TUGAS AKHIR RC09-1380
PERENCANAAN
SISTEM
DRAINASE
PADA
PROYEK
PEMBANGUNAN JALAN TOL SURABAYA-MOJOKERTO
SEKSI IA
DIPO SURYAPRAJA
NRP 3106 100 010
Dosen Pembimbing :
Ir. Fifi Sofia
Ir. Anggrahini, MSc
JURUSAN TEKNIK SIPIL
Perencanaan Sistem Drainase pada Proyek Pembangunan Jalan Tol
Surabaya-Mojokerto Seksi IA
Nama Mahasiswa : Dipo Suryapraja NRP : 3106 100 010
Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Pembimbing : Ir. Fifi Sofia
Ir. Anggrahini, MSc.
ABSTRAK
Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Nojokerto (SUMO) adalah perencanaan pembangunan jalan tol yang akan menghubungkan dua kota besa r di Provinsi Ja wa Timur yaitu Kota Surabaya dan Kota Mojokerto. Dalam studi ini membahas perencanaan sistem drainase jalan tol yang mampu menangani air limpasan hujan yang terjadi. Lokasi studi ini bertempat pada proyek pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto untuk Seksi IA di wilayah Waru-Sepanjang.
Banjir dan genangan air sangat tidak diharapkan terjadi, oleh karena itupada a wal perencanaan sistem drainase perlu direncanakan skema drainasenya. Pada skema drainase, direncanakan arah aliran dan tempat pembuangan akhir (outlet) yang dalam loka si studi adalah Kali Menanggal dan Kali Buntung.
Pada umunya ketinggian elevasi permukaan jalan tol berada di atas timbunan setinggi kurang lebih 8 meter. Supaya air limpasan hujan tidak menggerus permukaan timbunan, perlu dibuat saluran yang menuruni timbunan dan mengalirkan air dari permukaan jalan menuju kaki timbunan yang selanjutnya dialirkan menuju saluran-saluran drainase. Selain itu, air limpasan hujan yang terjebak di anta ra timbunan juga perlu diperhatikan supa ya tidak menggenang dan merusak timbunan jalan.
Perencanaan sistem drainase pada Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO) harus mampu melayani air limpasan hujan
yang terjadi di permukaan jalan told an ka wasan-ka wa sansekita r jalan tol yang membebani saluran-saluran drainase yang direncanakan. Selain itu, diharapkan adanya Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO) tidak menjadi perma salahn banjir di masa-masa yang akan dating.
Kata Kunci : Drainase Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA, Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO) bertujuan untuk menghubungkan 2 (dua) kota besar di Provinsi Jawa Timur yaitu Kota
Surabaya dan Kota Mojokerto.
Pembangunan jalan tol ini rencananya akan memiliki panjang jalan 36,270 Km dan terbagi menjadi 5 (lima) seksi yaitu Seksi
IA (Waru-Sepanjang), Seksi IB
Gambar 1.1. Rencana Proyek Jalan Tol Surabaya - Mojokerto (SUMO)
Pada perencanaan sistem drainase jalan akan berkaitan erat dengan site plan
jalan, aligment vertical-horizontal jalan,
superelevasi jalan, dan elevasi permukaan jalan. Tujuannya adalah untuk mengalirkan limpasan air yang terjadi di permukaan jalan secara grafitasi dan dibuang melalui saluran drainase yang telah ada (eksisting) atau yang belum ada (non-eksisting) menuju saluran pembuang akhir (outlet).
Untuk saat ini, kondisi sistem drainase pada kawasan Jalan Tol SUMO belum terhubung dengan baik. Masih adanya saluran-saluran drainase yang rusak akibat termakan usia atau ada yang rusak akibat tertutup oleh pekerjaan timbunan proyek.
Oleh karena itu, perlu direncanakan suatu system pengelolaan air limpasan yang terjadi, sehingga air limpasan tidak menggenangi daerah sekitar dan langsung masuk ke saluran-saluran drainase yang ada.
1.2.
Perumusan Masalah
Perumusan masalah pada penulisan Tugas Akhir (TA) ini adalah :
1) Berapa besar debit limpasan yang
terjadi di kawasan Proyek
Pembangunan Jalan Tol
Surabaya-Mojokerto Seksi IA dan sekitarnya yang akan membebani saluran drainase jalan ?.
2) Bagaimana dengan sistem drainasenya agar tidak terjadi genangan dan bagaimana kaitannya dengan sistem drainase kawasan ?.
3) Bagaimana rencana bentuk dan dimensi
penampang saluran serta bangunan pelengkap pada sistem drainasenya ?.
1.3.
Ruang Lingkup Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini, lokasi studi adalah di Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO) khusus untuk Seksi IA di kawasan Waru-Sepanjang. Dimana letak geografis lokasinya adalah :
Utara : Kelurahan Sepanjang Selatan : Jalan Dukuh Menanggal Timur : Kelurahan Bebekan Barat : Kelurahan Bungurasih
1.4.
Batasan-Batasan Masalah
Yang menjadi batasan masalah dalam penulisan Tugas Akhir ini, antara lain :
1) Studi ini hanya meninjau perencanaan sistem drainase di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA di wilayah Waru-Sepanjang.
2) Debit yang ditinjau hanyalah dari air hujan saja.
3) Daerah tangkapan hujan (catchment area) ditinjau hanya pada kawasan
4) Data yang digunakan adalah data sekunder yang diperoleh dari instansi terkait.
5) Tidak memperhitungkan Rencana
Anggaran Biaya (RAB) dalam
pengerjaan saluran drainasenya.
Gambar 1.2. Proyek Jalan Tol Surabaya- Mojokerto (SUMO) Seksi IA
1.5.
Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan ini, antara lain :
1) Merencanakan debit limpasan yang
terjadi di kawasan Proyek
Pembangunan Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA dan sekitarnya yang akan membebani saluran drainase jalan.
2) Merencanakan sistem drainase Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA
3) Membuat perencanaan detail
penampang saluran serta bangunan pelengkap yang diperlukan pada Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA
1.6.
Manfaat Penulisan
Apabila sistem drainase yang direncanakan dibangun maka air limpasan yang terjadi dipermukaan jalan tidak akan tergenang dan dibuang langsung ke saluran-saluran drainase menuju saluran akhir (outlet).
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Survey Lapangan
Data saluran eksisting (saluran yang yang telah ada) diperoleh dari hasil
survey di sekitar kawasan Jalan Tol SUMO
Seksi IA. Ada 7 (tujuh) saluran eksisting yang akan mempengaruhi hidrologi dan hidrolika saluran. Daftar saluran eksisting terlampir pada table berikut.
Tabel 2.1. Daftar Saluran Eksisting di sekitar
Kawasan Jalan Tol SUMO Seksi IA No. Nama
Saluran Asal Aliran
1 S Ex Pgs A Perumahan
Pagesangan
2 S Ex Swh IA Persawahan
Pagesangan
3 S Ex Swh I Persawahan
Pagesangan
4 S Ex Swh II3
A Persawahan Pagesangan S Ex Swh II3
B
5 S Ex 11+100 Ramp 11+100
6 S Ex Prm
Bbk A Perumahan Bebekan
7 S Ex Prm
Bbk B Perumahan Bebekan
(Catatan : untuk lebih jelasnya mengenai letak saluran eksisting tersebut, dapat dilihat pada Gambar 2.2).
Dari hasil survey diketahui bahwa
kondisi saluran eksisiting : terbuat dari material tanah,
terdapat endapan, sampah, dan tumbuhan liar di penampang basah saluran.
Oleh karena itu, untuk memudahkan perhitungan saluran eksisting diasumsikan berbentuk trapesium sama kaki dengan material tanah dan kemiringan talud 1:z = 1:0,5.
b
hsaluran
hair
0,5 1
w
Gambar 2.1. Penampang Saluran Eksisting
2.2.
Analisa Hidrologi
2.2.1. Analisa Hujan Rata-Rata
Kawasan
Ada 3 (tiga) macam cara yang digunakan dalam menghitung hujan rata-rata kawasan, yaitu metode rata-rata-rata-rata aljabar, metode poligon Thiessen, dan
metode isohyet.
Luas proyek jalan tol +1,24 km2
(termasuk dalam catchment area (DAS)
kecil) dengan kontur topografi umumnya dataran (dengan variasi elevasi +4 m sampai +6 meter) dan stasiun hujan terdekat dengan lokasi proyek terbatas ada 6 (enam) buah (Lihat pada sub-bab 3.2.), maka metode yang digunakan untuk menghitung hujan rata-rata kawasan adalah
dengan menggunakan metode Thiessen
Polygon.
Hujan rata-rata dapat dihitung sebagai berikut :
atau
... (2.1)
dimana :
A = luasan daerah aliran
Ai = luasan daerah pengaruh stasiun i
Ri = tinggi hujan pada stasiun i
2.2.2. Analisa Periode Ulang Curah Hujan
Untuk daerah pemukiman
umumnya dipilih hujan rencana dengan periode ulang 5-15 tahun. Daerah pusat pemerintahan yang penting, daerah komersil, dan daerah padat dengan nilai ekonomi tinggi dengan periode ulang 10-50 tahun. Perencanaan gorong-gorong jalan raya dan lapangan terbang antara 3-15 tahun. Perencanaan pengendalian banjir pada sungai antara 25-50 tahun.
2.2.3. Analisa Frekuensi
Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Maksudnya adalah pada suatu periode ulang dimana hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai dan dilampaui.
Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah : 1) Distribusi Normal ;
2) Distribusi Gumbel. ; dan 3) Distribusi Log-Normal.
2.2.4. Analisa Intensitas dan Waktu Hujan
…… (2.14)
2.2.5. Analisa Waktu Konsentrasi pada Permukaan Jalan
Pada Proyek Pembangunan Jalan
Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA
penentuan waktu konsentrasi tergantung pada potongan melintang (cross section)
dan potongan memanjang (long section)
pada permukaan jalan. Waktu konsentrasi dihitung dengan rumus :
tc = to + tf ... (2.15)
dimana :
to = waktu yang diperlukan untuk
mengalir mencapai inlet
tf = waktu yang diperlukan untuk
mengalir sepanjang saluran
Perumusan yang umum digunakan untuk menghitung to :
2.2.6. Analisa Waktu Konsentrasi pada Struktur Jalan
Pada Proyek Jalan Tol Surabaya-Mojokerto ini hampir keseluruhan badan jalan
berada pada struktur timbunan atau pada struktur jembatan. Untuk mengalirkan air limpasan pada kondisi jalan seperti ini dibutuhkan inlet-inlet drainase yang menuju saluran terbuka di kaki timbunan.
Jumlah inlet yang dibutuhkan tergantung dari persamaan :
...(2.23) Umumnya untuk jarak pemasangan inlet pada : Struktur timbunan : 10-20 meter
Struktur jembatan : 5-10 meter
2.2.7. Analisa Koefisien Pengaliran
Koefisien Pengaliran C pada Tabel 2.9. dapat diaplikasikan untuk hujan dengan periode ulang 5 – 10 tahun. Intensitas hujan tinggi menyebabkan koefisien C tinggi, sebab infiltrasi dan kehilangan air lainnya hanya berpengaruh kecil pada limpasan. Koefisien C untuk
suatu wilayah permukiman (blok,
kelompok) dimana jenis permukaannya leih dari satu macam, diambil harga rata-ratanya dengan rumus berikut ini :
Crata-rata = Ai
2.2.8. Analisa Debit Rencana
Dimensi saluran didesain
berdasarkan besarnya debit air hujan yang akan dialirkan. Rumus Rasional :
Q = C I A (m³/detik)……(2.26)
dimana :
Q = debit (m³/detik) C = koefisien pengaliran
A = Luasan yang akan didrain (km²)
2.3.
Analisa Hidrolika
2.3.1. Perhitungan Kecepatan Saluran
Kecepatan aliran dalam saluran hendaknya tidak menyebabkan terjadinya pengendapan dan tumbuhnya tanaman pengganggu, selain itu juga perlu diperhatikan jenis material yang akan digunakan supaya kecepatan aliran tidak menggerus dasar saluran.
Untuk saluran dari beton kecepatan maksimum adalah 4 m/s (Modul Drainase 2005, Fifi Sofia, hal. 2-31)
2.3.2. Perhitungan Kekasaran Saluran
Koefisien kekasaran saluran
ditentukan oleh bahan/material saluran, jenis sambungan, material padat yang terangkut dan yang terendap dalam saluran, akar tumbuhan, aligment lapisan penutup (pipa), umur saluran dan aliran lateral yang menggangu.
2.3.3. Perhitungan Saluran
Berpenampang Persegi
Untuk saluran yang berpenampang persegi seperti u-ditch atau box culvert, dimensinya dapat direncanakan dengan rumusan-rumusan :
A = bh …… (2.28)
O = b + 2h …… (2.29)
…… (2.30)
T = b …… (2.31)
D = h …… (2.32)
dimana :
b = lebar saluran (m)
h = tinggi saluran (m)
A = luas penampang saluran (m2)
O = keliling basah saluran (m)
R = jari-jari hidrolis (m)
T = lebar puncak (m)
D = kedalaman hidrolis
2.3.4. Perhitungan Saluran
Berpenampang Trapesium
Untuk saluran yang berpenampang trapesium, dimensinya dapat direncanakan dengan rumusan-rumusan :
A = (b + zh)h …… (2.33)
…… (2.34)
…… (2.35)
T = b + 2zh …… (2.36)
…… (2.37)
dimana :
b = lebar saluran (m)
h = tinggi saluran (m)
z = kemiringan talud
A = luas penampang saluran (m2)
O = keliling basah saluran (m)
R = jari-jari hidrolis (m)
T = lebar puncak (m)
D = kedalaman hidrolis
2.3.5. Tinggi Jagaan
Yang dimaksud tinggi jagaan adalah jarak antara elevasi muka air (elevasi muka air pada saat perencanaan) sampai puncak tanggul, , yang disediakan untuk perubahan elevasi penuh air akibat angin dan penutupan pintu air di hulu (bukan untuk tambahan debit).
BAB III
METODOLOGI
3.1.
Konsep Pemikiran
Permukaan jalan pada Jalan Tol
Surabaya-Mojokerto terletak tidak
perlakuan terhadap aliran air limpasan yang menuruni timbunan atau jembatan.
Selain itu, perlu diperhitungkan air limpasan dari kawasan sekitar proyek yang mungkin membebani saluran tepi dan outlet. Outlet dalam perencanaan ini adalah Kali Buntung (outlet 1) dan Kali Menanggal (outlet 2).
Gambar 3.1. Flow-Chart Konsep Perencanaan Drainase
Hal-hal yang menjadi perhatian dalam perencanaan sistem drainase Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA ini adalah :
1) Saluran tepi di kaki-kaki timbunan diharapkan dapat menampung debit limpasan yang terjadi baik yang berasal dari permukaan jalan maupun kawasan di sekitar proyek yang mungkin membebani saluran yang direncanakan. 2) Arah aliran saluran direncanakan dalam
bentuk skema drainase. Selain itu, juga direncanakan gorong-gorong untuk mengalirkan air limpasan hujan yang terhalang oleh medan (misalnya : timbunan dan jalan yang telah ada (eksisting)).
3.2.
Pengumpulan Data
Data-data yang diperoleh berasal dari :
a) Balai PSAWS Butung Peketingan
Ngagel, yang meliputi :
Tabel curah hujan harian selama 18 tahun dari stasiun hujan.
b) Kontraktor PT. Wijaya Karya, yang meliputi :
Lay Out/Site Plan Proyek Jalan Tol
Surabaya-Mojokerto Seksi IA
Survey Drainase berupa foto-foto dan
pengamatan langsung di lapangan.
Gambar-gambar long dan cross section
Proyek Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA
Elevasi permukaan jalan dan permukaan tanah asli (eksisiting).
Elevasi saluran akhir (outlet).
c) GoogleEarth, yang meliputi :
Peta topografi dan posisi astronomis (letak lintang dan bujur) dari stasiun hujan.
Gambaran tampak atas lokasi proyek dan daerah di sekitar proyek.
3.3.
Analisa Hidrologi
Untuk data-data curah hujan harian selama 18 tahun akan dicari tinggi hujan
rata-ratanya dengan Metode Thiessen
Polygon. Besarnya faktor pengaruh daerah
stasiun hujan dapat diketahui dengan
mem-plot-kan polygon pada peta topografi yang
menunjukkan posisi stasiun hujan.
Selama rentan waktu 18 tahun tersebut, ada beberapa rentan waktu dimana tidak terjadi hujan. Oleh karena itu, perlu diperkirakan berapa besar peluang (frekuensi) terjadinya hujan dengan metode Distribusi Normal, Distribusi Gumbel, dan
Distribusi Log Pearson, dimana
metode-metode distribusi tersebut dianalisa
kebenarannya dengan Uji Chi-Kuadrat.
Maka, akan diperoleh tinggi curah hujan harian yang terjadi.
Data-data lay out/site plan, long section (potongan memanjang) dan cross section (potongan melintang) pada jalan
digunakan untuk merencanakan skema
drainase, luas daerah limpasan, dan memperkirakan waktu masuknya air hujan menuju inlet-inlet terdekat (to).
Kemudian dengan menghitung kecepatan aliran pada saluran (v) dengan rumus (rumus 2.27) diperoleh nilai tf. Dengan diketahui nilai to dan tf, waktu
Output dari analisa hidrologi adalah
debit limpasan (debit hidrologi) yang terjadi pada kawasan proyek. Debit limpasan itu dipakai sebagai input dalam
kontrol penampang saluran drainase jalan.
3.4.
Analisa Hidrolika
Dari data-data long section
(potongan memanjang) dan cross section
(potongan melintang) diketahui elevasi permukaan jalan dan elevasi permukaan tanah eksisting. Terutama dengan data elevasi permukaan tanah eksisiting dapat menjadi patokan dalam menentukan kedalaman dasar saluran yang akan dibuat.
Beda tinggi antara dasar saluran rencana di bagian hulu dan hilir saluran (∆H) jika dibagi dengan panjang saluran rencana (L) diperoleh kemiringan dasar saluran (S) yang menjadi data input
rumusan (rumus 2.27).
Luas basah (A) dan keliling basah (O) penampang saluran dicari dengan metode trial error (coba-coba) dengan
mengganti besarnya tinggi muka air aktual (haktual) di saluran drainase.
Output dari analisa hidrolika adalah
debit hidrolika pada saluran. Debit hidrolika (Qhidrolika) kemudian akan
dikontrol dengan debit hidrologi (Qhidrologi)
dimana :
∆Q = Qhidrolika - Qhidrologi ≈ 0,000
3.5.
Kesimpulan Metodologi
Yang ingin dicapai dalam
penyusunan Tugas Akhir ini adalah perencanaan sistem drainase pada Proyek Jalan Tol Surabaya – Mojokerto Seksi IA dan mendesain saluran dan bangunan-bangunan bantu, misalnya bangunan-bangunan terjun, dan sebagainya. Luas Daerah Limpasan
(A) dan Koef. lebar saluran (b)
ditentukan, tinggi saluran (h) dicari
dengan trial error
ΔQ ≈ 0,000
Gambar 3.3. Flow-Chart Metodologi
BAB IV
PENGOLAHAN DATA
4.1.
Perencanaan
Skema
Drainase
Skema jaringan saluran drainase
diperlukan untuk menunjukkan
perencanaan sistem aliran air hujan yang yang jatuh pada permukaan jalan menuju saluran tepi (tersier) dan dibuang menuju pembuangan akhir (outlet).
Konsep perencanaan skema arah aliran air hujan ini adalah :
1. Meninjau pada outlet terdekat dari sistem drainase jalan tol.
2. Mengalirkan air hujan secara grafitasi, yaitu dari permukaan berelevasi tinggi menuju permukaan berelevasi rendah.
Pada skema jaringan drainase yang tampak adalah saluran-saluran terbuka pada
sisi kaki-kaki timbunan yang akan
jalan. Jika aliran air pada saluran terbuka tersebut terhalang oleh medan (jalan eksisting ataupun timbunan), maka diatasi dengan membuat saluran terbuka gorong-gorong.
Selain itu, layout dari proyek ini
dibagi menjadi 13 (tiga belas) zona. Pembagian zona tersebut berfungsi sebagai
zooming lokasi saluran rencana sekaligus
menunjukkan kesatuan sistem drainase pada zona tersebut.
Tabel 4.1. sampai dengan Tabel 4.13. menunjukkan letak saluran rencana yang akan dibuat. Sebagai ilustrasi tentang
simbol-simbol dan index pada tabel
tersebut adalah sebagai berikut :
Saluran : S1 A = S saluran
= 1 berada di Zona 1
= A nomor index
saluran
Saluran : S G 3B = S saluran
= G gorong-gorong = 3 berada di Zona 3
= B nomor index
saluran
Saluran : O3 = O outlet
= 3 nomor index outlet
T14 = titik kontrol dengan
nomor index 14
Sta. 11+000 = posisi stasioning pada kilometer 11.
Sta. 11+100 = posisi stasioning pada kilometer 11 lalu ditambah jarak sepanjang 100 meter, atau dengan kata lain berjarak 100 meter dari Sta. 11+000 (Sta. 11+000 sebagai titik acuan pengukuran stasioning pada jalan kilometer 11).
Sedangkan :
Ex = saluran eksisting
Swh = sawah
Pgs = daerah Pagesangan
Wsm Bng = daerah Wisma Bungurasih
Prm Bbk = daerah Perumahan
Bebekan
Mahmilti = daerah Mahkamah Militer
Sta. = posisi stasioning pada
jalan
Data sekunder berupa gambar rencana yang diperoleh dari lokasi proyek
berbentuk softcopy, sehingga dapat
dihitung panjang saluran yang
direncanakan dengan salah satu tools dari
program AutoCAD yang bernama
dimension.
Gambar 4.1. Dengan menggunakan dimension pada program AutoCAD dapat diketahui panjang saluran
rencana
Sedangkan data-data elevasi pada saluran rencana, dapat diketahui dari data-data sekunder long section (potongan
memanjang) jalan tol yang diperoleh dari lokasi proyek.
Air hujan yang jatuh pada suatu daerah, limpasannya akan ditampung oleh saluran-saluran. Oleh karena itu, luasan daerah yang “terkena” hujan perlu diketahui.
Semakin luas daerah limpasan yang ditampung saluran, maka dimensi saluran juga akan semakin besar. Karena itu, perlu perhitungan cermat luasan daerah limpasan pada alur-alur saluran yang akan dilewati.
4.2.1. Menghitung Luas Daerah Aliran yang Eksisting
Air limpasan yang terjadi di luar lokasi proyek namun kemungkinan akan membebani atau ikut melalui saluran yang
akan direncanakan juga harus
diperhitungkan.
Gambar 4.2. (a) tidak direncanakannya saluran untuk mengatasi air limpasan eksisting (b) salah satu solusi genangan air (misal : gorong-gorong)
Hal ini bertujuan agar proyek jalan tol ini tidak menghambat aliran limpasan yang telah ada. Sehingga di masa mendatang dengan adanya jalan tol ini tidak menimbulkan genangan air di sekitar wilayah jalan tol.
Pada daerah eksisting, luar daerah
aliran dapat diketahui dengan
menggunakan software online
GoogelEarth. Dengan membuat bentuk
poligon pada area yang dicari, dapat diketahui luas (area) di lokasi tersebut.
Gambar 4.3. Mengetahui Luas Aliran dengan GoogleEarth
4.2.2. Menghitung Luas Daerah aliran di Lokasi Proyek
Pada daerah proyek yang akan direncanakan salurannya, luas daerah aliran
diperoleh dari softcopy gambar
siteplan/layout lokasi proyek. Dimana pada
tiap-tiap saluran dicari luas daerah aliran yang akan memebani saluran dengan
menggambar bentuk poligon pada
AutoCAD. Dari poligon tersebut dapat
diketahui luasan daerah yang akan membebani saluran rencana.
Gambar 4.4. Dengan Poligon AutoCAD Diketahui Luasan Daerah Aliran
4.3.
Menentukan
Koefisien
Pengaliran
Dengan menentukan jenis
permukaan daerah yang akan dilalui air
hujan, dapat diambil nilai koefisien pengaliran (C) berdasarkan Tabel 2.9. (Lihat sub-bab 2.2.8.).
BAB V
ANALISA HIDROLOGI
5.1.
Menentukan Tinggi Hujan
Rencana
Ada 2 (dua) stasiun hujan yang berdekatan dengan lokasi proyek, yaitu stasiun hujan Ketegan dan stasiun hujan Bono.
.
Gambar 5.1. Lokasi Stasiun Hujan Ketegan dan stasiun Hujan Bono (Sumber : Google Earth)
Stasiun hujan Ketegan berada pada posisi 7o20,459’ LS dan 112o42,192’ BT dan stasiun hujan Bono berada pada posisi 7o22,442’ LS dan 112o44,459’ BT. Dengan
bantuan Google Earth dapat ditarik garis
khayal yang menghubungkan kedua stasiun dan diketahui jarak antara kedua stasiun hujan adalah +5,52 Km.
Berdasarkan metode Thiessen, jika
garis yang menghubungkan kedua stasiun tersbut dibagi dua, tampak bahwa stasiun hujan Ketegan lebih dekat dan akan lebih
besar pengaruhnya dalam menentukan tinggi hujan di lokasi proyek.
Oleh karena itu, dalam perencanaan kali ini data hujan yang akan digunakan adalah data hujan dari stasiun hujan Ketegan.
5.2.
Menentukan
Waktu
Konsentrasi
Waktu konsentrasi (tc) pada
masing-masing saluran, dilihat pada titik-titik kontrol saluran. Titik-titik kontrol merupakan pertemuan antara saluran tepi dari berbagai tempat pada suatu titik temu ataupun tergantung dari kondisi (medan) tertentu yang memerlukan pengontrolan. Dalam skema drainase Tugas Akhir ini, titik-titik kontrol disimbolkan Tindex (Lihat sub-bab 4.1
tentang cara membaca simbol dan index
pada skema drainase)
Langkah awal dalam menghitung nilai tc adalah dengan mengetahui terlebih
dahulu nilai to dan tf.
a) Nilai to
Permukaan daerah limpasan terdiri dari permukaan jalan, permukaan timbunan jalan, dan permukaan lahan. Sesuai dengan Tabel 2.8. dalam perumusan Kerby (rumus 2.16) bahwa nilai nd tergantung
dari jenis permukaan daerah limpasan.
Diasumsikan berdasarkan Tabel 2.16
bahwa :
permukaan jalan : nd = 0.04
permukaan timbunan jalan : nd = 0.02
permukaan lahan : nd = 0,4
(untuk perumahan)
: nd = 0,3
(untuk lapangan) Lokasi
+5,52 Km
Data-data potongan melintang (cross section) dan potongan memanjang (long section) memuat informasi tentang gradien
memanjang (g) dan gradien melintang (s) pada penampang jalan, timbunan, dan lahan. (Lihat pembahasan sub-bab 2.2.6.2). Contoh :
Untuk saluran rencana S1 A dipermukaan
jalan :
Untuk selanjutnya pada timbunan jalan dan lahan menggunakan prinsip perhitungan yang sama.
b) Nilai tf
Dalam perencanaan ini, kecepatan saluran diperoleh berdasarkan rumusan
(rumus 2.27) dan panjang saluran (L) terlampir pada Tabel 4.1 – Tabel 4.11. Maka, dengan rumusan tf = L/v dapat
diketahui nilai tf-nya.
Setelah nilai to dan tf diketahui,
waktu konsentrasi pada masing-masing saluran dapat dihitung dengan perumusan 2.15.
5.3.
Menentukan Debit Hidrologi
Saluran
Meninjau pada sub bab 4.2 yaitu perhitungan luasan daerah aliran, diketahui luasan area (A) yang akan membebani saluran. Selain itu, berdasarkan survey
lapangan dapat ditentukan nilai koefisien pengaliran (C) yang mengacu pada Tabel 2.9.
Dengan memasukkan tinggi hujan rencana pada sub bab 5.1. dengan rumus
intensitas hujan oleh Mononobe
(perumusan 2.14) yaitu dengan periode ulang 2, 5, dan 10 tahun, diperoleh debit hidrologi (Q) pada saluran berdasarkan rumus rasional (perumusan 2.26).
Contoh : untuk Saluran S1 A
Dengan memperoleh besar debit hidrologi (Q) yang terjadi pada masing-masing saluran, dapat direncanakan dimensi saluran hidrolikanya. Berikut hasil hitungan dengan Ms. Excel untuk
BAB VI
ANALISA HIDROLIKA
6.1.
Menentukan Letak Elevasi
Dasar Saluran
Elevasi hulu dan hilir saluran
dasar saluran diperoleh dengan
menggunakan metode trial error
(coba-coba) dengan syarat elevasi da sar saluran
tidak boleh lebih besar dari elevasi permukaan jalan atau lahan serta memperhitungkan tinggi aktual (haktual) dan
tinggi jagaan (w) pada saluran.
Beda tinggi (∆H) antara elevasi hulu dan hilir dasar saluran dibagi panjang saluran rencana (L) akan diperoleh kemiringan saluran (S).
Nilai S tersebut sebagai dara input
dalam perumusan : (rumusan
2.27).
Jari-jari hidrolis (R) pada rumusan 2.27 diperoleh dengan rumus : R = A/
O
dimana luas basah (A) dan keliling basah (O) juga diperoleh dengan metode trial error (coba-coba) dengan mencoba
mengganti nilai h (tinggi muka air atau tinggi aktual). Sedangkan, lebar saluran (b) dalam hal ini telah ditentukan.
6.2.
Menentukan Debit Hirolika
Setelah diketahui nilai v (kecepatan saluran) maka debit hidrolika dapat dicari dengan rumus : Q = vA dimana A adalah luas basah penampang saluran.
Debit hidrolika yang diperoleh di kontrol dengan debit hidrologi apakah selisih antara kedua debit tersebut terpaut jauh atau tidak. Sebisa mungkin selisih antara keduanya adalah 0,000 (∆Q ≈ 0,000)
6.3.
Menentukan Tinggi Muka
Air Aktual
Jika kontrol debit (∆Q) telah terpenuhi maka tinggi aktual (haktual lihat
Tabel 6.1b.) pada trial error sebelumnya
telah benar. Dengan menambahkan elevasi dasar saluran dan tinggi aktual akan diperoleh profil muka air aktual. Perlu diperhatikan di sini bahwa elevasi muka air aktual setelah ditambahkan tinggi jagaan tidak boleh melebihi elevasi permukaan lahan atau jalan.
BAB VII
PENUTUP
7.1.
Kesimpulan
Berdasarkan perhitungan Tugas Akhir ini, dapat diambil kesimpulan bahwa :
1) Besarnya debit limpasan yang terjadi di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA dapat diketahui dari hasil perhitungan hidrologi pada masing-masing titik kontrol saluran.
Pada Zona 2 :
2) Jaringan (Sistem) drainase pada jalan tol ini mengikuti kemiringan muka air atau mengalir secara grafitasi menuju outlet (Skema arah aliran saluran dapat dilihat pada halaman 9).
3) Besarnya dimensi penampang saluran drainase tergantung dari besarnya debit hidrologi yang akan dialirkan. Dalam perencanaan ini saluran-saluran drain didesain sebagai saluran terbuka berbentuk persegi baik itu untuk saluran-saluran tepi dan
gorong-gorong. Dimensi masing-masing
saluran dapat dilihat pada Tabel 6.1 (untuk Zona 1) dan Tabel 6.2 (untuk Zona 2).
7.2.
Saran
Air limpasan dari proyek Jalan Tol Surabaya-Mojokerto ini akan dibuang melalui saluran-saluran drain menuju
outlet. Namun ada juga saluran yang
sebelum menuju outlet harus melewati
saluran sekunder setempat dikarenakan jaraknya yang lebih dekat.
Karena itu perlu diperhatikan apakah saluran sekunder tersebut mampu mengalirkan air limpasan dari jalan tol menuju outlet dengan baik. Pengecekan
jaringan drainase secara menyeluruh mutlak diperlukan untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan.
DAFTAR PUSTAKA
Bambang Triatmojo, 2008, Hidrologi Terapan, Penerbit : Beta Offset, Yogyakarta.
Fifi Sofia, Ir., 2005, Modul Drainase, Penerbit : -, Surabaya.
