Evaluasi Penanggulangan Banjir Di Beberapa Ruas Jalan Kota Tanjung Balai Kabupaten Asahan Chapter III V

(1)

BAB III

METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang digunakan dalam tugas akhir ini yaitu metode pengumpulan data, metode analisa. Metode pengumpulan data terbagiatas data primer dan data sekunder. Proses analisa data terbagi dua yaitu analisa hidrologi dan analisa hidrolika. Kemudian dievaluasi berdasarkan debit saluran di saluran drainase eksisting dengan debit saluran rencananya.

3.1Pelaksanaan Penelitian

Hal pertama yang diperlukan yaitu pengumpulan data, yaitu data primer dan data sekunder.

● Data Primer

Data primer yang digunakan didapatkan dari hasil peninjauan langsung dari drainase-drainase eksisting yang terletak di beberapa lokasi penelitian. Data yang dikumpulkan berhubungan dengan bentuk struktur, arah aliran, dan kondisi eksisting dari drainase yang ditinjau yaitu, jalan Jendral Sudirman (simpang PLN – rumah dinas walikota), jalan S. Parman dan jalan Veteran (Pajak Kawat) Kota Tanjung Balai, Asahan.

● Data Sekunder

(2)

45

20 tahun yang diperoleh dari Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika Sampali Medan, dan peta jalan dilokasi drainase-drainase yang ditinjau yang didapatkan dari earth explorer.

Setelah di dapat data primer dan data sekunder, selanjutnya akan dilakukan penganalisaan data berdasarkan dari sisi analisis hidrologi dan analisis hidrolika.

3.2 Penyajian Data

Untuk mendukung penelitian ini, data-data yang diperlukan antara lain: 1. Peta catchment area yang didapat dari peta jalan earth explorer.

2. Data curah hujan selama 20 tahun terakhir (1993-2013)

3. Data pengukuran langsung dari eksisting drainase-drainase yang ditinjau. 4. Dokumentasi.

3.2.1 Data Curah Hujan

(3)

45

Tabel 3.1 Data Curah Hujan Kota Tanjung Balai

Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agust Sept Okt Nov Des

1993 11 87 92 138 85 179 211 116 180 155 337 111

1994 120 54 170 131 101 82 50 229 72 187 189 90

1995 8 97 212 109 91 112 146 155 139 157 180 196

1996 183 187 66 105 131 76 125 176 223 188 230 127

1997 20 55 41 94 82 83 91 332 79 249 215 192

1998 27 0 91 105 52 137 139 162 168 89 188 169

1999 128 19 113 73 68 117 148 169 175 107 196 210

2000 172 32 110 128 96 205 231 211 182 150 227 188

2001 54 44 179 141 102 89 134 146 62 137 179 93

2002 22 81 162 119 128 135 71 249 32 176 182 69

2003 6 89 159 114 156 70 135 196 203 146 240 89

2004 120 71 169 117 90 57 49 225 64 178 198 127

2005 77 99 211 106 102 121 164 159 135 167 184 104

2006 58 143 79 108 123 85 122 174 229 182 231 193

2007 169 96 55 79 83 92 87 289 181 156 89 60

2008 31 16 81 104 51 136 138 161 167 88 187 137

2009 98 14 131 61 54 127 138 152 165 99 202 146

2010 92 25 109 135 65 199 221 113 185 140 327 90

2011 130 34 190 121 162 139 50 279 42 157 199 70

2012 5 77 216 128 61 100 156 135 149 163 170 190

3.2.2 Kondisi Saluran Eksisting dan Permasalahannya

Saluran eksisting berdasarkan keadaan sebenarnya yang diperoleh saat peninjauan langsung.

3.2.2.1 Kondisi Saluran Eksisting Jalan Sudirman simpang PLN – Rumah

Dinas Walikota

(4)

45

dan menyebabkan lebar penampang drainase menjadi berkurang. Hal ini sangat menyumbang besar terhadap banjir yang sering terjadi di jalan ini.

Bukaan saluran drainase yang berada di sisi-sisi jalan menjadi tidak terawat dan akhirnya tidak mampu mengalirkan debit dengan baik. Selain itu, faktor banjir di jalan ini juga disebabkan kapasitas drainase yang tidak memadai untuk menampung limpasan hujan dan limpasan air buangan.

Gambar 3.1

Banjir di Jalan Sudirman

(sumber: http://www.metrosiantar.com/2013/05/04/53603/kantor-dprd-terendam-banjir/)

Gambar 3.2

(5)

45

Gambar 3.3

Drainase eksisting Jalan Sudirman

3.2.2.2 Kondisi Saluran Eksisting Jalan S.Parman

(6)

45

Gambar 3.4

Kondisi drainase eksisting Jalan S.Parman

Gambar 3.5

Drainase eksisting Jalan S.Parman

Gambar 3.6

(7)

45

3.2.2.3 Kondisi Saluran Eksisting Jalan Veteran (Pajak Kawat)

Jalan Veteran merupakan daerah pasar tradisional yang ada di Kota Tanjung Balai. Ketidaksadaran warga pasar akan pentingnya menjaga saluran drainase, membuat jalan ini langganan banjir di musim penghujan.

Tumpukan sedimen dan sampah-sampah yang memenuhi saluran drainase menghambat jalannya air yang mengalir. Lebar penampang saluran drainase yang tidak memadai juga menjadi alasan banjir di daerah ini.

Gambar 3.7

Drainase eksisting Jalan Veteran (Pajak Kawat)

Gambar 3.8

(8)

45

3.3 Analisa Data

3.3.1 Analisis Hidrologi

- Mengevaluasi frekuensi curah hujan berdasarkan data curah hujan 20 tahun dengan menggunakan empat jenis distribusi yaitu, Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log Person III, dan Distribusi Gumbel.

- Mengevaluasi waktu konsentrasi - Mengevaluasi koefisien limpasan

- Mengevaluasi intensitas curah hujan dengan menggunakan metode Mononobe - Perhitungan debit banjir rencana dengan metode rasional

3.3.2 Analisis Hidrolika

- Mengevaluasi kapasitas penampang drainase di Jalan Sudirman simpang PLN sampai rumah dinas walikota, Jalan S. Parman dan Jalan Veteran (Pajak Kawat). - Mengevaluasi besar debit saluran dengan besar debit saluran rencana.

(9)

45

Gambar 3.9 Diagram Alir Metode Penelitian

Evaluasi Penanggulangan Banjir di Beberapa Ruas Jalan

di Kota Tanjung Balai Kabupaten Asahan

Tinjauan Pustaka

Pengambilan Data

Data Primer Data Sekunder

Kesimpulan dan Saran Menghitung debit maksimum

dari saluran eksisting

- Menentukan luas catchment area - Menghitung curah hujan maksimum

(10)

45

BAB IV

ANALISA DATA

4.1 Analisa Hidrologi

Dalam tugas akhir ini, data curah hujan diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika Sampali Kota Medan selama 20 tahun terakhir untuk stasiun pengamatan kota Tanjung Balai Asahan. Data curah hujan ini akan diolah sehingga dapat menghasilkan curah hujan rencana yang dibutuhkan.

4.1.1Analisis Frekuensi Curah Hujan

Ada empat jenis distribusi yang paling banyak digunakan dalam bidang hidrologi untuk menghitung curah hujan rencana yaitu Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log Person III, dan Distribusi Gumbel.

Tabel 4.1 Nilai Variabel (k) Reduksi Gauss

Periode Ulang (Tahun)

2 5 10 20 50 100

0,000 0,840 1,280 1,640 2,050 2,330

(11)

4.1.1.1Distribusi Normal

Tabel 4.2 Curah Hujan Distribusi Normal

(Sumber:Hasil Perhitungan)

Dari data-data diatas didapat:

(12)

Standar Deviasi :

S

=

( Xi− X) 2

n−1

=

43831 ,2

20−1

=

48,0303

Perhitungan Curah Hujan Rencana dengan menggunakan Distribusi Normal

● Untuk periode ulang (T) 2 tahun

KT =

X_T− X

S

→

X

T= X + (KT× S)

T= X + (KT× S)

= 240,2 + ( 2,330 × 48,0303) = 352,1106

Tabel 4.3 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Normal

(Sumber : Hasil Perhitungan) No

Periode Ulang (T)

Tahun

KT X S

Curah Hujan (XT) mm

1 2 0 240.2 48.0303 240.2

2 5 0.84 240.2 48.0303 280.545452

3 10 1.28 240.2 48.0303 301.678784

4 20 1.64 240.2 48.0303 318.969692

5 50 2.05 240.2 48.0303 338.662115

(14)

4.1.1.2 Distribusi Log Normal

Tabel 4.4 Curah Hujan Distribusi Log Normal

No

(Sumber: Hasil Perhitungan)

X

= 47,45869

(15)

Standar Deviasi :

S

=

( Log Xi−Log X)2 n−1 =

0,12802

20−1 = 0,0821

T=X + (KT × S)

= 2,3729 + (1,280 × 0,0821) = 2,4799

KT =

Log XT– Log X

(16)

= 2,3729 + (1,640 × 0,0821) = 2,50754

KT =

Log X_T– Log X

S

→

Log X

T=X + (KT× S)

= 2,3729 + (2,050 × 0,0821) = 2,54121

KT =

Log XT– Log X

S

→

Log X

T=X + (KT× S)

= 2,3729 + ( 2,330 × 0,0821) = 2,56419

XT = 366.6005

Tabel 4.5 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal

(Sumber : Hasil Perhitungan)

No

Periode Ulang

(T) Tahun

KT Log

�

Log S Log XT

Curah Hujan (XT) mm

1 2 0 2.3729 0.0821 2.37290 235.9935

(17)

4.1.1.3 Distribusi Log Person III

Tabel 4.6 Curah Hujan Distribusi Log Person III

No

(Sumber:Hasil Perhitungan)

X

= 47,45869

(18)

Standar Deviasi:

Perhitungan Curah Hujan Rencana dengan menggunakan Distribusi Log Person III

KT = ●Untuk periode ulang (T) 5 tahun

KT = ●Untuk periode ulang (T) 10 tahun

KT =

Log XT– Log X

S

→

Log X

T = Log X + (KT× S)

= 2.3729 + (2.755 x 0.0821) = 2.5991

(20)

Tabel 4.7 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Person III

No PeriodeUlang

(T) Tahun Log X KT Log S Log XT

CurahHujan (XT) mm

1 2 2.3729

-0.099

0.0821 2.3648 231.618

2 5 2.3729 0.800 0.0821 2.4386 274.524

3 10 2.3729 1.328 0.0821 2.4819 303.339

4 20 2.3729 2.402 0.0821 2.5701 371.624

5 50 2.3729 2.359 0.0821 2.5666 368.616

6 100 2.3729 2.755 0.0821 2.5991 397.270

(21)

4.1.1.4 Distribusi Gumbel

Tabel 4.8 Curah Hujan Distribusi Gumbel

(Sumber: Hasil Perhitungan)

(22)

Standar Deviasi :

●Untuk periode ulang (T) 2 tahun YTR= 0.3668

(23)

3088

Tabel 4.9 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel

(24)

Tabel 4.10 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum

Curah Hujan Rencana Maksimum

Periode Ulang T (Tahun)

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

2 5 10 20 50 100

Normal Log Normal Log Person III Gumbel

No

Periode Ulang (T)

Tahun

Normal Log Normal

Log Person

III

Gumbel

(25)

4.1.2 Waktu Konsentrasi

Untuk saluran air hujan daerah perkotaan, waktu konsentrasi terdiri dari waktu yang diperlukan oleh limpasan untuk mengalir di permukaan tanah untuk mencapai saluran terdekat (tc) dan waktu pengaliran dalam saluran ke titik yang

dimaksud (td).

Tabel 4.11 Perhitungan Waktu Konsentrasi (menit)

No Nama

Jalan Saluran L

(26)

4.1.3 Intensitas Hujan

Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan dalam satu persatuan waktu. Apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia, yang ada hanya data hujan harian, maka intensitas hujan dapat dihitung dengan rumus Mononobe. Untuk luas daerah 10-100 ha maka dipilih periode ulang 5 tahun. Maka intensitas curah hujan rencana dapat diperhitungkan sebagai berikut:

Tabel 4.12 Perhitungan Intensitas Curah Hujan (mm/jam)

No Nama Jalan Saluran L

(m) S

Tc

(menit) R24 I

1

Jendral Sudirman (Simpang PLN s/d Rumah Dinas Walikota)

S-JSD 121.6 0.001 133.837 284.46 57.674 2 S. Parman S-SPM 118.4 0.001 126.367 284.46 59.923 3 Veteran S-VTR 93 0.001 133.568 284.46 57.751 Dimana:

S-JSD = saluran jalan Jendral Sudirman (dari simpang PLN – rumah dinas walikota)

S-SPM = saluran jalan S.Parman S-VTR = saluran jalan Veteran L = panjang saluran S = kemiringan saluran Tc = waktu konsentrasi (jam)

R24 = curah hujan rencana periode ulang (T) 5 tahun Distribusi Gumbel

(27)

4.1.4 Koefisien Pengaliran

Tabel 4.13 Nilai Koefisien Limpasan (C) daerah yang ditinjau

Berdasarkan Tabel diatas telah ditentukan nilai dari koefisien limpasan terhadap kondisi karakter permukaannya yaitu berhubung keterbatasan data penggunaan lahan yang tidak saya miliki, maka saya memutuskan untuk menggunakan Koefisien penggunaan lahan = 0,8 (Jalan Beton dan Aspal) di sesuaikan dengan kondisi penggunaan lahan terbesar dilokasi penelitian.

Kondisi Permukaan Tanah Koefisien Pengaliran (C)

Jalan Beton dan Jalan Aspal 0.70 - 0.95 Jalan Kerikil dan Jalan Tanah 0.40 - 0.70

Bahu Jalan :

Tanah Berbutir Halus 0.40 - 0.65 Tanah Berbutir Kasar 0.10 - 0.20 Batuan Masif Keras 0.70 - 0.85 Batuan Masif Lunak 0.60 - 0.75 Daerah Perkotaan 0.70 - 0.95 Daerah Pinggiran Kota 0.60 - 0.70

Daerah Industri 0.60 - 0.90

Permukaan Padat 0.60 - 0.80

Permukaan Tidak Padat 0.40 - 0.60

Taman dan Kebun 0.20 - 0.40

Persawahan 0.45 - 0.60

Perbukitan 0.70 - 0.80

(28)

Tabel 4.14 Perhitungan Debit Rencana (m3/dtk)

Dimana :

S-JSD = saluran jalan Jendral Sudirman (dari simpang PLN s/d Rumah Dinas Walikota)

S-SPM = saluran jalan S.Parman S-VTR = saluran jalan Veteran C = koefisien limpasan Cs = koefisien tampungan Tc = waktu konsentrasi (menit)

QT = debit rencana (m3/dtk)

V = kecepatan aliran di dalam saluran (m/dtk) Ls = panjang lintasan aliran di dalam saluran (m) Td = conduit time sampai ke tempat pengukuran I = intensitas curah hujan (mm/jam)

(29)

4.1.5 Debit Rencana

Debit Rencana pada Saluran S-JSD

Cs = 2

2 +

Cs = 2 � 133,837

2 � 133,837 +7.821

Cs= 0,972

Q = 0,278 . C .Cs . I . A

(30)

4.2 Analisa Hidrolika

4.2.1 Analisa Kapasitas Penampang Saluran

Tabel 4.15.Penampang dan Lokasi Saluran Drainase

No

Nama

Saluran

Lokasi

Saluran

PenampangSaluran Dokumentasi

1 S - JSD

2 S – SPM

(31)

Tabel 4.16 Analisa Kapasitas Penampang Saluran

No Nama

Jalan Saluran Konstruksi Bentuk Kondisi

Dimensi Saluran

S-SDM Beton Trapesium Sedimen,

sampah 0.5 0.6 0.65 0.2 0.6 0.015 0.001 0.524 0.966 0.542 1.402 0.163 0.735

2 S.Parman S-SPM Beton Trapesium Sedimen,

sampah 0.6 1 0.6 0.45 0.6 0.015 0.001 0.722 1.650 0.437 1.215 0.150 0.877

3 Veteran S-VTR Batu Kali Persegi Sedimen,

(32)

Dimana :

S-JSD = saluran Jalan Jendral Sudirman (dari simpang PLN – rumah dinas walikota)

S-SPM = saluran Jalan S.Parman S-VTR = saluran Jalan Veteran Qs = debit saluran (m3/dtk)

B = lebar atas (m) b = lebar bawah n = koefisien manning

(koefisien manning 0.015 untuk tipe saluran beton dan 0.03 untuk tipe saluran pasangan batu)

A = luas catchment area (m2) S = kemiringan dasar saluran (m) m = kemiringan dinding saluran P = keliling basah (m)

h = kedalaman air (m) H = kedalaman saluran (m) R = jari-jari hidrolik (m)

(33)

1.Saluran S-SDM

A = (B + mh)h

A = (0,5 + (0,6 x 0,2)) x 0,2 A = 0,524 m2

P = B + 2h 2 + 1

P = 0,5 + (2 x 0,2) 0,62 _{+ 1} P = 0,966 m

R = �

�

R =0,524 0,966

R = 0,542 m

V =1 2 3

1 2

V = 1

0,015� (0,542) 2

3� (0,001) 1 2

V = 1,402 m/dtk

Qs = As.V

(34)

2.Saluran SPM

A = (B + mh)h

A = (0,6 + (0,6 x 0,45)) x 0,45 A = 0,722 m2

P = B + 2h 2 + 1

P = 0,6 + (2 x 0,45) 0,62 _{+ 1} P = 1,650 m

R = �

�

R =0,722 1,649

R = 0,437 m

V =1 2 3

1 2

V = 1

0,015� (0,437) 2

3� (0,001) 1 2

V = 1,215 m/dtk

Qs = As.V

(35)

3.Saluran S-VTR

A = B.h

A =0,45 x 0,45 A= 0,203 m3

P = B + 2h

P = 0,45 + (2 x 0,45) P = 1,35 m

R = �

�

R = 0,2025 1,35

R =0,15 m

V =1. 2 3_.

1 2

V = 1

0,02.�(0,15

2

)3�_(._0,001) 1 2

V = 0,298 m/dtk

Qs = As.V

(36)

Tabel 4. 17 Evaluasi debit saluran dengan debit rencana

No Nama Jalan Nama Saluran

Qs (m3/dtk)

QT (m3/dtk)

Keterangan

Qs ≥ QT

1

Jendaral Sudirman (simpang PLN-rumah dinas walikota)

S-SDM 0,735 1,598 Tidak OK

2 S. Parman S-SPM 0,877 2,200 Tidak OK

(37)

4.2.2 Perencanaan Ulang Saluran Drainase Sesuai Debit Rencana

Dari hasil tabel 4.17, didapatkan hasil bahwa jalan Jendral Sudirman, jalan S.Parman dan jalan Veteran, memiliki debit berlebih yang meluap dan menggenangi jalan ketika hujan dengan intensitas tinggi.

Tabel 4.18 Evaluasi jumlah debit yang berlebih

No Nama Jalan Nama Untuk mengatasi masalah banjir, maka diperlukan perhitungan untuk mendesain ulang saluran drainase yang dapat menampung debit banjir puncak dari masing-masing saluran drainase yang ditinjau.

4.2.2.1 Perhitungan Saluran Drainase Jalan Jendral Sudirman (Simpang

PLN- Rumah Dinas Walikota)

Dari perhitungan yang telah dilakukan, maka didapat debit puncak sebesar 1,598 m3/dtk, sedangkan debit yang mampu ditampung oleh saluran

drainase yang ada sebesar 0,735 m3/dtk, berarti ada debit yang sebesar 0,863 m3/dtk yang meluap menggenangi jalan pada saat hujan besar terjadi.

(38)

Tabel 4.19 Perhitungan kapasitas drainase Jalan Jendral Sudirman

(simpang PLN- rumah dinas walikota)

(39)

Gambar 4.1

Penampang melintang desain saluran rencana Jalan Jendral Sudirman (simpang PLN – rumah dinas walikota)

Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan, dimensi saluran drainase dengan luas penampang 1,273 m2 dapat menampung debit saluran maksimum sebesar 1,630 m3/dtk, dan debit puncak banjir periode selama 5 tahun

adalah 1,598 m3/dtk. Dengan demikian dimensi saluran ini dapat digunakan

untuk saluran drainase yang sesuai dengan debit rencananya.

4.2.2.2 Perhitungan Saluran Drainase Jalan S.Parman

Saluran drainase jalan S.Parman memiliki debit sebesar 2,2 m3/dtk,

sedangkan dari perhitungan yang telah dilakukan, kapasitas drainase eksisting yang mampu ditampung oleh saluran drainase yang ada hanya sebesar 0,877

m3/dtk, berarti ada debit yang sebesar 1,323 m3/dtk yang menggenang saat banjir

besar terjadi.

(40)

(41)

Gambar 4.2

Penampang melintang desain saluran jalan S.Parman

adalah 2,2 m3/dtk. Dengan demikian dimensi saluran ini dapat digunakan untuk

saluran drainase yang sesuai dengan debit rencananya.

4.2.2.3 Perhitungan Saluran Drainase Jalan Veteran

Saluran drainase jalan Veteran memiliki debit sebesar 1,617 m3/dtk,

sedangkan dari perhitungan yang telah dilakukan, kapasitas drainase eksisting yang mampu ditampung oleh saluran drainase yang ada hanya sebesar 0,060

m3/dtk, berarti ada debit yang sebesar 1,557 m3/dtk yang menggenang saat banjir

besar terjadi.

(42)

(43)

Gambar 4.3

Penampang melintang desain saluran jalan Veteran

adalah 1,617 m3/dtk. Dengan demikian dimensi saluran ini dapat digunakan untuk

(44)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengamatan langsung di lapangan, perhitungan secara teknis pada data yang ada, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: a. Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan maka didapat besar debit rencana

untuk:

● Saluran drainase eksisting Jalan Jendral Sudirman (simpang PLN-rumah dinas walikota = 1,598 m3/dtk

● Saluran drainase eksisting Jalan S. Parman = 2,200 m3/dtk ● Saluran drainase Jalan Veteran (Pajak Kawat) = 0,040 m3/dtk

b. Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, maka didapat besar kapasitas drainase eksisting :

● Jalan Jendral Sudirman (simpang PLN-rumah dinas walikota = 0,753 m3/dtk ● Jalan S. Parman = 0,877 m3/dtk

● Jalan Veteran (Pajak Kawat) = 0,060 m3/dtk

c. Kapasitas drainase eksisting di Jalan Jendral Sudirman (simpang PLN-rumah dinas walikota), Jalan S.Parman dan Jalan Veteran tidak mampu mengalirkan air pada masing-masing saluran.

(45)

5.2 Saran

a. Membuat pengaturan tata guna lahan.

b. Memperbesar penampang saluran drainase yang ada agar berfungsi secara optimal.

c. Memperbaki dan membersihkan bukaan/lubang sisi-sisi jalan (street inlet) agar dapat mengalirkan limpasan air hujan dengan maksimal.

d. Perlu dilakukannya pemeliharaan saluran, seperti pengangkatan sedimen secara berkala untuk menghindari pendangkalan yang diakibatkan oleh sampah dan limbah yang tersumbat dari kegiatan perdagangan sekitar drainase.

e. Membuat tempat pembuangan sampah yang efektif untuk mencegah dibuangnya sampah ke saluran drainase.