PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Analisis dan Evaluasi Saluran Drainase Dengan Model Epa Swmm 5.1 Pada Cluster Lara Santang Untuk Blok C3, D3 Dan E3 Di Perumahan Pakuan Regency, Bogor adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal dari atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2015
Hesekiel Ryan Hidayat Napitupulu
ABSTRAK
HESEKIEL RYAN HIDAYAT NAPITUPULU. Analisis dan Evaluasi Saluran Drainase dengan Model EPA SWMM 5.1 Pada Cluster Lara Santang Untuk Blok C3, D3 dan E3 di Perumahan Pakuan Regency, Bogor. Dibimbing oleh SUTOYO. Drainase merupakan salah satu komponen infrastruktur yang penting untuk menyalurkan kelebihan air. Kelebihan air dapat disebabkan oleh intensitas hujan yang tinggi atau akibat dari durasi hujan yang lama. Saat ini keberadaan sistem drainase merupakan salah satu penilaian infrastruktur perkotaan yang sangat penting terutama pada daerah perumahan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis sistem drainase di perumahan Pakuan Regency, Bogor pada Cluster Lara Santang dengan menggunakan pemodelan EPA SWMM 5.1 terhadap besarnya limpasan dan mengevaluasi kesesuaian saluran drainase. Hasil dari simulasi pemodelan SWMM 5.1, curah hujan rencana sebesar 144 mm dengan lama efektif hujan 3 jam. Debit limpasan maksimum pada subcatchment sebesar 254.37 liter/detik yaitu pada S1 dan limpasan minimum sebesar 146.07 liter/detik yaitu pada S3. Total infiltrasi berkisar 0.61 sampai 1.74 mm untuk setiap subcatchment. Debit aliran maksimum pada saluran mencapai 450 liter/detik yaitu pada saluran C5. Secara keseluruhan sistem jaringan drainase pada Perumahan Pakuan Regency, Bogor di Cluster Lara Santang dapat menampung seluruh debit limpasan sesuai dengan curah hujan rencana. Sementara untuk saluran terjadinya
over capacity pada beberapa saluran yaitu C3, C4, C5, C6 dan C7. Selisih biaya dari dimensi awal dengan dimensi optimal sesuai kapasitas saluran sebesar Rp
16,372,000.00.
Kata kunci: EPA SWMM 5.1, limpasan, curah hujan rencana, drainase.
ABSTRACT
HESEKIEL RYAN HIDAYAT NAPITUPULU. Analysis and Evaluation of Drainage Channel with EPA SWMM 5.1 Model from Cluster Lara Santang for Block C3, D3 dan E3 in Pakuan Regency Residence, Bogor. Supervised by SUTOYO.
0.61 to 1.74 mm for each subcatchment. The maximum water flow discharge reach 450 l/s in C5 channel. Overall, the drainage network system in Lara Santang Cluster, Pakuan Regency can retain all the runoff discharge based on rainfall design. While for conduit occur an over capacity at C3, C4, C5, C6, and C7. The difference cost from the beginning dimensions with the optimal dimensions is Rp 16,372,000.00.
ANALISIS DAN EVALUASI SALURAN DRAINASE DENGAN
MODEL EPA SWMM 5.1 PADA CLUSTER LARA SANTANG
UNTUK BLOK C3, D3 DAN E3 DI PERUMAHAN PAKUAN
REGENCY, BOGOR
HESEKIEL RYAN HIDAYAT NAPITUPULU
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PRAKATA
Puji dan syukur dipanjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala berkat dan kasih karunia-Nya, sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2015 hingga Juni 2015 dengan judul Analisis dan Evaluasi Saluran Drainase dengan Model EPA SWMM 5.1 Pada Cluster Lara Santang Untuk Blok C3, D3 dan E3 di Perumahan Pakuan Regency, Bogor.
Terima kasih diucapkan kepada Sutoyo, S.TP., M.Si selaku dosen pembimbing akademik, atas arahan, bimbingan, dan bantuan selama penelitian berlangsung, Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS dan Dr. Ir. Erizal, M.Agr selaku dosen penguji ujian akhir. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak Maman dari Perumahan Pakuan Regency atas jasa yang telah diberikan selama penelitian berlangsung. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada kedua orangtua penulis Bapak Bangun Pulungan Napitupulu dan Ibu Marlyn Butar Butar, serta seluruh keluarga, atas doa dan dukungan yang diberikan.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Hendri Saputro, Roberto Situmorang, Paulus Marbun dan teman-teman SIL48 atas doa, bantuan dan dukungannya dalam penyusunan karya ilmiah ini.
Karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran sangat diperlukan untuk perbaikan penulisan selanjutnya. Semoga ide yang disampaikan dalam karya ilmiah ini dapat tersampaikan dengan baik dan memberikan manfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Bogor, Juni 2015
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL xiii
DAFTAR GAMBAR xiii
DAFTAR LAMPIRAN xiv
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
Manfaat Penelitian 2
Ruang Lingkup Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 3
Drainase Perkotaan 3
Analisis Hidrologi 3
EPA SWMM 5
METODE PENELITIAN 6
Waktu dan Lokasi Penelitian 6
Peralatan dan Bahan 6
Metode Penelitian 7
HASIL DAN PEMBAHASAN 12
Gambar Umum Lokasi Penelitian 12
Analisis Hidrologi Curah Hujan Rencana 14
Analisis dengan Pemodelan SWMM 5.1 15
SIMPULAN SAN SARAN 24
Simpulan 24
Saran 24
DAFTAR PUSTAKA 25
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Nilai Depression storage 8
Tabel 2 Harga infiltrasi maksimum dari berbagai kondisi tanah 8
Tabel 3 Harga infiltrasi minimum dari berbagai kondisi tanah 9
Tabel 4 Tipikal harga koefisien kekasaran Manning, n 10
Tabel 5 Curah hujan harian maksimum Dramaga 14
Tabel 6 Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana 14
Tabel 7 Perbandingan Uji Kecocokan Jenis Distribusi 15
Tabel 8 Nilai karakteristik subcatchment cluster Lara Santang 15
Tabel 9 Hasil perhitungan limpasan 17
Tabel 10 Perbedaan hasil debit simulasi dengan debit eksisting 21
Tabel 11 Perubahan dimensi saluran 21
Tabel 12 Kecepatan aliran pada simulasi dengan saluran perbaikan 23
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Siklus hidrologi 4Gambar 2 Peta lokasi penelitian 6
Gambar 3. Jenis saluran drainase 13
Gambar 4. Pemodelan jaringan drainase di cluster Lara Santang 16
Gambar 5. Simulasi aliran curah hujan (mm) dan durasi (jam) 17
Gambar 6. Besar limpasan terhadap waktu (Subcatchment S3) 18
Gambar 7. Profil aliran dari node J1 hingga Out1 18
Gambar 8. Profil aliran dari node J3 hingga Out1 19
Gambar 9. Profil aliran dari node J6 hingga Out2 19
Gambar 11. Debit aliran pada saluran C6 sampai dengan C7 19
Gambar 12. Profil aliran dari node J1 hingga Out1 22
Gambar 13. Profil aliran dari node J3 hingga Out1 23
Gambar 14. Profil aliran dari node J6 hingga Out2 23
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Masterplan Perumahan Pakuan Regency Bogor 27Lampiran 2 Diagram Alir Penelitian 28
Lampiran 3a Hasil simulasi awal evaluasi saluran drainase 29
Lampiran 3b Hasil simulasi ulang dengan perbaikan dimensi saluran 30
Lampiran 4 Contoh perhitungan kapasitas saluran C3 31
Lampiran 5a RAB untuk pembangunan saluran dimensi awal 33
Lampiran 5b Kurva S untuk pembangunan saluran dimensi awal 34
Lampiran 6a RAB untuk pembangunan saluran perbaikan dimensi 35
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Drainase merupakan salah satu komponen infrastruktur yang penting untuk menyalurkan kelebihan air. Meningkatnya limpasan karena berkurangnya daerah resapan air dapat diatasi dengan pembangunan saluran drainase yang memadai, yang dapat mengalirkan kelebihan air. Pada saat ini keberadaan sistem drainase merupakan salah satu penilaian infrastruktur perkotaan yang sangat penting. Kualitas manajemen suatu kota dapat dilihat dari kualitas sistem drainase yang ada.
Drainase didefenisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan pada suatu kawasan dan sebuah sistem yang dibuat untuk menangani persoalan kelebihan air baik air yang berada diatas permukaan tanah maupun air yang berada di bawah permukaan tanah. Kelebihan air dapat disebabkan oleh intensitas hujan yang tinggi atau akibat dari durasi hujan yang lama (Wesli 2008). Drainase secara umum menurut Suripin (2004) adalah suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan, rembesan, maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan/lahan, sehingga fungsi kawasan/lahan tidak terganggu dan sistem drainase secara umum adalah serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal.
Masalah yang sering dihadapi adalah penyediaan saluran drainase masih sering dianggap sebagai hal yang kurang penting sehingga pembangunan saluran tidak dilakukan dengan baik dan benar. Hal ini menyebabkan saluran drainase yang sudah dibuat tidak dapat menampung dan menyalurkan dengan baik seluruh air buangan. Akibatnya walaupun wilayah tersebut sudah memiliki jaringan drainase namun masih saja terdapat banyak genangan air bahkan banjir. Pembangunan yang terlampau cepat pada suatu kota yang berkembang dan tidak diimbangi dengan pembangunan saluran drainase yang memadai (sebagai salah satu sarana infrastruktur) akan menyebabkan persoalan drainase yang kompleks.
Pesatnya pembangunan perumahan di Kota Bogor haruslah didukung dengan infrastruktur yang dapat menunjang dan menjaga lingkungan sekitar pembangunan seperti saluran air untuk menampung curah hujan agar tidak terjadi genangan. Tingginya tingkat curah hujan yang terjadi pada Kota Bogor dapat menimbulkan suatu genangan atau banjir pada suatu daerah. Pada pembangunan perumahan Pakuan Regency, Kecamatan Bogor Barat yang telah berlangsung sampai saat ini haruslah memerhatikan lingkungan sekitar pembangunan terutama pada saluran air. Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi kesesuaian saluran drainase di perumahan Pakuan Regency pada Cluste Lara Santang untuk Blok C3, D3 dan E3, Kecamatan Bogor Barat, Kota Bogor, Provinsi Jawa Barat. Evaluasi akan dilakukan dengan menggunakan model EPA SWMM 5.1. Model ini banyak digunakan untuk menganalisis permasalahan limpasan di daerah perkotaan.
Perumusan Masalah
Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis dan mengevaluasi saluran drainase di Cluster Lara Santang blok C3, D3 dan E3 pada Perumahan Pakuan Regency, Bogor. Dibutuhkan suatu aplikasi model software untuk mengetahui dan mensimulisasikan keadaan saluran drainase ke dalam sebuah jaringan yang terintegritas. Oleh karena itu dalam penelitian ini permasalahan yang akan di bahas adalah sebagai berikut:
1. Pemodelan jaringan drainase eksisting ke dalam model SWMM 5.1
2. Identifikasi terjadinya runoff pada area subcatchment.
3. Identifikasi lokasi-lokasi terjadinya luapan atau banjir.
Tujuan Penelitian
Penelitian analisis dan evaluasi saluran drainase dengan model EPA SWMM 5.1 pada Cluster Lara Santang untuk blok C3, D3 dan E3 di perumahan Pakuan Regency, Bogor, dengan tujuan sebagai berikut.
1. Mengidentifikasi kondisi saluran drainase.
2. Menganalisis besarnya limpasan yang terjadi.
3. Menganalisis dan evaluasi kesesuaian jaringan drainase yang ada
dengan besarnya limpasan.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut:
1. Memberikan informasi kepada pengembang perumahan Pakuan Regency
Bogor mengenai kondisi jaringan drainase yang ada pada saat penelitian khususnya pada Cluster Lara Santang.
2. Memberikan informasi untuk memperhitungkan kembali dalam
perancangan dimensi saluran drainase dengan bantuan perangkat program.
3. Sebagai acuan bagi penelitian lanjutan terkait evaluasi dan analisis saluran
drainase perumahan.
Ruang Lingkup Penelitian
1. Saluran drainase yang diteliti adalah saluran drainase perumahan Pakuan
Regency Bogor pada Cluster Lara Santang.
2. Data sekunder diperoleh dari instansi yang terkait, yaitu: Data Curah
Hujan 10 Tahun dari BMKG Bogor, dan Masterplan dari Pengembang Perumahan Pakuan Regency Bogor.
3. Penelitian dilakukan langsung di lapang dengan melakukan pengukuran
menggunakan laptop yang disertai oleh perangkat yang mendukung pengolahan data.
TINJAUAN PUSTAKA
Drainase Perkotaan
Hasmar (2011), drainase secara umum didefenisikan sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan dalam suatu konteks pemanfaatan tertentu. Drainase perkotaan/terapan adalah ilmu drainase yang diterapkan mengkhusus pengajian pada kawasan perkotaan yang erat kaitannya dengan kondisi lingkungan sosial budaya yang ada di kawasan kota. Drainase perkotaan merupakan sistem pengeringan dan pengaliran air dari wilayah perkotaan yang meliputi: pemukiman, kawasan industry & perdagangan, sekolah, rumah sakit, lapangan olah raga, lapangan parkir, dan fasilitas umum lainnya yang merupakan bagian dari sarana kota.
Suripin (2004), mengatakan bahwa drainase berasal dari bahasa inggris
drainage, mempunyai arti mengalirkan, menguraskan, membuang atau mengalihkan air. Dalam bidang teknik sipil, drainase secara umum dapat didefenisikan sebagai suatu tindakan teknik untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan, rembesan maupun kelebihan air irigasi suatu kawasan/ lahan, sehingga fungsi kawasan/ lahan tidak terganggu. Jadi, drainase menyangkut tidak hanya air permukaan tapi juga air tanah. Dari sudut pandang yang lain, drainase adalah salah satu unsur dari prasana umum yang dibutuhkan masyarakat kota dalam rangka menuju kehidupan kota yang aman, nyaman, bersih, dan sehat.
Menurut jenis drainase ditinjau berdasarkan letak bangunannya dapat
dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu drainase permukaan tanah (surface
drainage) dan drainase bawah permukaan (subsurface drainage). Berdasarkan fungsi dan sistem kerjanya jenis saluran dapat dibedakan menjadi tiga yaitu Saluran Interseptor (Interceptor Drain), Saluran kolektor ( Collector drain) dan
Saluran konveyor (Conveyor drain). Saluran interceptor adalah saluran yang
berfungsi sebagai pencegah terjadinya pembebanan aliran dari suatu daerah terhadap daerah lain dibawahnya. Outlet dari saluran ini biasanya di saluran kolektor atau konveyor atau di lansung drainase alam. Saluran kolektor adalah saluran yang berfungsi sebagai pengumpul debit yang diperoleh dari saluran drainase yang lebih kecil dan akhirnya akan dibuang ke saluran konveyor. Saluran konveyor adalah saluran yang berfungsi sebagai saluran pembawa air buangan dari suatu daerah ke lokasi pembuangan tanpa harus membahayakan daerah yang dilalui (Hasmar 2011).
Analisis Hidrologi
Suripin (2004), mengatakan bahwa siklus hidrologi adalah suatu rangkaian proses yang terjadi dengan air yang terdiri dari penguapan, presipitasi, infiltrasi
dan pengaliran keluar (out flow). Penguapan terdiri dari evaporasi dan transpirasi.
permukaan bumi presipitasi tersebut sebagian langsung menguap ke udara,
sebagian tertahan oleh tumbuh-tumbuhan (intersepsi) dan sebagian mencapai
permukaan tanah.Air yang sampai ke permukaan tanah sebagian akan berinfiltrasi
dan sebagian lagi mengisi lekuk-lekuk permukaan tanah kemudian mengalir ke
tempat yang lebih rendah (runoff), masuk ke sungai-sungai dan akhirnya ke laut.
Dalam perjalananya sebagian akan mengalami penguapan. Air yang masuk ke dalam tanah sebagian akan keluar lagi menuju sungai yang disebut dengan aliran
intra (interflow). Sebagian akan turun dan masuk ke dalam air tanah yang sedikit
demi sedikit dan masuk ke dalam sungai sebagai aliran bawah tanah (groundwater
flow). Susunan peristiwa siklus hidrologi dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Siklus Hidrologi (Suripin 2004)
Hidrologi adalah suatu ilmu yang menjelaskan tentang kehadiran gerakan air di alam ini, yang meliputi berbagai bentuk air yang menyangkut perubahan-perubahannya antara lain: keadaan zat cair, padat dan gas dalam atmosfer diatas dan dibawah permukaan tanah, didalamnya tercakup pula air laut yang merupakan sumber dan penyimpanan air yang mengaktifkan kehidupan di bumi. Analisis hidrologi tidak hanya diperlukan dalam perencanaan berbagai bangunan air seperti: bendungan, bangunan pengendali banjir, dan banguanan irigasi, tetapi juga diperlukan untuk bangunan jalan raya, lapangan terbang dan bangunan lainnya (Soemarto 1999).
Perlunya dilakukan analisis frekuensi pada curah hujan yang bertujuan untuk menentukan curah hujan rancangan yang akan digunakan dalam pemodelan. Curah hujan rancangan merupakan kemungkinan tinggi hujan yang terjadi dalam kala ulang tertentu. Analisis frekuensi yang dilakukan pada penelitian ini dengan menggunakan teori probability distribution, antara lain Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log Person Tipe III dan Distribusi Gumbel.
EPA SWMM
(Environmental Protection Agency Storm Water Management Model) Storm water management model (SWMM) adalah model yang mampu untuk menganalisa permasalahan kuantitas dan kualitas air yang berkaitan dengan
limpasan daerah perkotaan. SWMM dikembangkan oleh EPA (Einvironmental
Protection Agency – US), sejak 1971 (Huber and Dickinson 1988). SWMM tergolong model hujan aliran dinamis yang digunakan untuk simulasi dengan rentang waktu yang menerus atau kejadian banjir sesaat. Model ini paling banyak dikembangkan untuk simulasi proses hidrologi dan hidrolika di wilayah
perkotaan. Menurut Rossmann (2004), SWMM adalah model simulasi dinamis
dari hubungan antara curah hujan dan limpasan (rainfall-runoff). Model ini
digunakan untuk mensimulasikan kejadian hujan tunggal atau berkelanjutan dalam waktu lama, baik berupa volume limpasan maupun kualitas air, terutama pada suatu daerah perkotaan.
SWMM telah diaplikasikan secara luas untuk pemodelan kuantitas dan kualitas air di wilayah perkotaan Amerika Serikat, Kanada, Eropa dan Australia. Model ini telah digunakan untuk analisa hidrolika yang komplek dalam masalah
saluran pembuangan (sewer), manajemen jaringan drainase dan studi berbagai
permasalahan polusi (Huber 1992). Tsihrintzis (1995) memberikan contoh aplikasi SWMM pada empat daerah aliran sungai di South Florida dengan karakteristik daerah perkotaan yang berbeda dari segi prosentase pemukiman, pusat perbelanjaan dan tata guna lahan. Model ini juga terus dikembangkan dan disempurnakan untuk memberikan fasilitas pemecahan masalah saat ini.
Aplikasi model SWMM ini dapat digunakan untuk beberapa hal antara lain perencanaan dan dimensi jaringan pembuang untuk pengendalian banjir serta perencanaan daerah penahan sementara untuk pengendalian banjir. Selain itu juga dapat digunakan untuk pemetaan daerah genangan banjir. SWMM menghasilkan
volume dan kualitas limpasan yang diteruskan dari masing – masing
subcatchment, dengan kecepatan aliran, kedalaman aliran, dan kualitas air pada
masing – masing pipa dan saluran selama periode simulasi yang terdiri dari
yang masuk ke lapisan tanah tidak jenuh air, perkolasi dan infiltrasi ke dalam lapisan air tanah, aliran bawah antara air tanah, dan sistem drainase.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret 2015 - Juni 2015. Saluran drainase yang dianalisis adalah saluran drainase yang berada di perumahan Pakuan Regency, Kecamatan Bogor Barat, Kota Bogor, Provinsi Jawa Barat (Gambar 2). Pengolahan data dilakukan di lingkungan kampus Institut Pertanian Bogor, Dramaga Bogor, Jawa Barat.
Gambar 2. Peta lokasi penelitian
Peralatan dan Bahan
Metode Penelitian
Penelitian mengenai analisis dan evaluasi saluran drainase dilakukan dengan langkah-langkah, terdiri dari :
1. Studi pustaka
Metode studi pustaka dilakukan untuk mendapatkan informasi yang dibutuhkan dalam menganalisis permasalahan yang diteliti. Studi pustaka ini dapat diperoleh dalam bentuk publikasi ilmiah atau jurnal, laporan penelitian yang berkaitan dengan permasalahan, dan buku-buku yang menerangkan tentang aspek yang digunakan dalam menganalisis permasalahan.
2. Tahap persiapan
Pada tahap persiapan dilakukan survey lokasi, proses indetifikasi masalah, data, bahan dan alat apa yang diperlukan dalam penelitian ini.
3. Pengumpulan data
Data yang dibutuhkan berupa data primer dan data sekunder. Data primer dikumpulkan melalui survei yang dilakukan di wilayah penelitian. Pengumpulan data sekunder bertujuan untuk mendapatkan data-data yang dibutuhkan dalam menganalisis saluran drainase yang ada di tempat penelitian.
4. Pengolahan data
Pengolahan data menggunakan data primer dan data sekunder untuk mebuat pemodelan saluran drainase. Data primer yang digunakan adalah kondisi eksisting jaringan drainase yang meliputi jenis saluran, panjang saluran, lebar saluran, kedalaman saluran, elevasi saluran dan batas daerah tangkapan air untuk setiap subcatchment. Sementara data sekunder meliputi data curah hujan harian, peta tutupan lahan, dan peta lokasi studi.
Dalam simulasi pemodelan data-data yang digunakan antara lain : a. Rain Gague
Dalam software EPA SWMM Rain Gauge merupakan data
penyedia curah hujan yang digunakan untuk satu atau lebih
subcathment. Data curah hujan didefenisikan sebagai time series pada
software. Data curah hujan pada Rain Gauge didapat dari hasil
perhitungan curah hujan renca dengan menggunakan analisis frekuensi distribusi dan distribusi probalitas.
b. Subcatchment
Subcatchment merupakan daerah topografi dan sistem drainase yang mengalirkan langsung aliran permukaan menuju suatu titik aliran
outlet. Parameter subcatchment yang digunakan untuk pemodelan
software EPA SWMM yaitu luas subcatchment, presentase
kemiringan subcatchment, panjang pengaliran, Outlet, Raingague,
persentase luas daerah kedap air dan presentase dari impervous area
tanpa depression storage.
Pada subcatchment terdapat dua macam jenis area, yaitu
impervious (kedap air) dan previous (dapat dilalui air). Pada daerah
Tabel 1. Nilai Depression storage
Impervious surface 0.05 – 0.10 inch Lawns 0.10 – 0.20 inch Pasture 0.2 inch Forest litter 0.3 inch
Metode perhitungan infiltrasi pada pervious area menggunakan metode Horton seperti pada Persamaan (1) (Rossman 2004).
Fp = Fc + ( Fo – Fc) e-kt ...(1) Keterangan :
Fp = angka infiltrasi dalam tanah (mm/jam)
Fo = harga infiltrasi maksimum (mm/jam) (Tabel 2) Fc = harga infiltrasi minimum (mm/jam) (Tabel 3) t = lama hujan (det)
k = koefisien penurunan head (l/det)
Untuk nilai infiltrasi dari kondisi tanah memiliki dua nilai harga yaitu harga infiltrasi maksimum (Tabel 2) dan harga infiltrasi minimum (Tabel 3).
Tabel 2. Harga infiltrasi maksimum dari berbagai kondisi tanah
No. Kondisi tanah Jenis tanah Harga infiltrasi
1.
Kering dengan sedikit atau tidak ada tumbuhan Tanah berpasir Tanah lempung Tanah liat 5 mm/jam 3 mm/jam 1 mm/jam
2. Kering dengan banyak tumbuhan
Tanah berpasir Tanah lempung Tanah liat 10 mm/jam 6 mm/jam 2 mm/jam
3. Tanah lembab
Tabel 3. Harga infiltrasi minimum dari berbagai kondisi tanah
Kel Pengertian
Infiltrasi minimum
A
Potensi limpasan yang rendah. Tanah mempunyai tingkat infiltrasi yang tinggi meskipun ketika tergenang dan kedalaman
geangan yang tinggi, pengeringan/
penyerapan baik unsur pasir dan batuan
> 0.45
B
Tanah yang mempunyai tingkat infiltrasi
biasa/medium ketika tergenang dan
mempunyai tingkat kedalaman genangan medium, pengeringan dengan keadaan biasa
didapat dari moderately fine to moderately
coarse
0.30 – 0.15
C
Tanah mempunyai tingkat infiltrasi rendah jika lapisan tanah untuk pengaliran air dengan tingkat tekstur bias ke tekstur baik. Contoh lempung, pasir bernalau
0.15 – 0.05
D
Potensi limpasan yang tinggi. Tanah mempunyai tingkat infiltrasi rendah ketika tergenang
0.05 – 0.00
Sumber: Rossmann (2004)
Debit outflow dari limpasan subcatchment dihitung dengan persamaan Manning (2) dan (3) :
⁄ ⁄ ...(2) Q = V. A ...(3) Keterangan :
V = kecepatan aliran (m/det) n = koefisien Manning
= kemiringan lahan
R = Jari-jari hidrolis
� = Debit (m3/detik)
A = Luas penampang saluran terbasahkan (m2)
c. Conduit
Conduit adalah saluran atau pipa yang menyalurkan air dari node satu ke node lainnya. EPA SWMM menyediakan berbagai macam
bentuk conduit yang digunakan dilapangan. Perhitungan debit pada
conduit menggunakan persamaan (2) dan (3). Conduit memiliki harga
koefisien kekasaran manning n yang berbeda menurut tipe saluran dan
Tabel 4. Tipikal harga koefisien kekasaran Manning, n
No. Tipe saluran dan jenis bahan
Harga n
Minimum Normal Maksimum
1. Tanah, lurus dan seragam
Bersih baru
Bersih telah melapuk
Berkerikil
Berumput pendek, sedikit
tanaman pengganggu 0,016 0,018 0,022 0,022 0,018 0,022 0,025 0,027 0,020 0,025 0,030 0,033
2. Saluran alam
Bersih lurus
Bersih, berkelok-kelok
Banyak tanaman pengganggu
Dataran banjir berumput
pendek – tinggi
Saluran di belukar
0,025 0,033 0,050 0,025 0,035 0,030 0,040 0,070 0,030 0,050 0,033 0,045 0,08 0,035 0,07
3. Beton
Gorong-gorong lurus dan
bebas dari kotoran
Gorong-gorong dengan
lengkungan dan sedikit kotoran/gangguan
Beton dipoles
Saluran pembuang dengan bak
kontrol 0,010 0,011 0,011 0,013 0,011 0,013 0,012 0,015 0,013 0,014 0,014 0,017 Sumber : Pedoman perencanaan drainase jalan 2006
d. Junction dan Outfall Node
Junction node adalah node – node sistem drainase yang berfungsi
untuk menggabungkan satu saluran dengan saluran yang lain. Secara
fisik dapat menunjukan pertemuan dua saluran atau sambungan pipa.
Outfall node adalah titik pemberhentian dari sistem drainase yang
digunakan untuk menentukan batas hilir (downstream).
5. Analisis data
Analisis data dilakukan pada tiga analisis yaitu menganalisis
daerah previous dan impervious, menganalisis data hidrologi, dan
menganalisis dengan model SWMM 5.1.
a. Analisis Daerah Previous dan Impervious
Analisis daerah previous dan impervious merupakan analisis yang
dilakukan untuk mengetahui luas daerah atau lahan yang mengalami kedap air atau impervious dan daerah yang tidak mengaami kedap air
atau previous. Untuk melakukan analisis ini dilakukan dengan dua cara
yaitu pengukuran langsung di lapangan dan melakukan analisis pada peta tutupan lahan perumahan dengan menggunakan bantuan perangkat
impervious untuk setiap subcatchment sebagai nilai input data dalam properti subcatchment.
b. Analisis Hidrologi
Analisis hidrologi dilakukan untuk mendapatkan besar nilai curah
hujan rencana yang akan dijadikan sebagai nilai input pada time series
untuk property Rain gauge. Curah hujan rencana merupakan
kemungkinan tinggi hujan yang terjadi dalam kala ulang tertentu sebagai hasil dari rangkaian analisis hidrologi yang biasa disebut analisis frekuensi curah hujan (Harto 1993). Pada analisis ini diperlukan data curah hujan harian maksimum untuk mendapatkan curah hujan rencana.
Analisis frekuensi curah hujan bertujuan untuk mencari hubungan antara besarnya suatu kejadian ekstrem (maksimum atau minimum) dan frekuensinya berdasarkan distribusi probabilitas. Analisis frekuensi yang dilakukan dengan menggunakan teori probability distribution, antara lain Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log Person Tipe III dan Distribusi Gumbel. Untuk selanjutnya dalam penentuan jenis distribusi yang digunakan dilakukan melalui perhitungan uji kecocokan berdasarkan Uji Chi Kuadrat.
c. Analisis dengan Model SWMM 5.1
1. Pembagian subcatchment
Langkah awal dalam penggunaan SWMM 5.1 adalah
pembagian subcatchment berdasarkan pada area penelitian.
Pembagian tersebut dilakukan berdasarkan pada elevasi lahan dan pergerakan limpasan ketika terjadi hujan.
2. Pembuatan Model Jaringan
Pembuatan model jaringan dilakukan berdasarkan sistem jaringan drainase yang ada di lapangan. Model jaringan ini terdiri
dari subcatchment, node junction, conduit, outfall node, dan
raingauge. Setelah model jaringan selanjutnya dimasukkan semua nilai parameter yang dibutuhkan untuk semua properti tersebut.
3. Simulasi Respon Aliran pada Time Series
Simulasi respon aliran pada time series dilakukan untuk melihat respon debit aliran terhadap waktu berdasarkan sebaran curah hujan. Nilai yang dimasukkan adalah nilai sebaran curah hujan terhadap waktu dengan total nilai sesuai dengan curah hujan rancangan hasil dari analisis hidrologi.
4. Simulasi model
Simulasi ini dilakukan setelah model jaringan drainase dan semua parameter berhasil dimasukkan. Simulasi dapat
dikatakan berhasil jika continuity error < 10%. Dalam simulasi
persamaan (4). Selanjutnya limpasan yang terjadi (Q) akan mengalir melalui conduit atau saluran yang ada.
�
………...(4) Keterangan :
Q = debit aliran yang terjadi (m3/det) A = luas subcatchment (m2)
n = koefisien kekasaran Manning d = kedalaman air (m)
dp = kedalaman air tanah (m)
S = kemiringan subcatchment
6. Output SWMM 5.1
Output dari simulasi ini antara lain kontinuitas kuantitas limpasan, kontinuitas rute aliran, indeks ketidakstabilan aliran tertinggi, waktu antar rute, kedalaman node, node aliran, biaya tambahan node, banjir pada node, limbah buangan , sambungan aliran, dan biaya tambahan saluran yang disajikan dalam laporan statistik simulasi rancangan.
7. Visualisasi hasil
Visualisasi hasil yang ditampilkan berupa skema jaringan hasil output dari simulasi, profil aliran pada beberapa saluran utama dan diketahui tergenang, dan grafik aliran yang terjadi pada saluran.
8. Penyusunan laporan akhir
Pada tahap ini dilakukan penyusunan laporan akhir yang berisi keseluruhan proses yang sudah dikerjakan. Tahapan penelitian secara lebih jelas seperti disajikan dalam bagan alir pada Lampiran 2.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar Umum Lokasi Penelitian
Pakuan Regency merupakan perumahan yang terletak di daerah Kecamatan Bogor Barat, Provinsi Jawa Barat. Daerah perumahan Pakuan Regency merupakan daerah peralihan lahan dari lahan pertanian menjadi lahan perumahan. Perumahan yang terletak di jalan Raya Dramaga Bogor berada pada lokasi yang sangat stategis. Perumahan didukung pembangunan jalan tol Bogor
Ring Road yang melalui kawasan Dramaga yang mempermudah akses ke Jakarta. Perumahan ini terdiri dari Sembilan cluster dan empat area komersial. Pakuan Regency merupakan salah satu dari proyek yang dimiki PT. Mitramandala Semestapusaka sebagai developer.
saluran pembawa, 60 cm untuk saluran pengumpul I dari saluran pembawa, 80 cm untuk saluran pengumpul II dari saluran pembawa dan 100 cm untuk saluran pembuang ke sungai. Saluran pembawa berfungsi untuk mengalirkan buangan
limpasan yang keluar langsung dari subcatchment area berupa bangunan rumah,
jalan, dan taman bermain. Keselurahan jenis saluran drainase memiliki besar dimensi yang sama pada setiap cluster nya.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 3. Jenis saluran drainase (a) diameter 40 cm, (b) diameter 60 cm, (c) diameter 80 cm, (d) bak kontrol
Analisis Hidrologi Curah Hujan Rencana
Analisis hidrologi dilakukan untuk mendapatkan besar nilai curah hujan rencana yang akan dijadikan sebagai nilai input pada time series untuk property Rain gauge. Curah hujan rencana merupakan kemungkinan tinggi hujan yang terjadi dalam kala ulang tertentu sebagai hasil dari rangkaian analisis hidrologi yang biasa disebut analisis frekuensi curah hujan (Harto 1993). Pada analisis ini diperlukan data curah hujan harian maksimum untuk mendapatkan curah hujan rencana. Dalam penelitian ini digunakan data curah hujan harian untuk wilayah Dramaga dari tahun 2004-2013 yang didapatkan dari Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG). Curah hujan rencana dihitung berdasarkan data curah hujan harian selama 10 tahun seperti terlihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Curah hujan harian maksimum Dramaga
Tahun CH Maksimum
(mm) Tahun
CH Maksimum (mm)
2004 141.6 2009 115.1
2005 126.5 2010 144.5
2006 136.4 2011 97.6
2007 155.5 2012 123.1
2008 104.5 2013 136.8
Sumber : Stasiun Klimatologi Dramaga Bogor
1. Analisis Frekuensi dan Probalitas
Suripin (2004) mengatakan tujuan analisis frekuensi data hidrologi adalah berkaitan dengan besaran peristiwa-peristiwa ekstrem yang berkaitan dengan frekuensi kejadiannya melalui penerapan distribusi kemungkinan. Berdasarkan data curah hujan harian maksimum pada Tabel 5 dihitung nilai analisis frekuensi curah hujan rencana. Analisis frekuensi yang dilakukan pada penelitian ini antara lain Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Person Tipe III, Distribusi Log Person Tipe III dan Distribusi Gumbel. Hasil perhitungan curah hujan rencana untuk berbagai jenis distribusi disajikan dalam Tabel 6.
Tabel 6. Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana Periode
Ulang
Analisa Frekuensi Curah Hujan Rencana (mm/hari)
Normal Log Normal Gumbel Log Person III
2. Uji Kecocokan
Pengujian parameter sangat diperlukan untuk menguji kecocokan (the
goodness of fittest test) distribusi frekuensi sampel data terhadap fungsi distribusi peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi tersebut (Suripin 2004). Pengujian parameter yang digunakan adalah
rata-rata % error dan standar deviasi. Hasil perhitungan dari uji kecocokan dapat
dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Perbandingan Uji Kecocokan Jenis Distribusi
No. Jenis Distribusi Jenis Uji Kecocokan
Rata-rata % Error Deviasi
1 Normal 6.34 15.54
2 Log Normal 7.79 19.09
3 Gumbel 12.41 30.39
4 Log Person III 5.28 12.93
Berdasarkan hasil perhitungan uji kecocokan diketahui bahwa jenis
ditribusi yang memiliki nilai error dan deviasi terkecil adalah jenis distribusi Log
Person III. Pada Tabel 6 didapat curah hujan rencana yang digunakan sebagai curah hujan dasar dalam simulasi dan perencanaan adalah sebesar 143.19 mm/hari dengan lama hujan sebesar 6 jam/hari. Nilai tersebut didapatkan untuk periode ulang yang diambil adalah sebesar 5 tahun sesuai dengan peruntukan drainase saluran untuk daerah tangkapan air lebih kecil dari 10 ha (KEMENPU 2011 ).
Analisis dengan pemodelan SWMM 5.1
1. Pembagian Subcatchment
Cluster Lara Santang pada perumahan Pakuan Regency terbagi atas 3 subcatchment yang dibagi dengan melihat pertimbangan elevasi dan aliran air
pada saat terjadinya hujan. Pada cluster ini sebagian besar subcatchment memiliki
daerah impervious sekitar 79% karena area jalan dilapisi beton dan sedikit daerah
pervious yang berupa halaman rumah dan taman. Nilai karakteristik subcatchment
dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Nilai karakteristik subcatchment cluster Lara Santang
Nama Subcatchment A (m2) Saluran
pengeluaran
% Imperv % Prev
Blok E3 S1 10212 C1 95 5
Blok D3 S2 8002 C2 95 5
2. Pembuatan Model Jaringan
SWMM merupakan software yang digunakan untuk melakukan simulasi pemodelan jaringan drainase. Simulasi pemodelan jaringan menggunakan software SWMM 5.1. Sistem jaringan drainase yang ada di lapangan dimodelkan ke dalam SWMM menjadi beberapa bagian. Karakteristik jaringan drainase yang
dimasukkan ke dalam pemodelan adalah subcatchment area, junction, conduit,
dan outfall nodes. Kawasan Cluster Lara Santang memiliki 3 subcatchment, 7
[image:30.595.84.466.77.759.2]junction, 7 conduit, dan 2 outfall node. Hasil pemodelan dari jaringan drainase pada SWMM untuk kawasan tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Pemodelan jaringan drainase di cluster Lara Santang
3. Simulasi Aliran pada Time Series
Gambar 5. Simulasi aliran curah hujan (mm) dan durasi (jam)
4. Simulasi Model
Simulasi model ini dilakuakan setelah pemodelan jaringan drainase telah di simulasikan sesuai dengan observasi lapang. Dari simulasi yang dilakukan didapatkan hasil kualitas simulasi pada Cluster Lara Santang untuk limpasan dan penelusuran aliran masing-masing -0.46% dan 0.00%. Menurut Rossman (2004),
jika continuity error mencapai 10%, maka analisisnya diragukan. Maka dari hasil
simulasi yang didapat termasuk baik. Dari total hujan 143 mm, tiap subcatchment
menunjukkan bahwa total infiltrasi cukup kecil (antara 0.61 - 1.74 mm) per subcatchment dan sisanya menjadi limpasan. Hal ini disebabkan karena sebagian besar merupakan lahan impervious. Hasil simulasi limpasan yang terjadi pada tiap subcatchment disajikan pada Tabel 9.
Tabel 9. Hasil perhitungan limpasan
Subcatchment Total Hujan
(mm) Total infiltrasi (mm) Total limpasan (mm) Limpasan puncak (liter/detik)
S1 143 0.15 142.53 254.37
S2 143 0.14 142.55 199.80
S3 143 0.14 142.57 146.07
Hasil simulasi perhitungan limpasan menunjukkan besarnya total limpasan
pada setiap subcatchment diakibatkan cukup besarnya daerah impervious untuk
masing-masing subcatchment. Tingginya limpasan daerah impervious di Cluster
Lara Santang yang diakibatkan cukup besarnya daerah impervious, namun tidak
mengakibatkan terjadinya luapan pada jaringan saluran drainase. Limpasan
puncak untuk setiap subcatchment menggambarkan nilai debit limpasan puncak
berdasarkan distribusi curah hujan terhadap waktu yang telah dimodelkan dalam
time series. Salah satu contoh pergerakan debit limpasan terhadap waktu untuk
subcatchment dapat dilihat pada Gambar 6 untuk contoh subcacthment S3.
Lama Hujan (Jam)
Gambar 6. Besar limpasan terhadap waktu (Subcatchment S3)
Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada pukul 01.00 mulai terjadi
limpasan puncak pada setiap subcatchment seperti yang ditunjukkan pada Tabel 5.
Pada Cluster Lara Santang ini tidak terdapat saluran dan node yang meluap. Hasil simulasi menunjukkan pada pukul 01.15 mulai terjadi limpasan pada setiap
subcatchment seperti yang ditunjukkan pada Tabel 8. Kemudian pukul 02.00
limpasan permukaan pada setiap subcatchment mulai berkurang.
[image:32.595.94.477.538.734.2]Hasil dari simulasi yang dilakukan menggunakan SWMM 5.1 dapat dilihat ketinggian aliran maksimum pada beberapa saluran. Profil aliran pada saluran drainase ditunjukkan pada Gambar 7-9. Dari hasil simulasi untuk seluruh profil aliran tidak terjadi luapan karena ketinggian aliran maksimum masih berada di bawah ketinggian saluran. Kemiringan saluran yang curam sangat baik untuk mempercepat aliran air untuk dialirkan ke outfall node sehingga tidak mengakibatkan terjadinya penggenangan air hujan pada saluran.
Gambar 8. Profil aliran dari node J3 hingga Out1
Gambar 9. Profil aliran dari node J6 hingga Out2
Profil aliran dari hasil simulasi pada saluran menunjukkan bahwa beberapa
saluran mengalami over capacity atau kapasitas yang berlebih pada saluran. Over
capacity pada saluran menunjukkan bahwa tinggi muka air maksimal pada saluran
drainase masih berada dibawah freebord pada saluran. Saluran drainase yang
mengalami over capacity yaitu C3, C4, C5, C6 dan C7.
Gambar 10. Debit aliran pada saluran C1 sampai dengan C5
Gambar 11. Debit aliran pada saluran C6 sampai dengan C7
[image:34.595.43.486.64.622.2]5. Evaluasi dan Perbaikan Sistem Drainase
Hasil simulasi yang sebelumnya, menunjukkan bahwa terjadi over
capacity pada beberapa saluran sehingga perlu dilakukan evaluasi terhadap saluran drainase. Saluran drainase yang mengalami over capacity yaitu C3, C4, C5, C6, dan C7. Dari hasil perhitungan secara manual juga dapat dibuktikan
bahwa saluran tersebut mengalami over capacity. Perhitungan secara manual yang
dilakukan untuk saluran C3 dengan dimensi saluran eksisting berdiameter 60 cm
dapat menampung debit aliran sebesar 1.37 m3/detik. Sementara debit hasil
simulasi SWMM 5.1 untuk saluran C3 sebesar 0.20 m3/detik. Contoh perhitungan
dapat dilihat pada Lampiran 4. Perbedaan hasil debit simulasi dengan debit hasil perhitungan secara manual terlihat pada Tabel 10.
Tabel 10. Perbedaan hasil debit simulasi dengan debit maksimum. Nama
Saluran Q Simulasi (m
3
/detik) Q maksimum (m3/detik) Diameter (m)
C3 0.200 1.370 0.6
C4 0.200 1.370 0.6
C5 0.454 2.681 0.8
C6 0.146 0.532 0.4
C7 0.146 2.681 0.8
Perhitungan yang dilakukan pada Tabel 9 untuk menentukan besar kapasitas saluran drainase menggunakan Pedoman Perencanaan Drainase Jalan 2006 (Pd. T-02-2006-B) yang didasarkan pada SNI 03-3424-1994 tentang tata cara perencanaan drainase permukaan jalan dan SNI 02-2406-1991 tentang tata cara perencanaan umum drainase perkotaan. Dari perhitungan menggunakan Pd. T-02-2006-B dibandingkan dengan simulasi SWMM didapat dimensi saluran drainase yang terlihat pada Tabel 11.
Hasil perubahan dimensi saluran pada Tabel 11 didapat dimensi diameter saluran yang akan digunakan. Masing-masing dimensi diameter saluran yang digunakan yaitu C3 sebesar 0.4 meter, C4 sebesar 0.4 meter, C5 sebesar 0.5 meter, C6 sebesar 0.3 meter, dan C7 sebesar 0.4 meter. Saluran C3 merupakan saluran pengumpul dari saluran C2 dengan diameter 0.4 meter, sehingga saluran C3 menggunakan diameter 0.4 meter. Pada saluran C4 menggunakan simulasi SWMM dengan diameter 0.3 meter saluran mengalami luapan, sehingga untuk saluran C4 menggunakan diameter 0.4 meter. Saluran C5 merupakan saluran
outfall untuk subcatchment S1 dan S2, juga sebagai saluran pengumpul dari saluran C1, C2, C3, dan C4. Berdasarkan fungsi saluran C5 diameternya haruslah lebih besar dari saluran C1, C2, C3, dan C4, sehingga diameter saluran C5 sebesar 0.5 meter. Pada saluran C6 untuk diameter 0.2 meter saluran meluap sehingga digunakan diameter 0.3 meter. Untuk saluran C7 merupakan saluran sebagai
Tabel 11. Perubahan dimensi saluran Nama
Saluran
Q Simulasi Dimensi Saluran Q Perhitungan Hasil Simulasi
SWMM
(m3/detik) Perubahan
Diameter (m) (m
3
/detik)
C3 0.200
0.6 1.370 Tidak meluap
0.5 0.895 Tidak Meluap
0.4 0.532 Tidak Meluap
0.3 0.272 Tidak Meluap
C4 0.200
0.6 1.370 Tidak meluap
0.5 0.895 Tidak Meluap
0.4 0.532 Tidak Meluap
0.3 0.272 Meluap
C5 0.454
0.8 2.681 Tidak Meluap
0.7 1.963 Tidak Meluap
0.6 1.370 Tidak Meluap
0.5 0.895 Tidak Meluap
C6 0.146
0.4 0.532 Tidak Meluap
0.3 0.272 Tidak Meluap
0.2 0.106 Meluap
C7 0.146
0.8 2.681 Tidak Meluap
0.7 1.963 Tidak Meluap
0.6 1.370 Tidak Meluap
0.5 0.895 Tidak Meluap
0.4 0.532 Tidak Meluap
[image:36.595.63.484.95.717.2]0.3 0.272 Tidak Meluap
Gambar 13. Profil aliran dari node J3 hingga Out1
Gambar 14. Profil aliran dari node J6 hingga Out2
Kemiringan pada saluran yang curam mengakibatkan tingginya kecepatan aliran air pada saluran. Kecepatan aliran air yang diijinkan pada saluran menurut SNI 02-2406-1991 antara 0.6 m/detik sampai 2 m/detik, sementara kecepatan aliran pada setiap saluran melebihi kecepatan yang diijinkan. Kecepatan aliran pada setiap saluran terlihat pada Tabel 12.
perhitungan rincian anggaran biaya terlihat pada Lampiran 5a dan 6a. Besar selisih biaya pembangunan pada saluran merupakan biaya yang dapat diefesiensikan pada saluran. Menurut Ningsih (2013), perlunya dikembangkan konsep dasar pembangunan drainase berkelanjutan dimana di fokuskan pada penigkatan daya guna air, meminimalkan kerugian, serta memperbaiki dan konservasi lingkungan.
Tabel 12. Kecepatan aliran pada simulasi dengan saluran perbaikan Nama Saluran Kecepatan Simulasi
(m/detik)
Kecepatan Perbaikan (m/detik)
C1 3.31 6.13
C2 2.75 6.05
C3 5.64 6.13
C4 2.63 6.13
C5 6.01 6.60
C6 3.05 5.57
C7 6.13 6.13
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan pengukuran yang dilakukan di lapangan didapatkan saluran
drainase adalah saluran tertutup atau saluran gorong-gorong dengan ukuran dimensi saluran 40 cm, 60 cm, 80 cm dan 100 cm.
Hasil dari simulasi pemodelan SWMM 5.1, curah hujan rencana sebesar
144 mm selama lama efektif hujan 3 jam. Debit limpasan maksimum pada
subcatchment sebesar 254.37 liter/detik yaitu pada S1 dan limpasan minimum sebesar 146.07 liter/detik yaitu pada S3.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa beberapa saluran mengalami over
capacity yaitu C3, C4, C5, C6, dan C7. Bila saluran di optimalkan sesuai dengan kapasitasnya, maka terdapat efesiensi sebesar Rp 16,372,000.00.
Saran
Perlu dilakukan pembersihan pipa pengalir air limpasan dari jalan ke
saluran gorong-gorong yang tersumbat, sehingga mengoptimalkan penampungan limpasan air hujan pada saluran drainase.
Perlu dilakukan simuasi tinggi muka air pada saluran drainase dengan
DAFTAR PUSTAKA
Anonim (2006), Pedoman Perencanaan Sistem Drainase Jalan. Jakarta:
Departemen PU
Harto, Sri Br.1993. Analisis Hidrologi. Jakarta (ID): PT.Gramedia Pustaka Utama
Hasmar, H.H.A. 2011. Drainase Terapan. Yogyakarta : UII Press
Huber, W and Dickinson, R. (1988). Stormwater Management Model. Version 4,
Part A. User´s Manual. U.S. Environmental Research Agency. Office of Research and Development. EPA/600/3-88/001a.
Huber, W. (1992) Contaminant transport in surface water. In: Maydment DR (ed.)
Handbook of Hydrology. Mc Graw-Hill, New York.
[KEMENPU] Kementerian Pekerjaan Umum. 2011. Materi Bidang Drainase. Jakarta (ID): Kementerian Pekerjaan Umum
Ningsih, S. S. 2013. Evaluasi Saluran Drainase di Perumah Cinta Kasih Cengkareng Dengan Menggunakan Model EPA SWMM 5.0 (skripsi). Bogor : Institut Pertanian Bogor
Rossman, L. 2004. Storm Water Management Model User’s Manual Version 5.0.
Cincinnati (US) : EPA United Stated Environmental Agency
Soemarto, CD, 1999. Hidrologi Teknik. Penerbit Erlangga, Jakarta
SNI 03-3434, 1994. Tata cara Perencanaan Drainase Permukaan Jalan. Dewan
Standarisasi Nasional
Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Yogyakarta (ID):
CV. Andi Offset.
Tsihrintzis, V and Hamid, R.(1998) Runoff quality prediction from small urban
catchments using SWMM. Hydrol. Process. 12 (2) 311-329.
LAMPIRAN
Lampiran 2. Diagram Alir Penelitian
Mulai
Data Primer :
1.Dimensi dan elevasi saluran drainase
2.Sistem jaringan drainase
Data Sekunder : 1. Data curah hujan
2. Peta masterplan
3. peta tutupan lahan
Nilai curah hujan rencana
Daerah Pervious dan Impervious
Selesai SWMM
Kesesuaian saluran drainase dengan debit
banjir
Lampiran 4. Contoh perhitungan kapasitas saluran C3 Diketahui :
1. Subcatchment = S2
2. Saluran titik awal = J4
3. Saluran titik akhir = J5
4. Jenis saluran = gorong-gorong
5. Q hasil simulasi = 0.200 m3/detik
6. Panjang lintasan aliran di dalam saluran (Ls) = 11.3 m
7. Elevasi muka tanah asli awal = 4.354 m
8. Elevasi muka tanah asli akhir = 3.183 m
9. Diameter saluran awal = 0.6 m r = 0.3 m
Ditanya : Q maksimum ? Jawab :
Freebord (Fb) = D – h h = 0.814 D (SNI)
= 0.60 – 0.49 = 0.11 m y = r – Fb
= 0.19 m Cos a =
30 19 a = 51.09 o
β = 360 – 2 a
= 258 o
L = 2
360 xr
= 0.202 m2
sin α = r x
sin 51.09 = r x
= 0.2217 m
L =
2 1
xy = 0.0209 m2
L (A) = L + 2 L
= 0.2441 m2
P = x2r
360 = 1,349 m
R =
P A = 0,181 m
- Kemiringan pada dasar saluran menggunakan muka tanah asli :
= (Elevasi awal – Elevasi akhir)/ Ls = 30 . 11 183 . 3 354 . 4 = 0.0813 Kontrol s
- Koefisien Manning : untuk nilai n beton nilainya 0,013
- Kecepatan aliran dalam saluran (V) = 2
1 3 2 .s .R n 1
= (0.181 ) (0.0813 )
013 . 0
1 32 21
x x
= 7.01 m/detik - Kontrol Debit :
Q = V x A
= 7.01 m/detik x 0.244 m2
= 1.37 m³/detik
- Debit simulasi = 0.20 m³/detik
Lampiran 5a. RAB untuk pembangunan saluran dimensi awal
1.1. Pembersihan lahan 5 hari Rp 100,000.00 Rp 500,000.00 1.2. Mobilisasi dan demobilisasi 3 hari Rp 200,000.00 Rp 600,000.00
2.1. Galian tanah 269.68 M3 Rp 25,900.00 Rp 6,984,712.00
3.1. Pembuatan saluran - - Rp 47,181,600.00 Rp 47,181,600.00 3.2. Pembuatan Bak Kontrol (60 cm x60 cm) 7 buah Rp 817,500.00 Rp 5,721,000.00 3.3. Pemasangan Pipa PVC 4 inch/m 7 buah Rp 191,571.43 Rp 1,341,000.00
3.1. Timbunan 4 orang/hari Rp 31,000.00 Rp 124,000.00 3.2. Pembersihan akhir dan perataan 3 orang/hari Rp 11,000.00 Rp 33,000.00
Total Rp 62,485,312.00 4
Jenis Pekerjaan
1
2.
3
Pekerjaan Tanah Pekerjaan Persiapan
Pekerjaan Beton
Pekerjaan Timbunan dan Pembersihan Akhir
Volume Satuan Harga Satuan Jumlah Harga
34 Lampi ra n 5b.Kur v a S untuk pe mban g una n salur an dim ensi aw al
Minggu ke
Pekerjaan Persiapan
Hari ke
29 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 261.1. Pembersihan lahan
0.80
5
1.2. mobilisasi dan demobilisasi
0.96
3
2.1. Galian tanah
11.18
5
3.1. Pembuatan saluran pre cas
75.51
7
3.2. Pembuatan Bak Kontrol (60 cm x60 cm)
9.16
7
3.3. Pemasangan Pipa PVC 4 inch
2.15
7
3.1. Timbunan
0.20
4
3.2. Pembersihan akhir
0.05
3
100
60.62
99.85
100.00
Pekerjaan Timbunan dan Pembersihan Akhir
0.10 0.10
0.05
6.23 54.39 39.22 0.15 43.15 32.4
3.92 5.23
0.61 1.53
Bobot
(hari)
1 2 3 4
0.80 0.96 4.47 6.71
Pekerjaan Tanah
1.
2.
4
Lampiran 6a. RAB untuk pembangunan saluran dengan dimensi optimal
1.1. Pembersihan lahan 5 hari Rp 100,000.00 Rp 500,000.00 1.2. Mobilisasi dan demobilisasi 3 hari Rp 200,000.00 Rp 600,000.00
2.1. Galian tanah 269.68 M3 Rp 25,900.00 Rp 6,984,712.00
3.1. Pembuatan saluran - - Rp 30,809,600.00 Rp 30,809,600.00 3.2. Pembuatan Bak Kontrol (60 cm x60 cm) 7 buah Rp 817,500.00 Rp 5,721,000.00 3.3. Pemasangan Pipa PVC 4 inch/m 7 buah Rp 191,571.43 Rp 1,341,000.00
3.1. Timbunan 4 orang/hari Rp 31,000.00 Rp 124,000.00 3.2. Pembersihan akhir dan perataan 3 orang/hari Rp 11,000.00 Rp 33,000.00
Total Rp 46,113,312.00 3 Pekerjaan Beton
4 Pekerjaan Timbunan dan Pembersihan Akhir
Harga 1 Pekerjaan Persiapan
2. Pekerjaan Tanah
36 Lampi ra n 6b. Kur v a S untuk pemba ng un an salur an de nga n dim ensi op ti
mal
Minggu ke
Pekerjaan Persiapan
Hari ke
29 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 261.1. Pembersihan lahan
1.08
5
1.2. mobilisasi dan demobilisasi
1.30
3
2.1. Galian tanah
15.15
5
3.1. Pembuatan saluran pre cas
66.81
7
3.2. Pembuatan Bak Kontrol (60 cm x60 cm)
12.41
7
3.3. Pemasangan Pipa PVC 4 inch
2.91
7
3.1. Timbunan
0.27
4
3.2. Pembersihan akhir
0.07
3
100
61.86
99.79
100.00
Pekerjaan Timbunan dan Pembersihan Akhir
0.13 0.13
0.07
8.44 53.41 37.94 0.21 38.18 28.6
5.32 7.09
0.83 2.08
Bobot
(hari)
1 2 3 4
1.08 1.30 6.06 9.09
Pekerjaan Tanah
1.
2.
4
