EVALUASI SISTEM DRAINASE PERKOTAAN PADA KECAMATAN MEDAN SUNGGAL, KOTA MEDAN

(1)

EVALUASI SISTEM DRAINASE PERKOTAAN PADA KECAMATAN MEDAN SUNGGAL, KOTA MEDAN

PROPOSAL TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Mencapai Gelar Sarjana S1 pada Departemen Teknik Sipil

Disusun Oleh :

M. FAHMI MILLIANDI (17 0404 031)

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2022

(2)

(3)

PERNYATAAN

Judul Tugas Akhir

“

EVALUASI SISTEM DRAINASE PERKOTAAN PADA KECAMATAN MEDAN SUNGGAL KOTA MEDAN”

Dengan ini penulis menyatakan bahwa Tugas Akhir ini disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara adalah benar merupakan hasil karya penulis sendiri.

Adapun pengutipan-pengutipan yang penulis lakukan pada bagian-nagian tertentu dari hasil karya orang lain dalam penulisan Tugas Akhir ini, telah penulis cantumkan sumbernya secara jelas sesuai dengan norma, kaida, dan etika penulisan ilmiah.

Apabila di kemudian hari ternyata ditemukan seluruh atau sebagian Tugas Akhir ini bukan hasil karya penulis sendiri atau adanya plagiat dalam bagian tertentu, maka penulis bersedia menerima sanksi sesuai dengan peraturan yang berlaku.

Medan, Februari 2022

Penulis Dosen Pembimbing

M. Fahmi Milliandi Ivan Indrawan, ST. MT

17 0404 031 NIP. 19760512 200604 1 001

(4)

ii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberi karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:

“Evaluasi Sistem Drainase Perkotaan Pada Kecamatan Medan Sunggal, Kota Medan”

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :

1. Bapak Dr. M. Ridwan Anas, S.T., M.T, Selaku ketua jurusan Teknik Sipil.

Fakultas Teknik, Universitas Sumatera utara.

2. Bapak Muhammad Agung Putra Handana, S.T., M.T, selaku sekretaris Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Ivan Indrawan, S.T., M.T, dan Ibu Nurul Ika Putri Dalimunthe, S.T., M.PSDA selaku Pembimbing yang telah banyak memberikan masukan, saran dan menyediakan waktu untuk bimbingan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Ir. Makmur Ginting, M.Sc dan Bapak Robi Arianta Sembiring, S.T., M.T selaku dosen pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap tugas akhir ini.

5. Bapak dan ibu staff pengajar yang telah membimbing dan mendidik selama masa studi pada jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

6. Teristimewa kedua orang tua saya, Ayahanda Almarhum Ridwan dan Ibunda Lailan Hanifa, serta abang saya Alfi Khaira, Kakak saya Sakinah Nurul Aini dan Rizka Maulida yang telah memberi doa, motivasi, semangat dan nasehat.

Terimakasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan doa tiada batas.

7. Teman-teman Seperjuangan Prasetyo Pratama, Hariady Siregar, Evo, Hasmar, Ari, Kemal, Uzi, Nazmi, Dika, Jangtu, Aqil, Hafiz, dan Aldi.

(5)

iii 8. Terimakasih khususnya kepada Nuri Afriani selaku teman dari segala teman yang selalu ada disaat yang dibutuhkan, selalu memberikan dorongan semangat dan selalu mengingatkan penulis untuk mengerjakan Tugas Akhir Ini.

9. Terimakasih kepada adik-adik 2020, Agung, Farhan, Syauqi, Fathur, Viona, Manda Syukrik, Anastasya, Salih dan Luthfi yang sudah membantu dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.

10. Terimakasih Juga untuk teman-teman Sipil 2017, Agil, Afan, Nurtifal, Syifa, dan teman lainnya.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kelemahan dalam penulisan tugas ahkir ini, untuk itu penulis sangat mengharapkan sumbangan pemikiran dan saran dari pembaca demi kesempurnaan tugas akhir ini.

Sebagai penutup, penulis berharap semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi kita semua dan para pembaca.

Medan, Januari 2022

M. Fahmi Milliandi 170404031

(6)

iv

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR NOTASI ... x

ABSTRAK ... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 2

1.3 Pembatasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan Masalah ... 2

1.5 Manfaat Penulisan ... 2

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1 Banjir ... 4

2.1.1 Pengertian Banjir ... 4

2.2 Hidrologi ... 5

2.2.1 Siklus Hidrologi ... 5

2.3 Analisa Hidrologi ... 6

2.3.1 Perhitungan Hujan Rata-rata... 6

2.3.1.1 Rata-rata Aritmatik ... 7

2.3.1.2 Rata-rata Poligon Thiesen ... 7

2.3.1.3 Metode Isohyet ... 7

2.3.2 Perhitungan Hujan rencana dengan Distribusi Frekuensi ... 8

2.3.2.1 Metode Distribusi E.J. Gumbel ... 8

2.3.2.2 Metode Distribusi Log Pearson Tipe III ... 11

2.3.2.3 Metode Distribusi Log Normal ... 13

2.3.2.4 Metode Distribusi Normal ... 14

2.4 Analisa Debit Rencana ... 15

2.4.1 Intensitas Hujan ... 15

(7)

v

2.4.2 Waktu Konsentrasi ... 16

2.4.3 Debit Rencana Dengan Metode Rasional ... 16

2.4.4 Analisis Curah Hujan Rencana ... 16

2.4.5 Koefisien Aliran Permukaan (C) ... 17

2.4.6 Hidraulika (Saluran Terbuka) ... 18

2.5 Analisa Hidrolika ... 18

2.5.1 Analisa Debit Banjir Rancangan ... 18

2.5.2 Perencanaan Debit Banjir ... 18

2.5.2.1 Metode Rasional ... 18

2.5.2.2 Metode Hidrograf... 19

2.5.3 Analisa Sistem Drainase ... 19

2.5.3.1 Kapasitas Saluran ... 19

2.6 Pengertian Drainase ... 21

2.6.1 Drainase Perkotaan ... 22

2.6.2 Jenis-jenis Drainase ... 22

2.6.3 Parameter Penentuan Prioritas Penanganan Genangan ... 23

BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 26

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 26

3.2 Metode Pengumpulan Data ... 26

3.3 Alur Penelitian ... 27

3.4 Metode dan Tahapan Penelitian ... 28

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 29

4.1 Analisa Data ... 29

4.1.1 Data Primer ... 29

4.1.2 Data Sekunder ... 29

4.2 Parameter Penentuan Prioritas Penanganan Genangan ... 30

4.3 Analisis Hidrologi ... 33

4.3.1 Analisa Curah Hujan Wilayah ... 33

4.3.2 Curah Hujan Harian Maksimum ... 33

4.3.3 Penentuan Pola Distribusi Hujan ... 34

4.3.3.1 Analisa Curah Hujan Distribusi Normal ... 35

4.3.3.2 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Normal ... 37

(8)

vi

4.3.3.3 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Pearson III ... 39

4.3.3.4 Analisa Curah Hujan Distribusi Gumbel ... 40

4.3.4 Analisa Frekuensi Curah Hujan ... 43

4.3.5 Koefisien Pengaliran ... 45

4.3.6 Analisa Waktu Konsentrasi dan Intensitas ... 45

4.4 Analisa Debit Banjir Rancangan ... 50

4.4.1 Pembagian Catchment Area dan Pola Aliran ... 50

4.4.2 Debit Air Hujan ... 52

4.4.3 Analisa Kapasitas Drainase ... 53

4.4.4 Menghitung Dimensi Saluran Drainase ... 57

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 63

5.1 Kesimpulan ... 63

5.2 Saran ... 64

DAFTAR PUSTAKA ... 65 LAMPIRAN

(9)

vii DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Standar Deviasi (Yn) untuk Distribusi Gumbel ... 10

Tabel 2.2 Reduksi Variat (YTR) sebagai fungsi periode ulang Gumbel ... 10

Tabel 2.3 Reduksi Standard Deviasi (Sn) untuk Distribusi Gumbel... 10

Tabel 2.4 Nilai k Distribusi Pearson Tipe III ... 13

Tabel 2.5 Nilai K untuk Distribusi Log Normal ... 13

Tabel 2.6 Nilai Variabel Reduksi Gauss ... 15

Tabel 2.7. Nilai Koefisien Limpasan ... 17

Tabel 2.8 Kriteria Parameter Genangan ... 23

Tabel 2.9 Kriteria Kerugian Ekonomi ... 24

Tabel 2.10 Kriteria Gangguan Sosial dan Fasilitas Pemerintah ... 24

Tabel 2.11 Kriteria Gangguan Sosial dan Gangguan Transfortasi ... 24

Tabel 2.12 Kriteria Kerugian Pada Daerah Perumahan ... 25

Tabel 4.1 Data Curah Hujan Harian Stasiun BMKG Medan Helvetia ... 30

Tabel 4.2 Titik Banjir di Kecamatan Medan Sunggal... 30

Tabel 4.3 Luas,Tinggi dan Genangan di Kecamatan Medan Sunggal ... 30

Tabel 4.4 Kriteria Parameter Genangan ... 31

Tabel 4.5 Kriteria Kerugian Ekonomi ... 31

Tabel 4.6 Kriteria Gangguan Sosial dan Fasilitas Pemerintah ... 31

Tabel 4.7 Kriteria Kerugian dan Gangguan Transportasi ... 31

Tabel 4.9 Kriteria Kerugian Hak Milik Pribadi ... 32

Tabel 4.10 Total Parameter Genangan dan Kriteria Kerugian ... 32

Tabel 4.11 Total Parameter Genangan dan Kriteria Kerugia ... 32

Tabel 4.12 Data Curah Hujan Harian Stasiun BMKG Helvetia Medan ... 34

Tabel 4.13 Data Rata-rata Curah Hujan Maksimum ... 34

Tabel 4.14 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Normal ... 35

Tabel 4.15 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Normal... 36

Tabel 4.16 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Normal ... 37

Tabel 4.17 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal ... 37

(10)

viii

Tabel 4.18 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Pearson III ... 39

Tabel 4.19 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Pearson III .... 39

Tabel 4.20 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Gumbel ... 40

Tabel 4.21 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel ... 41

Tabel 4.22 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum ... 43

Tabel 4.23 Analisa Frekuensi Curah Hujan ... 44

Tabel 4.24 Nilai Koefisien Run Off (C) ... 45

Tabel 4.25 Hujan Rancangan Periode Ulang 10 Tahun Metode Gumbel ... 46

Tabel 4.26 Perhitungan Analisa Intensitas Curah Hujan ... 46

Tabel 4.27 Nilai Intensitas Curah Hujan 10 Tahun... 59

Tabel 4.28Debit Air Hujan (Q banjir) periode ulang 5 tahun ... 52

Tabel 4.29 Jenis Saluran Terbuka ... 55

Tabel 4.30 Analisa Kapasitas Drainase ... 55

Tabel 4.31 Perbandingan Q banjir dengan Q saluran ... 56

Tabel 4.32 Dimensi Saluran Drainase Trapesium... 60

Tabel 4.33 Dimensi Saluran Drainase Persegi ... 62

(11)

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi ... 6

Gambar 2.2 Penampang ekonomis trapezium ... 20

Gambar 2.3 Penampang Saluran Persegi ... 21

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian ... 26

Gambar 3.2 Bagan Alur Penelitian ... 27

Gambar 4.1 Pola Aliran... 29

Gambar 4.2 Titik Lokasi Banjir Di Kecamatan Medan Sunggal ... 29

Gambar 4.3 Grafik Curah Hujan Maksimum dan Periode Ulang ... 43

Gambar 4.4 Grafik Intensitas Curah Hujan... 48

Gambar 4.5 Catchment dan Pola Aliran Drainase Kecamatan Medan Sunggal ... 51

Gambar 4.6 Potongan Melintang Jl. TB Simatupang ... 56

Gambar 4.7 Potongan Memanjang Jl. TB Simatupang ... 56

Gambar 4.8 Potongan Melintang Jl. Seroja ... 57

Gambar 4.9 Potongan Melintang Jl. Seroja ... 57

Gambar 4.10 Dimensi Saluran Drainase Bentuk Trapesium ... 60

Gambar 4.11 Dimensi Saluran Drainase Bentuk Persegi... 62

(12)

x

DAFTAR NOTASI

A = luas catchment area (ha)

Ai = luas lahan dengan jenis penutup tanah (ha) An = luas areal antara garis isohyet 1, 2, …, n-1 Asal = luas penampang saluran

B = lebar dasar saluran (m)

Ci = koefisien aliran permukaan janis penutup tanah d = Tinggi curah hujan rata-rata areal

F = luas penampang basah saluran (m²) g = percepatan gravitasi (m/det²) h = kedalaman saluran (m) i = tahun ke i

I = intensitas hujan untuk waktu konstan dalam mm/jam K = faktor frekwensi

L = panjang saluran (km) m = kemiringan dinding saluran n = banyaknya pos penakar n = koefisien kekasaran Manning P = keliling basah (m)

Pa,b,c = curah hujan stasiun a, b, c tahun x Px = curah hujan stasiun d tahun x Q = debit banjir rencana (m³/det) R = jari jari hidraulik (m)

Rn = curah hujan pada pos penakar 1, 2, …, n R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm) S = kemiringan saluran (m/m)

T = lamanya curah hujan (jam) Td = waktu pengaliran (menit)

(13)

xi ABSTRAK

Salah satu pendekatan dalam pemecahan masalah ini perlu menganalisis pola aliran drainase kota medan, khususnya di Kecamatan Medan Sunggal.

Banyak drainase kota medan yang mempunyai sistem drrainase yang tidak mengikuti pola aliran yang mengarah kesungai, sehingga apabila terjadi hujan, air yang ada drainase itu akan kembali meluap ke jalan atau pemukiman.

Penelitian ini dimulai pada semester genap tahun ajaran 2020-2021 dan studi kasus dilakukan di daerah Kecamatan Medan Sunggal, Kota Medan, Sumatera Utara. Kecamatan Medan Sunggal dengan luas wilayahnya 12,9 km². Kecamatan Medan Sunggal berbatasan langsung dengan Kecamatan Medan Helvetia di sebelah utara, Kecamatan Medan Selayang di sebelah selatan, Kabupaten Deli Serdang di sebelah barat dan Kecamatan Medan Baru dan Medan Petisah di sebelah timur

Penelitian ini bersifat evaluasi dimana data penelitian merupakan data sekunder dan data primer, kemudian setelah mendapatkan data, selanjutnya masuk pada tahap menganalisis data tersebut dengan dua jenis analisis yaitu analisis Hidrologi dan analisis Hidrolika. Dalam hasil analisa nilai curah hujan yang digunakan untuk perhitungan intensitas curah hujan adalah nilai curah hujan Distribusi Gumbel periode ulang 5 tahun. Waktu konsentrasi ditentukan dengan persamaan Kirpich . Untuk Intensitas curah hujan digunakan rumus Mononobe, dan untuk mencari debit saluran menggunakan metode Rasional.

Kata Kunci : Sistem drainase, banjir prioritas, distribusi gumbel, intensitas curah hujan, debit hujan rencana, dimensi saluran

(14)

1 BAB I

PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Banjir merupakan kata yang sangat popular di Indonesia, khususnya musim hujan. Peristiwa ini hampir setiap tahun berulang , namun permasalahan ini sampai saat ini belum terselesaikan, bahkan cenderung makin meningkat, baik frekuensinya, luasannya, kedalamannya, maupun durasinya. Akar permasalahan banjir di perkotaan berawal dari pertambahan penduduk yang sangat cepat, diatas rata-rata pertumbuhan nasional, akibat urbanisasi, baik migrasi musiman maupun permanen. Pertambahan penduduk yang tidak diimbangi dengan penyediaan prasarana dan sarana perkotaan yang memadai mengakibatkan pemanfaatan lahan perkotaan menjadi acak-acakan (semrawut). Pemanfaatan lahan yang tidak tertib inilah yang menyebabkan persoalan drainase di perkotaan menjadi sangat kompleks.

Berdasarkan tinjauan hidrologi dan hidrolika, yang termasuk penyebab banjir curah hujan tinggi didaerah tangkapan, penyumbatan drainase, kegagalan bendungan atau karena kurangnya daerah tangkapan, ini akan menyebabkan air di sungai, waduk, danau, dan lautan meluap, Atau membanjiri dataran rendah dan perairan lain di cekungan Awalnya tidak terendam. Selain itu mungkin juga karena high profile Ketinggian air sungai melebihi ketinggian air dari saluran pembuangan sehingga menyebabkan hujan harus kembali mealalui saluran dan menyebabkan genangan air di daerah pemukiman.

Salah satu pendekatan dalam pemecahan masalah ini perlu menganalisis pola aliran drainase kota medan, khusus nya di kecamatan sunggal. Banyak drainase kota medan yang mempunyai sistem drrainase yang tidak mengikuti pola aliran yang mengarah kesungai, sehingga apabila terjadi hujan, air yang ada drainase itu akan kembali meluap ke jalan atau pemukiman.

Maka dari itu penulis tertarik untuk melakukan penelitian secara

(15)

2 mendalam dengan mengajukan judul tugas akhir sebagai berikut :

“ EVALUASI SISTEM DRAINASE PERKOTAAN PADA KECAMATAN MEDAN SUNGGAL, KOTA MEDAN “ agar dapat merencanakan dimensi drainase kota medan khusus kecamatan medan sunggal. Serta dapat menentukan dan merencanakan pola aliran yang benar.

Sehingga tidak akan terjadi lagi genangan air saat hujan di jalanan maupun pemukiman yang terjadi karena kurang tepat nya perencanaan dimensi drainase serta pola aliran nya.

1.2. Perumusan Masalah

Berdasakan latar belakang di atas, yang menjadi perumusan masalah adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana debit pada saluran eksisting berdasarkan pengukuran curah hujan selama 10 tahun di mulai dari tahun 2009 sampai tahun 2019 ? 2. Pengukuran terhadap ukuran saluran drainase, berapa debit kapasitas

aliran maksimum yang dapat di tampung ?

3. Bagaimana kapasitas penampang saluran pada debit rencana ? 1.3. Pembatasan Masalah

Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah :

1. Saluran yang diteliti hanya sampai kepada saluran sekunder.

2. Lokasi yang di tinjau saluran drainase hanya kecamatan Medan Sunggal.

3. Rencana pengendalian banjir hanya di lakukan di titik prioritas 1.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Inventarisasi masalah banjir di Kecamatan Medan Sunggal.

2. Rencana pengendalian banjir di beberapa tempat titik masalah di Kecamatan Medan Sunggal .

3. Inventarisasi arah aliran drainase di Kecamatan Medan Helvetia

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :

(16)

3 1. Memberi informasi dan data tentang bagaimana perencanaan dimensi

drainase yang tepat.

2. Memberi informasi pola aliran yang benar pada sistem drainase kecamatan sunggal

3. Bagi instansi pemerintah/masyarakat; Solusi pengendalian banjir yang disebabkan oleh drainase, dan memberikan informasi dan data perencanaan dimensi drainase yang tepat.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan ini adalah sebagai berikut:

BAB I. PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini memuat teori mengenai hal-hal yang berkaitan dengan penelitian.

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisi uraian tentang persiapan mengenai metodologi yang digunakan, tahapan-tahap dalam pengumpulan dan pengolahan data hingga pelaksanaan analisis.

BAB IV. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi evaluasi sistem drainase perkotaan pada Kecamatan Medan Snggal.

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh kegiatan tugas akhir ini serta memberikan saran sebagai evaluasi sistem drainase perkotaan di Kecamatan Medan Sunggal.

(17)

4 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Banjir

2.1.1. Pengertian Banjir

Banjir merupakan suatu kondisi yang tidak dapat menampung air di saluran Pemborosan (waktu) atau halangan aliran air di pipa pembuangan.

("Sistem Drainase Perkotaan Berkelanjutan", 2004). banjir Ini adalah peristiwa alam yang dapat menyebabkan kerusakan properti Populasi yang besar juga dapat menimbulkan korban jiwa. Dikatakan banjir apabila terjadi luapan atau jebolan dan air banjir, disebabkan oleh kurangnya kapasitas penampang saluran pembuang. Banjir di bagian hulu biasanya arus banjirnya deras, daya gerusnya besar, tetapi durasinya pendek. Sedangkan di bagian hilir arusnya tidak deras (karena landai), tetapi durasi banjirnya panjang (Robert J. Kodoatie, Sugiyanto, 2001).

Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), banjir adalah berair banyak dan deras, kadang-kadang meluap (tentang kali dan sebagainya).

Banjir juga dapat diartikan peristiwa terbenamnya daratan (yang biasanya kering) karena volume air yang meningkat. Menurut Encyclopaedia Britannica, banjir adalah tahap air tinggi di mana air meluap ke tepi alami atau buatan ke tanah yang biasanya kering. Dikutip dari situs BNPB, banjir adalah peristiwa atau kejadian alami di mana sebidang tanah atau area yang biasanya merupakan lahan kering, tiba-tiba terendam air karena volume air meningkat.

Banjir dapat terjadi ketika pencairan salju atau limpasan hujan tidak dapat disalurkan dengan tepat ke sistem drainase yang berakibat air mengalir ke daratan. Penyumbatan drainase atau kurang tepatnya sistem drainase biasanya menjadi penyebab banjir jenis ini. Daerah yang terjadi penyumbatan drainase akan tetap banjir sampai sistem air hujan atau saluran air diperbaiki.

Maka dari beberapa pendapat mengenai definisi banjir dapat ditarik kesimpulan bahwa banjir adalah suatu bencana alam yang terjadi karena

(18)

5 meluapnya sejumlah debit air dari sungai yang dikarenakan tingginya intensitas curah hujan pada suatu daerah sehingga penampang yang ada tidak mampu lagi menampung sejumlah debit air yang datang dari saluran drainase yang bermuara pada sungai tersebut. Kesalahan pada sistem drainase juga mengakibatkan banjir di perkotaan tidak kunjung selesai.

2.2. Hidrologi

Pengertian hidrologi secara umum adalah cabang ilmu geografi yang mempelajari seputar pergerakan, distribusi, dan kualitas air yang ada dibumi serta siklus hidrologi dan sumber daya air.

Pengertian hidrologi menurut Singh (1992), mengatakan bahwa pengertian hidrologi adalah ilmu yang membahas karakteristik menurut waktu dan ruang tentang kuantitas dan kualitas air dibumi termasuk proses hidrologi, pergerakan, penyebaran, sirkulasi tampungan, eksplorasi, pengembangan dan manajemen. Menurut definisi Marta dan Adidarma (1983) dalam pengertian hidrologi yang mengatakan bahwa hidrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang terjadinya pergerakan dan distribusi air di bumi baik diatas maupun di bahwa permukaan bumi, tentang sifat kimia dan fisika air dengan reaksi terhadap lingkungan dan hubungannya dengan kehidupan. Sedangkan menurut Ray K. Linsley dalam Yandi Hermawan (1986) pengertian hidrologi adalah ilmu yang membicarakan tentang air yang ada dibumi yaitu mengenai kejadian, perputaran dan pembagiannya, sifat fisika dan kimia serta reaksinya terhadap lingkungan termasuk hubungan dengan kehidupan.

2.2.1 Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi pada hakekatnya merupakan sirkulasi ari di bumi, yang secara alami melibatkan seluruh fenomena alam yang ada dalam prosesnya. Secara fisik, sungai akan berfungsi sebagai pengumpul dari 3 (tiga) jenis limpasan, yaitu limpasan permukaan (surface runoff), aliran intra (interflow), dan limpasan air tanah (groundwater runoff), yang akhirnya akan mengalir ke laut.

(19)

6 Gambar 2.1 Siklus Hidrologi

(Sumber : www.kompas.com)

Siklus Hidrologi Secara Umum adalah sirkulasi air dari laut ke atmosfer lalu ke bumi dan kembali lagi ke laut dan seterusnya. Hidrologi berasal dari kata "Hidrologia" artinya "ilmu air"

2.3 Analisa Hidrologi

2.3.1 Perhitungan Hujan Rata-rata

Dalam perencanaan sistem drainase perlu dilakukan analisa hidrologi untuk mendapatkan debit banjir rancangan. Ada tiga cara untuk melakukan perhitungan hujan rata-rata yaitu:

1. Cara rata rata Aritmatik, 2. Cara rata rata thiesen dan 3. Cara Isyohiet.

Dari ketiga cara tersebut hanya dua cara pertama yang paling sering digunakan di Indonesia karena kesederhanaannya, selain itu cara ketiga membutuhkan kerapatan stasiun yang sesuai dengan jaring jaring kagan padahal untuk mendapatkan hal tersebut masih sulit dilakukan.

(20)

7 2.3.1.1 Rata-rata Aritmatik

Metode rata-rata aritmatik ini, digunakan dengan cara menghitung rata-rata curah hujan dari stasiun yang terdekat. Rumus yang digunakan untuk cara ini adalah sebagai berikut :

... (2.1) Keterangan :

Rx = curah hujan rata rata daerah pematusan (mm) n = jumlah stasiun hujan

Ri = curah hujan di stasiun hujan ke-i (mm) 2.3.1.2 Rata-rata Poligon Thiesen

Cara ini lebih teliti dibandingkan dengan cara sebelumnya terutama untuk daerah pematusan yang penyebaran stasiunnya tidak merata. Dengan memperhitungkan daerah pengaruh dari masing masing stasiun maka diharapkan hasilnya lebih mendekati dari kenyataan. Rumusan Poligon Thiesen adalah sebagai berikut :

... (2.2) Keterangan :

R = curah hujan rata-rata

R1,R2,Rn = curah hujan ditiap titik pengamatan

A1,A2,An = bagian luas yang mewakili tiap titik pengamatan n = jumlah titik pengamatan

2.3.1.3 Metode Isohyet

Metode ini merupakan metode yang paling akurat untuk menentukan hujan rata- rata, namun diperlukan keahlian dan pengalaman. Cara ini memperhitungkan secara aktual pengaruh tiap-tiap pos penakar hujan.

Kemudian luas bagian diantara isohyet-isohyet yang berdekatan diukur, dan nilai rata-rata dihitung sebagai berikut:

... (2.3)

(21)

8 Dimana:

𝑅 = Curah hujan rata-rata

R1,R2,...,Rn = Curah hujan pada stasiun 1,2,...,n (mm) A1,A2,...,An = Luas area antara 2 (dua) isohyet (mm²) 2.3.2 Perhitungan Hujan rencana dengan Distribusi Frekuensi

Curah hujan rencana untuk periode ulang tertentu secara statistik dapat diperkirakan berdasarkan seri data curah hujan harian maksimum tahunan (maximum annual series) jangka panjang dengan analisis distribusi frekuensi. Curah hujan rancangan/desain ini biasanya dihitung untuk periode ulang 2, 5, 10, 20 atau 25 tahun. Untuk mencari distribusi yang cocok dengan data yang tersedia dari pos-pos penakar hujan yang ada di sekitar lokasi pekerjaan perlu dilakukan Analisis Frekuensi. Analisis frekuensi dapat dilakukan dengan seri data hujan maupun data debit. Jenis distribusi frekuensi yang banyak digunakan dalam hidrologi adalah distribusi Gumbel, Log Pearson type III, Log Normal, dan Normal.

2.3.2.1 Metode Distribusi E.J. Gumbel

Menurut Gumbel (1941) persoalan yang berhubungan dengan harga- harga ekstrim adalah datang dari persoalan banjir. Gumbel menggunakan teori-teori ekstrim X1, X2, X3,…, Xn, dimana sampel-sampelnya sama besar dan X merupakan variabel berdistribusi ekspoinensial maka probabilitas kumulatipnya adalah :

... (2.4) Dengan :

P (X) = probabilitas

X = variabel berdistribusi eksponensial e = bilangan alam = 2,7182818

A = konstanta

Waktu balik antara dua buah pengamatan konstan yaitu :

... (2.5)

(22)

9 Dengan :

Tr(X) = waktu balik P (X) = peluang

Menurut Soemarto (1986) ahli-ahli teknik sangat berkepentingan dengan persoalan-persoalan pengendalian banjir sehingga lebih mementingkan waktu balik Tr (X) daripada probabilitas P (X), untuk itu maka:

atau ... (2.6) ... (2.7) Dengan:

XT = variate X

A, b = konstanta Tr (X) = waktu balik YT = recuced variate

Chow dalam Soemarto (1986) menyarankan agar variate X yang menggambarkan deret hidrologi acak dapat dinyatakan dengan rumus berikut ini :

XT = X + K . SX ... (2.8) Dimana :

XT = variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah hujan rancangan untuk periode ulang pada T tahun (mm)

X = harga rerata dari harga ( mm ) Sx = standar deviasi

K = f aktor frekuensi yang merupakan fungsi dari periode ulang (return periode) dan tipe distribusi frekuensi.

Faktor frekuensi K untuk harga-harga ekstrim Gumbel ditulis dengan rumus berikut:

... (2.9) Dengan :

YT = Reduced variate sebagai fungsi periode ulang T Yn = Reduced mean sebagai fungsi dari banyaknya data n

(23)

10 Sn = Reduced standart deviation sebagai fungsi dari banyaknya data n Dengan mensubstitusi kedua persamaan di atas diperoleh :

... (2.10)

Tabel 2.1 Standar Deviasi (Yn) untuk Distribusi Gumbel

(Suripin, 2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan : 51)

Tabel 2.2 Reduksi Variat (YTR) sebagai fungsi periode ulang Gumbel

Periode ulang, Tr (tahun)

Reduced variate, Ytr

Periode ulang, Tr (tahun)

Reduced variate, Ytr

2 0,3668 100 4,6012

5 1,5004 200 5,2969

10 2,2510 250 5,5206

20 2,9709 500 6,2149

25 3,1993 1000 6,9087

50 3,9028 5000 8,5188

75 4,3117 10000 9,2121

Tabel 2.3 Reduksi Standard Deviasi (Sn) untuk Distribusi Gumbel

No 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,9496 0,9676 0,9883 0,9971 1,0095 1,0206 1,0316 1,0411 1,0493 1,0565 20 1,0628 1,0696 1,0754 1,0811 1,0864 1,0915 1,0961 1,1004 1,1047 1,1080 30 1,1124 1,1159 1,1193 1,1226 1,1255 1,1285 1,1313 1,1339 1,1363 1,1388 40 1,1413 1,1436 1,1458 1,1480 1,1499 1,1519 1,1538 1,1557 1,1547 1,1590

No 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,4952 0,4996 0,5035 0,5070 0,5100 0,5128 0,5157 0,5181 0,5202 0,5520 20 0,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,5309 0,5320 0,5332 0,5343 0,5353 30 0,5362 0,5371 0,5380 0,5388 0,5396 0,5403 0,5410 0,5418 0,5424 0,5436 40 0,5436 0,5442 0,5448 0,5453 0,5458 0,5463 0,5468 0,5473 0,5477 0,5481 50 0,5485 0,5489 0,5493 0,5497 0,5501 0,5504 0,5508 0,5511 0,5515 0,5518 60 0,5521 0,5524 0,5527 0,5530 0,5533 0,5535 0,5538 0,5540 0,5543 0,5545 70 0,5548 0,5550 0,5552 0,5555 0,5557 0,5559 0,5561 0,5563 0,5565 0,5567 80 0,5569 0,5570 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,5580 0,5581 0,5583 0,5585 90 0,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,5598 0,5599 100 0,5600 0,5602 0,5603 0,5604 0,5606 0,5607 0,5608 0,5609 0,5610 0,5611

(24)

11 50 1,1607 1,1623 1,1638 1,1658 1,1667 1,1681 1,1696 1,1708 1,1721 1,1734 60 1,1747 1,1759 1,1770 1,1782 1,1793 1,1803 1,1814 1,1824 1,1834 1,1844 70 1,1854 1,1863 1,1873 1,1881 1,1890 1,1898 1,1906 1,1915 1,1923 1,1930 80 1,1938 1,1945 1,1953 1,1959 1,1967 1,1973 1,1980 1,1987 1,1994 1,2001 90 1,2007 1,2013 1,2020 1,2026 1,2032 1,2038 1,2044 1,2049 1,2055 1,2060 100 1,2065 1,2069 1,2073 1,2077 1,2081 1,2084 1,2087 1,2090 1,2093 1,2096

2.3.2.2 Metode Distribusi Log Pearson Tipe III

Distribusi Log Pearson Tipe III banyak digunakan dalam analisa hidrologi, terutama dalam analisis data maksimum (banjir) dan minimum (debit minimum) dengan nilai ekstrim. Bentuk distribusi Log Pearson Tipe III merupakan hasil transformasi dari distribusi Pearson Tipe III dengan menggantikan variat menjadi nilai logaritmik. Persamaan fungsi kerapatan peluangnya adalah:

... (2.11) Keterangan:

P(X) = Fungsi kerapatan peluang Pearson tipe III X = Variabel acak kontinyu

a,b,c = Parameter

𝜏 = Fungsi gamma

Bentuk kumulatif dari distribusi Log Pearson Tipe III dengan nilai variatnya X apabila digambarkan pada kertas peluang logaritmik (logarithmic probability paper) akan merupakan model matematik persamaan garis lurus. Persamaan garis lurusnya adalah:

... (2.12) Keterangan:

Y = Nilai logaritmik dari X = Nilai rata-rata dari Y S = Deviasi standar dari Y

K = Karakteristik dari distribusi log pearson tipe III

Prosedur untuk menentukan kurva distribusi Log Pearson Tipe III, adalah :

(25)

12 1. Tentukan logaritma dari semua nilai X.

2. Hitung nilai rata-ratanya :

... (2.13) n = jumlah data

3. Hitung nilai deviasi standard

... (2.14) 4. Hitung nilai koefisien kemencengan

... (2.15) Sehingga persamaan diatas dapat ditulis:

... (2.16) 5. Tentukan anti log dari log X, untuk mendapatkan nilai X yang diharapkan terjadi pada tingkat peluang atau periode tertentu sesuai dengan nilai Cs nya.

Nilai Cs dapat dilihat pada tabel 2.4.

Apabila nilai Cs = 0, maka distribusi Log Pearson Tipe III identik dengan distribusi Log Normal, sehingga distribusi kumulatifnya akan tergambar sebagai garis lurus pada kertas grafik Log Normal.

(26)

13 Tabel 2.4 Nilai k Distribusi Pearson Tipe III

2.3.2.3 Metode Distribusi Log Normal

Distribusi Log Normal memiliki sifat yang khas yaitu nilai asimetrisnya (skewness) hampir sama dengan 3 dan bertanda positif. Atau nilai Cs kira-kira sama dengan tiga kali nilai koefisien variasi (Cv).

Persamaan distribusi Log Normal sama dengan persaman distribusi Log Pearson tipe III yang telah diuraikan di atas, dengan nilai koefisien asimetris g log x = 0.

Tabel 2.5 Nilai K untuk Distribusi Log Normal No. Periode ulang, T (tahun) Peluang KT

1 1,001 0,999 -3,05

2 1,005 0,995 -2,58

3 1,010 0,990 -2,33

4 1,050 0,950 -1,64

5 1,110 0,900 -1,28

6 1,250 0,800 -0,84

7 1,330 0,750 -0,67

(27)

14 (Suripin, 2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan : 37)

2.3.2.4 Metode Distribusi Normal

Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi Gauss.

Untuk analisa frekuensi curah hujan menggunakan metode distribusi Normal, dengan persamaan sebagai berikut:

... (2.17) Dimana:

XT = Variate yang diekstrapolasika, yaitu besarnya curah hujan rencana untuk periode ulang T tahun.

X = Harga rata-rata dari data K = Variabel reduksi

Sx = Standard Deviasi =

8 1,430 0,700 -0,52

9 1,670 0,600 -0,25

10 2,000 0,500 0

11 2,500 0,400 0,25

12 3,300 0,300 0,52

13 4,000 0,250 0,67

14 5,000 0,200 0,84

15 10,000 0,100 1,28

16 20,000 0,050 1,64

17 50,000 0,020 2,05

18 100,000 0,010 2,33

19 200,000 0,005 2,58

20 500,000 0,002 2,88

21 1000,000 0,001 3,09

(28)

15 Tabel 2.6 Nilai Variabel Reduksi Gauss

2.4. Analisa Debit Rencana 2.4.1 Intensitas Hujan

Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan per satuan waktu (Suripin, 2004). Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intensitasnya.

... (2.20) Dimana :

I = Intensitas hujan rata-rata dalam t jam (mm/jam) No. Periode ulang, T (tahun) Peluang KT

1 1,001 0,999 -3,05

2 1,005 0,995 -2,58

3 1,010 0,990 -2,33¬

4 1,050 0,950 -1,64

5 1,110 0,900 -1,28

6 1,250 0,800 -0,84

7 1,330 0,750 -0,67

8 1,430 0,700 -0,52

9 1,670 0,600 -0,25

10 2,000 0,500 0

11 2,500 0,400 0,25

12 3,300 0,300 0,52

13 4,000 0,250 0,67

14 5,000 0,200 0,84

15 10,000 0,100 1,28

16 20,000 0,050 1,64

17 50,000 0,020 2,05

18 100,000 0,010 2,33

19 200,000 0,005 2,58

20 500,000 0,002 2,88

21 1000,000 0,001 3,09

(29)

16 R24 = Curah hujan efektif dalam satuan hari ( mm )

t = Lama waktu hujan (jam) T = Waktu mulai hujan (jam) Tc = Waktu konsentrasi hujan (jam) 2.4.2 Waktu Konsentrasi

Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hulu suatu aliran (Halim, 2011).

Waktu konsentrasi (tc) = to + td Dimana:

to (inlet time) = waktu yang diperlukan air untuk mengalir di muka tanah menuju saluran drainase

td (conduct time) = waktu yang diperlukan air untuk mengalir di sepanjang saluran.

2.4.3 Debit Rencana Dengan Metode Rasional

Debit rencana untuk daerah perkotaan umumnya dikehendaki pembuangan air yang secepatnya, agar jangan ada genangan air yang terhenti. Untuk memenuhi tujuan ini saluran – saluran harus dibuat cuku sesuai dengan debit rancangan. Persamaan metode rasional adalah :

...(2.21)

Dimana:

C1, C2, = koefisein pengaliran sesuai dengan jenis permukaan A1, A2, = luas daerah pengaliran ( km² )

Cw = C rata – rata pada daerah pengaliran yang dihitung untuk setiap area yang ditinjau

L = konstanta, sedangkan L3 sebagai pendekatan diambil 100m 2.4.4 Analisis Curah Hujan Rencana

Analisis Curah Hujan Rencana adalah analisa curah hujan dengan

(30)

17 tujuan untuk mendapatkan tinggi curah hujan tahunan di tahun ke n yang mana akan digunakan untuk mencari debit banjir rancangan. Jika didalam suatu areal terdapat beberapa alat penakar atau pencatat curah hujan, maka dapat diambil nilai rata-rata untuk mendapatkan nilai curah hujan areal.

Pengamatan urah hujan harian maksimum berdasarkan Badan Meteorologi dan Klimatologi Geofisika Stasiun Sampali untuk 10 Tahun.

2.4.5 Koefisien Aliran Permukaan (C)

Koefesien run off merupakan nilai banding antara bagian hujan yang run off dimuka bumi dengan hujan total terjadi. Koefisien limpasan (run off) ditentukan berdasarkan tata guna lahan daerah tangkapan. Dalam Tabel berikut dapat dilihat Tabel koefisien limpasan.

Tabel 2.7. Nilai Koefisien Limpasan

(Sumber : “Urban Drainage Guidelines and Technical Design Standards “,Dep.PU, Jakarta, November, 1994)

Kondisi Daerah Koefisien

Pengaliran Sifat Permukaan Tanah Koefisien Pengaliran Perdagangan

Jalan Aspalt Beton Batu bata

Batu kerikil

Jalan raya dan trotoar

Daerah kota 0,70 – 0, 95 0,70 – 0,95

Derah dekat kota 0,50 - 0,70 0,80 – 0,95

Pemukiman 0,70 – 0,85

Rumah tinggal 0,30 – 0,50 0,15 – 0,35

Terpencar 0,40 – 0,60 0,70 – 0,85

Kompleks perumahan Pemukiman(suburban) Apartemen

0,25 – 0,40 0,50 – 0,70

Atap

Lapangan rumput, tanah berpasir

0,75 – 0,95

Industri Kemiringan 2 persen 0,05 – 0,10

Industri ringan 0,50 – 0,80 Rata-rata 2 – 7 persen 0,10 – 0,15 Industri berat 0 60 – 0,90 Curam (7 persen) 0,15 – 0,20 Taman, kuburan 0 10 – 0,25 Lapangan rumput, 0,13 – 0,17 Lapangan bermain 0 10 – 0,25 tanah keras. 0,18 – 0,22 Daerah halaman KA 0,20 – 0,40 Kemiringan 2 persen 0,25 – 0,35 Daerah tidak terawat 0,10 – 0,30 Rata-rata 2 – 7 persen

Curam (7 persen)

(31)

18 2.4.6 Hidraulika (Saluran Terbuka)

Saluran terbuka adalah saluran dimana air mengalir dengan muka air bebas. Pada semua titik disepanjang saluran, tekanan dipermukaan air adalah sama, yang biasanya adalah tekanan atmosfer. Pengaliran melalui suatu pipa (saluran tertutup) yang tidak penuh (masih ada muka air bebas) msih termasuk aliran melalui saluran terbuka karena aliran melalui saluran terbuka harus mempunyai muka air bebas.

2.5 Analisa Hidrolika

2.5.1 Analisa Debit Banjir Rancangan

Untuk menentukan kapasitas saluran drainase harus dihitung dahulu jumlah air hujan dan jumlah air buangan rumah tangga yang akan melewati saluran drainase utama di dalam daerah studi. Debit banjir rancangan (Qr) adalah debit air hujan (Qah) ditambah dengan debit air kotor (Qak). Bentuk perumusan dari debit banjir rancangan tersebut sebagai berikut :

... (2.22) Dengan :

Qr = debit banjir rancangan (m³/detik) Qah = debit air hujan (m³/detik)

Qak = debit air kotor (m³/detik) 2.4.2 Perencanaan Debit Banjir

Perencana debit banjir tidak boleh kita tetapkan terlalu kecil agar jangan terlalu sering terjadi ancaman pengrusakan bangunan atau daerah di sekitarnya. Tetapi juga tidak boleh terlalu besar sehingga ukuran bangunan tidak ekonomis. Jatuhnya hujan terjadi menurut suatu pola dan suatu siklus tertentu. Ada dua macam metode yang umum dipakai dalam menghitung debit banjir, yaitu metode rasional dan metode hidrgoraf.

2.5.2.1 Metode Rasional

Metode ini digunakan untuk memperkirakan laju aliran permukaan puncak. Metode ini sering dipakai untuk perencanaan, cuman penggunaanya terbatas untuk DAS dengan ukuran yang kecil. Persamaan matematik metode Rasional ini dinyatakan dalam bentuk:

(32)

19 Q=0,278.C.I.A...(2.21) Dengan :

Q = debit banjir maksimum (m³/det) C = koefisien pengaliran

I = intensitas hujan rerata selama waktu tiba banjir (mm/jam) A = luas daerah pengaliran (km²)

2.5.2.2 Metode Hidrograf

Hidrogaf dapat didefenisikan sebagai hubungan antara salah satu unsur aliran terhadap waktu. Berdasarkan defenisi tersebut dikenal ada dua macam hidrogaf, yaitu hidrogaf muka air dan hidrogaf debit. Hidrogaf muka air tidak lain adalah data atau grafik hasil rekaman AWLR (Automatic Water Level Recorder). Sedangkan hidrogaf debit, yang dalam pengertian sehari-hari disebut hidrogaf, diperoleh dari hidrogaf muka air dan lengkung debit.

2.5.3 Analisa Sistem Drainase

Analisis sistem drainase dilakukan untuk mengetahui apakah secara teknis sistem drainase direncanakan sesuai dengan persyaratan teknis.

Analisis sistem drainase diantaranya adalah perhitungan kapasitas saluran, penentuan tinggi jagaan, penentuan daerah sempadan, perhitungan kepadatan drainase, dan bagunan- bangunan yang dibutuhkan dalam sistem drainase.

Dalam kaitannya dengan pekerjaan pengendalian banjir, analisis sistem drainase digunakan untuk mengetahui profil muka air, baik kondisi yang ada (eksisting) maupun kondisi perencanaan. Untuk mendukung analisa hitungan guna memperoleh parameterisasi desain yang handal, dibutuhkan validasi data dan metode hitungan yang representatif.

2.5.3.1 Kapasitas Saluran

Kapasitas rencana dari setiap komponen sistem drainase dihitung berdasarkan rumus Manning:

Qsal = Vsal x Asal ... (2.22) Vsal=¹.𝑅^2/3𝑆^1/2 ... (2.23) Qsal = ¹ . 𝑅^2/3𝑆^1/2. Asal ... (2.24)

(33)

20 Dimana:

Vsal = kecepatan aliran rata-rata dalam saluran (m/det) Qsal = debit aliran dalam saluran (m³/det)

n = koefisien kekasaran Manning R = jari jari hidraulik (m)

R = A/P dimana

Asal = luas penampang saluran (m²) P = keliling basah (m)

a. Penampang Trapesium

Gambar 2.2 Penampang ekonomis trapezium Dalam hal ini maka digunakan persamaan:

V = 1/n.Rh^2/3.𝑆^1/2 ... (2.25) Ac = Q/V ... (2.26) Angka kekasaran ditentukan berdasarkan jenis bahan yang digunakan. Kemiringan dasar saluran (S) ditentukan berdasarkan topografi (S = 0,0006). Kemiringan dinding saluran berdasarkan bahan yang digunakan.

Luas Penampang : A = (b + mh)h ... (2.27) Keliling Basah : P = b + 2h √1+𝑚² ... (2.28) Jari-jari hidrolis : Rh = A/V ... (2.29) Tinggi jagaan : FB = 25 %

Dimana :

A = Luas penampang saluran (m²) R = Jari-jari Hidrolis (m)

S = Kemiringan saluran

n = Koefisien kekasaran Manning

(34)

21 B = Lebar dasar saluran (m)

m = Kemiringan talud y = kedalaman saluran (m) P = keliling basah saluran (m) b. Penampang Persegi

Pada penampang melintang saluran berbentuk persegi dengan lebar dasar B dan kedalaman air h, luas penampang basah A = B x h dan keliling basah P. Maka bentuk penampang persegi paling ekonomis adalah jika kedalaman setengah dari lebar dasar saluran atau jari-jari hidrauliknya setengah dari kedalaman air.

Gambar 2.3 Penampang Saluran Persegi Untuk bentuk penampang persegi yang ekonomis :

A = B.h ... (2.30) P = B + 2h ... (2.31) B = 2h ... (2.32) R = A/P ... (2.33) 2.6. Pengertian Drainase

Drainase secara umum didefenisikan sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan dalam suatu konteks pemanfaatan tertentu. Drainase merupakan salah satu fasilitas dasar yang dirancang sebagai sistem guna memenuhi kebutuhan masyarakat dan merupakan komponen penting dalam perencanaan kota (perencanaan infrastruktur khususnya). Secara umum, drainase didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat

(35)

22 difungsikan secara optimal.

2.6.1 Drainase perkotaan

Drainase perkotaan/terapan adalah ilmu drainase yang diterapkan mengkhususkan pengkajian pada kawasan perkotaan yang erat kaitannya dengan kondisi lingkungan social budaya yang ada di kawasan kota. Sistem drainase pokok mencakup sungai dan saluran alami, saluran pembuangan, dataran penampung banjir, jalan utama. Sistem drainase pokok harus mempunyai kapasitas cukup untuk melayani banjir-banjir sungai dan saluran dengan daerah lebih dari 100 Ha, dengan masa ulang 10 tahun. Berikut ini tertera Tabel 1.

2.6.2 Jenis-Jenis Drainase

a. Berdasarkan sejarah terbentuknya 1. Drainase alami (Natural drainage) 2. Drainase buatan (Artifical drainage) b. Berdasarkan letak bangunannya

1. Drainase permukaan tanah (Surface drainage) 2. Drainase dibawah permukaan tanah

c. Berdasarkan fungsinya

1. Satu fungsi (Single purpose) 2. Banyak fungsi (Multi purpose) d. Berdasarkan konstruksi.

1. Saluran terbuka 2. Saluran tertutup

e. Berdasarkan sistem pengalirannya.

1. Drainase dengan sistem jaringan 2. Drainase dengan sistem resapan

(36)

23 2.6.3 Parameter Penentuan Prioritas Penanganan Genangan

Parameter penentuan prioritas penanganan meliputi hal sebagai berikut:

1) Parameter genangan, meliputi tinggi genangan, luas genangan, frekuensi genangan dalam satu tahun dan lama genangan terjadi. Kriteria parameter genangan seperti dalam Tabel 2.8

2) Parameter ekonomi, dihitung perkiraan kerugian atas fasilitas ekonomi yang ada, seperti: kawasan industri, fasum, fasos, perkantoran, perumahan, daerah pertanian dan pertamanan. Kriteria kerugian/kerusakan ekonomi seperti dalam Tabel 2.9

3) Parameter gangguan sosial dan fasilitas pemerintah, seperti: kesehatan masyarakat, keresahan sosial dan kerusakan lingkungan dan kerusakan fasilitas pemerintah. Kriteria gangguan sosial dan fasilitas pemerintah seperti dalam Tabel 2.10

4) Parameter kerugian dan gangguan transportasi. Kriteria kerugian dan gangguan transportasi seperti dalam Tabel 2.11

5) Parameter kerugian pada daerah perumahan, kriterianya seperti dalam Tabel 2.12

6) Parameter kerugian hak milik pribadi/rumah tangga, kriterianya seperti dalam Tabel 2.13

Tabel 2.8 Kriteria Parameter Genangan

(37)

24 Tabel 2.9 Kriteria Kerugian Ekonomi

Tabel 2.10 Kriteria Gangguan Sosial dan Fasilitas Pemerintah

Tabel 2.11 Kriteria Gangguan Sosial dan Gangguan Transfortasi

(38)

25 Tabel 2.12 Kriteria Kerugian Pada Daerah Perumahan

Tabel 2.13 Kriteria Kerugian Pada Daerah Perumahan

(39)

26

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dimulai pada semester genap tahun ajaran 2020- 2021 dan studi kasus dilakukan di daerah Kecamatan Medan Sunggal, Kota Medan, Sumatera Utara. Kecamatan Medan Sunggal dengan luas wilayahnya 12,9 km². Kecamatan Medan Sunggal berbatasan langsung dengan Kecamatan Medan Helvetia di sebelah utara, Kecamatan Medan Selayang di sebelah selatan, Kabupaten Deli Serdang di sebelah barat dan Kecamatan Medan Baru dan Medan Petisah di sebelah timur.

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian

(Sumber : Kantor Camat Kecamatan Medan Sungggal)

3.2 Metode Pengumpulan Data

Pada penelitian ini menggunakan data primer berupa kondisi drainase dan bangunan jaringan irigasi di lapangan yang diperoleh dengan cara survei lapangan. Selain data primer pada penelitian ini juga memerlukan data sekunder diantaranya adalah:

1. Skema saluran drainase.

2. Data curah hujan.

3. Data karakteristik yang berupa: potensi hujan, dimensi eksisting drainase, dan kondisi eksisting drainase.

(40)

27 3.3 Alur Penelitian

Alur penelitian yang direncanakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Survey terhadap daerah penelitian

2. Pengumpulan data primer dan data sekunder 3. Perhitungan hidrologi

4. Perhitungan kapasitas saluran drainase eksisting 5. Perhitungan debit rencana

6. Evaluasi kapasitas saluran drainase 7. Re-design saluran drainase

Selanjutnya alur penelitian digambarkan dengan bagan berikut :

Gambar 3.2 Bagan Alur Penelitian mulai

Data Hidrologi Data Topogafi Data fisik

Analisis Hidrologi (Data Curah Hujan)

Desain Ulang Saluran Koefesien Pengaliran

Debit Banjir Rencana (Qr)

- Panjang saluran - Luas area - Long Section - Cross Section

Debit Saluran (Qs) Kecepatan Aliran - Koefesien Kekasaran - Bentuk Saluran

Qr < Qs

Selesai

(41)

28 3.4 Metode dan Tahapan Penelitian

Metode penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah metode analisa kasus, yakni melalui studi pustaka dan analisis data. Tahapan dalam penelitian ini terbagi atas 4 tahap, yaitu : tahap pendahuluan, pengumpulan data primer dan sekunder, analisa data, dan tahap penyusunan laporan. Adapun rincian kegiatan penelitian yang dilakukan dengan beberapa tahap tersebut yaitu :

1. Tahap Pendahuluan

Tahap ini merupakan tahapan studi pustaka, yaitu dengan cara mengumpulkan dan mempelajari literatur buku, jurnal, catatan kuliah maupun internet serta melakukan survey ke lokasi. Hasil dari tahap ini berupa sketsa dan penafsiran sementara keadaan penelitian yang akan digunakan pada tahap pengambilan data.

2. Tahap Pengumpulan Data

Tahap melakukan pengumpulan identifikasi masalah drainase perkotaan, pengambilan data pola aliran, skema saluran drainase serta data lain yang berkaitan untuk penyelesaian tugas akhir ini.

3. Tahap Analisa dan Perhitungan Data

Tahap ini melakukan pengolahan data sehinggga di dapat solusi untuk mengoptimalkan fungsi saluran drainase. Adapun langkah - langkah sebagai berikut :

a. Menganalisis Pola Aliran Drainase.

b. Menghitung Debit Banjir.

c. Menganalisis Dimensi Drainase.

4. Tahap Penyusunan Laporan

Merupakan tahap akhir dari tahap penelitian di mana tahap ini menyusun data-data dari awal hingga akhir yang selanjutnya dirangkum menjadi sebuah laporan penelitian.

(42)

29

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis Data 4.1.1 Data Primer

Data Primer adalah data yang diperoleh dari survey langsung dilokasi penelitian yaitu Kecamatan Medan Sunggal. Data tersebut terlampir sebagai berikut :

1. Pola Aliran

2. Titik/Lokasi banjir di kecamatan Medan Sunggal.

Gambar 4.1 Pola Aliran

Gambar 4.2 Titik Lokasi Banjir Di Kecamatan Medan Sunggal 4.1.2 Data Sekunder

Data Sekunder adalah data yang diperoleh dari instansi yang berkaitan dengan suatu penelitian. Data yang diperoleh data curah hujan harian maksimum selama 10 tahun terakhir 2010 s/d 2019 sebagai berikut :

(43)

30 Tabel 4.1 Data Curah Hujan Harian Stasiun BMKG Medan Helvetia

HELVETIA CH

JAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AGS SEP OKT NOV DES MAX 2010 15 65 30 33 10 67 52 28 84 35 40 25 84 2011 45 45 35 47 30 30 45 50 53 60 45 25 60 2012 40 25 40 55 47 5 53 10 97 68 72 30 97 2013 14 49 25 25 51 27 14 30 35 78 30 57 78 2014 20 16 29 30 47 70 30 65 47 47 47 59 70 2015 59 45 10 52 37 30 67 42 42 69 63 63 69 2016 26 59 7 9 52 52 55 30 69 35 37 35 69 2017 32 30 37 25 33 29 32 32 45 34 59 73 73 2018 36 33 42 43 52 72 49 43 76 51 34 76 2019 39 30 10 37 57 48 31 67 64 54 64 36 67

(Sumber : http://dataonline.bmkg.go.id ,2021)

4.2 Parameter Penentuan Prioritas Penanganan Genangan Tabel 4.2 Titik Banjir di Kecamatan Medan Sunggal

No Genangan

1 Genangan Seroja 2 Genangan Sunggal

3 Genangan Simpang Gatot subroto 4 Genangan Depan Puskesmas 5 Genangan Sei Batang Hari

(Sumber : Hasil Pengamatan)

Tabel 4.3 Luas,Tinggi dan Genangan di Kecamatan Medan Sunggal

(Sumber : Hasil Pengamatan) Genangan Perkiraan Luas

(ha)

Tinggi (cm)

Lama genangan

(menit)

Frekuensi (kali/tahun)

Genangan Seroja 65,4 50 250 12

Genangan Sunggal 20 60 180 14

Genangan Simpang Gatot subroto 48 80 100 13

Genangan Depan Puskesmas 19,3 75 120 14

Genangan Sei Batang Hari 57,6 60 110 12

(44)

31 Tabel 4.4 Kriteria Parameter Genangan

Genangan Nilai Luas

Genangan

Nilai Tinggi Genangan

Nilai Lama Genangan

Nilai Frekuensi Genangan

Genangan Seroja 100 100 75 100

Genangan Sunggal 100 100 50 100

Genangan Simpang Gatot subroto 100 100 25 100

Genangan Depan Puskesmas 100 100 50 100

Genangan Sei Batang Hari 100 100 25 100

Tabel 4.5 Kriteria Kerugian Ekonomi

Tabel 4.6 Kriteria Gangguan Sosial dan Fasilitas Pemerintah

Tabel 4.7 Kriteria Kerugian dan Gangguan Transportasi

(Sumber : Hasil Pengamatan).

No Genangan Pengaruh Nilai

1 Genangan Seroja Sangat Kecil 0

2 Genangan Sunggal Kecil 30

3 Genangan Simpang Gatsubroto Sedang 65

4 Genangan Depan Puskesmas Sangat Kecil 0

5 Genangan Sei Batang Hari Sangat Kecil 0

1 Genangan Seroja Sedang 65

2 Genangan Sunggal Sedang 65

3 Genangan Simpang Gatsubroto Tinggi 100

4 Genangan Depan Puskesmas Sedang 65

5 Genangan Sei Batang Hari Sedang 65

3 Genangan Simpang Gatsubroto Tinggi 100

(45)

32 Tabel 4.8 Kriteria Kerugian Pada Daerah Perumahan

Tabel 4.9 Kriteria Kerugian Hak Milik Pribadi

Tabel 4.10 Total Parameter Genangan dan Kriteria Kerugian

No Genangan Total Tanpa Genangan Total Dengan Genangan

1 Genangan Seroja 295 390

2 Genangan Sunggal 290 380

3 Genangan Simpang Gatsubroto 395 480

4 Genangan Depan Puskesmas 260 350

5 Genangan Sei Batang Hari 225 310

Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 12/PRT/M/2014 tentang Penyelenggaraan Sistem Drainase Perkotaan yang menjadi lokasi prioritas penanganan dengan nilai terbesar, yaitu :

Tabel 4.11 Total Parameter Genangan dan Kriteria Kerugian

No Genangan Total Tanpa Genangan Total Dengan Genangan

1 Genangan Seroja 295 390

2 Genangan Sunggal 290 380

(Sumber: Hasil Pengamatan)

1 Genangan Seroja Tinggi 100

5 Genangan Sei Batang Hari Kecil 30

(46)

33 4.3 Analisis Hidrologi

4.3.1 Analisis Curah Hujan Wilayah

Curah hujan yang diperlukan untuk penyusunan tugas akhir perencanaan sistem drainase kawasan Medan Sunggal merupakan curah hujan rata-rata dari titik pengamatan dalam hal ini adalah stasiun Klimatologi Medan Helvetia.

Penentuan titik pengamatan atau stasiun hujan Klimatologi Medan Helvetia berdasarkan perhitungkan daerah pengaruh tiap titik pengamatan atau stasiun hujan dengan metode teisen poligon. Cara untuk mencari besarnya daerah pengaruh tiap titik pengamatan atau stasiun hujan yaitu dengan menghubungkan tiap titik pengamatan atau stasiun hujan yang berdekatan dengan sebuah garis lurus kemudian menentukan titik tengah dari dari garis yang berhubungan tersebut dengan garis yang tegak lurus.

Lihat lampiran Gambar 4.5.

Melalui metode tiesen poligon, dapat diketahui bahwa lokasi Kecamatan Medan Sunggal hanya menggunakan 1 stasiun hujan saja yaitu Stasiun Klimatologi Helvetia di koordinat 3.642 LU ; 98.638 BT Berikut peta polygon thiessen untuk menghitung curah hujan wilayah.

(Sumber : Google Earth )

4.3.2 Curah Hujan Harian Maksimum

Data curah hujan yang diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika Helvetia selama 10 tahun terakhir Pada penelitian ini digunakan data hujan selama sepuluh tahun yang tercatat mulai tahun 2010 sampai