Sistem gabungan adalah sistem drainase yang mempunyai jaringan drainase yang sama, baik untuk air tergenang maupun untuk air limpasan yang telah diolah. Sistem drainase utama adalah suatu sistem saluran atau badan air yang menampung dan mengalirkan air dari suatu daerah tangkapan air hujan (Catchment Area). Single Purpose adalah saluran yang berfungsi mengalirkan air limbah satu jenis, misalnya air hujan saja atau air limbah jenis lain.
Untuk menghindari luapan (overloading) pada saluran, maka air yang masuk ke saluran air hujan harus secepat mungkin sampai ke badan air penerima. Air hujan yang jatuh diberikan waktu yang cukup untuk meresap ke dalam tanah sebagai pengisian ulang air tanah. Penentuan arah jalur stormwater yang direncanakan mempunyai keterbatasan yang harus diperhatikan, antara lain:
Sistem gabungan adalah sistem drainase yang mempunyai jaringan drainase yang sama, baik untuk genangan air maupun limpasan yang telah diolah.
Kriteria Hidrologis
Siklus Hidrologi
Perencanaan struktur perairan yang berfungsi mengendalikan penggunaan air, termasuk mengatur aliran sungai, membuat waduk dan kanal sangat diperlukan untuk memahami perilaku siklik kanal samping. Saluran utama tersebut disebut siklus hidrologi. Siklus hidrologi merupakan rangkaian proses yang terjadi di dalam air, terdiri dari evaporasi, presipitasi, infiltrasi, dan outflow. Sebelum curah hujan mencapai permukaan bumi, sebagian langsung menguap ke udara, sebagian tertahan oleh vegetasi (intersepsi), dan sebagian lagi jatuh ke permukaan tanah.
Di permukaan tanah, sebagian air hujan mengalir di atas permukaan tanah, sebagai limpasan atau limpasan permukaan dan sebagian lagi (infiltrasi) merembes ke dalam lapisan tanah. Besarnya limpasan dan infiltrasi tergantung pada parameter tanah atau jenis tanah dalam pengujian tanah di laboratorium. Air limpasan mengalir di atas permukaan tanah dan kemudian ke permukaan air di laut, danau, sungai.
Air infiltrasi yang meresap ke dalam lapisan tanah akan menaikkan muka airtanah pada lapisan tanah tersebut. Sebagian air yang masuk ke dalam tanah akan keluar kembali melalui sungai-sungai yang disebut aliran sungai.
Analisis Hidrologi
- Curah Hujan Wilayah
- Uji Konsistensi
- Uji Homogenitas
- Analisis Frekuensi Curah Hujan Harian Maksimum
- Daerah Tangkap Hujan (Catchment Area)
- Periode Ulang Hujan (PUH)
- Perhitungan Debit Banjir
- Waktu Konsentrasi
- Koefisien Limpasan
- Intesitas Hujan
Intensitas (I), adalah laju curah hujan yaitu tinggi air per satuan waktu, misalnya mm/menit, mm/jam, mm/hari. Menurut Soemarto (1995), terdapat beberapa alat pencatat atau pengukur curah hujan pada suatu daerah, sehingga diperlukan nilai rata-rata untuk memperoleh nilai curah hujan pada suatu daerah. Curah hujan rata-rata dihitung dengan memperhatikan pengaruh masing-masing stasiun pengamatan, yaitu dengan menggambar garis tegak lurus dan membagi panjang garis penghubung dari dua stasiun pengamatan curah hujan di dalam dan sekitar daerah yang bersangkutan.
Metode ini cocok untuk menentukan curah hujan pada suatu daerah, namun hasil yang baik akan ditentukan oleh sejauh mana penempatan stasiun pengamatan curah hujan dapat mewakili daerah pengamatan. Data curah hujan akan cenderung mengarah pada gambaran tertentu, biasa disebut pola/trend. Gambar ini berdasarkan pengamatan dan penelitian yang dilakukan oleh para ahli. Jika terjadi penyimpangan yang terlalu jauh dari garis lurus, maka mulai saat itu pengamatan pada stasiun yang bersangkutan menjadi tidak akurat, dengan kata lain data curah hujan mengalami perubahan tren.
Hz = Perkiraan curah hujan tan Ξ± = Kemiringan sebelum perubahan tan αΎ³0 = Kemiringan setelah perubahan H0 = Curah hujan yang diamati. Uji konsistensi dapat dilakukan dengan membandingkan data rata-rata kumulatif curah hujan pada stasiun uji dengan data rata-rata kumulatif curah hujan pada stasiun pembanding pada periode yang sama. Uji homogenitas bertujuan untuk melihat sebaran data yang paling tepat dari data curah hujan yang tersedia.
Uji homogenitas dilakukan sedemikian rupa sehingga data curah hujan yang disebabkan oleh hujan buatan tidak dimasukkan dalam perhitungan analisis frekuensi, karena akan menghasilkan data curah hujan yang tidak homogen. TR = PUH curah hujan rata-rata tahunan (tahun) R25 = Curah hujan dengan PUH 25 tahun rencana (tahun) αΉ = Curah hujan rata-rata (mm/hari). Menurut Suripin (2003), analisis frekuensi atau distribusi frekuensi digunakan untuk memperoleh probabilitas curah hujan yang direncanakan pada periode ulang yang berbeda.
Hitung nilai logaritmik setiap data curah hujan untuk periode ulang hujan (PUH) tertentu, pada persamaan (2.17). Nilai Kx yang diperoleh dapat digunakan untuk menghitung curah hujan maksimum harian yang direncanakan dengan menggunakan metode Log Pearson Tipe III. Sebelum menghitung curah hujan maksimum harian dengan PUH yang berbeda, perlu dicari rentang keyakinan, bahwa estimasi harga tersebut mempunyai kisaran harga pada persamaan (2.19) (Hardjosuprapto, 1998).
Data curah hujan jangka pendek ini hanya dapat diperoleh dengan menggunakan alat pencatat hujan otomatis.
Luas Daerah Pengaliran
Ciri umum hujan adalah semakin pendek durasi hujan, semakin besar intensitasnya, dan semakin lama periode ulangnya, semakin besar intensitasnya. Intensitas hujan diperoleh melalui analisis statistik dan empiris data hujan. Jika tidak tersedia data hujan jangka pendek, maka yang tersedia hanya data hujan harian, selanjutnya dapat dihitung intensitas hujannya menggunakan rumus Mononobe.
IT = PUH intensitas curah hujan T tahun, dengan tc>te (mm/hari) RT = PUH intensitas curah hujan T tahun (mm/jam). Air hujan yang jumlahnya banyak di suatu daerah harus segera dialihkan agar tidak menimbulkan banjir. Berikut periode ulang yang digunakan berdasarkan luas daerah drainase kanal dan jenis kota yang akan direncanakan sistem drainasenya pada Tabel 2.14.
Pengaruh DPS Parsial
Kapasitas Saluran
Penentuan kecepatan aliran air pada saluran yang direncanakan didasarkan pada kecepatan minimum yang diperbolehkan untuk tetap membersihkan diri dan kecepatan maksimum yang diperbolehkan agar konstruksi tetap aman dari erosi pada bagian bawah dan dinding saluran. Kecepatan maksimum yang diijinkan adalah 3,0 m3/detik, yang merupakan kecepatan aliran tertinggi yang tidak mengakibatkan gerusan pada tanah saluran. Kecepatan minimum yang diijinkan adalah 0,6 m3/detik, merupakan kecepatan aliran terendah dimana tidak terjadi sedimentasi pada saluran (self-cleaning tercapai) dan tidak mendorong tumbuhnya tanaman air dan gang.
Hal ini disebabkan adanya tegangan geser pada dasar dan dinding saluran serta adanya permukaan bebas yang menunjukkan distribusi kecepatan pada berbagai jenis penampang saluran. Faktor yang mempengaruhi nilai kekasaran Manning n adalah kekasaran permukaan dasar dan dinding saluran, vegetasi, ketidakteraturan bentuk penampang, keselarasan saluran, sedimentasi dan erosi, penyempitan (adanya tiang jembatan) , bentuk dan ukuran saluran, ketinggian permukaan air dan debit aliran. Laju aliran air yang diijinkan berdasarkan jenis material pada Tabel 2.21 Tabel 2.21 Laju aliran air yang diijinkan berdasarkan jenis material.
Penampang Saluran
Luas penampang, A, dan keliling basah, P, suatu saluran berpenampang trapesium dengan lebar alas B. Saluran Terbuka Lebar adalah saluran terbuka sangat lebar, yang dikira sebagai saluran terbuka dengan a penampang persegi empat dengan lebar yang jauh lebih besar dari kedalaman (B>h), dan keliling basah P sama dengan lebar saluran B. Jika suatu saluran memiliki kekasaran n, kemiringan S, dan penampang basah tertentu luas penampang mencapai debit maksimum, maka tercapai daya dukung arus maksimum, penampang basah juga harus mempunyai bentuk dengan radius hidrolik maksimum.
Ambang Bebas
Perlengkapan Saluran
Curb inlet merupakan bukaan vertikal tempat masuknya air, kapasitasnya dihitung berdasarkan panjang bukaan, misal ditambah kendi Lego. Bentuk gorong-gorong terdiri dari: bentuk lingkaran yang terbuat dari pipa beton dan bentuk persegi panjang yang terbuat dari beton bertulang. Pipa saluran keluar mempunyai penampang yang lebih kecil dibandingkan luas basah saluran hulu dan hilir.
Sebagian penampangnya mungkin berada di atas permukaan air, dan gorong-gorong berfungsi sebagai saluran terbuka dan mengalir bebas. Gorong-gorong yang mengalir bebas memungkinkan benda-benda yang terapung dapat melewatinya dengan mudah, namun biaya pembuatannya umumnya lebih mahal dibandingkan dengan gorong-gorong yang terendam. Pemeliharaan gorong-gorong harus bebas dari endapan lumpur, dengan batas kecepatan pada gorong-gorong lebih besar atau sama dengan kecepatan pembersihan sendiri.
Ξh = Selisih tinggi muka air di depan dan di belakang penyelam (m) v = Kecepatan air di dalam penyelam (m/detik). Struktur air terjun diperlukan bila kemiringan permukaan tanah lebih curam dari kemiringan saluran maksimum yang diijinkan. Air terjun landai digunakan untuk ketinggian air terjun > 2 m, dari awal air terjun landai kecepatan air bertambah sehingga ketinggian air berangsur-angsur turun di sepanjang air terjun yang landai.
Agar perubahan kecepatan air dari kecepatan normal ke kecepatan maksimum terjadi secara teratur dan tidak tiba-tiba, maka dibuatlah bagian peralihan. Struktur saluran keluar atau outlet adalah ujung saluran yang terletak di sungai atau badan penerima air lainnya. Struktur saluran keluar ini hampir sama dengan struktur bangunan air terjun, karena titik ujung saluran biasanya terletak pada ketinggian yang lebih tinggi dari permukaan badan air penerima, sehingga dalam perencanaan saluran keluar ini merupakan bangunan air terjun.
Drainase Berwawasan Lingkungan (Eko-Drainase)
Lubang Resapan Biopori
Penggunaan teknologi lubang resapan biopori bertujuan untuk meningkatkan jumlah dan luas lubang pori yang terbentuk ke segala arah di dalam tanah. Dengan bertambahnya luas lubang pori maka jumlah (volume) resapan air ke dalam tanah akan semakin besar. Sesuai dengan tujuan meningkatkan peresapan air ke dalam tanah, maka pemasangan lubang resapan biopori sebaiknya ditempatkan pada tempat-tempat yang dilalui air atau tempat-tempat yang biasanya air menggenang pada saat hujan (Brata, 2008). Biopori sebaiknya ditempatkan pada titik-titik yang berpotensi banjir karena jika dibuat biopori pada lokasi yang relatif tinggi berarti laju penyerapan air tidak optimal (Brata, 2008).
Sumur Resapan
- Kegunaan Sumur Resapan
- Faktor-faktor Pertimbangan Pembuatan Sumur Resapan
Sumur resapan dapat mengurangi limpasan permukaan sehingga mencegah limpasan permukaan berlebih yang menyebabkan banjir. Sumur resapan berfungsi sebagai pelindung air tanah, diharapkan lebih banyak air hujan yang terserap ke dalam tanah dan menjadi cadangan air tanah. Air yang tersimpan di dalam tanah dapat dimanfaatkan melalui sumur atau mata air.
Infiltrasi air melalui sumur rembesan di dalam tanah sangatlah penting mengingat perubahan penggunaan lahan di permukaan bumi sebagai akibat dari perkembangan penduduk dan perekonomian masyarakat. Pasalnya, semakin banyak lahan yang tertutup tembok, beton, aspal, dan bangunan lain yang tidak menyerap air. Dampaknya limpasan permukaan air hujan menjadi kecil dan erosi pun kecil, sehingga dengan adanya sumur resapan dapat mengurangi jumlah limpasan permukaan.
Pada kondisi muka air tanah yang dalam, maka sumur resapan harus dibangun secara besar-besaran karena tanah sangat membutuhkan pasokan air dari sumur resapan. Sebaliknya, pada lahan yang permukaan airnya rendah, sumur resapan kurang efektif dan tidak berfungsi dengan baik. Akibatnya, waktu yang dibutuhkan air hujan untuk berada di sumur resapan relatif lebih singkat dibandingkan dengan tanah yang memiliki kandungan liat yang tinggi dan lengket.
Sistem Polder