( Studi Kasus: Model Inlet Persegi Panjang di Bahu Jalan dengan Hambatan
Rumput )
Disusun Oleh :
MUHAMAD SUDIMAN
20120110161
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
vii DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Lembar Pengesahan ... ii
Persembahan ... iii
Motto ... iv
Kata Pengantar ... v
Daftar Isi ... vii
Daftar Gambar ... ix
Daftar Tabel ... x
Daftar Lampiran ... xi
Abstrak ... xii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 2
C. Tujuan Penelitian ... 2
D Manfaat Penelitian ... 3
E. Batasan Penelitian ... 3
F. Keaslian Penelitian... 4
BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Street Inlet ... 5
B. Drainase Jalan ... 6
C. Intensitas Hujan dan Evaluasi Kinerja Simulator Hujan ... 7
BAB III LANDASAN TEORI A. Pengertian Hidrologi ... 8
B. Intensitas Hujan ... 9
C. Limpasan ... 11
viii
A. Tahapan Penelitian ... 18
B. Lokasi Penelitian ... 19
C. Alat dan Bahan ... 19
D. Desain Model Simulator Hujan ... 25
E. Tahapan Pembuatan Alat Street Inlet ... 27
F. Tahapan Pengujian Inlet ... 28
G. Pelaksanaan Penelitian ... 29
BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN A. Intensitas Hujan ... 31
B. Debit Limpasan ... 35
C. Volume Genangan ... 38
D. Hubungan Volume Genangan dan Debit Limpasan ... 41
E. Koefisien Limpasan ... 43
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 46
B. Saran ... 47
xii
terhambat untuk masuk kedalam drainase. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain inlet pada saluran drainase jalan raya yang tidak sesuai dengan kondisi dilapangan. Seharusnya jarak antar inlet, dimensi, dan jenis inlet disesuaikan dengan debit air hujan dan lebar jalan yang ada. Street Inlet ini merupakan lubang di sisi-sisi jalan yang berfungsi untuk menampung dan menyalurkan limpasan air hujan yang berada di sepanjang jalan menuju ke dalam saluran drainase. Sesuai dengan kondisi dan penempatan saluran serta fungsi jalan yang ada, maka pada jenis penggunaan saluran terbuka, tidak diperlukan street inlet, karena ambang saluran yang ada merupakan bukaan bebas.
Penelitian dilakukan pada sebuah prototype yang menggambarkan kondisi ruas jalan raya dengan modifikasi street inlet seperti kondisi di lapangan. Metode analisis debit limpasan permukaan di gunaan metode rasional, analisis dimensi inlet di gunakan kaidah hidrolika yang berlaku. Adapun data input yang di gunakan ialah data curah hujan, jenis jalan, jenis inlet street, limpasan hujan atau genangan, kondisi saluran drainase, regresi linier. Penelitian ini membahas tentang kinerja inlet jalan untuk mengurangi genangan akibat limpasan hujan (dengan model street inlet persegi panjang di bahu jalan). Pada penelitian yang dilakukan jenis inlet yang akan di gunakan ialah gutter inlet yang mempunyai bukaan horizontal.
Hasil penelitian ini menunjukan bahwa intensitas hujan rata rata yang di hasilkan dari pengujian hujan alternatif 1 dengan variasi pertama yaitu 37,16 mm/jam, variasi kedua 35,98 mm/jam dan ketiga 37,51 mm/jam. Untuk pengujian hujan alternatif 2 variasi pertama yaitu 34,49 mm/jam, variasi kedua 33,76 mm/jam dan variasi ketiga 34,26 mm/jam. Untuk volume genangan tertinggi terjadi pada 1 lubang inlet dengan hujan alternatif 1 pada menit ke-24yaitu 2,46 liter dan alternatif hujan 2 pada menit ke-30 yaitu 1,32 liter . Nilai debit limpasan puncak terbesar dengan hujan alternatif 1 berada pada 3 lubang inlet menit ke-30 yaitu 3,13 liter/menit sedangkan pada hujan alternatif 2 debit limpasan puncak pada menit ke-30 yaitu 3,07 liter/menit. koefisien limpasan rata rata yang di hasilkan dari pengujian hujan alternatif 1 dengan variasi pertama yaitu 0,73 , variasi kedua 0,79 dan ketiga 0,79. Untuk pengujian hujan alternatif 2 variasi pertama yaitu 0,72, variasi kedua 0,79 dan variasi ketiga 0,83
1 BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Indonesia merupakan negara tropis sehingga mempunyai dua musim yaitu musim kemarau dan musim hujan. Hal ini menyebabkan Indonesia mempunyai curah hujan yang tinggi, bisa dilihat dengan keberadaan lautan yang cukup luas yang mengindikasikan adanya proses penguapan sehingga mempercepat terjadinya hujan.
Kondisi curah hujan yang tinggi ini sering menyebabkan terjadinya banjir atau genangan di ruas-ruas jalan, terutama jalan perkotaan. Adapun penyebab dari genangan tersebut dapat bermacam – macam, diantaranya curah hujan yang tinggi, peningkatan lapisan yang tidak tembus air, kapasitas saluran drainase yang tidak memadai, desain inlet yang tidak sesuai (Suharyanto, 2006). Berdasarkan pengamatan, terjadinya genangan air pada ruas jalan dikarenakan aliran air terhambat untuk masuk ke badan saluran drainase. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain inlet pada saluran drainase jalan raya yang tidak sesuai dengan kondisi di lapangan. Seharusnya jarak antar inlet, dimensi, dan jenis inlet yang digunakan disesuaikan dengan debit air hujan dan lebar jalan yang ada.
Ada dua variabel desain yang perlu dilakukan yaitu jenis dan dimensi inlet serta jumlah inlet (Nicklow dan Hellman dalam Suharyanto, 2004). Pada umumnya saluran drainase jalan terletak disamping kiri dan atau kanan sepanjang jalan. Air hujan yang turun di jalan raya akan masuk ke saluran drainase melalui inlet atau yang dikenal dengan nama street inlet. Agar debit air hujan dapat masuk kedalam saluran drainase dengan lancar, maka di perlukan bentuk dan letak inlet yang tepat.
Street Inlet ini merupakan lubang di sisi-sisi jalan yang berfungsi untuk
Perlengkapan street inlet mempunyai ketentuan – ketentuan diantaranya, ditempatkan pada daerah yang rendah dimana limpasan air hujan menuju ke arah tersebut. Air yang masuk melalui street inlet ini harus dapat secepatnya masuk ke dalam saluran drainase serta jumlah inlet yang harus cukup agar dapat menangkap limpasan air hujan pada jalan yang bersangkutan.
Penelitian dilakukan pada sebuah prototype yang menggambarkan kondisi ruas jalan raya dengan modifikasi street inlet seperti kondisi di lapangan. Metode analisis debit limpasan permukaan digunakan metode rasional. Adapun data input yang digunakan ialah data curah hujan, jenis jalan, jenis inlet street, limpasan hujan atau genangan. Dalam kasus ini, penelitian dilakukan untuk jalan kolektor yang mana akan dikaji dalam bentuk prototype berdasarkan kondisi di lapangan pada umumnya.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka rumusan masalah tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Berapakah besar Intensitas hujan yang dihasilkan dari alat simulator hujan ? 2. Berapakah besar debit yang masuk ke street inlet dari beberapa variasi uji
intensitas hujan?
3. Berapakah tinggi genangan air yang menggenang pada ruas jalan? 4. Berapakah nilai koefisien limpasan yang dihasilkan dari alat uji?
C. Tujuan Penelitian
Adapun maksud dan tujuan di lakukanya penelitian adalah sebagai berikut:
1. Menentukan nilai intensitas hujan dari tinggi curah hujan pada ruas jalan. 2. Melakukan pengujian perbandingan nilai debit limpasan terhadap jumlah inlet
3
3. Mengetahui pengaruh inlet street terhadap volume atau tinggi genangan pada ruas jalan yang ada.
4. Menentukan nilai koefisien limpasan yang sesuai dengan tipe daerah aliran.
D. Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat di peroleh dari penelitian ini antara lain sebagai berikut:
1. Dari hasil penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan masukan dan solusi terhadap fenomena banjir pada ruas jalan yang ada dan mendapatkan desain inlet yang sesuai dengan kondisi yang ada di lapangan. 2. Dari hasil penelitian yang di lakukan dapat digunaakan sebagai bahan acuan
dalam mengembangkan ilmu pengetahuan , dan dapat digunakan sebagai bahan kajian untuk penelitian yang akan datang.
E. Batasan Masalah
Penelitian ini dipengaruhi oleh berbagai macam parameter. Oleh karena itu, agar penelitian ini berjalan sesuai dengan tujuan yang diharapkan maka dibuat batasan-batasan masalah guna membatasi ruang lingkup penelitian, antara lain: 1. Penelitian ini dilakukan dengan membuat prototype yang sesuai seperti
kondisi di lapangan. Adapun ukurannya yaitu 200cm x 120cm dengan ketinggian prototype tersebut setinggi 100 cm.
2. Sumber air hujan merupakan air hujan buatan yang berasal dari Laboratorium Rekayasa Lingkungan, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Sumber air ini menggunakan tekanan pompa air sehingga air dapat naik mencapai ketinggian 5 meter yang kemudian air akan mengalir melalui nozzel yang telah ditempatkan diatas yang siap menghujani prototype tersebut.
F. Keaslian Penelitian
5 BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Street Inlet
“Desain Street Inlet Berdasarkan Geometri Jalan Raya (studi kasus jalan
ruas Sukarno-Hatta, Malang, Jawa Timur)” oleh Suharyanto (2006). Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui jarak, dimensi, dan jenis inlet yang digunakan yang sesuai dengan kondisi lebar jalan dan curah hujan yang ada. Data input yang digunakan ialah data curah hujan, penggunaan lahan, lebar jalan, geometri jalan, dan jenis lapisan atas jalan. Penelitian ini dilakukan pada sebuah ruas jalan dengan panjang 3,8 km. Penelitian tersebut menghasilkan kesimpulan sebagai berikut :
1. Dimensi inlet untuk drainase jalan raya tergantung pada alinyemen vertikal jalan.
2. Untuk jenis grate inlet, dimensi tergantung dari kemiringan bahu jalan. 3. Jarak antar inlet ditentukan oleh dimensi jalan (lebar dan panjang
jalan) yang ditinjau.
4. Dari hasil perhitungan, diperoleh dimensi inlet untuk jenis curb opening inlet 8 x 10 cm dengan kemiringan memanjang jalan 0,00175, kemiringan bahu jalan 0,0211, jarak inlet 25 m, dan luas daerah 900 m2. Untuk kemiringan memanjang jalan 0.05179 (yang terbesar), diperoleh dimensi inlet 70 x 35 cm.
5. Untuk jenis grate inlet, dengan kemiringan memanjang jalan 0,00175, kemiringan bahu jalan 0,0211, jarak inlet 25 m, dan luas daerah 900 m.
B. Drainase Jalan
“Studi Permasalahan Drainase Jalan (Saluran Samping) Dilokasi Jalan
Tujuan dari penelitian ini adalah mengindentifikasi permasalahan drainase (saluran samping) sepanjang jalan Demang Lebar Daun. Maksud dari studi ini adalah memberikan gambaran permasalahan drainase yang pada akhirnya diperoleh suatu solusi perbaikan, dari hasil studi dapat dimanfaatkan oleh Pemerintah khususnya Pemerintah Kota Palembang, dalam rangka perbaikan jalan drainase. Hasil pengamatan dan hasil studi bahwa hampir semua drainase yang sudah tersumbat akibat sampah dan sedimen. Drainase dibawah trotoar yang tidak memiliki inlet sehingga air menggenang pada badan jalan. Penelitian tersebut menghasilkan kesimpulan sebagai berikut :
1. Drainase (saluran samping) jalan yang ada dijalan Demang Lebar Daun merupakan drainase yang bermasalah lebih kurang 80% saluran drainase tidak berfungsi sebagaimana mestinya.
2. Permasalahan yang ada pada lokasi jalan Demang Lebar Daun, adalah :
a. Dimensi saluran yang tidak seragam, kontruksi bangunan tidak jelas.
b. Kemiringan saluran drainas sudah tidak sesuai lagi karena terdapat banyak sedimen.
c. Saluran drainase sebagian besar sudah tersumbat akibat sampah dan sedimen.
d. Saluran drainase dibawah trotoaryang tidak memiliki inlet sehingga air menggenang pada badan jalan.
e. Gorong-gorong yang sudah dipenuhi sampah dan sedimen. f. Saluran drainase dibuat asal jadi.
g. Warga yang berjualan diatas saluran drainase membuang sampah kedalam saluran drainase sehinga mengganggu aliran pada saluran. h. Tanah longsor yang menutup saluran.
i. Tidak adanya koordinasi antar instansi terkait.
7
3. Sesuai dengan tujuan semoga studi kasus ini bermanfaat untuk perbaikan sistem drainase dikota palembang khususnya dilokasi jalan Demang Lebar Daun.
C. Intensitas Hujan dan Evaluasi Kinerja Simulator Hujan
“Pemodelan Hujan Skala Laboratorium Menggunakan Alat Simulator
Hujan Untuk Menentukan Intensitas Hujan” oleh Khakimurrahman (2016). Penelitian
ini menggunakan perbedaan jarak nozzle terhadap cawan yaitu jarak 4 m dan jarak 2,75 m (cawan pengujian diletakkan diatas box pengujian infiltrasi dan limpasan). Setiap pengujian menggunakan jumlah nozzle yang berbeda yaitu 1, 3 dan 5 buah nozzle dengan perbedaan variasi tekanan (10 Psi, 15 Psi dan 20 Psi) dan perbedaan perilaku terhadap stopkran (buka penuh dan buka setengah), dengan durasi hujan setiap pengujian yaitu 5 menit. Penelitian tersebut menghasilkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Nilai variasi intensitas yang dihasilkan dari simulator hujan yaitu: Pada jarak nozzle terhadap cawan 2,75 m nilai intensitasnya cenderung
lebih besar dari pada jarak nozzle terhadap cawan 4 m. Semakin besar tekanan air nilai intensitasnya cenderung semakin kecil. Sedangkan semakin banyak jumlah nozzle yang digunakan nilai intensitasnya juga bertambah besar (nilai intensitas 5 nozzle > 3 nozzle > 1 nozzle). Dari intensitas hujan yang terjadi masuk kedalam kriteria hujan sangat lebat.
5
“Desain Street Inlet Berdasarkan Geometri Jalan Raya (studi kasus jalan
ruas Sukarno-Hatta, Malang, Jawa Timur)” oleh Suharyanto (2006). Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui jarak, dimensi, dan jenis inlet yang digunakan yang sesuai dengan kondisi lebar jalan dan curah hujan yang ada. Data input yang digunakan ialah data curah hujan, penggunaan lahan, lebar jalan, geometri jalan, dan jenis lapisan atas jalan. Penelitian ini dilakukan pada sebuah ruas jalan dengan panjang 3,8 km. Penelitian tersebut menghasilkan kesimpulan sebagai berikut :
1. Dimensi inlet untuk drainase jalan raya tergantung pada alinyemen vertikal jalan.
2. Untuk jenis grate inlet, dimensi tergantung dari kemiringan bahu jalan. 3. Jarak antar inlet ditentukan oleh dimensi jalan (lebar dan panjang
jalan) yang ditinjau.
4. Dari hasil perhitungan, diperoleh dimensi inlet untuk jenis curb opening inlet 8 x 10 cm dengan kemiringan memanjang jalan 0,00175, kemiringan bahu jalan 0,0211, jarak inlet 25 m, dan luas daerah 900 m2. Untuk kemiringan memanjang jalan 0.05179 (yang terbesar), diperoleh dimensi inlet 70 x 35 cm.
5. Untuk jenis grate inlet, dengan kemiringan memanjang jalan 0,00175, kemiringan bahu jalan 0,0211, jarak inlet 25 m, dan luas daerah 900 m.
B. Drainase Jalan
“Studi Permasalahan Drainase Jalan (Saluran Samping) Dilokasi Jalan
6
Tujuan dari penelitian ini adalah mengindentifikasi permasalahan drainase (saluran samping) sepanjang jalan Demang Lebar Daun. Maksud dari studi ini adalah memberikan gambaran permasalahan drainase yang pada akhirnya diperoleh suatu solusi perbaikan, dari hasil studi dapat dimanfaatkan oleh Pemerintah khususnya Pemerintah Kota Palembang, dalam rangka perbaikan jalan drainase. Hasil pengamatan dan hasil studi bahwa hampir semua drainase yang sudah tersumbat akibat sampah dan sedimen. Drainase dibawah trotoar yang tidak memiliki inlet sehingga air menggenang pada badan jalan. Penelitian tersebut menghasilkan kesimpulan sebagai berikut :
1. Drainase (saluran samping) jalan yang ada dijalan Demang Lebar Daun merupakan drainase yang bermasalah lebih kurang 80% saluran drainase tidak berfungsi sebagaimana mestinya.
2. Permasalahan yang ada pada lokasi jalan Demang Lebar Daun, adalah :
a. Dimensi saluran yang tidak seragam, kontruksi bangunan tidak jelas.
b. Kemiringan saluran drainas sudah tidak sesuai lagi karena terdapat banyak sedimen.
c. Saluran drainase sebagian besar sudah tersumbat akibat sampah dan sedimen.
d. Saluran drainase dibawah trotoaryang tidak memiliki inlet sehingga air menggenang pada badan jalan.
e. Gorong-gorong yang sudah dipenuhi sampah dan sedimen. f. Saluran drainase dibuat asal jadi.
g. Warga yang berjualan diatas saluran drainase membuang sampah kedalam saluran drainase sehinga mengganggu aliran pada saluran. h. Tanah longsor yang menutup saluran.
i. Tidak adanya koordinasi antar instansi terkait.
3. Sesuai dengan tujuan semoga studi kasus ini bermanfaat untuk perbaikan sistem drainase dikota palembang khususnya dilokasi jalan Demang Lebar Daun.
C. Intensitas Hujan dan Evaluasi Kinerja Simulator Hujan
“Pemodelan Hujan Skala Laboratorium Menggunakan Alat Simulator
Hujan Untuk Menentukan Intensitas Hujan” oleh Khakimurrahman (2016). Penelitian
ini menggunakan perbedaan jarak nozzle terhadap cawan yaitu jarak 4 m dan jarak 2,75 m (cawan pengujian diletakkan diatas box pengujian infiltrasi dan limpasan). Setiap pengujian menggunakan jumlah nozzle yang berbeda yaitu 1, 3 dan 5 buah nozzle dengan perbedaan variasi tekanan (10 Psi, 15 Psi dan 20 Psi) dan perbedaan perilaku terhadap stopkran (buka penuh dan buka setengah), dengan durasi hujan setiap pengujian yaitu 5 menit. Penelitian tersebut menghasilkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Nilai variasi intensitas yang dihasilkan dari simulator hujan yaitu: Pada jarak nozzle terhadap cawan 2,75 m nilai intensitasnya cenderung
lebih besar dari pada jarak nozzle terhadap cawan 4 m. Semakin besar tekanan air nilai intensitasnya cenderung semakin kecil. Sedangkan semakin banyak jumlah nozzle yang digunakan nilai intensitasnya juga bertambah besar (nilai intensitas 5 nozzle > 3 nozzle > 1 nozzle). Dari intensitas hujan yang terjadi masuk kedalam kriteria hujan sangat lebat.
18 BAB IV
METODOLOGI PENELITIAN
A. Tahapan Penelitian
Langkah-langkah penelitian yang dilakukan dapat digambarkan dengan skema berikut:
Gambar 4.1. Bagan alir tahapan penelitian. Survey alat dan bahan street inlet
Persiapan alat uji: Pembuatan model street inlet
Percobaan alat uji
Pengujian alat uji
Rekapitulasi data
Analisis dan hitungan
Selesai
Desain pengujian street inlet Mulai
Rumusan masalah
Studi pustaka
B. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Keairan dan Lingkungan Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Kasihan, Bantul.
C. Alat dan Bahan
1. Alat yang digunakan: a. Simulator hujan:
Alat yang digunakan untuk penelitian ini adalah seperangkat simulator hujan. Tujuannya adalah untuk menggerakan hujan buatan dengan skala laboratorium dan untuk melihat siklus hidrologi dalam skala kecil. Komponen dari Peralatan ini adalah :
1) Nozzle, yang berfungsi mengatur jumlah besarnya butiran hujan yang jatuh,, nozzle yang digunakan 5 buah
2) Kerangka besi, yang berfungsi sebagai penampang nozzle yang berukuran 3 m x 3 m x 4 m.
3) Pompa air, berfungsi sebagai penggerak air, pompa yang dipakai adalah merk New Shimizu PS 128 BT dengan spesifikasi panjang pipa hisap 9 m, daya output motor 125 W, daya dorong max. 33 m.
4) Pipa, sebagi tempat mengalirkan dan menyalurkan air.Pipa yang digunakan pvc ½ inch.
5) Klep foot pompa, letaknya berada di ujung pipa 1 inch dan harus terendam di dalam air dan berfungsi agar jalur rentang pipa antara sumur dan pompa (jalur pipa hisap),tetap terisi air. 6) Box kontainer kapasitas 150 liter, sebagai tempat menampung
air yang akan digunakan.
20
Gambar 4.2. Rangkaian simulator hujan (Khakimurrahman, 2016).
Gambar 4.4. Rangkaian nozzle (Khakimurrahman, 2016).
b. Pada alat street inlet :
1) Kayu, digunakan sebagai rangka dari alat street inlet. Kayu yang digunakan yaitu kayu kelapa.
2) Triplek, pada alat street inlet triplek digunakan sebagi jalan. 3) Akrilik, sebagai tempat menampung air yang masuk dari inlet
atau sebagai saluran drainase.
4) Cat, digunakan agar alat terlihat seperti asli.
5) Paku, di gunakan sebagai penyambung kayu yang akan di pasang
c. Pada pengujian inlet :
1) Mistar, digunakan untuk mengukur tinggi dan lebar genangan yang ada di bahu dan trotoar jalan
22
2) Cawan, berfungsi untuk mengetahui intensitas hujan pada saat pengujian.
Gambar 4.6. Cawan
3) Box, berfungsi sebagai penampung air limpasan
4) Gelas ukur 1000 ml, digunakan untuk mengukur air yang terdapat di cawan dan di box.
Gambar 4.8. Gelas ukur
5) Timbangan digital, digunakan untuk mengetahui air yang ada di dalam cawan.
24
6) Stopwatch, digunakan untuk menentukan waktu pengujian.
Gambar 4.10. Stopwatch
7) Plastisin, berfungsi sebagai menutup celah-celah yang ada di sambungan trotoar dan bahu jalan.
D. Desain Model Street Inlet
Model street inlet menggunakan ukuran 200 cm x 120 cm x 120 cm dengan kemiringan pada jalan 3% dan bahu jalan 2%. Skala yang dipakai yaitu 1:5. Pada alat street inlet terdapat 3 lubang yaitu ditrotoar dan bahu jalan, jarak antar inlet 55 cm. Bentuk inlet yang digunakan bentuk inlet kotak dan bulat, yang nantinya akan digunakan di trotoar dan bahu jalan. Hambatan yang digunakan adalah rumput. Pada pengujian ini memakai alat simulat or hujan, hujan yang dipakai hujan lebat dan sedang. Model pengujian ini dibuat dengan denah yang diberikan dalam Gambar 4.12 dan Gambar 4.13.
26
Gambar 4.13. Rangka jalan alat uji
E. Tahapan Pembuatan Alat Street Inlet
Tahapan pembuatan alat street inlet digambarkan dengan skema berikut:
Gambar 4.15. Bagan alir pembuatan alat Studi Pustaka
Persiapan Alat dan Bahan
Pembuatan Model Street Inlet
Pengujian Awal Terhadap Model
Street Inlet
Pelaksanaan pengujian Berfungsi
Tidak Berfungsi Mulai
28
F. Tahapan Pengujian Inlet
Tahapan pengujian inlet digambarkan dengan skema sebagai berikut :
Gambar 4.16. Bagan alir pengujian inlet Merapikan alat pengujian
Menempatkan cawan dan box yang akan menampung air hujan
Mengatur nozzle, hujan yang akan dipakai hujan lebat dan sedang
Hidupkan alat simulator hujan
Mengatur stopwatch, per 3 menit dari 30 menit
Selesai
Memasang bentuk inlet kotak atau bulat Mulai
Mengukur tinggi dan lebar genangan yang ada di bahu jalan
Pengambilan air hujan yang ada di cawan dan box
Mengukur dan menimbang air hujan yang ada di cawan dan box
G. Pelaksanaan Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada tanggal 9 juni 2016 ,pengujian ini terbagi atas dua yaitu hujan lebat dan sedang. Pengujian dilakukan selama 30 menit per 3 menitnya. Langkah-langkah pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut:
1. Sebelum pengujian dilaksanakan pastikan rangkaian pompa dan alat street inlet telah terrangkai dan terpasang dengan benar dan air untuk pengujian stabil.
2. Lakukan percobaan alat uji terlebih dahulu atu testing guna mengetahui kondisi hujan yang sesuai dengan hujan yang kita tetapkan.
3. Setelah hujan sesuai dengan yang kita inginkan, matikan pompa airnya, selanjutnya memasang bentuk inlet yang akan digunakan.
4. Pasang hambatan yang akan digunakan di bahu jalan dengan rumput . 5. Menempatkan cawan dan box yang menampung air hujan pada posisi nya.
Gambar 4.17. Posisi cawan
6. Mengatur Stopwatch dengan interval 3 menit dari total waktu 30 menit. 7. Setelah semuanya sudah siap, hidupkan kembali alat simulator hujan.
Pengujian pun dilakukan.
30
Gambar 4.18 cara mengukur lebar dan tinggi genangan
9. Selanjutnya ambil cawan dan box, dan langsung menggantikan cawan dan box tersebut.
10.Sebelum melakukan penimbangan dan pengukuran keringkan sisi luar cawan dengan cara dilap menggunakan kanebo.
11.Timbang cawan, kurangkan berat cawan terisi air dengan berat cawan kosong untuk mengetahui berat air, catat semua hasil nya. Sedangkan, air yang ada di box hanya diukur saja.
12.Pada saat waktu 30 menit matikan pompa. Ditunggu sampai air yang menggenang di bahu jalan habis, dan biarkan waktu yang ada di stopwatch trus berjalan.
31
5 noozle sebagai hujan alternatif 1 sedangkan 3 noozle sebagai hujan alternatif 2. Pada pengujian ini, dilakukan sebanyak 3 kali pengujian pada tiap jumlah lubang inlet yang terpasang. Pada pengujian ini ada 3 macam variasi jumlah inlet, yang pertama pengujian dengan menggunakan 1 inlet, yang kedua menggunakan 2 inlet dan selanjutnya menggunakan 3 inlet pada alat street inlet.
A. Intensitas Hujan
Pengujian pada saat alternatif hujan 1 dan alternatif hujan 2, masing-masing dilakukan 3 kali pengujian. Pada interval waktu 3 menit dalam total waktu 30 menit untuk 1 tahapan pengujian.
1. Perhitungan Intensitas Hujan
Rumus yang digunakan untuk menghitung intensitas hujan sebagai berikut:
t d I
……….. (5.1)
A V d
……….. (5.2)
Dengan:
I = Intensitas hujan (mm/menit) d = Tinggi Hujan (mm)
t = Waktu (menit)
V = Volume hujan dalam penampang (mm³) A = Luas penampang hujan (mm²)
Untuk menentukan volume hujan dalam suatu penampang menggunakan cara mencari massa air dalam penampang terlebih dahulu dengan rumus sebagai berikut:
32
Dengan:
M. Air = Massa Air (gr)
Mt = Massa Cawan+Berat Air (gr) Mc = Massa Cawan (gr)
Rumus untuk menghitung volume hujan dalam penampang sebagai berikut:
V = M.air /
ρ
... (5.4) Dengan:
V = Volume hujan dalam penampang (mm³) M. air = Massa air (gr)
ρ
air bersih=
1000 kg/m³ = 0,001 gr/mm³Rumus untuk menghitung tinggi hujan sebagai berikut:
d = V / A ……… (5.5)
Dengan:
d = Tinggi hujan (mm)
V = Volume hujan dalam penampang (mm³) A = Luas penampang (mm²)
A = 1/4.Ԉ.D² = 9386,53 mm², dengan D = 109,3 mm.
Setelah tinggi hujan diketahui selanjutnya menghitung intensitas hujan dengan durasi hujan t = 3 menit. Untuk hasil selengkapnya bisa dilihat pada Lampiran 1.
2. Hasil Penelitian Intensitas Hujan
Penelitian intensitas hujan yang dilakukan di laboratorium telah mendapatkan hasil sebagai berikut :
Hujan Alternatif 1
Tabel 5.1. Hasil intensitas hujan alternatif 1 pada variasi 1 (1 inlet) No Intensitas Hujan
(mm/menit) Intensitas Hujan Intensitas Hujan Pengujian Cawan 1 Cawan 2 Rata-rata
Gambar 5.1. Grafik intensitas hujan alternatif 1 pada variasi 1 (1 inlet) Hujan Alternatif 2
Hasil pengujian pertama intensitas hujan disajikan pada Tabel 5.2 dan digambarkan pada Gambar 5.2.
34
Tabel 5.2. Hasil intensitas hujan alternatif 2 pada variasi 1 (1 inlet) No Intensitas Hujan
(mm/menit) Intensitas Hujan Intensitas Hujan Pengujian Cawan 1 Cawan 2 Rata-rata
Dari Tabel 5.1 dan Tabel 5.2 hasil nilai intensitas hujan rata-rata untuk variasi 1 (1 inlet) pada hujan alternatif 1 yaitu 35,30 mm/jam, dan hujan alternatif 2 yaitu 32,28 mm/jam. Dari hasil tersebut intensitas hujan yang terjadi masuk kedalam kriteria hujan sangat lebat.
Dari Gambar 5.1 dan 5.2 dapat dilihat bahwa intensitas pada cawan 1 lebih dominan dibandingkan dengan intensitas pada cawan 2. Hal ini disebabkan banyak faktor antara lain perilaku nozzle, tekanan mesin pompa air, dan debit air yang keluar dari tandon. Semakin banyak jumlah nozzel yang di gunakan nilai intensitasnya juga bertambah besar besar (nilai intensitas 5 nozzle > 3 nozzle). Untuk tabel hasil pengujian selengkapnya dapat di lihat pada lampiran 5.
B. Debit Limpasan
Pada pengujian ini dilakukakan pengujian sebanyak 3 kali untuk hujan alternatif 1 dan hujan alternatif 2. Pada pengujian pertama telah dipasang lubang inlet dengan jumlah 1 lubang, kemudian setelah itu dipasang 2 lubang, dan selanjutnya dipasang dengan menggunakan 3 lubang. Dimana pada masing – masing pengujian tersebut dihitung dalam interval waktu 3 menit selama kurun waktu 30 menit. Rumus yang digunakan untuk menghitung debit limpasan sebagai berikut:
t V
Q ……… (5.6)
Dengan:
Q = Debit Limpasan (liter/menit) V = Volume Limpasan (liter) t = Waktu (menit)
36
Hujan Alternatif 1
Tabel 5.3. Hasil analisis nilai debit limpasan pada hujan alternatif 1 Waktu Debit Limpasan (liter/menit)
(menit) 1 Inlet 2 Inlet 3 Inlet
Hujan Alternatif 2
Tabel 5.4. Hasil analisis nilai debit limpasan pada hujan alternatif 2 Waktu Debit Limpasan (liter/menit)
(menit) 1 Inlet 2 Inlet 3 Inlet
38
Dari data Gambar 5.3 dan Gambar 5.4 mendapatkan hasil debit tertinggi pada saat hujan alternatif 1 yaitu 3,13 liter/menit dan saat hujan alternatif 2 yaitu 3,07 liter/menit. Pada saat pengujian terlihat dari grafik hidrograf laju debit limpasan tidak konstan, hal ini di sebabkan volume hujan yang di aliri dari nozzel pada alat simulator hujan saat pengujian sering berubah – ubah dan mengakibatkan hujan tidak merata . Untuk tabel hasil debit limpasan pada setiap pengujian selengkapnya dapat di lihat pada lampiran 2.
C. Volume Genangan
Pada pengujian pertama telah dipasang street inlet dengan jumlah 1 lubang, kemudian setelah itu dipasang 2 lubang, dan selanjutnya dipasang dengan menggunakan 3 lubang. Dimana pada masing – masing pengujian tersebut dihitung dalam waktu 3 menit dalam kurun waktu 30 menit. Rumus yang digunakan untuk menghitung volume genangan sebagai berikut:
Volume Genangan = Luas Genangan x Lebar Jalan ………… (5.7) Setelah mendapatkan hasil tinggi dan lebar genangan dari hasil pengukuran, rumus yang igunakan untuk mengukur luas genangan sebagai berikut:
Luas Genangan = ½ x a x t ...5.8) Dengan:
a = lebar genangan (mm) t = tinggi genangan (mm)
Tabel 5.5. Rincian volume genangan 1 lubang inlet untuk hujan alternatif 1
Hujan Alternatif 1
Tabel 5.6. Hasil volume genangan pada hujan alternatif 1
Waktu Volume Genangan (liter)
(menit) 1 Inlet 2 Inlet 3 Inlet
3 1,40 1,21 1,00
6 1,41 1,22 1,03
9 1,39 1,20 1,03
12 1,41 1,27 1,06
15 1,41 1,30 1,03
18 1,43 1,31 1,02
21 1,44 1,31 1,03
24 1,46 1,34 1,06
27 1,45 1,34 1,05
40
Gambar 5.5. Grafik volume genangan pada hujan alternatif 1
Hujan Alternatif 2
Tabel 5.7. Hasil volume genangan pada hujan alternatif 2
Waktu Volume Genangan (liter)
Gambar 5.6. Grafik volume genangan pada hujan alternatif 2
Pada Gambar 5.5 dan Gambar 5.6 menunjukan bahwa volume genangan tertingi pada hujan yang di hasilkan dari alat simulator hujan terjadai pada jumlah 1 lubang inlet. Untuk hujan alternatif 1 pada menit ke 24 yaitu 1,46 liter dan untuk hujan alternatif 2 pada menit ke 30 yaitu 1,32 liter. Dapat diamati bahwa grafik volume genangan pada kondisi hujan alternatif 1 dan hujan alternatif 2 yang di hasilkan dari alat simulator hujan dengan 1 lubang inlet,2 lubang inlet, 3 lubang inlet menunjukan perbedaan. Dimana volume genangan dengan jumlah lubang 1 lubang inlet > 2 lubang inlet > 3 lubang inlet. Untuk tabel hasil volume genangan pada setiap pengujian selengkapnya dapat di lihat pada lampiran 3.
D. Hubungan Volume Genangan dan Debit Limpasan Pada Jumlah Inlet
Dari data pengujian yang didapat bisa diamati bahwa jumlah lubang inlet mempengaruhi jumlah debit limpasan dan volume genangan. Dari hasil penelitian
42
didapat hubungan antara volume genangan terhadap debit untuk setiap lubang inlet pada hujan alternatif 1 dan hujan alternatif 2 sebagai berikut:
Hujan Alternatif 1
Tabel 5.8. Hubungan volume genangan dan debit limpasan pada hujan alternatif 1
Hujan Alternatif 2
Dari Tabel 5.8 dan Gambar 5.9 dapat kita ketahui bahwa semakin banyak jumlah lubang inlet yang di pasang maka debit limpasan semakin banyak, peristiwa tersebut sangat berbanding terbalik apabila kita hubungkan dengan volume genangan dengan kata lain semakin banyak jumlah inlet yang di pasang justru akan mengurangi volume genanagan. Dikarenakan semakin banyak jumlah inlet yang di pasang maka akan mempermudah air untuk masuk ke lubang inlet.
E. Koefisien Limpasan
Dalam menentukan nilai koefisien limpasan dapat di hitung menggunakan metode rasional didasarkan pada persamaan sebagai berikut:
Q = 0,278.C.I.A ...(5.8) Dengan:
Q : Debit puncak (liter/menit) I : Intensitas hujan (mm/menit) A :Luas daerah tangkapan (mm) A = 2 m² = 2.10⁶ mm²
C :Koefisien aliran
Pada pengujian variasi pertama (1 inlet), variasi kedua (2 inlet) dan variasi ketiga (3inlet) dengan hujan alternatif 1 dan hujan alternatif 2 didapatkan hasil koefisien aliran sebagai berikut:
Hujan Alternatif 1
Contoh perhitungan koefisien limpasan dengan metode rasional yaitu: Q = C.I,A
C = Q/(I.A)
44
Tabel 5.10. Hasil koefisien limpasan pada hujan alternatif 1
No Koefisien Limpasan
Pengujian Variasi pertama Variasi kedua Variasi ketiga
1 0,70 0,70 0,72
Hujan Alternatif 2
Tabel 5.11. Hasil koefisien limpasan pada hujan alternatif 2
No Koefisien Limpasan
Pengujian Variasi pertama Variasi kedua Variasi ketiga
1 0,70 0,73 0,70
Gambar 5.8. Grafik koefisien limpasan pada hujan alternatif 2
Pada Tabel 5.10 dan 5.11 dapat kita ketahuai bahwa koefisien limpasan rata rata yang di hasilkan dari pengujian hujan alternatif 1 dengan variasi pertama yaitu 0,73 , variasi kedua 0,79 dan ketiga 0,79. Untuk pengujian hujan alternatif 2 variasi pertama yaitu 0,72, variasi kedua 0,79 dan variasi ketiga 0,83. Hasil koefisien ini menunjukan bahwa nilai koefisien limpasan sesuai dengan ketetapan yang ada pada tabel koefisien pengaliran.
46 BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah diuraikan maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Pada hasil pengujian yang dilaksanakan, intensitas hujan pada setiap cawan mengalami perbedaan. Hasil rata-rata intensitas pada cawan 1 lebih besar dibandingkan dengan intensitas pada cawan 2. Pengujian hujan alternatif 1 yang menggunakan 5 nozzle lebih besar intensitas nya dibandingkan hujan alternatif 2 dengan menggunakan 3 nozzle.
2. Hubungan antara waktu dengan debit limpasan pada hujan alternatif 1 dan hujan alternatif 2 menunjukan bahwa debit limpasan untuk 1 lubang inlet ,2 lubang inlet dan 3 lubang inlet tidak konstan. Dari data hasil pengujian debit puncak terjadi pada menit ke 30 untuk hujan alternatif 1 yaitu 3,13 liter/menit dan untuk hujan alternatif 2 yaitu 3,07 liter/menit.
3. Pada hasil pengujian volume genangan, menunjukan bahwa volume genangan tertingi pada hujan alternatif 1 terjadi pada jumlah 1 lubang inlet pada menit ke-24 yaitu 1,46 liter dan untuk hujan alternatif 2 pada menit ke 30 yaitu 1,32 liter. Jadi hasil pengujian dengan 1 lubang inlet ,2 lubang inlet ,3 lubang inlet menunjukan adanya perbedaan. Dimana volume genangan dengan jumlah lubang inlet 1 terjadi genangan lebih tinggi dari 2 lubang inlet. Sedangkan 3 lubang inlet terjadi genangan lebih rendah dari 1 lubang inlet dan 2 lubang inlet.
B. Saran
Untuk menyempurnakan hasil penelitian dan untuk mengembangkan penelitian lebih lanjut, peneliti dapat menyarankan sebagai berikut :
1. Bagi penelitian selanjutnya sebelum melakukan penelitian menggunakan alat simulator hujan di laboratorium sebaiknya dilakukan pengujian awal untuk mengetahui kerusakan dan kelemahan yang terjadi pada alat uji, sehingga kerusakan dan kelemahan dapat diantisipasi terlebih dahulu.
2. Bagi penelitian selanjutnya diharapkan menggunakan nozzle yang lebih baik lagi supaya mendapatkan hujan yang merata.
3. Bagi penelitian selanjutnya dapat melakukan pengujian pada interval waktu yang lebih lebih lama supaya bisa mendapatkan hasil yang maksimal.
xiii
DAFTAR PUSTAKA
Asdak, Chay. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Khakimurrahman, Rijal. 2016. Pemodelan hujan sekala laboratorium menggunakan alat simulator hujan untuk menentukan intensitas hujan. Jurusan teknik sipil, universitas muhammadiyah yogyakarta.
Nicklow,J.W. and Hellman,A.P, 2004. Optimal design of strom weater inlet for hydroinformatics. vol.6,No.4,PP:240-257
Soemarto. C.D. 1995. Hidrologi Teknik. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Soemarto, 1987. Siklus Hidrologi. Tersedia di: https://bebasbanjir2025. wordpress.com/04-konsep-konsep-dasar/siklus-hidrologi/, diakses tanggal 11 maret 2016.
Sosrodarsono, Suyono. 1978. Hidrologi untuk pengairan. Pradnya paramita. Jakarta.
Subarkah, Imam. 1980. Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air. Idea Dharma. Bandung.
Suharyanto, A. 2014, desain street inlet berdasarkan geometri jalan. Jurusan teknik sipil, fakultas teknik. Universitas brawijay, Malang.
Sukirman, silvia. 1999. Perkerasan lentur jalan raya. Nova, Bandung. Suripin. 2004. Drainasi perkotaan yang berkelanjutan. Andi, yogyakarta.
Syapawi, A. 2013. Studi permasalahan drainase jalan (saluran samping) di lokasi jalan demang lebar dan sepanjang 3900 m (lingkaran SMA Negri 10 simpang polda
(Studi Kasus : Model inlet persegi panjang di bahu jalan dengan hambatan rumput) Muhamad Sudiman 1, Burhan Barid 2, Nursetiawan 3
1
Mahasiswa (NIM 20120110161) 2Dosen Pembimbing Tugas Akhir
INTISARI
Kondisi curah hujan yang tinggi khususnya negara tropis sering menyebabkan terjadinya banjir atau genangan di ruas-ruas jalan, terutama jalan perkotaan. Terjadinya genangan air pada ruas jalan dikarenakan aliran air terhambat untuk masuk kedalam drainase. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain inlet pada saluran drainase jalan raya yang tidak sesuai dengan kondisi dilapangan. Seharusnya jarak antar inlet, dimensi, dan jenis inlet disesuaikan dengan debit air hujan dan lebar jalan yang ada. Street Inlet ini merupakan lubang di sisi-sisi jalan yang berfungsi untuk menampung dan menyalurkan limpasan air hujan yang berada di sepanjang jalan menuju ke dalam saluran drainase. Sesuai dengan kondisi dan penempatan saluran serta fungsi jalan yang ada, maka pada jenis penggunaan saluran terbuka, tidak diperlukan street inlet, karena ambang saluran yang ada merupakan bukaan bebas.
Penelitian dilakukan pada sebuah prototype yang menggambarkan kondisi ruas jalan raya dengan modifikasi street inlet seperti kondisi di lapangan. Metode analisis debit limpasan permukaan di gunaan metode rasional, analisis dimensi inlet di gunakan kaidah hidrolika yang berlaku. Adapun data input yang di gunakan ialah data curah hujan, jenis jalan, jenis inlet street, limpasan hujan atau genangan, kondisi saluran drainase, regresi linier. Penelitian ini membahas tentang kinerja inlet jalan untuk mengurangi genangan akibat limpasan hujan (dengan model street inlet persegi panjang di bahu jalan). Pada penelitian yang dilakukan jenis inlet yang akan di gunakan ialah gutter inlet yang mempunyai bukaan horizontal.
Hasil penelitian ini menunjukan bahwa koefisien rata rata pada pengujian 1 lubang inlet dengan hujan alternatif 1 yaitu 0,73 dan hujan alternatif 2 yaitu 0,72. Untuk volume genangan tertinggi terjadi pada 1 lubang inlet dengan menggunakan 5 nozzle pada menit ke-24 yaitu 1,46 liter dan 3 nozzle pada menit ke-30 yaitu 1,32 liter . Nilai debit limpasan puncak terbesar dengan menggunakan 5 nozzle berada pada 3 lubang inlet menit ke-30 yaitu 3,13 liter/menit sedangkan pada 3 nozzle debit limpasan puncak pada menit ke-30 yaitu 3,07 liter/menit.
Kata Kunci : Street Inlet, Genangan, Limpasan, Intensitas Hujan ¹Disampaikan pada Seminar Tugas Akhir
²Mahasiswa Juarusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. NIM:20120110161.
³Dosen Pembimbing I 4
Seminar Tugas Akhir
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
A. PENDAHULUAN 1. Latar Belakang Masalah
Pada saat musim hujan, sering terjadi banjir atau genangan di ruas-ruas jalan perkotaan. Penyebab genangan bisa bermacam-macam, diantaranya curah hujan yang tinggi, peningkatan lapisan yang tidak tembus air, kapasitas saluran drainase yang tidak memadai dan desain inlet yang tidak sesuai (Suharyanto, 2006). Berdasarkan pengamatan pada saat musim hujan, genangan yang terjadi di ruas jalan disebabkan aliran air dipermukaan jalan terhambat masuk kedalaam badan drainase yang ada. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa perlu adanya penelitian tentang desain street inlet yang cocok untuk ruas jalan tersebut.
Street inlet adalah bukaan lubang di sisi-sisi jalan yang berfungsi untuk menampung dan menyalurkan limpasan air hujan yang berada di sepanjang jalan menuju ke saluran. Perncanaan inlet harus benar-benar di pertimbangkan sehingga dapat berfungsi dengan baik. Street inlet harus di letakan pada tempat yang tidak memberikan gangguan terhadap lalu lintas maupun pejalan kaki, di tempatkan pada daerah yang rendah di mana limpasan air hujan menuju ke arah tersebut, air yang masuk ke dalam inlet harus secepatnya masuk ke dalam saluran.
2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka rumusan masalah tugas akhir saya adalah sebagai berikut:
1. Berapakah besar intensitas hujan yang dihasilkan dari alat simulator hujan?
2. Berapakah besar debit yang masuk ke street inlet dari beberapa variasi uji intensitas hujan?
3. Berapakah tinggi genangan air yang menggenang pada ruas jalan yang di pengaruhi oleh kondisi street inlet? 4. Berapakah nilai koefisien limpasan
yang dihasilkan dari alat uji? 3. Tu juan penelitian
Adapun maksud dan tujuan di lakukanya penelitian adalah sebagai berikut:
1. Menentukan nilai koefisien limpasan pada besarnya limpasan terhadap nilai intensitas hujan yang di hasilkan dari simulator hujan.
2. Melakukan pengujian perbandingan nilai debit limpasan terhadap jumlah inlet street yang sesuai dengan kondisi lapangan
3. Mengetahui pengaruh inlet street terhadap volume atau tinggi genangan pada ruas jalan yang ada.
4. Menentukan nilai koefisien yang sesuai dengan tipe daerah aliran. 5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat di peroleh dari penelitian ini antara lain:
1. Dari hasil penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan masukan dan solusi terhadap fenomena banjir pada ruas jalan yang ada dan mendapatkan desain inlet yang sesuai dengan kondisi yang ada di lapangan. 2. Dari hasil penelitian yang di lakukan
berbagai macam parameter. Oleh karena itu, agar penelitian ini berjalan sesuai dengan tujuan yang diharapkan maka dibuat batasan-batasan masalah guna membatasi ruang lingkup penelitian, antara lain:
1.Penelitian ini dilakukan dengan membuat prototype yang sesuai seperti kondisi di lapangan.
2.Sumber air hujan merupakan air hujan buatan yang berasal dari Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
3.Dalam penelitian ini digunakan pemodelan inlet dengan tanpa hambatan
B. KAJIAN PUSTAKA
1. Street inlet
“Desain Street inlet Berdasarkan
Geometri Jalan Raya (studi kasus jalan ruas Sukarno-Hatta, Malang, Jawa
Timur)” oleh Suharyanto (2014) tujuan
dari penelitian ini adalah mengetahui jarak, dimensi, dan jenis inlet yang digunakan yang sesuai dengan kondisi lebar jalan dan curah hujan yang ada. Data input yang digunakan ialah data curah hujan, penggunaan lahan, lebar jalan, geometri jalan, dan jenis lapisan atas jalan.
2. Drainase jalan
“Studi Permasalahan Drainase Jalan
(Saluran Samping) Dilokasi Jalan Demang Lebar Daun Sepanjang 3900 m (Lingkaran Sma Negeri 10 S.D Simpang Polda)” oleh Syapawi (2013) melakukan penelitian tentang Studi Permasalahan Drainase Jalan (Saluran Samping).
drainase yang pada akhirnya diperoleh suatu solusi perbaikan, dari hasil studi dapat dimanfaatkan oleh Pemerintah khususnya Pemerintah Kota Palembang, dalam rangka perbaikan jalan drainase. Hasil pengamatan dan hasil studi bahwa hampir semua drainase yang sudah tersumbat akibat sampah dan sedimen. Drainase dibawah trotoar yang tidak memiliki inlet sehingga air menggenang pada badan jalan.
3. Intensitas hujan
Menurut khakimurrahman (2016), Untuk menentukan besarnya intensitas hujan perlu dilakukan simulasi hujan, untuk menunjang didapatnya data-data yang diperlukan. Hujan yang disimulasikan bertujuan untuk mempelajari parameter hidrologi seperti intensitas hujan, infiltrasi dan runoff di bawah pemakaian hujan yang terkontrol. Pada Tugas Akhir ini dilakukan 16 kali pengujian dengan variasi jarak nozzle terhadap cawan, jumlah nozzle (1, 3, dan 5 buah), perbedaan tekanan (10 Psi, 15 Psi dan 20 Psi).
C. LANDASAN TEORI 1. Hidrologi
Seminar Tugas Akhir
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
seperti perencanaan dan operasi bangunan air, penyediaan air untuk berbagai keperluan (air bersih, irigasi, perikanan, peternakan), pembangkit listrik tenaga air, pengendalian banjir, pengendalian erosi dan sedimentasi, transportasi air, drainasi, pengendali polusi air limbah, dan sebagainya.
Daur atau siklus hidrologi adalah gerakan air laut ke udara, kemudian jatuh ke permukaan tanah, dan akhirnya mengalirkelautkembali(Soemarto,1995).
2. Intensitas Hujan
Intensitas hujan adalah jumlah curah hujan dalam suatu satuan waktu, yang biasanya dinyatakan dalam mm/jam, mm/hari, mm/minggu, mm/bulan, mm/tahun, dan sebagainya, yang berturut-turut sering disebut hujan jam-jaman, harian, mingguan, bulanan, tahunan, dan sebagainya (Triatmojo, 2008:20).
Tabel 3.1. Klasifikasi intensitas hujan
Sumber: Triatmodjo, 2008.
Curah hujan jangka pendek dinyatakan dalam intensitas per jam yang disebut intensitas curah hujan (mm/jam). dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:
I= intensitas hujan (mm/jam) d= tinggi hujan (mm)
t = waktu (jam) 3. Debit Limpasan
Debit limpasan adalah volume air hujan per satuan waktu yang tidak mengalami infiltrasi sehingga harus di alirkan melalui saluran drainase. Menurut Sosrodarsono (1978) mengemukakan bahwa Limpasan permukaan terjadi ketika jumlah curah hujan melampaui laju infiltrasi, setelahlaju infiltrasi terpenuhi, air mulai mengisi cekungan atau depresi pada permukaan tanah.
4. Koefisien Limpasan
Koefisien pengaliran adalah koefisien yang besarnya tergantung pada kondisi permukaan tanah, kemiringan medan, jenis tanah, dan lamanya hujan di daerah pengaliran. Besarnya angka koefisien pengaliran pada suatu daerah dapat dilihat pada Tabel berikut:
Tabel 3.2 Koefisien Aliran Tipe daerah aliran C Jalan beraspal 0,70-0,95 Daerah perkotaan 0,70-0,95 Bahu jalan Sumber : Triatmodjo, 2008
penyajianya memasukan faktor curah hujan, keadaan fisik dan sifat hidrolika daerah aaliran sehingga di kenal sebagai metode raSional (subarkah,1980).
5. Klasifikasi jalan raya
Klasifikasi jalan raya menunjukkan standar operasi yang dibutuhkan dan merupakan suatu bantuan yang berguna bagi perencana. Dalam buku Silvia Sukirman 1999 menurut fungsinya, jalan raya dapat di bagi menjadi tiga bagian yaitu :
1. Jalan Arteri
Jalan arteri merupakan jalan umum yang berfungsi melayani (angkutan) terutama dengan ciri perjalanan jarak jauh, kecepatan rata – rata tinggi, dan jumlah jalan masuk (akses) dibatasi. 2. Jalan Kolektor
Jalan kolektor merupakan jalan umum yang berfungsi melayani angkutan pengumpul atau pembagi dengan ciri – ciri perjalanan jarak sedang, kecepatan rata – rata sedang, dan jumlah jalan masuk dibatasi. 3. Jalan Lokal
Jalan lokal merupakan jalan umum yang berfungsi melayani angkutan setempat dengan ciri perjalanan jarak dekat, kecepatan rata – rata rendah, dan jumlah jalan masuk tidak dibatasi. 6. Street inlet
Street inlet adalah bangunan pelengkap pada sistem drainase yang merupakan lubang atau bukaan pada sisi – sisi jalan yang berfungsi untuk menampung dan menyalurkan limpasan air hujan yang
kondisi dan penempatan saluran serta fungsi jalan yang ada, maka pada jenis saluran terbuka tidak diperlukan street inlet, karena saluran yang ada merupakan bukaan bebas. Perlengkapan street inlet mempunyai ketentuan sebagai berikut :
1.Ditempatkan pada daerah yang rendah dimana limpasan air hujan menuju ke arah tersebut.
2.Diletakkan pada tempat yang tidak memberikan gangguan lalu lintas dan pejalan kaki.
3.Air yang masuk ke street inlet harus dapat masuk menuju saluran drainase dengan cepat.
4.Jumlah street inlet harus cukup agar dapat menangkap limpasan air hujan pada jalan yang bersangkutan.
7. Saluran drainase
Menurut Suripin (2004; 7) drainase mempunyai arti mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air. Secara umum, drainase didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air yang tidak diinginkan pada suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal.
Seminar Tugas Akhir
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
D. METODOLOGI PENELITIAN 1. Lokasi Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Keairan dan Lingkungan Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Kasihan, Bantul.
2. Tahap penelitian
Gambar 4.1. Bagan alir penelitian, lanjutan
E. ANALISIS DAN PEMBAHASAN 1. Intensitas Hujan
Rumus yang digunakan untuk menghitung intensitas hujan sebagai berikut:
I= Intensitas hujan (mm/menit) d= Tinggi Hujan (mm)
t= Waktu (menit)
Penelitian intensitas hujan dengan menggunakan 5 nozzle sebagai hujan alternatif 1 dan 3 nozzle sebagai hujan alternatif 2. Penelitian ini dilakukan 3 kali pengujian, dalam interval waktu 3 menit dalam total waktu 30 menit. hasil pengujian tersebut sebagai berikut :
Hujan Alternatif 1
Hasil pengujian pertama intensitas hujan disajikan pada Tabel 5.1
Tabel 5.1 Hasil intensitas hujan alternatif 1.
Mulai
Rumusan masalah
Studi pustaka
Desain model alat uji
Survey alat dan bahan
Persiapan alat uji: Pembuatan model street inlet
alternatif 2 .
Hasil nilai intensitas hujan dari simulator hujan pada semua nomor pengujian, mendapatkan hasil rata-rata yaitu hujan alternatif 1 = 37,16 mm/jam, dan jumlah hujan alternatif 2 = 34,49 mm/jam.
2. Debit Limpasan
Pada pengujian pertama telah dipasang lubang inlet dengan jumlah 1 lubang, kemudian setelah itu dipasang 2 lubang, dan selanjutnya dipasang dengan menggunakan 3 lubang. Dimana pada masing – masing pengujian tersebut dihitung dalam interval waktu 3 menit selama kurun waktu 30 menit. Rumus yang digunakan untuk menghitung debit limpasan sebagai berikut:
t V
Q ……… (5.6) Dengan: Q= Debit Limpasan (liter/menit)
V= Volume Limpasan (liter) t= Waktu (menit)
lubang inlet dan 3 lubang inlet dengan bentuk persegi panjang adalah sebagai berikut:
Hujan Alternatif 1
Tabel 5.3 Hasil analisis nilai debit limpasan hujan alternatif 1.
Gambar 5.1 Grafik debit limpasan hujan alternatif 1
Hujan Alternatif 2
Seminar Tugas Akhir
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Gambar 5.2 Grafik debit limpasan pada 5 nozzel
Dari data Gambar 5.1 dan Gambar 5.2 yang di dapat hasil pada saat hujan alternatif 1 debit tertinggi 3,13 liter/menit dan hujan alternatif 2 debit limpasan tertinggi 3,07 liter/menit. Pada saat pengujian terlihat dari grafik hidrograf laju debit limpasan tidak konstan, hal ini di sebabkan volume hujan yang di aliri dari nozzel pada alat simulator hujan saat pengujian sering berubah – ubah dan mengakibatkan hujan tidak merata .
3. Volume Genangan Pada pengujian pertama telah dipasang street inlet dengan jumlah 1 lubang, kemudian setelah itu dipasang 2 lubang,
dan selanjutnya dipasang dengan menggunakan 3 lubang. Dimana pada masing – masing pengujian tersebut dihitung dalam waktu 3 menit dalam kurun waktu 30 menit. Rumus yang digunakan untuk menghitung volume genangan sebagai berikut:
Volume Genangan = Luas Genangan x Lebar Jalan ……… (5.7) Dari hasil penelitian didapat volume genangan pada saat 5 nozzle dan 3 nozzle sebagai berikut:
Hujan Alternatif 1
Tabel 5.5 Perhitungan volume genangan hujan alternatif 1
hujan alternatif 2
Gambar 5.4 Grafik volume genangan hujan alternatif 2
Pada Gambar 5.3 dan Gambar 5.4 menunjukan bahwa volume genangan tertingi pada hujan yang di hasilkan dari alat simulator hujan terjadai pada jumlah 1 lubang inlet dengan hujan alternatif 1 pada menit ke-24 yaitu 1,46 liter dan pada hujan alternatif 2 pada menit ke 30 yaitu 1,32 liter. Dapat diamati bahwa grafik volume genangan pada kondisi hujan hujan alternatif 1 dan hujan alternatif 2 yang di hasilkan dari alat simulator hujan dengan 1 lubang inlet,2 lubang inlet, 3 lubang inlet menunjukan
lubang inlet > 3 lubang inlet.
Dari data pengujian yang didapat bisa diamati bahwa jumlah lubang inlet mempengaruhi jumlah debit limpasan dan volume genangan. Dari hasil penelitian didapat hubungan antara volume genangan terhadap debit untuk setiap lubang inlet dengan hujan alternatif 1 dan hujan alternatif 2 sebagai berikut:
Hujan Alternatif 1
Tabel 5.7 Hubungan volume genangan dan debit limpasan hujan alternatif 1
Hujan Alternatif 2
Seminar Tugas Akhir
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Dari Tabel 5.7 dan Gambar 5.8 dapat kita ketahui bahwa semakin banyak jumlah lubang inlet yang di pasang maka debit limpasan semakin banyak, peristiwa tersebut sangat berbanding terbalik apabila kita hubungkan dengan volume genangan dengan kata lain semakin banyak jumlah inlet yang di pasang justru akan mengurangi volume genanagan.
Dikarenakan semakin banyak jumlah inlet yang di pasang maka akan mempermudah air untuk masuk ke lubang inlet.
4. Koefisien Limpasan Dalam menentukan nilai koefisien limpasan dapat di hitung menggunakan metode rasional didasarkan pada
persamaan sebagai berikut: C :Koefisien aliran
Pada pengujian ini kita menganalisis koefisien limpasan berikut contoh perhitungannya:
Q = C.I,A C = Q/(I.A)
= 2,47/(1,76*2) = 0,70
Tabel 5.10 Koefisien Limpasan Pada Pengujian 1 Lubang Inlet
koefisien limpasan sesuai dengan ketetapan yang ada pada tabel koefisien pengaliran.
F. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah diuraikan maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Pada hasil pengujian yang dilaksanakan, intensitas pada setiap cawan mengalami perbedaan. Hasil rata-rata intensitas pada cawan 1 lebih besar dibandingkan dengan intensitas pada cawan 2. Pengujian yang menggunakan hujan alternatif 1 lebih besar intensitas nya dibandingkan dengan hujan alternatif 2.
3 lubang inlet tidak konstan. Dari hasil pada saat hujan alternatif 1 debit tertinggi 3,13 liter/menit dan hujan alternatif 2 debit limpasan tertinggi 3,07 liter/menit.
3. Pada hasil pengujian volume genangan menunjukan bahwa volume genangan tertingi pada hujan deras terjadi pada jumlah 1 lubang inlet pada menit ke-24 yaitu 1,46 liter. Jadi hasil pengujian dengan 1 lubang inlet ,2 lubang inlet ,3 lubang inlet menunjukan adanya perbedaan. Dimana volume genangan dengan jumlah lubang inlet 1 terjadi genangan lebih tinggi dari 2 lubang inlet. Sedangkan 3 lubang inlet terjadi genangan lebih rendah dari 1 lubang inlet dan 2 lubang inlet.
4. Hubungan antara debit limpasan terhadap intensitas hujan dan luas daerah tangkapan, bisa di amati bahwa nilai koefisien limpasan rata rata yang di hasilkan dari pengujian hujan deras pada saat pengujian 1 lubang inlet adalah 0,73 untuk hujan alternatif 1 dan 0,72 untuk hujan alternatif 2. Hal ini menunjukan bahwa nilai koefisien limpasan sudah sesuai dengan ketetapan koefisien pengaliran.
G. DAFTAR PUSTAKA
Asdak, Chay. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
laboratorium menggunakan alat simulator hujan untuk menentukan intensitas hujan. Jurusan teknik sipil, universitas muhammadiyah yogyakarta.
Nicklow,J.W. and Hellman,A.P, 2004. Optimal design of strom weater inlet for hydroinformatics. vol.6,No.4,PP:240-257
Soemarto. C.D. 1995. Hidrologi Teknik. Penerbit Erlangga, Jakarta. Sosrodarsono, Suyono. 1978.
Hidrologi untuk pengairan. Pradnya paramita. Jakarta.
Subarkah, Imam. 1980. Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air. Idea Dharma. Bandung.
Suharyanto, A. 2006, desain street inlet berdasarkan geometri jalan. Jurusan teknik sipil, fakultas teknik. Universitas brawijay, Malang.
Sukirman, silvia. 1999. Perkerasan lentur jalan raya. Nova, Bandung. Suripin. 2004. Drainasi perkotaan
yang berkelanjutan. Andi, yogyakarta.
Syapawi, A. 2013. Studi permasalahan drainase jalan (saluran samping) di lokasi jalan demang lebar dan sepanjang 3900 m (lingkaran SMA Negri 10 simpang polda
Triadmodjo, Bambang. 2008. Hidrologi terapan. Betta offset, yogyakarta.
