Analisa Hidrolika - LANDASAN TEORI - Analisa Kapasitas Drainase di Perumahan Griya Mukti Sejaht

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.4. Analisa Hidrolika

Analisa hidrolika dimaksudkan untuk mencari dimensi hidrolis dari saluran drainase dan bangunan-bangunan pelengkapnya. Dalam menentukan besaran dimensi saluran drainase, perlu diperhitungkan kriteria-kriteria perencanaan berdasarkan kaidah-kaidah hidrolika.

2.4.1. Kapasitas Saluran

Pada tahap awal analisa diasumsikan bahwa yang terjadi adalah seragam.

Analisa untuk menghitung kapasitas saluran, diperlukan persamaan kontinuitas dan rumus Manning, yaitu :

Q = Aw. V (2.33)

V = . R ^/ . S ^/ (2.34)

R = (2.35)

Dimana :

Q = Debit atau debit saluran (m³/det) Aw = Luas penampang basah saluran (m²⁾ V = Kecepatan rata-rata (m/det)

n = Koefisien kekasaran dinding manning R = Jari-jari hidrolis (m)

S = Kemiringan memanjang saluran (%) P = Keliling basah saluran (m)

i = Kemiringan saluran samping (%) 2.4.2. Kecepatan Pengaliran

Penentuan kecepatan aliran air didalam saluran yang direncanakan didasarkan pada kecepatan minimum yang diperbolehkan agar konstruksi saluran tetap aman.

Persamaan manning : (Wesli, 2008).

𝑉 = . 𝐴 . 𝑅 ^/ . 𝑆 ^/ (2.36)

Dimana :

V = Kecepatan aliran (jam) n = Koefisien kekasaran Manning R = Jari-jari hidrolis

S = Kemiringan memanjang saluran A = Luas penampang basah saluran (m²)

Untuk desain dimensi saluran tanpa perkerasan, dipakai harga n Manning normal atau maksimum, sedangkan harga n Manning minimum hanya dipakai untuk pengecekan bagian saluran yang mudah terkena gerusan. Harga n Manning tergantung hanya pada kekasaran sisi dan dasar saluran.

2.4.3. Dimensi Saluran

Saluran adalah tempat aliran air sengaja dibuat manusia, secara umum alirannya adalah steady flow (aliran tetap) (Dimensi dan Sosialisasi Keteknikan Ditjen Cipta Karya, 2011). Faktor-faktor yang perlu di pertimbangkan dalam pemilihan bentuk saluran adalah :

a) Tata guna lahan yang akan berpengaruh terhadap ketersediaan tanah.

b) Kemampuan pengaliran dengan memperhatikan bahan saluran.

c) Kemudahan pembuatan dan pemeliharaan

Dimensi saluran harus mampu mengalirkan debit rencana atau dengan kata lain debit yang dialirkan oleh saluran (Qs) sama atau lebih besar dari debit rencana (Qrenc) . (Wesli, 2008).

Qs ≥ Qrenc (2.34)

Debit suatu penampang saluran (Qs) dapat diperoleh dengan menggunakan rumus dibawah ini :

Qs = As . V (2.37)

Dimana :

Qs = Debit saluran penampang As = Luas Penampang

V = Kecepatan aliran

Dalam pencarian dimensi saluran ada beberapa rumus yang digunakan antara lain sebagai berikut : (Suripin, 2004).

1. Penampang Persegi Panjang

a. Mencari Luas Penampang Saluran

As = (2.38)

b. Mencari Tinggi Saluran

h = √As (2.39)

c. Mencari Lebar saluran

b = √As (2.40)

d. Mencari Keliling Besar Saluran

Ps = b + 2 h (2.41)

e. Mencari Luas Penampang Saluran

A = b + h (2.42)

f. Mencari Jari-jari Hidrolik

Rs = (2.43)

g. Mencari Tinggi Jagaan

w = (2.44)

h. Mencari Debit Kontrol

Qs = As . V (2.45) 2. Penampang Trapesium

a. Menghitung Luas Penampang Basah (A)

Gambar 2.11 Penampang Persegi Panjang

A = (b + mh) h (2.46)

b. Menghitung Lebar Dasar (B)

b = . h√1 + m (2.47)

c. Menghitung Keliling Basah (Ps)

Ps = b + 2h√1 + m (2.48)

d. Menghitung Jari-jari Hidrolis (Rs)

Rs = A/P (2.49)

e. Debit Saluran (Qs)

Qs = A × V = A × R × S ^, (2.50)

f. Tinggi Jagaan (W)

w = (2.51)

3. Penampang Lingkaran

a. Kedalaman Aliran Saluran

V = R S1 (2.52)

Gambar 2.12 Penampang Trapesium

Gambar 2.13 Penampang Lingkaran

b. Luas Penampang

As = y (2.53)

c. Debit Saluran

Qs = As V (2.54)

Dimana :

b = Lebar saluran (m) h = Tinggi saluran (m) m = Kemiringan talud (m) Ps = Keliling basah saluran (m³) Rs = Jari-jari hidrolis (m).

A = Luas penampang basah (m²) W = Tinggi jagaan (m)

As = Luas penampang saluran V = Kecepatan aliran

S = Standar deviasi Qs = Debit saluran (m³/det)

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Kawasan Perumahan Griya Mukti Sejahtera RT 06, 07, dan 08 Kelurahan Gunung Lingai, Kecamatan Sungai Pinang, Kota Samarinda.

3.2. Tahapan Persiapan

Tahap pendahuluan berkaitan dengan pemetaan situs, langkah pertama dalam mempersiapkan deskripsi awal dari situs penelitian, mengumpulkan literatur dan bahan sumber yang menjadi dasar teori, dan menerapkan petunjuk rinci. Langkah persiapan ini digambarkan sebagai langkah selanjutnya yang harus diambil.

3.2.1. Pengumpulan Data

Data yang dikumpulkan dalam penelitian ini adalah data primer dan data sekunder data tersebut mencangkup hal-hal berikut :

A. Data Primer

1. Survei kondisi existing saluran 2. Foto dokumentasi

3. Drainase Sekunder

4. Kemiringan Saluran drainase 5. Peta kontur

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian

B. Data Sekunder

1. Peta lokasi dan genangan 2. Data jumlah penduduk 3. Data curah hujan

Data curah hujan yang digunakan adalah data curah hujan harian maksimum tahunan yang didapat dari BMKG dengan data 10 tahun terakhir dari Tahun 2013 sampai Tahun 2022.

3.2.2. Tahap Perencanaan

Pada tahap ini akan direncanakan pengelolaan data operasional sistem aliran bangunan drainase Perumahan Griya Mukti Sejahtera RT 06, 07 dan 08. Tahapan ini juga, sebagai salah satu perencanaan awal dalam mengatasi banjir di daerah perumahan tersebut.

3.2.3. Tahapan Analisa Data

Analisa data yang dilakukan terhadap data yang sudah diperoleh baik hasil survei atau studi literatur yang dimasukkan ke dalam model data base yang sudah disiapkan. Inti kegiatan ini adalah menganalisa kapasitas saluran drainase dari hasil survei dengan perhitungan secara hidrologi yang dalam hal ini mengukur besarnya debit banjir yang mengalir melalui saluran tersebut.

3.2.4. Analisis Data yang Digunakan

Dari data-data yang didapatkan kemudian dilakukan analisa kapasitas drainase di Perumahan Griya Mukti Sejahtera, analisa dilakukan dari segi hidrologi dan hidrolika. Dari segi hidrologi adalah perhitungan curah hujan maksimum harian, setelah diketahui nilai intensitas hujan (I) dan mempertimbangkan faktor-faktor koefisien pengaliran (C), maka debit air hujan dapat dihitung dengan metode distribusi Normal, distribusi Log Normal, distribusi Log Pearson III, distribusi Ej Gumbel. Kemudian menghitung debit air buangan di setiap rumah, setelah itu menjumlahkan debit air buangan dan debit air hujan untuk menghasilkan debit aliran total.

Untuk analisa dari segi hidrolika tentukan beberapa koefisien pengaliran yang sesuai dengan kondisi daerah penelitian. Dilakukan juga pengukuran terhadap saluran drainase eksisting di lapangan. Kemudian hitung berapa kapasitas saluran drainase eksisting yang ada dilapangan, selanjutnya devaluasi apakah saluran

drainase eksisting tersebut mampu untuk menampung volume debit rencana yang terjadi. Apabila debit rencana lebih besar daripada kapasitas saluran berarti saluran dianggap tidak layak dan mengakibatkan terjadi genangan di beberapa tempat.

Genangan air yang terjadi diselesaikan dengan mendesain ulang saluran drainase (redesign) dan menerapkan metode berwawasan lingkungan dengan teknik biopori pada saluran drainase dan sumur resapan.

3.3. Alur Penelitian

Alur penelitian yang direncanakan adalah sebagai berikut : 1. Survey terhadap daerah penelitian

2. Pengumpulan data primer dan sekunder 3. Perhitungan hidrologi

4. Perhitungan kapasitas saluran drainase eksisting 5. Perhitungan debit banjir rencana

6. Evaluasi kapasitas saluran drainase 7. Perhitungan hidrolika

8. Perhitungan dimensi saluran drainase 9. Re-design saluran drainase

3.4. Bagan Alir Pelaksanaan Penelitian

Gambar 3.2 Bagan Alir Penelitian

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hujan Rerata Kawasan

Pada penelitian ini stasiun curah hujan terdekat dengan daerah penelitian yaitu stasiun cuaca Aji Pangeran Tumenggung Pranoto digunakan untuk menghitung jumlah curah hujan rata-rata daerah tersebut. Data curah hujan yang digunakan data curah hujan 10 tahun yang diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika Aji Pangeran Tumenggung Pranoto dari tahun 2013 hingga tahun 2022.

Data yang digunakan adalah data curah hujan maksimum bulanan. Data curah hujan ini akan digunakan untuk mengevaluasi sistem drainase perumahan Griya Mukti Sejahtera RT 06, 07 dan 08 Kota Samarinda. Data curah hujan maksimum bulanan disajikan pada Tabel 4.1 sebagai berikut:

Tabel 4.1 Hujan Rata – rata di Perumahan Griya Mukti

No Tahun Curah Hujan (mm)

1 2013 366,32

2 2014 319,48

3 2015 207,02

4 2016 249,28

5 2017 357,95

6 2018 296

7 2019 401,3

8 2020 274,4

9 2021 369

10 2022 469

(Sumber: BMKG)

4.1.1. Pengukuran Statistik Data Hidrologi

Untuk mengetahui jenis distribusi yang akan digunakan, data hujan yang telah diperoleh diolah secara statistik untuk mencari nilai rerata, standar deviasi, koefisien variasi (Cv), derajat kemencengan (a), koefisien asimetri (Cs), dan koefisien kurtosis (Ck).

Kriteria statistik tersebut digunakan untuk mengetahui jenis distribusi yang sesuai untuk menganalisis frekuensi curah hujan. Berikut perhitungan nilai parameter statistik yang diperoleh pada tabel 4.2 sebagai berikut :

Tabel 4.2 Perhitungan Parameter Statistik

(Sumber : Hasil Perhitungan)

 Rata – rata (X ) = ∑ X = ^,

= 330,98

 Standar Deviasi (s) = ^∑ ⁽ ^{X )} = ^,

= 73,49

 Koefisien Variasi (Cv) =

X = ^,

= 0,222

1 2013 ^366,32 ^35,35 ^1.249,27 ^44.155,41 1.560.673,10

2 2014 ^319,48 ^-11,50 ^132,14 ^-1.518,89 ^17.459,66

3 2015 ^207,02 -123,96 15.364,84 -1.904.548,99 236.078.370,45 4 2016 ^249,28 -81,70 6.674,07 -545.238,40 44.543.250,74

5 2017 ^357,95 ^26,98 ^727,65 ^19.628,38 ^529.475,43

6 2018 ²⁹⁶ -34,98 1.223,25 -42.783,19 1.496.342,09

7 2019 ^401,3 ^70,33 ^4.945,61 ^347.799,72 24.459.015,00 8 2020 ^274,4 -56,58 3.200,73 -181.081,34 10.244.676,53

9 2021 ³⁶⁹ ^38,03 ^1.445,90 ^54.980,37 2.090.628,62

10 2022 ⁴⁶⁹ 138,03 19.050,90 2.629.500,56 362.936.814,62 3309,75 54.014,36 420.893,63 683.956.706,25

( Xi - )³ ( Xi - )⁴

Jumlah ∑

Curah Hujan (Xi) mm Tahun

No ( Xi - ) ( Xi - )² X X X X

 Koefisien Kemencengan (Cs) = ^∑ ⁽ ^{X )}

( )( ).

= ^× ^,

( )×( )× ,

= ^, = 0,147

 Koefisien Ketajaman (Ck) = ^× ^,

( )×( )( )× ,

= 1,241 4.2. Penentuan Jenis Distribusi

Dari perhitungan di atas didapatkan nilai Cs = 0,147 dan Ck = 1,241, maka dapat disimpulkan bahwa sesuai dengan tabel karakteristik distribusi frekuensi, persamaan distribusi yang digunakan untuk diuji sebagai perbandingan adalah : 1. Distribusi Gumbel karena mempunyai harga Cs dan Ck yang fleksibel.

2. Distribusi Log Pearson tipe III karena mempunyai harga Cs yang berada pada kisaran nilai 0.

3. Distribusi Gumbel karena mempunyai harga Cs ≤ 1,239 dan Ck ≤ 5,402.

4. Distribusi Log Pearson Tipe III, karena memiliki nilai Cs berada diantara 0 s/d 0,9 (0 < Cs < 0,9).

Analisis distribusi hujan dilakukan untuk memperoleh probabilitas besaran hujan akan terjadi diwaktu yang akan datang berdasarkan kejadian hujan yang telah lalu. Dengan anggapan bahwa sifat statistik kejadian hujan yang akan datang masih sama dengan sifat statistik kejadian hujan masa lalu, setelah penentuan parameter statistik didapatkan harga Cs dan harga Ck digunakan distribusi Gumbel dan Log Pearson Tipe III sebagai berikut :

4.2.1. Distribusi EJ Gumbel

Perhitungan Distribusi EJ Gumbel dihitung dengan menggunakan persamaan pada tabel di bawah ini :

Tabel 4.3 Hasil perhitungan metode Gumbel

(Sumber : Hasil Perhitungan)

X = 330,89 Yn = 0,4952

n = 10 Sn = 0,9496 Yt = 2 Tahun = 0,36651

= 5 Tahun = 1,49994 = 10 Tahun = 2,2503 = 20 Tahun = 2,97020 = 50 Tahun = 3,90194

 Standar Deviasi atau (S) :

𝑆 = ^∑( ⁾ = ^, = 73,49

 Nilai Faktor Frekuensi (K) : 𝐾 =

 Nilai Faktor Frekuensi 2 Tahun : K = = K = ^, ^,

, = −0,155

 Nilai Faktor Frekuensi 5 Tahun : 𝐾 = = 𝐾 = ^, ^,

, = −0,978

 Nilai Faktor Frekuensi 10 Tahun : 𝐾 = = 𝐾 = ^, ^,

, = −1,729

1 2013 366,32 35,35 1.249,27 44.155,41 1.560.673,10

2 2014 319,48 -11,50 132,14 -1.518,89 17.459,66

3 2015 207,02 -123,96 15.364,84 -1.904.548,99 236.078.370,45 4 2016 249,28 -81,70 6.674,07 -545.238,40 44.543.250,74

5 2017 357,95 26,98 727,65 19.628,38 529.475,43

6 2018 296 -34,98 1.223,25 -42.783,19 1.496.342,09 7 2019 401,3 70,33 4.945,61 347.799,72 24.459.015,00 8 2020 274,4 -56,58 3.200,73 -181.081,34 10.244.676,53

9 2021 369 38,03 1.445,90 54.980,37 2.090.628,62

10 2022 469 138,03 19.050,90 2.629.500,56 362.936.814,62 3309,75 54.014,36 420.893,63 683.956.706,25 Curah Hujan

(Xi) mm ( Xi - ) ( Xi - )² ( Xi - )³ ( Xi - )⁴ No

Jumlah ∑

Tahun X X X X

 Nilai Faktor Frekuensi 20 Tahun : 𝐾 = = 𝐾 = ^, ^,

, = −2,449

 Nilai Faktor Frekuensi 50 Tahun : 𝐾 = = 𝐾 = ^, ^,

, = −3,380

 Periode Ulang (T) Tahun X = X + K x S

 Periode Ulang 2 Tahun :

= 330,98 + (-0,1549) x 73,49 = 319,586

 Periode Ulang 5 Tahun :

= 330,98 + 0,9784 x 73,49 = 402,879

 Periode Ulang 10 Tahun :

= 330,98 + 1,7288 x 73,49 = 458,026

 Periode Ulang 20 Tahun :

= 330,98 + 2,4487 x 73,49 = 510,925

 Periode Ulang 50 Tahun :

= 330 ,98 + 3,3804 x 73,49 = 579,397

Dari hasil perhitungan diatas, Maka besarnya curah hujan rencana periode ulang T tahun dengan menggunakan metode Distribusi EJ Gumbel dapat di tabelkan sebagai berikut :

Tabel 4.4 Tinggi Hujan Rencana Metode Gumbel

(Sumber : Hasil Perhitungan) 4.2.2. Distribusi Log Pearson III

Analisis distribusi Log pearson III merupakan bentuk sebaran Log Pearson III yang merupakan hasil transformasi dari sebaran Pearson tipe III yang disajikan pada tabel 4.5 sebagai berikut :

Periode Ulang

(Tahun) 𝐗 S Sn Yn Y X

1 2 330,975 73,49 0,9496 0,4952 -0,155 319,59 2 5 330,975 73,49 0,9496 0,4952 0,9785 402,88 3 10 330,975 73,49 0,9496 0,4952 1,7289 458,03 4 20 330,975 73,49 0,9496 0,4952 2,4487 510,93 5 50 330,975 73,49 0,9496 0,4952 3,3805 579,40

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan metode Log Pearson Tipe III

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Parameter statistik dari Distribusi Log Person Tipe III yang di miliki pada tabel di atas adalah :

 Nilai Rata – rata (Mean) : Log X = ^∑

( ) = ^,

= 1,51

 Standar Deviasi :

SLogX = ^∑( ⁾

( )

= ^, = 1,06

 Koefisien Variasi : Cv = = ^,

= 0,70

 Koefisien Kemencengan :

𝐶𝑠 = ^∑( ⁾

( )( )

= ^× ^,

( )( )× ,

= ^,

= 1,20

1 2013 366,32 2,56 1,11 1,18 1,24

2 2014 319,48 2,50 0,99 0,99 0,98

3 2015 207,02 2,32 0,65 0,53 0,42

4 2016 249,28 2,40 0,79 0,70 0,62

5 2017 357,95 2,55 1,09 1,14 1,19

6 2018 296 2,47 0,93 0,89 0,86

7 2019 401,3 2,60 1,20 1,31 1,44

8 2020 274,4 2,44 0,86 0,80 0,75

9 2021 369 2,57 1,12 1,19 1,25

10 2022 469 2,67 1,35 1,57 1,83

25,09 10,10 10,30 10,59

Curah Hujan Tahun

No Curah Hujan

(Log Xi) ( Log Xi - Log )² ( Log Xi - Log )³ ( Log Xi - Log )⁴

Jumlah Log

X X X

 Koefisien Ketajaman :

Ck = ^∑( ⁾

( )( )( )

= ^× ^,

( )( )( ) ,

= ^,

= 1,66

Kemudian untuk mencari nilai hujan rancangan digunakan persamaan sebagai berikut :

𝑌 = 𝑌 + 𝐾. 𝑆

Nilai K diperoleh berdasarkan nilai Cs dari hasil perhitungan dimana nilai diperoleh sebesar Cs = 1,20 berada di antara 1,0 dan 1,4 sehingga perlu dilakukan interpolasi sebagai berikut :

𝑘 =⁽ ^, ⁽ ^, ^{)× ,} + (−0,164) = −0,165 Sehingga hujan rancangan 2 tahun dihitung sebagai berikut :

Y2tahun = 1,51 + (-0,165 x 1,06) = 1,33

XT = anti log (1,33) = 21,589

Dengan cara yang sama diperoleh hujan rancangan dengan metode Log Pearson III kala ulang 2, 5, 10, 25, dan 50 tahun disajikan pada tabel 4.6 sebagai berikut:

Tabel 4.6 Tinggi Hujan Rencana Metode Log Pearson III

No Periode

Ulang S K Log X XT

1 2 1,06 -0,16 1,334 21,59

2 5 1,06 0,76 2,311 204,66

3 10 1,06 1,34 2,928 847,44

4 25 1,06 2,04 3,674 4718,00

5 50 1,06 2,54 4,204 15995,28

(Sumber : Hasil Hitungan)

4.3. Uji Kecocokan Distribusi

Uji kesesuaian distribusi frekuensi dilakukan untuk menghindari kesalahan statistik dalam pengambilan keputusan terhadap hasil hujan rancangan yang diperoleh dari berbagai metode distribusi frekuensi yang telah dilakukan, sehingga pendugaan dalam pemilihan hasil hujan rancangan berdasarkan sebaran metode distribusi frekuensi yang digunakan terhindari dari sifat overestimate dan underestimate. Uji kesesuaian distribusi (The Goodness of Fit Test) dalam analisis ini menggunakan metode uji Smirnov-Kolmogorov dan Uji Chi Square.

4.3.1. Uji Chi Square

Untuk menguji kecocokan Metode Ej Gumbel dan Log Pearson Tipe III, maka digunakan uji kecocokan Chi Square untuk menguji distribusi pengamatan. Apakah sampel memenuhi syarat distribusi yang akan diuji atau tidak.

4.3.2. Distribusi Ej Gumbel

Untuk menentukan kecocokan distribusi frekuensi dari sampel data terhadap fungsi distribusi peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi tersebut diperlukan pengujian parameter.

Perhitungan distribusi Ej Gumbel dapat dilihat pada tabel sebagai berikut : 1. Data pengamatan diurutkan dari yang besar ke kecil atau sebaliknya.

Tabel 4. 7 Urutan Data Curah Hujan Metode Gumbel

(Sumber : Hasil Perhitungan) Tahun Curah Hujan

(Xi) (Xi-X) (Xi- X)² (Xi- X)³ (Xi-X)⁴ 2022 469 138,025 19.050,90 2.629.500,56 362.936.814,62 2021 401,3 70,325 4.945,61 347.799,72 24.459.015,00 2020 369 38,025 1.445,90 54.980,37 2.090.628,62 2019 366,32 35,345 1.249,27 44.155,41 1.560.673,10 2018 357,95 26,975 727,65 19.628,38 529.475,43 2017 319,48 -11,495 132,14 -1.518,89 17.459,66 2016 296 -34,975 1.223,25 -42.783,19 1.496.342,09 2015 274,4 -56,575 3.200,73 -181.081,34 10.244.676,53 2014 249,28 -81,695 6.674,07 -545.238,40 44.543.250,74 2013 207,02 -123,955 15.364,84 -1.904.548,99 236.078.370,45 Jumlah 3310 54.014,36 420.893,63 683.956.706,25

 Rata – rata (X ) = ∑ X = ^, = 330,98

 Standar Deviasi atau (S) : 𝑆 = ^∑( ⁾

= ^, = 73,49

2. Menentukan batas kelas untuk distribusi Ej Gumbel

∆X =⁽ ⁾

∆X =⁽ ^, ⁾

= 181,322

Xawal = Xmin − ∆X = 207,02 – 0,5 x 181,322

Untuk hasil perhitungan diatas dapat dilihat pada tabel 4.8 nilai batas tiap kelas sebagai berikut :

Tabel 4. 8 Batas Kelas Distribusi Ej Gumbel

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dilihat pada tabel hasil perbandingan diatas bahwa X²Cr = harga Chi Square

= 3,5 < X²Cr = 5,991 maka hipotesis yang diuji dapat diterima.

4.3.3. Distribusi Log Pearson III

Untuk perhitungan Log Pearson III dapat dilihat pada tabel dibawah ini : 1. Data pengamatan diurutkan dari yang besar ke kecil atau sebaliknya

Nilai Batas Tiap Kelas EF OF (EF-OF)² (EF-OF)²/EF

181,322 - 227,808 2 2 0 0

227,808 - 255,440 2 1 1 0,5

255,44 - 279,200 2 0 4 2

279,200 - 308,875 2 2 0 0

308,875 - 347,345 2 4 4 2

Jumlah 10 13 4,5

Tabel 4. 9 Urutan Data Curah Hujan Metode Log Pearson III

(Sumber : Hasil Perhitungan)

 Nilai Rata – rata (Mean) : Log X = ^∑

( ) = ^,

= 1,51

2. Menentukan batas kelas untuk distribusi Log Pearson Tipe III

∆X =⁽ ⁾

∆X =^{( ,} ^, ⁾

= −0,945

Xawal = LogXi min − ∆X = 2,3160 – 0,5 x (-0,945)

= 2,780

Untuk hasil perhitungan diatas dapat dilihat pada tabel nilai batas tiap kelas sebagai berikut :

Tabel 4. 10 Batas Kelas Distribusi Log Pearson III

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Nilai Batas Tiap Kelas EF OF (EF-OF)² (EF-OF)²/EF

2,780 - 2,869 2 2 0 0

2,869 - 2,915 2 4 3 2

2,915 - 2,951 2 4 4 2

2,951 - 2,988 2 1 0 0,5

2,988 - 3,042 2 0 4 2

Jumlah 10 9 6,5

1 2022 366,32 2,67 1,35 1,57 1,83

2 2021 319,48 2,60 1,20 1,31 1,44

3 2020 207,02 2,57 1,12 1,19 1,25

4 2019 249,28 2,56 1,11 1,18 1,24

5 2018 357,95 2,55 1,09 1,14 1,19

6 2017 296 2,50 0,99 0,99 0,98

7 2016 401,3 2,47 0,93 0,89 0,86

8 2015 274,4 2,44 0,86 0,80 0,75

9 2014 369 2,40 0,79 0,70 0,62

10 2013 469 2,32 0,65 0,53 0,42

25,09 10,10 10,30 10,59

( Log Xi - Log )³ ( Log Xi - Log )⁴

Jumlah Log

No Tahun (Xi)

mm (Log Xi) (LogXi - Log )² _X _X X

Dilihat pada tabel hasil perbandingan diatas bahwa X² Cr = harga Chi Square

= 6,5 < X² Cr = 5,991 maka hipotesis yang diuji tidak dapat diterima.

Dari hasil perhitungan diatas yang memenuhi persyaratan adalah jenis sebaran Distribusi Ej Gumbel

Tabel 4. 11 Curah Hujan Rencana Gumbel

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Contoh Perhitungan curah hujan rencana menggunakan metode gumbel sebagai berikut:

X =330,89 Yn = 0,4952

n =10 Sn = 0,9496

Yt = 2 Tahun = 0,36651 = 5 Tahun = 1,49994 = 10 Tahun = 2,2503 = 20 Tahun = 2,97020

 Standar Deviasi atau (S) : 𝑆 = ^∑( ⁾ = ^, = 73,49

 Nilai Faktor Frekuensi (K) : 𝐾 =

 Nilai Faktor Frekuensi 2 Tahun : K = = K = ^, ^,

= −0,155

 Periode Ulang (T) Tahun X = X + K x S

Periode Ulang

(Tahun) Curah Hujan Rencana Gumbel

2 319,58

5 402,88

10 458,03

20 510,93

50 579,39

 Periode Ulang 2 Tahun :

= 330,98 + (-0,1549) x 73,49

= 319,586 4.4.

Analisa Debit Banjir 4.4.1. Waktu Konsentrasi

Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir dari titik yang terjauh ke titik yang akan dihitung debitnya. Metode kirpich merupakan metode yang biasa digunakan untuk menghitung waktu data-data yang diperlukan dalam perhitungan waktu konsentrasi adalah sebagai berikut:

 Panjang Saluran (L) = 160 m

 Kemiringan Saluran(S) = 0,04375 m

 Jarak Aliran Terjauh(Lo) = 33 m

 Jarak yang ditempuh Aliran(L1) = 14,41 m

 Kecepatan Aliran(V) = 1,5 mm/det 1. Waktu konsentrasi

Tc = ^, ^.

. 0,385 Tc = ^, ^.

. , 0,385 = 0,38 Jam

2. Waktu pengaliran air yang mengalir dari atas permukaan lahan menuju saluran

To = 0,0195

√

, To = 0,0195

√ ,

, = 0,96 Menit

3. Waktu pengaliran air yang mengalir di dalam saluran sampai titik yang ditinjau

Td = ^.

. = ^.

. , = 4 Menit

4.4.2. Intensitas curah hujan

Perhitungan curah hujan menggunakan rumus Mononobe adalah sebagai berikut :

I = ^/

1. Intensitas hujan rencana periode ulang :

 Periode ulang 2 tahun R24 = 319,586 mm/jam I = ^/ = ^,

/ = 392,28 mm/jam

 Periode ulang 5 tahun R24 = 402,880 mm/jam

I = ^/ = ^,

/ = 494,52 mm/jam

 Periode ulang 10 tahun R24 = 458,027

I = ^/ = ^,

/ = 562,21 mm/jam

 Periode ulang 20 tahun R24 = 510,925

I = ^/ = ^,

/ = 627,14 mm/jam

 Periode ulang 50 tahun R24 = 579,397

I = ^/ = ^,

/ = 711,18 mm/jam

Dari hasil perhitungan intensitas curah hujan dengan kala ulang 2, 5, 10, 20, dan 50 tahun dapat dilihat pada tabel 4.12 hasil perhitungan intensitas curah hujan kala ulang tahunan sebagai berikut:

Tabel 4. 12 Hasil Perhitungan Intensitas Hujan Kala Ulang (Tahunan)

(Sumber : Hasil Perhitungan) 4.4.3. Koefisien Tampung

Koefisien tampung adalah daerah yang memiliki cekungan untuk menampung air hujan relatif mengalirkan lebih sedikit air hujan dibandingkan dengan daerah yang tidak memiliki cekungan sama sekali, untuk perhitungan koefisien tampung menggunakan rumus sebagai berikut :

Cs = ^.

Diketahui :

Waktu Konsentrasi (Tc) = 195,99 Jam Waktu Pengaliran Air = 4 Menit Penyelesaian :

Cs = ^. ^,

. ,

= 38417,49

4.4.4. Debit Banjir Rencana

Debit banjir rencana adalah debit banjir yang digunakan sebagai dasar untuk merencanakan tingkat pengamanan bahaya, untuk menghitung Debit banjir rencana digunakan rumus sebagai berikut :

Q = 0,278 . C . I . A

Data yang diperlukan dalam perhitungan debit banjir rencana adalah sebagai berikut :

Koefisien pengaliran (C) = 0,50

Catchment Area (A) = 8,68 Ha = 0,868 Km² Curah Hujan Maksimum (R) = 579,396

Waktu Konsentrasi (Tc) = 0,38

Intensitas Hujan (I) = 711,189

Periode Ulang R (mm) tc (jam) I (mm/jam)

T2 319,59 0,15 392,28

T5 402,88 0,15 494,52

T10 458,03 0,15 562,21

T20 510,93 0,15 627,14

T50 579,40 0,15 711,18

Sehingga :

Q Rencana 2 Tahun Q = 0,278 . C . I . A

= 0,278 . 0,50 . 392,281 . 0,868 = 47,32 m³/det

Q Rencana 5 Tahun Q = 0,278 . C . I . A = 0,278 . 0,50 . 494,530 = 59,66 m³/det

Q Rencana 10 Tahun Q = 0,278 . C . I . A = 0,278 . 0,50 . 562,212 = 67,83 m²/det

Q Rencana 20 Tahun Q = 0,278 . C . I . A = 0,278 . 0,50 . 627,143 = 75,66 m³/det

Q Rencana 50 Tahun Q = 0,278 . C . I . A = 0,278 . 0,50 . 711,189 = 85,81 m³/det

Tabel 4. 13 Debit Rencana Kala Ulang (Tahunan)

(Sumber : Hasil Perhitungan) Periode T

(Tahun)

Rmax (mm)

(mm/jam) C A

(Km)

QRenc (m/detik)

2 319,59 392,28 0,50 0,87 47,33

5 402,88 494,52 0,50 0,87 59,66

10 458,03 562,21 0,50 0,87 67,83

20 510,93 627,14 0,50 0,87 75,66

50 579,40 711,19 0,50 0,87 85,81

4.4.5. Debit Rencana

Debit rencana peluang terjadinya QEksisting ≥ QRencana adalah sebagai berikut :

P(Q ≥) = 100%

Data yang dibutuhkan adalah sebagai berikut : Diketahui :

Lebar Saluran (b) = 1,55 m Tinggi Saluran(h) = 2,1 m Penyelesaian :

 Luas Penampang A = b + h

= 1,55 + 2,1

= 3,255 m

 Keliling Basah Saluran (P) P = b + 2 . A

= 1,55 + 2 . 3,255

= 8,06 m

 Jari – jari Hidrolik (R) R =

= ^,

, = 0,404 m

 Kecepatan Rata – rata Aliran Sungai (V) V = (𝑅) (𝑆)

Gambar 4.1 Penampang Saluran

= , (0,404) (0,00556)

= 1,168 m/det

 Mencari Debit Rencana untuk Kapasitas Penampang Eksisting (QEks) QEks = A . V

= 3,255 . 1,168

= 3,803 m/det

Dari hasil perhitungan diatas disajikan pada tabel 4.14 kondisi eksisting pada kala ulang sebagai berikut :

Tabel 4. 14 Kondisi Eksisting Pada Kala Ulang (Tahunan)

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari tabel hasil perhitungan diatas diketahui kondisi eksisting pada saluran drainase tidak mampu menampung debit banjir rencana dengan intensitas tertentu yang menjadi penyebab terjadi genangan di beberapa tempat. Oleh karena itu dilakukan evaluasi sistem jaringan saluran drainase sebagai berikut:

Periode T (Tahun)

QEks (m/det)

QRenc (m/detik)

QEks – Qrenc

(m/det) Kondisi

2 3,80 47,32 -43,53 Tidak Aman

5 3,80 59,66 -55,86 Tidak Aman

10 3,80 67,83 -64,03 Tidak Aman

20 3,80 75,67 -71,86 Tidak Aman

50 3,80 85,81 -82,00 Tidak Aman

Gambar 4.2 Evaluasi Penampang Saluran

Data yang dibutuhkan adalah sebagai berikut : Diketahui :

Lebar Saluran (b) = 2,55 m

Tinggi Saluran(h) = 3,55 m

Penyelesaian :

 Luas Penampang A = b + h

= 2,55 + 3,55

= 9,0525 m

 Keliling Basah Saluran (P) P = b + 2 . A

= 1,55 + 2 . 9,053

= 20,655 m

 Jari – jari Hidrolik (R) R =

= ^,

, = 0,438 m

 Kecepatan Rata – rata Aliran Sungai (V) V = (𝑅) (𝑆)

= , (0,438) (0,00556)

= 1,234 m/det

 Mencari Debit Rencana pada saluran eksisting (QEks) QEks = A . V

= 3,255 . 1,168 = 3,803 m/det

Dari hasil perhitungan diatas disajikan pada tabel 4.15 evaluasi kondisi saluran eksisting pada kala ulang pada kala ulang sebagai berikut :

Tabel 4.15 Evaluasi Kondisi Saluran Eksisting Pada Kala Ulang Periode

T (Tahun) QEks

(m/det) QRenc

(m/detik) QEks – QRenc

(m/det) Kondisi

2 11,17 47,33 -36,16 Tidak Aman

5 11,17 59,66 -48,50 Tidak Aman

10 11,17 67,83 -56,66 Tidak Aman

20 11,17 75,67 -64,50 Tidak Aman

50 11,17 85,81 -74,64 Tidak Aman

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari hasil perhitungan evaluasi perhitungan saluran drainase primer diatas kondisi eksisting saluran masih tidak aman, sehingga saluran tidak dapat menampung debit rencana dengan kala ulang tahunan tertentu.

Setelah dilakukan perhitungan sesuai dengan standar persyaratan drainase perkotaan, kondisi saluran masih tidak aman, maka akan dilakukan perhitungan sebagai berikut :

Q Rencana 2 Tahun Q = 0,278 . C . I . A

= 0,278 . 0,50 . 392,281 . 0,868 = 47,32 m³/det

Q Tampung 2 Tahun QTampung = A . V

= 9,053 . 1,234 = 11,17 m/det Sehingga:

= QRencana – QTampung

= 47,32 – 11,17

= 36, 16 m/det

Sehingga dapat diasumsikan untuk persentase daya tampung pada saluran primer di kawasan perumahan griya mukti sejahtera hanya dapat menampung debit rencana sebesar

Persentase Q Tampung = × 100%

= ^,

, × 100%

= 3,24 %

Dari perhitungan diatas disimpulkan bahwa daya tampung pada saluran drainase primer yang ada di perumahan griya mukti sejahtera hanya dapat menampung debit rencana sebesar 3,24% dari total keseluruhan debit rencana yang ada. Untuk perhitungan kala ulang 5, 10, 20, dan 50 tahun dapat dilihat pada tabel 4.16 Persentase Daya Tampung Pada Debit Rencana sebagai berikut :

Tabel 4.16 Persentase Daya Tampung Pada Debit Rencana

Periode Ulang

Qrenc (m/det)

QTamp (m/det)

Qrenc - QTamp (m/det)

Persentase QTampung

(%)

2 47,33 11,17 36,16 3,24

5 59,66 11,17 48,50 4,34

10 67,83 11,17 56,66 5,07

20 75,67 11,17 64,50 5,77

50 85,81 11,17 74,64 6,68

(Sumber : Hasil Perhitungan)

4.5. Analisa Hidrolika

4.5.1. Analisa Dimensi Saluran

Tabel 4.17 Data Ukuran Saluran Sekunder

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari tabel data perhitungan diatas kemudian dilakukan analisa dimensi saluran sekunder dengan menggunakan data perencanaan sebagai berikut :

b (m)

w (%)

h (m)

Kiri 0,45 0,15 0,35 115 PB Semen

Kanan 0,45 0,15 0,35 115 PB Semen

Kiri 0,45 0,15 0,35 115 PB Semen

Kanan 0,45 0,15 0,35 115 PB Semen

Kiri 0,45 0,15 0,35 115 PB Semen

Kanan 0,45 0,15 0,35 115 PB Semen

Kiri 0,65 0,20 0,25 71 PB Semen

Kanan 0,35 0,10 0,25 71 PB Semen

Kiri 0,65 0,20 0,25 71 PB Semen

Kanan 0,35 0,10 0,25 71 PB Semen

Kiri 0,30 0,30 0,65 89 PB Semen

Kanan 0,70 0,30 0,65 89 PB Semen

Kiri 0,57 0,30 0,60 89 PB Semen

Kanan 0,57 0,30 0,60 89 PB Semen

Kiri 0,100 0,20 0,50 109 PB Semen

Kanan 0,153 0,50 0,55 109 PB Semen

Kiri 0,55 0,25 0,30 109 PB Semen

Kanan 0,36 0,10 0,17 109 PB Semen

Kiri 0,80 0,25 0,45 123 PB Semen

Kanan 0,80 0,25 0,45 123 PB Semen

Kiri 0,53 0,12 0,30 110 PB Semen

Kanan 0,46 0,10 0,36 110 PB Semen

Kiri 0,53 0,12 0,30 115 PB Semen

Kanan 0,46 0,20 0,30 115 PB Semen

Kiri 0,80 0,18 0,30 125 PB Semen

Kanan 0,80 0,30 0,20 125 PB Semen

Kiri 0,65 0,30 0,40 125 PB Semen

Kanan 0,75 0,37 0,40 125 PB Semen

Kiri 0,61 0,30 0,40 111 PB Semen

Kanan 0,70 0,25 0,35 111 PB Semen

Kiri 0,65 0,25 0,30 110 PB Semen

Kanan 0,36 0,26 0,40 110 PB Semen

Kiri 0,75 0,23 0,30 115 PB Semen

Kanan 0,56 0,37 0,40 115 PB Semen

Kiri 6,00 0,23 0,30 113 PB Semen

Kanan 6,00 0,22 0,30 113 PB Semen

BLOK E 1-12

BLOK O-P BLOK Q-R BLOK R-S BLOK T-U BLOK M BLOK N BLOK O

Saluran Primer BLOK

Ukuran Saluran Panjang Saluran

(m)

Kondisi Eksisting Saluran

BLOK V-W BLOK X-Y BLOK Y-Z BLOK Z BLOK E 13-24

BLOK F BLOK G BLOK I BLOK J BLOK K

a. Saluran Sekunder Kiri

Gambar 4.3 Saluran Eksisting Kiri Diketahui :

Luas permukaan (A) Kiri : A = ( b . h )

= ( 0,45 . 0,35) = 0,16m²

Keliling Basah (P) : P = b + 2 . A

= 0,45 + ( 2 . 0,16 )

= 0,77 m³ Jari – jari Hidrolis : R =

= ^,

= 0,206 m

Kecepatan Manning (V) :

Koefisien pengaliran manning untuk kondisi saluran kurang halus dan sambungan kurang rata = 0,018

V = (𝑅) (𝑆) =

, (0,206) (0,003043) = 1,069

Kapasitas Tampung (Q) : Q = A . V

= 0,350 . 1,069 = 0,17 m³/det

Dari hasil Q debit banjir dan Q analisa tampung pada penampang diatas dibuat perbandingan hasil perhitungan untuk mengetahui kondisi saluran drainase apakah aman atau tidak .

Tabel 4. 18 Kondisi Saluran Sekunder di Sebelah Kiri

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari tabel diatas diketahui bahwa saluran penampang drainase dinyatakan tidak aman dikarenakan QTampung pada drainase lebih kecil dari pada Qrencana debit banjir pada kala ulang 2, 5, 10, 20, dan 50 Tahun.

b. Saluran Sekunder Kanan

Diketahui :

Luas permukaan (A) Kanan :

A = ( b . h ) = ( 0,45 . 0,35)

= 0,158 m² Keliling Basah (P) : P = b + 2 . A

= 0,45 + ( 2 . 0,158

1 BLOK E 1-12 0,17 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 2 BLOK E 13-24 0,17 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 3 BLOK F 0,17 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 4 BLOK G 0,16 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 5 BLOK I 0,16 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 6 BLOK J 0,40 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 7 BLOK K 0,66 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 8 BLOK M 0,07 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 9 BLOK N 0,16 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 10 BLOK O 0,46 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 11 BLOK O-P 0,15 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 12 BLOK Q-R 0,15 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 13 BLOK R-S 0,21 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 14 BLOK T-U 0,30 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 15 BLOK V-W 0,30 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 16 BLOK X-Y 0,19 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 17 BLOK Y-Z 0,21 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 18 BLOK Z 1,69 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman No

Q Tampung Penampang

50 Tahun Q Rencana Debit Banjir

Keterangan Saluran

Sekunder (Kiri) 2 Tahun

5 Tahun

10 Tahun

20 Tahun

Gambar 4.4 Saluran Eksisting Kanan

= 0,756 m

Jari – jari Hidrolis : R =

= ^,

= 0,206

Kecepatan Manning (V) :

Koefisien pengaliran manning untuk kondisi saluran kurang halus dan sambungan kurang rata = 0,018

V = (𝑅) (𝑆) =

, (0,206) (0,003043) = 1,069

Kapasitas Tampung (Q) : Q = A . V

= 0,158 . 1,069 = 0,17 m³/det

Tabel 4.19 Kondisi Saluran Sekunder di Sebelah Kanan

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari tabel datas diketahui bahwa saluran penampang dinyatakan tidak aman dikarenakan QTampung pada drainase lebih kecil dari pada Qrencana debit banjir pada kala ulang 2, 5, 10, 20, dan 50 Tahun.

1 BLOK E 1-12 0,17 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 2 BLOK E 13-24 0,17 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman

3 BLOK F 0,17 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman

4 BLOK G 0,09 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman

5 BLOK I 0,09 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman

6 BLOK J 0,93 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman

7 BLOK K 0,66 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman

8 BLOK M 0,14 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman

9 BLOK N 0,03 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman

10 BLOK O 0,46 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman

11 BLOK O-P 0,19 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 12 BLOK Q-R 0,13 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 13 BLOK R-S 0,10 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 14 BLOK T-U 0,35 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 15 BLOK V-W 0,27 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 16 BLOK X-Y 0,18 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman 17 BLOK Y-Z 0,27 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman

18 BLOK Z 1,69 47,33 59,66 67,83 75,67 85,81 Tidak Aman

Saluran Sekunder

(Kanan)

Q Tampung Penampang

Q Rencana Debit Banjir

Keterangan 2

Tahun

5 Tahun

10 Tahun

20 Tahun

50 Tahun

Dalam dokumen Analisa Kapasitas Drainase di Perumahan Griya Mukti Sejahtera Kota Samarinda (Halaman 39-44)