STUDI PERENCANAAN SISTEM DRAINASE PERUMAHAN
SUKOLILO DIAN REGENCY SURABAYA TIMUR DENGAN
PEMANFAATAN SISTEM LONG STORAGE SEBAGAI
UPAYA MENGURANGI KONTRIBUSI
LIMPASAN PERMUKAAN
JURNAL ILMIAH
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
RIZA HIMAWAN ABRIANTO
NIM. 0910640012-64
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK PENGAIRAN
MALANG
LEMBAR PERSETUJUAN
STUDI PERENCANAAN SISTEM DRAINASE PERUMAHAN
SUKOLILO DIAN REGENCY SURABAYA TIMUR DENGAN
PEMANFAATAN SISTEM LONG STORAGE SEBAGAI
UPAYA MENGURANGI KONTRIBUSI
LIMPASAN PERMUKAAN
JURNAL ILMIAH
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T.)
Disusun Oleh :
RIZA HIMAWAN ABRIANTO
NIM. 0910640012-64
Menyetujui : Dosen Pembimbing I
Ir. M. Janu Ismoyo, MT. NIP. 19580102 198601 1 001
Dosen Pembimbing II
Ir. Dwi Priyantoro, MS. NIP. 19580502 198503 1 001
STUDI PERENCANAAN SISTEM DRAINASE PERUMAHAN
SUKOLILO DIAN REGENCY SURABAYA TIMUR DENGAN
PEMANFAATAN SISTEM LONG STORAGE SEBAGAI
UPAYA MENGURANGI KONTRIBUSI
LIMPASAN PERMUKAAN
Riza Himawan Abrianto, Janu Ismoyo, Dwi Priyantoro
Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Jalan MT. Haryono 167, Malang 65145, Indonesia
E-mail: himawanriza@ymail.com
ABSTRAK
Permasalahan banjir Kota Surabaya sampai saat ini belum dapat tertangani secara menyeluruh walaupun Pemerintah Kota Surabaya telah berupaya semaksimal mungkin untuk mengatasinya. Berkaitan dengan permasalahan tersebut, Pemerintah Kota menetapkan bahwa setiap adanya pembangunan harus diikuti dengan penyelesaian banjir disekitar wilayah tersebut (PERDA Kota Surabaya Nomor 3 Tahun 2007 Tentang Rencana Tata Ruang Wilayah Kota Surabaya). Perumahan Sukolilo Dian Regency merupakan salah satu pengembang di wilayah Kecamatan Sukolilo yang membangun perumahan dengan mengubah tata guna lahan. Karena keterbatasan lahan pada kawasan perumahan maka dibangun long storage agar limpasan tertampung sementara tidak mengalir langsung ke saluran drainase eksisting.
Tujuan dari studi ini untuk mengetahui efektifitas kapasitas saluran drainase serta kapasitas tampungan long storage dengan kala ulang debit banjir 10 tahun untuk mengurangi kontribusi limpasan yang masuk ke saluran eksisting.
Pada studi ini dibutuhkan data topografi, curah hujan, survey, denah perumahan, rencana letak saluran drainase dan skema jaringan drainase eksisting. Perhitungan debit banjir rancangan menggunakan metode rasional. Setelah itu diperoleh debit banjir rancangan dari luas lahan tiap saluran ditambah perhitungan debit air kotor perumahan. Dari debit banjir rancangan, direncanakan dimensi saluran yang sesuai. Selanjutnya dengan manual prosedur dinas PU tentang Studi Kasus Drainase direncanakan kapasitas rencana long storage yang dapat mengurangi kontribusi debit drainase ke saluran eksisting dengan pengontrol pintu air klep otomatis.
Berdasarkan analisis kapasitas saluran menggunakan debit rancangan 10 tahun terdapat 2 tipe saluran di kawasan perumahan dengan penampang persegi yaitu saluran tersier , dimensi lebar = 0,5 m, tinggi dan jagaan = 0,5 m serta saluran sekunder dengan dimensi lebar = 1,5 m, tinggi dan jagaan = 1 m. Kedua tipe saluran terbuat dari bahan beton pra cetak sehingga mudah dalam pemasangan di lokasi studi. Dengan ketersediaan lahan serta kriteria kemudahan dalam pemeliharaan dan operasi dihasilkan kapasitas long storage dengan volume 7.225 m3 mampu mereduksi debit kala ulang 10 tahun sebesar 6.501 m3 dengan durasi debit puncak 25 menit dan waktu pengosongan selama 73 menit. Long storage pada lokasi studi mempunyai safety factor sebesar 10%.
ABSTRACT
Surabaya city and flood disaster are becoming two things that can’t be apart nowadays. This issue came up because the government haven’t finished the problem yet. However the threat of floods continuously haunted Surabaya. Depends on flooding problem, the local government has been making an effort to formulate appropriate policies to deal with flood disaster. The rule is including the flood solving in every development (Local Rules Surabaya City No.3, 2007 about Side Arrangement Plan of Surabaya City). Sukolilo Dian Regency is one of housing developer which constructing by changing the land use arrangement. Constructing long storage in limited area is needed to avoid run-off accumulation in existing drainage channel.
The aim of this study was to understand the effectiveness capacity of drainage channel and the effectiveness capacity of long storage system in specific return period
(Q10) to decrease the contribution of run-off which is included in existing drainage
channel.
Any variable of topography, rainfall, residence ground plan, drainage system plan, and the sketch of existing drainage system are needed in this study. Rational method is used to estimate design flood. The appropriate channel dimensions are based on the value of design flood. By using the ministry of public works’ manual procedure about drainage, long storage capacity can be designed to decrease the contribution of run-off which is included in existing drainage channel with flap gates.
Based on the analysis of channel capacity using design flood in specific period
(Q10), there are two type of channel in residence area. First is square longitudinal
section, tertiary channel, width is 0,5 meter, height is 0,5 meter. The second is square longitudinal section, secondary channel, width is 1,5 meter, height is 1,5 meter. This both types are made using precast concrete material that ease to set in location. Based on the limitation area and the easiest criteria of operation and maintenance, there is a capacity of long storage is 7.225 m3 that can reduce the discharge in specific return
period (Q10) about 6.501 m3, maximum discharge duration is 25 minutes and the
emptying time is 73 minutes. The safety factor of long storage in this study is 10 percent.
Keyword: Flood, City drainage, limited land, long storage I. PENDAHULUAN
Kota Surabaya secara geografis berada di Garis Lintang Selatan dan Bujur Timur antara 712’-721’ lintang Selatan dan 11236’-12754’ Bujur Timur. Luas wilayah Kota Surabaya adalah 32.639 Ha yang terbagi dalam lima wilayah pembatu walikota, 28 wilayah kecamatan dan 163 desa/kelurahan. Kecamatan Sukolilo adalah wilayah kecamatan yang meliputi wilayah daratan dan wilayah air. Secara adminitrasi di bawah Kecamatan Sukolilo termasuk wilayah Surabaya Timur. Topografi Kecamatan Sukolilo berada di wilayah dataran
rendah dengan elevasi <10 m dengan kemiringan lereng 0-2%. Morfologi Kecamatan Sukolilo merupakan dataran rendah yang terbentuk oleh rawa. Untuk kondisi tanah berupa tanah alluvial yang terjadi oleh endapan sungai atau endapan pantai.
Terjadinya banjir akibat alih fungsi lahan pada kawasan pembangunan Perumahan Sukolilo Dian Regency dan di sekitar wilayah tersebut serta terjadinya curah hujan yang cukup besar. Serta diberlakukannya peraturan yang menetapkan bahwa setiap adanya pembangunan harus diikuti dengan penyelesaian banjir disekitar wilayah
tersebut (PERDA Kota Surabaya Nomor 3 Tahun 2007 Tentang Rencana Tata Ruang Wilayah Kota Surabaya), dengan kata lain bahwa setiap ada pengajuan ijin dari pengembang maka pengembang tersebut harus turut serta berpartsipasi dalam penyelesaian banjir di sekitar wilayahnya. Maka salah satu usaha yang dilakukan adalah dengan merencanakan sistem drainase perumahan dengan kala ulang yang cocok digunakan pada kondisi perkotaan yaitu 10 tahun dan untuk mengurangi konstribusi limpasan yang masuk ke saluran primer digunakan
long storage akibat keterbatasan lahan
sebagai tampungan debit drainase perumahan sementara.
Dalam bidang teknik sipil, drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan, rembesan, maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan atau lahan, sehingga fungsi kawasan atau lahan tersebut tidak terganggu. Sementara itu, menurut Suhardjono (1984:1) drainase adalah suatu cara pembuangan kelebihan air yang tidak diinginkan pada suatu daerah, serta cara-cara penangggulangan akibat yang ditimbulkan oleh kelebihan air tersebut. Perencanaan sistem drainase dilakukan untuk menentukan kapasitas sekaligus arah aliran saluran drainase sehingga mampu mengalirkan debit banjir rancangan secara efektif.
Long storage merupakan
bangunan penyimpanan air sementara yang mempunyai dimensi memanjang, bangunan ini biasanya direncanakan karena keterbatasan lahan. Di dalam studi ini long storage lebih berfungsi untuk menampung debit banjir untuk sementara waktu dan membuangnya ketika muka air di saluran primer mulai surut. Dengan adanya long storage, akan ada daya tampung dari saluran drainase sebelum masuk ke dalam
saluran primer untuk membuang limpasan hujan pada suatu kawasan.
II. BAHAN DAN METODE 1. BAHAN
a. Analisa Hidrologi
Curah hujan rancangan merupakan curah hujan terbesar tahunan yang mungkin terjadi di suatu daerah dengan periode ulang tertentu Metode yang digunakan adalah Log Pearson III karena metode ini dapat digunakan untuk semua sebaran data serta sesuai untuk berbagai macam koefisien kepencengan dan koefisien kepuncakan (Harto, 1993:20).
Tahapan untuk menentukan curah hujan rancangan dengan menggunakan metode Log Pearson III adalah sebagai berikut:
Mengubah curah hujan harian maksimum ke dalam bentuk logaritma.
Menghitung nilai logaritma rata-rata:
Menghitung standart deviasinya (simpangan baku):
Menghitung koefisien kepencengan:
Hitung logaritma curah hujan rancangan dengan kala ulang tertentu:
Log Xt = log x + G. Si Menghitung antilog dari Xt dengan:
xi = data hujan (mm) x = rerata data hujan (mm) n = jumlah data
Xt = ch rancangan (mm)
Logx = rerata logaritma curah hujan tahunan maksimum
b. Debit Banjir Rancangan
Debit banjir rancangan adalah jumlah debit air hujan dan debit air kotor. Debit banjir rancangan ini nantinya akan digunakan dalam penentuan kapasitas saluran drainase. Bentuk persamaan dari debit banjir rancangan tersebut sebagai berikut:
Qr = Qah + Qak
dengan:
Qr = debit banjir rancangan (m3/dt)
Qah= debit air hujan (m3/dt)
Qak= debit air kotor (m3/dt) c. Debit Air Hujan
Salah satu metode yang digunakan untuk menghitung debit air hujan pada saluran drainase adalah metode Rasional. Rumus ini banyak digunakan untuk drainase perkotaan dengan daerah pengaliran yang sempit. Bentuk umum persamaan ini adalah sebagai berikut (Suhardjono, 2013):
Q = 0,278.C. I.A dengan:
Q = debit limpasan (m3/dtk) C = koefisien pengaliran
I = intensitas hujan selama waktu tiba banjir (mm/jam)
A = luas daerah (km2)
d. Debit Air Kotor
Debit air kotor adalah debit yang berasal dari buangan rumah tangga, bangunan gedung, instansi dan sebagainya. Besarnya dipengaruhi oleh banyaknya jumlah penduduk dan kebutuhan air rata-rata penduduk. Adapun besarnya kebutuhan air penduduk rata-rata adalah 150 liter/orang/hari. Sedangkan debit air kotor yang harus dibuang di dalam saluran adalah 70% dari kebutuhan air bersih (Suhardjono, 2013) Qak = A q Pn x Qak = A 0,00121 Pn x dengan:
Qak = debit air kotor
Pn = jumlah penduduk (jiwa)
q = jumlah air buangan(l/dt/orang)
e. Analisa Kapasitas Tampungan Long
Storage
Dari hasil analisa debit banjir rancangan, diperoleh debit maksimum dan waktu konsentrasi dari saluran yang ditinjau, kemudian dilanjutkan dengan analisa kapasitas tampungan hingga ke pembuatan grafik hubungan antara tampungan long storage dengan debit banjir yang melalui saluran primer.
Dengan metode hidrograf satuan berdasar data Qmax, Tc dan Td dan ditabulasikan kemudian digambarkan sebagai berikut:
Gambar 2.1.Hidrograf Aliran Masuk
(Anonim,----)
2. METODE
a. Pengumpulan Data
Setelah mengetahui kondisi daerah studi, kemudian dilakukan pengumpulan data penunjang. Data-data yang diperlukan tersebut adalah sebagai berikut:
Peta lokasi studi untuk mengetahui lokasi studi perencanaan.
Peta topografi. Peta tata guna lahan.
Skema jaringan drainase dan jalan eksisting sekitar kawasan studi. Data curah hujan guna keperluan
hidrologi. Data curah hujan diambil dari stasiun hujan Keputih, stasiun Larangan serta stasiun Wonorejo. Data hujan yang diperlukan dari tahun 1993-2012.
Data jumlah rumah untuk menetapkan jumlah penduduk yang akan menempati perumahan tersebut sehingga diketahui
kebutuhan air yang berada di kawasan studi.
b. Tahapan Penyelesaian Studi
Melakukan studi pustaka mengenai teori yang akan dipakai.
Mengumpulkan data-data yang diperlukan untuk kepentingan perhitungan.
Analisa hidrologi
1. Menghitung curah hujan rancangan dengan metode Log Pearson III dengan kala ulang 10 tahun.
2. Menguji kesesuaian distribusi hujan dengan uji Smirnov-Kolmogorov dan uji Chi Square untuk mengetahui kebenaran hipotesa frequensi Log Pearson III.
Perhitungan debit banjir rancangan (Qr) untuk evaluasi saluran drainase:
1. Menghitung waktu konsentrasi. 2. Menghitung intensitas hujan
rencana (Ir) dengan rumus Mononobe.
3. Menentukan koefisien pengaliran (C) dari peta tata guna lahan wilayah studi.
4. Menentukan luas daerah pengaliran (A) dari peta topografi.
5. Menghitung debit air hujan (Qah) dengan metode rasional. 6. Menghitung penetapan jumlah
penduduk di dalam kawasan perumahan.
7. Menghitung debit air kotor (Qak).
8. Menghitung debit rancangan (Qr) kala ulang 10 tahun.
9. Analisa hidrolika kapasitas saluran terhadap debit banjir rancangan dengan rumus Manning.
10. Analisa tampungan long storage. 11. Evaluasi kapasitas tampungan long storage terhadap debit banjir rancangan.
12. Kesimpulan dan Pembahasan.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Perhitungan Curah Hujan Daerah
Besarnya curah hujan maksimum rata-rata daerah diperoleh dengan menggunakan data dari stasiun hujan harian, yaitu: Stasiun Keputih, Stasiun Larangan dan Stasiun Wonorejo dengan periode pengamatan data curah hujan yang digunakan selama 20 tahun dari tahun 1993 s/d 2012. Sebelum dilakukan analisa hujan rencana terlebih dahulu dilakukan perhitungan hujan rata rata yang dilakukan dengan menggunakan cara aritmatik yaitu dengan cara menjumlahkan hujan harian maksimum pada setiap stasiun per tahun dibagi dengan jumlah stasiun yang digunakan.
2. Analisa Hidrologi
Analisa hidrologi digunakan untuk memperoleh besaran intensitas hujan yang kemudian diolah menjadi debit maksimum yang kemungkinan dapat terjadi di lapangan. Data hujan maksimum tahunan berdasarkan pencatatan 3 stasiun, yaitu: Stasiun Keputih, Stasiun Larangan dan Stasiun Wonorejo.
Tabel 1. Perhitungan Curah Hujan Rancangan Log Pearson III Dengan T Tahun.
3. Perhitungan Debit Air Hujan dengan Metode Rasional
Untuk menghitung debit rancangan air hujan pada saluran drainase digunakan rumus rasional karena rumus ini dapat digunakan untuk perencanaan saluran drainase dengan catchment area yang tidak terlalu luas. Berikut adalah gambar kawasan perumahan yang dijadikan studi.
Periode Curah Standart Faktor Hujan harian Hujan harian Ulang rata-rata deviasi distribusi maksimum maksimum
( T ) ( Log Xi ) Sd Log X ( K ) Log X ( X )
2 1.90 0.13 -0.027 1.894 78.33 5 1.90 0.13 0.833 2.003 100.68 10 1.90 0.13 1.298 2.062 115.33 25 1.90 0.13 1.806 2.126 133.74 50 1.90 0.13 2.140 2.169 147.44 100 1.90 0.13 2.445 2.207 161.17 200 1.90 0.13 2.728 2.243 175.04
Gambar 1. Peta Tata Guna Lahan Langkah - langkah perhitungan untuk saluran tersier 2 menuju saluran sekunder 1 dengan kala ulang 10 tahun adalah: a. Waktu Konsentrasi (tc) 77 . 0 60 0195 , 0 S L x tc = 77 . 0 00430 , 0 098 , 124 60 0195 , 0 x = 0,11119 jam
b. Menghitung intensitas hujan (I) I = 3 / 2 24 24 24 c t x R = 3 / 2 11119 , 0 24 24 33 , 115 x = 176,02795 mm/jam
c. Menghitung koefisien pengaliran rata-rata (Cm)
Di daerah studi terdapat berbagai macam tata guna lahan maka koefisien pengaliran yang digunakan adalah koefisien dari berbagai peruntukan tanah. Adapun koefisien pengaliran diambil nilai persentasenya. Berikut ini adalah contoh perhitungan Cm pada saluran tersier 2 menuju sekunder 1:
Cm =
n i i n i i i A xC A 1 = 0,72726d. Menghitung curah hujan rancangan metode rasional
Q = 0,278.C. I.A
= 0,278 . 0,73. 176,02795. 0,00203 = 0,07229 m3/detik
Untuk perhitungan saluran lainnya disajikan pada Tabel 2 dan Tabel 3. Tabel 2. Perhitungan Debit Air Hujan
Saluran Tersier Kala Ulang 10 Tahun
Menuju saluran sekunder 1
Menuju saluran sekunder 2
Menuju saluran sekunder 3
Tabel 3. Perhitungan Debit Air Hujan Saluran Tersier Kala Ulang 10 Tahun
Menuju long storage
Panjang Saluran Luas Total Debit Air Hujan Qah Komulatif
(L) (A) Q Qkomulatif (m) (km2) (m3/dt) (m3/dt) T2 124.09800 0.00203 0.07229 0.07229 T5 128.91700 0.00196 0.06691 0.13919 T6 125.41800 0.00190 0.06720 0.20639 T9 122.39600 0.00181 0.06528 0.27167 T10 113.12200 0.00171 0.06481 0.33648 T13 109.79300 0.00162 0.06584 0.40233 T14 100.79000 0.00150 0.06431 0.46663 T17 97.08300 0.00144 0.06182 0.52845 T18 87.88800 0.00137 0.06119 0.58965 T21 80.17300 0.00124 0.06586 0.65551 T30 77.40000 0.00365 0.12881 0.78432 T24 258.70600 0.01528 0.26945 1.05377 T27 78.23700 0.00466 0.15420 1.20797 T28 213.60500 0.00924 0.18024 1.38820 Saluran
Panjang Luas Total Debit Air Hujan Qah Komulatif
(L) (A) Q Qkomulatif (m) (km2) (m3/dt) (m3/dt) T1 183.01100 0.00483 0.11987 0.11987 T3 104.73650 0.00237 0.09625 0.21612 T4 105.57300 0.00212 0.08845 0.30457 T7 112.00900 0.00220 0.08706 0.39163 T8 116.91300 0.00226 0.08668 0.47831 T11 118.35750 0.00233 0.08826 0.56657 T12 123.73600 0.00239 0.09268 0.65925 T15 125.16750 0.00246 0.09267 0.75191 T16 128.50750 0.00250 0.09346 0.84537 T19 129.01150 0.00251 0.09362 0.93899 T20 129.04650 0.00251 0.09342 1.03241 T22 129.75400 0.00252 0.09340 1.12581 T23 129.58300 0.00252 0.09426 1.22007 T25 130.03150 0.00254 0.09474 1.31481 T26 130.12000 0.00300 0.10985 1.42465 Saluran
Panjang Luas Total Debit Air Hujan Qah Komulatif
(L) (A) Q Qkomulatif (m) (km2) (m3/dt) (m3/dt) T31 65.44700 0.00114 0.06081 0.06081 T3 104.73650 0.00237 0.09625 0.15707 T4 105.57300 0.00212 0.08845 0.24551 T7 112.00900 0.00220 0.08706 0.33258 T8 116.91300 0.00226 0.08668 0.41925 T11 118.35750 0.00233 0.08826 0.50752 T12 123.73600 0.00239 0.09268 0.60019 T15 125.16750 0.00246 0.09267 0.69286 T16 128.50750 0.00250 0.09346 0.78631 T19 129.01150 0.00251 0.09362 0.87994 T20 129.04650 0.00251 0.09342 0.97336 T22 129.75400 0.00252 0.09340 1.06676 T23 129.58300 0.00252 0.09426 1.16102 T25 130.03150 0.00254 0.09474 1.25575 T26 130.12000 0.00300 0.10985 1.36560 Saluran
Panjang Saluran Luas Total Debit Air Hujan
(L) (A) Q (m) (km2) (m3/dt) 1 409.95 0.04941 1.38820 2 477.45 0.03907 1.42465 3 346.31 0.03538 1.36560 Total 0.12386 4.17846 Saluran Sekunder
4. Perhitungan Debit Air Buangan Penduduk
Pada perhitungan debit air buangan penduduk jumlah penduduk pada perumahan ditetapkan dengan jumlah rumah yang telah disediakan. perumahan ditetapkan dengan jumlah rumah yang telah disediakan. Dengan memakai standart jumlah penduduk pada tiap rumah yang telah tercantum pada Standart Nasional. Berikut data penetapan jumlah penduduk Perumahan Sukolilo Dian Regency:
- Luas Area Pemukiman : 63.393 m2 - Tipe rumah yang disediakan :
1. T45 sebanyak : 134 rumah 2. T59 sebanyak : 294 rumah 3. T69 sebanyak : 219 rumah - Total rumah : 647 rumah - Standart jumlah penduduk dalam 1
rumah = 5 orang, Jadi 647 x 5 = 3235 orang
Selanjutnya dapat diketahui debit air buangan penduduk dengan perhitungan sebagai berikut:
Tabel 4. Perhitungan Debit Air Buangan Penduduk
Saluran tersier menuju saluran sekunder 1
Saluran tersier menuju saluran sekunder 2
Saluran tersier menuju saluran sekunder 3
5. Perhitungan Debit Banjir Rancangan Total
Tabel 5. Perhitungan Debit Banjir Rancangan Total Kala Ulang 10 Tahun
6. Analisa Hidrolika
Tabel 6. Analisa Rencana Kapasitas Saluran Tersier
Menuju Saluran Sekunder 1
Menuju Saluran Sekunder 2
Saluran Jumlah Penduduk Luas Pemukiman Qper km Qak Q komulatif
Tersier jiwa Km2 m3 /dt/km2 m3 /dt m3 /dt 2 18 90 0.00135 0.00088 1.2 x 10-6 1.2 x 10-6 5 16 80 0.00120 0.00078 0.9 x 10-6 2.1 x 10-6 6 16 80 0.00120 0.00078 0.9 x 10-6 3.1 x 10-6 9 15 75 0.00113 0.00074 0.8 x 10-6 3.9 x 10-6 10 14 70 0.00105 0.00069 0.7 x 10-6 4.6 x 10-6 13 13 65 0.00098 0.00064 0.6 x 10-6 5.2 x 10-6 14 12 60 0.00090 0.00059 0.5 x 10-6 5.8 x 10-6 17 10 50 0.00075 0.00049 0.4 x 10-6 6.1 x 10-6 18 9 45 0.00068 0.00044 0.3 x 10-6 6.4 x 10-6 21 11 55 0.00083 0.00054 0.4 x 10-6 6.9 x 10-6 24 9 45 0.00095 0.00044 0.4 x 10-6 7.3 x 10-6 27 9 45 0.00095 0.00044 0.4 x 10-6 7.7 x 10-6 28 9 45 0.00132 0.00044 0.6 x 10-6 8.3 x 10-6 Jumlah Rumah
Saluran Jumlah Penduduk Luas Pemukiman Qper km Qak Q kumulatif
Tersier jiwa Km2 m3 /dt/km2 m3 /dt m3 /dt 1 26 130 0.00234 0.00128 3.0 x 10-6 0.3 x 10-5 3 18 90 0.00284 0.00088 2.5 x 10-6 0.6 x 10-5 4 34 170 0.00306 0.00167 5.1 x 10-6 1.1 x 10-5 7 30 150 0.00315 0.00147 4.6 x 10-6 1.5 x 10-5 8 36 180 0.00324 0.00177 5.7 x 10-6 2.1 x 10-5 11 37 185 0.00333 0.00182 6.0 x 10-6 2.7 x 10-5 12 33 165 0.00347 0.00162 5.6 x 10-6 3.3 x 10-5 15 33 165 0.00347 0.00162 5.6 x 10-6 3.8 x 10-5 16 39 195 0.00351 0.00191 6.7 x 10-6 4.5 x 10-5 19 40 200 0.00360 0.00196 7.1 x 10-6 5.2 x 10-5 20 40 200 0.00360 0.00196 7.1 x 10-6 5.9 x 10-5 22 40 200 0.00360 0.00196 7.1 x 10-6 6.6 x 10-5 23 35 175 0.00368 0.00172 6.3 x 10-6 7.2 x 10-5 25 41 205 0.00369 0.00201 7.4 x 10-6 8.0 x 10-5 26 34 170 0.00357 0.00167 6.0 x 10-6 8.6 x 10-5 Jumlah Rumah
Saluran Jumlah Penduduk Luas Pemukiman Qper km Qak Q kumulatif
Tersier jiwa Km2 m3 /dt/km2 m3 /dt m3 /dt 3 18 90 0.00284 0.00088 2.5 x 10-6 0.3 x 10-5 4 34 170 0.00306 0.00167 5.1 x 10-6 0.8 x 10-5 7 30 150 0.00315 0.00147 4.6 x 10-6 1.2 x 10-5 8 36 180 0.00324 0.00177 5.7 x 10-6 1.8 x 10-5 11 37 185 0.00333 0.00182 6.0 x 10-6 2.4 x 10-5 12 33 165 0.00347 0.00162 5.6 x 10-6 3.0 x 10-5 15 33 165 0.00347 0.00162 5.6 x 10-6 3.5 x 10-5 16 39 195 0.00351 0.00191 6.7 x 10-6 4.2 x 10-5 19 40 200 0.00360 0.00196 7.1 x 10-6 4.9 x 10-5 20 40 200 0.00360 0.00196 7.1 x 10-6 5.6 x 10-5 22 40 200 0.00360 0.00196 7.1 x 10-6 6.3 x 10-5 23 35 175 0.00368 0.00172 6.3 x 10-6 6.9 x 10-5 25 41 205 0.00369 0.00201 7.4 x 10-6 7.7 x 10-5 26 34 170 0.00357 0.00167 6.0 x 10-6 8.3 x 10-5 Jumlah Rumah Qah Qak Qtotal m3/dt m3/dt m3/dt Sekunder 1 1.38820 0.00001 1.38821 Sekunder 2 1.42465 0.00009 1.42474 Sekunder 3 1.36560 0.00008 1.36568 4.17864 Saluran Total Q b h w A V m3/dt m m m m2 m/dt T2 0.07229 0.00403 0.5 0.25 0.1 0.125 0.57831 T5 0.06691 0.00388 0.5 0.25 0.1 0.125 1.28848 T6 0.06720 0.00399 0.5 0.25 0.1 0.125 1.30633 T9 0.06528 0.00409 0.5 0.25 0.1 0.125 1.32236 T10 0.06481 0.00442 0.5 0.25 0.1 0.125 0.51851 T13 0.06584 0.00546 0.5 0.25 0.1 0.125 0.52674 T14 0.06431 0.00595 0.5 0.25 0.1 0.125 0.51445 T17 0.06182 0.00618 0.5 0.25 0.1 0.125 0.49458 T18 0.06119 0.00683 0.5 0.25 0.1 0.125 0.48955 T21 0.06586 0.00748 0.5 0.25 0.1 0.125 0.52688 T30 0.12881 0.00646 0.5 0.25 0.1 0.125 1.03050 T24 0.26945 0.00232 0.5 0.25 0.1 0.125 0.99637 T27 0.15420 0.00767 0.5 0.25 0.1 0.125 1.23359 T28 0.18024 0.00281 0.5 0.25 0.1 0.125 1.09652 Tersier slope Q b h w A V m3/dt m m m m2 m/dt T1 0.11987 0.00273 0.5 0.25 0.1 0.125 1.0 T3 0.09626 0.00477 0.5 0.25 0.1 0.125 0.8 T4 0.08845 0.00474 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T7 0.08707 0.00446 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T8 0.08668 0.00428 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T11 0.08827 0.00422 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T12 0.09268 0.00485 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T15 0.09267 0.00479 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T16 0.09346 0.00467 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T19 0.09363 0.00465 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T20 0.09343 0.00465 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T22 0.09341 0.00462 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T23 0.09427 0.00463 0.5 0.25 0.1 0.125 0.8 T25 0.09474 0.00461 0.5 0.25 0.1 0.125 0.8 T26 0.10985 0.00461 0.5 0.25 0.1 0.125 0.9 Tersier s
Menuju Saluran Sekunder 3
Tabel 7. Analisa Rencana Kapasitas Saluran Sekunder
7. Analisis Kapasitas Long Storage
Guna menampung kelebihan air buangan akibat perubahan tata guna lahan yang berpengaruh terhadap koefisien pengaliran (C) dari kawasan yang menyerap air / tambak menjadi kawasan pemukiman maka dibutuhkan tempat untuk menampung kelebihan debit di kawasan itu. Mengingat tidak tersedianya lahan untuk membuat tampungan maka volume tampungan dapat ditempatkan pada saluran yang ada didalam kawasan dengan dimensi yang cukup ( tampungan memanjang /
long storage ). Pembuatan tampungan
sebagaimana tersebut diatas sejalan dengan program pemerintah Kota Surabaya bahwa saluran yang ada tidak diperkenankan adanya penambahan debit akibat perubahan tata guna lahan atau ∆Q = 0 (penambahan debit buangan = 0).
Tampungan sementara ini berfungsi untuk membantu menyimpan air untuk menampung banjir langsung dari saluran drainase pada saat air tidak dapat mengalir dikarenakan saluran yang biasa digunakan untuk mengalirkan banjir mengalami debit puncak.
Dengan melihat dari segi kemudahan dalam pemeliharan, manfaat dan operasi serta tidak terganggunya aktivitas transportasi di dalam kawasan
tersebut maka dipiliih rencana long storage dengan dimensi sebagai berikut: Panjang long storage : 610 m Lebar long storage : 3 m Tinggi muka air long storage : 1,5 m Maka volume long storage dapat dihitung sebagai berikut:
Volume I = Panjang x lebar x tinggi = 610 x 3 x 1,5
= 2745 m3
Menurut manual prosedur dinas PU tentang Studi Kasus Drainase, dijelaskan mengenai analisa kapasitas tampungan dengan mengunakan hidrograf satuan berdasar pada data Qmax, Tc dan Td. Dari data perhitungan dapat dibuat sebuah hidrograf inflow sebagai berikut:
Qp 10max : 4,17864 m3/dt Tc : 0,41685 jam
Td : 22,56663 menit
T0 : 2,44429 menit
Hasil penggambaran hidrograf tampungan long storage disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Hidrograf Inflow Long
Storage Q10 Tahun
Dari hidrograf inflow yang telah disajikan pada Gambar 4.2 dapat disimulasikan hubungan antara debit inflow, outflow dengan kapasitas tampungan. Berikut ini adalah contoh perhitungan terhadap Qr 10 tahun:
Menghitung waktu sebaran debit = td+t0+tc+td
= 22,567+2,444+25,011+22,567 = 75 menit
Menghitung volume inflow pada menit pertama
Vol.inflow = Qr menit pertama x 60
= 0,1670 x 60 = 10,02 m3 Q b h w A V m3/dt m m m m2 m/dt T31 0.06081 0.00764 0.5 0.25 0.1 0.125 0.5 T3 0.09626 0.00477 0.5 0.25 0.1 0.125 0.8 T4 0.08845 0.00474 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T7 0.08707 0.00446 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T8 0.08668 0.00428 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T11 0.08827 0.00422 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T12 0.09268 0.00485 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T15 0.09267 0.00479 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T16 0.09346 0.00467 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T19 0.09363 0.00465 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T20 0.09343 0.00465 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T22 0.09341 0.00462 0.5 0.25 0.1 0.125 0.7 T23 0.09427 0.00463 0.5 0.25 0.1 0.125 0.8 T25 0.09474 0.00461 0.5 0.25 0.1 0.125 0.8 T26 0.10985 0.00461 0.5 0.25 0.1 0.125 0.9 Tersier s Saluran Q b h w A V Sekunder m3/dt m m m m2 m/dt 1 1.388 0.001439 1.5 0.80 0.26 1.2 1.157 2 1.425 0.001927 1.5 0.80 0.26 1.2 1.187 3 1.366 0.001155 1.5 0.80 0.26 1.2 1.138 s
Menghitung volume inflow total pada menit kedua
Vol.inflow total = Vol.inflow menit awal +
Vol.inflow menit kedua = 10,02 + 20,04
= 30,06000 m3/detik
Membuat Hidrograf debit saluran primer eksisting yang melewati saluran primer sehingga diketahui fluktuasi tinggi muka air pada saluran primer. Berikut data saluran primer eksisting setelah mengalami normalisasi sehingga dapat menampung debit eksisting :
Qnormal = 0,423 m3/dt
Qbanjir = 2,14 m3/dt
Lebar saluran (b) = 3 m
(Vprimer) = 0,47 m/dt
(hmax) = 1,52 m3/dt Elevasi dasar saluran = +3,170 Durasi waktu debit puncak saluran primer dengan debit rancangan perumahan sama sehingga pada waktu di kawasan perumahan mengalami debit puncak air ditampung di dalam long
storage. Dan setelah debit di saluran
primer berkurang secara berkala air yang ditampung di dalam long storage akan dibuang melewati pintu klep otomatis. Berikut adalah hidrograf debit di saluran primer.
Gambar 3. Hidrograf Debit Saluran Primer
Mekanisme pengoperasian pintu klep otomatis adalah sebagai berikut ini. Pada saat muka air hulu lebih rendah dari muka air di hilir pintu maka karena berat sendiri pintu akan menutup. Tekanan hidrostatis di sebelah hulu tidak mampu melawan berat pintu dan tekanan hidrostatis di sebelah hilir. Dan sebaliknya apabila elevasi muka air di hulu pintu lebih tinggi daripada elevasi muka air di hilir maka pintu akan
terbuka secara berkala. Berikut adalah data pintu klep air otomatis untuk rencana awal long storage:
- Jumlah = 1 buah
- Bahan fiberglass
- Tinggi total pintu = 2 m - Tinggi muka air maks = 1,5 m - Lebar pintu = 1,5 m - Berat pintu = 1 kN - Kemiringan vertikal = 10o
Gambar 3. Pintu klep otomatis Dari perhitungan gaya yang terjadi pada pintu klep otomatis (Bambang Triatmodjo, 1993: 62) maka pintu akan membuka apabila elevasi muka air di hulu adalah h ≥ 35 cm di atas elevasi muka air hilir. Selanjutnya perhitungan debit yang mengalir melewati pintu klep otomatis menurut manual prosedur dinas PU tentang Studi Kasus Drainase dengan rumus sebagai berikut :
Q = Cd. a. b. √ .
= Cd. (hw – Δh/3). b. √ .
dengan :
Q = debit yang melewati pintu(m3/dt) Cd = koefisien pengaliran
a = bukaan pintu (m) b = lebar pintu (m) g = gravitasi (9,81 m/s2)
Δh = beda elevasi muka air hulu dan hilir pintu (m)
hw = tinggi muka air di hilir pintu(m)
Gambar 4. Kapasitas Tampungan Long
Dari analisa perhitungan dan grafik dapat dilihat bahwa kapasitas long storage tidak mencukupi. Besar tampungan sisa yang tidak dapat ditampung oleh long storage yaitu sebesar 3.961,5 m3. Bahkan ketika long storage ditambah oleh dengan tampungan saluran yang sudah dipersiapkan sebesar 1.574,7 m3 masih tidak mencukupi. Pada tabel juga terlihat durasi pengosongan long storage agar bisa diisi kembali yaitu
selama selama 80 menit.
8. Perencanaan Ulang Dimensi Long
Storage
Karena pada rencana awal dimensi long storage tidak dapat menampung debit banjir rancangan maka diperlukan suatu alternatif maka dilakukan pemaksimalan kapasitas long
storage. Pemaksimalan direncanakan
dengan mempertimbangkan tidak mengganggu jalur transportasi yang ada di dalam kawasan perumahan di saat melaksanakan pemeliharaan. Ada 2 lokasi yang menjadi tempat pelebaran
long storage sehingga kapasitas
mencukupi serta penambahan pintu air di lokasi baru yang dijadikan long
storage.
Berikut adalah rencana dimensi baru tampungan setelah memaksimalkan tempat untuk pelebaran long storage.
Lokasi 1 penambahan lebar sebesar = 3 m x panjang storage = 3 m x 361,75 m = 1085,25 m2
sehingga kapasitas lokasi 1
= 1085,25 m2 x tinggi storage = 1085,25 m2 x 1,5 m
= 1627,875 m3
Lokasi 2 adalah lokasi baru dengan panjang 319,96 m dan lebar mengkuti lebar total lokasi 1 yaitu 6 m, jadi luas
= 316,95 m x 6 m = 1901,7 m2
Jadi kapasitas total long storage rencana dengan 2 lokasi long storage yang baru adalah
= 2745 m3 + 1627,875 m3 + 2852,55 m3
= 7225,425 m3
Dengan Penambahan 3 pintu klep otomatis yang berdimensi sama dengan pintu air sebelumnya sehingga debit di dalam tampungan dapat keluar dengan maksimal.
Gambar 5. Kapasitas Tampungan Long
Storage Setelah Mengalami Perubahan
Dimensi Rencana
Pada grafik dapat dilihat debit banjir di perumahan dapat ditampung dengan baik bahkan masih ada sisa sehingga tidak perlu khawatir apabila terjadi hujan kembali. Kemudian pada tabel terlihat air di dalam long storage tidak dapat mengalir ketika debit pada saluran primer mencapai puncak dan baru dapat mengalir ketika debit banjir pada saluran primer mulai surut. Durasi pengosongan pada alternatif cenderung lebih cepat dari sebelumnya yaitu menit menjadi 73 menit. Dengan debit puncak terjadi pada durasi 25,01 menit dengan kapasitas tampungan di atas maka long storage mempunyai safety
factor sebesar 10 %. Apabila
menginginkan safety factor yang lebih besar maka durasi debit puncak perumahan harus lebih lama lagi dari kondisi sebelumnya.
9. Operasi dan Pemeliharaan Saluran Drainase Serta Long Storage
Air yang masuk ke dalam saluran tersier maupun sekunder pada bagian inlet diberi penangkap sampah sehingga air hujan maupun air limbah rumah tangga dapat lancar masuk serta tidak menghambat cara kerja saluran drainase. Juga pada saat air masuk ke dalam long storage.
Saluran Long storage harus senantiasa dibersihkan secara berkala
untuk menjaga kapasitas daya tampung
long storage.
Long storage dan saluran
sekunder yang merupakan saluran tertutup diberi manhole untuk pemeliharaan agar lebih mudah serta tempat untuk memeriksa tinggi muka air sehingga apabila muka air di dalam
long storage akan mencapai tinggi
maksimum air dapat dipompa dialirkan ke saluran primer.
Pada saluran sekunder yang merupakan saluran tertutup diberi
manhole untuk proses pemeliharaan
maupun untuk melihat kondisi di dalam saluran tersebut. Manhole adalah salah satu bangunan pelengkap sistem penyaluran air buangan yang berfungsi sebagai tempat memeriksa, memperbaiki, dan membersihkan saluran dari kotoran yang mengendap dan benda-benda yang tersangkut selama pengaliran, serta untuk mempertemukan beberapa cabang saluran, baik dengan ketinggian sama maupun berbeda. Manhole ditempatkan pada setiap pertemuan antara saluran tersier dengan saluran sekunder. Dimensi dari manhole pada saluran sekunder yaitu 1 m x 1 m berbentuk persegi dengan ketebalan 15 cm. Berbeda dengan saluran sekunder, long storage yang juga merupakan tampungan tertutup penempatan manhole sesuai standar PU. Diameter atau tinggi long storage 1,5 m maka berdasar standar PU jarak antar
manhole yang sesuai yaitu 100 m
dengan dimensi 1,5 m x 1,5 m berbentuk persegi dengan ketebalan 15 cm.
Operasional pintu dilakukan dengan membuka dan menutup secara otomatis. Long storage harus secara berkala dilakukan penggontoran dengan cara saat terjadi hujan pintu di tutup sehingga muka air di long storage meninggi. Bila kondisi muka air di saluran primer sudah rendah maka pintu
bisa dibuka secara penuh sehingga sedimen didalam long storage bersih.
10. Alternatif Penanganan
Mengantisipasi terjadinya hujan terus menerus atau pengaruh backwater di saluran primer sehingga pintu air menutup dengan jangka waktu lebih lama maka dibutuhkan suatu alternatif penanganan. Berikut adalah beberapa solusi penanganan yang mungkin untuk dilakukan:
1. Pemasangan pompa pada long
storage menuju saluran primer
sehingga long storage siap untuk dipakai pada musim hujan. Pemasangan pompa juga dilakukan agar long storage bersih dari lumpur yang ada di dalam tampungan. 2. Pengerukan secara berkala atau
memperlebar badan saluran primer sehingga kapasitas saluran tetap bisa menampung debit banjir.
IV. KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil evaluasi dan perhitungan pada bab sebelumnya, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Rencana sistem drainase pada daerah studi menggunakan konsep drainase yang terbuang tidak langsung masuk ke saluran primer. Hal ini dikarenakan adanya program pemerintah Kota Surabaya bahwa saluran yang telah ada tidak boleh menerima adanya penambahan debit akibat perubahan tata guna lahan. Oleh sebab itu pada lokasi studi ini perlu membuat tampungan. Dikarenakan oleh keterbatasan lahan, maka ketika debit mengalir dari saluran sekunder sebelum masuk ke saluran primer ditampung ke dalam
long storage.
2. Debit rancangan pada lokasi studi dengan kala ulang 10 tahun sebesar
4,20 m3/detik. Debit tersebut lebih
besar 51% dari debit eksisting yang mengalir di saluran primer sebesar 2,14 m3/detik.
3. Rencana saluran pembuang terdapat dua tipe dengan penampang persegi terbuat dari beton pracetak berbentuk balok. Berikut adalah dimensi dari kedua tipe saluran tersebut:
a. Saluran tersier dengan lebar (b) 0,5 m dan tinggi muka air serta tinggi jagaan (h+w) 0,5 m, sedangkan
b. Saluran sekunder yaitu dengan lebar (b) 1,5 m dan tinggi muka air serta tinggi jagaan (h+w) 1 m. 4. Analisis kapasitas long storage
sebesar 7225 m3 mampu mereduksi debit kala ulang 10 tahun yaitu sebesar 6.501 m3 dengan durasi debit puncak 25 menit dan mempunyai safety factor sebesar 10%.
5. Pola operasi long storage
menggunakan pintu klep otomatis. Pintu mulai terbuka ketika telah terjadi perbedaan tinggi antara muka air hulu dengan muka air hilir sebesar 35 cm. Elevasi muka air saat pintu terbuka pada long storage yang telah mengalami perubahan dimensi ulang adalah +4,770 pada bagian hulu dan +4,420 di bagian hilir.
2. Saran
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penanganan banjir pada kawasan studi perumahan Sukolilo Dian Regency adalah sebagai berikut: 1. Untuk menghindari masalah
pendangkalan saluran primer yang merupakan sistem drainase utama perumahan, sehingga elevasinya tetap dan tidak melebihi elevasi dasar long storage yang dapat mengurangi fungsinya maka perlu dilakukan pengerukan secara berkala. Dan melakukan pemeliharaan pada long
storage yang telah diberi manhole.
2. Masyarakat diharapkan dapat berperan serta dalam rangka penanggulangan banjir, yaitu dengan cara tidak membuang sampah pada saluran dan pemasangan penangkap sampah sebelum masuk ke dalam long storage
3. Mengoptimalkan program pendanaan Operasional dan Pemeliharaan (O & P), sehingga sistem drainase dapat berfungsi dengan optimal dan bertahan sesuai umur rencana.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. Studi Kasus Perhitungan
Analisis Hidrologi dan Hidraulika
Sistem Penanggulangan
Genangan di Kompleks
Perumahan PU Pejompongan.
Departemen Perkerjaan Umum. 1986. Kriteria Perencanaan Jaringan Irigasi : 02. Jakarta:
Departemen Pekerjaan Umum. Harto,Sri.1993. Analisis Hidrologi,
Jakarta: Erlangga.
Isnomo, D. 1999. Studi Perencanaan
Kolam Pengatur Air (Regulating Pond) di Perumahan Graha Taman Bunga Semarang. Skripsi
tidak dipublikasikan. Malang: Universitas Brawijaya.
Suhardjono, 2013. Drainase Perkotaan, Malang: Universitas Brawijaya.
Gambar 6. Denah dan Skema Jaringan Saluran Drainase serta Letak Long Storage Perumahan Sukolilo Dian Regency
