PERENCANAAN DRAINASE SISTEM POLDER PADA WILAYAH MARANSI, AIE PACAH KOTA PADANG
PENDAHULUAN Latar Belakang
Daerah Aie Pacah merupakan daerah yang berpotensi dijadikan sebagai pusat Kota Padang. Hal ini awalnya ditandai dengan dibangunnya Jalan Padang By-Pass pada akhir tahun 1980-an, selanjutnya dibangun Terminal Regional Bingkuang pada akhir tahun 1990-an.
Kedua prasarana transportasi ini merupakan indikator bahwa Kawasan Aie Pacah dan kawasan di sepanjang Jalan Padang By-Pass diproyeksikan sebagai kawasan masa depan Kota Padang.
Pada tahun 2000-an, kawasan Aie Pacah tetap menjadi bagian penting dalam perencanaan tata ruang kota Padang.
Indikasinya antara lain adalah:
RTRW Kota Padang 2008-2028
a. Kawasan Aie Pacah menjadi Sub Pusat Pelayanan Kota Padang, selain Lubuk Buaya, Bandar buat dan Bungus.
b. Kawasan Aie Pacah diarahkan sebagai lokasi Kawasan Pusat Perkantoran Pemerintahan Kota Padang.
Topografi Kawasan Maransi Aie Pacah secara umum berupa dataran dengan rata-rata kemiringan lahan 0-2%, dengan rata-rata ketinggian dari permukaan air laut adalah 0- 15m. (Sumber: RTRW Kota Padang 2012, Hasil Perhitungan dengan aplikasi ArcGis).
Kondisi topografi tersebut menjadikan kawasan ini mudah untuk pengembangan
berbagai kegiatan karena kawasannya yang datar. Namun disisi lain, potensi permasalahan yang mungkin timbul adalah dalam aspek pengembangan sistem drainase kawasan.
Kawasan yang relatif datar membutuhkan perencanaan sistem drainase yang tepat untuk menghindari terjadinya genangan atau banjir apabila terjadi curah hujan yang tinggi.
Batasan Masalah
a. Dalam hal ini hanya dihitung drainase sistem polder yang diakibatkan oleh curah hujan dan air buangan.
b. Tanggul yang dibangun hanya disekeliling kolam.
c. Pompa yang digunakan hanya difungsikan pada saat kondisi kritis Tujuan
Tujuan penulisan ini adalah dengan merencanakan drainase sistem polder, banjir yang terjadi akibat curah hujan yang tinggi dan air buangan penduduk di wilayah Maransi Aie Pacah dapat dikurangi.
METODOLOGI
Dalam setiap penulisan karya tulis, data- data merupakan suatu hal yang sangat penting, diantaranya:
a. Tinjauan Pustaka
Yaitu mengumpulkan referensi guna mendapatkan teori-teori untuk analisa data yang berhubungan dengan penulisan tugas akhir ini.
b. Instansi Terkait
Data yang dibutuhkan adalah curah hujan, topografi, Penduduk, data lokasi dan data lain yang dianggap perlu dalam penulisan ini. Data dan informasi diperoleh dari Dinas PSDA Provinsi Sumatera Barat, BAPPEDA Kota Padang, BPS Kota Padang, dan PU Kota Padang.
c. Pembahasan
Berdasarkan data yang diperoleh nantinya akan dilakukan perhitungan untuk merencanakan drainase sistem polder.
Tinjauan Pustaka a. Curah hujan
Curah hujan yang diperlukan untuk penyusunan suatu rancangan pemanfaatan air dan rancangan pengendalian banjir adalah curah hujan rata-rata di seluruh daerah yang bersangkutan, bukan curah hujan pada suatu titik tertentu. Curah hujan ini disebut curah hujan wilayah/daerah dan dinyatakan dalam mm.
Adapun berbagai cara untuk menghitung tinggi curah hujan rata-rata, Terdapat tiga cara yang digunakan untuk menghitung curah hujan daerah, yaitu (Suhardjono, 2013):
1) Cara rata-rata Aljabar
n Pi n
P P
P P P
n
i
n
1 2 3 .... 1
2) Cara poligon Thiessen
n
i i
i n
i i
i i
A A Pi A
A A
A P A
P A P P
1 1 2
1 2 2 1 1
....
....
3) Cara garis-garis Isohyet.
Total
A P A P
P
2
2 1
Dengan memperhatikan stasiun hujan yang tersebar di daerah tersebut, maka digunakan cara rata rata Aljabar. Cara ini cocok untuk kawasan dengan topografi rata atau datar, alat penakar tersebar merata/ hampir merata, harga individual curah hujan tidak terlalu jauh dari harga rata-ratanya. Adapun cara perhitungannya adalah menggunakan rumus sebagai berikut (Suripin, 2004):
Dengan P1, P2, …Pn merupakan curah hujan yang tercatat di pos penakar hujan 1, 2,
…n dan n adalah banyaknya pos penakar hujan.
b. Frekuensi Curah Hujan
Untuk Menganalisa frekuensi curah hujan dapat menggunakan cara distribusi normal, distribusi gumbel dan distribusi log person III.cara ini dilakukan dengan mengurutkan data hujan hasil pengamatan mulai dari yang terbesar sampai yang terkecil. Kemudian dihitung parameter statistiknya dengan rumus- rumus sebagai berikut:
1) Rata-rata (Xr)
n i
i
n 1xi 1
2) Simpangan Baku (s)
[
n i
i
xr n 1 xi
2
1
1 ]1/2
3) Standar Deviasi (S)
2
s n 1
xr)2 (xi
4) Koefisien Varian (Cv)
Xr S
5) Koefisien Skew (G)
3 1
3
2
1 S
xr xi n x
n n
n i
i
6) Koefisien kurtosis (Ck)
4 1
3
3 1 ( )
) 3 )(
2 )(
1
( S
xr n xi
n n n
n
n i
i
Dimana:
n = Jumlah tahun pengamatan
Xi = Data curah hujan harian maksimum Dengan syarat:
No. Distribusi Persyaratan 1. Gumbel Cs ≈ 1,13 & Ck ≈ 5,4 2. Normal -0,1 < Cs < 0,1 &
2,7 < Ck < 3,3 3. Log Pearson
III Ck ≈ 1,5Cs5 + 3
Sumber: Lusi Utama, 2013
1) Metode Distribusi Gumbel
Data-data metode ini yang harus tersedia adalah curah hujan tahunan dengan pengamatan minimum 10 tahunan.
Rumus: XT = Sx
Sn Yn X Yt
Sx =
1 )
( 2
nX X
Dimana:
XT = Hujan dengan return periode T (mm) = Curah hujan maks rata-rata (mm) n = Banyak data tahun pengamatan Sx = Standart deviasi
Yn = hubungan dengan banyak data, YT = hubungan dengan return Period Sn = hubungan dengan banyaknya data
NilaiYT, Yn dan Sn telah ditetapkan dalam tabel (lampiran)
2) Metode Distribusi Normal
Distribusi normal atau kurva normal disebut juga distribusi Gauss. Rumus yang di pakai pada distribusi normal adalah
S K X XT T. Dimana:
XT = Curah hujan kala ulang T-tahun (mm) X = Nilai rata-rata hitung variat
S = Standar Deviasi Prosedur perhitungan:
1) Hitung nilai curah hujan maksimum rata- rata
2) Hitung nilai Standar Deviasi.
3) Tentukan nilai KT (Tabel)
4) Hitung nilai curah hujan kala ulang T- tahun
3) Metode Distribusi Log-Pearson III
Metode distribusi log Pearson tipe III banyak digunakan dalam analisa hidrologi terutama dalam analisa data maksimum dan
minimum dengan nilai extrim. Persamaan yang digunakan: logX logX KTR
SlogX
Prosedur perhitungan:
1) Tentukan Logaritma dari semua X 2) Hitung nilai rata-rata log X
3) Hitung standar deviasi Log X
4) Hitung nilai Koefisien Kemencengan Skewness(KTR)
5) Hitung curah hujan kala ulang T-tahun
Nilai KTR Untuk Distribusi Log Pearson III (Kemencengan Positif)
Skew Coefficient Cs or Cw
Return Period in Years
2 5 10
Exceedence Probability
0.50 0.20 0.10
1 2 3 4
1.0 -0.164 0.758 1.340
0.9 -0.148 0.769 1.339
0.8 -0.132 0.780 1.336
0.7 -0.116 0.790 1.333
0.6 -0.099 0.800 1.328
0.5 0.083 0.808 1.323
0.4 -0.660 0.816 1.317
0.3 -0.050 0.824 1.309
0.2 -0.033 0.830 1.301
0.1 -0.017 0.836 1.292
0.0 0 0.842 1.282
Sumber: Triatmodjo, 2008
c. Koefesien Pengaliran
Koefisien(C) didefinisikan antara puncak aliran permukaan terhadap intensitas hujan.
Faktor ini merupakan variable yang paling menentukan hasil perhitungan debit banjir.
Faktor utama yang mempengaruhi C adalah laju infiltrasi tanah atau prosentase lahan kedap air, kemiringan lahan, tanaman penutup tanah, dan intensitas hujan.
Koefisien Limpasan Permukaan (C)
Deskripsi lahan/karakter permukaan Koefisien aliran (C) Business
- perkotaan - pinggiran
0,7-0,95 0,5-0,70 Perumahan :
- Rumah tinggal - Multi uni, terpisah - Multi unit, tergabung - Perkampungan - Apartemen
0,30-0,50 0,40-0,60 0,60-0,75 0,75-0,40 0,50-0,70 Industri :
- Ringan - Berat
0,50-0,80 0,60-0,90 Perkerasan :
- Aspal dan beton - Batu bata, paving
0,70-0,95 0,50-0,70 0,75-0,95 Atap
Halaman, tanah berpasir : - Datar 2 %
- Rata-rata, 2-7 % - Curam, 7 %
0,05-0,10 0,10-0,15 0,15-0,20 Halaman, tanah berat :
- Datar 2 % - Rata-rata, 2-7 % - Curam, 7 % Halaman kereta api Taman tempat bermain Taman, perekuburan
0,13-0,17 0,18-0,22 0,25-0,35 0,10-0,35 0,20-0,35 0,10-0,25 Hutan
- Datar, 0-5 %
- Bergelombang, 5-10 % - Berbukit, 10-30 %
0,10-0,40 0,25-0,50 0,30-0,60
Sawah 0,45-0,75
Sumber: sistem drainase perkotaan yang berkelanjutan, Dr.Ir.Suripin,M.Eng.
d. Periode Ulang Hujan
Dari faktor distribusi yang sesuai, yaitu dengan menggunakan 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 (mm/hari) Yr = Curah hujan rata-rata (mm)
KT = Koefisien distribusi S = Standar deviasi
Dalam tinjauan ulang ini periode ulang hujan dilakukan untuk beberapa tahun
mendatang, bisa dengan mengikuti standar yang berlaku seperti tabel berikut:
Periode Ulang Hujan Rencana
Tipologi Kota
Catcment Area ( Ha )
< 10 10 s/d 100 100 s/d 500 > 500
Kota Metro 2 Thn 2 – 5 Thn 5 – 10 Thn 10 – 25 Thn
Kota Besar 2 Thn 2 – 5 Thn 2 – 5 Thn 5 – 20 Thn
Kota Sedang 2 Thn 2 – 5 Thn 2 – 5 Thn 5 – 10 Thn
Sumber: Peraturan Menteri Pekerjaan Umum, Nomor 12/Prt/M/2014, Tentang Penyelenggaraan Sistem Drainase Perkotaan
e. Intensitas Curah Hujan
Intensitas curah hujan adalah besarnya prepitasi/curah hujan dalam jangka waktu yang relative singkat, biasanya dinyatakan dalam mm/jam. Apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia, yang ada hanya data hujan harian, maka Intensitas curah hujan dapat dihitung dengan menggunakan rumus Mononobe (Muljana Wangsadipura, M.Eng, Drainase Perkotaan, ITB), yaitu:
I =
67 .
24 0
24
tc
R (mm/jam)
tc = 0.0195
77 . 0
S
L (jam)
Dimana:
I = Intensitas curah hujan (mm/jam) R = Hujan harian (mm)
Tc = Waktu tempuh aliran (T0+Td) (jam)
Intensitas diperoleh dengan analisis curah hujan, baik secara statistik, maupun secara empiris. Dalam menentukan Intensitas suatu perencanaan drainase, faktor yang mempengaruhinya antara lain:
1) Priode Ulang Hujan
2) Karakteristik intensitas-durasi pada frekuensi yang dipilih
3) Waktu kosentrasi
Waktu kosentrasi (tc) adalah waktu yang diperlukan oleh butiran air untuk bergerak dari titik terjauh pada daerah pengaliran sampai ke titik pembuangan.
f. Debit Air Hujan(Metode Rasional) Metode Rasional banyak digunakan untuk memperkirakan debit puncak yang ditimbulkan oleh hujan dengan luas DAS kecil.
Pemakaian metode Rasional sangat sederhana.
Beberapa parameter hidrologi yang diperhitungkan adalah intensitas hujan, durasi hujan, frekuensi hujan, luas catchment area, absraksi (kehilangan air akibat evaporasi, intersepsi, infiltrasi, tampungan permukaan) dan konsentrasi aliran. Metode ini dipakai untuk daerah perkotaan dengan luas DAS kurang dari 200 acres atau ± 81 ha.
Metode Rasional didasarkan pada persamaan berikut: Q = 0.278 C.I.A
dengan:
I = Intensitas hujan (mm/jam)
C = Koefisien aliran
A = Luas Daerah Aliran (km2) Q = Debit Maksimum (m3/detik) g. Debit Air Kotor
Air buangan adalah air yang telah dipakai yang berasal dari rumah tangga, institusi, daerah komersil, daerah industri dan lain-lain yang bercampur dengan air tanah, air permukaan, maupun dengan air hujan. Dalam hal ini yang dibahas adalah air buangan domestik (Sanitary Wastewater), dimana berasal dari rumah tangga, daerah komersial dan sejenisnya.
Metode yang dipakai dalam menghitung proyeksi pertumbuhan penduduk dapat memakai formula laju pertumbuhan geometri sebagai berikut ini:
Pt = Po ( 1 + r )n
Dimana: Pt = Jumlah penduduk tahun terakhir Po = Jumlah penduduk sebelum.
r = Laju pertumbuhan penduduk n = Jumlah selisih tahun peninjauan h. Saluran drainase
Untuk mengitung kapasitas saluran digunakan rumus manning, yaitu:
Q = V . A V = 1R23S12
n (Manning) Dimana:
Q = Kapasitas saluran (m3/dt) V = Kecepatan aliran (m/dt) A = Luas penampang basah (m2) P = Keliling basah (m)
N = Koefisien kekasaran Manning R = Jari-jari hidrolis (m) A/P S = Kemiringan dasar saluran (m) Koefisien Kekasaran Manning
Jenis Saluran n
A. Beton
beton lurus
Beton dipoles.
Saluran pembuang B. Tanah lurus dan seragam
Bersih baru
Bersih telah melapuk
Berkerikil
Berumput C. Bukan beton
0,010-0,013 0,011-0,014 0,013-0,017
0,016-0.017 0,018-0,025 0,022-0,030 0,022-0,033 0.023-0.030
Sumber : Ven Te Chow, Ph.D, Hidralika Saluran Terbuka.
i. Drainase Polder
Sistem polder adalah suatu cara penanganan banjir dengan kelengkapan bangunan sarana fisik, yang meliputi saluran
drainase, kolam retensi, pompa air, yang dikendalikan sebagai satu kesatuan pengelolaan. Dengan sistem polder, maka lokasi rawan banjir akan dibatasi dengan jelas,
sehingga elevasi muka air, debit dan volume air yang harus dikeluarkan dari sistem dapat dikendalikan. Oleh karena itu, sistem polder disebut juga sebagai sistem drainase yang terkendali.
Komponen Sistem Polder 1) Tanggul keliling
Tanggul keliling dalam sistem drainase polder memiliki kesamaan fungsi dengan pintu air, yaitu untuk mengisolasi atau memproteksi daerah tangkapan (catchment area)/pembatas hidrologi sistem polder terhadap masuknya air banjir dari luar maupun dari pengaruh air laut (pasang surut dan gelombang).
2) Sistem pembawa (conveyance system) Sistem pembawa terdiri dari saluran tersier, sekunder, dan primer, berfungsi untuk menyalurkan genangan yang terjadi pada daerah tangkapan yang terletak di dalam sistem polder kekolam penampung dan ke stasiun pompa.
3) Kolam
Drainase sistem polder menggunakan pompa dengan kolam, digunakan apabila debit banjir yang masuk lebih besar daripada kapasitas pompa banjir. Kolam berfungsi untuk menampung kelebihan debit banjir dan mengendalikan muka air di dalam daerah tangkapan sistem polder pada saat terjadi banjir atau hujan lokal.Perencanaan kolam memiliki keterikatan dengan pompa yang akan digunakan semakin besar volum tampungan yang tersedia, semakin kecil
kapasitas pompa yang dibutuhkan dan sebaliknya.
a) Perhitungan Dimensi Kolam
Dimensi kolam penampungan didasarkan pada perhitungan debit rencana yang masuk kolam penampungan dari saluran drainase dan debit rencana yang keluar dari kolam penampungan melalui pompa.
Rumus yang digunakan untuk menghitung dimensi kolam penampungan adalah sebagai berikut: V = L . B . H, Dimana:
V = volume (m3) L = panjang (m) B = lebar (m) H = tinggi (m)
b) Aliran masuk dan keluar kolam
Inflow atau aliran dalam polder, dihitung dahulu volume air yang masuk pada kolam untuk menentukan ukuran kolam dan aliran keluar atau outflow dengan bantuan pompa . volume genangan dalam kolam sama dengan volume air yang masuk dikurangi volume air yang keluar dengan bantuan pompa. Dari data debit banjir dapat dibuat grafik imbangan air debit banjir untuk menghitung volume air yang masuk kolam penampungan sebelum dikeluarkan dengan pompa.
Perhitungan volume aliran masuk kolam dari data grafik imbangan air dengan rumus: V = Q x T
Dimana: V = volume (m3) Q = debit (m3/dtk) T = waktu (menit)
Volume air yang keluar dengan pompa direncanakan dihitung sejak pertama hujan. Dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Waktu ke n = n (menit) x kapasitas total pompa x 60(detik)
c) Perhitungan tinggi genangan air dan volume genangan kolam
Berdasarkan volume aliran yang tergenang didalam kolam dapat dihitung volume air sisa genangan akibat debit pompa lebih kecil dari debit kolam.
Volume genangan = volume aliran masuk kolam – volume aliran keluar kolam.
Sedangkan berdasarkan luas kolam, tinggi genangan air yang tersisa di dalam kolam dapat dihitung sebagai berikut:
Tinggi genangan kolam (m) = volume genangan(m3) : luas kolam (m2)
4) Badan air penerima (recipient waters) Badan air penerima (recipient waters) berfungsi sebagai tempat akhir buangan drainase dari sistem drainase polder berasal dari sistem pembawa (confeyance system) berfungsi untuk menyalurkan genangan pada daerah tangkapan yang terletak di dalam sistem polder kekolam penampung dan ke stasiun pompa (outfall system). Badan air penerima (recipient waters) dalam sistem polder terletak diluar sistem drainase seperti:
sungai utama (main drain)/sungai banjir kanal (dari stasiun pompa dibuang ke sungai
utama), laut (dari stasiun pompa langsung dibuang kelaut).
5) Pompa
Pompa ini berfungsi untuk membantu mengeluarkan air dari kolam penampung banjir maupun langsung dari saluran drainase pada saat air tidak dapat mengalir secara gravitasi. Rumus yang digunakan untuk menghitung kapasitas pompa apabila volume tampungan ditentukan adalah:
Qp = Qmaks–
,
Dimana:
Qp = kapasitas pompa (m /detik) Qmaks = debit banjir maksimum Vt = volume tampungan total (m3) ntc = lama terjadinya banjir (detik) Ada dua jenis dasar pompa yang biasa digunakan untuk system drainase, yaitu:
a) Archemidian Screw b) Rotodynamic Pumps
Pompa jenis Archemidian screw jarang digunakan, karena hanya sesuai bila kapasitas alirannya tertentu dan tidak berubah secara drastis(lebih kurang tetap) Pompa Rotodynamic terdiri atas 2 jenis:
a) Pompa Centrifugal (aliran radial) umumnya bercirikan kapasitas aliran sedang dengan kuatan desak yang cukup tinggi.
b) Pompa Axial memiliki kapasitas besar dengan tinggi desak (tekan) yang rendah sampai sedang.
Tabel Jenis Pompa dan Penerapannya
Jenis Pompa Tinggi Tekan (m) Kapasitas
(m3/det.) Keterangan
Archemidian 2 - 4 0,5 – 6 Aliran masuk konstan dan lokasi terpencil
Aliran radial 20 - 60 0,5 – 1,5 Aliran masuk sedang
Aliran Campur 1 - 10 0,5 - 10 Sering digunakan
Kelima komponen sistem polder harus direncanakan secara integral, sehingga sistem dapat bekerja secara optimal. Tidak ada artinya membangun sistem drainase lapangan dan outfall yang sempurna dengan kapasitas tinggi, jika saluran pembawa tidak cukup mengalirkan air dari lapangan ke outfall, demikian juga sebaliknya.
Data Lokasi Studi
Secara astronomis Maransi Aie Pacah terletak antara 100˚21’11” BT dan 0˚58’ LS.
memiliki luas total area 78Ha/0,78 Km2. (Sumber: RTRW Kota Padang 2012, Hasil Perhitungan GoogleEarthPro).
Sedangkan secara kependudukan Kelurahan Aie Pacah jumlah penduduk Tahun 2015, jumlah penduduk di kawasan Maransi Aie Pacah adalah 2.246 jiwa, terdiri dari laki- laki 1.104 jiwa dan perempuan 1.142. Maransi Aie Pacah memiliki RT sebanyak 11 RT dan RW sebanyak 3 RW, dengan pertumbuhan penduduknya sebesar 1,70 persen.
Lokasi Studi (Peta Kota Padang)
Lokasi Studi
Peta Lokasi Stasiun Curah Hujan Terdekat
Curah Hujan Harian Maksimum
Stasiun Curah Hujan Gunung Sariak (Dinas PSDA Prov. Sumbar, 2015)
Bulan
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)
Jan 32 36 42 72 114 80 29 68 70 60 60
Feb 53 56 42 500 49 60 27 133 88 112 112
Mar 58 62 46 0 52 68 41 174 38 60 60
Apr 62 72 41 0 41 72 41 59 40 48 48
Mei 22 207 62 0 61 36 81 106 63 71 71
Jun 24 16 42 0 72 51 41 162 124 59 59
Jul 56 117 422 0 52 46 28 75 145 105 105 Agust 280 43 498 0 27 52 22 78 155 128 128
Sep 53 128 500 0 31 89 41 63 64 108 108
Okt 68 53 53 0 51 62 51 201 63 67 67
Nop 290 164 236 0 32 31 53 73,5 94 113 113
Des 56 31 56 0 325 62 82 215 115 105 105
Max 290 207 500 500 325 89 82 215 155 128 128
Stasiun Curah Hujan Gunung Nago (Dinas PSDA Prov. Sumbar, 2015)
Bulan 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Jan 162 162 211 211 80 93 44 48 70 97 118 Feb 152 152 87 87 98 174 57 125 64 33 103 Mar 72 72 102 102 58 102 47 149 76 139 92
Apr 56 56 62 62 93 239 48 48 78 92 83
Mei 131 131 131 131 42 54 47 140 72 113 99 Jun 52 52 111 111 79 129 43 162 93 120 95 Jul 156 156 72 72 74 162 41 126 170 75 110
Agust 31 31 246 246 51 45 58 71 54 55 89
Sep 71 71 270 270 43 56 196 114 58 140 129
Okt 66 66 242 242 63 64 64 180 69 31 109
Nop 113 113 96 96 49 79 75 85 126 35 87
Des 186 186 49 49 70 156 55 104 94 127 108 Max 186 186 270 270 98 239 196 180 170 140 129
Stasiun Curah Hujan Tabing (BMKG Tabing, 2015)
Bulan 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)
Jan 90 51 200 64 230 19 66 45 49 49 86
Feb 151 61 171 119 112 163 55 104 77 55 107 Mar 70 133 107 195 90 145 70 234 46 90 118 Apr 84 87 39 135 101 75 101 79 150 101 95
Mei 108 111 115 41 39 61 39 91 21 61 69
Jun 44 99 73 88 84 107 49 186 125 107 96 Jul 37 130 102 99 76 118 172 93 176 118 112
Agust 260 89 168 86 30 60 44 75 44 44 90
Sep 118 76 299 25 84 48 123 103 74 123 107 Okt 180 111 133 9 128 81 95 169 37 95 104 Nop 165 85 176 81 49 100 88 109 136 109 110
Des 159 87 75 88 120 126 80 42 95 80 95
Max 260 133 299 195 230 163 172 234 176 123 118
PEMBAHASAN
Analisis curah hujan rata-rata
No Tahun Stasiun Curah Hujan(mm)
Rata-Rata(mm) Gn. Sariak Tabiang Gn. Nago
1 2003 290 260 186 245
2 2004 207 133 186 175
3 2005 500 299 270 356
4 2006 500 195 270 322
5 2007 325 230 98 218
6 2008 89 163 239 164
7 2009 82 172 196 150
8 2010 215 234 180 210
9 2011 155 176 170 167
10 2012 128 123 140 131
11 2013 128 118 129 125
Analisis frekuensi curah hujan distribusi normal dan gumbel
Analisa frekuensi curah hujan Distribusi Log Person III
Kemudian dari data di atas dapat ditentukan distribusi yang sesuai menurut syarat perhitungan yaitu:
Distribusi Syarat Hasil Keterangan
Normal
-0,1 < Cs < 0,1 1.1665 Tidak Memenuhi 2,7 < Ck < 3,3 4.4370 Tidak Memenuhi Gumbel
Cs ≈ 1.1396 1.1665 Tidak Memenuhi
Ck ≈ 5.4002 4.4370 Tidak Memenuhi
Log Person III Ck ≈ (1,5Cs5 + 3 = 3.6081) (Cs=0.6216) 3.6156 Lebih Mendekati
Analisa Periode Ulang Hujan Log R5 = Yr + KT.S
Harga Koefisien Skew (Cs)
Cs = 0.6 ---KT = 0.800 (Tabel 2.2) Cs = 0.6216 -KT = ... (Interpolasi) Cs = 0.7 ---KT = 0.790 (Tabel 2.2) Interpolasikan KT = 0.79216
Maka:Log R5 = 2,4069
R5 = 255,23 mm/hari
Jadi curah hujan untuk periode ulang 5 tahun adalah 255,23 mm/hari
Analisa Intensitas Curah Hujan Diketahui:
L = 1541,3 m
0045 , 3 0
. 1541
1
8
m
m Elv m Elv L
S H
Maka:
jam menit
t
menit t
c d
91 , 0 / 5
, 54 5 , 44 10
5 , 0045 44
, 0
3 . 0195 1541
, 0
77 , 0
jam mm I
Tc I R
/ 24 , 91 112
, 0
24 24
23 , 255
24 24
3 2 3 2
Analisa Debit Air Hujan (Qh) Diketahui:
Intensitas Hujan ( I ) = 112,24 mm/jam Luas daerah pengaliran ( A ) = 5568,29 m2 Koefisien ( Ceq ) = 0.75
Didapat debit air hujan total = 2,435 m3/dt Analisa Debit Air Kotor (Qak)
Diketahui:
Proyeksi Pertumbuhan Penduduk
Th Jumlah Penduduk
2014 2246
2015 2252
2016 2258
2017 2264
2018 2270
2019 2276
2020 2283
2021 2289
2022 2295
2023 2301
Sumber: Hasil Perhitungan
Setelah didapat perkiraan/proyeksi jumlah penduduk maka perkiraan jumlah air buangan/debit air buangan sudah dapat dihitung. Perkiraan debit air buangan/debit air kotor rata-rata dapat dihitung sebagai berikut:
Debit Air Kotor
No Sumber Limbah Unit
Jumlah Aliran/Hari (Liter/Unit) Kisaran Rata Rata
1 Rumah Pada Umumnya Orang 190-350 280
2 Toko Pekerja 30-50 40
3 Rumah Makan Pengunjung 6-15 10
4 Perkantoran Pekerja 30-65 55
5 Sekolah, Aula, Kantin Murid/Mhs 60-115 80
6 Asrama Murid/Mhs 200-600 280
Rata-Rata 124
Sumber: Metcalf dan Eddy, dalam Sugiharto (1987)
Qk = (Pn . q)/A dimana q = 124 ltr/hari/unit = 0,000001435 m3/dt/unit
Didapat debit air kotor total: 0,0013689 m3/dt Analisa Perkiraan Debit Banjir Rencana Qr = Q air hujan + Q air buangan
= 2,435 + 0,0013689 = 2,44 m³/dtk
Analisa Dimensi Saluran Data:
Talut = 1:1(Sal. Trapesium) Debit Recana (Qr) = 0,0360116 m3/dtk Koef Manning (n) = 0,02
Kemiringan (S) = 0.0045
Lebar Saluran (b) = 2 h
Maka dihitung penampang saluran beebentuk segi empat dengan trapesium.
A = b x h P = b + 2h
A= (b + mh) h
P = b+2h√ + 1 Selanjutya,
R = A/P V =A
Q
Analisa Volume Kolam Retensi dan Kapasitas Pompa
Diketahui:
Waktu awal (t0) = 10 menit Waktu pengaliran (td) = 44,5 menit Waktu konsentrasi(tc) = 54,5 menit Curah Hujan(R5) = 255,23 mm/hari Intensitas hujan(I) = 112,24 mm/jam Debit masuk(Qin) = 2,44 m3/dt
Dari data diatas didapat hidrograf aliran masuk seperti terlihat pada grafik dibawah ini:
0,5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 1
1,5 2 2,5
Q(m3/dt)
t(menit)
t
0t
ct
dt
c+ t
dTabel Perhitungan
Komulatif waktu (menit)
Aliran masuk (m3/dt)
Rata rata aliran
masuk (m3/dt) Waktu(dt) Volume (m3)
Komulatif volume (m3)
0,0 0,00 0 0
10,0 0,45 0,22 600 134,21 134,21
20,0 0,89 0,67 600 402,61 536,82
30,0 1,34 1,12 600 671,02 1207,84
40,0 1,79 1,57 600 939,43 2147,28
50,0 2,24 2,01 600 1207,84 3355,12
55,5 2,44 2,34 330 771,34 4126,47
60,0 2,30 2,37 600 1422,20 5548,67
70,0 2,06 2,18 600 1307,68 6856,35
80,0 1,81 1,93 600 1159,92 8016,27
90,0 1,56 1,69 600 1012,16 9028,44
100,0 1,32 1,44 600 864,40 9892,84
110,0 1,07 1,19 600 716,64 10609,48
120,0 0,82 0,95 600 568,88 11178,36
130,0 0,58 0,70 600 421,12 11599,48
140,0 0,33 0,46 600 273,36 11872,83
150,0 0,09 0,21 600 125,60 11998,43
155,5 0,00 0,04 330 14,22 12012,65
Komulatif Waktu (menit)
Komulatif Waktu (dt)
Komulatif Volume (m3)
Volume Pompa 1,5 m3/dt
Volume Kolam Dengan Pompa 1,5 m3/dt
0 0 0 0
10 600 134 900 -766
20 1200 537 1800 -1263
30 1800 1208 2700 -1492
40 2400 2147 3600 -1453
50 3000 3355 4500 -1145
55,5 3330 4126 4995 -869
60 3600 5549 5400 149
70 4200 6856 6300 556
80 4800 8016 7200 816
90 5400 9028 8100 928
100 6000 9893 9000 893
110 6600 10609 9900 709
120 7200 11178 10800 378
130 7800 11599 11700 -101
140 8400 11873 12600 -727
150 9000 11998 13500 -1502
155,6 9330 12013 13995 -1982
Volume Kolam (m3) 928
Luas Kolam (m2) Dengan Tinggi Rencana 2 m 464
Rencana Struktur Tanggul
Dengan data(Sumber: Artikel Rina Juliet) Ø = 1,04
γ = 13,72 Bj = 2200 Kg/m Tekanan tanah aktif
Ka = Tan2(450 – Ø/2) = 0,96
Tekanan aktif = (γ x h) Ka = (13,72 x 2,9) x 0,96 = 38,2 KN/m2
Tekanan pasif (Air + Tanah) Kp = Tan2(450 + Ø/2) = 1,04
Tekanan pasif tanah = (γ x h) Kp = (13,72 x 0,3) 1,04 = 4,28 KN/m2
0.5
0.3
1.7 0.5
0.3 0.6
Tekanan Air Tekanan Tanah Tekanan Tanah
W2
W1
W3
A
2.0
Tekanan pasif air = ρ g h = 10 KN/m3 x 9,81 x 2,3 = 22,56 KN/m2
Gaya lateral
Pp = (0,5 x 4,28 x 0,3) + (0,5 x 22,56 x 2,3)
= 26,58 KN/m’
Pa = (0,5 x 38,2 x 2,9) = 55,39 KN/m’
Posisi gaya
Pa = 1/3h = 1/3 x 2,9 = 0.97 m
zp = ((25,94 x 1/3 x 2,3) + (4,28 x 1/3 x 0,3))/Pp = 0,76 m
Cek Guling
Jumlah Momen Penahan Guling = berat sendiri + tekanan pasif
63,04 + (26,58 x 0,76) = 83,24 Penyebab guling = tekanan aktif 55,39 x 0,97 = 53,73
Jadi penahan lebih besar dari penyebab guling (83,24 > 53,73)….OK!!!
Gambar Penampang Kolam
KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan perencanaan, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
a. Komponen polder yang direncanakan untuk mengatasi banjir pada kawasan ini meliputi perencanaan saluran drainase, dimensi kolam, kapasitas pompa dan dimensi tanggul.
b. Analisa Hidrologi
1) Dengan data hujan 11 tahun(2003- 2013) meggunakan stasiun hujan Tabing, Gunung Nago dan Gunung Sariak didapat curah hujan 5
tahunan(R5) untuk daerah Maransi adalah 255,23 mm/hari
2) Waktu Awal (t0) = 10 menit
3) Waktu Pengaliran (td) = 44,5 menit 4) Waktu Konsentrasi(tc) = 54,5 menit 5) Intensitas (I) = 112,24 mm/jam
6) Luas Daerah Studi = 78 Ha (Hasil Perhitungan GoogleEarthPro)
7) Debit Total = 2,44 m3/dt c. Analisa Hidrolika
1) Saluran untuk kawasan perumahan digunakan saluran segi empat sedangkan untuk kawasan persawahan digunakan saluran trapesium
2) Diameter gorong-gorong 1 m
0.5
0.3
Galian Untuk Kolam
URUGAN
1.7 0.5
0.3 0.6
2.0
3) Dimensi kolam yaitu luas dikali tinggi
= 464 m2 x 2 m dan volume = 928 m3 4) Kapasitas Pompa adalah 1,5 m3/dt d. Tanggul dibuat dengan pasangan batu
kali mengelilingi kolam retensi dengan dimensi tanggul yaitu lebar atas 0.5 m + 0,5 urugan, tinggi 2.9 m dan lebar bawah 1,7 m.
SARAN
Sistem polder merupakan bangunan yang beresiko tinggi sehingga perlu manajemen yang memadai dalam operasi dan pemeliharaan dari sistem polder tersebut. Pada perencanaan sistem polder untuk kawasan ini nantinya akan membutuhkan biaya yang sangat besar sehingga perlu adanya biaya dari pemerintah dan dari masyarakat sehingga kawasan ini tidak akan mengalami genangan air dan bebas dari banjir.
Perlunya pemeliharan kolam tampungan dengan upaya pengerukan sedimen dalam kala waktu tertentu apabila tampungan sedimen di dasar kolam penuh.
DAFTAR PUSTAKA
Departemen Permukiman Dan Prasarana Wilayah Direktorat Jendral Tata Perkotaan Dan Tata Perdesaan, Panduan Dan Petunjuk Praktis Pengelolaan Drainase Perkotaan. Tersedia dalam:
www.bukukerja.com
Hassyari,Riva.(2014), Penanggulangan Banjir Dengan Sistem Polder Pada Perumahan Green Harmoni Kelurahan Dadok Tunggul Hitam Kecamatan Koto Tangah. Skripsi, Universitas Bung Hatta
Menteri PU (2014) Tata Cara Perencanaan Sistem Drainase Perkotaan, 12/Prt/M/2014 Suripin, 2004, Sistem Drainase Yang
Berkelanjutan, Andi Offset, Yogyakarta Utama,Lusi.(2013) Hidrologi Teknik. Bung
Hatta University Press: Padang
