BAB II
LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka
Jurnal penelitian yang berjudul “Evaluasi Saluran Drainase Jalan gajayana dan Jalan Sumbersari Kota Malang”, yang diteliti oleh Azarine Nabila Jifa, Liliya Dewi Susanaati, dan Alexander Tunggul Sutan Haji dari Universitas Brawijaya pada tahun 2009, menemukan bahwa ada 3 saluran dengan debit kapasitas saluran eksistingnya lebih kecil daripada saluran rancangan, yang mana itu berarti diperlukan pergantian dimensi saluran.
Penelitian yang berjudul “Evaluasi Sistem Jaringan Drainase Permukiman Soekarno Hatta Kota Malang dan Penanganannya”, yang diteliti oleh Esti Widodo serta Diana Ningrum dari Universitas Tribhuana Tunggaldewi pada tahun 2015, menciptakan kalau debit banjir konsep kala balik 5 tahun merupakan 941, 89 milimeter yang mana amat dipengaruhi oleh besar wilayah pengaliran, aturan untuk tanah, keseriusan hujan, koefisien pengaliran, serta pula waktu konstentrasi. Kapasitas buat tiap- tiap saluran berbeda- beda yang amat dipengaruhi oleh dimensi saluran berupa segi empat. Dari kalkulasi kapasitas saluran eksisting serta debit konsep tiap- tiap saluran nyaris beberapa besar kapasitas saluran yang terdapat tidak dapat menampung debit konsep yanag terdapat di alun- alun hingga pemograman rehabilitas saluran dicoba dengan metode memperdalam format saluran.
Penelitian yang berjudul “Studi Evaluasi Jaringan Drainase Jalan Danau Maninjau Raya Kota Malang”, yang diteliti oleh Joko Setiono dari Politeknik Negeri Malang pada tahun 2013, menemukan bahwa; (1) kondisi saluran secara fisik masih layak dan secara teknis masih memenuhi kriteria saluran drainase. (2) pendangkalan saluran disebabkan karena perilaku masyarakat yang membuang sampah plastik, sisa bahan bangunan serta kurangnya partisipasi dalam memelihara lingkungan sekitar. (3) pertemuan saluran dari arah Jalan Maninjau dan saluran Jalan Danau Toba yang tegak lurus membuat air tidak dapat mengalir, karena aliran dari bagian hulu saluran
Jalan Danau Toba lebih besar sehingga menyebabkan adanya genangan aibat aliran balik (back water). (4) adanya banjir kiriman dari saluran lain, dengan solusi merubah outlet saluran Jalan Maninjau yang selama ini secara keseluruhan ke arah saluran Danau Toba harus dipecah mengarah ke saluran yang berada di Jalan Maninjau Barat.
Penilitian yang berjudul “Evaluasi Saluran Drainase pada Jalan Raya Sarua-Ciputat Tangerang Selatan”, yang diteliti oleh Elma Yulius dari Universitas Islam ’45 Bekasi pada tahun2018, menemukan bahwa; (1) Penyebab terjadinya genangan adalah ketidakmampuan saluran drainase untuk mengalirkan air hujan yang berlebih di permukaan dikarenakan debit banjir yang lebih besar dibanding kapasitas saluran yang dapat ditampung.
(2) minimnya perawatan serta daerah resapan air yang tidak sanggup menampung debit yang mengalir menyebabkan banjir ataupun kubangan besar. (3) penampang saluran ialah wilayah kubangan, butuh format balik supaya bisa mengalirkan debit pada durasi hujan maksimum.
Riset yang bertajuk“ Penilaian Sistem Saluran Drainase di Ruas Jalan Solo Sragen Kabupaten Karanganyar”, yang ditulis oleh Ajeng Bunga Bidadari, Ary Setiawan, serta Agus P Saido dari Universitas Sebelas Maret pada tahun 2014, mendapatkan jika, perbandingan antara debit konsep serta debit eksisting pada pemograman drainase Jalur Solo Sragen tidak penuhi ketentuan, sebab debit rencana lebih besar dibanding debit eksisting alhasil saluran drainase tidak memenuhi (meluap) serta ada kubangan air di dataran jalur.
Pada riset ini, metode yang digunakan ialah Log Pearson III serta Gumbel pada gelombang curah hujan, nilai intensitas curah hujan memakai tata cara Mononobe, untuk perhitungan kcepatan aliran menggunakan Manning.
2.2 Landasan Teori 2.2.1 Sistem Drainase
Berawal dari kata drainage bahasa Inggris, memiliki arti, membuang, mengalirkan, menghabiskan, ataupun alihkan air. Drainase bisa dibilang selaku sesuatu aktivitas metode dalam kurangi keunggulan air, semacam air hujan, rembesan, sampai keunggulan air pengairan dari sesuatu area ataupun tanah, alhasil guna area ataupun tanah tidak tersendat (Suripin, 2004).
Drainase dengan cara biasa dimaksud selaku ilmu wawasan yang menekuni upaya buat mengalirkan air yang kelewatan dalam sesuatu kondisi eksploitasi khusus. “Drainase perkotaan ialah ilmu drainase yang mengistimewakan analisis pada area perkotaan yang akrab kaitannya dengan situasi area sosial adat yang terdapat di area kota” (Halim Hasmar, 2002) 2.1.1 Perencanaan Saluran Drainase
Saluran drainase wajib direncanakan biar dapat mengalirkan debit rancangan dengan nyaman. Pemograman teknis saluran drainase dari Suripin beranggapan tahapan- jenjang melingkupi: rekonstruksi debit awal rencana, membetulkan arah saluran, mengonsep profil memanjang saluran, mengonsep penampang melintang saluran, menata serta mengonsep bangunan- bangunan dan perlengkapan sistem drainase.
2.1.2 Proyeksi Penduduk
Air buangan yang berasal dari penduduk harus diperhitungkan sehingga dibutuhkan nilai jumlah penduduk pada tahun rencana yang akan datang. Dalam memproyeksikan jumlah penduduk ada beberapa metode dan dalam penenlitian ini dipakai Perkembangan Aritmatika, Geometrik, serta Eksponensial. Perkembangan Geometrik memperhitungkan besarnya laju perkembangan yang memakai bawah bunga berkembang dimana nilai pertumbuhannya merupakan serupa masing- masing tahun. Perkiraan laju perkembangan Geometrik merupakan selaku selanjutnya:
Pn = Po x (1 + r)n ... (2.1) dengan,
r = angka pertumbuhan penduduk n = interval (tahun)
Po = penduduk awal tahun Pn = penduduk tahun ke-n
Pertumbuhan penduduk dengan tata cara aritmatika memperhitungkan kalau jumlah penduduk pada era yang hendak tiba akan meningkat dengan jumlah yang serupa tiap tahun.
Pn = P0 (1 + r . t) n = interval (tahun) Pn = penduduk tahun ke-n
r = angka pertumbuhan penduduk Po = penduduk awal tahun
Perkembangan ini memperhitungkan perkembangan masyarakat dengan cara terusmenerus tiap hari dengan nilai perkembangan konsisten.
Pn = P0 . ert
Pn = penduduk tahun ke-n
r = angka pertumbuhan penduduk e = nilai eksponensial
n = interval (tahun) Po = penduduk awal tahun
2.1.3 Kapasitas Air yang Terbuang
Air kotor atau air buangan yakni air sisa atau sisa dari air yang dipakai untuk keinginan masing- masing hari. Debit air kotor berasal dari air buangan hasil aktivitas warga yang berasal dari air buangan domestik dan non domestik.
Buat berspekulasi jumlah air kotor wajib dikenal keinginan air bersih pada umumnya serta jumlah masyarakat kota. Diperkirakan sebesar 80% dari air bersih untuk air buangan rumah tangga. Jumlah air buangan pabrik diperkirakan sebesar 80% dari keinginan air bersih. Buat posisi riset, air buangannya cuma berawal dari keinginan rumah tangga, serta diperkirakan 80% dari keseluruhan keinginan air rumah tangga.
2.1.4 Curah Hujan Rata-Rata
Dalam memastikan curah hujan rerata wilayah terdapat 3 berbagai metode yang biasa dipakai dalam menganalisa curah hujan datar– datar wilayah di sebagian titik observasi, ialah :
1. Cara rata-rata aljabar (Arithmatic Mean Method) 2. Cara polygon Thiessen
3. Cara Garis Isohyet
Dalam riset kali ini dipakai metode segi banyak thiessen buat memperoleh besarnya hujan pada umumnya wilayah. Tata cara Thiesen berupaya mengimbangi tidak meratanya penyaluran perlengkapan ukur dengan sediakan sesuatu aspek pembobot untuk tiap- tiap stasiun. Tata cara Segi banyak Thiessen sesuai buat memastikan besar pada umumnya hujan bila pos hujan tidak banyak serta besar hujan tidak menyeluruh. Tata cara ini membagikan hasil yang cermat dibanding dengan tata cara arotmatik atau pada umumnya aljabar, tetapi determinasi titik observasi hendak pengaruhi akurasi yang diterima.
Gambar 2. 1Pembagian polygon thiesssen
P = !".$"%!&.$&% …….%!).$).
!"%!&% …..%!) ... (2.2) dengan,
P = hujan rerata kawasan p1, p2, .... pn = hujan pada stasiun 1, 2 .... n
A1, A2, ...An = luas daerah yang mewakili stasiun 1, 2, .... n Dalam penilitian ini, digunakan curah hujan dari stasiun ciliwung, karena merupakan stasiun curah ukur hujan terdekat dengan daerah studi penelitian.
2.1.5 Periode Ulang dan Analisis Frekuensi
Periode ulang merupakan durasi ditaksir dimana hujan dengan sesuatu besaran khusus hendak disamai ataupun dilampaui. Besarnya debit hujan buat sarana drainase terkait pada istirahat peristiwa ataupun rentang waktu balik yang digunakan. Dengan memilah debit dengan rentang waktu balik yang
jauh serta berarti debit hujan besar, mungkin terbentuknya efek kehancuran jadi menyusut, tetapi bayaran arsitektur buat menampung debit yang besar bertambah. Kebalikannya debit dengan rentang waktu balik yang sangat kecil bisa merendahkan bayaran arsitektur, namun tingkatkan efek kehancuran dampak banjir.
Sedangkan frekuensi hujan besarnya mungkin sesuatu besaran hujan disamai ataupun dilampaui. Dalam ilmu statistik diketahui sebagian berbagai penyaluran gelombang serta buat riset kali ini memakai tata cara penyaluran Log- Person III serta tata cara Gumbel:
a. DistribusiLog-Person III
Persamaan distribusi Log-Person III yaitu mengkonversi ke dalam bentuk logaritma. Persamaan distribusi Lg-Person III dapat ditulis dengan:
𝑌𝑡 = 𝑌 + 𝐾𝑡 𝑥 𝑆 ...(2.3) Koefisien kemencengan G mempengaruhi dari nilai angka KT. Harga KT ditampilkan pada Tabel 2.1 dalam bermacam angka kemencengan G.
Distribusi akan kembali ke distribusi Log Normal apbila angka G serupa dengan nol.
Tabel 2. 1 Nilai K untuk distribusi Log-Person III
(Sumber: Suripin, 2004) b. Distribusi Gumbel
Metode biasa yang lazim dipakai dalam tata cara Gumbel merupakan sebagai berikut:
X = x + s. K
Dimana,
x = nilai rerata
s = nilai dari standar deviasi K = nilai koefisien gumbel
K = /0142 /3
3
Dimana,
Tr = fungsi waktu balik
Sn = reduce standard deviation Yn = reduce mean
Ytr = reduce variate Ytr = -ln {-ln 5152"
1
2.1.6 Uji Distribusi
Uji distribusi ini dilakukan agar dapat mengenali apakah penyaluran yang diseleksi bisa dipakai ataupun tidak dapat digunakan dalam data yang tersedia. Dalam riset ini, untuk kebutuhan analisa percobaan kesesuaian istribusi dibutuhkan 2 tata cara, yaitu Uji Smirnov-Kolmogorov dan Uji Chi Square.
a. Smirnov-Kolmogorov
Buat memperhitungkan besarnya penyimpangan hingga terbuat batasan keyakinan dari hasil kalkulasi XT dengan percobaan Smirnov- Kolmogorov.
Percobaan Smirnov- Kolmogorov kerap pula diucap pula percobaan kesesuaian non parametik, sebab pengujiannya tidak memakai guna penyaluran khusus. Metode penerapannya merupakan selaku selanjutnya:
Urutkan informasi (dari besar ke kecil ataupun kebalikannya) serta pastikan besarnya kesempatan dari tiap- tiap informasi tersebut.
Tabel 2. 2 Nilai kritis (Smirnov-Kolmogorov) tentukan harga Do
(Sumber: Bonnier, 1980 dalam Suripin, 2004)
Bila angka Dmaks lebih kecil dari Do, hingga penyaluran teoritis yang dipakai buat memastikan pertemuan penyaluran bisa diperoleh. Bila Dmaks lebih besar dari Do, hingga dengan cara teoritis pula penyaluran yang dipakai tidak bisa diperoleh.
c. Uji Chi-Square
Dimaksudkan buat memastikan apakah pertemuan penyaluran kesempatan yang sudah diseleksi bisa menggantikan penyaluran statistik ilustrasi yang dianalisis. Pengumpulan ketetapan percobaan ini memakai parameter X2 (Soewarno, 1995:194):
Dengan:
𝑋7& = Nilai dari Chi Square
Ei = nilai sub grup ke i G = sub grup
Oi = nilai pada sub grup ke i
Tahapan pengerjaan dalam uji Chi Square berdasarkan Soewarno, sebagai berikut:
1. Deret informasi observasi (ke nilai yang lebih kecil ataupun kebalikannya)
2. Kelompokkan informasi jadi Gram sub tim, setiap subgrup minimun 4 data
3. Jumlahkan informasi observasi sebesar Oi setiap subgrup
4. Jumlahkan informasi dari pertemuan penyaluran yang dipakai sebesar Ei
5. Setiap subgrup dihitung: (𝑂: − 𝐸:)& dan (>?2 @@ ?)A
?
6. Nilai dari seluruh G sub nilai (>?2 @@ ?)A
? menentukan nilai Chi Square hitung
7. Menentukan dk = G-R-1 (derajat kebebasan)
8. Menghitung X2 dari tabel dengan menghtiung derajat kepercayaan (𝛼) dan derajat kebebasan (dk)
9. Membuat simpulan dari hasil perhitungan, apabila X2hit < X2cr maka persamaan
10. Penyaluran teoritis yang dipakai bisa diperoleh, serta bila angka X2hit
> X2cr hingga pertemuan penyaluran teoritis yang dipakai tidak bisa diperoleh.
Tabel 2. 3Distribusi Chi Square
2.1.7 Intensitas Hujan
Intensitas hujan Intensitas hujan merupakan besar ataupun daya air hujan per dasar durasi. Watak biasa hujan merupakan kian pendek hujan berjalan, intensitasnya mengarah kian besar serta kian besar rentang waktu ulangnya kian besar pula intensitasya. Seandainya informasi hujan yang dikenal cuma hujan setiap hari:
𝐼 =E&GAF H&GIJ
A
K ...(2.5)
Dengan:
T = waktu hujan (jam)
I = intensitas hujan (mm/jam)
Rumus dari waktu konsentrasi dapat dijelaskan seperti berikut:
𝑡𝑐 = H"MMM Q 4SM,OP Q RAJM,TOU ...(2.6) Dengan:
tc : waktu (jam)
So : kemiringan rata-rata saluran L : panjang saluran (km)
2.1.8 Koefisien Aliran Permukaan
Koefisien aliran permukaaan didefinisikan selaku hubungan keluarga antara pucuk gerakan dataran kepada keseriusan hujan. Aspek penting yang pengaruhi koefisien merupakan laju infiltrasi tanah, kemiringan tanah, tumbuhan penutup tanah, serta keseriusan hujan. Tidak hanya itu pula terkait pada watak serta situasi tanah, air tanah, derajad kepadatan tanah, porositas tanah, serta dana tekanan mental. Buat besarnya angka koefisien gerakan dataran bisa diamati pada bagan selaku selanjutnya:
Tabel 2. 4 Koefisien Aliran untuk Metode Rasional
(Sumber: McGuen, 1989 dalam Suripin, 2004)
Dari bagan di atas melukiskan angka C buat pemakaian tanah yang sebentuk, dimana situasi semacam ini tidak sering sekali ditemukan buat tanah yang relative besar. Bila DAS area terdiri dari bermacam berbagai pemakaian tanah dengan koefisien pengaliran yang berlainan, hingga C yang digunakan merupakan koefisie DAS area yang bisa dihitung dengan pertemuan sebagai berikut:
...(2.7)
2.1.9 Metode Rasional
Tata cara buat memperkirakan laju gerakan dataran pucuk yang biasa digunakan merupakan tata cara Logis USSCS (1973). Bentuk ini amat biasa serta gampang dalam pengaplikasiannya, tetapi terbatasnya penggunaan buat DAS- DAS dengan dimensi kecil kurang dari serupa dengan 500 ha. Bentuk ini tidak bisa menerangkan ikatan curah hujan serta gerakan dataran dalam wujud hidrograf. Persamaan metode rasional dapat ditulis dalam bentuk:
𝑄 = 0,278 𝐶 . 𝐼. 𝐴 ...(2.8) dengan:
Q : laju aliran (m3/dt)
I : intensitas hujan (mm/jam) A : luas DAS (km2)
C : koefisien aliran
2.1.10 Penampang Melintang Saluran
Pada biasanya jenis gerakan lewat saluran terbuka merupakan turbulen, sebab kecekatan gerakan serta kekerasan bilik relatif besar. Gerakan lewat saluran terbuka hendak turbulen bila nilai Reynolds Re > 2. 000 serta laminer bila Re < 500. Metode Reynolds dapat ditulis sebagai berikut:
𝑅𝑒 =[ . R\ ...(2.9) dengan:
V : kecepatan (m/dt)
v : kekentalan kinematik (m2/dt) L : panjang karakteristik (m),
Nilai R dapat dicari dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
𝑅 = !]
...(2.10)
dengan:
R : jari-jari (m)
P : keliling penampang basah (m) A : luas (m2)
Buat mencari angka kecekatan gerakan bisa memakai metode Manning yang bisa ditulis selaku selanjutnya:
𝑉 = "
) × 𝑅AK ×
𝑆`A...(2.11) dengan:
R : jari-jari (m)
n : koefisien Manning S : kemiringan saluran
Tabel 2.4 Nilai Koefisien Manning
Utuk mencari debit aliran pada saluran dapat menggunakan rumus:
Q = V . A ...(2.12) Dengan:
Q : debit aliran (m3/dt) A : luas penampang (m2) V : kecepatan aliran (m/dt)
Penampang melintang ekonomis dari saluran ialah kemampuan saluran dalam melalaikan debit maksimum berbanding dengan penampang basah, kekasaran dan kemiringan permukaan.
2.1.11 Bentuk Saluran Ekonomis
Penampang melintang dari saluran yang amat ekonomis yakni saluran yang bisa melampaui debit maksimal buat besar penampang berair, kekerasan, serta kemiringan bawah istimewa. Salah satunya ialah saluran dengan bentuk persegi.
Gambar 2. 2 Penampang persegi (Suripin, 2004)
Pada saluran yang berbentuk persegi, penampang melintang saluran dengan besar dasarnya B dan energi air yaitu h, dengan rumus A= B x h sebagai luas dari penampang basah dan kisaran basah P. Sampai bentuk penampang persegi amat ekonomis ialah apabila energi setengah dari besar dasar saluran atau jari- jemari hidrauliknya setengah dari energi air.
Buat wujud penampang persegi yang ekonomis:
Luas penampang A = B x h ...(2.13) Keliling basah P = B + 2h ...(2.14) B = 2h atau h = a& ...(2.15) Jari-jari hidraulik R
R = !] = a%&7a7 ...(2.16) Wujud penampang melintang persegi yang sangat murah merupakan bila:
R = 7& atau h = a& ...(2.17)
