Abstrak— Kota Balikpapan bagian utara saat ini
merupakan bagian yang memiliki ruang terbuka hijau yang cukup luas. Lahan yang cukup luas ini akan dikembangkan menjadi pemukiman penduduk pada masa yang akan datang. Salah satu kawasan pemukiman yang akan dibangun adalah Grand City Balikpapan. Kawasan Grand City ini direncanakan berdiri di atas
lahan seluas 2,147,688 m2 dengan kawasan perumahan seluas
910,889 m2. Kawasan Grand City direncanakan memiliki danau
seluas 56,465 m2, danau ini terletak di sekitar hutan kota dan
kawasan bisnis. Karena sistem drainase yang terlalu luas dan kompleks, maka untuk perencanaan Tugas Akhir ini hanya mengerjakan blok Q,N, dan kawasan bisnis BD yang memiliki luas
sebesar 114,083 m2.
Konsep penyelesaian yang dilakukan pada sistem drainase Perumahan Grand City Balikpapan adalah merencanakan saluran drainase yang mengacu pada elevasi muka air maksimum dan tampungan danau dengan metode anlisa profil air balik. Selain itu, sebagian limpasan air yang masuk ke dalam kawasan akan ditampung sementara di dalam kolam tampungan agar tidak membebani danau.
Dari analisa perhitungan didapatkan dimensi saluran tersier, saluran sekunder dan saluran primer yang bervariasi. Saluran tersier, sekunder, dan primer akan bermuara di danau dan sungai. Kolam tampungan yang direncanakan untuk menampung
sebagian limpasan memiliki luas sebesar 3037.50 m2. Kolam
tampungan direncanakan menggunakan pintu air yang berfungsi untuk mengalirkan air keluar dari kolam tampungan.
Kata Kunci: Perubahan fungsi lahan, sistem drainase perumahan, Grand City Balikpapan
BAB I
PENDAHULUAN
ota Balikpapan bagian utara saat ini merupakan bagian yang memiliki ruang terbuka hijau yang cukup luas dibanding dengan wilayah kota Balikpapan bagian lainnya. Lahan yang cukup luas ini akan dikembangkan menjadi pemukiman penduduk pada masa yang akan datang. Daerah Balikpapan utara yang semula daerah resapan kota, pada masa yang akan datang akan berubah fungsi menjadi lahan pemukiman penduduk, perkantoran, dan fasilitas umum lainnya.
Salah satu perumahan yang akan dibangun dikawasan Balikpapan utara tepatnya di Jalan MT. Haryono adalah Perumahan Grand City Balikpapan. Kawasan Grand City ini direncanakan berdiri diatas lahan seluas 2,147,688 m2 dengan kawasan perumahan seluas 910,889 m2. Selain perumahan, kawasan Grand City juga memiliki kawasan ruko, bisnis, dan fasilitas umum nonkomersil lainnya seperti hutan kota, tempat ibadah, sekolah, dll. Kawasan Grand City direncanakan memiliki danau (kolam tampungan) seluas 56,465 m2, danau ini terletak di sekitar hutan kota dan kawasan bisnis.
BAB II
METODOLOGI
Gambar 2.1 Diagram alir
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Konsep Perencanaan
Kawasan Perumahan Grand City memiliki danau dan sungai sebagai pembuangan akhir. Tugas akhir ini juga merencanakan kolam tampungan yang bertujuan untuk menampung sementara limpasan air sebelum akhirnya ke danau.
3.2 Analisa Frekuensi
Tabel 3.1 Data hujan harian tahun 2001 – 2012 diurutkan dari nilai terbesar ke nilai terkecil
No. Urut Tahun R24 (mm)
1 2002 223 2 2003 181.6 3 2008 164.8 4 2007 154.2 5 2012 148 6 2006 133.4 7 2009 132 8 2010 119.7 NOT OK NOT OK OK OK
Sistem Pengaliran dari Kolam Tampungan ke Danau
Selesai Qhidrologi < Qhidrolika
Perhitungan Kolam Tampungan Kawasan
Vlimpasan < Vtampungan
Mulai
1. Studi Literatur 2. Studi Terdahulu
Tinjauan Lapangan
Pengumpulan Data Hidrologi dan Hidrolika 1. Site plan kawasan perumahan 2. Data hujan
3. Tata guna lahan
Analisa Hidrologi Debit Rencana Qsaluran perumahan
Desain Dimensi Saluran Kawasan
Perencanaan Sistem Drainase Perumahan Grand
City Balikpapan
Rossana Margaret, Edijatno, Umboro Lasminto
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: rossa.margareth@gmail.com
9 2011 119.6
10 2005 107.5
11 2004 100.4
12 2001 76.8
Sumber : Bappeda Kota Balikpapan, 2012.[1]
Nilai parameter-parameter statistik yang dimiliki data hujan diatas adalah :
a. Nilai rata-rata (mean) :
b. Standar deviasi (standart deviation) :
c. Koefisien variasi (coefficient of variation) :
d. Koefisien kemencengan (coefficient of skewness) :
e. Koefisien ketajaman (coefficient of kutosis) :
Berdasarkan perhitungan parameter statistik tersebut, didapat nilai koefisien kemencengan (Cs) = 0.675 dan nilai koefisien ketajaman (Ck) = 4.426. Maka persamaan distribusi yang dipilih untuk diuji sebagai perbandingan adalah :
a. Distribusi Pearson Type III mempunyai harga Cs dan Ck yang fleksibel
b. Distribusi Log Normal mempunyai harga Cs > 0 3.3 Uji Kecocokan Sebaran
3.3.1 Uji Chi Kuadrat Jumlah data (n) = 12
Jumlah kelas (k) = 1+3.322 log (n) = 4.585 Jumlah kelas (k) digunakan 5.
Besarnya peluang untuk tiap-tiap sub bagian adalah : 1. Sub kelas 1 = P ≤ 0.200 2. Sub kelas 2 = 0.200 ≤ P ≤ 0.400 3. Sub kelas 3 = 0.400 ≤ P ≤ 0.600 4. Sub kelas 4 = 0.600 ≤ P ≤ 0.800 5. Sub kelas 5 = P ≥ 0.800 Sumber : Soewarno, 1995. [2] 3.3.1.1 Distribusi Pearson Tipe III
Persamaan distribusi : X = + k.S
= 138.417 + k x 39.341 Cs = 0.675
1. Untuk P = 0.200, T = = 5 tahun
Dengan interpolasi pada tabel nilai k, untuk Cs = 0.675 didapatkan nilai k :
=
= X = 138.417 + k x 39.341 = 138.417 + (0.793)39.341 = 169.594
Untuk perhitungan selanjutnya, dimasukkan dalam Tabel 3.2 berikut :
Tabel 3.2 Uji Chi-Kuadrat Distribusi Pearson Tipe III
Sumber : Hasil Perhitungan [3] 3.3.2 Uji Smirnov – Kolmogorov 3.3.2.1 Distribusi Pearson Tipe III
Tabel 3.3 Hasil Uji Smirnov – Kolmogorov untuk Distribusi Pearson Tipe III
Sumber : Hasil Perhitungan [3] 3.4 Kesimpulan Analisa Frekuensi
Tabel 3.4 Kesimpulan Uji Kecocokan
Sumber : Hasil Perhitungan [3]
3.5 Perhitungan Curah Hujan Periode Ulang R24 maksimum periode ulang 2 tahunan :
X = + k.S
= 138.417 + (-0.112)*39.341 = 134.011
X2 = 134.011 mm
Untuk perhitungan curah hujan periode ulang yang lain ditabelkan dalam tabel 3.5 sebagai berikut :
Tabel 3.5 Curah Hujan Periode Ulang Distribusi Pearson Tipe III
Sumber : Hasil Perhitungan [3]
3.6 Perencanaan Saluran Kawasan Perumahan 3.6.1 Perhitungan Waktu Aliran Air
3.6.1.1 Estimasi Nilai tc (Waktu Aliran Pada Kavling)
Untuk perhitungan Estimasi Nilai tc masing-masing kavling ditabelkan dalam Tabel 3.6 sebagai berikut :
Tabel 3.6 Perhitungan Estimasi Nilai tc Masing-masing Kavling
Sumber : Hasil Perhitungan [3]
3.6.2 Perhitungan Dimensi Saluran Drainase Kawasan Perumahan
Debit Hidrologi Saluran Tersier N.1A: Koefisien pengaliran (C)
Luas lahan (A) = 0.003369 km2
Intensitas hujan (I)=
=125.546 mm/jam Qhidrologi = 0.278 x C x I x A
= 0.078 m3/det
Debit Hidrolika Saluran Tersier N.1A: Koefisien kekasaran manning (n) = 0.017 Kemiringan rencana (I rencana) = 0.0005 Jari-jari hidrolis penampang saluran (R) =
=
Kecepatan (v) = x R2/3 x I½ = 0.380 m/det
Dengan cara coba-coba, diperoleh dimensi saluran dengan syarat :
Qhidrolika ≥ Qhidrologi (OK)
∆H = 0.078 – 0.078 = 0 ≥ 0 (OK)
Untuk perhitungan saluran primer ditunjukkan pada Tabel 3.7 berikut ini.
Tabel 3.7 Dimensi saluran primer dengan danau sebagai pembuangan akhir
Sumber : Hasil Perhitungan [3]
3.6.3 Perhitungan Bangunan Terjun
Perhitungan bangunan terjun ini bertujuan untuk memperkecil nilai kecepatan aliran pada salurannya dan juga mengatasi perbedaan yang terlalu besar antara kemiringan lapangan dan rencana.
Contoh perhitungan bangunan terjun pada saluran tersier N.1A dengan danau sebagai akhir pembuangannya.
Dari perhitungan dimensi saluran tersier N.1A, diperoleh data sebagai berikut :
L = 144.520 m Imedan = 0.0192 Irencana = 0.0005 Q = 0.078 m3/det bsaluran = 0.50 m hsaluran = 0.41 m
Karena Ilapangan > Irencana saluran, maka diperlukan bangunan terjun.
Perhitungan tinggi dan panjang terjunan
Perhitungan tinggi terjunan :
∆H 2 = L (Ilapangan - Irencana) = 144.520 (0.0192 – 0.0001) = 2.703 m
Bila direncanakan tinggi terjunan t = 0.9 m, maka jumlah bangunan terjun yang diperlukan sebanyak :
n = ≈ 4 buah
Panjang terjunan
= = 28.90 m
Perhitungan kolam olak
Adapun bentuk penampang bangunan terjun adalah segi empat sehingga rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :
Gambar 3.1 Potongan memanjang bangunan terjun z = t – a = 0.90 – 0.10 = 0.800 m L1 = 3 z = 3 x 0.800 = 2.400 m t1 = 0.5 (hsal + z) = 0.5 (0.41 + 0.8) = 0.61 m q = = = 0.195 m3/dt.m hc = = = 0.16 m C1 = = = 2.718 L2 = C1 = 2.718 + 0.25 = 1.25 m
Untuk perhitungan bangunan terjun saluran primer ditunjukkan pada Tabel 3.8 berikut.
Tabel 3.8 Perhitungan bangunan terjun saluran primer dengan danau sebagai pembuangan akhir
Sumber : Hasil Perhitungan
3.7 Perencanaan kolam tampungan dan penulusuran banjir (flood routing)
3.7.1 Perencanaan kolam tampungan Volume limpasan
Luas DAS (A) = 35877.20 m2 Cgab = 0.62
R24 periode ulang 5 tahun = 170.204 mm=0.170 m Volume limpasan (V) = Cgab x R24 x A
= 3788.42 m3 Kapasitas saluran = 50% x 1116.50 = 558.25 m3
Dari hasil perhitungan volume limpasan air dan tampungan sementara , maka volume limpasan air yang harus diterima kolam tampungan sementara kawasan adalah sebagai berikut.
Kolam tampungan = V limpasan – V long storage = 3788.42 - 558.25
= 3230.17 m3
Luas kolam tampungan = 3037.50 m2
Hidrograf aliran kolam tampungan direncanakan dapat menahan hujan dalam waktu 2 jam (td = 2 jam) dengan tc kolam sebesar 0.66 jam. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 3.9 dan Gambar 4.2 berikut.
Tabel 3.9 Kolam Tampungan
Sumber : Hasil Perhitungan h1 h2 hc t z t1 L1 L2
A
B C D
E
K
J
L
G
H
M
F
I
Gambar 4.2 Hidrograf Kolam Tampungan
Berdasarkan perhitungan, didapatkan debit inflow maksimum sebesar 0.480 m3/det dan diperoleh kedalaman kolam sebesar 1.140 m.
3.7.2 Penelusuran Banjir (Flood Routing)
Tugas akhir ini menggunakan model telusuran waduk (reservoir routing) untuk mengetahui debit outflow maksimum yang keluar dari kolam tampungan. Kolam tampungan kawasan Perumahan Grand City Balikpapan direncanakan menggunakan pintu air dengan bukaan konstan sebesar 0.20 m. Dengan bukaan pintu sebesar 0.20 m dan lebar pintu sebesar 1.00 m di elevasi +117.000, maka diperoleh perhitungan seperti Tabel 3.10 di bawah ini.
Tabel 3.10 Hubungan elevasi, tampungan, dan outflow
Sumber : Hasil Perhitungan [3]
Dengan elevasi ambang pintu sebesar +117.000 dan perubahan waktu sebesar 360 detik, diperoleh debit outflow maksimum sebesar 0.292 m3/det di elevasi +117.301.
Gambar 3.3 Hidrograf inflow dan outflow tampungan Dari Gambar 3.3 menunjukkan inflow dan outflow kolam tampungan, dimana debit maksimum inflow sebesar 0.480 m3/det dan outflow sebesar 0.292 m3/det.
3.8 Analisa Muka Air Saluran Kawasan Perumahan Grand City Balikpapan
Analisa muka air saluran kawasan perumahan menggunakan metode tahapan langsung (direct step).
3.8.1 Analisa Muka Air Saluran Sekunder Kawasan Perumahan Grand City Balikpapan
Perhitungan analisa muka air pada saluran sekunder Q1 ruas 21-20 (penampang persegi) dengan metode tahapan langsung (direct step).
Data yang diperoleh dari perhitungan sebelumnya : Q = 0.292 m3/det
b = 1.50 m n = 0.017 S = 0.0001 Ls = 247.00 m
Kedalaman normal hn = 0.662 m (cara coba-coba) Kedalaman kritis hc = 0.338 m (cara coba-coba) Kedalaman air di hilir hhilir = 0.803 m
Analisa muka air saluran primer Q1
Elevasi dasar saluran di titik 20 (hilir)= +116.726 Elevasi muka air di titik 20 (hilir) = +117.529
Akibat pengaruh back water, maka diperoleh hasil sebagai berikut :
Elevasi dasar saluran di titik 21 (hulu) = +116.803 + 0.788
Elevasi muka air di titik 21 (hulu) = +117.592
3.8.2 Analisa Muka Air Saluran Primer Kawasan Perumahan Grand City Balikpapan
Perhitungan analisa muka air pada saluran primer kawasan ruas 2-1 (penampang persegi) dengan metode tahapan langsung (direct step).
Data yang diperoleh dari perhitungan sebelumnya : Q = 7.391 m3/det b = 7.00 m n = 0.017 S = 0.0001 0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00 1600.00 1800.00 2000.00 0.00 1.00 2.00 3.00 D eb it (m 3 /d et) tc (jam)
Hidrograf Kolam Tampungan
Debit Inflow 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Q
(m
3/
de
t)
t (jam)
Hidrograf inflow dan outflow
inflow
outflow
Ls = 232.00 m
Kedalaman normal hn = 3.950 m (cara coba-coba) Kedalaman kritis hc = 1.044 m (cara coba-coba) Kedalaman air saluran hilir hhilir = 1.660 m Analisa muka air saluran primer kawasan ruas 2-1 Elevasi dasar saluran di titik 1 (hilir)= +91.041 Elevasi muka air di titik 1 (hilir) = +92.701
Akibat pengaruh back water, maka diperoleh hasil sebagai berikut :
Elevasi dasar saluran di titik 2 (hulu) = +91.194 + 1.705
Elevasi muka air di titik 2 (hulu) = +92.889 BAB V
KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan
Dari uraian dan perhitungan pada bab-bab sebelumnya dapat disimpulkan bahwa :
1. Melalui tahap perhitungan ditentukan dasar saluran yang mengacu pada muka air maksimum danau, agar tidak terjadi genangan.
2. Debit limpasan air yang membebani saluran primer kawasan perumahan adalah sebesar 7.391 m3/det dengan lebar saluran sebesar 7.00 m.
3. Dari analisa dan perhitungan pada bab sebelumnya, diperoleh besar dimensi saluran primer, sekunder, tersier yang berbentuk persegi dengan lebar yang bervariasi. Untuk saluan tersier memiliki lebar antara 0.45 m– 1.00 m, untuk saluran sekunder memiliki lebar antara 1.50 m – 4.00 m, dan untuk saluran primer memiliki lebar antara 2.50 m – 7.00 m. Saluran kawasan perumahan Grand City Balikpapan juga menggunakan kolam tampungan untuk menampung sebagian limpasan dengan luas kolam sebesar 3037.50 m2 dan kedalaman sebesar 1.14 m. Kolam tampungan menggunakan pintu air dengan lebar pintu sebesar 1.00 m dan bukaan pintu konstan sebesar 0.20 m.
5.2 Saran
Dari hasil perhitungan pada bab-bab sebelumnya terdapat beberapa batasan dalam perencanaan sistem drainase Perumahan Grand City Balikpapan, yaitu tidak merencanakan sistem drainase perumahan secara keseluruhan. Oleh karena itu perlu diadakan perencanaan lebih lanjut mengenai sistem drainase kawasan Grand City Balikpapan.
DAFTARPUSTAKA [1]Bappeda Kota Balikpapan, 2012.
[2]Soewarno, Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data, 1995.
[3]Kadaryanti, M, R. 2013. Perencanaan Sistem Drainase Perumahan Grand City Balikpapan. Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik Sipil.
