikut :

4.3.3.1 Analisa Curah Hujan Distribusi Normal

Tabel 4.11 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Normal

No Curah Hujan (mm),

Xi ^{(Xi - X)}

1 84 9,7 94,09

2 ₆₀ _-14,3 _204,49

3 ₉₇ _22,7 _515,29

4 78 3,7 13,69

5 ₇₀ _-4,3 _18,49

6 ₆₉ _-5,3 _28,09

7 69 -5,3 28,09

8 ₇₃ _-1,3 _1,69

9 76 1,7 2,89

10 ₆₇ _-7,3 _53,29

Jumlah ₇₄₃ ₀ _960,1

X _74,3

S 3,443

(Hasil Perhitungan)

Dari data-data diats didapat 𝑥 =⁷⁴³

10 = 74,3𝑚𝑚 S = √∑^𝑛_𝑛−1(𝑋 − 𝑋𝑖)²

n − 1

(𝑋𝑖 − 𝑋)²

𝑆 =√960,1 10 − 1 𝑆 =3,443

Tabel 4.12 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Normal.

No Periode Ulang (T) tahun KT X S Curah Hujan (XT) mm

1 2 0 74,3 3,443 74,300

2 5 0,84 74,3 3,443 77,192

3 10 1,28 74,3 3,443 78,707

4 25 1,64 74,3 3,443 79,946

5 50 2,05 74,3 3,443 81,358

6 100 2,33 74,3 3,443 82,322

(Hasil Perhitungan)

Berikut hasil analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Normal:

Untuk Periode ulang (T) 2 Tahun 𝑋𝑇 = 𝑋¯+(𝐾𝑇 𝑥 𝑆)

XT = 74,3+ (0 × 3,443) = 74,3mm

Untuk Periode ulang (T) 5 Tahun 𝑋𝑇= 𝑋¯+(𝐾𝑇 𝑥 𝑆)

XT= 74,3+ (0,84 × 3,443) = 77,192 mm

Untuk Periode ulang (T) 10 Tahun 𝑋𝑇= 𝑋¯+(𝐾𝑇 𝑥 𝑆)

XT= 74,3+ (1,28 × 3,443) = 78,707 mm

Untuk Periode ulang (T) 25 Tahun 𝑋𝑇= 𝑋¯+(𝐾𝑇 𝑥 𝑆)

XT= 74,3+ (1,64 × 3,443)= 79,946 mm

Untuk Periode ulang (T) 50 Tahun 𝑋𝑇= 𝑋¯+(𝐾𝑇 𝑥 𝑆)

XT= 74,3+ (2,05× 3,443) = 81,358 mm

Untuk Periode ulang (T) 100 Tahun 𝑋𝑇= 𝑋¯+(𝐾𝑇 𝑥 𝑆)

XT= 74,3+ (2,33× 3,443) = 82,322 mm

4.3.3.2 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Normal

Tabel 4.13 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Normal.

No Curah Hujan

Dari data-data diats didapat 𝑥 =⁷⁴³

10 = 74,3

S = √∑^𝑛_𝑛−1(𝑋 − 𝑋𝑖)² n − 1

S = ^√0,030

9 = 0,019

Tabel 4.14 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal.

No Periode Ulang

(T) Tahun KT Log X Log S Log XT Curah Hujan (XT) (mm)

1 2 0 1,871 0,019 1,871 74,300

2 5 0,84 1,871 0,019 1,887 77,081

3 10 1,24 1,871 0,019 1,895 78,442

4 25 1,64 1,871 0,019 1,902 79,827

5 50 2,05 1,871 0,019 1,910 81,272

6 100 2,33 1,871 0,019 1,915 82,273

(Hasil Perhitungan)

Berikut hasil analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Log Normal Untuk Periode ulang (T) 2 Tahun

Log XT = Log 𝑋¯+ (KT x S) T = 2 Tahun

Log XT = 1,871+ (0,05 x 0,019) XT = 74,377mm

Untuk Periode ulang (T) 5 Tahun Log XT = Log 𝑋¯+ (KT x S)

T = 5 Tahun

Log XT = 1,871+ (0,853 x 0,019) XT = 77,081 mm

Untuk Periode ulang (T) 10 Tahun Log XT = Log 𝑋¯+ (KT x S)

T = 10 Tahun

4.3.3.3 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Person III

Tabel 4.15 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Person III

No Curah

5 70 1,845 -0,026 0,001 -0,00002

6 69 1,839 -0,032 0,001 -0,00003

7 69 1,839 -0,032 0,001 -0,00003

8 73 1,863 -0,008 0,000 0,00000

9 76 1,881 0,010 0,000 0,00000

10 67 1,826 -0,045 0,002 -0,00009

Jumla

h 743 ^18,67

4 0,521 -0,127717

𝑋̅

74,3 1,871

S 3,443 0,019

(Hasil Perhitungan)

Dari data-data diats didapat 𝑥 =⁷⁴³

10 = 74,3𝑚𝑚

S = √∑^𝑛_𝑛−1(𝑋 − 𝑋𝑖)² n − 1

S = √0,521

9 = 0,019

Koefisien Kemencengan:

G = √∑^𝑛_𝑛−1(𝑋 − 𝑋𝑖)³ (n − 1)(𝑛 − 2)𝑆³

G = 10x− 0,127717

8x9x0.000512 = −34,64545356

Tabel 4.16 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Person III.

Periode Ulang (T) Tahun

KT Log X Log S Log XT Curah Hujan

(XT) (mm)

1 2 0,05 1,871 0,019 1,872 74,4627

2 5 0,853 1,871 0,019 1,887 77,1251

3 10 1,245 1,871 0,019 1,895 78,4592

4 25 1,643 1,871 0,019 1,902 79,8373

5 50 1,89 1,871 0,019 1,907 80,7047

6 100 2,104 1,871 0,019 1,911 81,4638

(Hasil Perhitungan)

Berikut hasil analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Log Person:

Untuk Periode ulang (T) 2 Tahun 𝑋𝑇= 𝑋¯+(𝐾𝑇 𝑥 𝑆)

XT= 1,871+ (0,05 × 0,019)= 74,377mm

Untuk Periode ulang (T) 5 Tahun 𝑋𝑇= 𝑋¯+(𝐾𝑇 𝑥 𝑆)

XT= 1,871+ (0,853 × 0,019) = 77,1251 mm

Untuk Periode ulang (T) 10 Tahun 𝑋𝑇= 𝑋¯+(𝐾𝑇 𝑥 𝑆)

XT= 1,871+ (1,245 × 0,019) = 78,4592 mm

Untuk Periode ulang (T) 25 Tahun 𝑋𝑇= 𝑋¯+(𝐾𝑇 𝑥 𝑆)

XT= 1,871+ (1,643 × 0,019) = 79,8373mm

Untuk Periode ulang (T) 50 Tahun

4.3.3.4 Analisa Curah Hujan Distribusi Gumbel

Tabel 4.17 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Gumbel.

Dari data-data diats didapat:

𝑥 =18,674

Standart Deviasi :

Tabel 4.18 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel Periode Ulang

Berikut hasil analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Gumbel:

Untuk Periode Ulang (T) 2 tahun YTR = 0,367

𝐾 =𝑌𝑇𝑅 + 𝑌𝑛

Sn = ^0,367+0,495

0,95 =0,907 XT=X̅ + K.S =74,3+(0,907 x 3,443 ) = 77,424 mm

Untuk Periode Ulang (T) 5 tahun YTR = 1,5

𝐾 =𝑌𝑇𝑅 + 𝑌𝑛

Sn = ^1,5+0,495

0,95 = 2,100

XT=X̅ + K.S =74,3+(2,100x 3,443 ) = 81,530 mm

Untuk Periode Ulang (T) 10 tahun YTR = 2,251

𝐾 =𝑌𝑇𝑅 + 𝑌𝑛

Sn = ^2,251+0,495

0,95 =2,891 XT=X̅ + K.S =74,3+(2,891 x 3,443) = 84,252 mm

Untuk Periode Ulang (T) 25 tahun YTR = 2,971

𝐾 =𝑌𝑇𝑅 + 𝑌𝑛

Sn = ^2,971+0,495

0,95 =3,648 XT=X̅ + K.S =74,3+(3,648 x 3,443) = 86,861 mm

Untuk Periode Ulang (T) 50 tahun YTR = 3,903

𝐾 =𝑌𝑇𝑅 + 𝑌𝑛

Sn = ^3,903+0,495

0,95 =4,629 XT=X̅ + K.S =74,3+(4,629 x 3,443 ) = 90,238 mm

Untuk Periode Ulang (T) 100 tahun YTR = 4,601

𝐾 =𝑌𝑇𝑅 + 𝑌𝑛

Sn = ^4,601+0,495

0,95 =5,364 XT=X̅ + K.S =74,3+(5,364 x 3,443) = 92,768 mm

Tabel 4.19 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum

Periode Ulang (T) Tahun

Normal Log Normal Log Person

III Gumbel

1 1 2 74,300 74,300 74,463

2 2 5 77,192 77,081 77,125

3 3 10 78,707 78,442 78,459

4 4 25 79,946 79,827 79,837

5 5 50 81,358 81,272 80,705

6 6 100 82,322 82,273 81,464

(Hasil Perhitungan)

Dan selanjutnya hasil analisis dapat di lihat pada grafik berikut:

Gambar 4.11 Grafik Curah Hujan Maksimum

Dalam dokumen EVALUASI SISTEM SALURAN DRAINASE PADA KECAMATAN MEDAN HELVETIA,KOTA MEDAN (Halaman 35-0)