ISSN:410-7783 Volume 14 Nomor 1, April 2014, 23-41
Analisis Perencanaan Dimensi Saluran Drainase Dan Sumur
Resapan Kolektor Pada
Perumahan Villa Kartama Mas
Analysis Dimention drainage and infiltration wells collector at villa kartama mas
Harmiyati
Program Studi Teknik Sipil Universitas Islam Riau Jl.Kaharuddin Nasution 113 Pekanbaru-28284
mimipur@gmail.com
Abstrak
Seiring pertumbuhan penduduk kota Pekanbaru yang semakin meningkat pertahunnya, secara tidak langsung meningkatkan pertumbuhan kebutuhan akan air dan juga menambah kebutuhan akan bangunan hunian (tempat tinggal/rumah) yang mengakibatkan bertambah luasnya lapisan kedap air. Perubahan daerah yang dulunya sebagai resapan menjadi daerah yang kedap air seperti rumah, jalan, dan sebagainya mengakibatkan berkurangnya daerah resapan air hujan. Hal–hal tersebut tentunya sangat berlawanan dengan pemenuhan kebutuhan manusia itu sendiri akan sumber daya air, oleh sebab itu permasalahan mengenai air, baik air hujan, maupun air buangan (limbah rumah tangga) harus mendapatkan penanganan yang serius dari kita.Dalam penelitian ini dianalisis curah hujan rencana untuk 10 tahun yang akan datang dengan menggunakan analisa distribusi Log Person Type III, Intensitas curah hujan menggunakan metode Mononobe, debit limbah rumah tangga, debit akibat aliran curah hujan, debit aliran total, laju infiltrasi dengan metode Horton, dimensi saluran drainase dengan metode Manning, dan merencanakan dimensi sesuai ketentuan SNI-03-2459-1991.Dari hasil analisa perhitungan didapatkan dimensi saluran drainase sebagai berikut; DKM Kr1 (b=25cm, H=16cm), DKM Kn1 (b=33cm, H=21cm), DKM Kr2 (b=53cm, H=33cm), DKM Kn2 (b=55cm, H=35cm), DKM Kr3 (b=26cm, H=17cm), DKM Kn3 (b=36cm, H=22cm), DKM 4 (b=61cm, H=38cm), DKM 5 (D=20cm), dan untuk dimensi sumur resapan adalah D=1.4 m dan H=4m dengan jumlah sumur 12 sumur resapan.Jumlah tersebut dapat menampung 97,50% debit aliran yang ada.
Abstract
As Pekanbaru city population growth increasing annually, indirectly increasing the growing demand for water and also increase the need for residential buildings (residence / home) which resulted in increased breadth waterproof coating. Changes as a catchment area that used to be water-resistant areas such as houses, roads, and so lead to a reduction of rain water catchment areas. Those things are certainly strongly opposed to the fulfillment of human needs itself to be a source of water power, and therefore the problems concerning water, rain water well, and wastewater (domestic waste) must get serious treatment of this study were analyzed bulk kita.Dalam rain for the 10-year plan that will come with the use of analysis of log Person Type III distribution, intensity of rainfall using Mononobe, household waste discharge, the discharge flow due to rainfall, the total flow rate, the rate of infiltration by the method of Horton, the dimensions of the drainage channel with the method Manning, and plan dimensions in accordance with ISO-03-2459-1991.Dari calculation analysis results obtained drainage channel dimensions as follows; DKM Kr1 (b = 25cm, H = 16cm), DKM KN1 (b = 33cm, H = 21cm), DKM Kr2 (b = 53cm, H = 33cm), DKM KN2 (b = 55cm, H = 35cm), DKM Kr3 (b = 26cm, H = 17cm), DKM Kn3 (b = 36cm, H = 22cm), DKM 4 (b = 61cm, H = 38cm), DKM 5 (D = 20cm), and for the recharge wells dimension is D = 1.4 m and H = 4m with 12 wells resapan.Jumlah number of wells that can hold 97.50% of existing flow.
PENDAHULUAN
Seiring pertumbuhan penduduk kota Pekanbaru yang semakin meningkat pertahunnya, secara tidak langsung meningkatkan pertumbuhan kebutuhan akan air dan juga menambah kebutuhan akan bangunan hunian (tempat tinggal/rumah) yang mengakibatkan bertambah luasnya lapisan kedap air. Perubahan daerah yang dulunya sebagai resapan menjadi daerah yang kedap air seperti rumah, jalan, dan sebagainya mengakibatkan berkurangnya daerah resapan air hujan. Hal–hal tersebut tentunya sangat berlawanan dengan pemenuhan kebutuhan manusia itu sendiri akan sumber daya air, oleh sebab itu permasalahan mengenai air, baik air hujan, maupun air buangan (limbah rumah tangga) harus mendapatkan penanganan yang serius dari kita.
Begitu hal nya yang terjadi di Perumahan Villa Kartama Mas. Perumahan yang memiliki luasan ± 10000 m2 ini pada awalnya adalah lahan pertanian /vegetasi yang mampu menjadi daerah resapan air. Namun kini berubah fungsi menjadi lahan hunian yang merupakan daerah kedap air. Daerah kedap air adalah daerah yang mana air hujan yang jatuh di daerah tersebut tidak dapat masuk/meresap ke dalam tanah. Hal ini akan mengakibatkan menurunnya tinggi muka air tanah (mengurangi ketersediaan air tanah).
Salah satu solusi yang dapat dan mudah diterapkan dalam permasalahan ini adalah dengan membuat sumur resapan di lingkungan yang berubah fungsi tersebut. Pembuatan sumur resapan merupakan salah satu implementasi dari konsep Drainase Ramah Lingkungan (Drainase Modern). Konsep drainase ramah lingkungan adalah mengurangi jumlah aliran permukaan (surface run off) dengan cara memaksimalkan penyerapan air ke dalam tanah.
Drainase secara umum diartikan sebagai suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik berasal dari air hujan, rembesan maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan/lahan, sehingga fungsi kawasan/lahan tidak terganggu (Suripin,2004).
Sistem drainase dapat didefenisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan / membuang kelebihan air dari suatu kawasan / lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal (Suripin,2004).
Proses Terjadinya Limpasan.
Daya infiltrasi menentukan besarannya air hujan yang dapat diserap ke dalam tanah. Sekali air hujan tersebut masuk kedalam tanah maka tidak dapat di uapkan kembali dan tatap akan berada di bawah permukaan tanah yang akan mengalir sebagai air tanah. Aliran air tanah sangat lambat, makin besar daya infiltrasi mengakibatkan limpasan permukaan makin kecil sehingga debit puncaknya akan lebih kecil (Soemarto, dalam Rusli 2008).
Pemilihan jenis distribusi curah hujan yang sesuai berdasarkan pada nilai koefisien asimetri / koefisien Kemencengan (Cs) dan koefisien kurtosis / koefisien kepuncakan (Ck). Adapun rumus Cs dan Ck adalah sebagai berikut.
Rumus:
1. Koefisien kemencengan
3 32
1 N S
N
X Xi N Cs
...(1)2. Koefisien kepuncakan
4 4 23 2
1 N N S
N
X Xi N
Ck
Dimana:
N = Jumlah data
X = Curah hujan
S = Standar deviasi
Tabel 1 Syarat distribusi frekwensi(Martha 1978, dalam Rusli 2008)
Distribusi Frekwensi Ck Cs
Gumbel 5,403 1,139
Log Normal 3,00 0
Log Person Type III Bebas Bebas
DistribusiLog Person Type III
Dari data hujan yang tersedia maka harga Cs dan Ck dapat dihitung. Dalam study ini dipakai metodeLog Person Type IIIdengan pertimbangan bahwa cara ini lebih fleksibel dan dapat dipakai untuk semua sebaran data, yang mana besarnya harga parameter statistiknya (Cs dan Ck) tidak ada ketentuan (Soemarto, 1986, dalam Afrianto, 2003)
Langkah-langkah dalam perhitungan curah hujan rencana berdasarkan Log Person type IIIadalah sebagai berikut: (Soemarto, 1986 dalam Afrianto, 2003):
1. Data curah hujan diubah menjadi bentuk logaritma
X = Log X ...(3) 2. Hitung rata-rata logaritma dengan rumus:
n
3. Hitung Simpangan baku / Standar Deviasi dengan rumus:
4. Hitung Koefisien Kepencengan dengan rumus:
5. Hitung logaritma curah hujan rencana dengan periode ulang tertentu:
S
LogX = Logaritma hujan harian maksimum (mm/24jam) Log X = Rata-rata logaritma data
n = Banyak data
S = Standard devisiasi data
Cs = Koefisien kepencengan
K = Skew Curve Factor
Intensitas Curah Hujan.
menggunakan data pengamatan stasiun otomatis maka untuk mencari intensitas curah hujan dapat dihitung dengan rumus Mononobe (Putra,2008):
3
I = Intensitas curah hujan selama konsentrasi (mm/jam)
tc = Lama waktu konsentrasi (jam)
R24 = curah hujan maksimum harian (mm)
Waktu Konsentrasi (tc).
Waktu konsentrasi adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran (Suripin, 2004). Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan rumus yang dikembangkan olehKirpich. Tabel 2. Hubungan Jenis Bahan dengan Kecepatan Aliran Air (Vo)
(Hadihardjaja,1997 dalam Putra 2008)
Jenis Bahan Kecepatan aliran air yang diizinkan (m/detik)
Tabel 3.Hubungan Kemiringan Rerata Dasar Saluran dengan Kecepatan Rerata Aliran (Hadihardjaja,1997 dalam Putra 2008)
Daerah Tangkapan Hujan (Catchment Area)
Catchment area adalah daerah tadah hujan ke suatu aliran yang berbentuk saluran buatan atau alami ( sungai ). Sistem drainase yang baik adalah apabila air hujan disuatu daerah harus segera dapat dialirkan, maka untuk itu perlu dibuat saluran yang menuju saluran utama atau saluran pembuang akhir. Supaya air dapat dialirkan dengan optimal dan efektif, maka perlu ditentukan catchment area sehingga sistem pengalirannya sesuai dengan kondisi
catchment area-nya (Harto, 1983).
Debit Aliran.
Debit aliran adalah volume air yang dapat dialirkan per satuan waktu. debit aliran memiliki rumus umum:
Jadi dapat dihitung pula besarnya debit aliran (Q):
V A
Q ...(12) Debit Aliran Akibat Air Hujan.
Hujan yang terjadi mengakibatkan adanya air hujan yang kemungkinan sebagian besar menggenang dan mengalir di permukaan tanah (run off) dan sebagian kecil meresap kedalam lapisan tanah (infiltrasi).
Debit aliran maksimum dianalisis dengan metode rasional (dalam Putra,2008)
6 10 278
.
0
Cs I A
Q
...(13)td tc
tc Cs
2 2
………(14)
Koefisienrun offmerupakan nilai banding antara bagian hujan yang menjadirun offdi permukaan bumi dengan total hujan yang terjadi. Berikut disampaikan nilai koefisien run off, sebahagian besar nilai run off mempunyai nilai antara, tetapi sebaiknya untuk analisis dipergunakan nilai terbesar dari nilai antara tersebut.
Tabel 4. Koefisien Run off (α)(Hasmar,2003)
Tipe Area KoefisienRun off
Pegunungan yang curam 0,75 – 0,90
Tanah yang bergelombang dan hutan 0,50 – 0,75
Dataran yang ditanami 0,45 – 0,60
Atap yang tidak tembus air 0,75 – 0,90
Perkerasan Aspal, Beton 0,80 – 0,90
Taman / lapangan terbuka 0,05 – 0,25
Perumahan tidak begitu rapat (20 rumah/Ha) 0,25 – 0,40 Perumahan kerapatan sedang (21-60
rumah/Ha)
0,40 – 0,70
Perumahan padat (60-160 rumah/Ha) 0,70 – 0,80
Daerah rekreasi 0,20 – 0,30
Daerah industri 0,80 – 0,90
Daerah perniagaan 0,90 – 0,95
Luas Area (Km2) Koefisien Penyebaran Hujan
4 1
5 0,995
10 0,980
15 0,955
20 0,920
25 0,875
30 0,820
50 0,500
Debit Air Limbah Rumah Tangga.
Debit air limbah rumah tangga dapat dihitung menurut “Standard Direktorat Cipta Karya Departemen Pekerjaan Umum”. Besarnya air limbah rumah tangga diperkirakan berdasarkan asumsi pemakaian air dalam satu hari yaitu sebagai berikut:
Tabel 6. Asumsi Pemakaian Air dalam Satu Hari (Merianti 2004)
No Jenis Bangunan Asumsi Kebutuhan Air Keterangan
1 Daerah perumahan 170 ltr/org/hari
2 Bangunan Umum
a. sekolah 20 ltr/org/hari
b. kantor 30 ltr/org/hari
c. rumah ibadah 3 m3/bangunan/hari
d. rumah sakit 400 ltr/tempat tidur/hari
3 Bangunan komersil
a. took 1 m3/toko/hari
b. hotel 300 ltr/tempat tidur/hari
c. pasar 25 m3/gedung/hari
d. bioskop 5 m3/gedung/hari
4 Bangunan industri 10 m3/industri/hari
Pendekatan yang digunakan untuk menghitung dan memperkirakan jumlah penduduk adalah asumsi 5 jiwa per rumah (SNI 03-1733-2004). Faktor hari maksimum kebutuhan air bersih adalah 1 s/d 1,5 dan faktor maksimum air buangan adalah 0,9.
Untuk memperkirakan jumlah penduduk pada beberapa tahun yang akan datang digunakan metode Geometrik:
n
t P r
P 0(1 ) ...(15) untuk menentukan nilairdigunakan rumus:
r =
n ri
...(16)dimana;
Untuk mencari nilairndipakai rumus: %
100
1 1 2
t t t
rn ...(17)
Untuk menghitung jumlah air limbah rumah tangga yang dibuang menggunakan formulasi Deqremont (Suharjono. dalam Merianti 2004).
) max
(q day
P
qm
P1,5 2,5 ...(19)
Qlimbah= jumlah penduduk xQpeak……….(20) Kecepatan Aliran.
Kecepatan aliran harus memenuhi persyaratan tidak boleh kurang dari kecepatan minimum dan tidak boleh melebihi kecepatan maksimum yang di izinkan sesuai dengan tipe dan bahan material saluran yang ditinjau. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya endapan dan erosi pada saluran.
Kecepatan aliran pada penelitian ini menggunakan Rumus Manning (Suripin,2004) yaitu:
2 1 3 2
1
S R n
V ...(21)
R =
P A
=
(m) basah Keliling
) (m saluran penampang
Luas 2
Jadi dapat dihitung pula besarnya debit aliran (Q):
V A
Q
Tabel 7. Nilai Koefisien Manning (n) (Notodihardjo, dalam Afrianto 2008)
No Jenis Saluran N
1
2
3
Saluran galian - Saluran tanah
- Saluran pada batuan, digali merata Saluran dengan lapisan perkerasan - Lapisan beton seluruhnya
- Lapisan beton pada kedua sisi saluran - Lapisan blok beton pracetak
- Pasangan batu, diplester
- Pasangan batu, diplester pada kedua sisi saluran - Pasangan batu, disiar
- Pasangan batu kosong Saluran alam
- Berumput - Semak-semak
- Tidak beraturan banyak pohon, batang pohon banyak jatuh kesaluran
0,022 0,035
0,015 0,020 0,017 0,020 0,022 0,025 0,030
0,027 0,050 0,015
Perencanaan Dimensi Saluran Drainase.
Bentuk Segi Empat
Saluran ini diterapkan pada ruang terbatas seperti pada lingkungan pemukiman penduduk. Bentuk segi empat merupakan bentuk khusus, berhubung bentuk ini mempunyai sisi tegak biasanya dipakai untuk saluran yang dibangun dengan bahan yang stabil, seperti pasangan bata, coran beton bertulang dan kayu.
Gambar 1. Bentuk Penampang Segi Empat (Suripin,2004)
Penampang berbentuk persegi yang ekonomis dapat ditentukan sebagai berikut (Suripin,2004):
h b
A ...(22) Atau,
h A
B ...(23)
h B
P 2 ...(24)
2 h
R ...(25)
Bentuk penampang melintang persegi yang paling ekonomis adalah jika kedalaman air (h) setengah dari lebar saluran (B=2h) atau jari-jari hidroliknya setengah dari kedalaman air (R=h/2).
Infiltrasi.
Proses masuknya air dari permukaan tanah (surface) ke dalam tanah disebut infiltrasi. Sedangkan laju infiltrasi (ft) adalah daya infiltrasi maksimum yang ditentukan oleh kondisi permukaan termasuk lapisan atas dari tanah.Besarnya laju infiltrasi dinyatakan dalam cm/jam.Pengukuran laju infiltrasi bisa dilakukan dengan berbagai cara, salah satunya dengan menggunakan ring infiltrometer. Ring infiltrometer ini merupakan suatu pipa besi berukuran diameter 20cm s/d 100cm dan panjang 40cm s/d 60cm. Untuk pelaksanaan pengukuran infiltrasi dengan ring infiltrometer adalah sebagai berikut:
1. Bersihkan lokasi yang akan diukur laju infiltrasinya,
2. Ring infiltrometer ditempatkan tegak lurus dan ditekan kedalam tanah, hingga tersisa 10 s/d 20cm di atas permukaan tanah,
3. Air dituangkan sampai silinder penuh dan tunggu air tersebut terinfiltrasi seluruhnya, hal ini dilakukan untuk menghilangkan retak-retak yang merugikan, 4. Air dituangkan kembali kedalam silinder hingga penuh,
5. Setelah air penuh, stop watch dihidupkan, air didiamkan selama 5 menit,
6. Setelah 5 menit didiamkan, penurunan permukaan air yang terjadi diukur dan dicatat,
7. Air dituangkan kembali secepatnya ke dalam silinder sampai penuh, kemudian didiamkan kembali 5 menit, setelah 5 menit diukur dan dicatat kembali,
8. Hal itu dilakukan terus menerus, sampai penurunan tersebut konstan.
Rumus umum ini dipergunakan untuk menghitung laju infiltrasi dengan metode Konvensional (Rusli,2008).
( ) ( 0,5 )
2 ) ( ) (
n n
S h b l b l
l b S t
f
……….(26)
Dengan,
Sn = Penurunan air ke-n, dimana Sn = S(n+1)
b = Lebar galian (m)
l = Panjang galian (m)
h = Tinggi galian (m)
Perencanaan Sumur Resapan.
Sumur resapan adalah bangunan resapan berupa sumur galian yang berfungsi untuk menampung sementara air hujan maupun air buangan limbah rumah tangga agar meresap kedalam tanah. Pada dasarnya ada 2 (dua) jenis bangunan peresapan yang sering digunakan, yaitu peresapan vertikal (sumur resapan) dan peresapan horizontal (peresapan memanjang). Peresapan vertikal (sumur resapan) adalah bangunan peresapan yang berbentuk sumur. Prinsip tampung airnya adalah vertikal kebawah permukaan tanah dan peresapan airnya kearah vertikal (kebawah seluas penampang sumur) dan horizontal (kesamping). Resapan vertikal (sumur rasapan) efektif digunakan pada daerah yang muka air tanahnya cukup dalam dan area lahan yang digunakan untuk bangunan peresapan tidak terlalu luas. Apabila air tanah dekat dengan permukaan tanah (dangkal), maka peresapan secara vertikal tidak efektif lagi. Pada kawasan yang elevasi air tanahnya dangkal yaitu kurang dari 3 meter, areal tanahnya cukup luas maka peresapan akan lebih efektif dengan system resapan horizontal /memanjang yaitu sistem resapan mengunakan pipa PVC dimana diberi lubang resapan (pipa berpori) baik itu untuk resapan air hujan maupun air resapan air limbah rumah tangga.
Untuk memberikan hasil yang baik, serta tidak menimbulkan dampak negatif, penempatan sumur resapan harus disesuaikan dengan kondisi lingkungan setempat. Penempatan sumur harus memperhatikan letak septicktank, sumur sumber air minum, posisi rumah dan jalan umum. Hal ini telah di atur dalam SNI 03-2453-2002.
Tabel 8Jarak Minimum Sumur Resapan Air Hujan Terhadap Bangunan(SNI 03-2453-2002).
No Jenis bangunan Jarak minimum dari
1 Sumur resapan / Sumur air bersih 3 m
2 Pondasi bangunan 1 m
3 Sumur resapan septicktank 5 m
Sunjoto (dalam Suripin, 2004), telah membuat suatu formula untuk analisis tinggi air dalam sumur yang kemudian formula tersebut dikembangkan lagi untuk mempermudah menganalisis secara matematis. Formula tersebut didasarkan pada imbangan air dalam sumur dan diturunkan secara matematis dengan mendasarkan pada besaran “Faktor Geometri” yang lazim digunakan dalam equifer atau pengujian pompa dengan formula :
H = Kedalaman efektif sumur (m)
Q = Debit air masuk (m3/det)
F= Faktor geometrik (m)
K = Koefisien permeabilitas tanah = Laju infiltrasi (m/det)
T= Waktu pengaliran (durasi dominan hujan), (det)
Sumur resapan akan efektif apabila dasar sumuran berada di atas permukaan air tanah atau pada kawasan dengan ketinggian permukaan air tanah yang berada cukup dalam dari permukaan tanah dan dengan batasan kedalaman 4 meter (Supirin 2004).
Menurut Standard Nasional Indonesia SNI-03-2459-1991 (dalam, Surdianto dan Susanto, 2002) yang mengatur tentang batasan diameter sumur resapan adalah minimum 80 cm sampai dengan maksimum 140 cm. Hal ini juga untuk kemudahan dan kondisi yang memungkinkan untuk pembuatan sumur resapan terutama saat penggaliannya.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Analisa Frekuensi Curah Hujan.
Dari data curah hujan harian maksimum dianalisa frekuensi untuk menentukan analisa distribusi apa yang paling cocok untuk data-data curah hujan harian maksimum tersebut. Berikut ini hasil analisa curah hujan maksimum rata-rata pada Tabel9.
Tabel 9 Analisa Frekuensi Curah Hujan
Tahun X x-x (x-x)2 (x-x)3 (x-x)4
1998 114.2 -11.79 139.0041 -1638.86 19322.14
1999 124.4 -1.59 2.5281 -4.01968 6.39129
2000 109.6 -16.39 268.6321 -4402.88 72163.21
2001 146.3 20.31 412.4961 8377.796 170153
2002 133 7.01 49.1401 344.4721 2414.749
2003 114.6 -11.39 129.7321 -1477.65 16830.42
2004 125 -0.99 0.9801 -0.9703 0.960596
2005 145.6 19.61 384.5521 7541.067 147880.3
2006 145.2 19.21 369.0241 7088.953 136178.8
2007 102 -23.99 575.5201 -13806.7 331223.4
∑ 1259.9 -9.9476E-14 2331.609 2021.183 896173.4
x 125.99
S 16.09558
Cs 0.067321
Ck 2.649324
Analisa DistribusiLog Person Type III.
Dari tabel curah hujan harian maksimum dianalisa dengan menggunakan distribusi
Log Person Type III. Hasil perhitungan distribusiLog Person Type IIIadalah sebagai berikut: Tabel, 10 Analisa Data Curah Hujan dengan distribusiLog Person Type III
No X Logx (logx- logx) (logx- logx)2 (logx- logx)3
1 114.2 2.05767 -0.03945548 0.00155673 -0.00006142
2 124.4 2.09482 -0.00230120 0.00000530 -0.00000001
3 109.6 2.03981 -0.05731103 0.00328455 -0.00018824
4 146.3 2.16524 0.06812275 0.00464071 0.00031614
5 133 2.12385 0.02673006 0.00071450 0.00001910
6 114.6 2.05918 -0.03793696 0.00143921 -0.00005460
7 125 2.09691 -0.00021157 0.00000004 0.00000000
8 145.6 2.16316 0.06603980 0.00436125 0.00028802
9 145.2 2.16197 0.06484504 0.00420488 0.00027267
10 102 2.00860 -0.08852141 0.00783604 -0.00069366
logx 2.0971
S 0.0558
Cs -0.0814
Dari perhitungan didapatkan persamaan distribusi frekuensi sebagai berikut:
0.0558
0971 , 2
logxt K
Tabel11 Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana Periode Kala Ulang
(Tahun) Probabilitas Log Xt
Curah Hujan Rencana (mm)
5 20 2.144304 139.41
10 10 2.168138 147.27
Waktu Konsentasi.
Perhitungan waktu konsentrasi didasarkan kondisi pengaliran di daerah perumahan padat. Waktu konsentrasi ini terbagi menjadi 2 waktu yaitu waktu yang dibutuhkan air hujan untuk mengalir sampai ke saluran (to) dan waktu yang dibutuhkan saluran untuk membuang air pembuangan berikutnya (tc). Untuk hasil lengkapnya dapat dilihat pada tabel 5.5 berikut ini:
Tabel 12. Hasil Perhitungan Waktu Konsentrasi
Pjg.Sal (Ls)
Luar Jalan (L)
V
n to td tc No. Nama
Saluran So
m m m'/det Jam jam jam 1 DKM Kr1 27.0 13.5 0.40 0.022 0.0002 0.764 0.02 0.784 2 DKM Kn1 36.0 15.0 0.40 0.022 0.0002 0.850 0.03 0.875 3 DKM Kr2 141.0 13.5 0.40 0.022 0.0002 0.765 0.10 0.863 4 DKM Kn2 154.0 15.0 0.40 0.022 0.0002 0.850 0.11 0.957 5 DKM Kr3 28.0 13.5 0.40 0.022 0.0002 0.765 0.02 0.785 6 DKM Kn3 36.0 14.0 0.40 0.022 0.0002 0.793 0.03 0.819 7 DKM 4 5.0 0.0 0.40 0.022 0.0002 0.001 0.02 0.003 8 DKM 5 2.0 0.0 0.40 0.022 0.0002 0.001 0.00 0.001
Hasil perhitungan waktu konsentrasi di atas memperlihatkan bahwa waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran menunjukkan bahwa untuk saluran DKM Kn2 dengan waktu konsentrasi terlama yaitu 0,957 jam, sedangkan waktu konsentrasi minimumnya adalah 0,001 jam yang terletak pada saluran DKM 5.
Hasil Intensitas Curah Hujan.
Perhitungan intensitas curah hujan menggunakan metode Mononobe. Untuk hasil perhitungan intensitas curah hujan pada seluruh saluran dapat dilihat pada tabel 13.
Tabel 13 Hasil Perhitungan Intensitas Curah Hujan.
No. Nama Saluran tc R 24
(mm)
Intensitas
( jam ) (mm/jam)
1 DKM Kr1 0.784 147.27 60.046
2 DKM Kn1 0.875 147.27 55.795
3 DKM Kr2 0.863 147.27 56.316
4 DKM Kn2 0.957 147.27 52.564
6 DKM Kn3 0.819 147.27 58.342
7 DKM 4 0.003 147.27 2226.768
8 DKM 5 0.001 147.27 4101.755
Hasil perhitungan intensitas curah hujan memperlihatkan intensitas terkecil pada saluran DKM Kr3 sebesar 60,010 mm/jam, dan intensitas curah hujan terbesar pada saluran DKM5 sebesar 4101,755 mm/jam.
Hasil Perhitungan LuasCatchment Area.
Untuk luasancatchment areauntuk setiap saluran drainase secara lengkap ditampilkan dalam table 14 berikut:
Tabel.14.Luasan Catchment Area
no Nama
Saluran
Panjang Saluran
Lebar Aspal
Lebar Bahu Jalan
Luar Jalan
Luas Tangkapan ( A )
(m2) Catchment
Area
Jalan Bahu Jalan
Luar Jalan
(m) (m) (cm) (m) (m2)
1 DKM Kr1 27 5 50 13.5 67.5 13.5 182.2 263.25 2 DKM Kn1 36 5 50 15.0 90.0 18 495.0 603.00 3 DKM Kr2 141 5 50 13.5 352.5 70.5 1721.2 2144.25 4 DKM Kn2 154 5 50 15.0 385.0 77 2177.0 2639.00 5 DKM Kr3 28 5 50 13.5 70.0 14 219.2 303.25 6 DKM Kn3 36 5 50 14.0 90.0 18 602.5 710.50 7 DKM 4 5 5 50 0.0 12.5 2.5 0.0 15.00 8 DKM 5 0 0 0 0 0 0 0
Dari tabel 14catchment area terbesar terdapat pada saluran DKM Kn2 seluas 2639,00 m2dan catchment area terkecil terdapat pada saluran DKM 5 sekuas 0 m2atau tidak memiliki catchment area hal ini dikarenakan DKM 5 adalah saluran tertutup dan merupakan saluran penampung debit kiriman dari saluran yang lain.
Hasil Perhitungan Debit Limbah Rumah Tangga.
Kebutuhan air pada suatu perumahan adalah 170 liter/org/hari. Dengan demikian dapat dihitung debit air buangan rumah tangga pada perumahan Villa Kartama Mas sebagai berikut: 1. Kebutuhan air bersih maksimum = 212,5 liter/hari/org
2. Jumlah air limbah buangan maksimum = 191,25 ltr/hari/org 3. Jumlah air limbah rata-rata perjam maksimum = 7,9687 Ltr/jam/org. 4.Debit air limabah buangan maksimum (Qpeak) = 5,281.10-6m3/det/org 5. Asumsi Jumlah penduduk per rumah = 5 orang / rumah (SNI - 03-1733-2004) 6. Asumsi Jumlah penduduk per rumah untuk 10 tahun kemudian = 7 org/rumah
Hasil debit limbah rumah tangga untuk setiap saluran dapat dilihat pada tabel 5.9 berikut:
Tabel15. Debit Aliran Limbah Rumah Tangga
Nama Saluran
Rumah
Qpeak (m3/dt/jiwa)
Debit limbah rumah (m3/dt) Jml Asumsi jml
DKM Kr1 2 7 0.000005281 0.0000739
DKM Kn1 0 7 0.000005281 0
DKM Kr2 24 7 0.000005281 0.0008872
DKM Kn2 15 7 0.000005281 0.0005545
DKM Kr3 2 7 0.000005281 0.0000739
DKM Kn3 3 7 0.000005281 0.0001109
DKM 4 0 7 0.000005281 0
DKM 5 0 7 0.000005281 0
Dari tabel 15 diketahui debit limbah rumah tangga terbesar terdapat pada saluran DKM Kr 2 sebesar 0,0008872 m3/det dan debit limbah rumah tangga terkecil terdapat pada saluran DKM Kn1, DKM 4, dan DKM 5 sebesar 0 m3/det.
Hasil Perhitungan Debit Akibat Air Hujan.
Debit aliran diperngaruhi oleh luas cacthment area, koefisien pengaliran, Koefisien penyebaran curah hujan, intensitas curah hujan dan koefisien penyimpanan.
Tabel 16. Debit Aliran Akibat Air Hujan
No Nama
Saluran
Luas
Catchment (α) ( β ) I Cs QAliran
m2 mm/jam m3/det
1 DKM Kr1 263.25 0.75 1.00 60.05 0.988 0.0032545 2 DKM Kn1 603.00 0.75 1.00 55.80 0.986 0.0069111 3 DKM Kr2 2144.25 0.75 1.00 56.32 0.946 0.0238093 4 DKM Kn2 2639.00 0.75 1.00 52.56 0.947 0.0273727 5 DKM Kr3 303.25 0.75 1.00 60.01 0.988 0.0037452 6 DKM Kn3 710.50 0.75 1.00 58.34 0.985 0.0085067 7 DKM 4 15.00 0.75 1.00 2226.7 0.667 0.0046395 8 DKM 5 0.00 0.75 1.00 4101.7 0.667 0.0000000
Dari tabel 16 dapat diketahui debit aliran akibat air hujan terbesar terdapat pada sal DKM Kn2 sebesar 0,0273727 m3/det sedangkan debit aliran akibat air hujan terkecil terdapat pada saluran DKM 5 sebesar 0 m3/det.
Hasil Perhitungan Debit Aliran.
Debit aliran adalah jumlah aliran yang mengairi saluran drainase yang berasal dari debit akibat curah hujan, debit akibat debit rumah tangga, dan debit kiriman yang berasal dari saluran sebelumnya.
Tabel 17. Debit Total
No. Nama Saluran
Debit Aliran
QAliran QDomestik QKiriman QTotal
m3/det m3/det m3/det m3/det
1 DKM Kr1 0.0032545 0.0000739 0.0000000 0.0033284
2 DKM Kn1 0.0069111 0.0000000 0.0000000 0.0069111
3 DKM Kr2 0.0238093 0.0008872 0.0000000 0.0246965
4 DKM Kn2 0.0273727 0.0005545 0.0000000 0.0279272
5 DKM Kr3 0.0037452 0.0000739 0.0000000 0.0038191
6 DKM Kn3 0.0085067 0.0001109 0.0000000 0.0086176
7 DKM 4 0.0046395 0.0000000 0.0318441 0.0364835
Dari tabel 17 diketahui debit aliran yang akan ditampung oleh saluran drainase. Pada saluran DKM Kr1, DKM Kn1, DKM Kr2, DKM Kn2 DKM Kr3, DKM Kn3 debit aliran berasal dari debit akibat air hujan dan debit akibat limbah rumah tangga. Pada saluran DKM 4 debit aliran akibat debit aliran air hujan dan debit kiriman dari saluran DKM Kr1, DKM Kr2 dan DKM Kr3. sedangkan pada saluran DKM 5 debit aliran berasal dari debit kiriman dari saluran DKM 4, DKM Kn1, DKM Kn2, dan DKM Kn3. Debit aliran total terbesar terdapat pada saluran DKM 5 sebesar 0,0753000 m3/det sedangkan debit aliran total terkecil terdapat pada saluran DKM Kr1 sebesar 0,0033284 m3/det.
Hasil Pehitungan Laju Infiltrasi Lapangan.
Dari data pengukuran laju infiltrasi di lapangan, dianalisa dengan metode Hortonyang hasil nya ditampilkan pada tabel berikut:
Tabel 18. Perhitungan Laju Infiltrasi Titik I
t (jam)
Penurunan (cm)
f lap (cm/jam)
fc (cm/jam)
f-fc
(cm/jam) log (f-fc) k (-k x t) Ft (cm/jam)
0.0833 5.7 68.4 60 8.4 0.9243 22.36 -1.863 61.303
0.1667 5.4 64.8 60 4.8 0.6812 22.36 -3.727 60.115
0.2500 5.2 62.4 60 2.4 0.3802 22.36 -5.591 60.009
0.3333 5 60 60 0 - 22.36 -7.455 60.000
0.4167 5 60 60 0 - 22.36 -9.319 60.000
0.5000 5 60 60 0 - 22.36 -11.183 60.000
0.5833 5 60 60 0 - 22.36 -13.047 60.000
Kemudian grafikkan nilai log (fo-fc) terhadap waktu (t) pada rumusHorton.
0.0000 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000 0.7000
-0.2000 0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000
Log (fo-fc)
T
(
ja
m
)
Gambar 1. Grafik hubungan Log (fo – fc) terhadap waktu (t) pada rumusHorton
Dari nilai k di atas maka rumus laju infiltrasi terhadap waktu dapat dihitungan dengan memasukkan nilai k, yaitu:
kt
Dari hasil perhitungan dapat dibuat grafik perbandingan antara f(t) Hortondengan f(t) lapangan terhadap waktu.
0,1667 m 0,250 t
f(t) Horton (cm/jam)
59.800 60.000 60.200 60.400 60.600 60.800 61.000 61.200 61.400
0.0000 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000 0.7000
Waktu (jam)
L
a
ju
i
n
fi
lt
ra
s
i
(c
m
)
Gambar 2.Grafik Hubungan f(t)Hortondengan waktu (t) Tabel 19. Laju Infiltrasi Rata-rata.
Titik
f(f) (cm/jam)
f(t) (m/det)
1 60 0.00017
2 60 0.00017
3 60 0.00017
∑ 180 0.00050
f(t)rata-rata 60 0.00017
Untuk perhitungan jumlah sumur resapan dipergunakan nilai rata-rata laju infiltrasi dari ke tiga titik pengamatan yaitu 0,00017 m/det.
Hasil Perhitungan Dimensi Saluran Drainase.
Hasil Perhitungan dimensi saluran drainase untuk perumahan Villa Kartama Mas adalah sebagai berikut.
Tabel. 20 Dimensi Saluran Drainase
no saluran Q n S h
(cm) w (10%.h)
H (cm)
b (cm)
1 DKM Kr1 0.0033284 0,020 0,0002 12.29 3.07 16 25
2 DKM Kn1 0.0069111 0,020 0,0002 16.17 4.04 21 33
3 DKM Kr2 0.0246965 0,020 0,0002 26.06 6.52 33 53
4 DKM Kn2 0.0279272 0,020 0,0002 27.29 6.82 35 55
5 DKM Kr3 0.0038191 0,020 0,0002 12.94 3.24 17 26
6 DKM Kn3 0.0086176 0,020 0,0002 17.56 4.39 22 36
7 DKM 4 0.0364835 0,020 0,0002 30.17 7.54 38 61
8 DKM 5 0.0753000 - - -
-Pada tabel 20 Nilai H dan b sudah mengalami pembulatan. Dimensi saluran terbesar terdapat pada saluran DKM 4 sebesar H=38cm dan b=61cmsedangkan dimensi saluran terkecil terdapat pada saluran DKM Kr1 sebesar H=16cm dan b=25cm.
Dalam menentukan dimensi sumur resapan di pergunakan ketentuan SNI - 03-2459-1991 (dalam, Surdianto dan Susanto 2002) yang mengatur tentang diameter maksimal dan kedalaman maksimal.Diameter maksimal menurut SNI -03-2459-1991 adalah 1,4 m dan kedalaman maksimal untuk sumur resapan adalah 4 m dikarenakan apabila sudah lebih dari 4 m sudah merupakan sumur resapan dalam yang menggunakan metode dan cara yang berbeda (Suripin,2004). Menggunakan diameter maksimal dan kedalaman maksimal Hal ini dilakukan untuk memaksimalkan dimensi sumuran dan mengurangi jumlah sumur resapan. hasil perhitungan dimensi dan jumlah sumur resapan pada perumahan Villa Kartama Mas adalah sebagai berikut:
Tabel 5.18 Dimensi dan Jumlah Sumur Resapan.
Q (m3/det)
Diameter rencana (m)
Tinggi Rencana (m)
A dasar (m2)
A dinding sumur (m2)
V (m/det)
Q
sumur Jumlah
0.0753000 1.4 4 1.5386 35.168 0.00017 0.00612 12.3084
Dari perhitungan di atas didapatkan jumlah sumur resapan adalah 12 unit. Jumlah tersebut adalah jumlah maksimum yang dapat dibuat pada lokasi perencanaan yang ditentukan, jumlah 12 sumur resapan mampu menampung 97,50% debit aliran total yang ada. Gambar perencanaan letak 12 unit sumur resapan sesuai dengan syarat jarak yang ditentukan di dalam SNI-03-2453-2002 dapat dilihat pada gambar 3 berikut ini.
Gambar 3. Penempatan Sumur Resapan
rendah dari pada lahan yang lain dan juga dekat dengan saluran drainase yang telah ada yang mengalirkan air limpasan ke sungai kecil di dekat perumahan Villa Kartama Mas tersebut. Hasil Perencanaan Pemipaan.
Perencanaan dimensi pipa penghantar air kedalam sumur resapan menggunakan metodeHazen – Williams. Perhitungan diameter untuk pipa adalah sebagai berikut:
Diketahui:
Q = 0,0753 m3/det (debit saluran DKM5)
CHW = 140 (Tabel 3.10 pipa PVC)
S = 0,03 (kemiringan rencana)
63
Dari perhitungan di atas menggunakan pipa PVC berdiameter 20cm untuk seluruh pipa yang ada, karena debit yang masuk pada setiap pipa dianggap sama.
Pembahasan.
Dari hasil analisa perhitungan didapatkan dimensi saluran drainase sebagai berikut; DKM Kr1 (b=25cm, H=16cm), DKM Kn1 (b=33cm, H=21cm), DKM Kr2 (b=53cm, H=33cm), DKM Kn2 (b=55cm, H=35cm), DKM Kr3 (b=26cm, H=17cm), DKM Kn3 (b=36cm, H=22cm), DKM 4 (b=61cm, H=38cm), DKM 5 (D=20cm), dan untuk dimensi sumur resapan adalah D=1.4 m dan H=4m dengan jumlah sumur 12 sumur resapan. Hasil nanlisa tersebut sangat dipengaruhi oleh kecepatan aliran dan laju infiltrasi. Kecepatan aliran sangat berhubungan erat dengan kemiringan lahan dan kemiringan saluran, sedangkan laju infiltrasi berhubungan erat dengan jenis tanah, vegetasi, permeabilitas tanah dan faktor-faktor lain.
Apabila kecepatan aliran dipercepat dengan memperbesar kemiringan lahan dan kemiringan saluran maka debit aliran juga akan semakin besar yang akan memperkecil dimensi saluran namun menambah besar dimensi dan atau menambah jumlah sumur resapan. Apabila laju infiltrasi besar maka dimensi dan atau jumlah sumur resapan akan semakin kecil begitu juga sebaliknya apabila laju infiltrasi semakin kecil maka dimensi dan atau jumlah sumur resapan akan semakin besar. Dari beberapa faktor yang mempengaruhi hasil analisa ini, faktor kecepatan aliran yang dapat direncanakan sesuai dengan kebutuhan. Dikarenakan kecepatan aliran dapat diubah-ubah dengan cara memperbesar kemiringan saluran, jenis bahan dasar dan dinding saluran, serta memperlambat kecepatan aliran pada lahan dengan menanami lahan dengan vegetasi.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa penelitian, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Debit maksimal yang harus dialirkan oleh saluran drainase dan ditampung oleh sumur
resapan yang akan direncanakan adalah 0.0753000 m3/det.
2. Laju infiltrasi rata-rata di perumahan Villa Kartama Mas 0,00017 m/det.
3. Dimensi saluran drainase terkecil terdapat pada saluran DKM Kr1 dengan lebar (b)=25 cm dan kedalaman (H)=16 cm, sedangkan untuk dimensi saluran drainase terbesar terdapat pada saluran DKM 4 dengan lebar (b)=61cm dan kedalaman (H)=38cm. dan untuk dimensi sumur resapan adalah diamater (D)=1.4 m dan kedalaman (H)=4m dengan jumlah sumur 12 sumur resapan. Jumlah tersebut dapat menampung 97,50% debit aliran yang ada.
Badan Standarisasi Nasional, Tata Cara Perncanaan Sumur Resapan Air Hujan Untuk Lahan Pekarangan SNI-03-2453-2002, Jakarta
Badan Standarisasi Nasional, Tata Cara Perncanaan Lingkungan Di Perkotaan SNI-03-1733-2004, Jakarta
Das. M.B, 1985,Mekanika Tanah Jilid I, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Harto. S.B, 1993,Analisis Hidrologi, PT. Gramedia Pustaka Umum, Jakarta.
Hasmar. H.H.A, 2003,Drainase Perkotaan, UII Press Yogyakarta
