ANALISIS ULANG DEBIT RENCANA SALURAN DRAINASE PARUPUK TABING PADANG

ANALISIS ULANG DEBIT RENCANA SALURAN DRAINASE PARUPUK – TABING

PADANG

Nazwar Djali

Dosen Tetap Fakultas Teknik dan Perencanaan Universitas Bung Hatta – Padang

ABSTRAK

If we see from topography section, Padang city has hills and valleys and near from beach. It is situated of the hill 0 – 1500 meters on the top of sea level and rainfall from 4000 – 6000 mm, because of this situation on several part, there are flood and one of part is in Parupuk – Tabing. This area is in north of Padang City that densely populated to go to centre city. Flooded are caused by water back up when rainfall in this area cause be disturbed of community. If this cause is not worded off, it will disturb of seriously society activity and financial loss. By good manners drainage system, the problem can be settled. Beside of that, awareness of community to take of protect drainage buildings is important, because it is one of factors caused of flood in cities. Many people throw garbage in ditch and caused water flow is not function.

Keywords: design analysis, planning discharge, drainage.

1. LATAR BELAKANG

Perkembangan kota yang semakin padat seiring laju pertumbuhan penduduk menimbulkan dampak terhadap berbagai elemen dalam kota itu sendiri, termasuk dalam hal penataan bangunannya. Ini mengakibatkan perubahan tata guna lahan, dimana lahan hijau yang semula difungsikan sebagai drainase alamiah yang dapat meresapkan air permukaan kedalam tanah, sebagian berubah menjadi bangunan yang tertutup beton ( lahan terbangun / built up area). Sehingga air permukaan tidak lagi dapat meresap kedalam tanah,namun langsung mengalir kesaluran drainase yang ada (run off).

Adanya genangan air di saat hujan pada kawasan Perupuk Tabing ini menyebabkan terganggunya kegiatan masyarakat. Jika hal ini tidak ditanggulangi dengan serius, maka akan menimbulkan kerugian yang cukup besar. Dengan demikian adanya sistem drainase yang bertata dengan baik sangat diperlukan, sehingga mengalirkan genangan air berjalan lancar. Disamping itu, kesadaran masyarakat dalam pemeliharaan bangunan-bangunan drainase yang ada sangat perlu ditumbuh kembangkan, mengingat hal ini juga merupakan factor penyebab dalam mengakibatkan terjadinya banjir di perkotaan. Masih banyak individu masyarakat yang membuang sampah kedalam selokan dan badan-badan air, sehingga menyebabkan terhambatnya aliran air.

2. TUJUAN PENELITIAN

1. sebagai bahan kajian dalm memaksimalkan/ mengoptimalkan pembuatan prasarana drainase di kawasan Perupuk Tabing Padang dan sejenisnya.

2. Upaya konkret untuk mengatasi limpasan air hujan yang berlebihan ( banjir) pada prasarana drainase kota. 3. Untuk menciptakan tata lingkungan yang kondusif dan dinamis menyangkut pembuatan prasarana drainase,

khususnya di daerah Parupuk Tabing Padang.

4. Diharapkan dapat dijadikan literature pelengkap dalam pengkajian ulang dalam pembuatan drainase.

3. RUANG LINGKUP

Ruang lingkup drainase perkotaan meliputi pembuatan saluran dan bangunan pelengkapnya, namun dalm penelitian ini penulis hanya menganalisis saluran drainase yang berada kawasan jalan DR. Hamka dan saluran Asia Perupuk Tabing Padang, dikarenakan masih adanya limpasan air yang berlebih (banjir) saat hujan pada daerah tersebut. Analisis yang dilakukan penulis adalah terhadap kapasitas saluran, termasuk ukuran / dimensi saluran, sedangkan pengaruh struktur bangunan drainase terhadap pergerakan air tidak diperhitungkan. Analisa tersebut dilakukan dengan tinjauan : Sedangkan aspek yang diteliti merupakan aspek hidrologi dan aspek hidrolika

4. METODOLOGI PENULISAN

Dalam meninjau ulang saluran drainase pada kawasa Perupuk Tabing Padang ini, metodologi penulisan didasrkan pada 3 ( tiga ) item,yaitu studi literature, pengumpulan data dan analisis data.

5. LANDASAN TEORI Pengertian Drainase

Air yang turun ke bumi memerlukan tempat untuk pengaliran, dimana dapat terbentuk secara alami maupun adanya campur tangan manusia. Drainase yang nerupakan wadah yang artificial pengaliran didefinisikan sebagai suatu sistem yang menangani masalah limpasan air, terutama hujan.

Sedangkan drainase perkotaan adalah sistem drainase dalam wilayah kota yang berkaitan erat dengan kondisi lingkungan fisik dan kondisi lingkungan sosial budaya di kawasan kota tersebut.

Jadi, drainase kota mayoritas menangani limasan prmukaan yang dikenal dengan drainase permukaan ( surface drainage ). Adapun limpasan permukaan umumnya bersumber dari air hujan, juga ada yang bersumber dari air buangan limbah domestik (grey water), air kotoran (black water) dan air buangan industri, serta air buangan dari fasilitas kota yang lain.

Prinsip Dasar Sistem Drainase

dalam perencanaan dan pelaksanaan pembangunan saluran drainase ada beberapa prinsip dasar yang perlu diperhatikan, antara lain :

1. Sistem drainase dibuat untuk mengalirkan air hujan ke badan penerima air (sungai dan laut) atau diresapkan kedalam tanah. Untuk itu diperlukan kapasitas sistem yang memadai, bila tidak akan mengakibatkan terjadinya genangan air atau banjir. Hal ini akan terpenuhi dengan berpedoman pada prinsip hidrologi dan hidrolika.

2. Menimalisasi pembebasan tanah dengan cara mencari jalur terpendek ke badan penerima air.

3. Dalam pelaksanaannya, tata letak sistem drainase harus memenuhi kriteria perkotaan, salah satunya adalah memeiliki akses untuk perluasan sistem yang ada.

4. Sistem drainase yang dibuat harus aman dan awet kontruksinnya, serta mudah dalam pengoperasiannya.

Aspek hidrologi

Dalam perencanaan suatu system drainase aspek hidrologi merupakan bagian penting yang harus diperhatikan. Hubungan tersebut terimplentasi dalam siklus hidrologi, sebagai berikut :

Penampang Hidrolik Terbaik Saluran

Dalam merencanakan suatu saluran drainase sebagai faktor yang mempengaruhi harus diperhatikan, agar didapat saluran yang efisien dan efektif. Pemilihan bentuk penampang saluran, didasarkan aspek hidrolika dengan berpedoman pada kapasitas maksimum saluran.

Bangunan Gorong-gorong

Gorong-gorong merupakan bangunan drainase yang berfungsi untuk meneruskan air yang melintas dijalan raya. Dalam merencanakannya, gorong-gorong dibuat harus cukup besar untuk mengalirkan debit air maksimum dari daerah pengaliran secara efisien. Disamping itu, kemiringannya harus dibuat lebih besar dari saluran pembuangnya agar dapat mengelontor sediment.

Jagaan atau Ambang Batas (Freeboard)

Jagaan saluran adalah jarak vertical dari puncak saluran sampai kepermukaan air pada kondisi perencanaan, berfungsi untuk mencegah luapan air akibat gelombang dan fluktuasi permukaan air.

Umumnya besar jagaan yang dipakai dalam perencanaan berkidar antara 5-30% (Drainase Perkotaan, Guna Darma) dari kedalaman aliran atau biasanya diambil 0,15 m-0,60 m (Ir. Haryano Sukarto,MSi, Drainase Perkotaan,DPU).

Sumber : www.boxculvert.co.uk Gambar 1 Siklus Hidrologi

6. ANALISA DAN PEMBAHASAN

Dalam menganalisa saluran drainase diperlukan data-data lapangan, diantaranya : data existing drainase, data curah hujan, data topografi, data penduduk, dan lain-lain. Disamping itu, juga diperlukan beberapa teori yang menjadi acuan dalam melakukan analisa drainase. Perhitungan teknis yang didasarkan pada hal tersebut akan memberikan hasil analisa yang sesuai dengan akurasi keadaan lapangan dari daerah studi.

Curah Hujan

Analisa Curah Hujan

Data yang digunakan didapatkan dari Badan Meteorologi dan Geofisika Tabing selama kurun waktu 12. Tabel 1 Curah Hujan Harian Maksimum

Tahun (n)

Curah Hujan Harian Maksimum (xi) (mm) Bulan Terjadinya 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 210.8 165.0 209.4 203.7 195.8 258.5 204.8 234.3 297.6 288.1 260.0 133.0 12 2 9 6 5 9 10 12 7 1 8 3 Jumlah 2777.20

Sumber : Badan Meteorologi dan Geofisika Tabing

Analisa Frekuensi Curah Hujan

Untuk menganalisa frekuensi curah hujan dilakukan dengan cara mengurutkan data curah hujan harian maksimum mulai dari yang terbesar sampai yang terkecil.

Tabel 2 Analisa Frekuensi Curah Hujan Harian Maksimum

Tahun Xi (Xi-Xr) (Xi-Xr)2 (Xi-Xr)3 (Xi-Xr)4 No (n) (mm) (mm) (mm)2 (mm)3 (mm)4 1 2001 297.6 66.17 4378.028 289679.505 19167127.223 2 2002 288.1 56.67 3211.111 181962.963 10311234.568 3 2003 260.0 28.57 816.054 23311.955 665944.856 4 1998 258.5 27.07 732.604 19829.160 536709.272 5 2004 249.2 17.77 315.654 5608.127 99637.728 6 2000 234.3 2.87 8.218 23.558 67.532 7 1993 210.8 -20.63 425.734 -8784.321 181249.817 8 1995 209.4 -22.03 485.468 -10696.473 235678.963 9 1999 204.8 -26.63 709.334 -18891.941 503155.354 10 1996 203.7 -27.73 769.138 -21330.754 591572.921 11 1997 195.8 -35.63 1269.734 -45244.871 1612225.559 12 1994 165.0 -66.43 4413.388 -293196.061 19477991.677 Jumlah 2777.2 0.0 17534.467 122270.847 53382595.472 xr 231.4333

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 3 Perhitungan Log Person Tipe III

Tahun Xi Log Xi = Yi ( Xi-Yr) ( Xi-Yr)2 ( Xi-Yr)3 No (n) (mm) (mm) (mm) (mm)2 (mm)3 1 2001 297.60 2.47363 0.11518 0.013267 0.0015282 2 2002 288.10 2.45954 0.10109 0.010220 0.0010332 3 2003 260.00 2.41497 0.05652 0.003195 0.0001806 4 1998 258.50 2.41246 0.05401 0.002917 0.0001576 5 2004 249.20 2.39655 0.03810 0.001451 0.0000553 6 2000 234.30 2.36977 0.01132 0.000128 0.0000015 7 1993 210.80 2.32387 -0.03458 0.001196 -0.0000413 8 1995 209.40 2.32098 -0.03747 0.001404 -0.0000526 9 1999 204.80 2.31133 -0.04712 0.002220 -0.0001046 10 1996 203.70 2.30899 -0.04946 0.002446 -0.0001210 11 1997 195.80 2.29181 -0.06664 0.004440 -0.0002959 12 1994 165.00 2.21748 -0.14097 0.019871 -0.0028012 Jumlah 28.30140 0.06276 -0.00046 Yr 2.35845

Sumber : Hasil Perhitungan

Analisa Periode Ulang Hujan

Dari faktor distribusi yang sesuai Distribusi Log Pearson Type III , yang digunakan Distribusi Log Pearson Type III, maka untuk menghitung curah hujan rencana dipakai rumus, sebagai berikut :

Log Rn = yr + KT . S

Dimana : Rn = besar curah hujan rencana untuk periode ulang n tahun (mm/hari), Yr = curah hujan rata-rata untuk

perhitungan Log Person tipe III (mm), KT = koefisien distribusi berdasarkan nilai Distribusi Log Pearson Type III, S

= standar deviasi

Dalam tinjauan ulang ini periode ulang hujan dilakukan untuk 10 tahun mendatang dengan pertimbangan aspek hidrologi, kondisi lingkungan, aspek ekonomi dan sosial.

Curah hujan untuk periode ulang 10 tahun Log R10 = yr + KT.S Cs = -0.6 --- KT = 1.2 Cs = -0.6542--- KT = ... Cs = - 0.7 --- KT = 1.83 Interpolasikan KT = 1.83 -

(

)

) 5 . 0 (-) 6 . 0 ( ) 20 . 1 83 . 1 )( 6277512 . 0 -6 . 0 ( − − − − − = 1.3748

Log R10 = 2.35845 + (1.3748)( 0.113324902), Log R10 = 2.424, R10 = 265.43 mm/hari

Jadi curah hujan untuk periode ulang 10 tahun adalah 265.43 mm/hari

Analisa Intensitas Curah Hujan

Intensitas curah hujan dihitung dengan menggunakan Formula Mononobe, dimana adanya pengaruh waktu konsentrasi (tc). I = mm/jam tc 24 24 R 0.67 ⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ _{, tc = 0.0195} 0.77 S L ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ menit, S = L ∆H

Intensitas curah hujan adalah besarnya laju hujan rata-rata yang terjadi dalam kurun waktu tertentu, dimana air hujan tersebut berkonsentrasi.

Waktu konsentrasi adalah lamanya waktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh di tempat terjauh dari suatu titik untuk mencapai titik tersebut.

Dalam menganalisa keadaan lapangan, penulis membagi daerah studi menjadi 4(empat) titik tinjau dari hulu ke hilir, agar terlihat jelas kebenaran hipotesa yang dilakukan penulis terhadap ketidakmampuan drainase untuk menampung debit air yang berlebih, yaitu :

Ruas 1-2 Î Jalan DR Hamka ( dari Frico motor sampai asrama haji)

Ruas 2-3 Î Jalan DR Hamka ( dari asrama haji motor sampai simpang asia)

Ruas 4-5 Î simpang asrama haji sampai simpang perabot

Ruas 5-3 Î Simpang Perabot sampai simpang asia

Ruas 3-7 Î Dari simpang perabot sampai sungai Batang Tabing

Contoh perhitungan untuk ruas 1-2

S Ruas 1-2 = 25 . 520 6853 . 3 7262 . 4 − _{= 0.002211, Tc Ruas 1-2 = 0.0195}

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

077

002211

.

0

25

.

520

. = 25.3415 menit = 0.422359 jam, Ruas 1-2: I = 67 . 0 422359 . 0 24 24 43 . 265 ⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ _{= 165.6833 mm/jam}

Analisa Debit Banjir Rencana Analisa Debit Hujan

Q = 0,278 .C. I. A

Ruas 1-2

Data : Luas daerah pengaliran (A) = 0.01 km2_=10000m2_{, koefisien pengaliran (C) = 0.75, intensitas curah hujan}

untuk kala ulang 10 tahun = 165.6833 mm/jam

Q = 0.278 (0.75) (165.6833 x 10-3) (10000) = 0.096 m3/dtk Analisa Debit Air Buangan (Sanitary Waste Water)

Perhitungan debit air buangan didasarkan pada jumlah penduduk pada tahun pelaksanaan konstruksi hingga beberapa tahun mendatang (dalam hal ini dengan kala ulang 10 tahun dari 2004 - 2013), dimana laju pertumbuhan penduduk daerah studi dilakukan secara geometrik.

Qak = Pn*1.3889*10-3 _{* A (m}3_/dtk)

Dimana : Qak = Debit air buangan domestik rata-rata (m3_{/dtk), Pn = Jumlah penduduk yang terbesar (jiwa), A =}

Luas daerah pengaliran (km2₎

Laju Pertumbuhan Geometrik

Tabel 4 Proyeksi Jumlah Penduduk Daerah Studi

No Tahun (n) Jml Pend. Secara Geometrik ( Jiwa ) 1 2004 22075 2 2005 22196 3 2006 22318 4 2007 22441 5 2008 22564 6 2009 22688 7 2010 22813 8 2011 22938 9 2012 23064 10 2013 23191

Analisa Perkiraan Debit Banjir Rencana

Untuk selanjutnya hasil perhitungan dapat ditabelkan

Tabel 5 Perhitungan Debit Banjir Rencana

Nama Saluran Saluran tijauan Q air Hujan Qair Buangan Q banjir Rencana

m3/det

m3/det m3/det Ruas Total

Saluran Sekunder Ruas 1-2 0.09596 0.00032 0.09628 0.09628

Saluran Sekunder Ruas 2-3 0.08424 0.00032 0.08456 0.18084

Saluran Sekunder Ruas 4-5 3.13026 0.01127 3.14154 3.14154

Saluran Sekunder Ruas 5-3 0.62776 0.00258 0.63034 3.77187

Analisa Saluran Drainase

Dalam sub bab ini analisa dilakukan terhadap dimensi saluran dan bangunan gorong-gorong dengan menitikberatkan pada tinjauan ulang hidrolis, yakni perbandingan debit existing (kondisi lapangan) dengan debit rencana (redesign).

Analisa Dimensi Saluran

Pada Kawasan Perupuk Tabing ini saluran drainase yang digunakan berbentuk segi empat dengan konsekuensi kemampuan saluran untuk menampung debit air yang cukup besar dan keterbatasan lahan, serta nilai estetika lingkungan perkotaan.

Analisa Bangunan Gorong-gorong

Bangunan gorong-gorong yang dianalisa pada draenase kawasan ParupukTabing ini terletak pada Simpang Asrama Haji dalam ruas 1-2, berbentuk lingkaran dengan bahan beton,dimana data-datanya sebagai berikut:

Q existing = 0.0846, Ø gorong-gorong = 0.40 mCb = 1 untuk tepi vertikal bulat

Hw = 0.3 d

Untuk menganalisa apakah gorong-gorong yang telah ada mampu untukmenampung kapasitas air yang melewatinya, digunakan Formula Henderson FM,sebagai berkut :

Q = 2/3 Cb D Hw 2/3.g.Hw , D = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ Hw . g . 3 / 2 . Hw . Cb . 3 / 2 Q D =

( ) (

)

(

) (

)

⎥⎥_⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ D . m 3 . 0 . dt / m 81 . 9 . 3 / 2 . D . m 3 . 0 . 1 . 3 / 2 dt / m 0846 . 0 3 , D = 0.6194 m ≈ 0.6 m.

Jadi dimensi gorong- gorong yang lama, yakni Ø 0.4 m harus diperbesar menjadi Ø 0.6 m, agar kelebihan air yang ditimbulkan terutama akibat banjir dapat ditanggulangi.

7. PENUTUP

Dari hasil analisa yang dilakukan penulis terhadap saluran drainase di Kawasan ParupukTabing Padang didapat beberapa kesimpulan, yaitu :

1. Limpasan air (banjir) saat hujan di daerah studi terjadi pada keempat ruas, dimana ruas 5-6 kondisinya lebih buruk dari yang lainnya. Untuk jelasnya dapat dilihat pada perbandingan debit, sebagai berikut :

ƒ Ruas 1-2 - Q existing : 0.0846 m3/dtk - Q rencana : 0.10182 m3/dtk → Hasil Analisa : -0.0172 m3/dtk ƒ Ruas 2-3 - Q existing : 0.1790 m3/dtk - Q rencana : 0.20282 m3/dtk → Hasil Analisa : -0.0173 m3/dtk ƒ Ruas 4-5 - Q existing : 2.3521 m3/dtk - Q rencana : 3.8748 m3/dtk → Hasil Analisa : -15227 m3/dtk • Ruas 5-6 - Q existing : 6.3952 m3/dtk - Q rencana : 7.93822 m3/dtk → Hasil Analisa : -15430 m3/dtk

2. Debit rencana yang diperoleh merupakan koreksi atas faktor-faktor yang mempengaruhinya, antara lain : kemiringan drainase (S), waktu konsentrasi (tc), intensitas curah hujan (I) dan lain-lain. Sehingga didapat saluran drainase yang efektif, efisien dan aman sesuai periode ulang yang direncanakan.

3. Bangunan gorong-gorong yang dianalisa berada pada ruas 1-2, dimana perlu adanya perbaikan terhadap diameter gorong-gorong existing, yakni d = 0.4m setelah direvisi menjadi d = 0.6 m. Ini merupakan salah satu upaya penanggulangan banjir di daerah studi.

4. Secara umum, berdasarkan hasil analisa yang dilakukan penulis dapat disimpulkan bahwa saluran drainase yang ada saat ini perlu perbaikan, tidak hanya terhadap hal-hal yang bersifat teknis saja, namun juga memperhatikan faktor-faktor lainnya, seperti kondisi sosial dan ekonomi masyarakat di sekitarnya. Disamping itu, usulan perbaikan ini perlu dikaji lebih mendalam lagi.

Saran

Adapun saran-saran yang disajikan dalam penulisan ini mencakup 2 (dua) hal, sebagai berikut :

1. Limpasan air yang berlebih (banjir) di daerah studi dapat ditanggulangi dengan tindak lanjut secara teknis oleh Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah Kota Padang, yaitu dengan merubah dimensi saluran drainase existing, termasuk bangunan pendukungnya.

2. Menumbuhkembangkan kesadaran masyarakat untuk membuang sampah pada tempatnya, agar aliran air dalam saluran tidak tersumbat. Sehingga saluran drainase yang ada dapat terpelihara dengan baik sesuai perencanaan. Dalam hal ini, peran serta Dinas Kebersihan Kota Padang untuk mensosialisasikan hal tersebut sangat dibutuhkan.

Tabel 6. Data Drainase Hasil Perencanaan

b h Fb H Qd Saluran (m) (m) (m) (m) (m3_/dtk) Ruas Total Ruas 1-2 0.5572 0.2786 0.09375 0.92955 0.10182 0.10182 Ruas 2-3 0.5466 0.2733 0.0916 0.9115 0.1001 0.20282 Ruas 4-5 2.1354 1.0677 0.2669 1.3346 3.8748 3.8748 Ruas 5-6 2.206 1.103 0.2758 1.3788 3.86165 7.93822

Tabel 7. Data Drainase Existing

b h Fb H Qd Saluran (m) (m) (m) (m) (m3_/dtk) Ruas 1-2 0.5238 0.2619 0.0647 0.3266 0.0846 Ruas 2-3 0.5347 0.2674 0.0669 0.3343 0.1790 Ruas 4-5 1.7710 0.8855 0.2214 1.1069 2.3521 Ruas 5-6 1.8965 0.9483 0.2371 1.1854 6.3952

Sumber : Dinas Pekerjaan Umum

Tabel 8. Analisa Perhitungan Drainase Kawasan Perupuk Tabing

Qd existing Qd rencana Hasil

Saluran (m3_{/dtk) (m}3_{/dtk) Analisa} Ruas 1-2 0.0846 0.10182 -0.0172 Ruas 2-3 0.1790 0.20282 -0.0173 Ruas 4-5 2.3521 3.8748 -1.5227 Ruas 5-6 6.3952 7.93822 -1.5430 DAFTAR PUSTAKA

Departemen Pekerjaan Umum (1986). Standard perencanaan irigasi. Bandung, Galang Persada

Direktorat Jenderal Pengairan, Proyek pendidikan, Latihan dan Peningkatan Tenaga Ahli Pengairan (1997). Tata cara perhitugan ketersdiaan air irigasi proyek irigasi Jawa Barat, Bandung.

Sosrodarsono, Ir dan Kensaku Tekada, 1978. Hidrologi untuk pengairan. PT. Pradnya Paramita, Jakarta Soemarno, Ir, CD,B.I.E, Dipl.H.187. Hidrologi teknik. Usaha Nasional, Surabaya