STUDI SISTEM DRAINASE RESAPAN UNTUK PENANGGULANGAN
BANJIR DI LINGKUNGAN III PASAR III PADANG BULAN MEDAN
TUGAS AKHIR
OLEH
07 0404 032
MAULIDI AL KAHFI
DOSEN PEMBIMBING
NIP. 19660417 199303 1 004
Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Abstrak
Kondisi daerah Lingkungan III Pasar III P.Bulan Medan merupakan daerah rawan bencana banjir yang dikarenakan berkurangnya daerah tangkapan hujan dan drainase yang tidak berfungsi semestinya. Dan terdapat daerah-daerah tertentu yang tidak memiliki drainase sama sekali. Solusi dalam penanganan bencana banjir dapat dilakukan sedini mungkin oleh pihak-pihak terkait agar pada saat musim penghujan tidak terjadi bencana banjir yang merugikan. Penerapan sistem drainase resapan juga dapat dijadikan solusi dalam penanggulangan banjir yang terjadi belakangan ini.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui seberapa signifikan pengaruh yang diberikan dalam penerapan sistem drainase resapan untuk penanggulangan masalah banjir yang terjadi di daerah studi. Di samping itu penelitian ini juga bertujuan untuk mengetahui laju infiltrasi dan nilai permeabilitas pada tanah di daerah studi dalam rangka merencanakan dimensi sumur dan draina seresapan. Dengan penggunaan alat infiltrometer dan pengujian tanah di Laboratorium Mekanika Tanah, maka laju infiltrasi dan nilai permeabilitas dapat diketahui dengan cukup akurat.
Berdasarkan analisis teoritis laju infiltrasi konstan pada daerah studi adalah 15 cm/jam, sedangkan nilai permeabilitas tanah adalah 8.97×10-4 cm/jam pada kedalaman tanah 1.5 meter. Dengan diketahuinya laju infiltrasi dan nilai permeabilitas maka direncanakan dimensi sumur resapan berdiameter 1.5 meter dengan kedalaman 2.5 meter.
Dengan adanya drainase resapan dan sumur resapan, debit banjir rencana yang sebesar 0.6283 m3/detik dapat direduksi sekitar 40%. Dengan tundaan waktu yang diberikan sumur resapan sebelum melimpas kedalam drainase selama 1.45 jam. Sesuai dengan analisis, debit banjir setelah direduksi oleh sistem drainase resapan sebesar 0.3745 m3/detik. Sementara untuk debit banjir rumah sebesar 0.00102 m3/detik, sumur resapan mampu mereduksi debit banjir sebesar 83% menjadi 0.000175 m3/detik umtuk setiap rumah.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji dan syukur kepada Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul “Studi
Sistem Drainase Resapan Untuk Penanggulangan Banjir Di Lingkungan III
Pasar III Padang Bulan Medan”.
Tugas Akhir ini disusun untuk diajukan sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk mengikuti Ujian Sarjana Teknik Sipil Bidang Studi Sumber Daya Air pada Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (USU). Penulis menyadari bahwa selesainya Tugas Akhir ini tidak lepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan semua pihak. Oleh karena itu, denganpenuhkeiklasanhatipenulismengucapkanterimakasihkepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Universitas
Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera
Utara.
3. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc selaku pembimbing yang telah banyak
meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran dalam memberikan bimbingan yang tiada hentinya kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
5. Pegawai Administrasi yang telah memberikan bantuan dalam penyelesaian administrasi, Bang Edy, Bang Amin, Bang Jul, Kak Lince, Kak Dewi, dan Kak Dina.
6. Teristimewa buat Ayahanda Drs. H. Darwis, Ibunda drg. Hj. Susanna Indra Rosmawati dan kakak saya dr. Laila Fitri Rahmi dan dr, Debby yang tercinta atas segala dukungan, pengorbanan, cinta, kasih sayang, kepercayaan serta do’a yang tiada batas untuk penulis. 7. Rekan-rekan Angkatan2007, Hafis, Umar, Didi, Irsyad, Jul, Arsad, Muna, Agung, Arol, Jora,
Incen, Tomo, Ricky, Dikin, Gufran, dan semua anak 07 yang tidak dapat disebutkan satu – persatu.
8. Abang-abang Angkatan 2004, Bang Ical, Bang Mario, dan seluruh abang-abang yang lain
9. Abang-abang saya M. Hadi Sucipto, Misianto, Rusdiaman, Dadang Sunaryo ST, M. Rafiq ST. MT, M. Ridwan Hamid, dan Pak Usman yang selalu memberikan bantuan kepada saya baik materi maupun moral.
10. Dan Semua pihak yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak terdapat kekurangan. Hal ini disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman penulis. Dengan tangan terbuka dan hati yang tulus penulis mengharapkan kritik maupun saran yang sifatnya membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat dan memberikan sumbangan pengetahuan bagi yang membacanya.
Medan, Februari 2014
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN ...1
1.1 Latar Belakang ...1
1.2 Perumusan Masalah ...2
1.3 Batasan Masalah ...2
1.4 Tujuan ...3
1.5 Manfaat ...3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...4
2.1 Drainase ...4
2.1.1 Sistem Drainase ...4
2.1.2 Sistem Drainase Wilayah ...10
2.2 Analisis Hidrologi ...11
2.2.1 Analisis Curah Hujan Maksimum ...11
2.2.1.1 Distribusi Normal...11
2.2.1.2 Distribusi Log Normal ...12
2.2.1.3 Distribusi E.J. Gumbel I ...13
2.2.1.4 Distribusi Log Person III ...14
2.2.2 Uji Kesesuaian Pemilihan Distribusi ...14
2.2.2.1 Uji Chi Kuadrat ...14
2.2.2.2 Uji Smirnov-Kolmogorov ...16
2.2.3 Distribusi Hujan Jam-Jaman ...17
2.2.4 Koefisien Pengaliran ...18
2.2.5 Curah Hujan Netto Jam-Jaman ...19
2.3 Konsep Umum Indiltrasi ...20
2.3.1 Pengukuran Infiltrasi Di Lapangan ...21
2.3.2 Pengolahan Data Infiltrasi Metode Horton ...22
2.4 Koefisien Permeabilitas Tanah ...23
2.5 Analisis Hidraulika ...24
2.5.1 Dimensi Saluran ...25
2.6 Gambaran Umum Daerah Tinjauan Studi ...27
2.6.1 Kondisi Fisik Dasar...27
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...29
3.1 Lokasi Studi ...29
3.2 Pekerjaan Persiapan ...29
3.2.1 Survei Lapangan ...29
3.2.2 Pengumpulan Data ...29
3.3 Metode Analisis Data ...30
3.2.1 Analisis Hidrologi ...30
3.2.2 Analisis Hidraulika ...31
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ...33
4.1 Inventarisasi Saluran Drainase Eksisting ...33
4.2 Analisis Infiltrasi ...34
4.2.1 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Lapangan ...34
4.2.2 Analisis Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi dengan Metode Horton ...35
4.3 Uji Permeabilitas Tanah ...39
4.4 Analisis Hidrologi ...42
4.4.1 Analisis Curah Hujan Rencana ...42
4.4.1.1 Metode Distribusi Normal ...42
4.4.1.2 Metode Distribusi Log Normal ...44
4.4.1.3 Metode E.J. Gumbel I ...45
4.4.1.4 Metode Log Person III ...46
4.4.2 Uji Keselarasan Distribusi Frekuensi...48
4.4.2.1 Uji Chi Kuadrat ...48
4.4.2.1.1 Uji Chi Kuadrat Distribusi Normal ...48
4.4.2.1.2 Uji Chi Kuadrat Distribusi Log Normal ...49
4.4.2.1.4 Uji Chi Kuadrat Terhadap Distribusi Log Person III ...52
4.4.2.2 Uji Smirnov-Kolmogorov ...53
4.4.2.2.1 Uji Smirnov-Kolmogorov Distribusi Normal ...53
4.4.2.2.2 Uji Smirnov-Kolmogorov Distribusi Log Normal ...54
4.4.2.2.3 Uji Smirnov-Kolmogorov Distribusi E.J. Gumbel I ...55
4.4.2.2.4 Uji Smirnov-Kolmogorov Distribusi Log Person III ...57
4.4.3 Intensitas Hujan Jam-Jaman ...58
4.4.4 Koefisien Pengaliran ...60
4.4.5 Analisis Debit Banjir...61
4.5 Analisis Hidraulika ...62
4.5.1 Saluran Drainase Eksisting ...62
4.5.2 Sumur Resapan ...64
4.6 Efisiensi Penerapan Sumur Resapan ...68
4.7 Spesifikasi Sumur Resapan ...71
BAB V PENUTUPAN ...74
5.1 Kesimpulan ...74
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Riverside Polder, Kolam Konservasi, dan Drainase Resapan ...7
Gambar 2.2 Sumur Resapan ...9
Gambar 2.3 Singel Ring Infiltrometer ...22
Gambar 2.4 Penampang Melintang Saluran Trapesium ...25
Gambar 3.1 Bagan Diagram Alir ...31
Gambar 4.1 Kondisi Drainase Saat Hujan Kurang Dari Satu Jam ...33
Gambar 4.2 Singel Ring Infiltrometer ...35
Gambar 4.3 Grafik Fungsi Log (fo-fc) terhadap Waktu Kumlatif ...37
Gambar 4.4 Grafikf(t) Horton ...38
Gambar 4.5 Percobaan Falling Head Permeability ...40
Gambar 4.6 Hubungan Intensitas Hujan Untuk Lama Hujan (It) Dengan Waktu (t) ...61
Gambar 4.7 Penampang Saluran Drainase ...63
Gambar 4.8 Grafik Efisiensi Sistem Drainase Resapan Terhadap Debit Banjir Total ...69
Gambar 4.9 Grafik Efisiensi Sumur Resapan Terhadap Debit Banjir Rumah ...70
Gambar 4.10 Grafik Efisiensi Drainase Resapan Terhadap Debit Banjir Halaman Terbuka ....70
Gambar 4.11 Pembuatan Contoh Sumur Resapan ...72
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Nilai Variabel Reduksi Gauss ...12
Tabel 2.2 Faktor Frekuensi K Distribusi Log Normal ...13
Tabel 2.3 Nilai Reduksi (Yn) ...14
Tabel 2.4 Nilai Standard Deviasi dari Reduksi Variasi (Sn) ...14
Table 2.5 Nilai Reduksi Variasi (Yt) ...14
Table 2.6 Nilai Reduksi (K) Log Person ...15
Table 2.7 Nilai Krisis Chi Kuadrat ...16
Table 2.8 Nilai ∆ KrisisUji Smirrnov-Kolgomorov ...17
Table 2.9 Koefisien Pengaliran ...18
Table 2.10 Kriteria Kecepatan Laju Infiltrasi ...21
Table 2.11 Harga Koefisien Permeabilitas Pada Umumnya ...24
Table 2.12 Nilai Koefisien Kekerasan Manning (n) ...26
Table 3.1 Kala Ulang Untuk Saluran Drainase Berdasarkan Jenis Kota ...30
Table 4.1 Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi ...34
Table 4.2 Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Nyata ...37
Table 4.3 Hasil Perhitungan Pengujian Falling Head Permeability Tanah ...40
Tabel 4.4 Data Curah Hujan Kota Medan ...41
Table 4.5 Hasil Perhitungan Hujan Rencana Metode Distribusi Normal...42
Table 4.6 Hasil Perhitungan Hujan Rencana Metode Distribusi Log Normal ...43
Table 4.7 Hasil Perhitungan Hujan Rencana Metode Distribusi E.J.Gumbel ...45
Table 4.8 Hasil Perhitungan Hujan Rencana Metode Distribusi Log Person ...46
Table 4.9 Perhitungan Uji Kuadrat Metode Distribusi Normal ...48
Table 4.10 Perhitungan Uji Chi Kuadrat Metode Distribusi Log Normal ...50
Table 4.11 Perhitungan Uji Chi Kuadrat Metode Distribusi E.J. Gumble ...51
Table 4.12 Perhitungan Uji Chi Kuadrat Metode Distribusi Log Normal ...52
Table 4.13 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Metode Distribusi Normal ...53
Table 4.14 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Metode DistribusiLog Normal ...54
Table 4.15 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Metode DistribusiE.J. Gumbel ...55
Table 4.16 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Metode DistribusiLog Normal ...56
Table 4.17 Tabel Pengujian Curah Hujan Maksimum ...57
DAFTAR NOTASI
∆maks = Selisih data probabilitas teoritis dan emipiris A = Luas daerah aliran sungai (Km2)
a = Luas penampang saluran (m2) As = Luas penampang sampel tanah (cm2) B = Lebar dasar saluran (m)
C = Koefisien pengaliran DK = Derajat kebebasan
Ei = Nilai yang diharapkan (Expected frequency)
f(t) = Laju infiltrasi nyata cm/jam)
fc = Laju infiltrasi tetap (cm/jam)
fo = Laju infiltrasi awal (cm/jam)
H = Dalam sumur resapan (m) h = Tinggi muka air (m)
I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam)
It = Intensitas hujan untuklama hujan jam (mm/jam) k = Variabel reduksi Gauss
k = Konstanta geofisik
K = Koefisien permeabilitas tanah (cm/jam) L = Panjang Saluran (Km)
log�
������� = Harga rata-rata dari data
log� = Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah hujan rancangan untuk periode
ulang T tahun m = Kemiringan talud
n = Koefisien kekasaran Manning
n = Jumlah data
Oi = Nilai yang diamati (Observed frequency) P = Keliling basah saluran (m)
Pt(x) = Posisi data x menurut sebaran empiris Q = Debit banjir (m3/detik)
Qhalaman = Debit banjir pada halaman terbuka (m3/detik) Qmasuk = Debit air masuk sumur resapan (m3/detik) Qreduksi = Debit banjir yang direduksi (m3/detik) Qresapan = Debit air resapan ke dalam tanah (m3/detik) Qrumah = Debit banjir tiap rumah (m3/detik)
Qtotal = Debit banjir total area (m3/detik)
R = Curah hujan
R = Jari-jari hidraulis (m)
R24 = I24 = Curah hujan efektif dalam 1 hari (mm)
S = Kemiringan Sungai (m/m) S = Kemiringan saluran
Sn = Standard deviasi dari reduksi variasi Sx = Standard Deviasi
�log� = Standard Deviasi
t = Lama hujan (jam)
t = Waktu kumulatif (jam)
tc = Waktu Konsentrasi (jam) v = Kecepatan aliran (m/detik)
x2hit =Uji Statistik Yn = Reduksi variasi Yt = Nilai reduksi
�� = Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah hujan rencana untuk periode ulang T tahun
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 2 Data Curah Hujan Stasiun Sampali ...76
Lampiran 1 Data Uji Falling Head Permeability ...77
Lampiran 2 Peta Denah Lingkunga III Pasar III P.Bulan ...78
Lampiran 3 Layout Drainase Eksisting ...80
Lampiran 3 Data Penduduk Lingkungan III Pasar III P.Bulan ...81
