DEBIT LIMPASAN DRAINASE DI KOTA BELOPA KABUPATEN LUWU
Disusun dan diajukan oleh :
NURHASNAM : 105 81 939 09 SYAMSUMARLIN : 105 81 1025 09
JURUSAN SIPIL PENGAIRAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2014
Abstrak
Pengaruh Perubahan Tata Guna Lahan Terhadap Debit Limpasan Drainase Di Kota Belopa Kabupaten Luwu (2014). Dibimbing oleh : Dr. Ir.
Hj Ratna Musa, M.S. dan Amrullah Mansida, ST., MT.Upaya memprediksi limpasan drainase dapat diperoleh dengan menganalisis debit analisis, dan debit aktual untuk Dimensi saluran harus mampu mengalirkan debit analisis atau kata lain debit yang dialirkan oleh saluran atau debit rencana sama atau lebih besar dari debit analisis ≥ ), pada penggunaan lahan di Kota Belopa Kabupaten Luwu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui debit limpasan drainase pada pengaruh tata guna lahan atau koefisien pengaliran (C) di tiap selisih 3 tahun yaitu tahun (2005), (2008), dan (2011). Pada perubahan tata guna lahan tersebut dapat mengakibatkan debit limpasan terhadap saluran drainase, sehingga debit yang terjadi pada tahun (2005) dengan total = 669,10 (m3/dtk) dengan koefisien pengaliran di ambil 0.370 , tahun (2008) dengan total = 766,03 (m3/dtk) dengan koefisien pengaliran di ambil 0.403, dan tahun (2011) dengan total = 766,03 (m3/dtk) dengan koefisien pengaliran di ambil 0.403. Untuk itu di lihat dari perubahan tata guna lahan per 3 tahun, yang berpengaruh terjadi di tahun (2005) sampai (2008).
Kata Kunci : Limpasan, drainase, debit rencana, debit analisis.
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum, Wr. Wb
Alhamdulillahi rabbilalamin, Segala puji bagi Allah Tuhan semesta alam yang memberikan segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan proposal ujian seminar ini dengan baik.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan yang harus dipenuhi dalam rangka menyelesaikan Program Studi pada Jurusan Sipil dan Perencanaan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
Adapun judul tugas akhir kami adalah:“PENGARUH PERUBAHAN TATA GUNA LAHAN TERHADAP DEBIT LIMPASAN DRAINASE DI KOTA BELOPA KAB. LUWU”
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis mendapatkan banyak masukan yang berguna dari berbagai pihak sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu dengan segala ketulusan serta keikhlasan hati, kami mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada:
1. Bapak Hamzah Al Imran, S.T., M.T. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
2. Bapak Muh. Syafaat S. Kuba, S.T. sebagai Ketua Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Ibu Dr. Ir. Hj. Ratna Musa, MS., selaku pembimbing I dan bapak Amrullah Mansida, S.T.,M.T. selaku pembimbing II, yang telah
meluangkan banyak waktu, memberingan bimbingan dan pengarahan sehingga tugas akhir ini dapat selesai sebagaimana yang kami harapkan.
4. Bapak dan Ibu dosen serta staf pegawai pada Fakultas Teknik atas segala waktunya telah mendidik dan melayani kami selama mengikuti proses belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.
5. Ayahanda dan ibunda tercinta yang senantiasa memberikan limpahan kasih sayang, doa, serta pengorbanan kepada penulis.
6. Rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik, terkhusus Saudaraku Angkatan 2009 yang banyak membantu dan memberi dukungan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Pada akhir penulisan tugas Akhir ini, penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis meminta saran dan kritik sehingga laporan tugas akhir ini dapat menjadi lebih baik dan menambah pengetahuan kami dalam menulis laporan selanjutnya.
Semoga laporan tugas akhir ini dapat berguna bagi penulis khususnya dan untuk pembaca pada umumnya.
Wassalamu`alaikum, Wr. Wb.
Makassar, 13 Desember 2014
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
ABSTRAK ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... x
BAB I PENDAHULUAN A Latar Belakang ... 1
B Rumusan Masalah ... 3
C Tujuan Penelitian ... 3
D Manfaat Penelitian ... 3
E Batasan Masalah ... 4
F Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TINJUAN PUSTAKA A Tata Guna Lahan ... 6
B Drainase ... 7
1) Sistem drainase mayor ... 9
2) Sistem drainase mikro ... 9
C Faktor-faktor yang Mempengaruhi Perubahan Tata
Guna Lahan Terhadap Limpasan Drainase ... 10
D Hujan dan Limpasan ... 12
1) Hujan ... 14
2) Limpasan ... 15
E Analisa Hidrologi ... 16
F Perhitungan Debit analisa atau Debit Rencana ... 17
1) Debit Periode Ulang ... 17
2) Koefisien Pengaliran ... 21
3) Koefisien Tampungan ... 22
4) Karakteristik Hujan ... 23
F Perhitungan Debit Rencana ... 27
1) Kriteria Teknis ... 28
2) Bentuk Penampang Saluran ... 29
3) Dimensi Saluran ... 30
BAB III METODOLOGI PENELITIAN A Lokasi Penelitian ... 33
B Peralatan dan Waktu Penelitian ... 34
C Metode Penelitian ... 34
1) Persiapan ... 35
2) Pengumpulan Data ... 35
3) Pengolahan dan Analisis Data ... 35
4) Peta Topografi ... 36
D Flow Chart Penelitian ... 37
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A Kondisi Klimatologi ... 38
B Topografi ... 38
C Sumber Air ... 41
1) Daerah aliran ... 41
2) Letak stasiun ... 42
D Penggunaan Lahan Drainase ... 44
E Langkah Perhitungan Debit Analisis ... 47
1) Waktu konsentarsi daerah aliran ke hilir ... 49
2) Koefisien tampungan daerah aliran ... 50
3) Hujan rencana periode ulang 2 tahun ... 50
4) Hujan rencana periode ulang 5 tahun ... 50
F Langkah Perhitungan Debit Aktual ... 57
1) Saluran Jl. S. Saso pada saluran tipe A ... 57
2) Luas Dimensi Saluran ... 57
3) Keliling Basah ... 57
4) Jari-jari Hidrolis ... 57
5) Kecepatan ... 57
6) Debit Rencana ... 58
H Langkah Perhitungan Debit Limpasan ... 62
BAB V PENUTUP
A Kesimpulan ... 65 B Saran ... 65
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN 1
LAMPIRAN 2 LAMPIRAN 3
DAFTAR GAMBAR
Nomor halaman
1. Inventori saluran drainase Kota Belopa, 2014 2 2. Perubahan dalam aliran run-off karena perubahan penggunaan
lahan yang menyebabkan banjir 11
3. Pembagian wilayah dengan metode poligon thiessen 17
4. Kurva intensitas hujan 24
5. Lintasan aliran waktu inlet time (to) dan conduit time (td) 25 6. Penampang hidrolis terbaik penampang melintang persegi panjang
dan penampang melintang trapesium 30
7. Peta topografi Kota Belopa, BPS Kab. Luwu, 2014. 36
8. Bagan alur penelitian 37
9. Titik Koordinat stasiun curah hujan 42
10. Daerah aliran pada jalan Sultan Hasanuddin, Kelurahan
Tanamanai 48
11. Penggunaan lahan di Kota Belopa 49
12 Sketsa dimensi saluran 57
13 Total debit limpasan drainase di tiap peningkatan perubahan tata
guna lahan di Kota Belopa Kabupaten Luwu 64
DAFTAR TABEL
Nomor halaman
1. Koofisien pengaliran 22
2. Kecepatan aliran dalam saluran 27
3. Unsur geometri penampang hidrolis 30
4. Koefisien kekasaran manning untuk gorong-gorong dan saluran
pasangan 32
5. Kondisi topografi drainase jalan Kota Belopa 36 6. Ketinggian letak desa atau kelurahan dari permukaan air laut
dan Letak dilintasi sungai di kecamatan Belopa tahun 2011 38 7. Perhitungan metode aljabar dan metode poligon thiessen 43 8. Luas lahan kering menurut jenis penggunaannya di rinci per
Desa atau kelurahan di Kecamatan Belopa tahun 2011 45 9. Luas lahan kering menurut jenis penggunaannya di rinci per
Desa atau kelurahan di Kecamatan Belopa tahun 2008 45 10. Luas lahan kering menurut jenis penggunaannya di rinci per
Desa atau kelurahan di Kecamatan Belopa tahun 2005 46 11. Perhitungan debit akibat limpasan dari jalan di tiap – tiap
Jalan. 51
12 Perhitungan aliran dalam saluran dan koefisien tampungan 52 13 Perhitungan intensitas curah hujan, koefisien aliran dan luas
Penggunaan lahan 54
14 Perhitungan debit periode 55
15 Dimensi saluran tersier drainase Kota Belopa Kabupaten Luwu 58
16 Debit aktual 59
17 Debit limpasan 61
18 Perbandingan total debit limpasan per tiga tahun 62
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
Notasi Definisi dan Keterangan Q analisis Debit analisis aliran (m3/dtk) Q aktual Debit aktual aliran (m3/dtk) Q limpasan Debit limpasan aliran (m3/dtk)
C Koefisien pengaliran (Run off Coeficient).
Cs Koefisien tampungan.
I Intensitas hujan selama waktu yang sama tenggang waktu konsentrasi (Time of Concentration) (mm/jam).
A Luas Area (Catchment Area)
R Hujan sehari (mm).
Tc Waktu konsentrasi (jam).
to Waktu untuk mengalir dari permukaan lahan ke saluran terdekat (menit)
td Waktu pengaliran dalam saluran (menit)
Cs Koefisien tampungan.
Lo Jarak aliran terjauh diatas tanah hingga saluran terdekat (m)
So Kemiringan permukaan tanah yang dilalui aliran diatasnya.
As Luas penampang saluran tegak lurus arah aliran ( ).
n Koefisien kekasaran Manning R Jari-jari hidrolis (m)
P Keliling basah saluran (m) w Tinggi jagaan (m)
h Tinggi air dalam saluran (m)
V Kecepatan aliran dalam saluran (m/det).
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Permasalahan meluapnya air dari drainase adalah suatu akibat yang sering dialami setiap musim hujan terjadi, dengan keadaan ini mengakibatkan masalah drainase dianggap bukan persoalan yang penting. Oleh karena itu, peningkatan penduduk begitu pesat maka jumlah kebutuhan hidup manusia akan meningkat pula, antara lain kebutuhan lahan untuk tempat tinggal dan aktivitas manusia, sehingga terjadi perubahan lahan. Perubahan penggunaan lahan pada sistem drainase akan mempengaruhi kondisi luapan, genangan, dan perubahan debit aliran.
Secara alamiah sebagian air hujan yang jatuh kepermukaan tanah akan meresap ke dalam tanah sehingga terjadi genangan dan selebihnya akan mengalir menjadi limpasan permukaan. Karakteristik daerah yang berpengaruh terhadap bagian air hujan antara lain adalah topografi, dan penggunaan lahan atau penutupan lahan. Hal ini berarti bahwa karakteristik lingkungan fisik mempunyai pengaruh terhadap respon hidrologi.
Luapan akibat hujan ini dapat terjadi dengan cepat dan dapat pula setelah beberapa jam setelah terjadinya hujan. Lama waktu kejadian hujan maksimum dan aliran maksimum sangat dipengaruhi oleh kondisi wilayah tempat jatuhnya hujan. Oleh karena itu dalam perencanaan
pengelolaan sumber daya air, luapan merupakan masalah yang seharusnya diatasi terlebih dahulu sebelum upaya berikutnya dilakukan, terlebih lagi perubahan tata guna lahan yang terjadi dipengaruhi besarnya laju infiltrasi dan luapan yang terjadi. Adapun masalah yang terkandung di dalam peta inventori saluran drainase, secara topografi, dimana daerah yang terlanda banjir merupakan wilayah rawan banjir, yaitu berupa dataran rendah yang dilalui oleh sungai-sungai dan drainase. Oleh karena itu, terjadi banjir sangat dipengaruhi oleh kondisi curah hujan dan aliran tidak seragam.
Gambar 1: Inventori saluran drainase Kota Belopa, 2014.
Berdasarkan uraian pada inventori saluran drainase Kota Belopa Kabupaten Luwu di atas maka penulis mengambil untuk memilih judul dalam penulisan ini adalah “Pengaruh Perubahan Tata Guna Lahan Terhadap Debit Limpasan Drainase Di Kota Belopa Kab. Luwu”.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah penulis kemukakan, maka dapat dirumuskan bahwa masalah yang dapat dijadikan dasar dalam penelitian ini adalah:
1) Seberapa besar perubahan koefisien limpasan untuk tata guna lahan tahun 2005, 2008, dan 2011 terhadap debit limpasan drainase di Kota Belopa Kab. Luwu.
2) Seberapa besar debit limpasan drainase dari debit rencana ( ) sama atau lebih besar dari debit analisis ( ) di Kota Belopa Kab. Luwu.
C. Tujuan penelitian
Dengan adanya masalah yang telah dirumuskan oleh penulis, maka tujuan penelitian ini adalah:
1) Menganalisis perubahan koefisien limpasan pada tata guna lahan tahun 2005, 2008, dan 2011 terhadap debit limpasan drainase di Kota Belopa Kab. Luwu.
2) Mengontrol debit rencana ( ) apakah sama atau lebih besar dari debit analisis ( ) untuk mengetahui limpasan drainase di Kota Belopa Kab. Luwu.
D. Manfaat Penelitian
Dengan selesainya penelitian ini diharapkan memberi manfaat sebagai berikut:
1) Mendapatkan pelajaran pada penentuan koefisien limpasan drainase untuk tata guna lahan di Kota Belopa Kab. Luwu.
2) Mendapatkan pelajaran untuk mengetahui debit limpasan drainase di kota Belopa Kab. Luwu.
3) Sebagai bahan perbandingan dengan melihat peta inventori saluran drainase untuk mengetahui arah aliran dan kondisi melimpasnya air pada saluran drainase di Kota Belopa Kab. Luwu.
4) Sebagai bahan referensi bagi peneliti lanjutan.
E. Batasan Masalah
Mengingat luasnya permasalahan mengenai kajian tentang debit limpasan drainase terhadap wilayah di Kota Belopa Kab. Luwu yang berdampak pada produktifitas tata guna lahannya dan ekosistem lingkungan maka dalam tugas akhir ini perlu diberi batasan masalah yaitu:
1) Penelitian ini difokuskan pada pemprediksian koefisien aliran untuk penggunaan lahan di Kota Belopa Kab. Luwu.
2) Penelitian ini difokuskan pada debit rencana terhadap saluran drainase untuk penggunaan lahan di Kota Belopa Kab. Luwu dengan menggunakan metode rasional terhadap debit analisis untuk penggunaan lahan di Kota Belopa Kab. Luwu.
F Sistematika Penulisan
Secara garis besar sistematika penulisan skripsi ini dibagi dalam 3 bagian yaitu: bagian awal, bagian isi, dan bagian akhir.
1) Bagian awal berisi halaman judul, kata pengantar, daftar isi, daftar gambar, daftar tabel, daftar notasi dan singkatan.
2) Bagian isi terdiri dari 5 bab, yang terdiri atas:
BAB I PENDAHULUAN : Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA : Bab ini berisi teori-teori yang berhubungan dengan permasalahan yang diperlukan dalam melakukan penelitian ini, yang meliputi tata guna lahan, drainase, faktor-faktor yang mempengaruhi tata guna lahan terhadap debit limpasan drainase, hujan dan limpasan, perhitungan debit rencana, dan perhitungan debit saluran drainase.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN : Bab ini membahas tentang lokasi dan waktu penelitian, peralatan penelitian, metode pelaksanaan penelitian, analisis data, dan flow chart penelitian.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN : Bab ini berisi tentang analisis data dan hasil analisisnya, serta pembahasan tentang hasil-hasil penelitian.
BAB V PENUTUP : Bab ini berisi kesimpulan hasil penelitian, dan saran-saran yang berkaitan dengan hasil penelitian ini.
3) Bagian akhir tulisan ini berisi daftar pustaka, lampiran-lampiran, dan dokumentasi penelitian.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Tata Guna Lahan
Menurut Arsyad, (2006). Tata Guna Lahan (land use) adalah suatu upaya dalam merencanakan penggunaan lahan dalam suatu kawasan yang meliputi pembagian wilayah pada fungsi-fungsi tertentu, misalnya fungsi pemukiman, perdagangan, industri, dan lain-lain. Rencana tata guna lahan merupakan kerangka kerja yang menetapkan keputusan- keputusan terkait tentang lokasi, kapasitas dan jadwal pembuatan jalan, saluran air bersih dan air limbah, gedung sekolah, pusat kesehatan, taman dan pusat-pusat pelayanan serta fasilitas umum lainnya.
Pemanfaatan lahan berkaitan dengan kegiatan manusia pada suatu objek dan merupakan hasil akhir dari setiap bentuk campur tangan kejadian (intervensi) manusia terhadap lahan di permukaan bumi yang bersifat dinamis dan berfungsi untuk memenuhi kebutuhan hidup baik material maupun spiritual.
Menurut Chay Asdak, (2010). Perubahan tata guna lahan pada kawasan konservasi menjadi kawasan terbangun dapat menimbulkan banjir, tanah longsor dan kekeringan. Banjir adalah aliran atau genangan air yang menimbulkan kerugian ekonomi atau bahkan menyebabkan kehilangan jiwa.
Menurut Kodoatie dan Sjarief, (2008). Aliran atau genangan air ini dapat terjadi karena adanya luapan-luapan pada lokasi yang lahan airnya
melebihi debit cekungan tanah akibat air hujan dan saluran drainase tidak berfungsi dengan baik. Hal tersebut terjadi karena pada musim penghujan air hujan yang jatuh pada daerah tangkapan air (catchments area) tidak banyak yang dapat meresap ke dalam tanah melainkan lebih banyak melimpas sebagai debit limpasan drainase. Jika debit limpasan drainase ini terlalu besar dan melebihi kapasitas, maka akan meyebabkan banjir.
Peta penggunaan lahan berisi tentang distribusi batas-batas penggunaan lahan seperti bangunan atau pekarangan, tegal atau kebun, ladang atau huma, hutan, perkebunan, tambak atau kolam.
B. Drainase
Menurut Wesli. (2008:1). kata drainase berasal dari kata drainage yang artinya mengeringkan atau mengalirkan. Drainase merupakan sebuah system yang dibuat untuk menangani persoalan kelebihan air yang berada di atas permukaan tanah maupun air yang berada di bawah permukaan tanah. Kelebihan air dapat disebabkan oleh intensitas hujan yang tinggi atau akibat dari durasi hujan yang lama. Secara umum drainase didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan pada suatu kawasan.
Menurut Suripin, (2004:7). drainase mempunyai arti mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air. Secara umum, drainase didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Drainase juga
diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dengan sanitasi, dimana drainase merupakan suatu cara pembuangan kelebihan air yang tidak diinginkan pada suatu daerah, serta cara-cara penangggulangan akibat yang ditimbulkan oleh kelebihan air tersebut.
Dari sudut pandang yang lain, drainase adalah salah satu unsur dari prasarana umum yang dibutuhkan masyarakat kota dalam rangka menuju kehidupan kota yang aman, nyaman, bersih, dan sehat. Prasarana drainase disini berfungsi untuk mengalirkan air permukaan ke badan air atau sumber air permukaan dan di bawah permukaan tanah, dan bangunan resapan. Selain itu juga berfungsi sebagai pengendali kebutuhan air permukaan dengan tindakan untuk memperbaiki daerah genangan air dan banjir. Kegunaan dengan adanya saluran drainase ini adalah mengeringkan daerah genangan air sehingga tidak ada akumulasi air tanah, menurunkan permukaan air tanah pada tingkat yang ideal, mengendalikan erosi tanah, kerusakan jalan dan bangunan yang ada, mengendalikan air hujan yang berlebihan sehingga tidak terjadi bencana banjir.
Sebagai salah satu sistem dalam perencanaan perkotaan, maka sistem drainase yang ada dikenal dengan istilah sistem drainase perkotaan. Berikut definisi drainase perkotaan :
1) Drainase perkotaan yaitu ilmu drainase yang mengkhususkan pengkajian pada kawasan perkotaan yang erat kaitannya dengan kondisi lingkungan sosial-budaya yang ada di kawasan kota.
2) Drainase perkotaan merupakana sistem pengeringan dan pengairan air dari wilayah perkotaan yang meliputi daerah pemukiman, kawasan industri dan perdagangan, kampus dan sekolah, rumah sakit dan fasilitas umum, dan lapangan olahraga.
Sistem jaringan drainase perkotaan umumnya dibagi atas 2 bagian, yaitu:
1) Sistem Drainase Makro
Sistem drainase makro yaitu sistem saluran atau badan air yang menampung dan mengalirkan air dari suatu daerah tangkapan air hujan (Catchment Area). Pada umumnya sistem drainase makro ini disebut juga sebagai sistem saluran pembuangan utama (Makro system) atau drainase primer. Sistem jaringan ini menampung aliran yang berskala besar dan luas seperti saluran drainase primer, kanal-kanal atau sungai- sungai. Perencanaan drainase makro ini umumnya dipakai dengan periode ulang antara 5, 10 sampai 25 tahun dan pengukuran topografi yang detail mutlak diperlukan dalam perencanaan sistem drainase ini.
2) Sistem Drainase Mikro
Sistem drainase mikro yaitu sistem saluran dan bangunan pelengkap drainase yang menampung dan mengalirkan air dari daerah tangkapan hujan. Secara keseluruhan yang termasuk dalam sistem drainase mikro adalah saluran di sepanjang sisi jalan, saluran drainase air hujan di sekitar bangunan, gorong-gorong, saluran drainase kota dan lain sebagainya dimana debit air yang dapat ditampungnya tidak terlalu besar.
Pada umumnya drainase mikro ini direncanakan untuk hujan dengan masa periode ulang 2, 5, 10, dan 25 tahun tergantung pada tata guna lahan yang ada. Sistem drainase untuk lingkungan permukiman lebih cenderung sebagai sistem drainase mikro.
C. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Perubahan Tata Guna Lahan Terhadap Limpasan Drainase.
Perubahan tata guna lahan merupakan penyebab utama banjir bila dibandingkan dengan faktor lain. Perlu pula diketahui bahwa perubahan tata guna lahan memberikan kontribusi dominan kepada aliran permukaan (run off). Hujan yang jatuh ke tanah, airnya akan menjadi aliran permukaan di atas tanah dan sebagian meresap ke dalam tanah tergantung kondisi tanahnya. (Kodoatie dan Sjarief, 2008).
Faktor penutupan lahan vegetasi cukup signifikan dalam pengurangan atau peningkatan aliran permukaan. Hutan yang lebat mempunyai tingkat penutup lahan yang tinggi, sehingga apabila hujan turun ke wilayah hujan tersebut, faktor penutupan lahan ini memperlambat kecepatan aliran permukaan, bahkan bisa terjadi kecepatannya mendekati nol. Ketika suatu kawasan hutan menjadi pemukiman, maka penutupan lahan kawasan ini akan berubah menjadi penutupan lahan yang tidak mempunyai resistensi untuk menahan aliran yang terjadi ketika hujan turun, kecepatan air akan meningkat sangat tajam di atas lahan ini. Namun resapan air yang masuk ke dalam tanah relatif tetap kecuali lahannya berubah. Kuantitas totalnya berubah karena tergantung dari luasan penutup lahan (Kodoatie dan Sjarief, 2008).
Gambar 2. Perubahan dalam Aliran Run-off karena Perubahan Penggunaan Lahan yang menyebabkan banjir.
Faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan tata guna lahan terhadap limpasan drainase, yaitu:
1) Kurang seragamnya dimensi saluran yang mengakibatkan dari beberapa bangunan pemerintah yang menyesuaikan aturan dibanding dengan masyarakat yang tidak sesuai dengan izin membangun bangunan atau IMB.
2) Kurang berfungsinya saluran drainase, sebagai tempat mengalirnya air hujan dari badan jalan ke saluran, hal ini dikarenakan kurangnya pemeliharaan, yang mengakibatkan tersumbatnya saluran air tersebut akibat pengendapan kotoran atau sampah.
3) Adanya sampah dan lumpur yang menyebabkan penyumbatan aliran air dan kapasitas saluran menjadi kecil sehingga tidak mampu menampung debit air hujan yang masuk terutama saat hujan lebat.
Hal ini berkaitan dengan kurangnya tingkat kesadaran masyarakat terhadap kebersihan saluran.
Keterkaitan antara ruang terbuka hijau, tata guna lahan dan run off.
Jika banyak ruang terbuka hijau tentu aliran run off sedikit dikurangi, karena sebagian meresap kedalam tanah dan sebagian lagi mengalir kedalam saluran drainase. Tata guna lahan juga terkait dengan drainase.
Drainase merupakan sebuah sistem yang dibuat untuk menangani persoalan kelebihan air, sehingga debit air masuk kedalam tanah dan debit air masuk ke drainase, tidak dapat menampung kapasitas daya tampung drainase.
Dalam perencanaan drainase perkotaan juga diperhitungkan tata guna lahan di daerah tangkapan. Jika air hujan turun dari gunung, sementara lahan di perkotaan sudah terbangun dan drainasenya juga penuh dengan sampah, bisa dipastikan akan terjadi banjir. Dalam perhitungan debit banjir untuk membuat sebuah drainase juga diperhitungkan koefisien Pengaliran (Run off Coeficient), karakter permukaan aspal berapa, karakter permukaan beton berapa, agar air hujan itu cepat mengalir kedalam drainase atau sungai (saluran primer), agar tidak terjadi genangan.
D. Hujan dan Limpasan
Menurut Wesli, (2008:19-22) Hujan dan limpasan merupakan dua fenomena yang tidak dapat dipisahkan yang salin terkait satu sama lainnya. Fenomena hujan merupakan fenomena alam yang tidak dapat
diketahui secara pasti namun dapat dilakukan perkiraan-perkiraan berdasarkan data-data hujan terdahulu. Semakin banyak data hujan yang kita dapatkan maka akan semakin mendekati akurasi perkiraan-perkiraan yang dilakukan. Rumusan-rumusan yang digunakan yang digunakan untuk mempekirakan hujan tidak ada yang pasti, rata-rata ahli hidrologi yang melakukan penelitian tentang hujan membuat persamaan- persamaan yang sifatnya empiris namun persamaan-persamaan ini dapat membantu dalam perencanaan bangunan-bangunan air. Berdasarkan penelitian yang dilakukan para ahli mengenai hujan menunjukkan bahwa hujan-hujan yang besarnya tertentu mempunyai masa ulang rata-rata tertentu pula dalam jangka waktu cukup panjang. Akibat terjadinya hujan maka akan terjadi limpasan berupa air hujan yang akan mencapai sungai tanpa mencapai permukaan air tanah yakni curah hujan yang dikurangi sebagian dari infiltrasi, sebagian besarnya air yang tertahan dan sebagian dari besarnya genangan.
Limpasan permukaan merupakan bagian dari curah hujan yang berlebihan mengalir selama periode hujan atau sesudah periode hujan.
Sumber dari limpasan sebenarnya bukan hanya dari air yang mengalir di atas permukaan saja melainkan juga dari air yang mengalir di bawah permukaan (subsurface) yaitu sebagian air yang mengalir ke sungai dari proses infiltrasi di bawah permukaan tanah sebelum sampai ke muka air tanah. Banyak faktor yang dapat mempengaruhi limpasan diantaranya adalah tata guna lahan, daerah pengaliran, kondisi topografi dari daerah pengaliran, jenis tanah dan faktor-faktor lain seperti karakteristik sungai,
adanya daerah pengaliran yang tidak langsung, daerah-daerah tampungan, drainase buatan dan lain-lain. Untuk mengatasi atau menyelesaikan masalah hujan dan limpasan dapat digunakan persamaan-persamaan rasional yang dikemukakan para ahli yang sifatnya empiris dengan dasar pemikiran bahwa debit yang terjadi akibat adanya hujan yang berbanding lurus dengan intensitas hujan, dan juga berbanding lurus dengan luas daerah hujan namun untuk mendekati akurasi perkiraan perlu dikoreksi dengan koefisien-koefisien tertentu.
Pengaliran di dalam sungai diakibatkan terutama oleh hujan.
Jatuhnya hujan di suatu daerah baik menurut waktu maupun menurut pembagian geografisnya tidak tetap melainkan berubah-ubah tergantung kepada musim yang sedang berlangsung. Musim di Indonesia dikenal musim hujan dan musim kemarau. Pada musim hujan besarnya intensitas hujan dan lama waktu hujan dari hari ke hari, dari jam ke jam tidak sama, demikian pula dari tahun ke tahun banyaknya hujan tidak sama dan juga hujan maksimum dalam satu hari untuk berbagai tahun berlainan.
1) Hujan
Pengelompokan hujan setiap hari 24 jam yang besarnya tertentu selama bertahu-tahun memperhatikan bahwa hujan-hujan kecil terjadi lebih sering dari hujan-hujan besar. Pengenaian lebih lanjut mengenai hujan-hujan itu menunjukkan bahwa hujan-hujan yang besarnya tertentu yang mempunyai masa ulang rata-rata tertentu pula dengan jangka waktu yang cukup panjang. Pada hujan harian yang besarnya 40 mm terjadi
rata-rata 10 tahun sekali, artinya dalam 50 tahun terjadi 5 kali atau dalam 100 tahun terjadi 10 kali dan selanjutnya hujan yang besarnya 40 mm sehari itu mempunyai masa ulang rata-rata 10 tahun.
Jumlah air yang dihasilkan akibat hujan tergantung dari intensitas hujan dan lama waktu hujan. Intensitas hujan yang besar dalam waktu yang singkat akan menghasilkan jumlah air yang berbeda dengan intensitas hujan yang kecil tapi dalam waktu lama. Keadaan yang paling ekstrim adalah intensitas hujan yang besar dengan waktu yang lama. Hal ini dapat mengakibatkan banjir.
Banjir terjadi akibat adanya limpasan permukaan yang sangat besar yang disebabkan oleh hujan dan tidak dapat ditampung oleh sungai atau saluran drainase disamping itu limpasan permukaan yang berlebihan disebabkan tanah sudah jenuh air.
2) Limpasan
Limpasan permukaan adalah air yang mencapai sungai tanpa mencapai permukaan air tanah yakni curah hujan yang dikurangi sebagian dari infiltrasi dan besarnya air yang tertahan dan besarnya genangan. Limpasan permukaan merupakan bagian yang penting dari puncak banjir. Bagian dari curah hujan yang berlebihan dan mengalir selama periode hujan dan sebagian lagi sesudah periode hujan.
Limpasan dapat dibagi dalam dua sumber yaitu:
a) Air yang mengalir di atas permukaan tanah.
b) Air yang mengalir di bawah permukaan (subsurface) yaitu bagian air yang mengalir ke sungai dari proses infiltrasi di bawah permukaan tanah.
E. Analisa Hidrologi
Analisa hidrologi adalah suatu analisis yang bertujuan untuk menghitung potensi air yang ada pada daerah tertentu, untuk dapat dimanfaatkan dan dikembangkan serta mengendalikan potensi air untuk kepentingan masyarakat di sekitar daerah tersebut. Analisa hidrologi merupakan dasar kesepakatan seluruh pihak yang bersangkutan terhadap segala aspek, oleh karena itu perlu diuraikan secara jelas seluruhnya mengenai analisa kebutuhan air dan tersedianya air. Dalam hal ini juga mencakup analisa debit aliran. Informasi umum yang digunakan dalam analisa hidrologi berdasarkan penggunaan lahan dalam tiap tiga tahun durasi waktu di atas.
Data hujan yang baik diperlukan dalam melakukan analisis hidrologi, sedangkan untuk mendapatkan data yang berkualitas biasanya tidak mudah. Data hujan hasil pencatatan yang tersedia biasanya dalam kondisi tidak menerus dan apabila terputusnya rangkaian data hanya beberapa saat kemungkinan tidak menimbulkan masalah, akan tetapi untuk kurun waktu yang lama tentu akan menimbulkan masalah di dalam melakukan analisis. Menghadapi kondisi data seperti ini langkah yang dapat ditempu adalah dengan melihat akan kepentingan dari sasaran yang dituju, apakah data kosong tersebut perlu diisi kembali. Kualitas
data yang tersedia akan ditentukan oleh alat ukur dan manajemen pengelolaannya.
Beberapa metode untuk mendapatkan curah hujan wilayah adalah dengan : cara rata-rata aljabar, poligon thiessen dan isohyet. Dalam kajian ini, analisa curah hujan wilayah digunakan metode polygon thiessen mengingat pos penakar hujan tidak tersebar merata. (Wesli 2008, hal.43)
Gambar 3 : Pembagian wilayah dengan metode poligon Thiessen.
(Wesli :2008)
Adapun cara penentuan kondisi daerah dikaitkan dengan waktu hujan pada daerah hujan maksimal dengan pembagian wilayah untuk mengetahui rata-rata hujan di beberapa desa atau kelurahan dengan menggunakan metode Poligon Thiessen.
F. Perhitungan Debit Analisis
1) Debit Periode Ulang
Menurut Wesli, (2008:85) debit analisis adalah debit maksimum yang akan dialirkan oleh saluran drainase untuk mencegah terjadinya
genangan. Untuk drainase perkotaan dan jalan raya, sebagai debit rencana ditetapkan debit banjir maksimum periode ulang 5 tahun, yang mempunyai makna kemungkinan banjir maksimum tersebut disamai atau dilampaui 1 kali dalam 5 tahun atau 2 kali dalam 10 tahun. Penetapan debit banjir maksimum priode ulang 5 tahun ini berdasarkan pertimbangan:
a) Resiko akibat genangan yang ditimbulkan oleh hujan relatif kecil di bandingkan dengan banjir yang ditimbulkan meluapnya sebuah drainase.
b) Luas lahan di perkotaan relatif terbatas apabila ingin direncanakan saluran yang melayani debit banjir maksimum periode ulang lebih besar dari 5 tahun.
c) Daerah perkotaan mengalami perubahan dalam periode tertentu sehingga mengakibatkan perubahan pada saluran drainase.
Perencanaan debit rencana untuk drainase perkotaan dan jalan raya dihadapi dengan persoalan tidak tersedianya data aliran. Umumnya untuk menentukan debit aliran akibat air hujan diperoleh dari hubungan rasional antara hujan dengan limpasannya. Untuk limbah rumah tangga di estimasikan 25 liter perorang perhari, yang meningkat secara linear dengan jumlah penduduk. (Wesli, 2008:86).
Ada banyak rumus rasional yang dibuat secara empiris yang dapat maenjelaskan hubungan antara hujan dengan limpasannya diantaranya rumus metode rasional. Metode rasional ini yang akan digunakan untuk menghitung debit analisis, dimana metode rasional adalah rumus yang
tertua dan yang terkenal diantara rumus-rumus empiris. Untuk pertama- tama digunakan di Irlandia oleh Mulvaney pada tahun (1847). Metode ini mengasumsikan bahwa laju pengaliran maksimum terjadi jika lama hujan sama dengan waktu konsentrasi daerah alirannya. Atau dapat juga diartikan debit limpasan akibat intensitas berlangsung selama atau lebih lama dari waktu tiba banjir atau konsentrasi. Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan oleh hujan yang jatuh pada titik terjauh saluran drainase untuk mencapai outletnya (Wesli, 2008: 28).
Pemikiran secara rasional ini dapat dinyatakan secara aljabar dengan rumus rasional berikut:
( ) = 0,00278 C.Cs.l.A. (m3/dtk) ...(1) Keterangan:
( ) = Debit Analisis (m3/dtk).
C = Koefisien Pengaliran (Run off Coeficient).
Cs = Koefisien Tampungan.
I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam).
A = Luas Area (Catchment Area) (ha).
Persamaan ini dapat diartikan bahwa jika hujan sebesar 1 mm/jam selama 1 jam pada saluran drainase seluas 1 ha2 pada permukaan yang licin (c = 1) maka akan terjadi debit air sebesar 0,00278 m3/det.
Koefisien Pengaliran (Run off Coeficient) yang didasarkan pada faktor-faktor daerah pengalirannya seperti: jenis tanah, kemiringan, keadaan hutan penutupnya dan besar kecilnya banjir, intensitas hujan selama time of concentration dan luas daerah pengaliran.
Besarnya koefisien pengaliran (Run off Coeficient) didasarkan pada keadaan daerah pengaliran dengan memperhatikan Intensitas Curah Hujan dinyatakan dengan I = d/t, pada umumnya semakin besar t maka I semakin kecil. Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan per satuan waktu. Jika data hujan pendek tidak tersedia, yang ada hanya data hujan harian, maka intensitas hujan dapat dihitung dengan menggunakan rumus–rumus sebagai berikut :
Intensitas hujan (I) metode mononobe. Tim Gunadarma, (2010).
I =
∙ (
2/3...(2) Keterangan:
I = Intensitas hujan selama time of concentrasion (mm/jam).
R = Hujan sehari (mm).
Tc = Waktu konsentrasi (jam).
Waktu konsentrasi (tc) didapat dari persamaan:
Tc = to + td …………...(3) Keterangan:
Tc = Waktu konsentrasi (jam)
to = Waktu untuk mengalir dari permukaan lahan ke saluran terdekat (menit)
td = Waktu pengaliran dalam saluran (menit)
Untuk melengkapi kebutuhan persamaan tersebut di atas maka perlu dicari nilai intensitas I dan waktu konsentrasi tc.
2) Koefisien Pengaliran
Koefisien pengaliran (run off coeficien) adalah perbandingan antara jumlah air hujan yang mengalir atau melimpas di atas permukaan tanah (surface run off) dengan jumlah air yang jatuh pada atmosfir. Nilai koefisien pengaliran berkisar antara 0 sampai dengan 1 dan bergantung dengan jenis tanah, jenis vegetasi, karakteristik tata guna lahan dan konstruksi yang ada di permukaan tanah seperti jalan aspal, atap bangunan dan lain-lain yang menyebabkan air hujan tidak dapat sampai secara langsung ke permukaan tanah sehingga tidak dapat berinfiltrasi maka akan menghasilkan limpasan permukaan hampir 100%. Rumus untuk menentukan koefisien pengaliran sebagai berikut, (Wesli 2014:31).
………...……….(4)
Keterangan :
C = Koefisien pengaliran (Run off Coeficient).
Q = Jumlah limpasan (m3/dtk) . R = Jumlah curah hujan (mm).
Koefisien pengaliran merupakan nilai banding antara bagian hujan yang membentuk limpasan langsung dengan hujan total yang terjadi.
Besaran ini dipengaruhi oleh tata guna lahan, kemiringan lahan, Jenis dan kondisi tanah. Pemilihan koefisien harus memperhitungkan kemungkinan adanya perubahan tata guna lahan dikemudian hari.
Berdasarkan nilai koefisien pengaliran (c) untuk daerah penggunaan lahan di Kota Belopa ini adalah dari hasil berdasarkan penelitian para ahli diperlihatkan tabel berikut ini:
Tabel 1 : Koefisien Pengaliran
Daerah Koefisien Aliran
a Perumahan tidak begitu rapat
0,25 - 0,40 (20 rumah/Ha)
b Perumahan kerapatan sedang
0,40 - 0,70
(20-60 rumah/Ha)
c Perumahan rapat 0,70 - 0,80
d Taman dan daerah rekreasi 0,20 - 0,30
e Daerah industry
0,80 - 0,90
f Daerah perniagaan 0,90 - 0,95
Sumber : Drainase perkotaan, (wesli, 2008:31).
3) Koefisien Tampungan
Daerah yang memiliki cekungan untuk menampung air hujan relative mengalirkan lebih sedikit air hujan dibandingkan daerah yang tidak memiliki cekungan sama sekali. Efek tampungan oleh cekungan ini terhadap debit analisis diperkirakan dengan koefisien tampungan yang diperoleh dengan rumus sebagai berikut, (Wesli, 2008:34) :
………..………. (5) Keterangan:
Cs = Koefisien tampungan.
Tc = Waktu kosentrasi (jam).
Td = Waktu aliran air mengalir didalam saluran dari hulu ke tempat pengukuran (jam).
4) Karakteristik Hujan
Menurut Wesli, (2008:34) Karakteristik hujan dapat diketahui berdasarkan durasi hujan, intensitas hujan dan waktu konsentrasinya.
a) Durasi hujan adalah lama kejadian hujan (menitan, jam-jaman, harian) diperoleh terutama dari hasil pencatatan alat pengukur hujan otomatis.
Dalam perencanaan drainase durasi hujan ini sering dikaitkan dengan waktu konsentrasi, khususnya pada drainase perkotaan diperlukan durasi yang relative pendek, mengingat akan toleransi terhadap lamanya genangan.
b) Lengkung intesitas hujan Lengkung intesitas hujan adalah grafik yang menanyakan hubungan antara intensitas hujan dengan durasi hujan, hubungan tersebut dinyatakan dalam bentuk lengkung intensitas hujan dengan priode ulang hujan tertentu.
Gambar 4. Kurva Intensitas Hujan
0 20 40 60 80 100 120
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
Intensitas Hujan (mm/jam)
Durasi Hujan ( Menit)
I 2 I 5
c) Waktu konsentrasi (Tc) Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik control yang ditentukan pada bagian hilir suatu saluran. Debit limpasan dari sebuah daerah akan maksimum apabila seluruh aliran dari tempat terjauh dengan aliran tempat-tempat dihilirnya tiba ditempat pengukuran secara bersama-sama. Hal ini member pemahaman bahwa debit maksimum tersebut akan terjadi apabila durasi hujan harus sama atau lebih besar dari waktu konsentrasi. Pada prinsipnya waktu konsentrasi dapat dibagi menjadi:
(1) Inlet time (To), yaitu waktu yang diperlikan oleh air untuk mengalir diatas permukaan tanah menuju saluran drainase.
(2) Conduit time (Td), yaitu waktu yang diperlikan oleh air untuk mengalir disepanjang saluran sampai titik control yang ditentukan dibagian hilir.
Waktu konsentrasi untuk drainase perkotaan terdiri dari waktu yang diperlukan air untuk mengalir melalui permukaan tanah dari tempat terjauh ke saluran terdekat (inlet time) ditambah waktu untuk mengalir didalam saluran ke tempat pengukuran (conduit time). Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut, (Wesli, 2008:36) ;
Tc = To +Td …...(6) Dimana :
Tc = Waktu konsentrasi (jam).
To = Inlet time, waktu yang diperlukan air hujan mengalir dipermukaan tanah dari titik terjauh ke saluran terdekat (jam).
Td = Conduit time, waktu yang diperlukan air hujan mengalir didalam saluran sampai ketempat pengukuran (jam).
Gambar 5: Lintasan aliran waktu inlet time (to) dan conduit time (td).
Wesli, (2008: 37)
Waktu konsentrasi besarnya sangat bervariasi dan dipengaruhi oleh factor-faktor berikut ini:
a) Luas daerah pengaliran.
b) Panjang saluran drainase.
c) Kemiringan dasar saluran.
d) Debit dan kecepatan aliran.
Harga To dan Td dan Tc dapat diperoleh dari rumus-rumus empiris, salah satunya adalah rumus Kirpich, seperti berikut ini:
√
……….…... (7) Keterangan:
To = Inlet time ke saluran terdekat (menit).
Lo = Jarak aliran terjauh diatas tanah hingga saluran terdekat (m)
So = Kemiringan permukaan tanah yang dilalui aliran diatasnya.
Harga Td ditentukan oleh panjang saluran yang dilalui aliran dan kecepatan aliran didalam saluran, seperti ditunjukkan oleh rumus sebagai berikut:
Td = ………... (8) Keterangan:
Td = Conduit time sampai ke tempat pengukuran (jam).
L1 = Jarak yang ditempuh aliran dalam saluran ke tempat pengukuran (m).
V = Kecepatan aliran dalam saluran (m/det).
Lama waktu mengalir didalam saluran (Td) di tentukan dengan rumus sesuai dengan kondisi salurannya, untuk saluran alami, sifat-sifat hidroliknya sukar ditentukan, maka Td dapat ditentukan dengan menggunakan perkiraan kecepatan air pada saluran buatan nilai kecepatan aliran dapat dimodifikasi berdasarkan nilai kekasaran dinding saluran menurut Manning, Chezy atau yang lainnya.
Tabel 2 : Kecepatan aliran dalam saluran
Kemiringan rata-rata dasar saluran Kecepatan rata-rata
% (m/dtk)
kurang dari 1 0,40
1 – 2 0,60
2 – 3 0,90
6 – 10 1,50
10 – 15 2,40
Sumber : Wesli, (2008:39).
Harga Tc ditentukan oleh panjang saluran yang dilalui aliran dan kemiringan saluran, seperti yang ditunjukkan oleh rumus sebagai berikut:
Tc = 0.00013
……….………..………..…(9)
Keterangan:
Tc = Waktu konsentrasi (jam)
L = Panjang jarak dari tempat terjauh didaerah aliran sampai tempat pengamatan banjir, diukur menurut jalannya sungai (km).
S = Perbandingan dari selisih tinggi antra tempat terjauh dan tempat pengamatan, diperkirakan sama dengan kemiri- ngan rata-rata dari daerah aliran.
F. Perhitungan Debit Rencana
Pada saluran drainase pada perkotaan secara umum dikenal ada dua jenis konstruksi saluran, yaitu:
1) Saluran tanah tanpa lapisan, dan
2) Saluran dengan lapisan, seperti pasangan batu, beton, kayu, dan baja.
Saluran tanah memiliki maksimum yang dibatasi oleh kemampuan jenih tanah setempat terhadap bahaya erosi akibat aliran terlalu cepat.
Hal tersebut menjadi salah alasan mengapa diperlukanya saluran dengan lapisan, meskipun harga saluran dengan lapisan lebih mahal.
Untuk drainase perkotaan dan jalan raya umumnya dipakai saluran dengan lapisan. Selain alasan seperti dikemukakan diatas, estetika dan
kestabilan terhadap gangguan dari luar seperti lalu lintas merupakan alasan lain yang menuntut saluran drainase perkotaan dan jalan raya dibuat dari saluran dengan lapisan. Saluran ini dapat berupa saluran terbuka atau saluran yang diberi tutup dengan lubang-lubang kontrol di tempat-tempat tertentu. Saluran yang diberi tutup ini bertujuan supaya saluran memberikan pandagan yang lebih baik atau ruang gerak bagi kepentingan lain.
1) Kriteria Teknis
Dalam perencanaan dan pelaksanaan pembuatan saluran drainase, kriteria teknis saluran drainase untuk air hujan dan air limbah perlu diperhatikan agar saluran drainase tersebut dapat bekerja sesuai dengan fungsinya. Kriteria teknis saluran drainase adalah:
a) Kriteria teknis saluran drainase air hujan:
(1) Muka air rancangan lebih rendah dari muka tanah yang akan dilayani;
(2) Aliran berlangsung cepat, namun tidak menimbulkan erosi;
(3) Kapasitas saluran membesar searah aliran.
b) Kriteria teknis saluran drainase air limbah:
(1) Muka air rencana lebih rendah dari muka tanah yang akan dilayani;
(2) Tidak mencemari kualitas air sepanjang lintasannya;
(3) Tidak mudah dicapai oleh binatang yang dapat menyebarkan penyakit;
(4) Ada proses pengeceran atau penggelontoran sehingga kotoran yang ada dapat terangkut secara cepat sehingga ketempat pembuagan akhir;
(5) Tidak menyebarkan bau atau menggangu estetika.
2) Bentuk Penampang Saluran
Mengingat bahwa tersedianya lahan merupakan hal yang perlu dipertimbangkan, maka penampang saluran drainase perkotaan dan jalan raya dianjurkan mengikuti penampang hidrolis terbaik, yaitu suatu penampang yang memiliki luas terkecil untuk suatu debit tertentu atau memiliki keliling basah yang terkecil dengan hantaran maksimum. Unsur- unsur giometris penampang hidrolis terbaik diperlihatkan pada tabel berikut ini:
Tabel 3: Unsur geometrik penampang hidrolis terbaik No
Penampang Melintang
Luas (A) Keliling Basah
(P)
Jari-jari Hidrolis
(R)
Lebar Puncak (T) 1 Trapesium (se-
tengah segi enam)
3/√3. 6/√3.y .y 4/√3.y 2 Persegi Panjang
(setengah bujur sangkar)
2. 4.y .y 2.y
3 Segitiga (setengah bujur sangkar)
4/√2.y √2.y 2.y 4 Setengah
Lingkaran
. .y 2.y
5 Parabola .√2. .√2.y .y 2.√2.y 6 Lengkung Hidrolis 1,3959. 2,9836.y 0,46784.y 1,917532.y Sumber : Wesli, (2008:93).
Gambar 6. Penampang hidrolis terbaik penampang melintang persegi panjang dan penampang melintang trapesium. (Wesli, 2008:94).
Untuk mencegah gelombang atau kenaikan muka air yang melimpah ke tepi, maka perlu tinggi jagaan pada saluran, yaitu jarak vertikal dari puncak saluran ke permukaan air pada kondisi debit rencana. Tinggi jagaan ini (F) berkisar 5% sampai 30% kedalam aliran.
3) Dimensi Saluran
Dimensi saluran harus mampu mengalirkan debit rencana atau kata lain debit yang dialirkan oleh saluran ( ) sama atau lebih besar dari debit ( ). Hubungan ini ditentukan sebagai berikut.
( ) ≥ ( ) ...(10) Debit suatu penampang saluran ( ) dapat diperoleh dengan menggunakan rumus seperti di bawah ini.
= A. V...(11) Di mana:
= Debit rencana
(m
3/dtk)
As = luas penampang saluran tegak lurus arah aliran ( ).
V = kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/detik) Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran dapat di hitung dengan menggunakan rumus Manning sebagai berikut:
½ ..... (12)
... (13) As = ………..……….………… (14)
W =
……….………… (15) P = b + 2h ... (16)
Di mana:
As = Luas penampang saluran tegak lurus arah aliran ( ) V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/detik) n = Koefisien kekasaran Manning (tabel 4)
R = Jari-jari hidrolis (m)
S1 = Kemiringan dasar saluran P = Keliling basah saluran (m) W = Tinggi jagaan (m)
h = Tinggi air dalam saluran (m)
Tabel 4: Koefisien kekasaran Manning untuk gorong-gorong dan saluran pasangan.
Kondisi Saluran Manning (n) G. Kutter (m) Saluran Alam
Saluran Berumput
Saluran Tanah Beraturan Saluran Pasangan Batu Saluran Pasangan Acian Saluran Beton
0,045 0,040 0,030 0,025 0,015 0,015
0,050 0,035 0,020 0,015 0,010 0,012 Sumber : Pedoman teknik perencanaan drainase perkotaan hal 49.
Perhtungan dimensi saluran drainase perkotaan dan jalan raya dianjurkan memperhatikan hal-hal berikut:
a) Karena alasan teknis dan estetika, saluran direncanakan dengan lapisan atau pasangan tahan erosi.
b) Pada saluran dengan pasangan ini kecepatan aliran maksimum yang dapat menyebabkan erosi tidak perlu ipertimbangkan. Demikian juga dengan kecepatan yang dapat mencegah tumbuhnya vegetasi, yaitu Vmin = 0,6 m/det dapat juga diabaikan karena dengan asumsi saluran dipelihara dan dibersihkan.
c) Hendaknya dipakai saluran penampang hidrolis terbaik, yaitu penampang dengan luas minimum mampu membawa debit maksimum (tabel 3).
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Lokasi Penelitian
Gambaran tentang lokasi penelitian, baik secara umum dalam arti lokasi penelitian secara keseluruhan dalam hal ini Kecamatan Belopa maupun secara khusus dalam hal penelitian yaitu Kantor Camat Belopa sangat penting untuk dikemukakan. Karena hal ini juga dapat membantu dalam rangka membahas dan menganalisa masalah-masalah yang didapatkan pada penelitian dan penulisan ini. Belopa adalah ibu kota baru Kabupaten Luwu, Sulawesi Selatan. Kabupaten Luwu menjadikan kota Belopa selaku ibu kota, setelah memindahkan ibu kota dari Palopo, karena Palopo menjadi kota otonomi, hasil pemekaran dari Kabupaten Luwu, sehingga Kabupaten Luwu harus memindahkan ibu kota ke sebelah selatan, sekitar 50 km dari kota Palopo. Belopa terletak di pinggir jalan raya Trans-Sulawesi, suatu kecamatan yang terletak di antara kota Palopo dan kota Makassar.
Jalan yang menghubungkan Kecamatan Belopa dengan Kecamatan lainnya sudah cukup memadai dengan adanya jalan aspal sehingga arus transportasi darat berjalan lancar. Demikian juga dengan jalan kecamatan yang menghubungkan desa atau kelurahan yang satu dengan desa atau kelurahan yang lainnya sebagian besar merupakan jalan aspal yang kondisinya cukup baik.
Kecamatan Belopa mempunyai luas wilayah seluas 59,26 km². yang terbagi dalam 9 desa atau kelurahan. Wilayahnya yang berbatasan langsung dengan Teluk Bone menjadikan kecamatan ini terdiri atas desa atau kelurahan, pantai dan bukan pantai. 3 desa atau kelurahan diantaranya merupakan desa atau kelurahan pantai, dan 6 desa atau kelurahan yang lainnya adalah desa atau kelurahan bukan pantai.
Sehingga ketinggian rata-rata dari permukaan laut berkisar antara 0 - 60 meter.
B. Peralatan dan waktu Penelitian
Peralatan yang akan digunakan untuk pengecekan lapangan diantaranya: Leptop dengan koneksi Google Earth, GPS Garmin, meteran 5 m, camera, alat tulis dan kompas. Rencana penelitian akan dilaksanakan pada bulan Juni sampai bulan Agustus 2014.
C. Metode Pelaksanaan Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian adalah metode survei atau observasi lapangan. Dan penelitian ini dibagi menjadi 3 (tiga) tahapan yaitu: tahapan pertama persiapan, kedua pengumpulan data dan ketiga pengolahan dan analisis data prediksi limpasan drainase dan debit analisa, dengan uraian tahapan adalah:
1) Persiapan
Persiapan dimaksud untuk mengumpulkan data-data pendahuluan seperti peta jenis tanah, peta citra satelit, peta adiministratif kabupaten
luwu, peta RTRW Kota Belopa, Peta Infrastruktur Kabupaten Luwu, dan peta dari GPS atau Google Earth. Kemudian dipersiapkan alat-alat yang akan dipergunakan pada pengamatan lapangan. Peta dasar yang digunakan adalah peta rupa bumi skala 1 : 500.000 dijadikan sebagai pedoman dalam pengamatan lapangan.
2) Pengumpulan Data
Data yang dikumpulkan meliputi: Parameter hidrologi untuk mendukung estimasi debit rencana dengan metode rational yaitu:
koefisien run-off yang didasarkan pada faktor-faktor daerah pengalirannya seperti, kemiringan saluran, keadaan penggunaan lahan atau besar kecilnya limpasan, intensitas hujan selama time of concentration, luas daerah pengaliran, dan Inventori saluran drainase.
3) Pengolahan dan Analisis Data
Menganalisis debit analisis dengan metode rasional yaitu: rumus rasional adalah rumus yang tertua dan yang terkenal diantar rumus- rumus empiris. Pemikiran secara rasional ini dapat dinyatakan secara aljabar dengan rumus rasional berikut: ( )= 0,00278 C.Cs.l.A.
(m3/dtk), Koefisien run-off yang didasarkan pada faktor-faktor daerah pengalirannya seperti:, kemiringan, keadaan penggunaan lahan atau besar kecilnya limpasan, intensitas hujan selama time of concentration, luas daerah pengaliran dan Inventori saluran drainase. Besarnya koefisien run-off (C) didasarkan pada keadaan daerah pengaliran seperti
terlihat pada Tabel 1. Intensitas hujan ( I ) didapat dari persamaan: I = (R/24).(24/tc)2/3 , dan waktu konsentrasi didapat dengan persamaan: Tc = 0.00013
. 4). Peta Topografi
Keadaan geografis Kota Belopa merupakan salah satu kecamatan dari 21 Kecamatan yang ada di Kabupaten Luwu. Kecamatan Belopa ini berbatasan dengan :
a) Sebelah utara dengan Kecamatan Belopa utara.
b) Sebelah timur dengan Teluk Bone.
c) Sebelah selatan dengan Kecamatan suli.
d) Sebelah barat dengan Kecamatan Bajo.
Gambar 7: Peta topografi Kota Belopa, BPS Kab. Luwu, 2014
D. Low Chart Penelitian atau Bagan alur penelitian
Secara garis besar penelitian ini dapat di lihat dalam diagram alur sebagai berikut.
Tidak
Ya
Gambar 8. Bagan Alur Penelitian Selesai SEKUNDER
Curah Hujan 3 Stasiun
Penggunaan lahan, 2005, 2008, dan 2011
Peta Topografi
HASIL
Debit Limpasan Pada Saluran Drainase PRIMER
Koefisien (run-off ) pada penggunaan lahan
Inventori saluran
Daerah aliran air MULAI
Penentuan Lokasi Penelitian Pengambilan Data
Perhitungan ≥Perhitungan ( ) Validasi data atau
Pengelolahan data
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Kondisi Klimatologi
Kondisi klimatologi lokasi penelitian didasarkan pada data yang dikumpulkan dari instansi pemerintah seperti Badan Meteorologi dan Geofisika. Berdasarkan data tersebut kondisi iklim di lokasi penelitian adalah musim kemarau (dengan curah hujan kurang dari 100 mm/bulan) umumnya berlangsung dari bulan Juni sampai dengan bulan Oktober, dan musim hujan berlangsung antara bulan Nopember sampai dengan bulan Mei. Suhu rata-rata berkisar antara 24 oC sampai 27 oC.
B. Topografi
Secara umum kondisi topografi Kota Belopa adalah sedang sampai landai dengan kemiringan lahan 2 - 3 % pada lahan di hulu (sebelah barat jalan propinsi) dan sekitar 1% pada lahan di hilir (sebelah timur jalan propinsi). Penggunaan lahan dilokasi ini, sebagian besar berupa sawah fungsional dengan tanaman padi, sebagian berupa semak belukar dan kebun coklat. Elevasi rata–rata lahan adalah antara + 2 sampai dengan + 33 m di atas permukaan laut.
Tabel 5 : Kondisi topografi drainase jalan Kota Belopa No. Nama Saluran Elevasi (m) Panjang
Saluran (m)
Kemiringan Awal Akhir (%)
1 Jl. S. Saso 44.000 36.000 367 0.022
2 Jl. Pendidikan 90.000 36.000 317 0.170
Sumber : Hasil perhitungan
Tabel 5 : Kondisi topografi drainase jalan Kota Belopa. (Lanjutan 1).
No. Nama Saluran Elevasi (m) Panjang Saluran (m)
Kemiringan (%)
Awal Akhir
3 Jl. Balubu 73.000 32.000 2560 0.160
4 Jl. Balubu 1 66.000 61.000 168 0.030
5 Jl. Balubu 2 88.000 51.000 424 0.087
6 Jl. Balubu 3 54.000 38.000 506 0.032
7 Jl. Balubu 4 37.000 27.000 1160 0.086
8 Jl. Balubu 5 50.000 30.000 2100 0.095
9 Jl. Pemuda Radda 43.000 17.000 3670 0.007 10 Jl. Merdeka Selatan 24.000 14.000 309 0.032
11 Jl. Topoka 25.000 13.000 4970 0.002
12 Jl. Kalobang 21.000 10.000 2730 0.004
13 Jl. Kalobang 1 20.000 11.000 1950 0.005
14 Jl. Senga Selatan 25.000 5.000 3520 0.006 15 Jl. Jend. Sudirman 17.000 11.000 799 0.008
16 Jl. Banawae 34.000 14.000 1120 0.018
17 Jl. Pangerang 18.000 13.000 815 0.006
18 Jl. H. A Pangerang 18.000 9.000 1760 0.005
19 Jl. S. Paremang 18.000 5.000 2560 0.005
20 Jl. Ali Sammang 19.000 10.000 1850 0.005
21 Jl. S. Paremang 1 11.000 8.000 503 0.006
22 JL. G. Latimojong 42.000 16.000 6530 0.004
23 JL. Pendidikan 41.000 38.000 148 0.020
24 JL. Hos, Aminoto 38.000 36.000 523 0.004
25 JL. Cakrawala 42.000 29.000 2870 0.005
26 JL. Jambu 38.000 31.000 1830 0.004
27 JL. Jambu 1 40.000 31.000 210 0.043
28 JL. Jambu 2 35.000 32.000 152 0.020
29 JL. Jambu 3 37.000 31.000 302 0.020
30 JL. Cilallang 42.000 24.000 3850 0.005
31 JL. Palawagau 38.000 27.000 1920 0.006
32 JL. A. D Jemma 20.000 14.000 847 0.007
33 JL. Sultan Hasanuddin 19.000 15.000 788 0.005
34 JL. Topaka 19.000 11.000 3100 0.003
35 JL. Ali Sammang 19.000 10.000 1850 0.005
36 JL. Pemuda Radda 43.000 17.000 3670 0.007 37 Jl. g. Latimojong 42.000 16.000 6530 0.004
38 JL. Bakti 22.000 18.000 166 0.024
39 JL. Jend. Sudirman 17.000 12.000 547 0.009 Sumber : Hasil perhitungan
Tabel 5 : Kondisi topografi drainase jalan Kota Belopa.(Lanjutan 2).
No. Nama Saluran Elevasi(m) Panjang
Saluran (m)
Kemiringan (%)
Awal Akhir
40 JL. Tampumia Radda 1 17.000 15.000 213 0.009 41 JL. Tampumia Radda 2 19.000 16.000 177 0.017 42 JL. Tampumia Radda 3 16.000 15.000 155 0.006 Sumber : Hasil perhitungan
Dilihat dari kawasan Kota Belopa ini mempunyai daratan yang datar sehingga kawasan ini menjadi faktor-faktor terjadi limpasan di sebabkan pada karateristik sungai, adanya daerah pengaliran yang tidak langsung, drainase buatan dan lain-lain. oleh karena itu dari pengamatan pada lokasi ini ketika hujan tertinggi datang akan menjadi masalah, berdasarkan dalam Peta citra satelit pada pembahasan lebih awal.
Adapun hasil di peroleh pada tabel adalah sebagai berikut;
Tabel 6 : Ketinggian Letak Desa atau Kelurahan Dari Permukaan Laut (meter) dan Letak Dilintasi Sungai Di Kecamatan Belopa Tahun 2011
No Desa/
Kelurahan
Ketinggian (mdpl) Letak Dilintasi Sungai 0-20 21-40 41-60 61 -80 81-100 >100 Dilintasi
Sungai
Tidak Dilintasi
Sungai
(1) (2) (3
)
(4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
1 Balubu - - 1 - - - √ -
2 Pasamai 1 - - - √ -
3 Senga Selatan 1 - - - √
4 Senga 1 - - - √
5 Belopa 1 - - - √
6 Balo-Balo 1 - - - √
7 Karrusumanga 1 - - - √ -
8 Tanamanai 1 - - - √
9 Tampumia Radda
1 - - - √
Jumlah 8 - 1 - - - 3 6
Sumber : Badan Pusat Statistik Kabupaten Luwu, Kecamatan dalam angka 2011.
C. Sumber Air
Sumber air utama atau air tawar untuk lokasi tersebut adalah dari Sungai Bajo (Sungai Saso, luas DAS dilokasi penelitian ini adalah 312 km2, dengan lebar rata-rata 100 m, memiliki beberapa anak sungai antara lain Sallu Ranteballa, Sallu Bone, dan Sallu Kompi. Bersumber dari pegunungan Latimojong, mengalir melewati dataran Bajo dan Cimpu, bermuara ke teluk Bone.
1. Daerah aliran
Daerah aliran adalah daerah yang dibatasi oleh batas-batas topografi sehingga air yang menggenanginya tidak membebani daerah aliran lainnya. Membagi suatu daerah menjadi beberapa daerah pelayanan mempunyai keuntungan, yaitu luas daerah genangan menjadi lebih kecil sehingga debit rencana yang dialirikan saluran menjadi relatif lebih kecil, dan akhirnya dapat memberikan dimensi saluran menjadi relatif lebih ekonomis. Selain itu, dapat menghindari terjadinya kemungkinan letak elevasi dasar saluran atau elevasi permukaan air di saluran berada di bawah elevasi muka air sungai.
Dari hasil data yang di peroleh di Badan Pusat Statistik (BPS Kab.
Luwu) panjang sungai berkisar antara ± 7,00 km, yang berada di Desa Karussumanga ke Desa Pasamai.
Berdasarkan penelitian melalui google earth titik koordinat geografis Kota Belopa yaitu; Garis lintang 3° 22’ 53.86” LS dan garis bujur 120° 21’ 18.27” BT.
2. Letak stasiun
Dalam pembahasan ini, kita memahami bahwa di dalam menghitung curah hujan, penelitian ini dapat memperoleh metode thiessen rerata curah hujan dalam tiga station ini di lihat dari situasi kondisi lapangan dan data ketinggian elevasi.
Adapun stasiun curah hujan yang terdapat di sekitar Kota Belopa yaitu;
a) Stasiun Komba yang terletak di Kec. Larompong Kab. Luwu. Pada titik Koordinat, Garis Lintang 3° 32’ 20” LS dan garis bujur 120° 21’04” BT.
b) Stasiun Rumaju yang terletak di Kec. Bajo Kab. Luwu. Pada titik Koordinat, Garis lintang 3° 22’ --” LS dan garis bujur 120° 19’ --” BT.
c) Stasiun Muladiming yang terletak di Kec. Bupon Kab. Luwu.
Gambar 9 : Titik Koordinat stasiun curah hujan ( Sumber : Hasil Gambar topografi ). 2014
Luas Kota Belopa = 5018,20 Ha
Luas pengaruh: Koefisien Thiessen:
Luas tadah hujan stasiun Komba ( ) = 2570,00 w1 = 51,21 % Luas tadah hujan stasiun Rumaju = 914,00 w2 = 18,21 % Luas tadah hujan stasiun Muladiming )= 1534,20 w3 = 30,57 %
5018,20
Tabel 7: Perhitungan Metode Aljabar dan Metode Polygon Thiessen
Tahun Kondisi Tanggal
Stasiun Rata -
rata Thiessen
Max Komba Rumaju Muladiming
1999
1 26-May 80 0 6 42.81
2 14 - Nov 0 400 0 72.85 72.855
3 04 - Jan 50 0 55 42.42
2000
1 24 - Okt 75 0 0 38.41
2 23 - Mar 20 200 10 49.73 49.727
3 23 - Mar 20 200 10 49.73
2001
1 30 - Apr 65 100 0 51.50
2 16 - Nov 0 200 0 36.43 51.503
3 20 - Jan 0 0 20 6.11
2002
1 07 - May 87 0 0 44.56
2 11 - Jun 75 100 14 60.90 60.904
3 08 - Jun 10 0 20 11.24
2003
1 08 - Jul 75 0 0 38.41
2 09 - Des 0 150 0 27.32 38.410
3 17 - Feb 15 0 20 13.80
2004
1 02 - Jun 95 0 0 48.65
2 06 - Jan 5 200 0 38.99 48.653
3 - 0 0 0 0.00
2005
1 23 - Jun 85 0 43 56.68
2 19 - Apr 0 50 6 10.94 56.678
3 26 - Jan 0 0 110 33.63
2006
1 09 - Jan 85 0 3 44.45
2 17 - Apr 25 20 0 16.45 44.449
3 27 - Feb 0 0 60 18.34
