Vol.14 No.1. Februari 2013 Jurnal Momentum ISSN : X

(1)

86

Perencanaan Teknis Drainase Kawasan Kasang Kecamatan Batang Anai Kabupaten Padang Pariaman

Ir. Syofyan. Z , MT*, Kisman** * Staf Pengajar FTSP – ITP ** Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil FTSP

Institut Teknologi Padang Jl. Gajah Mada, Kandis nanggalo, Padang

babe.syofyan@gmail.com

INTISARI

Drainase merupakan bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Diurut dari hulunya, bangunan sistem drainase terdiri dari saluran penerima, saluran pengumpul, saluran pembawa, saluran induk dan badan air penerima. Untuk menjaga keseimbangan antara aliran permukaan (Run Off) dengan peresapan (hifiltrasi) akibat perubahan tata guna lahan serta drainase yang ada terabaikan, maka penampang drainase yang tidak mampu lagi menampung besarnya debit banjir sehingga luapan air ke daerah-daerah perkampungan tidak dapat dihindari lagi. Dengan demikian untuk mengatasi permasalahan diatas, maka Penulis sangat tertarik membahas masalah ini sebagai tugas akhir dengan judul “Perencanaan Teknis Drainase Kawasan Kasang Kecamatan Batang Anai Kabupaten Padang Pariaman”.

Adapun maksud dari perencanaan teknis drainase kawasan Kasang ini adalah untuk membuat rencana rinci saluran drainase sekunder dan tersier kawasan kasang serta meningkatkan daerah kawasan dalam pengembangan pembangunan wilayah. Sedangkan tujuannya adalah untuk mendapatkan gambaran perencanaan yang konkrit dan lengkap, dengan kapasitas penampang saluran yang mampu mengalirkan debit banjir rencana agar kawasan kasang aman dari bahaya banjir sehingga perekonomian menjadi lancar dan dapat meningkatkan tingkat kesejahteraan masyarakat.

(2)

86 1. Pendahuluan

Kawasan Kasang Kecamatan Batang Anai Kabupaten Padang Pariaman terletak diperbatasan Kota Padang dengan Kabupaten Padang Pariaman yang sebagian besar merupakan daerah dataran rendah dan rawa, mempunyai beberapa drainase yang bermuara ke Batang Anai dan selanjutnya ke pantai barat atau lautan Indonesia.

Banjir sudah menjadi langganan didaerah ini, bila turun hujan terus menerus selama 1 atau 2 hari maka perkampungan kasang sudah digenangi banjir, menurut informasi masyarakat setempat banjir yang cukup besar terjadi 3 sampai dengan 4 kali setahun dengan ketinggian air genangan 0.50 m diatas permukaan tanah.

Berbagai upaya dan kegiatan yang berkaitan dengan penanggulangan banjir sudah dimulai sejak beberapa repelita, namun kawasan ini tidak luput juga dari banjir, dengan adanya pengembangan Kota Padang ke arah utara atau perbatasan Kota Padang dengan Kabupaten Padang Pariaman dan telah dibangunnya beberapa fasilitas umum seperti Bandara dan Pasar Grosir, maka kawasan ini mendapat perhatian untuk pengembangan wilayah, salah satunya perlu penanggulangan banjir agar masyarakat yang didaerah ini menjadi aman dan tentram dari bahaya banjir.

Pesatnya pembangunan yang dilaksanakan baik bersifat permanen maupun temporer yang dibangun oleh masyarakat maupun developer perumahan dan pabrik dikawasan kasang mengakibatkan terjadinya gejala penurunan fungsi keseimbangan antara aliran permukaan (Run Off) dengan peresapan (hifiltrasi) akibat perubahan tata guna lahan serta drainase yang ada terabaikan, maka penampang drainase yang tidak mampu lagi menampung besarnya debit banjir sehingga luapan air ke daerah-daerah perkampungan tidak dapat dihindari lagi.

BATASAN MASALAH

Dalam penelitian ini penulis membatasi ruang lingkup tentang Perencanaan Teknis Drainase Kawasan Kasang Kecamatan Batang Anai Kabupaten Padang Pariaman berupa masalah perencanaan dimensi saluran drainase sekunder dan dimensi saluran drainase tersier. 2. METODOLOGI

ANALISA HUJAN

Data hujan yang diperoleh dari alat penakar hujan merupakan hujan yang terjadi hanya padasatu tempat atau titik saja. Mengingat hujan sangat bervariasi terhadap tempat,maka untuk kawasan yang luas satu alat penakar hujan belum dapat menggambarkan hujan wilayah tersebut.

Dalam hal ini diperlukan hujan kawasan yang diperoleh dari harga rata-rata curah hujan beberapa stasiun penakar hujan yang ada di dalam kawasan tersebut. Ada tiga macam cara yang umum dipakai dalam menghitung hujan rata-rata kawasan :

1) Rata-rata Aljabar

Merupakan metode yang paling sederhana dalam perhitungan hujan kawasan. Metode ini didasarkan pada asumsi bahwa semua penakar hujan mempunyai pengaruh yang setara. Cara ini cocok untuk kawasan dengan topografi rata atau datar, alat penakar tersebut merata / hampir merata dan harga individual curah hujan tidak terlalu jauh dari harga rata-ratanya. Hujan kawasan diperoleh dari persamaan

2) Metode Poligon Thiessen

Metode ini dikenal juga sebagai metode rata-rata timbang. Cara ini memberikan proporsi luasan daerah pengaruh pos penakar hujan untuk mengakomodasi ketidak seragaman jarak.

Prosedur penerapan metode ini meliputi langkah-langkah sebagai berikut :

 Lokasi pos penakar hujan diplot pada peta DAS, antara pos penakar dibuat garis lurus penghubung

(3)

87  Tarik garis tegak lurus di tengah-tengah

tiap garis penghubung sedemikian rupa, sehingga membentuk poligon thiessen. Semua titik dalam satu poligon akan mempunyai jarak terdekat dengan pos penakar yang ada di dalamnya dibandinkan dengan jarak terhadap pos lainnya.

Selanjutnya curah hujan pada pos tersebut dianggap representasi hujan pada kawasan dalam poligon yang bersangkutan.

 Luas areal pada tiap-tiap poligon dapat diukur dengan planimeter dan luas total DAS dapat diketahui dengan

menjumlahkan semua luasan poligon  Hujan rata-rata Das dapat dihitung dengan

persamaan berikut : n n n

A

R

A

R

A

R

A

R







..

...

.

...

.

2 1 2 2 1 1 Dimana :

R : Curah hujan daerah rata-rata R1, R2 ....Rn : Curah hujan ditiap titik pos

Curah hujan

A1, A2 ....An : Luas daerah Thiessen yang mewakili titik pos curah hujan n : Jumlah pos curah hujan

3) Metode Isohyet

Metode Isohyet terdiri dari beberapa langkah sebagai berikut :

 Plot data kedalaman air hujan untuk tiap-tiap pos penakar hujab pada peta

 Gambar kontur kedalaman air hujan dengan menghubungkan titik-titik yang mempunyai kedalaman air yang sama. Interval isohyet yang umum dipaki adalah 10 mm

 Hitung luas area antara dua garis isohyet dengan menggunakan planimeter. kalikan masing-masing luas areal dengan rata-rata hujan antara dua isohyet yang berdekatan.

Cara Memilih Metode

1) Jaring-jaring pos penakar hujan Jumlah pos penakar hujan cukup

Metode isohyet, Thiessen atau rata-rata aljabar dapat dipakai.

Jumlah pos penakar hujan terbatas Metode rata-rata aljabar atau thiessen Pos penakar hujan tunggal

Metode hujan titik 2) Luas DAS

DAS besar ( 5000 Km2 ) yang digunakan Metode isohyet.

Das sedang ( 500 s/d 5000 km2 ) yang digunakan Metode thiessen

DAS kecil ( 500 km2) yang digunakan Metode rata-rata aljabar

3) Topografi DAS

Pegunungan (Metode rata-rata aljabar) Dataran (Metode thiessen) Berbukit dan tidak beraturan (Metode isohyet) Analisa Frekuensi dan Probalitas

Dalam ilmu stastik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah :

1) Distribusi normal 2) Distribusi Log Normal 3) Distribusi Log Person III 4) Distribusi Gumbel Uji Kecocokan

Pengujian parameter yang sering dipakai adalah 1) Uji Chi Kuadrat





















K i X

Ef

Of

Ef

1

)

(

2

X² = Harga chi- kuadrat 88

(4)

88 Ef = Frekuensi yang diharapkan untuk kelas i

Of = Frekuensi terbaca pada kelas i K = Banyaknya kelas.

Analisis Intensitas Hujan

Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan per satuan waktu.Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intensitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar periode ulangnya makin tinggi pula intensitasnya

Debit Banjir Rencana

Menganalisis debit banjir rencana drainase perkotaan dengan waktu konsentrasi yang relatif pendek, digunakan rumus metode rasional :

Q = 0,278 . C . I . A

Q = Debit Rencana (m3/detik) C = Koefisien pengaliran/limpasan I = Intensitas hujan (mm/jam) A = Luas daerah pengaliran (km2)

Analisa Hidrolika

Aliran air dalam suatu saluran dapat berupa aliran saluran terbuka (open channel flow) dan saluran tertutup (pipe flow).

Pada aliran saluran terbuka terdapat permukaan air yang bebas, yang dipengaruhi oleh tekanan udara luar secara langsung. Sedangkan pada aliran tertutup tidak terdapat permukaan yang bebas, oleh karena seluruh

saluran diisi oleh air. Pada aliran tertutup permukaan air secara langsung tidak dipengaruhi oleh tekanan udara luar, kecuali hanya oleh tekanan hidraulik yang ada dalam aliran saja.

Flow Chart Perencanaan Saluran Drainase

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisa Curah Hujan Rencana Pengambilan data curah hujan dilakukan pada stasiun penangkar hujan yang terdekat, yaitu stasiun penangkar hujan Batang Kasang, Ulakan Tapakis dan Tabing, pengambilan data selama 20 tahun dengan priode pencatatan mulai tahun 1985 sampai dengan tahun 2005, Perhitungan dilakukan dengan mencari nilai rata-rata curah hujan maksimum dari 3 (tiga) Stasiun pada hari pencatatan yang sama. Adapun salah satu contoh perhitungan dari metode aritmatika adalah : Curah hujan Stasiun Tabing = 130 Curah hujan Stasiun Kasang = 299 89

(5)

89 Curah hujan Stasiun Ulakan = 148

( 130 + 299 + 148 ) / 3 = 192

Selanjutnya perhitungan curah hujan areal mengunakan metode aritmatika akan ditunjukan akan ditunjukan pada table berikut :

Curah Hujan Maksimum berdasarkan Metode Aritmetik

Perhitungan Parameter Distribusi Pearson Tipe III

Perhitungan parameter-parameter statistik untuk distribusi Pearson Type III berdasrkan tabel adalah :

 Nilai rata – rata (mean) :

X

₌ n X



₌ 20 3924 = 196,20 mm  Deviasi standar :

S

₌







1 

2





n

X

=

20

1

20 ,

975 .

62 

90

(6)

90 = 57,572  Koefisien variasi :

Cv

₌ X S =

20 ,

196

572 ,

57

= 0,293  Koefisien kemencengan : 

Cs

=











3 3 2 1 n S n X X n   



=









3 572 , 57 18 19 72 , 016 . 034 . 4 20    =

50 ,

951 .

261 .

65

40 .

334 .

680 .

80

= 1,236  Koefisien ketajaman :

Ck

₌











4 4 2 3 2 1 n n S n X X n    



=









4 2

572 ,

57

17

18

19

54 ,

296 .

182 .

563

20 



` = 3.53

Dari hasil analisis data diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa distribusi yang memenuhi syarat adalah distribusi Log Pearson III.

Analisa Debit Banjir Rencana

Untuk analisis debit puncak dapat dipakai rumus metode rational sebagai berikut :

= 0,278 . c . I . A

Untuk daerah kawasan kasang pengunaan lahan analisis debit banjir puncak adalah berdasarkan tabel 4.7, sedangkan untuk daerah yang diteliti adalah sebagai berikut :

Luas Area (A) = 0,1800 km2 Koefesien pengaliran (c) = 0.70 (tabel 4.6)

Intensitas (I) = 113.88 mm/jam (perhitungan sebelumnya)

Dari hasil analisis jangka panjang (untuk interval ulang 20 tahun) debit banjir maksimum = 3,989 m3/det. Untuk efisiensi maka perhitungan debit banjir disajikan dalam bentuk tabel berikut :

Analisa Hidrolika

a) Hidrolika Saluran

Rumus kecepatan rata-rata pada perhitungan dimensi penampang saluran menggunakan rumus Manning.

Untuk penampang saluran trapesium yang paling ekonomis adalah kemiringan dinding saluran α = 600 = 1 : m, dengan m = 2 perbandingan lebar saluran (b) dan tinggi air (h)

 Penampang saluran trapesium

(7)

91              Kekasaran manning (n) : 0,012 Kemiringan dasar saluran (s) : 0.003 Kecepatan aliran (V) : 1,524 Maka luas penampang saluran adalah :

V Q A  5 . 1 989 , 3  2

659 ,

2 m

A 

(luas penampang saluran) Untuk α = 600, A h0,76  0,76 2,659 h = 1,239 ≈ 1,25 m A b0,877  0,877 2,659 b = 1,43 ≈ 1,45 m

h

P

A

R

0 ,

543

606 ,

4

5 ,

2



h R0,543 25 , 1 543 , 0 x R  68 , 0  R

Dengan demikian didapatkan data dimensi saluran adalah sebagai berikut :

Debit banjir rencana (Q) = 2,571 m3/det

Lebar saluran (b) = 1,15 m Tinggi saluran (h) = 1,00 m Tinggi jagaan (w) = 0,25 m Tinggi total saluran (H) = 1,25 m Kecepatan aliran (V) = 1,524 m/det Kemiringan dasar saluran (S) = 0,003

Untuk penampang saluran type II :

Q.2 = 0,278 c . I . A Dimana :

Koefesien pengaliran (c) = 0,70

Intensitas hujan (I) = 113,88 mm/jam Luas area pengaliran (A) = 0.1050 km²

Maka debit rencana pada saluran type II adalah

Q.2 = 0.278 x 0.70 x 113.88 x 0.1000 = 2,216 m3/det

Luas penampang saluran (A) yang dibutuhkan adalah : 2

454 ,

1

524 ,

1

216 ,

2 m

V

Q

A



A h 0,76

454 ,

1

76 ,

0 

h

h = 0,916 m ≈ 0,95 m A b 0,877

454 ,

1

877 ,

0 

b

b = 1,058 m ≈ 1,10 m

Debit banjir rencana (Q.2) = 2,216 m3/det Lebar saluran (b) = 1,10 m Tinggi saluran (h) = 0,95 m Tinggi jagaan (w) = 0,25 m Tinggi total saluran (H) = 1,20 m Kecepatan aliran (V) = 1,524 m/det. Kemiringan dasar saluran (S) = 0,003. Untuk penampang saluran type III : Q3 = Q.1 + Q.2

= 2,571 + 2,216 = 4,787 m3/det

V = 1,524.

141 ,

3

524 ,

1

787 ,

4 m

V

Q

A



A h 0,76

h



0 ,

76

3 ,

141

h = 1,347 m ≈ 1,40 m A b 0,877

b



0 ,

877

3 ,

141

92

(8)

92

b = 1,554 m ≈ 1,60 m

Debit banjir rencana (Q) = 4,787 m3/det Lebar saluran (b) = 1,60 m Tinggi saluran (h) = 1,40 m Tinggi jagaan (w) = 0,25 m Tinggi total saluran (H) = 1,65 m

Kecepatan aliran (V) = 1,524

m/det. (dari tabel terlampir)

Kemiringan dasar saluran (S) = 0,003. (hasil analisis) Untuk penampang saluran type IV : Q.4 = 0,278 c . I . A

Dimana :

Koefesien pengaliran (c) = 0,70

Intensitas hujan (I) = 113,88 mm/jam Luas area pengaliran (A) = 0.095 km²

Maka debit rencana pada saluran type IV adalah :

Q.4 = 0.278 x 0.70 x 113,88 x 0.080 = 1,773 m3/det

163 ,

1

524 ,

1

773 ,

1 m

V

Q

A



(luas penampang saluran) A h 0,76

163 ,

1

76 ,

0 

h

h = 0,820 m ≈ 0,85 m A b 0,877

163 ,

1

877 ,

0 

b

b = 0,946 m ≈ 0,95 m

Dengan demikian didapatkan data dimensi saluran sebagai berikut :

Debit banjir rencana (Q) = 1,773 m3/det

Lebar saluran (b) = 0,95 m Tinggi saluran (h) = 0,85 m Tinggi jagaan (w) = 0,25 m

Tinggi total saluran (H) = 1,10 m

Kecepatan aliran (V) = 1,524

m/det. (dari tabel terlampir)

Kemiringan dasar saluran (S) = 0,003. (hasil analisis)

Rekapitulasi analisis debit banjir rencana

Untuk penampang saluran type V : Q5 = Q.3 + Q.4

= 4,787 + 1,773 = 6,560 m3/det V = 1,524. (dari tabel terlampir) Penampang saluran yang dibutuhkan adalah :

2

304 ,

4

524 ,

1

560 ,

6 m

V

Q

A



A h 0,76

304 ,

4

76 ,

0 

h

h = 1,577 m ≈ 1,60 m A b 0,877

304 ,

4

877 ,

0 

b

b = 1,819 m ≈ 1,85 m

Dengan demikian didapatkan data dimensi saluran sebagai berikut :

Debit banjir rencana

(Q) = 6,560 m3/det Lebar saluran (b) = 1,850 m Tinggi saluran (h) = 1,60 m Tinggi jagaan (w) = 0,25 m Tinggi total saluran (H) = 1,85 m Kecepatan aliran

(V) = 1,524 m/det. (dari tabel terlampir) 93

(9)

93 Kemiringan dasar saluran (S) = 0,003. (hasil analisis)

Perencanaan Dimensi Saluran

U                                

Pola dan Type Saluran yang digunakan 1. Saluran Sekunder Kawasan Kasang dengan

panjang saluran 1.891 meter.

 Penampang saluran sekunder type I, sepanjang 352 m:                        

saluran sekunder type I

 Penampang saluran sekunder type III, sepanjang 658 meter                        

saluran sekunder type III

 Penampang saluran sekunder type V, sepanjang 881 meter                       

saluran sekunder type V

2. Saluran Tersier Kampung Tanjung dan Perumahan Kasai Permai, dengan panjang total mencapai 734 meter. Penampang saluran Tersier type II, sepanjang 550 m.

i) Penampang saluran Tersier type II, sepanjang 550 m.                        

saluran tersier type II

ii) Penampang saluran Tersier type IV, sepanjang 450 m.                         94

(10)

94 saluran tersier type IV

4. KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN

1. Berdasarkan perhitungan perencanaan dari hasil analisis jangka panjang untuk interval 20 tahun debit banjir maksimum didapatkan Q = 3,989 m³/detik 2. Perencanan Drainase kawasan

Kasang terdiri dari saluran sekunder dan saluran tersier, masing-masing diperoleh dimensi sebagai berikut :  Saluran sekunder type I, dengan

lebar saluran (b) : 1,15 m, tinggi saluran (h) : 1,00 m, tinggi jagaan (w) = 0,25 m,  Saluran sekunder type II,

dengan lebar saluran (b) : 1,60 m, tinggi saluran (h) : 1,40 m, tinggi jagaan (w) = 0,25 m,  Saluran sekunder type V,

dengan lebar saluran (b) : 1,85 m, tinggi saluran (h) : 1,60 m, tinggi jagaan (w) = 0,25 m,  Saluran tersier type II, dengan

lebar saluran (b) : 1,10 m, tinggi saluran (h) : 0,95 m, tinggi jagaan (w) = 0,25 m,

 Saluran tersier type IV, dengan lebar saluran (b) : 0,95 m, tinggi saluran (h) : 0,85 m, tinggi jagaan (w) = 0,25 m,

3. Gambar perencanaan teknis drainase kawasan Kasang yang terdiri dari dimensi saluran sekunder dan saluran tersier terlampir. .

SARAN



Perlu adanya pengawasan yang ketat

terhadap operasi dan pemeliharaan drainase secara kontinu

 Perlu adanya pengamanan dan perawatan serta perbaikan terhadap drainase rutinitas

5. KEPUSTAKAAN

Hindarko, S. 1997. “Drainase Perkotaan”. Jakarta : Gunadarma

Harto, Sri. 1993. “Analisis Hidrologi”. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama

Soewarno. “Hidrologi” jilid I dan II. Bandung :

Nova Sosrodarsono, Suyono.

Takeda,Kensaku,Ir. 1978. “Hidrologi dan Pengairan”. Jakarta : PT. Pradya Pratama

Suryawan, Ari, Ir. 2002. “Analisis Hidrologi

dan Hidrolika Disain Drainase Jalan”.

Jogyakarta : UGM Press.

Sukarto, Haryono, Ir. Msi. 1999. “Drainase

Perkotaan”. Departemen Pekerjaan Umum :

Jakarta