HASIL DAN PEMBAHASAN
2) Pemodelan Jaringan Drainase
Jaringan drainase hasil observasi lapangan dimodelkan pada EPA SWMM 5.1. pemodelan jaringan drainase merupakan proses penyusunan kerangka awal komponen-komponen hidrolika dan hidrologi pada EPA SWMM 5.1. Komponen hidrolika pada EPA SWMM 5.1 yang digunakan pada penelitian ini adalah junctions, conduits (saluran), serta outfalls (outlet). Selain itu, komponen hidrologi yang digunakan yaitu rain gages dan subcatchments. Pada pemodelan jaringan drainase, junctions bernotasi J, counduits bernotasi C, outlet bernotasi Out, subcatchments bernotasi S, dan rain gages bernotasi Gage.
17 Pada area A terdapat 10 subcatchments, 10 junctions, dan 10 outlet. Sembilan dari sepuluh outlet mengalir langsung menuju kali Ciherang. Outlet tersebut yaitu Out 1 hingga Out 9 yang terdapat pada subcatchment 1 hingga 9. Pada subcatchment 10, limpasan dialirkan melalui outlet 10 menuju saluran drainase jalan. Hal ini dikarenakan subcatchment 10 merupakan area masuk perumahan Dramaga Cantik yang langsung terhubung dengan jalan Raya Darmaga.
Area B memiliki jumlah komponen lebih banyak dibandingkan area A dikarenakan area B memiliki blok yang lebih banyak daripada area A. Seperti pada Gambar 9, komponen tersebut terdiri dari 26 subcatchments, 42 junctions, dan 11 outlet. Pada area B terdapat 11 outlet. Kesebelas outlet tersebut masing-masing terhubung dengan node yang menjadi saluran masuk limpasan. Seluruh outlet mengalir menuju kali Ciherang. Area B memiliki 8 subcatchment yang langsung membuang limpasan dari node menuju outlet, yaitu subcatchment S1, S2, S3, S4, S5, S7, S9, dan S13. Sedangkan subcatchment lainnya mengalirkan limpasan menuju pengumpul terlebih dahulu hingga menuju saluran pembuang. Skema jaringan drainase pada area B ditunjukkan oleh Gambar 10 dan 11.
18
Gambar 10 Skema Jaringan Drainase pada Outlet 6 dan Outlet 10
19 3) Simulasi Model
Simulasi dijalankan setelah jaringan drainase dimodelkan. Simulasi menghasilkan kualitas yang baik dengan nilai continuity error surface runoff untuk area A adalah -0.26% dan -0.33% untuk area B. Nilai continuity error flow routing hasil simulasi kedua area sebesar 0.00%. Jika nilai continuity error mencapai 10 % maka analisis diragukan (Rossman, 2004). Hasil simulasi menunjukkan dari 146.25 mm nilai curah hujan, ada yang diserap oleh daerah tangkapan air (subcatchment) dan ada pula yang mengalir sebagai limpasan. Nilai infiltrasi maupun limpasan (runoff) setiap subcacthment berbeda. Hal ini dipengaruhi oleh luas subcatchment beserta besar persentase daerah pervious maupun impervious.
Tabel 8 Hasil Simulasi Area A Subcatchment Total hujan
(mm) Total infiltrasi (mm) Total Limpasan (mm) Debit Puncak (lt/dt) S1 146.25 1.91 143.06 66.48 S2 146.25 1.02 144.02 68.03 S3 146.25 3.79 141.21 61.06 S4 146.25 2.10 143.17 32.18 S5 146.25 0.91 144.18 38.78 S6 146.25 1.02 144.10 32.97 S7 146.25 0.90 144.18 43.40 S8 146.25 4.80 140.02 147.52 S9 146.25 2.34 142.79 5.11 S10 146.25 3.34 141.93 33.20
Pada area A sebanyak 0.90 – 4.80 mm dari total curah hujan diinfiltrasi, sedangkan sisanya menjadi limpasan. Persentase daerah impervious yang besar menimbulkan limpasan yang besar pula. Pada Tabel 10 ditunjukkan bahwa subcatchment 8 memiliki nilai infiltrasi dan debit puncak terbesar. Pada Gambar 12 terlihat bahwa limpasan mulai terjadi pada jam pertama. Limpasan terus meningkat hingga mencapai puncaknya pada jam ketiga dengan nilai 147.52 lt/dt. Setelah mencapai puncaknya, limpasan berangsur-angsur berkurang hingga mencapai titik terendah jam kelima. Peristiwa ini menggambarkan untuk durasi hujan efektif selama tiga jam, limpasan puncak terjadi pada jam ketiga. Tidak hanya pada subcatchment 8, subcatchment lainnya pada area A mencapai puncak limpasan juga pada jam ketiga.
Air yang melimpas akan masuk melalui node, mengalir melalui saluran hingga dibuang keluar melalui outlet. Pada Gambar 13 hanya saluran C8 yang berwarna merah. Sesuai legenda peta, warna merah pada komponen C menujukkan debit aliran pada saluran melebihi nilai 104 lt/dt. Namun hal ini tidak menyatakan bahwa ada luapan pada saluran C8 karena sesuai Gambar 14 pada saat limpasan puncak yaitu pada saat jam ketiga, tinggi muka air pada saluran C8 masih lebih rendah dibandingkan tinggi saluran. Profil aliran ini menggambarkan muka air pada saat aliran maksimum terhadap tinggi saluran. Jika profil muka air sama dengan atau lebih tinggi dibandingkan tinggi saluran maka saluran tersebut
20
meluap. Tidak hanya pada saluran C8, seluruh saluran pada area A dapat menampung limpasan dan tidak terjadi luapan.
Gambar 12 Besar Limpasan Terhadap Waktu pada Subcatchment 8 di Area A
Gambar 13 Hasil Simulasi Area A
Pada area A terdapat 10 outlet. Kesepuluh outlet tersebut masing-masing terhubung langsung dengan node yang menjadi saluran masuk limpasan. Outlet 1 hingga 9 menuju kali Ciherang sedangkan outlet 10 bermuara ke saluran drainase jalan di luar komplek Dramaga Cantik. Jadi pada area A setiap subcatchment memiliki outlet. Hal ini menyebabkan nilai debit maksimum pada saluran menjadi sama dengan nilai debit puncak pada subcatchmentnya. Gambar 15 menunjukkan debit puncak pada saluran C8. Jika dibandingkan dengan Gambar 12 maka jelas
21 terlihat nilai debit puncak kedua gambar sama yaitu 147.52 lt/dt dan terjadi pada jam ketiga seperti pada Gambar 16.
Gambar 14 Profil Aliran node J8-Out8 di area A
Gambar 15 Debit aliran pada saluran C8 di area A
22
Pada area B sebanyak 0.21 – 5.51 mm dari total curah hujan diinfiltrasi. Sedangkan sisanya menjadi limpasan. Pada Tabel 11 limpasan puncak terbesar dihasilkan subcatchment 8 sebesar 109.17 lt/dt.
Tabel 9 Hasil Simulasi Area B Subcatchment Total hujan
(mm) Total infiltrasi (mm) Total Limpasan (mm) Debit Puncak (lt/dtk) S1 146.25 2.10 143.45 19.30 S2 146.25 1.69 143.91 11.35 S3 146.25 0.89 144.48 16.15 S4 146.25 0.79 144.39 24.21 S5 146.25 1.30 143.96 26.60 S6 146.25 1.18 144.01 26.70 S7 146.25 5.51 140.06 26.90 S8 146.25 3.41 142.47 109.17 S9 146.25 0.38 144.41 56.81 S10 146.25 0.21 144.60 50.47 S11 146.25 0.46 144.45 50.07 S12 146.25 0.26 144.66 42.70 S13 146.25 3.97 141.78 7.64 S14 146.25 1.20 143.88 29.73 S15 146.25 0.90 143.96 54.11 S16 146.25 1.16 143.67 56.24 S17 146.25 1.21 143.59 66.79 S18 146.25 0.64 144.54 11.69 S19 146.25 0.27 144.80 11.01 S20 146.25 0.60 144.70 10.12 S21 146.25 0.23 144.92 10.81 S22 146.25 1.25 144.27 9.86 S23 146.25 0.41 144.53 30.03 S24 146.25 1.20 143.83 34.92 S25 146.25 2.62 142.44 37.38 S26 146.25 0.47 144.50 43.23
Pada Gambar 17 ditunjukkan bahwa limpasan pada subcatchment 8 mulai terjadi pada jam pertama. Limpasan terus meningkat hingga mencapai puncaknya pada jam ketiga dengan nilai 109.17 lt/dt. Setelah mencapai puncaknya, limpasan berangsur-angsur berkurang hingga mencapai titik terendah pada jam kelima. Peristiwa ini menggambarkan untuk durasi hujan efektif selama 3 jam, limpasan puncak terjadi pada jam ketiga. Tidak hanya pada subcatchment 8, namun subcatchment lainnya pada area B juga mencapai puncak limpasan pada jam ketiga.
23
Gambar 17 Besar Limpasan Terhadap Waktu pada Subcatchment 8 di Area B
24
Pada Gambar 18 simulasi pada saat jam ketiga menunjukkan saluran C9, C22, C21, C26, dan C25 berwarna merah. Sesuai legenda peta, warna merah pada komponen C menujukkan debit aliran pada saluran melebihi nilai 168 lt/dt. Saluran-saluran tersebut merupakan saluran pengumpul pada area B. Dari lima saluran yang ada pada ruas saluran ini, saluran C25, C26, C21, dan C22 merupakan saluran pengumpul dan saluran C9 adalah saluran pembuang. Saluran C25 menjadi pengumpul untuk saluran-saluran drainase pada subcatchment 17 sampai 24. Debit dari saluran C25 dialirkan ke saluran C26 beserta debit dari saluran C23. Air terus mengalir dan bergabung beserta debit saluran C20 menuju saluran C21. Selanjutnya debit dari saluran C21 dan debit saluran C19 mengalir menuju saluran C22. Aliran air tiba pada bagian akhir di saluran C9 beserta debit saluran C8. Debit pada saluran C25 hingga saluran C9 terus meningkat secara berurutan. Total debit pada ruas ini dibuang melalui outlet 8 yang merupakan akhir dari saluran C9. Secara lengkap nilai debit untuk setiap saluran dapat dilihat pada Lampiran 2.
Gambar 19 Profil Aliran node J25-Out8 di Area B
Tinggi muka air pada saluran C26 dan C22 terlihat lebih rendah daripada saluran C25, C21, dan C9. Ini terjadi karena saluran C26 dan C22 memiliki dimensi saluran berbeda dengan ketiga saluran lainnya. Saluran C26 dan C22 memiliki lebar 0.5 m dan dalam 0.5 m. Perbedaan dimensi ini menyebabkan tinggi muka air terdistribusi terhadap lebar saluran.
Aliran air pada saluran C25 hingga C9 terlihat pada Gambar 19. Profil aliran disimulasikan pada saat terjadi debit puncak yaitu jam ketiga. Tinggi muka air tertinggi terjadi pada saluran C9. Hal ini disebabkan saluran C9 merupakan saluran akhir yang membuang total limpasan dari subcatchment 14 hingga 24. Pergerakan besar debit aliran pada saluran C25 hingga C9 secara berurut ditunjukkan oleh Gambar 20. Gambar tersebut secara serentak memperlihatkan setiap saluran mencapai debit puncak pada jam ketiga. Debit maksimum yang terjadi pada saluran C25 sebesar 185.22 lt/dt, C26 sebesar 241.46 lt/dt, C21 sebesar 295.57 lt/dt, C22 sebesar 325.30 lt/dt, dan C9 sebesar 434.48 lt/dt. Debit secara berangsur-angsur berkurang setelah mencapai puncak. Pada jam kelima
C9 C22
C21 C26
25 hingga seterusnya, terlihat debit pada setiap saluran secara konstan mencapai nilai nol. Ini berarti aliran air pada saluran mulai surut. Sekalipun mencapai debit maksimum, saluran C9 tidak meluap. Oleh sebab itu, debit air pada ruas saluran ini masih dapat ditampung oleh saluran. Seperti halnya area A, dari hasil simulasi pada area B juga ditunjukkan bahwa seluruh saluran dapat menampung limpasan pada area ini.
Gambar 20 Debit Aliran saluran C26 sampai C9 di Area B
Saluran C9 sebagai salah satu saluran pembuang pada area B memiliki debit terbesar yaitu 434.48 lt/dt. Sesuai perhitungan pada lampiran 3, nilai kapasitas saluran berdasarkan kondisi eksisting saluran lebih besar dibandingkan debit hasil simulasi. Tinggi muka air pada saat debit puncak di saluran C9 adalah 0.44 m sedangkan kedalaman saluran 0.5 m.
Menurut Edisono dan Sutarto (1997) saluran drainase dapat diberi freeboard (tinggi jagaan) yang berfungsi untuk mencegah peluapan air akibat gelombang serta fluktuasi permukaan air seperti pasang surut dan gerakan angin. Tinggi jagaan dapat berkisar 5% - 30% dari dalamnya aliran. Jika diambil tinggi jagaan 10% maka saluran C9 memiliki freeboard sebesar 0.004 m dan kedalaman saluran menjadi 0.484 m sesuai perhitungan pada lampiran 3.