Drainase Fix Bab 1-4

(1)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Drainase didefinisikan sebagai pembuangan air permukaan, baik secara gravitasi maupun dengan pompa dengan tujuan untuk mencegah terjadinya genangan, menjaga dan menurunkan permukaan air sehingga genangan air dapat dihindarkan. Drainase perkotaan berfungsi mengendalikan kelebihan air permukaan sehingga tidak merugikan masyarakat dan dapat memberikan manfaat bagi kehidupan manusia. Kelebihan air tersebut dapat berupa air hujan, air limbah domestik maupun air limbah industri. Oleh karena itu drainase perkotaan harus terpadu dengan sanitasi, sampah, pengendali banjir kota dan lainnya (Alfian, 2007).

Menurut Suripin (2004) drainase mempunyai arti mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air. Secara umum, drainase didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/ atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Drainase juga diartikan sebagai suatu cara pembuangan kelebihan air yang tidak diinginkan pada suatu daerah, serta cara-cara penangggulangan akibat yang ditimbulkan oleh kelebihan air tersebut.

Dari sudut pandang yang lain, drainase adalah salah satu unsur dari prasarana umum yang dibutuhkan masyarakat kota dalam rangka menuju kehidupan kota yang aman, nyaman, bersih, dan sehat. Prasarana drainase di sini berfungsi untuk mengalirkan air permukaan ke badan air (sumber air permukaan dan bawah permukaan tanah) dan atau bangunan resapan. Selain itu juga berfungsi sebagai pengendali kebutuhan air permukaan dengan tindakan untuk memperbaiki daerah becek, genangan air dan banjir. Kegunaan dengan adanya saluran drainase ini adalah untuk mengeringkan daerah becek dan genangan air sehingga tidak ada akumulasi air tanah, menurunkan permukaan air tanah pada tingkat yang ideal, mengendalikan erosi tanah, kerusakan jalan dan bangunan yang ada, mengendalikan air hujan yang berlebihan sehingga tidak terjadi bencana banjir.

(2)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 2 Persoalan banjir dan genangan di Pekanbaru merupakan permasalahan yang cukup rumit, penyebab utama terjadinya banjir dan genangan di kota Pekanbaru ini 70 % genangan yang ada hanya disebabkan oleh masalah yang sepele yaitu tidak mengalirnya air pada titik genangan ke saluran yang ada di pinggir jalan. Jika diamati dengan seksama pada menit-menit pertama hujan deras turun badan jalan sudah tergenang sampai beberapa puluh centimeter, sedangkan saluran pembuang terdekat masih kosong karena tidak ada saluruan dari badan jalan ke drainase kota.

Kondisi eksisting di Jalan Lembah Raya, Kelurahan Tangkerang Utara, Kecamatan Bukitraya memiliki bangunan drainase yang besar namun ukuran konstruksi bangunan drainase tersebut tidak seragam, pada ruas-ruas tertentu dimensi saluran tidak beraturan.

Gambar 1.1 Sampah di dalam Drainase

Adanya penumpukan sampah di dalam drainase dan sedimentasi yang tinggi menyebabkan berkurangnya kapasitas drainase untuk menerima debit hujan yang masuk sehingga ketika hujan turun dengan intensitas tinggi drainase tidak sanggup menampung debit hujan tersebut yang menyebabkan air meluap dan menimbulkan banjir yang menggenangi pemukiman warga dan badan jalan. Dari informasi masyarakat yang tinggal didaerah tersebut salah satu penyebab banjir yaitu adanya air kiriman yang tiba tiba datang hingga menggenangi kawasan pemukiman warga. Ketinggian banjir yang merendam jalan banyak menyebabkan kendaraan yang melintas mengalami mogok.

(3)

Gambar 1.2 Banjir di Jalan Lembah Raya

Beginilah resiko warga yang melintas dan tinggal di lokasi jalan Lembah Raya. Banjir seakan-akan sudah menjadi sahabat yang tidak bisa terpisahkan. Walaupun hanya di saat musim hujan dan di saat air sungai meluap, dampaknya begitu besar. Terutama, jalan aspal jadi rusak belubang, tanaman kebun jadi rusak dan rumah serta pekarangan rumah jadi kotor dan bau.

Sumber: Riau Pos

(4)

1.2 Rumusan Masalah

Banjir yang terjadi pada Jalan Lembah Raya menunjukkan bahwa drainase tidak dapat berfungsi secara optimal, oleh karena itu diperlukan evaluasi untuk memperoleh solusi dari permasalahan tersebut :

Berapa kapasitas saluran yang dibutuhkan untuk mendesain ulang saluran sehingga dapat mengantisipasi banjir tersebut?

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian adalah sebagai berikut:

Menentukan kapasitas saluran yang dibutuhkan untuk mendesain ulang saluran sehingga dapat mengantisipasi terjadinya banjir di daerah tersebut.

1.4 Manfaat Penelitian

Harapan dan output dari penelitian ini adalah menjadi bahan masukan atau bahan pertimbangan alternatife dan solusi pemecahan masalah banjir bagi pihak-pihak yang berkepentingan.

(5)

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Umum

Secara umum, sistem drainase dapat diartikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Saat ini sistem drainase sudah menjadi salah satu infrastruktur perkotaan yang sangat penting. Kualitas manajemen suatu kota dapat dilihat dari kualitas sistem drainase yang ada. Sistem drainase yang baik dapat membebaskan kota dari genangan air (Alfian, 2007).

2.2 Kegunaan Drainase

Secara umum sistem drainase mempunyai kegunaan (Alfian, 2007): 1) Mengalirkan air limpasan tanpa mengakibatkan erosi, endapan atau

penyebaran polusi;

2) Tidak terjadi genangan, banjir dan becek-becek terutama bagi daerah yang selalu mengalami banjir setiap musim hujan;

3) Memperbaiki kualitas lingkungan;

4) Sebagai konservasi sumber daya air permukaan/ tanah.

Sebisa mungkin tujuan di atas dapat dicapai dengan kemampuan teknis yang didasari oleh prinsip perencanaan bahwa pada daerah hulu aliran, arus limpasan air hujan yang belum terlalu atau tidak membahayakan/mengganggu lingkungan, sebisa dan sebesar mungkin dihambat dan diresapkan sebagai sumber daya air tanah atau untuk kehidupan. Dengan demikian, limpasan air hujan dan aliran permukaan yang menyebabkan erosi dan banjir di daerah hilir akan berkurang (Alfian, 2007).

Jadi filosofi drainase dalam daerah perencanaan aliran sungai adalah (Alfian, 2007):

1) Menghambat aliran hulu;

2) Memperbesar infiltrasi dan perkolasi pada hulu aliran untuk kehidupan (keseimbangan hidro-ekologis);

(6)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 6 3) Mereduksi aliran di hilir, untuk mengurangi malapetaka yang mungkin

ditimbulkan (keseimbangan ekologi DAS).

2.3 Dampak Drainase

Sistem drainase merupakan tindakan teknis untuk mengendalikan (Alfian, 2007):

1) Kelebihan air hujan, agar air hujan dapat disalurkan menuju badan penerima dengan aman sehingga kemungkinan terjadinya :

a. Banjir;

b. Genangan air pada lahan produktif; c. Erosi lapisan tanah dan endapan-endapan;

d. Kerusakan serta gangguan fisik, kimiawi dan biologi terhadap lahan/ lingkungan hidup aktif-produktif dapat dikendalikan.

2) Elevasi badan air permukaan agar air permukaan tidak melimpah, sehingga dapat mengendalikan kemungkinan terjadinya:

a. Air balik (back water);

b. Kerusakan dan gangguan terhadap badan air permukaan.

Elevasi permukaan air tanah pada lahan produktif/ terbangun agar kelembaban permukaan tanah tidak mengakibatkan gangguan fisik, kimiawi dan biologi terhadap sarana dan prasarana lingkungan kota/ pemukiman, terutama terhadap kesehatan masyarakatnya (Alfian, 2007).

2.4 Jenis-Jenis Drainase

Jenis-jenis drainase terbagi atas beberapa bagian yaitu menurut sejarah terbentuknya, menurut letak bangunannya, menurut fungsinya dan menurut konstruksinya.

2.4.1 Menurut sejarah terbentuknya

Menurut sejarah terbentuknya drainase terbagi dua yaitu (Alfian, 2007): a. Drainase Alamiah (Natural Drainage)

Drainase yang terbentuk secara alami dan tidak terdapat bangunan-bangunan penunjang seperti bangunan-bangunan pelimpah, gorong-gorong dan lain-lain. Saluran ini terbentuk oleh gerusan air yang bergerak karena grafitasi yang lambat laun membentuk jalan air.

(7)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 7 b. Drainase Buatan (Artificial Drainage)

Yaitu drainase yang dibuat dengan maksud dan tujuan tertentu, sehingga memerlukan bangunan khusus seperti gorong-gorong, selokan pasangan batu atau beton, pipa-pipa dan sebagainya.

2.4.2 Menurut Letak Bangunannya

Menurut letak bangunannya, drainase terbagi dua yaitu (Alfian, 2007): a. Drainase Permukaan (Surface Drainage)

Saluran drainase yang berada di permukaan tanah yang berfungsi mengalirkan air limpasan permukaan tanah. Analisis salurannya adalah open channel flow.

b. Drainase Bawah Permukaan ( Sub Surface Drainage)

Saluran drainase yang bertujuan mengalirkan air limpasan permukaan melalui media bawah permukaan tanah (pipa-pipa), dikarenakan alasan-alasan tertentu antara lain tuntutan artistik, tuntutan fungsi permukaan tanah yang tidak membolehkan adanya saluran dipermukaan tanah

2.4.3 Menurut fungsi

Menurut fungsinya draianse terbagi dua yaitu (Alfian, 2007):

a. Single Purpose, Yaitu saluran yang berfungsi mengalirkan satu jenis air buangan, misalnya air hujan atau jenis air buangan seperti air limbah industri.

b. Multi Purpose, Yaitu saluran yang berfungsi mengalirkan beberapa jenis air buangan baik secara bercampur maupun bergantian.

2.4.4 Menurut konstruksi

Menurut konstruksinya draianse terbagi dua yaitu (Alfian, 2007):

a. Saluran Terbuka, Yaitu saluran yang lebih cocok untuk drainase air hujan yang terletak di daerah yang mempunyai luasan cukup, ataupun untuk drainase air non hujan yang tidak membahayakan kesehatan/ mengganggu lingkungan.

(8)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 8 b. Saluran Tertutup, Yaitu saluran yang pada umumnya sering dipakai

untuk aliran air kotor (air yang mengganggu kesehatan/ lingkungan) atau untuk saluran yang terletak di tengah kota.

2.5 Azaz-Azaz Perencanaan Drainase

Dalam perencanaan tata letak jaringan drainase, deskripsi lingkungan fisik merupakan informasi yang sangat penting. Penempatan saluran, bangunan dan jumlah kerapatan fasilitas tersebut akan sangat dipengaruhi oleh kondisi daerah perencanaan. Adapun deskripsi lingkungan fisik yang dianggap penting adalah sebagai berikut:

1) Tata Guna Lahan

Tata guna lahan merupakan suatu peta yang menggambarkan tentang pola penggunaan lahan di daerah rencana. Pola ini mencakup informasi tentang kondisi eksistingdan rencana pengembangan di masa yang akan datang. Informasi ini berguna untuk merancang saluran drainase sesuai dengan kategori tata guna tanah yang ada. Tata guna tanah ini erat kaitannya dengan besarnya aliran permukaan. Besarnya aliran permukaan tergantung pada banyaknya air hujan yang meresap. Besarnya air yang meresap tergantung pada tingkat kerapatan permukaan tanah dan ini berkaitan dengan penggunaan lahan.

2) Sarana dan Prasarana

Informasi tentang prasarana ini meliputi jaringan jalan, air minum, listrik, jaringan telepon dan jaringan lain yang diperkirakan dapat menyebabkan boole neck (kemacetan).

3) Topografi

Informasi tentang topografi diperlukan untuk menentukan arah penyaluran dan batas wilayah DAS-nya. Dari peta topografi juga dapat dilihat pola aliran alamnya dan dapat diperkirakan letak atau penempatan fasilitas outletnya. Elevasi daerah outlet harus direncanakan pada kontur yang tepat sehingga muka air balik dapat dihindari.

(9)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 9 4) Pola Aliran Alam

Pola aliran alam perlu diketahui untuk mendapatkan gambaran tentang kecenderungan pola letak dan arah aliran alam yang terjadi sesuai kondisi lahan daerah rencana.

5) Pola Aliran Pada Daerah Pembuangan

Yaitu daerah tempat pembuangan kelebihan air dari lahan yang direncanakan (sungai, laut, danau, dll). Informasi ini diperlukan untuk menentukan letak outlet dari saluran.

2.6 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Perencaan Drainase 2.6.1 Aspek Hidrologi

Dalam perhitungan debit rencana untuk saluran drainase perkotaan diperlukan data-data sebagai berikut:

1) Daerah Tangkapan Air (DTA)

Batas daerah tangkapan air ditentukan berdasarkan peta topografi. Dari peta tersebut dapat diketahui pola jaringan drainase dan dapat ditentukan pola alirannya. Setelah pola jaringan drainase ditentukan, maka pembagian sub DTA masing-masing segmen saluran dapat digambarkan di peta. Tipe penggunaan lahan tiap sub-DTA diidentifikasi untuk menentukan besarnya koefisien limpasan permukaan.

2) Analisis Curah Hujan

Analisis curah hujan harian maksimum dan pembuatan kurva intensitas durasi hujan merupakan langkah awal yang perlu dilakukan dalam perencanaan saluran drainase. Dengan melakukan analisis curah hujan, debit banjir yang akan digunakan sebagai dasar penentuan dimensi saluran dan perlengkapannya dapat diperkirakan.

Secara garis besar analisis curah hujan yang dilakukan meliputi: 1. Penyiapan data curah hujan

2. Tes konsistensi

3. Analisis frekuensi curah hujan 4. Analisis intensitas curah hujan

(10)

2.6.2 Aspek Hidrolis

Faktor – faktor yang mempengaruhi perencanaan drainase salah satunya adalah aspek hidrolis, di antaranya:

1) Kecepatan pengaliran

Kecepatan aliran air suatu saluran direncanakan berdasarkan kecepatan minimum dan kecepatan maksimum yang diperbolehkan. Kecepatan minimum adalah kecepatan terendah aliran yang direncanakan dengan asumsi saluran tetap self cleaning, tidak terjadi sedimentasi dan tidak mendorong pertumbuhan tumbuhan air. Kecepatan maksimum adalah kecepatan aliran yang diperbolehkan sehingga saluran tetap aman dan tidak menimbulkan erosi pada badan saluran.

2) Kapasitas saluran

Debit saluran untuk suatu saluran dapat ditentukan dengan perkiraan kecepatan rata-rata suatu aliran dengan luas penampang melintang basah yang tegak lurus arah aliran.

3) Kemiringan saluran dan talud saluran

Kemiringan saluran adalah kemiringan memanjang dasar saluran sehingga air dapat mengalir dengan baik. Sedangkan talud adalah kemiringan dinding saluran. Kemiringan memanjang dasar saluran biasanya diatur oleh keadaan topografi dan tinggi energi yang diperlukan untuk mengalirkan air. Dalam berbagai hal, kemiringan ini dapat pula tergantung pada kegunaan saluran misalnya saluran yang digunakan sebagai pembagi air dalam irigasi,, persediaan air minum dan proyek pembangkit dengan tenaga air, dan lain-lain. Saluran direncanakan sedemikian rupa sehingga dapat memberikan pengaliran secara gravitasi dengan batas kecepatan maksimum dan mimimum yang diijinkan.

4) Ambang bebas (freeboard)

Ambang bebas pada saluran adalah jarak vertikal dari puncak saluran ke permukaan air pada kondisi rencana. Jarak ini harus cukup untuk mencegah gelombang atau kenaikan muka air melimpah ke tepi. Besarnya ambang bebas yang umumnya dipakai pada perencanaan ditentukan sebasar 5 % - 30

(11)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 11 % dari kedalaman saluran. Ambang bebas untuk saluran tanpa pelapisan biasanya dibuat dengan pertimbangan ukuran dan lokasi, aliran air masuk, sifat-sifat tanah, gradien perlokasi dan pemanfaatan jalan. Ambang bebas ini harus cukup untuk mencegah gelombang atau kenaikan muka air yang melimpah ke tepi.

5) Penampang saluran

Potongan melintang saluran yang paling ekonomis adalah saluran yang dapat melewatkan debit maksimum untuk luas penampang basah, kekasaran dan kemiringan dasar tertentu. Berdasarkan persamaan kontinuitas, diketahui bahwa untuk luas penampang melintang tetap, debit maksimum dicapai jika kecepatan aliran maksimum. Bentuk penampang melintang saluran disesuaikan dengan ketersediaan lahan. Bagian yang lahannya terbatas digunakan bentuk persegi, sedangkan yang agak luas digunakan bentuk trapesium. Jika berfluktuasi, maka bentuk saluran dapat dikombinasikan.

Tabel 2.1 Bentuk-bentuk Dasar Penampang Saluran, Fungsi dan Lokasinya

No Bentuk

Saluran Fungsi Lokasi

1 Trapesium Untuk menyalurkan limbah air hujan dengan debit besar yang sifat alirannya terus menerus dengan fluktuasi kecil

Pada daerah yang masih cukup lahan

2 Persegi empat

Untuk menyalurkan limbah air hujan dengan debit besar yang sifat alirannya terus-menerus dengan fluktuasi kecil

Pada daerah yang tidak/ kurang tersedia lahan 3 Setengah

Lingkatan

Untuk menyalurkan limbah air hujan dengan debit kecil

4 Segitiga Sama dengan no. 3 tetapi dengan debit sangat kecil, sampai nol dan banyak bahan endapan

5 Bulat lingkaran

Berfungsi baik untuk menyalurkan limbah air hujan meupun limbah air bekas, atau keduanya

Pada tempat-tempat keramaian/

kesibukan

(pertokoan, pasar) Sumber: DPU Dirjen Cipta Karya, Bahan Training untuk Sistem (Tejakusuma, Andrian, Tugas Akhir,1998)

(12)

2.6.3 Prinsip Pengaliran

Dalam menetapkan sistem drainase perlu memperhatikan secara seksama kondisi hidrotopografi, letak titik keluaran, tata guna lahan yang direncanakan, dan kondisi pelaksanaan dan pengoperasian. Prinsip dasar perencanaan sistem drainase air hujan pada umumnya adalah sebagai berikut (Alfian, 2007):

a. Pengaliran secepat mungkin ke saluran terdekat b. Saluran harus sependek mungkin

c. Saluran harus bebas dari penggerusan dan pengendapan

d. Saluran sedapat mungkin mengikuti pola aliran drainase yang ada karena disamping terdapatnya jaminan kestabilan juga menghenat biaya konstruksi

Perlengkapan saluran dimaksudkan sebagai sarana pelengkap pada sistem penyaluran air hujan, sehingga fungsi pengaliran dapat berfungsi sesuai dengan yang direncanakan. Pada umumnya perlengkapan saluran pada sistem penyaluran air hujan terdiri dari street inlet, gorong-gorong dan bangunan pembuangan. Jenis bangunan-bangunan perlengkapan saluran ditempatkan bergantung kepada keadaan daerah setempat. Perlengkapan saluran antara lain terdiri dari:

1. Saluran persil dan sambungannya

Saluran persil merupakan saluran awal dari suatu sistem penyaluran air hujan. Saluran ini berfungsi untuk menyalurkan air hujan dari rumah-rumah atau bangunan-bangunan lainnya ke saluran selanjutnya dengan hirarki yang lebih tinggi. Sambungan persil adalah sambungan saluran air hujan dari rumah-rumah ke saluran air hujan yang berada di daerah sekitarnya. Sambungan ini dapat berupa saluran terbuka atau tertutup dan dibuat terpisah dengan saluran air buangan domestik. Sambungan persil adalah sambungan saluran air hujan dari rumah-rumah ke saluran air hujan yang berada di daerah sekitarnya. Sambungan ini dapat berupa saluran terbuka atau tertutup dan dibuat terpisah dengan saluran air buangan domestik. 2. Street inlet

Street inlet adalah lubang/bukaan disisi jalan yang berfungsi untuk menampung dan menyalurkan limpasan air hujan yang berada di sepanjang

(13)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 13 jalan menuju ke saluran. Sesuai dengan kondisi dan penempatan saluran serta fungsi jalan yang ada, maka pada jenis penggunaan saluran terbuka tidak diperlukan street inlet, karena ambang saluran yang ada merupakan bukaan bebas kecuali untuk jalan dengan trotoir terbangun.

3. Sumuran pemeriksa (manhole)

Manhole adalah suatu bukaan yang dibuat pada sistem saluran tertutup dengan tujuan agar memungkinkan orang bisa masuk keluar sistem ini. Manhole merupakan perlengkapan yang paling umum untuk sistem penyaluran air buangan secara tertutup, baik air bekas maupun air hujan dan berfungsi antara lain untuk :

a. Sebagai bak kontrol, untuk pemeriksaan dan pemeliharaan saluran b. Untuk memperbaiki saluran bila terjadi kerusakan saluran;

c. Melengkapi struktur bila terjadi perubahan dimensi; d. Sebagai ventilasi untuk keluar masuknya udara; e. Sebagai terjunan (drop manhole) saluran tertutup. 4) Bangunan terjunan

Terjunan merupakan salah satu perlengkapan dalam suatu sistem saluran terbuka dan terjunan ini dibuat apabila pada suatu titik terdapat perbedaan elevasi yang cukup besar, selain itu berfungsi untuk mencegah terjadinya penggerusan pada badan saluran akibat kecepatan dalam saluran telah melebihi kecepatan maksimum yang diizinkan.

5) Gorong-gorong

Gorong-gorong adalah bangunan perlintasan karena adanya saluran yang melintasi jalan atau bangunan. Perencanaan gorong-gorong didasarkan atas besarnya sifat-sifat hidrolisnya. Kecepatan aliran didalam gorong-gorong harus lebih besar atau sama dengan kecepatan self cleansing agar tidak terjadi endapan didalam gorong-gorong.

6) Belokan saluran

Belokan dalam saluran dapat terjadi karena adanya perubahan arah aliran atau karena keadaan medan yang tidak memungkinkan.

(14)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 14 7) Outfall

Merupakan ujung saluran air hujan yang ditempatkan pada sungai/ badan air penerima lainnya. Struktur bangunannya hampair sama dengan struktur bangunan terjunan karena biasanya titik ujung saluan terletak pada elevasi yang lebih tinggi dari permukaan badan air penerima, sehingga dalam perencanaan out fall ini merupakan bangunan terjunan miring dibuat dari konstruksi batu kali dengan jenis sky jump.

8) Pertemuan saluran

Adalah pertemuan 2 saluran atau lebih dari arah yang berbeda ke satu titik pertemuan. Pada kenyataannya pertemuan saluran ini mempunyai ketinggian dasar saluran yang tidak selalu sama, sehingga kehilangan tekanaanya sulit diperhitungkan. Dalam perencanaan ini, pertemuan saluran diusahakan mempunyai ketinggian yang sama untuk mengurangi konstruksi yang berlebihan yaitu dengan jalan optimasi kecepatan untuk menghasilkan kemiringan saluran yang diinginkan.

9) Transisi

Adalah struktur yang fungsinya melindungi saluran air kerusakan akibat perubahan luas penampang melintang saluran. Struktur pelindung ini berupa head wall yang lurus atau seperempat lingkaran dengan besar sudut perubahan lingkaran maksimum sebesar 12,50 dari sisi saluran, kecuali pada titik-titik yang tidak memungkinkan, permukaan dinding tegak atau seperempat silinder. Akibat perubahan sudut aliran pada bangunan ini terjadi kehilangan energi yang besarnya tergantung pada perubahan kecepatan dan bentuk dinding pada bangunan tersebut.

10) Klep atau pintu air

Klep (pintu air) merupakan bagian penunjang sistem drainase di daerah pedataran. Klep difungsikan terutama pada saat hujan dan pasang naik. Hal ini dilakukan guna mencegah aliranbalik (backwater) akibat banjir makro sehingga tidak mengganggu kelancaran air keluar dari daerah perencanaan yang dapat menyebabkan banjir mikro. Penempatan pintu air (klep pada

(15)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 15 lokasi outfall ditepi sungai dan pada tempat dimana akumulasi air dari dalam saluran drainase kota menuju muara tinggi.

11) Tanggul

Tanggul dibuat untuk mencegah melimpahnya air masuk atau keluar saluran yang terutama sering dijumpai pada saluran di dataran rendah, dimana lebar dan kedalaman saluran kurang mampu menyalurkan aliran air hujan dari arah hulu (up stream). Tanggul dibuat sejajar lereng yang rendah di tepi spanjang sisi saluran dengan pertimbangan agar ada keseimbangan antara tanah galian dan tanah urugan (tanggul).

12) Kolam detensi

Kolam detensi adalah kolam yang berfungsi untuk menampung limpasan air hujan, dimana air akan meresap atau menguap habis. Bangunan kolam detensi sangatlah sederhana yaitu bagian dasar merupakan galian tanah, sedangkan dinding tegaknya tanpa atau dengan pasangan batu. Namun diusahakan dinding kolam merupakan tanah biasa dan difungsikan sebagai daerah resapan, hal ini menimbang bahwa laju penyumbatan pada dasar kolam akan mengalami percepatan yang diakibatkan oleh lumpur dan sedimen yang terbawa oleh air limpasan.

13) Pompa dan siphon

Siphon adalah saluran tertutup yang didalamnya, air mengalir dari saluran atau kolam kesaluran atau kolam lainnya dimana diantaranya kedua ketinggian ini titik yang lebih tinggi harus dilalui. Di dalam saluran tersebut akan mengalir berlawanan dengan gravitasi ke suatu titik dimana tinggi tekan lebih rendah dari daripada tekanan atmosfir. Kenyataan bahwa siphon bekerja di lingkungan subatmosfir berarti bahwa konstruksi pipa siphon harus kedap udara dan cukup kuat agar tidak retak. Pompa mempunyai fungsi yang sama dengan siphon hanya pengaliran air dilakukan dengan bantuan tenaga listrik untuk menjalankan turbin atau mesin pompa tersebut.

(16)

2.7 Analisa Hidrologi 2.7.1 Analisa Frekuensi

Analisis frekuensi adalah suatu analisis data hidrologi dengan menggunakan statistika yang bertujuan untuk memprediksi suatu besaran hujan atau debit dengan masa ulang tertentu. Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Sebaliknya, kala ulang (return period) diartikan sebagai waktu dimana hujan atau debit dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui sekali dalam jangka waktu tersebut. Dalam hal ini tidak berarti bahwa selama jangka waktu ulang tersebut (misalnya T tahun) hanya sekali kejadian yang menyamai atau melampaui, tetapi merupakan perkiraan bahwa hujan ataupun debit tersebut akan disamai atau dilampaui K kali dalam jangka panjang L tahun dimana K/L kira-kira sama dengan 1/T (Sri Harto, 1993).

Analisis frekuensi atas data hidrologi menurut syarat tertentu untuk data yang bersangkutan, yaitu harus seragam (homogeneous), ‘independent’ dan mewakili (representative). Data yang seragam berarti bahwa data tersebut harus berasal dari populasi yang sama. Dalam arti lain, stasiun pengumpul data yang bersangkutan, baik stasiun hujan atau stasiun hidrometri harus tidak pindah, DAS tidak akan berubah menjadi DAS perkotaan (urban catchment), maupun tidak ada gangguan-gangguan lain yang menyebabkan data yang terkumpul menjadi lain sifatnya. Batasan ‘independence’ disini berarti bahwa besaran data ekstrim tidak terjadi lebih dari sekali. Syarat lain adalah bahwa data harus mewakili untuk perkiraan kejadian yang akan datang, misalnya tidak akan terjadi perubahan akibat tangan manusia secara besar-besaran, dibangun konstruksi yang mengganggu pengukuran, seperti bangunan sadap dan perubahan tata guna tanah(Sri Harto, 1993).

Perhitungan data hujan maksimum harian rata-rata DAS harus dilakukan secara benar untuk analisis frekuensi data hujan. Dalam praktek sering kita jumpai perhitungan yang kurang pas, yaitu dengan cara mencari hujan maksimum harian setiap pos hujan dalam satu tahun, kemudian dirata-ratakan untuk mendapatkan hujan DAS. Cara ini tidak logis karena rata-rata hujan dilakukan atas hujan

(17)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 17 masing-masing pos hujan yang terjadi pada hari yang berlainan. Hasilnya akan jauh menyimpang dari yang seharusnya (Suripin, 2004).

Curah hujan daerah ini harus diperkirakan dari beberapa titik pengamatan curah hujan. Cara-cara perhitungan curah hujan daerah dari pengamatan curah hujan di beberapa titik adalah sebagai berikut :

1) Cara rata-rata aljabar

Jika titik pengamatan banyak dan tersebar merata di seluruh daerah dapat digunakan cara ini. Hasil yang diperoleh dengan cara ini tidak berbeda jauh dari hasil yang didapat dengan cara lain.

2) Cara poligon Thiessen

Jika titik-titik pengamatan di dalam daerah itu tidak tersebar merata, maka perhitungan curah hujan harian rata-rata itu dilakukan denga memperhitungkan daerah pengaruh tiap titik pengamatan.

3) Cara Isohiet

Cara ini adalah cara rasionil yang paling baik jika garis-garis isohiet dapat digambar dengan teliti. Akan tetapi jika titik-titik pengamatan itu banyak dan variasi curah hujan di daerah bersangkutan besar, maka pada pembuatan peta isohiet ini akan terdapat kesalahan pribadi sipembuat peta (Sosrodarsono dan Takeda, 1993).

Makin baik data yang tersedia, dalam pengertian kuantitatif dan kualitatif memberikan kemungkinan penggunaan cara analisis yang diharapkan dapat memberikan hasil perkiraan data hidrologi yang lebih baik, khususnya untuk menetapkan besar hujan atau debit dengan kala ulang tertentu. Kala-ulang (return period) diartikan sebagai waktu hipotetik dimana hujan atau debit dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui sekali dalam jangka waktu tersebut. Jadi, tidak ada pengertian bahwa kejadian tersebut akan berulang secara teratur setiap kala-ulang tersebut. Dalam statistik dikenal beberapa jenis distribusi frekuensi dan yang banyak digunakan dalam hidrologi yaitu :

1) Distribusi Normal 2) Distribusi Log-Normal

3) Distribusi Log-Person Type III 4) Distribusi Gumbel

(18)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 18 Dalam analisis frekuensi data hidrologi baik data hujan maupun data debit sungai terbukti sangat jarang dijumpai seri data yang sesuai dengan distribusi normal. Sebaliknya, sebagian besar data hidrologi sesuai dengan tiga distribusi lainnya. Masing-masing distribusi memiliki sifat-sifat khas sehingga setiap data hidrologi harus diuji kesesuaiannya dengan sifat statistik masing-masing distribusi tersebut. Pemilihan distribusi yang tidak benar dapat mengandung kesalahan perkiraan yang cukup besar baik, ‘overestimated’ maupun ‘underestimated’, keduanya tidak diingini. Dengan demikian, jelas bahwa pengambilan salah satu distribusi secara sembarang untuk analisis tanpa pengujian data hidrologi sangat tidak dianjurkan, meskipun dalam praktek harus diakui bahwa besar kemungkinan banyak dilakukan analisis frekuensi dengan menggunakan distribusi tertentu (Sri Harto, 1993).

Dalam statistik dikenal beberapa parameter yang berkaitan dengan analisis data yang meliputi:

Tabel 2.2. Parameter statistik analisis frekuensi

Parameter Sampel Rata-rata

Simpangan Baku Koefisien Variasi Cv = Koefisien Skewness Cs = Koefisien Kurtosis Ck = Sumber: Singh, 1992. Distribusi Normal

Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi Gauss. Fungsi densitas peluang normal (PDF = probability density function) yang paling dikenal adalah sebagai distribusi normal. PDF distribusi normal dalam bentuk rata-rata dan simpangan bakunya, sebagai berikut:

(19)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 19 P’(X) =

...(2-1)

Dimana :

P’(X) = fungsi densitas peluang normal (ordinat kurva normal) X = Variabel acak kontiniu

μ = Rata-rata nilai X

σ = Simpangan baku dari X.

Analisis kurva normal cukup menggunakan parameter statistik μ dan σ . Bentuk kurvanya simetris terhadap X = μ, dan grafiknya selalu di atas sumbu datar X serta mendekati sumbu datar X dan di mulai dari X = μ + 3 σ dan X = μ - 3 σ, nilai mean = median = modus. Nilai X mempunyai batas -:<X<:+ . Apabila suatu populasi data hidrologi mempunyai distribusi berbentuk distribusi normal, maka

1) Kira-kira 68,27 % terletak di daerah satu deviasi standard sekitar nilai rata-ratanya yaitu antara (μ - σ) dan (μ +σ).

2) Kira-kira 95,45 % terletak di daerah dua deviasi standard sekitar nilai rata-ratanya yaitu antara (μ - 2σ) dan (μ + 2σ).

3) Kira-kira 99,73 % terletak di daerah tiga deviasi standard sekitar nilai rata-ratanya yaitu antara (μ - 3σ) dan (μ + 3σ)

(20)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 20 Sumber: Singh, 1992. Gambar 2.1. Kurva distribusi frekuensi normal

Sedangkan, nilai 50%-nya terletak di daerah antara (μ-0,6745σ) dan (μ+0,6745σ). Rumus yang umum digunakan untuk distribusi normal adalah: XT = + KT.s...

(2-2)

Di mana:

XT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahunan

= Nilai rata-rata hitung sampel s = Deviasi standard nilai sampel

KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau yang digunakan periode ulang dan tipe model matematik distribusi peluang yang digunakan untuk analisis peluang (Suripin, 2004).

Sifat khas lain yaitu nilai asimetris (koefisien skewness) hampir sama dengan nol dan dengan kurtosis 3 selain itu kemungkinan:

P( ) = 15,87% P( ) = 50% P( ) = 84,14%

(21)

Distribusi Log Normal

Jika variabel acak Y = Log x terdistribusi secara normal, maka x dikatakan mengikuti distribusi Log Normal. PDF (probability density function) untuk distribusi normal dalam bentuk rata-rata dan simpangan baku, sebagai berikut: P’(X) =

...

(2-3)

Y = LogX

P’(X) = peluang log normal X = nilai variat pengamatan

σy = deviasi standard nilai variat Y yμ = nilai rata-rata populasi Y

Ini dapat dinyatakan dengan model matematik dengan persamaan :

YT = Y r+ KTS...

(2-4)

Dimana:

YT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahunan

Y r = Nilai rata-rata hitung sampel S = Standard deviasi nilai sampel

KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau yang digunakan periode ulang dan tipe model metematik distribusi peluang yang digunakan untuk analisis peluang (Singh, 1992). Menurut Jayadi (2000), ciri khas statistik distribusi Log Normal adalah nilai asimetris (koefisien skewness, Cs) sama dengan tiga kali nilai koefisien variasi (Cv) dan selalu bertanda positif.

Distribusi Log Pearson Type III

Parameter penting dalam Log Pearson Type III yaitu harga rata-rata, simpangan baku dan koefisien kemencengan. Jika koefisien kemencengan sama dengan nol maka distribusi kembali ke distribusi Log Normal. Tidak seperti konsep yang melatar belakangi pemakaian distribusi normal untuk debit puncak,

(22)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 22 maka probabilitas distribusi Log-Pearson III masih tetap dipakai karena fleksibilitasnya (Suripin, 2004).

Berikut ini langkah-langkah penggunaan distribusi Log Pearson Type III adalah sebagai berikut :

1) Ubah data ke dalam bentuk logaritmis,

X = log X...

(2-5)

2) Hitung harga rata-rata:

...

(2-6)

3) Hitung harga simpangan baku:

...

(2-7)

4) Hitung koefisien kemencengan: Cs =

...

(2-8)

5) Hitung logaritma hujan dengan periode ulang T:

Log XT = log

+ K.s X...

(2-9)

(Linsley, et al, 1975).

Menurut Jayadi (2000), ciri khas statistik distribusi Log Pearson Type III adalah:

1) Jika tidak menunjukkan sifat-sifat seperti ketiga distribusi di atas 2) Garis teoritis probabilitasnya berupa garis lengkung.

Ada dua cara untuk mengetahui ketepatan distribusi probabilitas data hidrologi yaitu data yang ada diplot pada kertas probabilitas yang sudah desain khusus atau menggunakan skala plot yang melinierkan fungsi distribusi. Suatu garis lurus yang mempresentasikan sebaran data-data yang diplot kemudian ditarik sedemikian rupa berupa garis linier. Metode pengeplotan data dapat dilakukan secara empiris, persamaan yang umum digunakan adalah persamaan Weibull :

(23)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 23 Tr = ...

(2-10)

Dimana :

m = Nomor urut (peringkat) data setelah diurutkan dari besar ke kecil

n = Banyaknya data atau jumlah kejadian (Soedibyo, 2003).

Distribusi Gumbel

Menurut Chow (1964), rumus umum yang digunakan dalam metode Gumbel adalah sebagai berikut:

X =

...

(2-11)

Dengan :

= nilai rata-rata atau mean,

s = standard deviasi (simpangan baku) .

Faktor frekuensi K untuk nilai-nilai ekstrim Gumbel ditulis dengan rumus berikut ini:

K =

...

(2-12)

Dimana :

Yn = reduced mean yang tergantung jumlah sampel/data n

Sn = reduced standardd deviation yang juga tergantung pada jumlah data

r = Fungsi waktu balik (tahun)

YTr = reduced variate yang dapat dihitung dengan persamaan berikut: YTr = -ln

...

(2-13)

Ciri khas statistik distribusi Gumbel adalah nilai asimetris (koefisien skewness) sama dengan 1,396 dan dengan kurtosis (Ck) = 5,4002 (Wilson, 1972). Menurut Sri Harto (1993), dalam penelitian disimpulkan bahwa ketidakpastian dalam analisis frekuensi masih sangat besar, tanpa memperhatikan analisis yang dipergunakan. Distribusi Log Normal dan

(24)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 24 distribusi Log Pearson Type III memberikan hasil yang sama baiknya. Distribusi lainnya cukup baik akan tetapi memberikan ketidakpastian perkiraan frekuensi untuk masing-masing stasiun.

Masing-masing distribusi mempunyai sifat yang khas, sehingga data curah hujan harus diuji kecocokannya dengan sifat statistik masing-masing distribusi tersebut. Pemilihan distribusi yang tidak benar dapat menimbulkan kesalahan baik over estimate maupun under estimate (Sri Harto, 2000).

2.7.2 Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi

Diperlukan penguji parameter untuk menguji kecocokan (the goodness of fittest test) distribusi frekuensi sampel data terhadap fungsi distribusi peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi tersebut. Pengujian parameter yang sering dipakai adalah Chi-Square dan Smirnov Kolmogorov (Suripin, 2004).

1) Uji Chi-Square

Uji Chi-Square dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi yang telah dipilih dapat mewakili distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Parameter Xh2 merupakan variabel acak. Parameter X2 yang digunakan dapat dihitung dengan rumus:

Xh2 =

...

(2-14)

Dimana :

Xh2 = parameter Chi-Square terhitung G = jumlah sub kelompok

Oi = jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok i Ei = jumlah nilai teoritis pada sub kelompok i (Suripin, 2004).

Menurut Danapriatna dan Setiawan (2005), pada dasarnya uji ini merupakan pengecekan terhadap penyimpangan rerata data yang dianalisis berdasarkan distribusi terpilih. Penyimpangan tersebut diukur dari perbedaan antara nilai probabilitas setiap variant X menurut hitungan distribusi frekuensi teoritik (diharapkan) dan menurut hitungan dengan pendekatan empiris. Teknik

(25)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 25 pengujiannya yaitu menguji apakah ada perbedaan yang nyata antara data yang diamati dengan data berdasarkan hipotesis nol (H0). Cara memberikan interpretasi terhadap Chi-Square adalah dengan menentukan df atau db (derajat kebebasan). Uji ini digunakan untuk data yang variabelnya tidak dipengaruhi oleh varibel lain dan diasumsikan bahwa sampel dipilih secara acak (Hartono, 2004).

2) Uji Smirnov-Kolmogorov

Uji smirnov-kolmogorov digunakan untuk pengujian sampai dimana sebaran data tersebut berdasarkan hipotesis. Uji ini ditegaskan berdasarkan H0: data mengikuti distribusi yang ditetapkan, Ha: data tidak mengikuti distribusi yang ditetapkan (Danapriatna dan Setiawan, 2005).

Menurut Wikipedia (2006), dalam statistika, uji Smirnov-Kolmogorov dipakai untuk membedakan dua buah sebaran data yaitu membedakan sebaran berdasarkan data hasil pengamatan sebenarnya dan populasi atau sampel yang diandaikan atau diharapkan. Nilai-nilai parameter populasi yang dipakai untuk menghitung frekuensi yang diharapkan atau frekuensi teoritik ditaksir berdasarkan nilai-nilai statistik sampel. Uji statistik ini dapat dirumuskan:

Dn = max { F0(x)-SN(x)}...

(2-15)

Dimana F0(x) menyatakan sebaran frekuensi kumulatif yaitu sebaran frekuensi teoritik berdasarkan H0. Untuk setiap harga x, F0(x) merupakan proporsi harapan yang nilainnya sama atau lebih kecil dari x. SN(x) adalah sebaran frekuensi kumulatif dari suatu sampel sebesar N pengamatan. Uji ini menitikberatkan pada perbedaan antara nilai selisih yang terbesar.

Uji kecocokan Smirnov-Kolmogorov sering disebut uji kecocokan non parametrik, kerena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu Menurut Chakravart, et al (1967), menyatakan bahwa uji smirnov-kolmogorov dipergunakan untuk mengambil keputusan jika sampel tidak diperoleh dari distribusi spesifik. Tujuannya untuk menguji perbedaan distribusi kumulatif dari variabel kontinyu, sehingga merupakan test of goodness of fit. Uji Smirnov-Kolmogorov (KS-tes) mencoba untuk memutuskan jika dua data berbeda secara signifikan.

(26)

i. Intensitas Curah hujan

Perhitungan debit banjir dengan metode rasional memerlukan data intensitas curah hujan. Intensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan yang terjadi pada kurun waktu dimana air tersebut terkonsentrasi. Intensitas curah hujan dinotasikan dengan huruf I dengan satuan mm/jam (Loebis, 1992). Durasi adalah lamanya suatu kejadian hujan. Intensitas hujan yang tinggi pada umumnya berlangsung dengan durasi pendek dan meliputi daerah yang tidak begitu luas. Hujan yang meliputi daerah yang luas, jarang sekali dengan intensitas yang tinggi tetapi dapat berlangsung dengan durasi yang cukup panjang. Kombinasi dari intensitas hujan yang tinggi dengan durasi yang panjang jarang terjadi, tetapi apabila terjadi berarti sejumlah besar volume air bagaikan ditumpahkan dari langit (Sudjarwadi, 1987).

Besarnya intensitas curah hujan tidak sama di segala tempat. Hal ini dipengaruhi oleh topografi, durasi dan frekuensi di tempat atau lokasi yang bersangkutan. Ketiga hal ini dijadikan pertimbangan dalam membuat lengkung IDF (Intensity – Duration – Frequency). Lengkung IDF ini digunakan dalam metode rasional untuk menentukan intensitas curah hujan rata–rata dari waktu konsentrasi yang dipilih. Namun pembuatan lengkung IDF ini cukup sulit dan membutuhkan banyak data curah hujan sehingga secara periodik perlu diperbaharui bila ada tambahan data dan hal ini akan memakan waktu yang cukup Kurva frekuensi intensitas-lamanya adalah kurva yang menunjukkan persamaan dimana t sebagai absis dan I sebagai ordinat. Kurva ini digunakan untuk perhitungan limpasan (run off) dengan rumus rasional dan untuk perhitungan debit puncak dengan menggunakan intensitas curah hujan yang sebanding dengan waktu pengaliran curah hujan dari titik paling atas ke titik yang ditinjau di bagian hilir daerah pengaliran itu (Sosrodarsono dan Takeda, 2003). Intensitas hujan (mm/jam) dapat diturunkan dari data curah hujan harian (mm) empiris menggunakan metode mononobe, intensitas curah hujan (I) dalam rumus rasional dapat dihitung berdasarkan rumus :

(27)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 27 I = ...

(2-16)

Dimana:

R = Curah hujan rancangan setempat (mm) t = Lamanya curah hujan (jam)

I = Intensitas curah hujan (mm/jam) (Loebis, 1992).

ii. Waktu Konsentrasi

Waktu konsentrasi adalah waktu yang dibutuhkan air untuk mengalir dari titik terjauh daerah tangkapan hujan ke saluran keluar (outlet) atau waktu yang dibutuhkan oleh air dari awal curah hujan sampai terkumpul serempak mengalir ke saluran keluar (outlet).

Waktu konsentrasi (tc = to + td) terdiri dari :

1) Inlet time (to), waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir dimuka tanah menuju saluran drainase.

2) Conduct time (td), waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di sepanjang saluran (Hasmar, 2002).

Salah satu metode untuk memperkirakan waktu konsentrasi adalah rumus yang dikembangkan oleh Kirpich (1940) yang dapat ditulis sebagai berikut :

Tc =

...

(2-17)

Dimana:

tc = Waktu konsentrasi dalam jam, L = Panjang sungai dalam Km, S = Kemiringan sungai dalam m/m

Durasi hujan yang biasa terjadi 1-6 jam bahkan maksimum 12 jam pun jarang terjadi. Durasi hujan sering dikaitkan dengan waktu konsentrasi sehingga sangat berpengaruh pada besarnya debit yang masuk ke saluran atau sungai. Jika tidak diperoleh waktu konsentrasi sama dengan intensitas hujan maka perlu digunakan metode rasional yang dimodifikasi (Suroso,2006).

(28)

iii. Koefisien Limpasan

Koefisien ditetapkan sebagai rasio kecepatan maksimum pada aliran air dari daerah tangkapan hujan. Koefisien ini merupakan nilai banding antara bagian hujan yang membentuk limpasan langsung dengan hujan total yang terjadi. Nilai C tergantung pada beberapa karakteristik dari daerah tangkapan hujan, yang termasuk didalamnya :

1) Relief atau kelandaian daerah tangkapan

2) Karakteristik daerah, seperti perlindungan vegetasi, tipe tanah dan daerah kedap air

3) Storage atau karakteristik detention lainnya.

Besarnya aliran permukaan dapat menjadi kecil, terlebih bila curah hujan tidak melebihi kapasitas infiltrasi. Selama hujan yang terjadi adalah kecil atau sedang, aliran permukaan hanya terjadi di daerah yang impermeabel dan jenuh di dalam suatu DAS atau langsung jatuh di atas permukaan air. Apabila curah hujan yang jatuh jumlahnya lebih besar dari jumlah air yang dibutuhkan untuk evaporasi, intersepsi, infiltrasi, simpanan depresi dan cadangan depresi, maka barulah bisa terjadi aliran permukaan. Apabila hujan yang terjadi kecil, maka hampir semua curah hujan yang jatuh terintersepsi oleh vegetasi yang lebat (Kodoatie dan Sugiyanto, 2002).

Pada daerah dimana penggunaan lahan berubah-ubah, nilai dari koefisien limpasan yang digunakan harus mempertimbangkan pembangunan di daerah hulu, untuk daerah tangkapan air pada masa yang akan datang. Hal ini sangat relevan pada situasi dimana daerah tangkapan air di pedesaan mungkin berkembang sebagian atau seluruhnya menjadi daerah tangkapan hujan perkotaan selama dilakukanya perencanaan pelayanan kesejahteraan hidup.

Pengaruh tata guna lahan pada aliran permukaan dinyatakan dalam koefisien aliran permukaan (C), yaitu bilangan yang menampilkan perbandingan antara besarnya aliran permukaan dan besarnya curah hujan. Angka koefisien aliran permukaan itu merupakan salah satu indikator untuk menentukan kondisi fisik suatu DAS. Nilai C berkisar antara 0-1. Nilai C = 0 menunjukkan bahwa semua air hujan terintersepsi dan terinfiltrasi ke dalam tanah, sebaliknya untuk nilai C = 1 menunjukkan bahwa air hujan mengalir sebagai aliran permukaan.

(29)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 29 Pada DAS yang baik harga C mendekati nol dan semakin rusak suatu DAS maka harga C semakin mendekati satu (Kodoatie dan Sjarief, 2005).

Nilai koefisien limpasan berdasarkan fungsi lahan menurut metode rasional disajikan pada tabel 2.3

Tabel 2.3 Koefisien Limpasan Rata-rata Untuk Daerah Perkotaan Diskripsi daerah Koefisien

limpasan

Sifat permukaan tanah Koefisien limpasan Pedagangan

Daerah kota Daerah dekat kota

Pemukiman Rumah tinggal terpencar Kompleks perumahan Pemukiman (suburban) Apartemen Industri Industri ringan Industri berat Taman ,kuburan Lapangan bermain Daerah halaman KA Daerah tidak terawat

0.70-0.95 0.50-0.70 0.30-0.50 0.40-0.60 0.25-0.40 0.50-0.70 0.50-0.80 0.60-0.90 0.10-0.25 0.10-0.25 0.20-0.40 0.10-0.30 Jalan Aspalt Beton Batu bata Batu kerikil

Jalan raya dan trotoar Atap Lapangan rumput,tanah berpasir Kemiringan 2% Rata-rata 2-7% Curam ( >7%)

Lapangan rumput ,tanah keras Kemiringan 2% Rat-rata 2- 7 % Curam ( >7 % ) 0.70-0.95 0.80-0.95 0.70-0.85 0.15-0.35 0.70-0.85 0.75-0.95 0.05-0.10 0.10-0.15 0.15-0.20 0.13-0.17 0.18-0.22 0,25-0,35 Sumber: "Urban Drainage Guidelines and Technical Design Standards” Keputusan Direktur Jenderal Cipta karya No. : 07/KPTS /CK/1999 Tentang Petunjuk Teknis Perencanaan,Pembangunan Dan Pengelolaan Bidang Ke–Plp-An Perkotaan Dan Perdesaan.

Suripin (2004), menyatakan bahwa jika DAS terdiri dari berbagai macam penggunaan lahan dengan koefisien aliran permukaan yang berbeda, maka C yang dipakai adalah koefisien DAS yang dapat dihitung dengan persamaan berikut : CDAS = ...

(2-18)

Dimana :

Ai = luas lahan dengan jenis penutup tanah i

Ci = koefisien aliran permukaan jenis penutup tanah i n = jumlah jenis penutup lahan.

(30)

iv. Metode Rasional

Metode rasional adalah metode lama yang masih digunakan hingga sekarang untuk memperkirakan debit puncak (peak discharge). Ide yang melatarbelakangi metode rasional adalah jika curah hujan dengan intensitas I terjadi secara terus-menerus, maka laju limpasan langsung akan bertambah sampai mencapai waktu konsentrasi tc. Waktu konsentrasi tc tercapai ketika seluruh bagian DAS telah memberikan kontribusi aliran di outlet. Laju masukan pada sistem adalah hasil curah hujan dengan intensitas I pada DAS dengan luas A. Nilai perbandingan antara laju masukan dengan laju debit puncak (Qp) yang terjadi pada saat tc dinyatakan sebagai run off coefficient (C) dengan nilai 0<=C<=1 (Chow, 1998). Beberapa asumsi dasar untuk menggunakan metode rasional adalah :

1) Curah hujan terjadi dengan intensitas yang tetap dalam jangka waktu tertentu, setidaknya sama dengan waktu konsentrasi.

2) Limpasan langsung mencapai maksimum ketika durasi hujan dengan intensitas tetap sama dengan waktu konsentrasi.

3) Koefisien run off dianggap tetap selama durasi hujan. 4) Luas DAS tidak berubah selama durasi hujan.

(Wanielista, 1990).

Rumus ini adalah rumus yang tertua dan yang terkenal di antara rumus-rumus empiris lainnya. Rumus ini banyak digunakan untuk sungai-sungai biasa dengan daerah pengaliran yang luas dan juga untuk perencanaan drainase daerah pengaliran yang relatif sempit. Bentuk umum rumus rasional ini adalah sebagai berikut :

Q = 0,2778.C.I.A...

(2-19)

Dimana :

Q = Debit banjir maksimum (m3/det) C = Koefisien pengaliran/limpasan

I = Intensitas curah hujan rata-rata (mm/jam) A = Luas daerah pengaliran (km2)

(31)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 31 Arti rumus ini dapat segera diketahui yakni jika terjadi curah hujan selama 1 jam dengan intensitas 1 mm/jam dalam daerah seluas 1 km2, maka debit banjir sebesar 0,2778 m3/det dan melimpas selama 1 jam ( Sosrodarsono dan Takeda, 2003).

b. Analisa Hidrolika

Zat cair dapat diangkut dari suatu tempat lain melalui bangunan pembawa alamiah maupun buatan manusia. Bangunan pembawa ini dapat terbuka maupun tertutup bagian atasnya. Saluran yang tertutup bagian atasnya disebut saluran tertutup (closed conduits), sedangkan yang terbuka bagian atasnya disebut saluran terbuka (open channels).

Pada sistem pengaliran melalui saluran terbuka terdapat permukaan air yang bebas (free surface) di mana permukaan bebas ini dipengaruhi oleh tekanan udara luar secara langsung, saluran terbuka umumnya digunakan pada lahan yang masih memungkinkan (luas), lalu lintas pejalan kakinya relatif jarang, beban kiri dan kanan saluran relatif ringan. Pada sistem pengaliran melalui saluran tertutup (pipa flow) seluruh pipa diisi dengan air sehingga tidak terdapat permukaan yang bebas, oleh karena itu permukaan tidak secara langsung dipengaruhi oleh tekanan udara luar, saluran tertutup umumnya digunakan pada daerah yang lahannya terbatas (pasar, pertokoan), daerah yang lalu lintas pejalan kakinya relatif padat, lahan yang dipakai untuk lapangan parkir.

Berdasarkan konsistensi bentuk penampang dan kemiringan dasarnya saluran terbuka dapat diklasifikasikan menjadi:

a. Saluran prismatik (prismatic channel), yaitu saluran yang bentuk penampang melintang dan kemiringan dasarnya tetap. Contoh : saluran drainase, saluran irigasi.

b. Saluran non prismatik (non prismatic channel), yaitu saluran yang bentuk penampang melintang dan kemiringan dasarnya berubah-ubah. Contoh : sungai.

Aliran pada saluran terbuka terdiri dari saluran alam (natural channel), seperti sungai-sungai kecil di daerah hulu (pegunungan) hingga sungai besar di muara, dan saluran buatan (artificial channel), seperti saluran drainase tepi jalan,

(32)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 32 saluran irigasi untuk mengairi persawahan, saluran pembuangan, saluran untuk membawa air ke pembangkit listrik tenaga air, saluran untuk supply air minum, dan saluran banjir. Saluran buatan dapat berbentuk segitiga, trapesium, segi empat, bulat, setengah lingkaran, dan bentuk tersusun (Gambar 2.4).

Sumber: Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan ( 2003: 121)

Gambar 2.2 Bentuk-bentuk Profil Saluran i. Bentuk saluran yang paling ekonomis

Penampang Berbentuk Persegi, Jika B adalah lebar dasar saluran dan h adalah kedalaman air (Gambar 2.3), luas penampang basah, A, dan keliling basah, P, dapat dituliskan sebagai berikut:

A = B.h

(33)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 33 P = B + 2h B = 2h atau

Jari-jari hidraulik R :

Bentuk penampang melintang persegi yang paling ekonomis adalah jika:

ii. Dimensi Saluran

Perhitungan dimensi saluran didasarkan pada debit harus ditampung oleh saluran (Qs dalam m3/det) lebih besar atau sama dengan debit rencana yang diakibatkan oleh hujan rencana (QT dalam m3/det). Kondisi demikian dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:

Qs = QT (2.27)...

(2-20)

Debit yang mampu ditampung oleh saluran (Qs) dapat diperoleh dengan rumus seperti di bawah ini:

Qs = As.V (2.28)...

(2-22)

Di mana:

As = luas penampang saluran (m2)

V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det)

Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran dapat dihitung dengan menggunakan rumus Manning sebagai berikut:

...

(2-23)

...

(2-24)

Di mana:

V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det) n = Koefisien kekasaran Manning (Tabel 2.9)

(34)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 34 S = Kemiringan dasar saluran

As = luas penampang saluran (m2) P = Keliling basah saluran (m)

Nilai koefisien kekasaran Manning n, untuk gorong-gorong dan saluran pasangan dapat dilihat pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Koefisien Kekasaran Manning

Tipe Saluran Koefisien Manning (n)

Baja

Baja permukaan Gelombang Semen Beton Pasangan batu Kayu Bata Aspal 0,011 – 0,014 0,021 – 0,030 0,010 – 0,013 0,011 – 0,015 0,017 – 0,030 0,010 – 0,014 0,011 – 0,015 0,013 Sumber : Wesli, 2008, Drainase Perkotaan : 97

Nilai kemiringan dinding saluran diperoleh berdasarkan bahan saluran yang digunakan. Nilai kemiringan dinding saluran dapat dilihat pada Tabel 2.5

Tabel 2.5 Nilai Kemiringan Dinding Saluran Sesuai Bahan

Bahan Saluran Kemiringan dinding (m)

Batuan/ cadas Tanah lumpur

Lempung keras/ tanah

Tanah dengan pasangan batuan Lempung

Tanah berpasir lepas Lumpur berpasir 0 0,25 0,5-1 1 1,5 2 3 Sumber: ISBN: 979 – 8382 – 49 – 8

(35)

BAB III

TINJAUAN UMUM WILAYAH EVALUASI

DAN PERENCANAAN

3.1 Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan pada kawasan Jalan Lembah Raya, Kelurahan Tangkerang Utara, Kecamatan Bukitraya. Daerah ini secara geografis terletak pada 0°30’,33” LU dan 101°26’46” BT dan batas geografis Tangkerang Utara sebelah timur berbatasan dengan Tangkerang Timur, sebelah utara berbatasan dengan Kecamatan Sail, sebelah selatan berbatasan dengan Tangkerang Selatan dan sebelah barat berbatas dengan Jalan Jendral Sudirman. Lokasi kajian studi dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 3.1 Lokasi kajian studi 3.2 Pengumpulan Data

Pengumpulan data yang diperlukan dilakukan dengan dua cara yaitu survei lapangan dengan mengamati langsung kondisi drainase eksisting dan survei instansional dengan memperoleh data dari Dinas terkait.

(36)

3.2.1. Survei Lapangan

Hasil investigasi daerah genangan, data eksisting saluran drainase menggambarkan kondisi saluran drainase pada wilayah studi penelitian. Data ini termasuk kondisi outlet tempat aliran tersebut berakhir. Data ini menunjukkan berapa dimensi saluran, panjang saluran, kondisi bangunan saluran serta apakah saluran berfungsi dengan baik sebagai mana mestinya. Data eksisting saluran didapat dengan Survei langsung kelapangan. Kemudian diidentifikasi sesuai dengan nama salurannya. Salah satu factor penyebab genangan pada drainase di jalan Lembah Raya adalah Dimensi atau bentuk saluran yang tidak seragam, sedimentasi serta penumpukan sampah, adapun faktor pendukung terjadinya banjir di daerah ini adalah lokasi yang merupakan daerah rawa, dimana daerah rawa memiliki tanah yang mudah jenuh sehingga tidak dapat meresapkan air dalam kapasitas yang banyak.

Gambar 3.2 Detail Permasalahan di Jalan Lembah Raya 3.2.2 Survei Instasional

Data-data yang digunakan diperoleh dari Dinas PU dan Dinas BWS. Adapun data yang digunakan yaitu data curah hujan, data topografi dan data tata guna lahan.

1. Data Curah Hujan

Data curah hujan yang digunakan diambil dari stasiun pencatat hujan. Curah hujan yang dicatat mulai dari tahun 2000 sampai tahun 2012.

2. Data Topografi

Kota Pekanbaru terletak pada bagian ketinggian 5 – 50 meter di atas permukaan laut. Kawasan pusat kota dan sekitarnya relatif datar dengan ketinggian rata-rata antara 10-20 meter di atas permukaan laut. Sebagian besar wilayah Kota Pekanbaru (44%) mempunyai tingkat kemiringan antara 0-2% atau relatif datar. Sedangkan

(37)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 37 wilayah kota yang agak landai hanya sekitar 17%, landai (21%), dan sangat landai (13%).

3. Tata Guna Lahan

Hasil revisi Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) Kota Pekanbaru yang dikerjakan Konsultan masih dalam bentuk draft dan belum diajukan secara resmi ke bagian hukum setko Pekanbaru, tetapi dalam revisi itu Kota Pekanbaru dibagi menjadi 5 wilayah pengembangan.

Wilayah I merupakan pengembangan kota untuk perdagangan dan jasa, perkantoran, pemerintahan dan permukiman. Wilayah ini berada di Kecamatan Pekanbaru Kota, Sukajadi, Sail, Limapuluh dan Senapelan. Daerah ini merupakan daerah yang padat pemukiman, sehingga dibutuhkan pengembangan kawasan pemukiman baru.

Wilayah pembangunan II mencakup, pengembangan sarana olahraga dan rekreasi, pendidikan, industri, perdagangan, kawasan lindung dan pemukiman. Ini berada pada Kecamatan Rumbai, disini merupakan kawasan wilayah pemukiman dengan kepadatan penduduk pada kategori rendah.

Kawasan wilayah pembangunan III, akan dibangun kawasan lindung, pemukiman, rekreasi, industri dan perdagangan. Kawasan ini berada pada Kecamatan Rumbai Pesisir.

Wilayah pembangunan IV akan dikembangkan kawasan industri, pemukiman, pendidikan, pergudangan, perdagangan, rekreasi dan pemerintahan. Wilayah ini mencakup Kecamatan Tenayan Raya dengan tingkat pemukiman pada kategori kepadatan penduduk sedang.

Pada wilayah pengembangan V akan dikembangkan sarana pendidikan, pemukiman, industri, perkantoran, pemerintah dan perdagangan. Kawasan ini mencakup wilayah Kecamatan Payung Sekaki, Tampan, Bukit Raya dan Marpoyan Damai. Daerah ini merupakan kawasan dengan kategori sebagian daerah berpemukiman sedang.

Dari uraian di atas lokasi kajian studi berada pada wilayah pengembangan IV yang akan dikembangkan kawasan industri, pemukiman, pendidikan, pergudangan, perdagangan, rekreasi dan pemerintahan. Pada lokasi kajian studi banyak dibangun pemukiman.

(38)

3.3 Bagan Alir Penelitian

Tahap-tahan yang akan dilakukan dalam penelitian adalah pengumpulan data, pengolahan data dan evaluasi. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam bagan alir penelitian pada gambar 3.3 berikut ini:

(39)

(40)

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Hidrologi

Analisa hidrologi dilakukan untuk menentukan intensitas hujan, data yang digunakan adalah data curah hujan harian tahun 1983 – 2012 di Stasiun Kantor Hidrologi, Kecamatan Senapelan, Kota Pekanbaru, dari data tersebut dilakukan analisis frekuensi hujan, Selanjutnya dihitung intensitas hujan yang terjadi untuk durasi tertentu.

4.1.1 Analisis Curah Hujan Rata-Rata Harian Maksimum

Dari data curah hujan yang ada dari tahun 1983 – 2012, dapat ditentukan data curah hujan rata-rata harian maksimum dengan perhitungan :

Nama Stasiun : Kantor Hidrologi Pekanbaru Nomor Stasiun : 142 - 22

Posisi : 0° 32' 10" LU / 101° 26' 29" BT

Tabel 4.1 Data Curah Hujan maksimum Tahunan

No Tahun Curah Hujan Harian

maksimum (mm) 1 1991 475,90 2 1992 393,30 3 1993 617,90 4 1994 323,70 4 1995 490,90 5 1996 335,50 6 1997 415,30 7 1998 312,10 8 1999 344,50 9 2000 308,90 10 2001 432,50 11 2002 395,90 12 2003 440,70 13 2004 484,80 14 2005 346,50 15 2006 396,30 16 2007 451,00 17 2008 416,00 18 2009 461,40 19 2010 301,60 20 2011 194,00 21 2012 393,80

(41)

4.1.2 Analisis Frekuensi

Analisis frekuensi bertujuan untuk menentukan jenis distribusi yang sesuai untuk mendapatkan curah hujan rencana. Pemilihan jenis distribusi curah hujan yang sesuai berdasarkan nilai koefisien asimetris (Cs), koefisien variasi (Cv) dan koefisien kurtosis. Koefisien tersebut didapatkan dengan menentukan nilai parameter statistik dari data curah hujan maksimum tahunan. Nilai parameter statistik disajikan pada Tabel 4.2

(42)

Tabel 4.2 Parameter Statistik

No. Tahun Xi P (Xi - X) (Xi - X)2 (Xi - X)3 (Xi - X)4

1 2001 432,5 7,69 39,62 1569,74 62193,27 2464097,48 2 2002 395,9 15,38 3,02 9,12 27,54 83,18 3 2003 440,7 23,08 47,82 2286,75 109352,50 5229236,54 4 2004 484,8 30,77 91,92 8449,29 776658,41 71390440,67 5 2005 346,5 38,46 -46,38 2151,10 -99768,22 4627250,14 6 2006 396,3 46,15 3,42 11,70 40,00 136,81 7 2007 451,0 53,85 58,12 3377,93 196325,55 11410440,81 8 2008 416,0 61,54 23,12 534,53 12358,44 285727,02 9 2009 461,4 69,23 68,52 4694,99 321700,74 22042934,86 10 2010 301,6 76,92 -91,28 8332,04 -760548,47 69422863,90 11 2011 194,0 84,62 -198,88 39553,25 -7866351,24 1564459933,63 12 2012 393,8 92,31 0,92 0,85 0,78 0,72 Total 4714,5 70971,29 -7248010,70 1751333145,76 Rerata (X) 392,88 Keterangan : P (Plotting) = { m / (n+1) } 100 .

(43)

Drainase Perkotaan Jalan Lembah Raya,Pekanbaru | 43 Parameter Statistik : S = 80,3239 (Simpangan Baku). X = 392,88 (Rerata). CV = 0,2044 (Koefisien Varian). CS = -1,5257 (Koefisien Skewness). CK = 6,1195 (Koefisien Kurtosis). Syarat pemilihan distribusi :

Normal : CS = 0 Log Normal : CS = 3 CV

Gumbel Tipe I : CS = 1,1396 ; CK = 5,4002.

Log Pearson Tipe III : Yang tidak termasuk dalam syarat diatas. Berdasarkan hasil perhitungan diatas, maka digunakan distribusi Log Pearson III.

Tabel 4.3 Kriteria desain hidrologi sistem drainase perkotaan

Luas DAS (Ha)

Kala Ulang (Tahun)

Metode Perhitungan Debit Banjir < 10 2 Rasional 10 – 100 2 – 5 Rasional 101 – 500 5 – 20 Rasional > 500 10 – 25 Hidrograf Satuan Sumber : Suripin

4.1.3 Distribusi Log Person Tipe III

Distribusi Log Person III memiliki tiga parameter penting, yaitu harga rata-rata, simpangan baku, dan koefisien kemencengan. Jika koefisien kemencengan sama dengan nol maka kembali ke distribusi normal

(44)

Tabel 4.4 Probabilitas Hujan Maksimum Metode Log Pearson Tipe III

No. Xi P (%) Log Xi (LogXi - Log X)2 (LogXi - LogX)3

1 432,5 7,7 2,6360 0,0028 0,0001 2 395,9 15,4 2,5976 0,0002 0,0000 3 440,7 23,1 2,6441 0,0037 0,0002 4 484,8 30,8 2,6856 0,0104 0,0011 5 346,5 38,5 2,5397 0,0019 -0,0001 6 396,3 46,2 2,5980 0,0002 0,0000 7 451,0 53,8 2,6542 0,0050 0,0004 8 416,0 61,5 2,6191 0,0013 0,0000 9 461,4 69,2 2,6641 0,0065 0,0005 10 301,6 76,9 2,4794 0,0108 -0,0011 11 194,0 84,6 2,2878 0,0874 -0,0258 12 393,8 92,3 2,5953 0,0001 0,0000 Total 31,0009 0,1303 -0,0247 Rerata ( Log X ) 2,5834 Sn = 0,1088 CS = -2,0922

(45)

Tabel 4.5 Hujan Rancangan Periode Ulang T (Tahun)

T Peluang CS Sn Log X G Log X RT

(%) (mm) 2 50 -2,0922 0,1088 2,5834 -0,0330 2,5798 380,014 5 20 -2,0922 0,1088 2,5834 0,8300 2,6737 471,737 10 10 -2,0922 0,1088 2,5834 1,3010 2,7249 530,762 20 5 -2,0922 0,1088 2,5834 1,5996 2,7574 572,005 25 4 -2,0922 0,1088 2,5834 1,8180 2,7812 604,227 50 2 -2,0922 0,1088 2,5834 2,1590 2,8183 658,112 100 1 -2,0922 0,1088 2,5834 2,4720 2,8524 711,869 200 0,5 -2,0922 0,1088 2,5834 2,7630 2,8840 765,597 1000 0,1 -2,0922 0,1088 2,5834 3,1180 2,9226 836,758 Keterangan : RT = Curah hujan rancangan (mm).

(46)

4.1.4 Uji Distribusi Frekuensi

Pemeriksaan uji kesesuaian dimaksudkan untuk mengetahui suatu ebenaran hipotesa distribusi frekuensi. Dengan pemeriksaan uji ini akan diketahui:

 Kebenaran antara hasil pengamatan dengan model distribusi yang diharapkan atau yang diperoleh secara teoritis.

 Kebenaran hipotesa (diterima atau ditolak)

1) Uji Chi-Square

Tabel 4.6 Uji Distribusi Chi-Square Curah Hujan Maksimum Stasiun Kantor