Analisis Sistem Drainase Untuk Menanggulangi Banjir (Studi Kasus : Jalan Gatot Subroto Depan Makro)

(1)

ANALISIS SISTEM DRAINASE UNTUK MENANGGULANGI BANJIR PADA KECAMATAN MEDAN SUNGGAL

(STUDI KASUS : JALAN GATOT SUBROTO DEPAN MAKRO)

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

Oleh :

MERNI DAMALIA

090404024

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

(2)

ABSTRAK

Secara umum, sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal.

Kecamatan Medan Sunggal merupakan salah satu kecamatan yang terletak dalam wilayah Pemerintah Kota Medan. Daerah ini terdiri dari pertokoan, perkantoran dan pemukiman atau perumahan yang relatif padat. Kondisi topografi daerah ini termasuk kategori sangat landai dengan kemiringan rata -rata 0,00033 ketinggian yang berkisar antara 2,5 m sampai dengan 37,5 m dpl. Permasalahan yang terjadi pada sistim drainase Kota Sunggal yaitu setiap tahunnya selalu tergenang air, khususnya pada musim penghujan. Pada sejumlah saluran drainase, baik yang ada dalam lingkungan rumah penduduk maupun saluran induk begitu hujan besar terjadi air meluap keluar dan menggenangi ruas jalan. Oleh karena itu dalam kajian ini yang akan dibahas kondisi dari saluran drainase yang terdapat pada ruas jalan tersebut yaitu untuk menganalisis debit aliran pada saluran drainase dan mengevaluasi kondisi dari penampang saluran drainase yang terdapat di kawasan Jln. Gatot Subroto Depan Makro, membandingkan antara Qrencana dengan Q yang ada dilapangan untuk mengetahui daerah mana yang memenuhi syarat dan tidak termasuk daerah genangan atau banjir.

Studi pendahuluan dilakukan terlebih dahulu dengan melakukan studi pustaka yang berasal dari buku, jurnal dan catatan kuliah dijadikan dasar dalam penelitian, pengumpulan data primer berupa dokumentasi lokasi penelitian, kemudian data sekunder berupa data yang didapay dari instansi yang berkait yaitu, data curah hujan selama 10 tahun.

Hasil Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana Saluran Drainase Periode Ulang 5 Tahun yang di tinjau pada Kecamatan Medan Sunggal Depan Makro, dengan debit rencana di peroleh hasil Q ada Max ≤ Qp rencana, ma ka dapat di tarik kesimpulan bahwa drainase tersebut tidak dapat lagi menampung air hujan pada kawasan tersebut sehingga di perlukan penambahan dimensi ulang pada drainase tersebut agar drainase itu dapat dan mampu menampung air hujan dengan baik sehingga tidak lagi menimbulkan banjir di kawasan tersebut.

(3)

KATA PENGANTAR

Penulis panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia yang diberikan kepada penulis sehingga penulisan laporan tugas akhir ini yang berjudul “ Analisis Sistem Drainase Untuk Menanggulangi Banjir (Studi Kasus : Jalan Gatot Subroto Depan Makro)’’ dapat diselesaikan dengan baik.

Tujuan penulisan laporan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik tingkat sarjana Strata- 1 (S-1) di Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.

Dalam kesempatan ini saya mengucapkan terima kasih kepada kedua Orang tua tersayang, Ibunda Dahliana Harahap dan Ayahanda Amal Hasyim, S.Sos serta adik saya tersayang Reni Andriani dan Ahmad Hanafi Siagian dan seluruh keluarga yang telah berjuang memberikan dukungan, doa, material, immaterial sehingga tugas akhir ini terselesaikan dan semua pihak yang telah memberikan sumbangannya baik berupa bimbingan, bantuan dan dukungan baik material maupun spiritual sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik, terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku ketua Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku sekretaris Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

(4)

waktu untuk bimbingan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Dr.Ir.Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc, dan Bapak Ivan Indrawan, ST.MT. selaku dosen pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap tugas akhir ini.

5. Bapak dan Ibu staf pengajar yang telah membimbing dan mendidik selama masa studi pada jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

6. Bapak dan Ibu Pimpinan Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika yang telah membantu penulis mendapatkan informasi yang dibutuhkan. 7. Terima kasih penulis ucapkan sebesar-besarnya kepada kakanda Riza

Inanda Siregar, ST.MT yang sudah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

8. Terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Sahabat Seperjuanganku Hannawiyah Harahap, dan Sahabat Tersayang Sri Wahyuni Sebayang, Atina Rezki Lubis, Hisbulloh Nasution yang tak ada henti-hentinya memberikan dukungan, motivasi, Semangat dan masukan telah banyak membantu penulis dalam diskusi dan ilmu nya yang sangat bermanfaat sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

9. Terima Kasih untuk teman yang terkasihi Ryan Pramana, buat semua yang sudah diberikan kepada penulis. Apapun itu, Terima Kasih.

(5)

memotivasi agar selalu cepat dalam mengerjakan tugas dan adik-adik 2012 Muis, Wahyudi (Acong) yang udah bantu ngukur dan semua Teman-teman dan adik-adik yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu terima kasih atas bantuannya selama ini.

11.Sahabat Terbaik ku Novita Wulandari, terima kasih atas semua motivasi, bantuan, dukungannya. Terima kasih banyak

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kelemahan dalam penulisan tugas akhir ini, untuk itu penulis sangat mengharapkan sumbangan pemikiran dan saran dari pembaca demi kesempurnaan tugas akhir ini

Sebagai penutup, penulis berharap semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Mei 2014 Penulis

(6)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ……… i

KATA PENGANTAR ………... ii

DAFTAR ISI ………. v

DAFTAR GAMBAR ………... viii

DAFTAR TABEL ………...……… ix

DAFTAR NOTASI ………. xi

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang……… 1

1.2 Perumusan Masalah……… 3

1.3 Pembatasan Masalah………... 4

1.4 Tujuan………. 4

1.5 Manfaat Penulisan………... 4

1.6 Metode Pengumpulan Data………. 4

1.7 Sistematika Penulisan……….. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum………. 7

2.2 Banjir………..….... 9

• Faktor Penyebab Banjir……… 9

2.3 Analisis Hidrologi………. 11

2.3.1 Siklus Hidrologi ………... 11

2.3.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan……….... 12

1. Distribusi Normal……… 12

(7)

3. Distribusi Log Person III……… 16

4. Distribusi Gumbel………... 18

2.3.3 Waktu Konsentrasi……….... 21

2.3.4 Analisis Intensitas Curah Hujan……….... 23

2.3.5 Koefisien Limpasan (Runoff) ………... 24

2.3.6 Luas Daerah Pengaliran (A) ………... 25

2.3.7 Analisa Debit Rencana…….………... 26

2.4 Analisa Hidraulika…………....……….... 28

2.4.1 Saluran Terbuka……….... 28

2.4.2 Saluran Tertutup……… 31

2.4.3 Dimensi Saluran……….... 32

BAB III METEODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ……...………... 34

3.2 Metode dan Tahapan Penelitian….………... 35

3.3 Rancangan Penelitian….………... 35

3.4 Pelaksanaan Penelitian………...…………... 36

3.5 Prosedur Penelitian………... 36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Data………... 40

4.2 Analisis Hidrologi………..………... 43

4.2.1 Analisa Frekuensi Curah Hujan……….... 43

4.2.2 Koefisien Aliran Permukaan………... 56

4.3Analisa Debit Rencana…….………... 57

(8)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan……….….. 71

5.2 Saran………...……….. 72

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi……… 12

Gambar 2.2 Penampang Persegi panjang………... 34

Gambar 2.3 Penampang saluran Trapesium………..……...… 35

Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian………... 39

Gambar 3.2 Diagram Alir Metode Penelitian………... 42

Gambar 4.1 Grafik Curah Hujan Maksimum dan Periode Ulang.,………..… 59

Gambar 4.2 Penampang Saluran Drainase Berbentuk Trapesium Titik 1…… 70

Gambar 4.3 Penampang Saluran Drainase Berbentuk Trapesium Titik 2…… 71

Gambar 4.4 Penampang Saluran Drainase Berbentuk Trapesium Titik 3….... 72

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Parameter Statistik yang Penting………..15

Tabel 2.2 Nilai Variabel Reduksi Gauss...16

Tabel 2.3 Nilai K untuk distribusi Log-Person III...19

Tabel 2.4 Reduced Mean, Yn...22

Tabel 2.5 Reduced Standard Deviation, Sn...23

Tabel 2.6 Reduksi Variat (YTR) sebagai fungsi Periode Ulang Gumbel...24

Tabel 2.7 Kemiringan Melintang Normal Perkerasan Jalan………...25

Tabel 2.8 Harga n untuk Rumus Manning………....26

Tabel 2.9 Koefisien Pengaliran (C)………...29

Tabel 2.10 Koefisien Kekasaran Manning………..38

Tabel 2.11 Nilai Kemiringan Dinding Saluran Sesuai Bahan………...38

Tabel 3.2 Jadwal Penelitian………...43

Tabel 4.1 Pembagian Ukuran Drainase yang diteliti……….44

Tabel 4.2 Tabel Data Curah Hujan Harian Maksimum……….46

Tabel 4.3 Analisis Curah Hujan Distribusi Normal...47

Tabel 4.4 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Normal...49

Tabel 4.5 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Normal...50

Tabel 4.6 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Normal...52

Tabel 4.7 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Person III...53

Tabel 4.8 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Person III....55

Tabel 4.9 Analisis Curah Hujan Distribusi Gumbel...56

Tabel 4.10 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Gumbel...58

(11)

Tabel 4.12 Koefisien Pengaliran (C)………...60

Tabel 4.13 Kemiringan Melintang Normal Perkerasan Jalan………...62

Tabel 4.11 Perhitungan Waktu Konsentrasi (jam)... 64

Tabel 4.12 Perhitungan Intensitas Curah Hujan (mm/jam)………...66

Table 4.13 Kriteria desain Hidrologi Sistem Drainase perkotaan………...67

Tabel 4.14 Perhitungan Debit Rencana (m3/detik)………...68

Tabel 4.15 Analisa Kapasitas Penampang Saluran………...74

Tabel 4.16 Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana………...75

(12)

DAFTAR NOTASI

XT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dalam periode ulang T Tahun X = nilai rata-rata hitung variat

S = deviasi standar nilai variat

(13)

ABSTRAK

Secara umum, sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal.

Kecamatan Medan Sunggal merupakan salah satu kecamatan yang terletak dalam wilayah Pemerintah Kota Medan. Daerah ini terdiri dari pertokoan, perkantoran dan pemukiman atau perumahan yang relatif padat. Kondisi topografi daerah ini termasuk kategori sangat landai dengan kemiringan rata -rata 0,00033 ketinggian yang berkisar antara 2,5 m sampai dengan 37,5 m dpl. Permasalahan yang terjadi pada sistim drainase Kota Sunggal yaitu setiap tahunnya selalu tergenang air, khususnya pada musim penghujan. Pada sejumlah saluran drainase, baik yang ada dalam lingkungan rumah penduduk maupun saluran induk begitu hujan besar terjadi air meluap keluar dan menggenangi ruas jalan. Oleh karena itu dalam kajian ini yang akan dibahas kondisi dari saluran drainase yang terdapat pada ruas jalan tersebut yaitu untuk menganalisis debit aliran pada saluran drainase dan mengevaluasi kondisi dari penampang saluran drainase yang terdapat di kawasan Jln. Gatot Subroto Depan Makro, membandingkan antara Qrencana dengan Q yang ada dilapangan untuk mengetahui daerah mana yang memenuhi syarat dan tidak termasuk daerah genangan atau banjir.

Studi pendahuluan dilakukan terlebih dahulu dengan melakukan studi pustaka yang berasal dari buku, jurnal dan catatan kuliah dijadikan dasar dalam penelitian, pengumpulan data primer berupa dokumentasi lokasi penelitian, kemudian data sekunder berupa data yang didapay dari instansi yang berkait yaitu, data curah hujan selama 10 tahun.

Hasil Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana Saluran Drainase Periode Ulang 5 Tahun yang di tinjau pada Kecamatan Medan Sunggal Depan Makro, dengan debit rencana di peroleh hasil Q ada Max ≤ Qp rencana, ma ka dapat di tarik kesimpulan bahwa drainase tersebut tidak dapat lagi menampung air hujan pada kawasan tersebut sehingga di perlukan penambahan dimensi ulang pada drainase tersebut agar drainase itu dapat dan mampu menampung air hujan dengan baik sehingga tidak lagi menimbulkan banjir di kawasan tersebut.

(14)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kota Medan yang menyandang status sebagai pusat pemerintahan, pusat pertumbuhan ekonomi dan pusat pembangunan di Provinsi Sumatera Utara menuntut kota ini untuk terus berkembang. Seiring dengan itu tentunya dibutuhkan dukungan sarana-prasarana infrastruktur yang memadai. Pertumbuhan kota dan perkembangan industri menimbulkan dampak yang cukup besar pada siklus hidrologi sehingga berpengaruh besar terhadap sistem drainase perkotaan.

(15)

pada ketinggian tempat 2,5-37,5 m di atas permukaan laut. Luas wilayah Kota Sunggal ini berdekatan dengan Daerah Aliran Sungai Belawan.

(16)

Permasalahan yang terjadi pada sistim drainase Kota Sunggal yaitu setiap tahunnya selalu tergenang air, khususnya pada musim penghujan. Pada sejumlah saluran drainase, baik yang ada dalam lingkungan rumah penduduk maupun saluran induk begitu hujan besar terjadi air meluap keluar dan menggenangi ruas jalan. Faktor yang mempengaruhi daya tampung air tersebut, salah satunya adalah banyak saluran yang sudah menebal endapan lumpurnya, ada juga saluran yang sudah tertimbun dengan sampah sehingga air tidak leluasa mengalir dan saluran drainase yang rusak atau tidak berfungsi lagi. Hal ini banyak terlihat pada daerah pemukiman penduduk khususnya baik karena beban material lainnya diatasnya dan ada juga disebabkan karena disengaja, seperti pintu masuk ke rumah atau pertokoan penduduk.

1.2 Perumusan Masalah

Dengan memperhatikan permasalahan – permasalahan yang terjadi serta dampak yang di timbulkan bagi manusia dan lingkungan sekitar, maka permasalahan dalam kajian ini dapat di rumuskan sbb :

1. Bagaimana debit aliran pada saluran eksisting berdasarkan data curah hujan

selama 10 tahun dimulai dari tahun 2003 sampai tahun 2012?

2. Pengukuran terhadap dimensi saluran drainase, berapa kapasistas aliran maksimum yang dapat ditampung?

(17)

1.3 Pembatasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil pembahasan yang maksimal maka penulis perlu membatasi masalah yang akan dibahas. Batasan masalah yang ditinjau dari penulisan tugas akhir ini adalah

1. Lokasi penelitian yang akan ditinjau pada penulisan ini adalah drainase Jalan Gatot Subroto Depan Makro, Kecamatan Medan Sunggal

2. Perhitungan debit banjir rencana yang didasarkan pada analisa hidrologi dari data curah hujan yang ada

3. Perhitungan kapasitas saluran drainase eksisting dan membandingkannya dengan debit banjir hasil analisa.

1.4 Tujuan

Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk menganalisis debit aliran pada saluran drainase dan mengevaluasi kondisi dari penampang saluran drainase yang terdapat di kawasan Jln.Gatot Subroto Depan Makro, membandingkan antara Qrencana dengan Q yang ada dilapangan untuk mengetahui daerah mana yang

memenuhi syarat dan tidak termasuk daerah genangan atau banjir.

1.5 Manfaat Penulisan

Dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai bahan evaluasi untuk menghindari dampak banjir pada kota Medan khususnya kecamatan Medan Sunggal akibat genangan air hujan yang merugikan.

1.6 Metode Pengumpulan Data

(18)

1. Data Primer

Untuk memperoleh data primer yang berhubungan dengan jenis, bentuk dan gambaran drainase pada daerah penelitian ini, Selanjutnya waktu konsentrasi ( Tc ) disepanjang saluran drainase diperoleh dari hasil survey langsung ke lokasi dengan melakukan pengukuran panjang drainase, dimensi drainase mulai dari lebar drainase, tinggi drainase dan kemiringan drainase, serta arah aliran air yang mengalir dalam drainase tersebut.

2. Data Sekunder

Data sekunder yang diperlukan dalam menganalisis dimensi penampang drainase diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika berupa data Curah Hujan Harian Maksimum untuk 10 Tahun ke depan di mulai dari tahun 2003-2012

1.7 Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Meliputi latar belakang, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan, manfaat penelitian, metode pengumpulan data dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

(19)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Menyajikan metode pelaksanaan penelitian dari di mulai nya penelitian, survey lapangan, pengolahan data, hingga kesimpulan dan saran

BAB IV ANALISIS DATA

Secara khusus membahas penampang drainase yang sudah ada, difokuskan yang terkena banjir di ambil sepanjang 153 m. Menghitung curah hujan berdasarkan data curah hujan selama 10 tahun dengan menggunakan analisis frekuensi curah hujan, Perhitungan debit banjir rencana serta menganalisis kapasitas penampang drainase perkotaan di Pasar Sukaramai dan Jalan Bromo ( Analisis Hidrolika). BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

(20)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum

Secara umum, sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Dirunut dari hulunya, bangunan system drainase terdiri dari saluran penerima (interceptor drain), saluran pengumpul (collector drain), saluran pembawa (convenyor drain), saluran induk (main drain), dan badan air penerima (receiving waters). Di sepanjang system drainase sering dijumpai bangunan lainnya, seperti

gorong-gorong, siphon, jembatan ait (aquaduct), pelimpah, pintu-pintu air, bangunan terjun, kolam tando, dan stasiun pompa. Pada system yang lengkap, sebelum masuk ke badan air penerima, air diolah dahulu di instalasi pengolah air limbah (IPAL), khususnya untuk system tercampur. Hanya air yang telah memenuhi baku mutu tertentu yang dimasukkan ke baan air penerima, sehingga tidak merusak lingkungan (Suripin,2004).

Kegunaan dengan adanya saluran drainase ini antara lain (Suripin,2004) : 1. Mengeringkan genangan air sehingga tidak ada akumulasi air tanah. 2. Menurunkan permukaan air tanah pada tingkat yang ideal.

3. Mengendalikan erosi tanah, kerusakan jalan dan bangunan yang ada. 4. Mengendalikan air hujan yang berlebihan sehingga tidak terjadi bencana

(21)

Sistem jaringan drainase perkotan umumnya dibagi atas 2 bagian, yaitu : 1. Sistem Drainase Makro

Sistem drainase makro yaitu sistem saluran/badan air yang menampung dan mengalirkan air dari suatu daerah tangkapan air hujan (Catchment Area). Pada umumnya sistem drainase makro ini disebut juga sebagai sistem saluran pembuangan utama (major system) atau drainase primer. Sistem jaringan ini menampung aliran yang berskala besar dan luas seperti saluran drainase primer, kanal-kanal atau sungai-sungai. Perencanaan drainase makro ini umumnya dipakai dengan periode ulang antara 5 sampai 10 tahun dan pengukuran topografi yang detail mutlak diperlukan dalam perencanaan system drainase ini.

2. Sistem Drainase Mikro

(22)

2.2. Banjir

Banjir adalah suatu kondisi di mana tidak tertampungnya air dalam saluran pembuang (palung sungai) atau terhambatnya aliran air di dalam saluran pembuang, sehingga meluap menggenangi daerah (dataran banjir) sekitarnya.(Suripin, 2004).

Banjir merupakan peristiwa alam yang dapat menimbulkan kerugian harta benda penduduk serta dapat pula menimbulkan korban jiwa. Dikatakan banjir apabila terjadi luapan air yang disebabkan kurangnya kapasitas penampang saluran. Banjir di bagian hulu biasanya arus banjirnya deras, daya gerusnya besar, tetapi durasinya pendek. Sedangkan di bagian hilir arusnya tidak deras (karena landai), tetapi durasi banjirnya panjang.

• Faktor Penyebab Banjir

Banyak faktor menjadi penyebab terjadinya banjir. Namun secara umum penyebab terjadinya banjir dapat diklasifikasikan dalam 2 kategori, yaitu banjir yang disebabkan oleh sebab‐sebab alami dan banjir yang diakibatkan oleh tindakan manusia. Yang termasuk sebab‐sebab alami di antaranya adalah :

1. Curah hujan

Curah hujan dapat mengakibatkan banjir apabila turun dengan intensitas tinggi, durasi lama, dan terjadi pada daerah yang luas.

2. Pengaruh Fisiografi

(23)

potongan memanjang, material dasar sungai), lokasi sungai dll, merupakan hal-hal yang mempengaruhi terjadinya banjir.

3. Erosi dan Sedimentasi

Erosi dan sedimentasi di DPS berpengaruh terhadap pengurangan kapasitas penampang sungai. Erosi dan sedimentasi menjadi problem klasik sungai‐sungai di I ndonesia. Besarnya sedimentasi akan

mengurangi kapasitas saluran, sehingga timbul genangan dan banjir di sungai.

4. Menurunnya Kapasitas Sungai

Pengurangan kapasitas aliran banjir pada sungai dapat disebabkan oleh pengendapan yang berasal dari erosi DPS dan erosi tanggul sungai yang berlebihan dan sedimentasi di sungai yang dikarenakan tidak adanya vegetasi penutup dan penggunaan lahan yang tidak tepat.

5. Pengaruh Air Pasang

Air pasang laut memperlambat aliran sungai ke laut. Pada waktu banjir bersamaan dengan air pasang yang tinggi maka tinggi genangan atau banjir menjadi besar karena terjadi aliran balik (backwater). Contoh ini terjadi di Kota Semarang dan Jakarta. Genangan ini dapat terjadi sepanjang tahun baik di musim hujan dan maupun di musim kemarau. 6. Kapasitas Drainase Yang Tidak Memadai

(24)

2.3 Analisa Hidrologi

Analisis Hidrologi merupakan bidang yang sangat rumit dan kompleks. Hal ini disebabkan oleh ketidakpastian dalam hidrologi, keterbatasan teori, dan rekaman data, dan keterbatasan ekonomi. Hujan adalah kejadian yang tidak dapat diprediksi. Artinya, kita tidak dapat memprediksi secara pasti seberapa besar hujan yang akan terjadi pada suatu periode waktu. (Suripin.2003)

2.3.1 Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi dimulai dengan penguapan air dari laut. Uap yang dihasilkan dibawa oleh udara yang bergerak. Dalam kondisi yang memungkinkan, uap air tersebut terkondensasi membentuk awan, dan pada akhirnya dapat menghasilkan presipitasi. Presipitasi yang jatuh ke bumi menyebar dengan arah yang berbeda-beda dalam beberapa cara. Sebagian besar dari presipitasi tersebut untuk sementara tertahan pada tanah di dekat tempat ia jatuh, dan akhirnya dikembalikan lagi ke atmosfer oleh penguapan (evaporasi) dan pemeluhan (transpirasi) oleh tanaman (Hisbulloh,2014).

(25)

Sebagian air mencari jalannya sendiri melalui permukaan dan bagian atas tanah menuju sungai, sementara lainnya menembus masuk lebih jauh ke dalam tanah menjadi bagian dari air-tanah (groundwater). Dibawah pengaruh gaya gravitasi, baik aliran air-permukaan (surface streamflow) maupun air dalam tanah bergerak menuju tempat yang lebih rendah yang akhirnya dapat mengalir ke laut. Namun, sebagian besar air permukaan dan air bawah tanah dikembalikan ke atmosfer oleh penguapan dan pemeluhan (transpirasi) sebelum sampai ke laut (JR dan Paulhus, 1986).

2.3.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan Harian Maksimum

Sistem hidrologi kadang-kadang dipengaruhi oleh peristiwa-peristiwa yang luar biasa (ekstrim), seperti hujan lebat, banjir, dan kekeringan. Tujuan Analisis Frekuensi Curah Hujan adalah berkaitan dengan besaran peristiwa-peristiwa ekstrim yang berkaitan dengan frekuensi kejadiannya melalui penerapan distribusi kemungkinan. Analisis Frekuensi diperlukan seri data hujan yang diperoleh dari pos penakar hujan, baik yang manual maupun yang otomatis.

Frekuensi Hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Sedangkan, kala ulang (return period) adalah waktu hipotetik dimana hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui. Dalam hal ini tidak terkandung pengertian bahwa kejadian tersebutakan berulang secara teratur setiap kala ulang tersebut (Suripin,2004).

(26)

probabilitas besaran hujan dimasa yang akan datang. Dengan anggapan bahwa sifat statistik kejadian hujan yang akan datang masih sama dengan sifat statistik kejadian hujan dimasa lalu.

Berdasarkan pengalaman yang ada, penggunaan periode ulang digunakan untuk perencanaan (Wesli, 2008)

 Saluran kwarter : Periode ulang 1 tahun

 Saluran tersier : Periode ulang 2 tahun

 Saluran sekunder : Periode ulang 5 tahun

 Saluran primer : Periode ulang 10 tahun

Berdasarkan prinsip dalam penyelesaian masalah drainase berdasarkan aspek hidrologi, sebelum dilakukan analisis frekuensi untuk mendapatkan besaran hujan rencana dengan kala ulang tertentu harus dipersiapkan data hujan berdasarkan pada durasi harian, jam dan menit.

Dalam analisa curah hujan untuk menentukan debit banjir rencana, data curah hujan yang dipergunakan adalah curah hujan maksimum tahunan. Hujan rata – rata yang diperoleh dengan cara ini dianggap similar ( mendekati ) hujan – hujan terbesar yang terjadi. Untuk perhitungan curah hujan rencana, digunakan Metode Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log – Pearson III dan Distribusi Gumbel. Setelah didapat curah hujan rencana dari ke empat metode tersebut,maka diambil yang paling extrim yang digunakan nantinya pada debit rencana.

(27)

1. Distribusi Normal 2. Distribusi Log Normal

3. Distribusi Log Person III, dan 4. Distribusi Gumbel

Dalam statistik dikenal beberapa parameter yang berkaitan dengan analisis data yang meliputi rata-rata, simpangan baku, koefisien variasi, dan koefisien skewness (kemencengan).

Tabel 2.1 Parameter Statistik yang Penting

Parameter Sampel Populasi

Rata-rata

Distribusi normal atau kurva normal disebut juga distribusi Gauss. umumnya rumus tersebut tidak digunakan secara langsung karena telah dibuat tabel untuk keperluan perhitungan, dan juga dapat didekati dengan:

(28)

Dimana:

XT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dalam periode ulang T Tahun

X = nilai rata-rata hitung variat S = deviasi standar nilai variat

KT = faktor frekuensi (nilai variabel reduksi Gauss)

Nilai faktor frekuensi (KT), umumnya sudah tersedia dalam tabel untuk mempermudah perhitungan, seperti ditunjukkan dalam tabel berikut, biasa disebut sebagai tabel nilai variabel reduksi Gauss.

Tabel 2.2 Nilai Variabel Reduksi Gauss

No Periode 2. Distribusi Log Normal

Jika variabel acak Y = log X terdidtribusi secara normal, maka X dikatakan mengikuti distribusi Log Normal. Untuk distribusi Log Normal dapat didekati dengan persamaan :

(29)

KT = (2-3)

Dimana:

YT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahun

= nilai rata-rata hitung variat S = deviasi standar nilai variat

KT = faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau periode ulang

3. Distribusi Log Person III

Salah satu distribusi dari serangkaian distribusi yang dikembangkan Person yang menjadi perhatian ahli sumberdaya air adalah Log-Person III. Ada tiga parameter penting dalam Log-Person III, yaitu :

1. Harga rata-rata

2. Simpangan baku

3. Koefisien Kemencengan

Yang menarik, jika koefisien kemencengan sama dengan nol, distribusi kembali ke distribusi Log Normal. Berikut ini langkah-langkah penggunaan distribusi Log-Person Type III,yaitu :

- Ubah data kedalam bentuk logiritmis, X = log X - Hitung harga rata-rata:

(2-4)

- Hitung harga simpangan baku:

(30)

- Hitung koefisien kemencengan:

(2.6)

- Hitung logaritma hujan atau banjir dengan peride ulang T dengan rumus:

(2-7) K adalah variabel standar (standardized variable) untuk X yang besarnya tergantung koefesien kemencengan G, dicantumkan pada Tabel 2.3

Tabel 2.3 Nilai K untuk distribusi Log-Person III

Interval Kejadian (Recurrence Interval), Tahun (Periode Ulang)

10,101 12,500 2 5 10 25 50 100

Koef. G Persentase Peluang Terlampaui (Percent Chance Of Being Exceeded)

(31)

Interval Kejadian (Recurrence Interval), Tahun (Periode Ulang)

10,101 12,500 2 5 10 25 50 100

Koef. G Persentase Peluang Terlampaui (Percent Chance Of Being Exceeded)

99 80 50 20 10 4 2 1

4. Distribusi Gumbel

Gumbel merupakan harga ekstrim untuk menunjukkan bahwa dalam deret harga-harga ekstrim X1, X2, X3,...., Xn mempunyai fungsi distribusi eksponensial ganda. Apabila jumlah populasi yang terbatas (sampel), maka dapat didekati dengan persamaan, sbb :

X = + sK (2-8)

Dimana : = harga rata-rata sampel

(32)

Factor probabilitas K untuk harga-harga ekstrim Gumbel dapat dinyatakan dalam persamaan, sbb :

K = (2-9)

Dimana: Y = reduced mean yang tergantung jumlah sampel/data ke-n Sn = reduced standard deviation, yang juga tergantung pada

jumlah sampel/data ke-n

(33)

Tabel 2.5 Reduced Standard Deviation, Sn

Sumber : Suripin, 2004

Tabel 2.6 Reduksi Variat (YTR) sebagai fungsi Periode Ulang Gumbel.

Sumber : Suripin, 2004

Substitusikan persamaan (2.10) ke dalam persamaan (2.11), maka akan didapat persamaan berikut :

(34)

Atau

XTr = b + YTr (2-13)

Dimana

a = dan b = - (2-14)

2.3.3 Waktu Konsentrasi (Tc)

Waktu Konsentrasi untuk saluran air hujan daerah perkotaan terdiri dari waktu yang diperlukan oleh limpasan untuk mengalir di permukaan tanah untuk mencapai saluran terdekat (t0) dan waktu pengaliran dalam saluran ke titik yang dimaksud (td). Dalam penelitian ini drainase yang akan di tinjau sepanjang 153 m di bagi menjadi 4 titik tinjauan dan drainase yang di teliti sebelah kanan & kiri badan jalan. Maka untuk menghitung waktu konsentrasi nya adalah sebagai berikut :

Waktu Konsentrasi  T0 = [ 0,167 (2-15)

Td =

(2-16)

Tc = T0 + Td (2-17) Ket : L = Panjang Lintasan Aliran di atas Permukaan Lahan (m) Ls = Panjang Lintasan Aliran di dalam Saluran (m)

S = Kemiringan Lahan

n = Angka Kekasaran Manning

V = Kecepatan Aliran di dalam Saluran (m/detik)

(35)

Tabel 2.7 Kemiringan Melintang Normal Perkerasan Jalan No. Jenis Lapis Permukaan Jalan Kemiringan Melintang Normal

(i) (%)

1 Beraspal, Beton 2% - 3%

2 Japat 4% - 6%

3 Kerikil 3% - 6%

4 Tanah 4% - 6%

Sumber : Petunjuk Desain Drainase Permukaan Jalan No. 008/T/BNKT/1990 Dan harga n (Angka Kekasaran Manning) yang digunakan dalam perhitungan berdasarkan Table 2.8 Harga n untuk Rumus Manning

No. Tipe Saluran Baik

Sekali

Baik Sedang Jelek

1 Saluran Tanah, Lurus Teratur 0,017 0,020 0,023 0,025 2 Saluran Tanah yang dibuat dengan

Excavator

0,023 0,028 0,030 0,040

3 Saluran pada dinding batuan, lurus, teratur

0,023 0,030 0,033 0,035

4 Saluran pada dinding batuan, tidak lurus, tidak teratur

0,035 0,040 0,045 0,045

5 Saluran batuan yang dibedakan ada tumbuh-tumbuhan

0,025 0,030 0,035 0,040

6 Dasar saluran dari tanah, sisi saluran berbatu

0,028 0,030 0,033 0,035

7 Saluran lengkung, dengan kecepatan aliran rendah

0,020 0,025 0,028 0,030

8 Banyak tumbuh-tumbuhan 0,075 0,100 0,125 0,150 9 Bersih lurus, tidak berpasir, tidak

berlubang

0,025 0,028 0,030 0,033

10 Melengkung, bersih, berlubang dan berdinding pasir

(36)

11 Seperti no 9 tapi ada tumbuhan atau 15 Aliran pelan banyak tumbuhan dan

berlubang

0,050 0,060 0,070 0,080

16 Saluran pasangan batu tanpa finishing

0,025 0,030 0,033 0,035

17 Seperti no 16 tapi dengan finishing 0,017 0,020 0,025 0,030

18 Saluran Beton 0,014 0,016 0,019 0,021

19 Saluran Beton, Halus dan Rata 0,010 0,011 0,012 0,013 20 Saluran beton pracetak dengan

acuan baja

0,013 0,014 0,014 0,015

21 Saluran beton pracetak dengan acuan kayu

0,015 0,016 0,016 0,018

Sumber : Petunjuk Desain Drainase Permukaan Jalan No. 008/T/BNKT/1990 2.3.4 Analisis Intensitas Curah Hujan

Intensitas Curah Hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan per satuan waktu. Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intesitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar periode ulang nya makin tinggi pula intesitasnya (Suripin,2004)

(37)

I = (2-18)

Dimana : I = intensitas hujan (mm/jam) t = lamanya hujan (jam)

R24 = curah hujan maksimum harian (selama 24 jam) (mm 2.3.5 Koefisien Limpasan (Runoff)

Dalam perencanaan drainase, bagian air hujan yang menjadi perhatian adalah aliran permukaan (surface runoff), sedangkan untuk pengendalian banjir tidak hanya aliran permukaan, tetapi limpasan (runoff). Limpasan adalah gabungan anatar aliran permukaan, aliran-aliran yang tertunda pada cekungan-cekungan, dan aliran bawah permukaan (subsurface flow).

Aliran pada saluran atau sungai tergantung dari berbagai dari berbagai faktor secara bersamaan. Faktor – faktor yang berpengaruhi limpasan aliran pada saluran atau sungai tergantung dari berbagai macam faktor secara bersamaan. Faktor yang berpengaruh secara umum dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu :

• Faktor meteorologi yaitu karateristik hujan seperti intensitas hujan,

durasi hujan dan distribusi hujan.

• Karateristik DAS meliputi luas dan bentuk DAS, topografi dan tata

guna lahan.

(38)

Tabel 2.9 Koefisien Pengaliran (C)

Kondisi Permukaan Tanah Koefisin Pengaliran (C) 1. Jalan Beton dan Jalan Aspal 0,70-0,95

2. Jalan Kerikil dan Jalan Tanah 0,40-0,70 3. Bahu Jalan :

- Tanah Berbutir Halus - Tanah Berbutir Kasar - Batuan Masif Keras - Batuan Masif Lunak

0,40-0,65 0,10-0,20 0,70-0,85 0,60-0,75

4. Daerah Perkotaan 0,70-0,95

5. Daerah Pinggiran Kota 0,60-0,70

6. Daerah Industri 0,60-0,90

7. Permukiman Padat 0,60-0,80

8. Permukiman Tidak Padat 0,40-0,60

9. Taman dan Kebun 0,20-0,40

10.Persawahan 0,45-0,60

11.Perbukitan 0,70-0,80

12.Pegunungan 0,75-0,90

Sumber : (Petunjuk Desain Drainase Permukaan Jalan,Direktorat Jendral Bina Marga

2.3.6 Luas Daerah Pengaliran (A)

(39)

pengukuran lainnya yang memadai sehingga menetapkan batas daerah pengaliran merupakan suatu pekerjaan yang sulit. Jika tidak memungkinkan memperoleh peta topography yang memadai, asumsi berikut dapat dipakai sebagai bahan pembanding.

2.3.7 Analisa Debit Rencana

Debit rencana adalah debit maksimum yang akan dialirkan oleh saluran drainase untuk mencegah terjadinya genangan. Untuk drainase perkotaan dan jalan raya, sebagai debit rencana debit banjir maksimum periode ulang 5 tahun, yang mempunyai makna kemugkinan banjir maksimum tersebut disamai atau dilampaui 1 kali dalam 5 tahun atau 2 kali dalam 10 tahun atau 20 kali dalam 100 tahun. Penetapan debit banjir maksimum periode 5 tahun ini berdasarkan pertimbangan:

1. Resiko akibat genangan yang ditimbulkan oleh hujan relatif kecil dibandingkan dengan banjir yang ditimbulkan meluapnya sebuah sungai

2. Luas lahan diperkotaan relatif terbatas apabila ingin direncanakan saluran yang melayani debit banjir maksimum periode ulang lebih besar dari 5 tahun.

3. Daerah perkotaan mengalami perubahan dalam periode tertentu sehingga mengakibatkan perubahan pada saluran drainase.

(40)

antara air hujan dengan limpasannya (Metode Rasional). Adapun rumusan perhitungan debit rencana Metode Rasional adalah sebagai berikut:

Q =0,000278CIA (2-19)

Dimana : C = koefisien limpasan air hujan

I = intensitas curah hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam)

A = luas daerah pengaliran (km2) Q = debit maksimum (m3/det)

Luas daerah pengeringan pada umumnya diwilayah perkotaan terdiri dari beberapa daerah yang mempunyai karateristik permukaan tanah yang berbeda (sub area) sehingga koefisien pengaliran untuk masing-masing sub area nilainya berbeda dan untuk menentukan koefisien pengaliran pada wilayah tersebut dilakukan penggabungan masing-masing sub area. Untuk penentuan koefisien limpasan harus dipilih dari pengetahuan akan daerah yang ditinjau terhadap pengalaman, dan harus dipilih dengan jenis pembangunan yang ditetapkan oleh rencana kota. Daerah yang memiliki cekungan untuk menampung air hujan relative mengalirkan lebih sedikit air hujan dibandingkan dengan daerah yang tidak memiliki cekungan sama sekali. Efek tampungan oleh cekungan ini terhadap debit rencana diperkirakan dengan koefisien tampungan yang diperoleh dengan rumus berikut ini :

Cs = (2-20)

Di mana:

Q = Debit rencana dengan periode ulang T tahun (m3/dtk) C = Koefisien aliran permukaan

Cs = Koefisien tampungan oleh cekungan terhadap debit rencana I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam)

A = Luas daerah pengaliran (km2). Tc = Waktu konsentrasi (jam)

(41)

Table 2.10 Kriteria desain Hidrologi Sistem Drainase perkotaan. Luas DAS (ha) Periode Ulang

(tahun)

Sumber : ( Suripin. Sistem Drainase yang berkelanjutan : 241) 2.4 Analisa Hidraulika

Zat cair dapat diangkut dari suatu tempat ke tempat lain melalui bangunan pembawa alamiah ataupun buatan manusia. Bangunan pembawa ini dapat terbuka maupun tertutup bagian atasnya. Saluran yang tertutup bagian atasnya disebut saluran tertutup (closed conduits), sedangkan yang terbuka bagian atasnya disebut saluran terbuka (open channels). Sungai, saluran irigasi, selokan merupakan saluran terbuka, sedangkan terowongan, pipa, aquaduct, gorong-gorong merupakan saluran tertutup (Suripin,2004).

Analisa Hidrolika bertujuan untuk menentukan acuan yang digunakan dalam menentukan dimensi hidrolis dari saluran drainase maupun bangunan pelengkap lainnya dimana aliran air dalam suatu saluran dapat berupa aliran saluran terbuka maupun saluran tertutup.

2.4.1 Saluran Terbuka

(42)

• Lahan yang masih memungkinkan (luas)

• Lalu lintas pejalan kakinya relative jarang

• Beban di kiri dan kanan saluran relatif ringan

1. Debit aliran bila menggunakan rumus Manning

Q = A.V (2-21)

Kondisi debit aliran berfluktuasi sehingga perlu memperhatikan kecepatan aliran. Diupayakan agar pada saat debit pembuangan kecil masih dapat mengangkut sedimen, dan pada keadaan debit besar terhindar dari bahaya erosi.

2. Penampang Saluran

Penampang saluran yang paling ekonomis adalah saluran yang dapat

melewatkan debit meksimum untuk luas penampang basah, kekasaran dan

kemiringan dasar tertentu. Berdasarkan persamaan kontinuitas, tampak jelas

bahwa untuk luas penampang melintang tetap, debit maksimum dicapai jika

kecepatan aliran meksimum. Dari rumus Manning maupun Chezy dapat dilihat

bahwa untuk kemiringan dasar dan kekasaran tetap, kecepatan maksimum

dicapai jika jari-jari hidraulik R maksimum.

Selanjutnya untuk penampang tetap, jari-jari hadraulik maksimum

keliling basah, P minimum. Kondisi seperti yang telah kita pahami tersebut

memberi jalan untuk menentukan dimensi penampang melintang saluran yang

ekonomis untuk berbagai macam bentuk seperti tampang persegi dan tampang

trapesium.

 Penampang Persegi Paling Ekonomis

(43)

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 2.2 Penampang Persegi panjang (Suripin,2004) Untuk penampang persegi paling ekonomis :

A = B.h (2-22)

P = B + 2h (2-23)

B = 2h atau h = (2-24)

Jari-jari hidrolik R :

R = = (2-25)

 Penampang Saluran Trapesium Paling ekonomis

Luas penampang melintang A dan Keliling basah P, saluran dengan penampang melintang bentuk trapesium dengan lebar dasar b, kedalaman h dan kemiringan dinding 1:m (gambar 2.4.) dapat dirumuskan sebagai berikut :

Gambar 2.3 Penampang saluran Trapesium (Suripin, 2004)

(44)

P=B+2h (2-27)

B=P-2h (2-28)

X Penampang trapesium paling ekonomis adalah jika kemiringan dindingnya m = 1/√3 atau Ө = 60°. Dapat dirumuskan sebagai berikut:

B = h (2-29)

A = (2-30)

• Kemiringan dinding saluran m (berdasarkan criteria)

• Luas penampang (A) = (b+mh)h (m2)

• Keliling basah (P) = b+2h (m)

• Jari-jari hidrolis R = (m)

• Kecepatan aliran V= (m3/det)

2.4.2 Saluran Tertutup

(45)

• Daerah yang lahannya terbatas (pasar, pertokoan)

• Daerah yang lalu lintas pejalan kakinya padat

• Lahan yang dipaki untuk lapangan parker.

2.4.3 Dimensi Saluran

Perhitungan dimensi saluran didasarkan pada debit harus ditampung oleh saluran (Qs dalam m3/det) lebih besar atau sama dengan debit rencana yang diakibatkan oleh hujan rencana (QT dalam m3/det). Kondisi demikian dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:

Qs ≥ Qr (2-31)

Debit yang mampu ditampung oleh saluran (Qs) dapat diperoleh dengan rumus seperti di bawah ini:

Qs = As.V (2-32)

Dimana : As = Luas penampang saluran (m2)

V = kecepatan rata-rata aliran didalam saluran (m/det) Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran dapat dihitung dengan menggunakan rumus Manning sebagai berikut:

V= (2-33)

R = (2-34)

Dimana : V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det) N = Koefisien kekasaran Manning

R = Jari-jari hidrolis (m) S = Kemiringan dasar saluran As = luas penampang saluran (m2) P = Keliling basah saluran (m)

(46)

Tabel 2.11 Koefisien Kekasaran Manning

Tipe Saluran Koefisien Manning (n)

a. Baja 0,011-0,014

b. Baja Permukaan Gelombang 0,021-0,030

c. Semen 0,010-0,013

d. Beton 0,011-0,015

e. Pasangan Batu 0,017-0,030

f. Kayu 0,010-0,014

g. Bata 0,011-0,015

h. Aspal 0,013

Sumber : Wesli,2008

Tabel 2.12 Nilai Kemiringan Dinding Saluran Sesuai Bahan

Bahan Saluran Kemiringan Dinding (m)

Batuan/ cadas 0

Tanah lumpur 0,25

Lempung keras/ tanah 0,5 – 1

Tanah dengan pasangan batuan 1

Lempung 1,5

Tanah berpasir lepas 2

Lumpur berpasir 3

Sumber: ISBN: 979 – 8382 – 49 – 8

BAB III

(47)

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini telah dilaksanakan di Jalan Gatot Subroto Depan Makro, Kecamatan Medan Sunggal. Dan waktu penelitian dilakukan Bulan Oktober 2013 sampai Mei 2014

Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian (Sumber: Lebih detailnya lokasi penelitian dan arah aliran dari jaringan drainase Lottemart Jalan Gatoto Subroto dapat di lihat pada gambar 3.2.

(48)

3.2 Metode dan Tahapan Penelitian

Tugas akhir ini disusun dengan tahapan sebagai berikut :

a) Mengumpulkan beberapa literatur dari buku, makalah, jurnal dan catatan kuliah yang berkaitan dengan studi pustaka.

b) Data primer → survei lokasi di Jalan Gatot Subroto Depan Makro c) Mengumpulkan data sekunder yaitu data Curah Hujan Harian

Maksimum selama 10 Tahun terakhir yang diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika

d) Menganalisa Data yang ada, yaitu :

- Analisis Hidrologi  Analisis Freekuensi Curah Hujan, Koefisien Aliran Permukaan, Analisis Waktu Konsentrasi, Analisa Koefisien Limpasan, Analisa Intensitas Curah Hujan, Analisa Debit Rencana - Analisa Hidraulika  Analisa Kapasitas Penampang Saluran, Evaluasi

Debit Saluran dengan Debit Rencana

e)

Membuat kesimpulan dan saran.

3.3 Rancangan Penelitian

(49)

3.4 Pelaksanaan Penelitian

Metode yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : 1. Menentukan Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian dilakukan langsung di Jalan Gatot Subroto Depan Makro Kecamatan Medan Sunggal. Selain itu, data-data pelengkap di ambil dikantor Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika untuk menunjang penulisan tugas akhir ini.

2. Wawancara

Dalam kegiatan ini pengumpulan data dilakukan dengan mengajukan pertanyaan-pertanyaan atau diskusi dengan pihak warga setempat. 3. Metode analisa

Metode analisa yang digunakan di dalam penelitian ini yaitu : analisa hidrologi dan analisa hidraulika

3.5 Prosedur Penelitian

Pertama menganalisa data sekunder, yaitu menghitung curah hujan rata-rata dan menganalisa curah hujan rencana dengan menggunakan analisa frekuensi Metode Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log - Person III dan Distribusi Gumbel. Selanjutnya intensitas curah hujan rencana dihitung menggunakan persamaan Mononobe.

(50)

(51)

Gambar 3.2 Diagram Alir Metode Penelitian

Tinjauan Lapangan Pengumpulan data

Tinjauan Pustaka

Kegiatan Penelitian Mulai

Data yang diambil

Apakah data sudah cukup?

Pengolahan data

1. Menentukan Luas Catchment Area dari Peta Jaringan Drainase

2. Menentukan Curah Hujan Harian Maksimum

3. Debit maksimum dari saluran drainase eksisting dihitung dengan persamaan Manning.

Selesai Analisis

data

(52)

Tabel 3.2 Jadwal Penelitian

NO. Kegiatan Bulan ( 2013-2014)

11 12 1 2 3 4 5

1 Pengajuan judul

2 Penyusunan proposal 3 Survei awal

4 Evaluasi proposal

5 Pelaksanaan penelitian

6

Pengolahan data, analisis data dan penyusunan laporan

7 Seminar hasil penelitian

(53)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Data

Data-data yang digunakan untuk penelitian ini. yaitu : - Data Primer

Data Primer adalah data yang diperoleh dari survey langsung ke lokasi penelitian di Jalan Gatot Subroto Depan Makro. Data tersebut terlampir sebagai berikut :

1. Panjang Lintasan aliran di dalam saluran (Ls) yang di teliti adalah 153 m di bagi menjadi 4 titik sepanjang panjang lintasan tersebut. 2. Batas daerah pengaliran yang di teliti (L) adalah 8.17 m

Tabel 4.1 Pembagian Ukuran Drainase yang diteliti NO. Nama

Saluran

Bentuk Saluran Keterangan

1 Drainase 1

Kecepatan aliran pada drainase 1 kita ambil 2 cm di bagi dengan waktu yang diperoleh 8 detik. sehingga diperoleh kecepatan (V) =

= = 0.25 m/s

2 Drainase 2

(54)

= = 0.21 m/s

3 Drainase 3

= = 0.166 m/s

4 Drainase 4

= = 0.143 m/s

Sumber: Hasil Penelitian

- Data Sekunder

(55)

Tabel 4.2 Tabel Data Curah Hujan Harian Maksimum

Sumber : Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika

Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sept Okt Nov Des Curah Hujan

(56)

4.2 Analisis Hidrologi

4.2.1 Analisis Frekuensi Curah Hujan Harian Maksimum

Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan empat jenis distribusi yang paling banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah :

 Distribusi Normal

Tabel 4.3 Analisis Curah Hujan Distribusi Normal

Tahun Curah Hujan (mm)

(Xi) (Xi- (Xi- 2

2003 97.6 3.45 11.90

2004 100.2 6.05 36.60

2005 87.9 -6.25 39.06

2006 124.8 30.65 939.42

2007 88.2 -5.95 35.40

2008 82.4 -11.75 138.06

2009 112.5 18.35 336.72

2010 72.4 -21.75 473.06

2011 82.5 -11.65 135.72

2012 93 -1.15 1.32

Jumlah 941.5 2147.29

94.15

S 15.45

Sumber : Hasil Penelitian

(57)

Deviasi Standart. (S) =

=

= 15.45 Perhitungan Analisis Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Normal :

 Untuk T = 2 Tahun

KT =

XT = + (KT x S)

= 94.15 + (0 x 15.45) = 94.15 mm

KT =

XT = + (KT x S)

= 94.15 + (0.84 x 15.45) = 107.13 mm

KT =

XT = + (KT x S)

= 94.15 + (1.28 x 15.45) = 113.93 mm

KT =

(58)

= 94.15 + (1.64 x 15.45) = 119.49 mm

KT =

XT = + (KT x S)

= 94.15 + (2.05 x 15.45) = 125.82 mm

KT =

XT = + (KT x S)

= 94.15 + (2.33 x 15.45) = 130.15 mm

Tabel 4.4 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Normal No Periode Ulang (T)

Tahun KT S

Curah Hujan (XT) mm

1 2 0 94.15 15.45 94.15

2 5 0.84 94.15 15.45 107.13

3 10 1.28 94.15 15.45 113.93

4 20 1.64 94.15 15.45 119.49

5 50 2.05 94.15 15.45 125.82

6 100 2.33 94.15 15.45 130.15

(59)

Tabel 4.5 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Normal

Dari data-data di atas didapat. = = 1.97

Deviasi Standart. (S) =

= = 0.067

Analisis Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Normal :

(60)

Log XT = Log + (KT x S)

= 1.97 + (0 x 0.067) = 1.97 mm XT = 93.32 mm

KT =

= 1.97 + (0.84 x 0.067) = 2.03mm XT = 106.24 mm

KT =

= 1.97 + (1.28 x 0.067) = 2.05 mm XT = 113.69 mm

KT =

= 1.97 + (1.64 x 0.067) = 2.08 mm XT = 120.75 mm

(61)

KT =

= 1.97 + (2.05 x 0.067) = 2.10 mm XT = 128.04 mm

KT =

= 1.97 + (2.33 x 0.067) = 2.13 mm XT = 133.69 mm

Tabel 4.6 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Normal

Sumber : Hasil Penelitian No Periode Ulang (T)

Tahun

KT Log

Log XT

S Curah Hujan (XT) (mm)

1 2 0 1.97 1.97 0.067 93.32

2 5 0.84 1.97 2.03 0.067 106.24

3 10 1.28 1.97 2.05 0.067 113.69

4 20 1.64 1.97 2.08 0.067 120.75

5 50 2.05 1.97 2.10 0.067 128.04

(62)

 Distribusi Log Person III

Tabel 4.7 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Person III

Tahun

Dari data-data di atas didapat :

Nilai rata-rata hitung ( ) = = 1.97

Deviasi Standar (S) = = = 0.067

Koefisien Kemencengan. G =

(63)

Analisis Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Person III :

KT =

= 1.97 + (0.09 x 0.067) = 1.98 mm XT = 94.63 mm

KT =

= 1.97 + (-0.81 x 0.067) = 1.92 mm XT = 82.36 mm

KT =

= 1.97 + (-1.32 x 0.067) = 1.88 mm XT = 76.13 mm

KT =

(64)

XT = 121.68 mm

Tabel 4.8 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Person III

(65)

 Distribusi Gumbel

Tabel 4.9 Analisis Curah Hujan Distribusi Gumbel

Tahun Curah Hujan (mm)

(Xi) (Xi- (Xi- 2

2003 97.6 3.45 11.90

2004 100.2 6.05 36.60

2005 87.9 -6.25 39.06

2006 124.8 30.65 939.42

2007 88.2 -5.95 35.40

2008 82.4 -11.75 138.06

2009 112.5 18.35 336.72

2010 72.4 -21.75 473.06

2011 82.5 -11.65 135.72

2012 93 -1.15 1.32

Jumlah 941.5 2147.29

94.15

S 15.45

Dari data-data di atas didapat. = = 94.15

Deviasi Standart. (S) = =

= 15.45 Dari Tabel 2.4 dan 2.5 (Suripin.2004) di peroleh. untuk N=10 Yn = 0.4952

(66)

YTr = 0.3668

K = = = -0.13

XT = + (K x S) = 94.15 + (-0.13 x 15.45) = 92.14 mm

YTr = 1.5004

K = = = 1.06

XT = + (K x S) = 94.15 + (1.06 x 15.45) = 110.53 mm

YTr = 2.2510

K = = = 1.84

XT = + (K x S) = 94.15 + (1.84 x 15.45) = 122.56 mm

 Untuk T = 20 tahun

YTr = 2.9709

K = = = 2.60

XT = + (K x S) = 94.15 + (2.60 x 15.45) = 134.32 mm

YTr = 3.9028

K = = = 3.59

(67)

YTr = 4.6012

K = = = 4.32

XT = + (K x S) = 94.15 + (4.32 x 15.45) = 160.95 mm Tabel 4.10 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Gumbel No Periode

Ulang (T) Tahun

YTr Yn Sn S K Curah

(68)

Tabel 4.11 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum No Periode Ulang (T)

Tahun

Normal Log Normal

Log Person III

Gumbel

1 2 94.15 93.32 94.63 92.14

2 5 107.13 106.24 82.36 110.53

3 10 113.93 113.69 76.13 122.56

4 20 119.49 120.75 121.68 134.32

5 50 125.82 128.04 65.25 149.59

6 100 130.15 133.69 61.44 160.95

Gambar 4.1 Grafik Curah Hujan Maksimum dan Periode Ulang

(69)

4.2.4 Koefisien Aliran Permukaan

Koefisien Aliran Permukaan (C) adalah koefisien yang besarnya tergantung pada kondisi permukaan tanah. kemiringan medan. jenis tanah. lamanya hujan di daerah Pengaliran. (Petunjuk Desain Drainase Permukaan Jalan.Direktorat Jendral Bina Marga)

Tabel 4.12 Koefisien Pengaliran (C)

Kondisi Permukaan Tanah Koefisin Pengaliran (C) 13.Jalan Beton dan Jalan Aspal 0.70-0.95

14.Jalan Kerikil dan Jalan Tanah 0.40-0.70 15.Bahu Jalan :

- Tanah Berbutir Halus - Tanah Berbutir Kasar - Batuan Masif Keras - Batuan Masif Lunak

0.40-0.65 0.10-0.20 0.70-0.85 0.60-0.75

16.Daerah Perkotaan 0.70-0.95

17.Daerah Pinggiran Kota 0.60-0.70

18.Daerah Industri 0.60-0.90

19.Permukiman Padat 0.60-0.80

20.Permukiman Tidak Padat 0.40-0.60

21.Taman dan Kebun 0.20-0.40

22.Persawahan 0.45-0.60

23.Perbukitan 0.70-0.80

24.Pegunungan 0.75-0.90

Sumber : (Petunjuk Desain Drainase Permukaan Jalan.Direktorat Jendral Bina Marga)

(70)

sesuaikan dengan kondisi penggunaan lahan terbesar di lokasi penelitian. Nilai tersebut di ambil berdasarkan Tabel 4.12

4.3 Debit Banjir Rencana

Aliran pada saluran atau sungai tergantung pada dari berbagai faktor-faktor secara bersamaan. Dalam perencanaan saluran drainase dapat dipakai standar yang telah ditetapkan. baik debit rencana (Periode Ulang) dan cara analisis yang dipakai Dalam kaitannya dengan limpasan. faktor yang berpengaruh secara umum dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu:

- Faktor Meteorologi yaitu karateristik hujan seperti intensitas hujan. durasi hujan dan distribusi hujan

- Karateristik DAS meliputi luas dan bentuk DAS. topografi dan tata guna lahan.

(71)

Table 4.13 Kriteria desain Hidrologi Sistem Drainase perkotaan. Luas DAS (ha) Periode Ulang

(tahun)

( Suripin. Sistem Drainase yang berkelanjutan : 241)

Debit banjir rencana dihitung dengan menggunakan metode rasional dengan faktor parameternya antara lain koefisien limpasan, intensitas hujan daerah dan luas catchment area.

Tabel 4.12 Data Hidrologi Penampang Saluran 1 Drainase Kecamatan Medan Sunggal Depan Makro

No Data Notasi Satuan Saluran Sekunder

Hidrologi

6 Slope/Kemiringan Saluran S 0,001

1. Waktu konsentrasi hujan (tc) dihitung dengan menggunakan rumus tc = to + td

dimana,

(72)

to =

to = 264,493 menit

• td = menit

td =

td = 54,467 menit

• tc = 264,493 + 54,467 = 318,959 menit

2. Intensitas Hujan menggunakan rumus Mononobe

Apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia, yang ada hanya data hujan harian, maka intensitas hujan dapat dihitung dengan rumus Mononobe, sbb :

I =

=

12,580 mm/ jam

3. Debit banjir rencana dihitung dengan menggunakan Metode Rasional, yaitu :

QP = 0,278C.I.A

(73)

Hidrologi

1 Periode Ulang 5

2 Luas Catchment Area A Km² 1,346

3 Panjang Aliran L Km 0,817

4 Curah Hujan Rencana R mm/hari 110,53

5 Koef.Limpasan Rata - rata C 0,8

7 Waktu Konsentrasi Tc Menit 329,334

8 Intensitas Hujan I mm/jam 12,314

9 Debit Banjir Rencana Qp m³/det 3,686

Hidrologi

1 Periode Ulang 5

(74)

Hidrologi

1 Periode Ulang 5

(75)

4.4 Analisis Kapasitas Penampang Saluran Drainase

Tabel 4.16 Kondisi Eksisting Saluran 1 Drainase Kecamatan Medan Sunggal Depan Makro

No Parameter Saluran Nama Saluran

Keterangan Notasi Satuan

Dimensi Saluran

1 Bentuk Trapesium

2 Konstruksi Beton

3 Lebar Bawah B m 1,000

4 Kedalaman air h m 0,280

5 Freeboard F m 0,375

6 Talud ( 1 : m ) m 0,57

7 Lebar Atas b m 1,970

8 Dalam Saluran Total H m 1,500

9 Slope S 0,001

10 Koefisien Manning n 0,020

11 Luas Penampang A m² 2,782

12 Keliling Basah P m 4,453

13 Jari - jari hidrolis R m 0,625

14 Kecepatan Aliran V m/det 1,156

15 Debit Saluran Qs m³/det 3,215

(76)

a. Luas Penampang (A) = (B + mh) h

Luas Penampang (A) = (1,0 + (0,57x1,5)) x 1,5 Luas Penampang (A) = 2.782 m2

b. Keliling Basah (P) = B + 2h

Keliling Basah (P) = 1,0 + 2(1,5)

Keliling Basah (P) = 4,453 m

c. Jari-jari Hidrolis (R) = = = 0,625 m

d. Kecepatan Aliran (V) =

Kecepatan Aliran (V) =

Kecepatan Aliran (V) = 1,156 m/detik e. Tinggi Jagaan (Freeboard) = 25% x H

Tinggi Jagaan (Freeboard) = 25% x 1,5 Tinggi Jagaan (Freeboard) = 0,375 m f. Debit Saluran (Q) = A x V

(77)

Dimensi Saluran

2 Konstruksi Beton

4 Kedalaman air H m 0,280

6 Talud ( 1 : m ) M 0,57

7 Lebar Atas B m 1,450

9 Slope S 0,001

10 Koefisien Manning N 0,020

(78)

Luas Penampang (A) = (1,0 + (0,57x0.90)) x 0.90 Luas Penampang (A) = 1,362 m2

(79)

Dimensi Saluran

2 Konstruksi Beton

6 Talud ( 1 : m ) m 0,57

9 Slope S 0,001

(80)

(81)

Dimensi Saluran

2 Konstruksi Beton

6 Talud ( 1 : m ) m 0,57

9 Slope S 0,001

(82)

(83)

Tabel 4.20 Hasil Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana Saluran Drainase Periode Ulang 5 Tahun yang di tinjau pada Kecamatan Medan Sunggal Depan

Makro

No

Lokasi saluran Q ada Max Qp rencana

Keterangan Drainase ( m³/det ) ( m³/det )

1 Saluran Drainase 1 3,125 3,766 Tidak Memenuhi 2 Saluran Drainase 2 1,165 3,686 Tidak Memenuhi 3 Saluran Drainase 3 1,165 3,563 Tidak Memenuhi 4 Saluran Drainase 4 1,165 3,476 Tidak Memenuhi

(84)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.2 Kesimpulan

Dari hasil studi identifikasi penanggulangan banjir dan rencana desain drainase maka penulis dapat menarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Dalam Perhitungan Probabilitas Hujan Maksimum yang penulis gunakan pada studi identifikasi penanggulangan banjir adalah Analisa frekuensi curah hujan Metode Distribusi Gumbel.

2. Dari analisa frekuensi curah hujan berdasarkan empat jenis distribusi dengan periode ulang 5 Tahun diperoleh nilai curah hujan seperti berikut :

• Distribusi Normal R24 = 107,13 mm

• Distribusi Log Normal R24 = 106,24 mm

• Distribusi Log Person III R24 = 82,36 mm

• Distribusi Gumbel R24 = 110,53 mm

3. Dari Tabel 4.20 Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana, diperoleh

No

Lokasi saluran Q ada Max Qp rencana

Keterangan Drainase ( m³/det ) ( m³/det )

1 Saluran Drainase 1 3,125 3,766 Tidak Memenuhi 2 Saluran Drainase 2 1,165 3,686 Tidak Memenuhi 3 Saluran Drainase 3 1,165 3,563 Tidak Memenuhi 4 Saluran Drainase 4 1,165 3,476 Tidak Memenuhi Sumber : Hasil Penelitian