STUDI KAPASITAS INFILTRASI UNIVERSITAS BINA
NUSANTARA DENGAN MENGGUNAKAN METODE
HORTON
SKRIPSI
Oleh
Andyanto NSP 0700733154
Universitas Bina Nusantara Jakarta
STUDI KAPASITAS INFILTRASI UNIVERSITAS BINA
NUSANTARA DENGAN MENGGUNAKAN METODE
HORTON
SKRIPSI
diajukan sebagai salah satu syarat untuk gelar kesarjanaan pada
Jurusan Tehnik Sipil Jenjang Pendidikan Strata - 1
Oleh
Andyanto NSP 0700733154
Universitas Bina Nusantara Jakarta
PRAKATA
Puji syukur saya panjatkan kehadiran Tuhan YME yang telah memberikan rahmatNya, sehingga skripsi dengan judul “Studi Kapasitas Infiltrasi Universitas Bina Nusantara Dengan Menggunakan Metode Horton“ dapat selesai dengan baik.
Tujuan disusunnya laporan penelitian ini adalah sebagai salah satu syarat untuk gelar kesarjanaan pada Jurusan Teknik Sipil dengan jenjang pendidikan Strata -1. Disamping itu juga bertujuan untuk menambah pengetahuan dan wawasan tentang aplikasi teori yang didapatkan selama mengikuti perkuliahan bidang keilmuan Teknik Sipil.
Dalam penyusunan laporan penelitian ini tidak lupa saya sampaikan ucapan terima kasih khususnya kepada orang tua saya dan pihak – pihak yang banyak berjasa dalam membantu dan memberikan dukungannya, antara lain :
1. Ibu Dr Ho Hwi Chi, S.Pd.,M.Sc, selaku dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Bina Nusantara.
2. Ibu Sherly Hartono, PhD., sebagai Kepala Jurusan Teknik Sipil, Universitas Bina Nusantara.
3. Ibu Amelia Makmur, ST, MT., sebagai Koordinator Skripsi Teknik Sipil, Universitas Bina Nusantara.
4. Ibu Godeliva Yuliastuti, ST, MT., sebagai Koordinator Bidang Ilmu Teknik Sipil sekaligus Dosen Pembimbing yang telah banyak membantu dalam penyusunan penelitian ini.
5. Ibu Yuni Ayu Maharani, ST., sebagai Sekertaris Jurusan Teknik Sipil, Universitas Bina Nusantara.
6. Bapak Irpan Hidayat, ST., sebagai Kepala Laboratorium Jurusan Teknik Sipil, Universitas Bina Nusantara.
7. Seluruh Dosen – dosen pengajar di Jurusan Teknik Sipil. 8. Seluruh Staff Jurusan Teknik Sipil.
9. Saudara – saudara kandung saya Sella dan Iin yang banyak memberikan dukungan secara moril.
10. Saudara – saudara dalam iman kepada Yesus Kristus, antara lain : para mentor, mentee, bapak dan ibu rohani yang sudah memberi motivasi dan doanya.
11. Seluruh teman – teman Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara. 12. Sekertariat gereja untuk computer dan printernya
13. Dan pihak – pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu – persatu.
Semoga laporan penilitian ini dapat bermanfaat dan dapat dijadikan referensi dari topik bahasan analisa kapasitas infiltrasi pada daerah Universitas Bina Nusantara.
Terima Kasih
DAFTAR ISI
Halaman Judul Luar i
Halaman Judul Dalam ii
Halaman Persetujuan Hardcover iii
Halaman Pernyataan Dewan Penguji iv
Halaman Pemberian Hak Cipta Non Eksklusif dari Mahasiswa ke Universitas v Bina Nusantara
Halaman Abstrak vi
Halaman Prakata vii
Daftar Isi ix
Daftar Tabel xiii
Daftar Gambar xv
Daftar Lampiran xvii
Daftar Notasi xx
Bab 1 Pendahuluan 1
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Identifikasi Masalah 2
1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian 2
1.4. Ruang Lingkup Penelitian 3
1.5. Sistematika Penulisan 3
Bab 2 Tinjauan Pustaka 5
2.1. Infiltrasi 5 2.1.1. Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Infiltrasi 6
2.1.3. Kelembaban Tanah 7
2.1.4. Pemampatan Oleh Hujan 8
2.1.5. Penyumbatan Oleh Butir Halus 8
2.1.6. Tanaman Penutup 8 2.1.7. Topografi 9 2.1.8. Intensitas Hujan 9 2.1.9. Pengukuran Infiltrasi 9 2.1.10. Infiltrometer Genangan 10 2.1.11. Simulator Hujan 11 2.1.12. Kapasitas Infiltrasi 12 2.1.13. Metode Horton 13 2.1.14. Metode Philip 15
2.1.15. Metode Green – AMPT 16
2.1.16. Hubungan Laju Infiltrasi dengan Permeabilitas Tanah 20
2.2. Proses Limpasan ( run off ) 20
2.3. Penentuan Hujan Kawasan 22
2.3.1. Metode Rerata Aritmatik ( Aljabar ) 23
2.3.2. Metode Thiessen 23
2.3.3. Metode Isohiet 25
2.4. Analisis Frekuensi Curah Hujan 27
2.4.1. Tendensi Sentral 28
2.4.2. Dispersi 28
2.4.3. Distribusi Normal 29
2.4.4. Distribusi Log Normal 31
2.4.5. Distribusi Gumbel 32
2.4.6. Distribusi Log Pearson III 35
2.4.7. Analisa Intensitas Curah Hujan 38
2.4.8. Metode Van Breen 39
2.4.9. Metode Hasper Der Weduwen 39
2.5. Biopori 42
2.5.2. Meningkatkan kapasitas Infiltrasi 43 2.5.3. Mengubah Sampah Organik Menjadi Kompos 44 2.5.4. Memanfaatkan Fauna Tanah Dan Atau Akar Tanaman 44 2.5.5. Jumlah Lubang Resapan Biopori 45
2.6. Pengambilan Sampel 45
2.6.1. Syarat Sampel Yang Baik 46
2.6.2. Akurasi atau Ketepatan 47
2.6.3. Presisi 47
2.6.4. Ukuran Sampel 48
2.6.5. Teknik-Teknik Pengambilan Sampel 49 2.6.6. Area Sampling atau Sampel Wilayah 50
Bab 3 Metodologi Penelitian 52
3.1 Pendekatan Penelitian 52
3.2 Pengambilan Data Sekunder 53
3.3 Pengambilan Data Primer0 54
3.4 Pengolahan Data Curah Hujan 57
3.5 Analisa data Primer 58
Bab 4 Analisa dan Pembahasan 61
4.1. Analisa Debit Limpasan Permukaan 61
4.1.1. Mencari Curah Hujan Maksimum Harian 61 4.1.2. Analisa Frekuensi Curah Hujan 62 4.1.3. Analisa Intensitas Curah Hujan 64 4.1.4. Penentuan Metode Perhitungan Intensitas Curah Hujan 68
4.2. Analisa Infiltrasi 72
4.2.1. Data Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi 72 4.2.2. Analisis Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi Metode Horton 75 4.3. Analisa Debit Limpasan Terhadap Kapasitas Infiltrasi 80 4.4. Analisa Jumlah Lubang Resapan Biopori 82
4.5. Pembahasan Analisa 84
4.5.2. Debit Limpasan 84
4.5.3. Infiltrasi 85
Bab 5 Kesimpulan dan Saran 89
5.5. Kesimpulan 89 5.6. Saran 90
Daftar Pustaka xxiii
Riwayat Hidup xxiv
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1. Perbandingan persamaan laju infiltrasi dari ketiga metode 19 Tabel 2.2. Harga koefisien resapan pada umumnya 20
Tabel 2.3. Koefisien run off 22
Tabel 2.4. Probabilitas kumulatif distribusi normal standar 31 Tabel 2.5. Nilai yn dan σn fungsi jumlah data 34
Tabel 2.6. Nilai KT untuk distribusi Pearson III 36 Tabel 2.7. Persyaratan Masing – Masing Distribusi 38 Tabel 4.1. Data curah hujan maksimum harian 62 Tabel 4.2. Tabel parameter metode log pearson III 63 Tabel 4.3. Perhitungan periode ulang hujan harian 64 Tabel 4.4. Intensitas hujan metode Van Breen 66 Tabel 4.5. Intensitas hujan metode Hasper Der Weduwen 67 Tabel 4.6. Data tabel persamaan Talbot, Sherman, dan Ishiguro 69 Tabel 4.7. Variabel persamaan Talbot, Sherman dan Ishiguro 70 Tabel 4.8. Uji kecocokan intensitas hujan ( I ) dengan PUH 2 tahun 70 Tabel 4.9. Persamaan intensitas hujan menurut Hasper Der Weduwen dengan
pola Talbot 71
Tabel 4.10. Intensitas hujan menurut Hasper Der Weduwen dengan pola Talbot 71 Tabel 4.11. Hasil Pengukuran infiltrasi pada titik A sampai G dengan biopori dan
tanpa biopori 74
Tabel 4.12. Hasil pengukuran infiltrasi pada titik A sampai C dirumah warga
Tabel 4.13. Perhitungan laju infiltrasi pada titik A 76 Tabel 4.14. Hasil perhitungan laju infiltrasi cara Infiltrometer 79 Tabel 4.15. Hasil perhitungan jumlah air yang terinfiltrasi 79 Tabel 4.16. Data Luas daerah tangkapan dan koefisien limpasan 80 Tabel 4.17. Perhitungan debit limpasan dengan PUH 2, 5 dan 10 tahun dengan
durasi 1 hari 82
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1. Kurva Kapasitas infiltrasi ( fp ) 6
Gambar 2.2. Genangan Pada Permukaan Tanah 7
Gambar 2.3. Infiltrometer Genangan 11
Gambar 2.4. Simulator hujan 12
Gambar 2.5. Grafik Hubungan t terhadap log (fo – fc) 14 Gambar 2.6. Variable Dari Model Infiltrasi Green-Ampt 16
Gambar 2.7. Infiltrasi Dalam Kolom Tanah Dari Unit Area Trasnsisi Dari 17
Model Green-Ampt
Gambar 2.8. Poligon Thiessen 25
Gambar 2.9. Metode Isohiet 26
Gambar 2.10. Biopori 43
Gambar 2.11. Diagram Rencana Garis Sistematik Yang Memanfaatkan 51
Tehnik Perputaran
Gambar 3.1. Bagan Alir Penelitian 53
Gambar 3.2. Landscape Kampus Kijang 57
Gambar 3.3. Bagan Alir Pengolahan Data Curah Hujan 58 Gambar 3.4. Diagram Alir Analisa Data Primer. 60
Gambar 4.1. Kurva IDF Daerah Perencanaan 72
Gambar 4.2. ( a ) Proses Penetrasi Ring Infiltrometer, ( b ) Ring Infiltrometer 73 Setelah Terpenetrasi, ( c ) Biopori, ( d ) Detail Dimensi Biopori
Gambar 4.3. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton 77
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Data Curah Hujan xxv
Tabel L.1. Data Curah Hujan Harian L1
Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton dan Uji Permeabilitas xxvi Tabel L.2. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L6
Pada Kawasan A
Tabel L.3. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L6 Pada Kawasan B
Tabel L.4. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L6 Pada Kawasan C
Tabel L.5. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L7 Pada Kawasan D
Tabel L.6. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L7 Pada Kawasan E
Tabel L.7. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L7 Pada Kawasan F
Tabel L.8. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L8 Pada Kawasan G
T abel L.9. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L8 Pada Kawasan Rumah Warga A
T abel L.10. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L8 Pada Kawasan Rumah Warga B
T abel L.11. Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Dengan Metode Horton L9 Pada Kawasan Rumah Warga C
Tabel L.12. Hasil Pengujian Permeabilitas L9 Gambar Grafik log (fo – fc) terhadap Waktu dan Gambar Grafik Laju Infiltrasi xxvii Horton
Gambar L.1. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik A L10
Gambar L.2. f(t) Horton Pada Titik A L10
Gambar L.3. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik B L11
Gambar L.4. f(t) Horton Pada Titik B L11
Gambar L.5. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik C L12
Gambar L.6. f(t) Horton Pada Titik C L12
Gambar L.7. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik D L13
Gambar L.8. f(t) Horton Pada Titik D L13
Gambar L.9. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik E L14
Gambar L.10. f(t) Horton Pada Titik E L14
Gambar L.11. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik F L15
Gambar L.12. f(t) Horton Pada Titik F L15
Gambar L.13. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada Titik G L16
Gambar L.14. f(t) Horton Pada Titik G L16
Gambar L.15. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada L17 Rumah Warga di A
Gambar L.16. f(t) Horton Pada Rumah Warga di A L17
Gambar L.17. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada L18 Rumah Warga di B
Gambar L.18. f(t) Horton Pada Rumah Warga di B L18
Gambar L.19. Grafik Log (fo-fc) Terhadap Waktu Metode Horton Pada L19 Rumah Warga di C
DAFTAR NOTASI
a dan b = Konstanta A = Luas area
C = Koefisien aliran
Ck = Koefisien Kurtosis
Cs = Koefisien kemencengan ( skewness )
Cv = Koefisien aliran
D = Kedalaman genangan diatas permukaan tanah
F(t) = Jumlah air yang terinfiltrasi F(z) = Fungsi densitas kumulatif
fc = kapasitas infiltrasi konstan
fo = Kapasitas infiltrasi awal
ho = Tinggi genangan awal I = Intensitas hujan (mm/jam) I = Intensitas nilai jelajah nominal
IT = Intensitas hujan (mm/jam) pada PUH T pada waktu konsentrasi tc k = pengurangan konstan terhadap dimensi [T -1]
Kj = faktor frekuensi, yang merupakan fungsi dari probabilitas ( atau priode ulang ) dan koefisien kemencengan Cs
L = Kedalaman tanah basah L = Tebal lapisan jenuh air n = Banyaknya data n = Konstanta
q = Aliran Darcy Q = Debit limpasan
R, Rt = Curah hujan menurut Hasper - Der Weduwen
R24 = Curah hujan harian maksimum (mm/24jam)
RT = Curah hujan harian maksimum PUH T,(mm/24jam)
S = Sorptivity
S = Standar deviasi
sy = Deviasi standar dari yt t = Durasi hujan ( menit)
t = Durasi
t = Lamanya hujan ( jam ) Tc = Waktu konsentrasi (menit)
u = Modulus dari distribusi X = Variabel random
xi = Sebaran data i i = Rerata sebaran data i
Xt = Curah hujan harian maksimumyang terpilih, (mm/ 24jam) y = Faktor reduksi Gumbel
yT = Nilai logaritmik dari x dengan priode ulang T = Nilai rerata dari yt
z = Satuan standar µ dan σ = Standar deviasi η = Porositas θi = Kadar kelembaban
