ANALISIS DAN DESAIN BANGUNAN HIDROLIKA DENGAN
KONSEP ZERO RUNOFF DI PERUMAHAN TAMAN SARI
PERSADA, BOGOR
DINDA RIDHOATMAJI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Analisis dan Desain Bangunan Hidrolika dengan Konsep Zero Runoff di Perumahan Taman Sari Persada, Bogor” adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal 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 ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2013
Dinda Ridhoatmaji
ABSTRAK
DINDA RIDHOATMAJI. Analisis dan Desain Bangunan Hidrolika dengan Konsep Zero Runoff di Perumahan Taman Sari Persada, Bogor. Dibimbing oleh BUDI INDRA SETIAWAN.
Banjir sekarang tidak hanya terjadi di perumahan yang terletak di dataran rendah saja, namun juga terjadi di perumahan yang terletak di dataran tinggi. Perumahan Taman Sari Persada, Bogor, adalah salah satu perumahan mewah yang tidak luput dari bencana banjir. Penelitian dilakukan di perumahan ini dengan tujuan mendapatkan suatu sistem resapan air hujan untuk mengurangi resiko banjir. Terlebih dahulu dilakukan observasi lapangan, analisis hujan dan pendugaan permeabilitas tanah untuk dijadikan rujukan dalam menentukan desain hidrolika bangunan resapan air. Kemudian dilakukan perhitungan matematis untuk menentukan volume banjir, kapasitas resapan dan efektifitas resapan yang dihasilkan. Hasil penelitian menunjukan bahwa debit banjir di perumahan Taman Sari Persada sebesar 6489.33 m3. Untuk mengatasi banjir ini, dapat dibangun sumur resapan di beberapa rumah dan parit berorak di sepanjang saluran drainase utama. Sistem resapan ini diperkirakan dapat mengurangi sekitar 54.87% dari debit banjir yang terjadi atau sekitar 3560.46 m3. Selanjutnya, sisa limpasan yang tidak terserap diperkirakan dapat ditampung oleh saluran drainase yang sudah ada. Kata kunci: Banjir, Drainase perumahan, Sumur resapan, zero runoff
ABSTRACT
DINDA RIDHOATMAJI. Analysis and Design of Hydraulic Structures with Zero Runoff Concept in Taman Sari Persada Residential, Bogor. Supervised by BUDI INDRA SETIAWAN.
Nowdays flooding is not only experienced by residential area located on the lower plains, but also experienced by residential located on the plateau. Taman Sari Persada, Bogor, is one of the luxury residential that was not spared from such disasters. Study was conducted in the residential area with the goal of getting a rainwater infiltration system to reduce the risk of flooding. First of all, field observation, rain analysis and estimating hydrolic conductivity were conducted to be a reference in determining hydraulic design of water infiltration building. After that calculations should be done to determine the volume of flooding, infiltration capacity and effectiveness of the resulting infiltration. The research showed that flood discharge in Taman Sari Persada residential is about 6489.33 m3. To overcome this flooding problem, infiltration wells can be built at some homes and building an infiltration system along the main drainage channel in the residential area. These infiltration systems are estimated to reduce about 54.87% of the flood discharge occurring or about 3560.46 m3 of water. Furthermore, the rest of the runoff that is not absorbed is expected to be accommodated by the existing drainage channel.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
ANALISIS DAN DESAIN BANGUNAN HIDROLIKA DENGAN
KONSEP ZERO RUNOFF DI PERUMAHAN TAMAN SARI
PERSADA, BOGOR
DINDA RIDHOATMAJI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Judul Skripsi : Analisis dan Desain Bangunan Hidrolika dengan Konsep Zero Runoff di Perumahan Taman Sari Persada, Bogor
Nama : Dinda Ridhoatmaji
NRP : F44090054
Disetujui oleh
Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr. Pembimbing I
Diketahui oleh
Dr. Yudi Chadirin, S.TP., M.Agr. Plh. Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2013 ini ialah drainase perumahan, dengan judul Analisis dan Desain Bangunan Hidrolika dengan Konsep Zero Runoff di Perumahan Taman Sari Persada, Bogor.
Tidak lupa rasa terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr. selaku pembimbing akademik yang telah membantu membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Dr. Chusnul Arif, S.TP., M.Si. dan Bapak Sutoyo, S.TP., M.Si.
selaku dosen penguji pada ujian skripsi yang telah member masukan-masukan.
3. Staf Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika Darmaga, dan pihak
Perumahan Taman Sari Persada, yang telah sangat membantu dalam pengumpulan data-data penelitian
Serta teman-teman dari departemen Teknik Sipil dan Lingkungan yang telah banyak memberi saran dan motivasi dalam pembuatan skripsi ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doanya.
Semoga skripsi ini bermanfaat.
Bogor, Juli 2013
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Rumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
Manfaat Penelitian 2
Ruang Lingkup Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 2
Limpasan dan Analisis Hujan 2
Sistem Penampungan dan Peresapan Air Hujan 4
Infiltrasi dan Permeabilitas Tanah 6
METODE PENELITIAN 8
Waktu dan Tempat 8
Peralatan yang Digunakan 9
Prosedur Penelitian 9
Analisis Data 10
HASIL DAN PEMBAHASAN 10
Lokasi dan Arah Limpasan 10
Hujan dan Volume Banjir 11
Permeabilitas Tanah 12
Sistem Penampung dan Peresapan Air Hujan 13
SIMPULAN DAN SARAN 16
Simpulan 16
Saran 17
DAFTAR PUSTAKA 17
DAFTAR TABEL
1 Beberapa Parameter Statistik 4
2 Periode Ulang untuk Tipologi Kota Tertentu 4
3 Daya Serap Tanah di Berbagai Kondisi Lahan 7
4 Analisis Curah Hujan Rencana 11
DAFTAR GAMBAR
1 Sistem Peresapan Air Kolam Resapan dan Parit Berorak 5
2 Lokasi Penelitian 8
3 Diagram Alir Prosedur Penelitian 9
4 Peta Topografi dan Arah Aliran di Perumahan Taman Sari Persada 10
5 Perbandingan Hasil Uji Ketidakcocokan 11
6 Perbandingan Laju Infiltrasi Terukur dan Model Infiltrasi Philips 12
7 Konstruksi Sumur Resapan 14
DAFTAR LAMPIRAN
1 Skema Kerangka Pemikiran 18
2 Nilai Koefisien C berbagai Karakter Permukaan 19
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Banjir yang terjadi pada musim hujan sudah menjadi peristiwa rutin di beberapa kota di Indonesia. Kawasan pemukiman atau perumahan pun tidak luput dari ancaman banjir tersebut. Banjir sekarang tidak hanya dialami oleh kawasan pemukiman perkotaan yang terletak di dataran rendah saja, namun juga dialami oleh kawasan yang terletak di dataran tinggi. Peristiwa ini hampir setiap tahun berulang, namun permasalahan ini belum terselesaikan, bahkan cenderung makin meningkat, baik frekuensi, luasan, kedalaman, maupun durasinya.
Menurut Herlambang et al. (2003), perubahan penggunaan lahan dari daerah pertanian/perkebunan (tegalan)/hutan menjadi daerah pemukiman akan menyebabkan berkurangnya daerah infiltrasi alami. Sehingga apabila hujan turun pada daerah tersebut maka air hujan akan dengan cepat berubah menjadi aliran permukaan. Air hujan yang telah berubah menjadi aliran permukaan tersebut akan semakin banyak dan segera mengalir ke tempat yang lebih rendah untuk seterusnya masuk kedalam sungai menjadi aliran sungai. Keadaan semacam inilah yang sering kali menimbulkan banjir bahkan oleh hujan yang kecil sekalipun.
Kejadian banjir seringkali terjadi akibat kapasitas sistem jaringan drainase yang menurun, debit aliran air yang meningkat, atau kombinasi dari keduanya. Menurunnya kapasitas sistem jaringan drainase disebabkan beberapa faktor, seperti banyaknya terjadi endapan, terjadi kerusakan fisik sistem jaringan dan atau adanya bangunan liar di atas sistem jaringan. Sedangkan penyebab meningkatnya debit antara lain adalah curah hujan yang tinggi di luar kebiasaan, perubahan tata guna lahan, dan kerusakan lingkungan pada Daerah Aliran Sungai (DAS). Pada waktu-waktu tertentu saat musim hujan, sering terjadi peningkatan debit aliran yang disebabkan oleh beberapa faktor, maka kapasitas sistem yang ada tidak bisa lagi menampung debit aliran, sehingga mengakibatkan banjir di kawasan tersebut.
Kasus seperti ini juga terjadi di Perumahan Taman Sari Persada yang terletak di Jl. Raya Baru (Cimanggu) Km. 5 Bogor Utara, Bogor. Metrotvnews.com Rabu (13/2/2013) mengatakan bahwa hujan deras yang terjadi di wilayah Bogor sejak Selasa sore telah mengakibatkan Perumahan Taman Sari Persada, Kecamatan Tanah Sareal, Kabupaten Bogor, Jawa Barat, terendam banjir hingga satu meter pada Selasa (12/2/2013) malam. Penghuni komplek elite
tersebut terpaksa pulang menggunakan perahu karet yang disediakan Pemerintah Daerah dan Taruna Siaga Bencana (Tagana) setempat. Dalam berita tersebut juga dikatakan bahwa selain hujan deras, banjir juga disebabkan karena sistem drainase yang buruk sehingga air pun mengalir deras seperti layaknya sungai.
2
Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang menjadi fokus dalam penelitian ini adalah menganalisis apakah konsep zero runoff di lokasi penelitian dapat diterapkan. Sehingga air limpasan yang masuk ke daerah tersebut tetap berada di wilayah itu tetapi tidak mengakibatkan terjadinya genangan/banjir melainkan terserap ke dalam tanah.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mengurangi terjadinya genangan air dan aliran permukaan pada saat hujan dengan penerapan konsep zero runoff di lokasi penelitian dan menentukan nilai efektifitas pengurangan limpasan.
Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dapat dijadikan masukan bagi pihak terkait untuk mengatasi masalah genangan air yang dapat mengakibatkan banjir di daerah tersebut.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian antara lain adalah pengamatan arah aliran permukaan dan genangan yang terjadi di lokasi tempat penelitian. Kemudian dilakukan analisis untuk menentukan arah aliran berdasarkan peta topografi, hubungannnya terhadap curah hujan harian rata-rata, volume genangan, nilai permeabilitas tanah dan perencanaan bangunan resapan yang sesuai untuk wilayah perumahan tersebut, serta menentukan kapasitas volume resapannya.
TINJAUAN PUSTAKA
Limpasan dan Analisis Hujan
Dalam siklus hiodrologi jatuhnya hujan ke bumi merupakan sumber air yang dapat dipakai untuk keperluan makhluk hidup. Dalam siklus tersebut secara alamiah air hujan yang jatuh ke bumi sebagian akan masuk ke perut bumi dan sebagian lagi akan menjadi aliran permukaan atau limpasan yang sebagian besar masuk ke sungai dan akhirnya menuju ke laut (Saleh 2011).
3
(subsurface flow). Dalam kaitannya dengan limpasan, faktor yang mempengaruhi aliran pada saluran atau sungai dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu faktor meteorologi dan karakteristik daerah tangkapan air (DTA). Faktor-faktor meteorologi yang berpengaruh pada limpasan terutama adalah karakteristik hujan, seperti intensitas hujan, durasi hujan, dan distribusi curah hujan. Sedangkan karakteristik DTA yang berpengaruh diantaranya adalah luas dan bentuk DTA, topografi dan tata guna lahan.
Curah hujan yang berlebih akan diturunkan dalam bentuk limpasan dan pengisian air tanah. Besarnya limpasan sebanding dengan proporsi koefisien limpasan pada wilayah tersebut. Sedangkan besarnya pengisian air tanah merupakan sisa nilai curah hujan lebih yang tidak menjadi limpasan. Total limpasan dan pengisian air tanah dapat dikelola dan dijadikan water supply. Untuk menduga besarnya debit puncak limpasan dapat digunakan metode rasional. Metode rasional dikembangkan berdasarkan asumsi bahwa hujan yang terjadi mempunyai intensitas seragam dan merata di seluruh daetah tangkapan air selama paling sedikit sama dengan waktu konsentrasi. Persamaan matematik metode rasional dinyatakan dalam Persamaan 1.
C A... (1) dengan : Q = Debit maksimum (m3/s)
C = Koefisien limpasan
I = Intensitas hujan (mm/jam) A = Luas daerah pengaliran (ha)
Koefisien limpasan (C) didefinisikan sebagai nisbah antara puncak aliran permukaan terhadap intensitas hujan. Faktor utama yang mempengaruhi nilai C adalah laju infiltrasi tanah atau persentase lahan kedap air, kemiringan lahan, tanaman penutup tanah, dan intensitas hujan (Suripin 2004). Permukaan kedap air seperti perkerasan aspal dan atap bangunan, akan menghasilkan aliran hampir 100% setelah permukaan menjadi basah, seberapa pun kemiringannya. Koefisien limpasan juga tergantung pada sifat dan kondisi tanah. Faktor penggunaan lahan akan menentukan perbedaan besarnya koefisien C. Hutan mempunyai koefisien limpasan yang sangat kecil yaitu 0.01-0.10, daerah pusat perdagangan, industri, pemukiman apartemen mempunyai nilai C dengan kisaran antara 0.50-0.80, perkotaan 0.50-0.75, pemukiman padat 0.40-0.60, taman, kebun dan persawahan berkisar antara 0.20-0.60 (Indriatmoko 2010).
Kemudian untuk mendapatkan besarnya curah hujan maksimum harian rata-rata (R24) dengan periode ulang tertentu, dilakukan perhitungan periode ulang hujan dengan menggunakan beberapa metode distribusi frekuensi. Dalam ilmu statistik, dikenal empat jenis distribusi frekuensi yang sering digunakan dalam bidang hidrologi, diantaranya adalah :
1. Distribusi Normal 2. Distribusi Log Normal
4
Dalam statistik dikenal beberapa parameter yang berkaitan dengan analisis data yang meliputi rata-rata, simpangan baku, koefisien variasi, dan koefisien skewness
(kecondongan/kemencengan). Dari keempat metode tersebut kemudian dicari nilai deviasi dan error terhadap data aktual. Setelah kedua nilai tersebut didapat, maka nilai curah hujan yang dipakai adalah nilai hasil perhitungan dari metode yang memiliki deviasi dan error paling rendah dengan data aktual.
Tabel 1 Beberapa Parameter Statistik Drainase oleh Kementrian Pekerjaan Umum sebagai berikut.
Tabel 2 Periode Ulang untuk Tipologi Kota Tertentu
Tipologi Kota Daerah Tangkapan Air (ha)
<10 10-100 101-500 >500
Kota Metropolitan 2 tahun 2-5 tahun 5-10 tahun 10-25 tahun
Kota Besar 2 tahun 2-5 tahun 2-5 tahun 5-20 tahun
Kota Sedang 2 tahun 2-5 tahun 2-5 tahun 5-10 tahun
Kota Kecil 2 tahun 2 tahun 2 tahun 2-5 tahun
Sumber: SNI 03-2453-2002
Sistem Penampungan dan Peresapan Air Hujan
5
yang besar tidak diserap tanah dan langsung terbuang/melimpas ke daerah limpasan (Setiabudi 2009). Oleh karena itu perlu dibangun juga suatu sistem penampungan dan peresapan air hujan dalam proses pembangunan dan pengembangan lahan.
Sistem penampungan dan peresapan air hujan merupakan suatu sistem drainase untuk mengurangi aliran permukaan akibat hujan. Konsep dasar sistem ini pada hakekatnya adalah memberi kesempatan pada air hujan untuk meresap ke dalam tanah dengan cara menampung air tersebut pada suatu sistem resapan. Beberapa sistem penampungan dan peresapan air hujan diantaranya adalah sumur resapan (berupa sumur resapan individu, kolam resapan dan parit berorak) atau lubang biopori.
Sumber: Kusnaedi, 2006
Gambar 1 Sistem Peresapan Air Kolam Resapan dan Parit Berorak
Kemudian untuk lubang resapan biopori, merupakan sebuah rekayasa teknologi peresapan air tepat guna berupa lubang silindris sederhana berbentuk vertikal yang memiliki ukuran diameter yang relatif tidak terlalu besar namun dapat efektif untuk meresapkan air ke dalam tanah (Muchron 2010).
Sumur resapan adalah salah satu prasarana untuk menampung dan meresapkan air hujan. Berbeda dengan cara konvensional dimana air hujan dibuang/dialirkan ke sungai kemudian diteruskan ke laut. Sumur resapan ini merupakan sumur kosong dengan kapasitas tampung yang cukup besar sebelum air meresap ke dalam tanah. Dengan adanya tampungan, maka air hujan mempunyai cukup waktu untuk meresap ke dalam tanah. Berdasarkan konsep tersebut, maka ukuran/dimensi sumur yang diperlukan untuk suatu lahan atau kapling sangat bergantung dari faktor-faktor seperti, luas permukaan penutupan, karakteristik hujan, koefisien permeabilitas tanah dan tinggi muka air tanah. Dalam perencanaannya, digunakan acuan yang ada pada SNI 03-2453-2002
6
K = Koefisien permeabilitas tanah (m/hari)
storasi a - rsp ... (4) total Astorasih ... (5) n total
ren ana ... (6) dengan : Vstorasi = Volume penampungan (m3)
Htotal = Kedalaman total sumur (m) Ah = Luas alas sumur (m2)
n = Jumlah sumur yang dibutuhkan
Kemudian untuk memghitung kapasitas saluran, dapat digunakan rumus manning
yang terdapat pada Persamaan (7).
Infiltrasi adalah proses masuknya air ke dalam tanah melalui permukaan tanah. Menurut Arsyad (2010), infiltrasi dapat dibedakan menjadi dua yaitu infiltrasi horizontal (air tertarik ke dalam tanah oleh gaya tarikan matriks tanah) dan infiltrasi vertikal (infiltrasi ke bawah akibat gaya grafitasi). Kapasitas infiltrasi atau laju infiltrasi maksimum adalah kemampuan tanah menyerap air per satuan waktu tertentu sedangkan laju infiltrasi adalah banyaknya air yang masuk ke dalam tanah per satuan waktu tertentu. Jika hujan kecil atau lebih kecil dari kapasitas infiltrasi, maka kapasitas infiltrasi tidak terpenuhi, sehingga laju infiltrasi sama dengan intensitas hujan. Jika intensitas hujan besar atau lebih dari kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi sama dengan kapasitas infiltrasi.
7
ditampung. Proses infiltrasi akan meningkatkan kadar air pada kondisi kapasitas lapang, dimana kandungan air dalam tanah maksimum yang dapat ditahan oleh partikel tanah terhadap gaya tarik bumi. Pada awal infiltrasi, laju infiltrasi sangat tinggi, kemudian menurun hingga akhirnya konstan pada laju minimum. Pada awal infiltrasi gaya yang bekerja adalah gaya gravitasi dan gaya sedotan matrik tanah, semakin basah, gaya matrik semakin berkurang, akhirnya mencapai nilai 0 (nol) pada saat tanah jenuh. Pada kondisi demikian, gaya yang bekerja hanya gaya gravitasi. Dalam pengukuran laju ini, digunakan model infitrasi Philips. Geonadi
et al. (2012) menjelaskan bahwa model infiltrasi Philips cukup sesuai digunakan untuk prediksi limpasan permukaan. Secara empiris persamaan/model infiltrasi Philips dapat dituliskan sebagai berikut.
f t t- ... (8) dengan : f(t) = fungsi laju infiltrasi terhadap waku (cm/s)
S = Daya serap tanah
K = Konduktivitas hidrolik/permeabilitas tanah Kemudian nilai daya serap tanah sendiri dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Daya Serap Tanah di Berbagai Kondisi Lahan
Tata Guna Lahan (Land Use) Daya Serap Tanah Terhadap Air
Hujan (%)
Daerah hutan/pekarangan lebat 80-100
Daerah taman kota 75-95
Jalan tanah 40-85
Jalan aspal, lantai beton 10-15
Daerah dengan bangunan terpencar 30-70
Daerah pemukiman agak padat 15-30
Daerah pemukiman padat 10-30
Sumber: Kusnaedi, 2006
Selanjutnya, permeabilitas secara kuantitatif diartikan sebagai kecepatan bergeraknya suatu cairan pada suatu media berpori dalam keadaan jenuh. Koefisien permeabilitas tanah tergantung pada ukuran rata-rata pori yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Menurut Arsyad (2010) permeabilitas tanah dapat dikelompokan sebagai berikut :
P1 = lambat : kurang dari 0.5 cm/jam P2 = agak lambat : 0.5-2.0 cm/jam
8
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini akan dilaksanakan selama tiga bulan, mulai dari bulan Maret hingga bulan Mei 2013. Penelitian dilaksanakan di Perumahan Taman Sari Persada yang terletak sekitar 6°32'31.34" LS dan 106°46'38.19 BT, tepatnya di Jl. Raya Baru (Cimanggu) Km. 5 Bogor Utara, Bogor.
9
Peralatan yang Digunakan
Alat yang akan digunakan dalam penelitian ini antara lain alat ukur panjang (tapping), theodolite, target rod, bor biopori, alat tulis, kalkulator, dan laptop yang dilengkapi dengan perangkat lunak AutoCAD, Surfer dan Microsoft Office.
Prosedur Penelitian
Langkah pertama dalam memulai penelitian ini adalah identifikasi masalah dengan melakukan survei ke lapangan. Setelah itu dilakukan studi pustaka untuk mengetahui cara-cara penyelesaian masalah yang ada dan menentukan tujuan serta
output dari penelitian tersebut. Kemudian dilakukan pengumpulan data berupa data primer (dengan melakukan pengukuran/survei di lapangan) dan data sekunder. Selanjutnya dilakukan pengolahan dan analisis dari data yang sudah didapat (termasuk melakukan perencanaan desain bangunan resapan). Setelah semua prosedur selesai, dilakukan evaluasi hasil penelitian terhadap tujuan yang sudah ditetapkan sebelumnya.
10
Analisis Data
Teknik pengolahan data yang dilakukan berturut-turut adalah sebagai berikut :
1. Menentukan arah limpasan berdasarkan topografi lahan.
2. Menghitung curah hujan rata-rata dengan menggunakan empat metode distribusi frekuensi dengan bantuan program MS.Office.
3. Menghitung volme andil banjir total (Pers.2).
4. Menentukan nilai koefisien permeabilitas lalu diplotkan dan dibandingkan model infiltrasi Philips (Pers.8).
5. Merencanakan dimensi dan jumlah bangunan resapan serta efisiensi pengurangan limpasan. (Pers.2, Pers.3, Pers.4, Pers.5, dan Pers.6).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Lokasi dan Arah Limpasan
Sumber: Analisis data, 2013
11
Gambar 4 merupakan peta hasil pengukuran topografi dan penentuan arah aliran air. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa wilayah perumahan Taman Sari Persada memiliki lahan yang menurun. Hasil yang didapat juga menunjukan bahwa topografi lahan pada bagian selatan (DTA 1) lebih curam dibandingkan pada bagian utara (DTA 2). Arah aliran yang mengalir dari selatan, yang memiliki elevasi lebih tinggi, ke utara, mengakibatkan genangan banjir terkonsentrasi pada bagian utara perumahan yang memiliki topografi lahan yang landai.
Hujan dan Volume Banjir
Tabel 4 Analisis Curah Hujan Rencana
Periode Ulang
Analisa Frekuensi Curah Hujan Rencana (mm/hr)
Normal Log Normal Gumbel Log Pearson
III
Tr2 33.40 31.95 31.89 30.68
Tr5 42.78 41.32 45.21 40.57
Tr10 47.69 47.28 54.03 48.10
Tr25 51.71 52.80 65.18 58.91
Tr50 56.28 59.86 73.44 67.72
Tr100 59.41 65.22 81.65 77.45
Tr200 62.20 70.41 89.82 88.11
Tr1000 67.89 82.32 108.76 117.44
Sumber: Analisis data, 2013
Gambar 5 Perbandingan Hasil Uji Ketidakcocokan
12
sedang, maka untuk daerah perumahan Taman Sari Persada dengan luas sekitar 27.98 ha digunakan nilai curah hujan rencana dengan periode ulang lima tahun, yaitu sebesar 45.21 mm/hari (Tabel 4).
Kemudian untuk volume andil banjir, wilayah perumahan seluas 27.98 ha dengan koefisien limpasan sebesar 0.60 untuk karakter permukaan perumahan, dan curah hujan rencana sebesar 45.21 mm/hari. Maka didapatkan perkiraan volume andil banjir bedasarkan SNI 03-2453-2002 yaitu sebesar 6,489,325.85 liter atau setara dengan 6,489.33 m3. Volume limpasan tersebut cukuplah besar untuk wilayah perumahan seluas 27.98 ha. Oleh karena itu dibutuhkan bangunan resapan yang dapat mengurangi limpasan yang terjadi.
Permeabilitas Tanah
Pengukuran permeabilitas tanah dilakukan di titik yang berbeda di wilayah perumahan dengan asumsi bahwa karakteristik tanah pada perumahan ini adalah seragam. Asumsi ini diperkuat dengan keterangan warga setempat yang mengatakan bahwa komplek perumahan tersebut dibangun dengan melakukan pengurugan dan pemadatan tanah terlebih dahulu. Pengukuran dilakukan dengan mencatat waktu penurunan muka air sebanyak mungkin. Hasil pengukuran kemudian diplotkan di Ms. Excell dan dibandingkan dengan model infiltrasi Philips (Pers.7) dengan daya serap tanah untuk daerah pemukiman diasumsikan sebesar 0.15 (Tabel 3).
Perhitungan dilakukan dengan melakukan trial and error nilai konduktivitas hidrolik/permeabilitas tanah yang ada pada model infiltrasi Philips. Permeabilitas tanah yang dapat dipergunakan untuk sumur resapan dibagi menjadi tiga kelas, yaitu permeabilitas tanah sedang (2.0-6.5 cm/jam), agak cepat (6.5-12.5 cm/jam) dan permeabilitas tanah cepat (>12.5 cm/jam) (Suripin, 2004). Dari perhitungan yang telah dilakukan, didapatkan koefisien permeabilitas tanah wilayah Taman Sari Persada sebesar 0.0007815 cm/dtk atau setara dengan 2.813 cm/jam.
13
Gambar 6 menunjukan laju infiltrasi hasil pengukuran maupun perhitungan dengan model infiltrasi Philips. Dari gambar tersebut terlihat bahwa kedua grafik hampir berimpit saat keadaan tanah mulai jenuh, yaitu saat mulai mendekati sumbu X. Nilai error rat-rata antara laju infiltrasi terukur dan permodelan Philips yang terjadi saat itu adalah sekitar 0.0007 cm/dtk. Berdasarkan hasil tersebut, jika dibandingkan dengan kelompok permeabilitas tanah menurut Arsyad (2010), maka tanah di wilayah perumahan Taman Sari Persada termasuk kedalam tanah dengan permeabilitas sedang. Hal ini juga sesuai dengan syarat permeabilitas tanah yang dapat digunakan untuk sumur resapan menurut Suripin (2004) dalam bukunya yang berjudul Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan.
Sistem Penampung dan Peresapan Air Hujan
Rencana penerapan konsep zero-runoff di wilayah perumahan Taman Sari Persada ini adalah dengan membangun bangunan resapan. Bangunan resapan merupakan suatu bangunan hidrolika atau bangunan air yang dapat meresapkan air (terutama air hujan) ke dalam tanah. Pembangunan bangunan ini diharapkan dapat mengurangi aliran permukaan dan genangan air yang terjadi setelah hujan, sehingga dapat mengurangi resiko terjadinya banjir.
Sumur Resapan
Hasil pengamatan lapangan menunjukan bahwa rumah di perumahan Taman Sari Persada rata-rata memiliki kavling yang tidak cukup luas. Halaman yang dimiliki tiap rumah pun sangat sempit. Kondisi ini tidak dimungkinkan dibangun sumur resapan individu pada setiap rumah di wilayah tersebut karena tidak memenuhi persyaratan jarak yang ada pada SNI 03-2453-2002. Meskipun demikian, ada beberapa rumah yang memiliki kavling luas dan halaman yang cukup besar. Tipe rumah yang seperti ini biasanya terdapat di setiap ujung jalan atau persimpangan.
Dari pengamatan secara langsung maupun hasil wawancara dengan warga setempat, terdapat sekitar ±340 rumah yang memiliki kavling yang cukup luas. Rumah-rumah tersebut rata-rata memiliki luas atap 200 m2. Dengan koefisien aliran (C) atap sebesar 0.95 maka besarnya volume andil banjir (Vab) dari atap rumah tersebut sebesar 7,344 liter atau setara dengan 7.34 m3. Direncanakan sumur dengan diameter sebesar 1.5 m dan kedalaman 2.5 m, didapatkan volume resapan sebesar 0.19 m3. Berdasarkan hasil tersebut maka volume penampungan total sumur yang dibutuhkan adalah sebesar 7.15 m3 dengan kedalaman sumur total 4 m. Karena telah direncanakan dimensi sumur seperti yang telah disebutkan sebelumnya, maka jumlah sumur yang dibutuhkan di setiap rumah adalah 2 sumur. Suprayogi et al.(2012) juga menjelaskan bahwa pada kasus luas atap yang lebih dari 100 m2, dapat dibuat sumur resapan dengan model paralel.
14
anyaman bambu. Penggunaan pasangan batu atau anyaman bambu ini dimaksudkan agar dinding-dinding tanah sumur dapat memberikan kontribusi dalam menyerap air. Kemudian untuk alas sumur dapat digunakan kerikil atau ijuk sebagai peredam energi air yang masuk ke sumur. Pembuatan sumur resapan ini merupakan salah satu cara yang efektif untuk meningkatkan kapasitas infiltrasi lahan, yang selanjutnya dapat menambah cadangan air tanah. Selain itu, sumur resapan berfungsi untuk mengurangi volume dan kecepatan aliran permukaan sehingga menurunkan puncak banjir (Fakhrudin 2010).
Sumber: Analisis data, 2013
Gambar 7 Konstruksi Sumur Resapan
Parit Berorak dan Kolam Resapan
15
mungkin dibangun adalah sumur resapan kolektif yang termasuk jenis sumur resapan dangkal, seperti parit berorak dan kolam resapan.
Parit berorak merupakan model sumur resapan yang meresapkan air melalui parit-parit yang didalamnya diberi sumur-sumur (rorak) penampung air. Dimensi rorak yang direncanakan yaitu dengan kedalaman 2 m serta panjang dan lebar alas disesuaikan dengan ukuran parit yang sudah ada yaitu sekitar 1 m. Dengan volume tampung 2 m3 dan volume resapan sebesar 0.127 m3, tiap rorak dalam parit ini berkontribusi mengurangi volume andil banjir sebesar 2.127 m3. Pembangunan rorak dalam parit ini direncanakan berjarak 5 m pada saluran drainase utama sepanjang 1.5 km yang ada di perumahan Taman Sari Persada. Sehingga banyaknya rorak yang dapat dibangun sekitar 250 rorak untuk masing-masing sisi jalan, yang berarti dapat berkontribusi mengurangi volume andil banjir sebesar 1,063.5 m3.
Kemudian hasil pengamatan langsung di lapangan menunjukan tidak adanya lahan yang cukup luas untuk dibangun kolam resapan. Meskipun ada beberapa klaster di perumahan ini yang memiliki lahan kosong yang digunakan sebagai taman, namun lokasi taman tersebut berada di elevasi yang lebih tinggi sehingga tidak efektif untuk dibangun kolam resapan.
Lubang Resapan Biopori
Selain kedua bangunan resapan tersebut, terdapat satu sistem resapan yang dapat diterapkan di wilayah perumahan ini, yaitu lubang resapan biopori. Dimensi lubang resapan biopori direncanakan berdiameter ±10 cm dengan kedalaman sekitar 80-100 cm. Sistem ini dapat ditempatkan pada titik-titik genangan untuk meresapkan air yang ada pada genangan tersebut atau pada halaman rumah. Meskipun penerapan lubang resapan biopori ini tidak begitu efektif dalam mengurangi total limpasan, konstruksinya yang cukup sederhana dengan biaya yang murah dapat menjadi salah satu alternatif pilihan sistem resapan yang dapat diterapkan di wilayah perumahan ini.
Efektifitas Resapan dan Kapasitas Saluran
Dari bangunan sumur resapan individu dan parit berorak, total volume andil banjir yang dapat dikurangi adalah sebesar 3,560.46 m3. Jika dibandingkan dengan volume andil banjir total di wilayah perumahan ini, maka kedua bangunan resapan tersebut dapat mengurangi sekitar 54.87% dari total limpasan yang terjadi. Sisa limpasan sekitar 45.13% atau sekitar 2,937.87 m3 ini tentunya akan dialirkan melalui saluran drainase yang sudah ada. Saluran drainase utama keseluruhan (DTA 1 dan DTA 2) yang memiliki panjang total sekitar 1.5 km dengan kedalaman 2 m dan lebar saluran 1 m, memiliki volume sekitar 3,000 m3. Volume ini tentunya dapat menampung sisa limpasan yang terjadi.
16
mencapai 5.2 m3/s. Sedangkan debit limpasan yang berasal dari perumahan ini menurut perhitungan dengan metode rasional yaitu hanya sekitar 1.31 m3/s (Rosid 2013). Menurut pengamatan di lapangan, banjir yang terjadi di perumahan Tamansari Persada tidak hanya disebabkan oleh limpasan yang berasal dari perumahan ini saja, namun juga disebabkan oleh debit limpasan yang berasal dari daerah hulu perumahan.
Berdasarkan tujuan penelitian yang telah dijelaskan sebelumnya, penerapan konsep zero-runoff dengan bangunan resapan di perumahan Taman Sari Persada, dapat dikatakan cukup efektif dalam mengurangi total limpasan. Meskipun tidak semua limpasan dapat diserap ke dalam tanah. Namun bangunan resapan ini mampu menambah waktu tampung air untuk meresap ke dalam tanah. Selain itu penerapan konsep ini juga berhasil mengurangi setengah dari limpasan total yang terjadi di wilayah perumahan ini. Pengendalian banjir pada suatu daerah, tentunya membutuhkan peran serta masyarakat/pemerintah untuk melakukan pengelolaan lahan di daerah hulu dan hilir DAS. Pengelolaan DAS yang dilakukan di bagian hilir saja tidak akan efektif dalam penanggulangan banjir. Zero-runoff merupakan suatu konsep drainase yang cukup efektif dan dapat diterapkan di bagian hulu untuk menahan dan menyerap limpasan sehingga limpasan yang terjadi di bagian hilir dapat berkurang.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Penerapan konsep zero-runoff yang direncanakan di wilayah perumahan Taman Sari Persada yaitu dengan membangun sumur resapan dangkal. Sumur resapan dangkal berupa sumur resapan individu tidak dapat diterapkan di setiap rumah yang ada, melainkan hanya di beberapa rumah yang memiliki lahan pekarangan yang cukup luas. Untuk parit berorak dapat dibangun di sepanjang saluran drainase utama sepanjang 1.5 km. Kemudian untuk kolam resapan tidak disarankan dibangun di wilayah perumahan ini. Hal ini karena tidak adanya lahan yang cukup luas untuk dibangunnya kolam resapan. Sistem resapan lainnya yaitu berupa lubang resapan biopori yang dapat menjadi salah satu pilihan alternatif dalam mengurangi genangan karena konstruksinya yang sangat sederhana dan tidak memerlukan banyak biaya.
17
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut, yang dilengkapi dengan site plan
perumahan. Sehingga dapat diketahui informasi yang lebih mendetail dari perumahan tersebut seperti batas perumahan, luas kavling dan tipe rumah, jumlah rumah serta panjang saluran utama perumahan. Dengan demikian hasil yang didapatkan bisa lebih akurat. Selain itu analisis debit limpasan dari daerah hulu perumahan dan pengelolaan lahan di daerah hulu juga perlu dilakukan apabila ingin melakukan pencegahan banjir yang terjadi dengan lebih efektif.
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad S. 2010. Konservasi Tanah dan Air. Edisi Revisi. Bogor (ID): IPB Press. [BSN] Badan Standar Nasional. 2002. Standar Nasional Indonesia Nomor
03-2453-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Sumur Resapan Air Hujan Untuk Lahan Pekarangan. Jakarta (ID): BSN.
Fakhrudin M. 2010. Kajian sumur resapan sebagai pengendali banjir dan kekeringan di Jabodetabek. LIMNOTEK 17(1):8-16.
Geonadi S, Mawardi M, Ritawati S. 2012. Kesesuaian model infiltrasi Philips untuk prediksi limpasan permukaan menggunakan metode bilangan kurva. AGRITECH 32(3):331.
Herlambang A, Indriatmoko RH. 2003. Penanggulangan banjir dengan jaring pengaman social sumur resapan di Jakarta dan sekitarnya. J Tek Ling 4(2):36-42.
Indriatmoko RH. 2010. Penerapan prinsip kebijakan Zero Delta Q dalam pembangunan wilayah. J Air Indones 6(1):77-83.
[KPU] Kementrian Pekerjaan Umum. 2011. Materi Bidang Drainase. Jakarta (ID): KPU
Kusnaedi. 2006. Sumur Resapan untuk Pemukiman Perkotaan dan Pedesaan. Jakarta (ID): Penebar Swadaya.
Muchron A. 2010. Hubungan Eksistensi Lubang Resapan Biopori dengan Sifat Fisik Tanah di Sekitarnya (Studi Kasus Kecamatan Pancoran Mas, Limo dan Cinere Kota Depok) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Rosid A. 2013. Analisis Pendugaan Limpasan di Perumahan Taamansari Persada,
Bogor [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Saleh C. 2011. Kajian penanggulangan limpasan permukaan dengan menggunakan sumur resapan (studi kasus di di daerah Perumnas Made Kabupaten Lamongan). J Med Tek Sip 9(2):116-124
Setiabudi B. 2009. Pencegahan banjir dan penurunan muka air tanah dengan sumur resapan. METANA 6(1):9-15.
Suprayogi S, Werdiningsih. 2012. Rancangandimensi sumur resapan untuk konservasi air tanah di kompleks Tambakbayan, Sleman , Yogyakarta. J Bum Indones 1(3):482-491.
18
19
Lampiran 2 Nilai Koefisien C berbagai Karakter Permukaan
20
Lampiran 3 Perhitungan Vab Perumahan Total dan Sumur Resapan Individu 1. Perhitungan volume andil banjir perumahan total :
Diketahui : Luas perumahan = 27.98 ha = 279800 m2 Koefisien limpasan (C) = 0.6
Curah hujan rencana (R) = 45.21 mm/hari Perhitungan : Vab = 0.855 CAR
= 0.855 x 0.6 x 279800 x 45.21 = 6489325.85 liter
= 6489.33 m3
2. Perhitungan volume andil banjir atap rumah : Diketahui : Luas atap = 200 m2
Koefisien tadah (C) = 0.95
Curah hujan rencana (R) = 45.21 mm/hari Perhitungan : Vab = 0.855 CAR
= 0.855 x 0.95 x 200 x 45.21 = 7344 liter
= 7.344 m3
3. Perhitungan volume penampungan (storasi) dan jumlah sumur : Ditetapkan : Diameter sumur (D) = 1.5 m
Kedalaman sumur (Hrencana) = 2.5 m
Koefisien permeabilitas tanah = 2.8125 cm/jam (0.675 m/hari) Durasi hujan (tc) = 0.9 R0.92 Air meresap selama hujan dengan durasi (tc) 0.5 jam, maka : Vrsp = (tc.Atotal.K) / 24
21
Lampiran 4 Perhitungan Parit Berorak dan Efisiensi Bangunan Resapan 1. Perhitungan volume resapan saat hujan dan volume penampungan :
Diketahui : Durasi hujan tc = 0.5 jam
Curah hujan rencana = 45.21 mm/hari Direncanakan : Kedalaman rorak (H) = 2 m
Panjang dan lebar = 1 m (mengikuti dimensi saluran) Jarak antar rorak = 5 m
2. Perhitungan jumlah rorak yang dapat dibuat : Diketahui : Panjang saluran utama = 1500 m
Jumlah rorak pada parit = Panjang saluran / (jarak rorak + diameter) = 1500 / (5 + 1) = 250 rorak x 2 (kanan dan kiri) = 500 rorak
3. Volume andil banjir yang berkurang dengan adanya sistem sumur resapan individu dan parit berorak :
maka, volume andil banjir total yang dapat dikurangi dengan adanya sistem ini adalah sebesar = 2496.96 + 1063.5 = 3560.46 m3, dengan efektifitas : = (Vab (terserap) / Vab (perumahan) ) x 100%
22
RIWAYAT HIDUP
Penulis merupakan anak ke tiga dari empat bersaudara yang dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 14 November 1991 dari pasangan Sumaryoto dan Lili Hendrayanti. Penulis memulai pendidikan tingkat menengah di SMP Negeri 2 Bandar Lampung pada tahun 2003 dan lulus pada tahun 2006. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 2 Bandar Lampung dan lulus pada tahun 2009. Penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian Bogor pada tahun 2009 melalui jalur SNMPTN tertulis. Penulis menempuh pendidikan tinggi di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan , Fakultas Teknologi Pertanian dan lulus pada tahun 2013.
