EVALUASI KAPASITAS SISTEM DRAINASE
DI KECAMATAN MEDAN JOHOR
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-Tugas
Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara
Disusun Oleh :
ALFRENDI C B HST
08 0404 020
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
Kecamatan Medan Johor, khususnya pada Jl. Karya Kasih, Jl. Karya Darma,
Jl. Eka Rasmi, Jl. Eka Warni dan Jl. Karya Wisata merupakan daerah yang masih
digenangi banjir hal ini diketahui berdasarkan peta genangan banjir dan letak
titik-titik genangan banjir Kota Medan yang diperoleh dari Dinas Bina Marga Kota
Medan. Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk menganalisa kemampuan saluran
drainase yang sudah ada dalam menampung dan mengalirkan debit limpasan
permukaan, melihat kondisi, bentuk, konstruksi dan melihat arah aliran pada saluran
di daerah terjadinya genangan banjir. Batasan masalah yang ditinjau dari penulisan
tugas akhir ini adalah menganalisa curah hujan rencana, intensitas curah hujan dan
waktu konsentrasi, analisa debit rencana dan analisa kapasitas drainase.
Metode penelitian yang digunakan yaitu metode pengumpulan dan analisa
data. Pengumpulan data primer dan data sekunder, merupakan langkah awal dalam
penelitian ini. Kemudian dianalisa dengan metode Analisa Frekuensi. Metode ini
menganalisa empat jenis distribusi yaitu distribusi Normal, distribusi Log Normal,
distribusi Log Person III dan distribusi Gumbel.
Nilai curah hujan yang digunakan untuk perhitungan intensitas curah hujan
adalah nilai curah hujan Distribusi Log Person III periode ulang 5 tahun. Untuk
intensitas curah hujan digunakan rumus Mononobe, sedangkan untuk evaluasi
penampang akan dihitung apakah debit saluran lebih besar daripada debit rencana.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa banjir yang terjadi disebabkan
sistem drainase yang tidak berfungsi lagi. Akibat pendangkalan saluran dan
kebersihan saluran yang sangat buruk dan juga tidak terpadunya semua pihak yang
terlibat dalam menjaga dan merawat kebersihan drainase. Ada juga sebagian dimensi
saluran yang tidak memadai untuk menampung debit banjir sehingga perlu dilakukan
pelebaran, dan perencanaan ulang sistem jaringan drainase Kecamatan Medan Johor
sehingga menghasilkan sistem drainase yang berkelanjutan.
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum.Wr.Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberi
karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir
ini. Shalawat dan salam ke atas Baginda Rasullah Muhammad SAW yang telah
memberi keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehingga menjadi panutan dalam
menjalankan setiap aktifitas kami sehari-hari, karena sungguh suatu hal yang sangat
sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah dalam
menyelesaikan penulisan ini.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi
pada Program Studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:
“Evaluasi Kapasitas Sistem Drainase di Kecamatan Medan Johor”
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak
terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena
itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada
beberapa pihak yang berperan penting yaitu :
1. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc selaku Dosen Pembimbing, yang telah banyak
memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan, dukungan serta
meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc dan Bapak Ivan Indrawan, ST,
MT, selaku Dosen Pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan
kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.
6. Ibunda Dra. Suryati Siregar tercinta yang telah banyak berkorban,
memberikan motivasi hidup, semangat dan nasehat.
7. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
8. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini
kepada penulis. (Kak Lince, Kak Dina, Kak Dewi, Bang Zul, Bang Edi dan
Bang Amin).
9. Kawan-kawan seperjuangan angkatan 2008, Berry, Imam, Aris, Muazzi,
Fadil, Dedial, Khaidir, Ahmad, M. Hafiz, Siddik, Maulana, Fadlan, Arifin,
Galih, Roemanto, Topan, Ibnu, Harry, Ozi, dan Yazid angkatan 2009 serta
teman-teman angkatan 2008 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya, terima
10.Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam
mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir
ini dapat diselesaikan dengan baik.
Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka
penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca
diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas
Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, April 2014
Penulis,
DAFTAR ISI
2.2 Karakteristik Wilayah Studi ... 11
2.2.1 Letak Geografis ... 11
2.3.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan ... 18
2.3.2.1 Distribusi Normal ... 19
2.3.2.2 Distribusi Log Normal ... 21
2.3.2.4 Distribusi Gumbel ... 24
2.3.3 Uji Kecocokan Distribusi ... 26
2.3.4 Intensitas Curah Hujan ... 30
3.3 Pelaksanaan Penelitian ... 47
3.4 Identifikasi Masalah ... 47
3.5 Variabel yang Diamati ... 49
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ... 55
4.1 Umum ... 55
4.2 Analisa Hidrologi ... 55
4.2.1 Analisa Curah Hujan Harian Maksimum ... 55
4.2.1.1 Analisa Curah Hujan Distribusi Normal ... 57
4.2.1.2 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Normal ... 58
4.2.1.3 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Person III ... 60
4.2.1.4 Analisa Curah Hujan Distribusi Gumbel ... 62
4.3 Analisa Frekuensi Curah Hujan ... 64
4.4 Pemilihan Jenis Distribusi ... 66
4.5 Pengujian Kecocokan Jenis Sebaran ... 67
4.8 Analisa Debit Rencana ... 79
4.9 Analisa Kapasitas Drainase ... 81
4.10 Rencana Perbaikan Drainase ... 86
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 91
5.1 Kesimpulan ... 91
5.2 Saran ... 92
DAFTAR PUSTAKA ... 93
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Parameter Statistik yang Penting ... 19
Tabel 2.2 Nilai Variabel Reduksi Gauss ... 21
Tabel 2.3 Nilai K untuk Distribusi Log-Person III ... 24
Tabel 2.4 Reduksi Standar Deviasi (Yn) untuk Distribusi Gumbel ... 25
Tabel 2.5 Reduksi Standar Deviasi (Sn) untuk Distribusi Gumbel ... 26
Tabel 2.6 Reduksi Variat (YTr) sebagai Fungsi Periode Ulang ... 26
Tabel 2.7 Nilai Kritis untuk Distribusi Chi-Kuadrat (Uji Satu Sisi) ... 29
Tabel 2.8 Nilai Kritis Do untuk Uji Smirnov-Kolmogorov... 30
Tabel 2.9 Koefisien Limpasan untuk Metode Rasional ... 32
Tabel 2.10 Koefisien Kekasaran Manning ... 42
Tabel 2.11 Nilai Kemiringan Dinding Saluran Sesuai Bahan ... 42
Tabel 3.1 Data Curah Hujan Stasiun Klimatologi Sampali, Kecamatan Medan Johor 10 Tahun Terakhir ... 52
Tabel 4.1 Data Curah Hujan Harian Stasiun Sampali Medan ... 56
Tabel 4.2 Urutan Peringkat Curah Hujan Harian Maksimum... 56
Tabel 4.3 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Normal ... 57
Tabel 4.4 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Normal... 57
Tabel 4.5 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Normal ... 58
Tabel 4.7 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Person III ... 60
Tabel 4.8 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Person III ... 61
Tabel 4.9 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Gumbel ... 62
Tabel 4.10 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel ... 63
Tabel 4.11 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum ... 63
Tabel 4.12 Analisa Frekuensi Curah Hujan ... 65
Tabel 4.13 Perbandingan Syarat Distribusi dan Hasil Perhitungan ... 66
Tabel 4.14 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat ... 68
Tabel 4.15 Perhitungan Uji Smirnov Kolmogorov ... 69
Tabel 4.16 Nilai Koefisien Run Off (C)... 70
Tabel 4.17 Perhitungan Catchment Area dan Koefisien Run Off ... 71
Tabel 4.18 Perhitungan Analisa Intensitas Curah Hujan ... 74
Tabel 4.19 Perhitungan Waktu Konsentrasi dan Intensitas Hujan Rencana ... 77
Tabel 4.20 Kriteria Desain Hidrologis Sistem Drainase Perkotaan ... 79
Tabel 4.21 Perhitungan Analisa Debit Rencana ... 80
Tabel 4.22 Perhitungan Kapasitas Drainase... 83
Tabel 4.23 Perbandingan Kapasitas Eksisting dan Debit Rencana ... 85
Tabel 4.24 Rencana Perbaikan Drainase ... 90
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Peta Administrasi Kota Medan ... 2
Gambar 1.2 Peta Kawasan Medan Johor ... 4
Gambar 2.1 Peta Aliran Sungai Kota Medan ... 13
Gambar 2.2 Siklus Hidrologi ... 14
Gambar 2.3 Polygon Thiessen ... 16
Gambar 2.4 Metode Isohyet ... 17
Gambar 2.5 Lintasan Aliran Waktu Inlet Time (To) dan Conduit Time (Td) ... 35
Gambar 2.6 Penampang Saluran Persegi ... 38
Gambar 2.7 Penampang Saluran Trapesium ... 39
Gambar 3.1 Tahapan Penelitian Tugas Akhir ... 46
Gambar 3.2 Genangan Banjir di Jl. Eka Rasmi ... 48
Gambar 3.3 Peta Bakosurtanal Kota Medan ... 50
Gambar 3.4 Peta Prakiraan Daerah Potensi Banjir ... 51
Gambar 3.5 Peta Jaringan Drainase dan Letak Titik Genangan ... 53
Gambar 4.1 Grafik Curah Hujan Maksimum dan Periode Ulang ... 64
DAFTAR NOTASI
P(X) = Fungsi densitas peluang normal (ordinat kurva normal)
μ = Rata–rata nilai
Xσ = Simpangan baku dari nilai X
XT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dalam periode ulang T tahunan
KT = Faktor frekuensi (nilai variabel reduksi Gauss)
X = Nilai varian pengamatan
μY = Nilai rata-rata populasi Y σY = Deviasi standar nilai variat Y
YT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T- tahunan
Y = Nilai rata-rata hitung variat
S = Deviasi standar nilai variat
X = Harga rata-rata sampel
Yn = Reduced mean yang tergantung jumlah sampel/data ke-n
Sn = Reduced standard deviation, yang tergantung pada jumlah sample/data ke-n
YTr = Reduced variated
td = Conduit time sampai ke tempat pengukuran (menit)
L = Panjang lintasan aliran diatas permukaan lahan (m)
Ls = Panjang lintasan aliran didalam saluran/sungai (m)
V = Kecepatan aliran didalam saluran (m/detik)
R = Jari-jari hidrolis (m)
I = Kemiringan atau gradient dari dasar saluran
C = Koefisien Chezy
R = Jari-jari hidraulis (m)
S = Kemiringan Dasar Saluran
n = Koefisien kekasaran Manning
m = Koefisien kekasaran, harganya tergantung jenis bahan saluran
As = Luas penampang saluran (m2)
