dasar dasar perencanaan drainase jalan compress

(1)

PELATIHAN ROAD DESIGN ENGINEER (AHLI TEKNIK DESAIN JALAN)

MODUL

RDE - 07: DASAR-DASAR PERENCANAAN DRAINASE JALAN

2005

DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUM

BADAN PEMBINAAN KONSTRUKSI DAN SUMBER DAYA MANUSIA

PUSAT PEMBINAAN KOMPETENSI DAN PELATIHAN

KONSTRUKSI (PUSBIN-KPK)

(2)

(3)

Modul RDE-07 : Dasar-dasar Perencanaan Drainase Jalan Kata Pengantar

KATA PENGANTAR

Modul ini berisi pembahasan dalam garis besar mengenai prinsip-prinsip perencanaan drainase jalan raya, meliputi drainase permukaan dan drainase bawah permukaan. Kedua sistem tersebut direncanakan dengan maksud untuk mengendalikan ”air” sebagai upaya memperkecil pengaruh buruk air terhadap perkerasan jalan maupun subgrade (tanah dasar).

Modul ini dimaksudkan untuk memberikan pengetahuan mengenai jenis-jenis bangunan drainase permukaan, cara mempercepat pembuangan air dari permukaan jalan, pengumpulan data lapangan, bagan alir analisa hidrologi untuk menentukan debit aliran, bagan alir perhitungan hidrolika untuk penetapan dimensi selokan, bagan alir perhitungan hidrolika untuk penetapan dimensi gorong-gorong, perhitungan debit aliran dengan analisa hidrologi, perhitungan dimensi bangunan drainase permukaan dengan analisa hidrolika, pengaruh air tanah terhadap daya dukung tanah dasar, bagaimana memperkecil pengaruh air infiltrasi terhadap tanah dasar dan sistem drainase bawah permukaan.

Kami menyadari bahwa modul ini masih jauh dari sempurna baik ditinjau dari segi materi sistematika penulisan maupun tata bahasanya. Untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran dari para peserta dan pembaca semua, dalam rangka perbaikan dan penyempurnaan modul ini.

Demikian mudah-mudahan modul ini dapat bermanfaat bagi yang memerlukannya.

Pelatihan Road Design Engineer (RDE) i

(4)

Pelatihan Road Design Engineer (RDE) ii

(5)

LEMBAR TUJUAN

UDUL PELATIHAN : Pelatihan Ahli Teknik Desain Jalan (Road Design Engineer)

MODEL PELATIHAN : Lokakarya terstruktur TUJUAN UMUM PELATIHAN :

Setelah modul ini dipelajari, peserta mampu membuat desain jalan mencakup perencanaan geometrik dan perkerasan jalan termasuk mengkoordinasikan perencanaan drainase , bangunan pelengkap dan perlengkapan jalan.

TUJUAN KHUSUS PELATIHAN :

Pada akhir pelatihan ini peserta diharapkan mampu:

1. Melaksanakan Etika Profesi, Etos Kerja, UUJK dan UU Jalan.

2. Melaksanakan Manajemen K3, RKL dan RPL.

3. Mengenal dan Membaca Peta.

4. Melaksanakan Survei Penentuan Trase Jalan.

5. Melaksanakan Dasar-dasar Pengukuran Topografi

6. Melaksanakan Dasar-dasar Survei dan Pengujian Geoteknik.

7. Melaksanakan Dasar-dasar Perencanaan Drainase.

8. Melaksanakan Rekayasa Lalu-lintas.

9. Melaksanakan Dasar-dasar Perencanaan Bangunan Pelengkap dan Perlengkapan Jalan.

10. Melaksanakan Perencanaan Geometrik.

11. Melaksanakan Perencanaan Perkerasan Jalan.

12. Melakukan pemilihan jenis Bahan Perkerasan Jalan.

Pelatihan Road Design Engineer (RDE) iii

(6)

NOMOR : RDE-07

JUDUL MODUL : DAS AR-DASAR PERENCANAAN DRAINASE JALAN

TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM (TIU) :

Setelah modul ini dipelajari, peserta mampu menggunakan dan memanfaatkan data hasil perencanaan drainase jalan untuk diintegrasikan ke dalam penyiapan perencanaan teknis jalan.

TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS (TIK)

Pada akhir Pelajaran Dasar-dasar Perencanaan Drainase Jalan peserta mampu :

1. Menjelaskan pengertian umum dasar-dasar perencanaan drainase jalan.

2. Merencanakan drainase permukaan .

3. Merencanakan drainase bawah permukaan.

Pelatihan Road Design Engineer (RDE) iv

(7)

DAFTAR ISI

Halaman KATA PENGANTAR ... i LEMBAR TUJUAN ... ii DAFTAR ISI... iv DESKRIPSI SINGKAT PENGEMBANGAN MODUL

PELATIHAN AHLI TEKNIK PERENCANAAN

JALAN (Road Design Engineer)... vi DAFTAR MODUL... vii PANDUAN INSTRUKTUR ... viii BAB I PENGERTIAN UMUM... I-1 BAB II DRAINASE PERMUKAAN... II-1 2.1 Jenis-jenis Bangunan Drainase Permukaan... II-1 2.1.1 Selokan samping... II-3 2.1.2 Gorong-gorong... II-5 2.2 Mempercepat Pembuangan Air Dari Permukaan Jalan... II-10

2.2.1. Membuat kemiringan melintang pada

permukaan jalan... II-10 2.2.2 Memberikan minimum grade pada S curve... II-11 2.2.3 Membuat selokan pencegat...II-12 2.3 Pengumpulan Data lapangan...II-12 2.4 Bagan Alir Proses Perencanaan Drainase Permukaan...II-14

2.4.1 Bagan Alir Analisa Hidrologi Untuk Menentukan

Debit Aliran... II-14 2.4.2 Bagan Alir Perhitungan Hidrolika Untuk Penetapan

Dimensi Selokan samping...II-15 2.4.3 Bagan Alir Perhitungan Hidrolika Untuk Penetapan

Dimensi Gorong-gorong...II-16 2.5 Perhitungan Debit Aliran Dengan Analisa Hidrologi... II-17 2.5.1 Perhitungan Intensitas Hujan... II-17 2.5.2 Perhitungan Debit Aliran... II-24 2.6 Perhitungan Dimensi Bangunan Drainase Permukaan

Pelatihan Road Design Engineer (RDE) V

(8)

dengan Analisa Hidrolika... II-30 2.6.1 Perhitungan Dimensi Selokan samping...II-30 2.6.2 Perhitungan Dimensi Gorong-gorong...II-34 BAB III DRAINASE BAWAH PERMUKAAN... III-1 3.1 Pengaruh Air Tanah Terhadap Daya Dukung Tanah Dasar... III-1 3.1.1 Air di dalam tanah... III-1 3.1.2 Gerakan air tanah... III-3 3.1.3 Daya Dukung Tanah Dasar... III-5 3.2 Memperkecil Pengaruh Air Infiltrasi Terhadap Tanah Dasar... III-6 3.3 Sistem Drainase Bawah Permukaan... III-9 RANGKUMAN

LAMPIRAN Tabel, Grafik Dan Formulir Yang Digunakan Untuk Perhitungan Gorong-Gorong

DAFTAR PUSTAKA

HAND OUT

Pelatihan Road Design Engineer (RDE) vi

(9)

DESKRIPSI SINGKAT PENGEMBANGAN MODUL PELATIHAN AHLI TEKNIK DESAIN JALAN

(Road Design Engineer)

1.Kompetensi kerja yang disyaratkan untuk jabatan kerja Ahli Teknik Desain Jalan (Road Design Engineer) dibakukan dalam Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia (SKKNI) yang didalamnya telah ditetapkan unit-unit kerja sehingga dalam Pelatihan Ahli Teknik Desain Jalan (Road Design Engineer) unit-unit tersebut menjadi Tujuan Khusus Pelatihan.

2.Standar Latihan Kerja (SLK) disusun berdasarkan analisis dari masing- masing Unit Kompetensi, Elemen Kompetensi dan Kriteria Unjuk Kerja yang menghasilkan kebutuhan pengetahuan, keterampilan dan sikap perilaku dari setiap Elemen Kompetensi yang dituangkan dalam bentuk suatu susunan kurikulum dan silabus pelatihan yang diperlukan untuk memenuhi tuntutan kompetensi tersebut.

3.Untuk mendukung tercapainya tujuan khusus pelatihan tersebut, maka berdasarkan Kurikulum dan Silabus yang ditetapkan dalam SLK, disusun seperangkat modul pelatihan (seperti tercantum dalam Daftar Modul) yang harus menjadi bahan pengajaran dalam pelatihan Ahli Teknik Desain Jalan (Road Design Engineer).

(10)

(11)

DAFTAR MODUL

Jabatan Kerja : Road Design Engineer (RDE) Nomor

Modul Kode Judul Modul

1 RDE – 01 Etika Profesi, Etos Kerja, UUJK, dan UU Jalan 2 RDE – 02 Manjemen K3, RKL dan RPL

3 RDE – 03 Pengenalan dan Pembacaan Peta 4 RDE – 04 Survai Penentuan Trase Jalan 5 RDE – 05 Dasar-dasar Pengukuran Topografi

6 RDE – 06 Dasar-dasar Survai dan Pengujian Geoteknik

7 RDE – 07 Dasar-dasar Perencanaan Drainase Jalan

8 RDE – 08 Rekayasa Lalu Lintas

9 RDE – 09 Dasar-dasar Perencanaan Bangunan Pelengkap 10 RDE – 10 Perencanaan Geometrik

11 RDE – 11 Perencanaan Perkerasan Jalan 12 RDE – 12 Bahan Perkerasan jalan

Pelatihan Road Design Engineer (RDE) viii

(12)

PANDUAN INSTRUKTUR

A. BATASAN

NAMA PELATIHAN : AHLI TEKNIK DESAIN JALAN (Road Design Engineer )

KODE MODUL : RDE - 07

JUDUL MODUL : Dasar-dasar Perencanaan Drainase Jalan DESKRIPSI : Modul ini membicarakan mengenai dasar-dasar

perencanaan drainase jalan mencakup baik drainase permukaan maupun drainase bawah permukaan yang dibuat dengan maksud untuk menyelamatkan lapis-lapis perkerasan jalan dan subgrade dari pengaruh air yang merugikan.

TEMPAT KEGIATAN : Di dalam ruang kelas, lengkap dengan fasilitas yang diperlukan.

WAKTU PEMBELAJARAN : 4 (Empat) Jam Pelajaran (JP) (1 JP = 45 Menit)

Pelatihan Road Design Engineer (RDE) ix

(13)

B. KEGIATAN PEMBELAJARAN

Kegiatan Instruktur Kegiatan Peserta Pendukung

1. Ceramah : Pembukaan Menjelaskan tujuan instruksional

· (TIU dan TIK)

· Merangsang motivasi peserta dengan pertanyaan ataupun penga- lamannya dalam melakukan pe-

kerjaan jalan

Waktu : 10 menit Mengikuti penjelasan TIU

· dan TIK dengan tekun dan aktif

· Mengajukan pertanyaan a-pabila ada yang kurang jelas

OHT.

2. Ceramah : Bab I, Pendahuluan

Memberikan gambaran umum bahwa drainase jalan mengandung pengertian membuang atau mengalirkan air (air hujan, air limbah, atau air tanah) ke

tempat pembuangan yang telah ditentukan dengan cara gravitasi atau menggunakan sistem pemompaan.

Modul membatasi diri pada substansi yang berkaitan dengan drainase akibat air hujan dan air tanah yang

berpengaruh langsung pada keawetan perkerasan jalan. Drainase air limbah maupun drainasi yang diatur dengan cara pemompaan tidak dicakup dalam modul ini.

Waktu : 30 menit

(14)

OHT.

3. Ceramah : Bab II, Drainase Permukaan

Memberikan penjelasan, uraian atau-pun bahasan mengenai :

· Jenis-jenis Bangunan Drainase Permukaan (selokan samping, gorong-gorong)

· Bagaimana mempercepat pembuangan air dari permukaan jalan

· Pengumpulan data lapangan

· Bagan Alir Analisa Hidrologi Untuk Menentukan Debit Aliran

· Bagan Alir Perhitungan Hidrolika Untuk Penetapan Dimensi Selokan samping

· Bagan Alir Perhitungan Hidrolika Untuk Penetapan Dimensi Gorong-gorong

· Mengikuti penjelasan, uraian atau bahasan instruktur

dengan tekun dan aktif

(15)

OHT.

Pelatihan Road Design Engineer (RDE) x

(16)

Kegiatan Instruktur Kegiatan Peserta Pendukung

·Perhitungan Intensitas Hujan

·Perhitungan Debit Aliran

·Perhitungan Dimensi Selokan samping

·Perhitungan Dimensi Gorong- gorong

Waktu : 80 menit

4. Ceramah : Bab III, Drainase bawah permukaan

Memberikan penjelasan ataupun bahasan mengenai:

Pengaruh Air Tanah

Terhadap

· Daya Dukung Tanah Dasar

·Air di dalam tanah

·Gerakan air tanah

·Daya Dukung Tanah Dasar

·Memperkecil Pengaruh Air Infiltrasi Terhadap Tanah Dasar

·Sistem Drainase Bawah Permukaan

•

Mengikuti penjelasan, uraian atau bahasan

instruktur dengan tekun dan aktif

OHT.

Pelatihan Road Design Engineer (RDE) xi

(17)

Modul RDE 07 : Dasar-dasar Perencanaan Drainase Jalan Bab I Pengertian Umum

BAB I

PENGERTIAN UMUM

Drainase jalan mengandung pengertian membuang atau mengalirkan air (air hujan, air limbah, atau air tanah) ke tempat pembuangan yang telah ditentukan dengan cara gravitasi atau menggunakan sistem pemompaan. Secara umum dikenal adanya 2 (dua) sistem drainase yaitu sistem drainase permukaan dan sistem drainase bawah permukaan. Kedua sistem tersebut direncanakan dengan maksud untuk mengendalikan ”air” sebagai upaya memperkecil pengaruh buruk air terhadap perkerasan jalan maupun subgrade (tanah dasar). Secara normatif yang disebut subgrade adalah lapisan tanah (yang dianggap mewakili subgrade adalah lapsan tanah setebal  1.00 m) yang disiapkan sebagai badan jalan, bisa berupa tanah asli yang sudah dipadatkan atau tanah timbunan yang didatangkan dari tempat lain kemudian dipadatkan atau tanah yang distabilisasi dengan kapur atau bahan lainnya.

Dalam struktur perkerasan jalan, di atas subgrade ini kemudian diletakkan perkerasan jalan, bisa perkerasan lentur maupun perkerasan kaku. Agar subgrade dapat memikul beban diatasnya (perkerasan jalan maupun lalu lintas) sesuai dengan batasan-batasan perencanaan, pada umumnya subgrade dipadatkan pada kadar air optimum. Yang dimaksudkan dengan kadar air optimum disini adalah kadar air pada kepadatan kering maksimum yang diperoleh bilamana tanah dipadatkan sesuai dengan SNI 03-1742-1989. Fungsi drainase jalan dengan demikian ada 2 (dua) cakupan yaitu :

a. Memperkecil kemungkinan menurunnya daya dukung subgrade karena kadar airnya naik melebihi kadar air optimum sebagai akibat dari merembesnya air hujan ke dalam subgrade melalui pori-pori perkerasan jalan atau yang berasal dari air tanah yang naik ke permukaan;

b. Memperkecil kemungkinan rusaknya perkerasan jalan sebagai akibat terendamnya perkerasan jalan oleh genangan air hujan.

Sistem drainase permukaan mencakup 2 hal yaitu:

a. drainase air limbah, dimaksudkan untuk membuang air limbah (air kotor dari rumah tangga, limbah cair dari pabrik dan sebagainya) ke instalasi pengolah air limbah;

Pelatihan Road design Engineer (RDE) I-1

(18)

b. drainase air hujan, dimaksudkan untuk mencegah kemungkinan terjadinya kerusakan jalan akibat air hujan.

Air hujan yang jatuh ke permukaan jalan atau badan jalan mempunyai 3 kemungkinan:

a. bergerak sebagai aliran air permukaan;

b. menguap;

c. merembes ke dalam tanah atau perkerasan jalan sebagai air infiltrasi.

Drainase permukaan berkepentingan dengan aliran air yang bergerak sebagai aliran air permukaan. Persentase besarnya aliran air permukaan dinyatakan sebagai run off coefficient. Debit air yang berasal dari air permukaan ditampung dan dialirkan ke dalam selokan samping kemudian dibuang melalui gorong- gorong. Pada jalan-jalan rural biasanya dipilih selokan samping terbuka, sedangkan pada jalan-jalan di daerah perkotaan dipilih selokan samping terbuka ataupun tertutup tergantung pada kepentingan atau kondisi setempat.

Pada umumnya pembuangan air hujan pada jalan rural tidak terlalu menjadi masalah, karena lahan di kiri-kanan jalan cukup luas. Sedangkan pada jalan-jalan di daerah perkotaan, pembuangan air hujan yang bergerak sebagai aliran air permukaan justru merupakan persoalan yang seringkali sulit dicari pemecahannya karena sempitnya lahan terbuka di kiri-kanan jalan. Bahkan mungkin lokasi di kiri- kanan jalan telah dipadati dengan bangunan-bangunan pertokoan, tempat tinggal, perkantoran dan lain sebagainya. Dengan demikian dalam perencanaan drainase jalan di daerah perkotaan jalan perlu dicari, kemana air hujan harus dibuang setelah dialirkan melalui selokan samping dan gorong-gorong.

Drainase air limbah bisa dibuat khusus untuk:

a. mengalirkan air limbah saja, atau

b. selain untuk membuang air limbah juga disiapkan untuk menampung air hujan dari halaman atau atap rumah sekaligus menggelontorkan air limbah, atau c. sekaligus berfungsi untuk menampung dan membuang air limbah maupun air

hujan baik yang berasal dari sebelah luar badan jalan (dari atap rumah, halaman rumah, lereng tanah di atas selokan) atau air hujan yang berasal dari permukaan jalan.

(19)

Modul RDE 07 : Dasar-dasar Perencanaan Drainase Jalan Bab I Pengertian Umum

Sistem yang terakhir ini adalah yang termurah, akan tetapi mengandung risiko tanah terkontaminasi air limbah atau polusi lainnya.

Drainase bawah permukaan adalah drainase yang dibuat untuk mengatasi pengaruh rembesan air, baik yang berasal dari air tanah maupun air hujan yang merembes ke dalam tanah yang kemungkinan dapat menaikkan permukaan air tanah sehingga mempengaruhi kadar air subgrade.

Jadi secara umum dapat dikatakan bahwa baik drainase permukaan maupun drainase bawah permukaan dibuat dengan maksud untuk menyelamatkan lapis- lapis perkerasan jalan dan subgrade dari pengaruh air yang merugikan.

(20)

BAB II

DRAINASE PERMUKAAN

Drainase permukaan dimaksudkan untuk menampung, mengalirkan dan kemudian membuang air (hujan) dari permukaan jalan agar tidak merusak perkerasan jalan.

Air hujan yang tidak segera terbuang akan merusak lapis-lapis perkerasan jalan.

Pada kondisi tertentu, jika infiltrasi air permukaan telah mencapai subgrade, pada kadar air tertentu yang nilainya melebihi kadar air optimum, maka subgrade mulai menurun daya dukungnya. Penurunan daya dukung subgrade akan mempengaruhi kemampuan perkerasan jalan dalam memikul beban lalu lintas, karena secara teoritis daya dukung subgrade yang lebih rendah akan memerlukan perkerasan yang lebih tebal jika dibandingkan dengan kebutuhan tebal perkerasan yang dihitung berdasarkan daya dukung subgrade yang lebih tinggi, yang harus memikul beban repetisi yang sama seperti yang diprediksikan dalam desain.

2.1 Jenis-jenis Bangunan Drainase Permukaan

Secara umum dikenal ada 2 jenis bangunan drainase permukaan yaitu selokan samping dan gorong-gorong. Fungsi kedua jenis bangunan ini adalah sebagai

“jalan air” agar air hujan segera keluar dari permukaan jalan untuk menghindarkan perkerasan jalan dari kerusakan-kerusakan akibat genangan air. Proses terbuangnya air (hujan) dari lapis permukaan ke areal di luar badan jalan atau ke selokan samping kemudian melalui gorong-gorong dibuang keluar dari badan jalan atau ke tempat buangan air yang telah ditentukan, semuanya diupayakan didasarkan atas hukum gravitasi. Air bergerak ke tempat yang lebih rendah, prinsip inilah yang digunakan dalam mendesain drainase jalan. Kecepatan bergerak dari air tersebut akan tergantung dari seberapa besar grade (%) yang harus dilalui, makin tinggi grade yang harus dilalui, jika bangunan drainase terbuat dari tanah, akan makin mudah bangunan drainase tersebut digerus oleh air.

2.1.1 Selokan Samping

Ada 2 jenis selokan samping yaitu:

- Selokan yang dilapisi (Lined side ditch)

- Selokan yang tidak dilapisi (Unlined side ditch)

Pelatihan Road design Engineer (RDE) II-1

(21)

Modul RDE 07 : Dasar-dasar Perencanaan Drainase Jalan Bab II: Drainase Permukaan

Lined side ditch digunakan apabila kecepatan aliran air yang melaluinya akan mengakibatkan tanah tergerus, sedangkan unlined side ditch digunakan apabila kecepatan aliran air yang melaluinya tidak akan mengakibatkan selokan tanah tergerus.

2.1.1.1 Kecepatan Aliran dan Kemiringan Selokan Samping

Berapa kecepatan aliran air maksimum agar selokan samping yang terbuat dari tanah tidak tergerus? Bagaimana dengan batasan kemiringan selokan samping?

Tergantung dari jenis tanah, berikut ini diberikan tabel dari berbagai sumber yang memberikan batasan kecepatan aliran air yang diijinkan maupun kemiringan selokan samping :

Tabel 1 : Kecepatan Aliran Air Yang Diijinkan Dan Kemiringan Selokan samping

Berdasarkan Jenis Material Selokan samping

Material Selokan

samping Kecepatan Aliran Air Yang

Diijinkan (m/detik) Kemiringan Selokan samping

(%) Pasir halus

0.45

0 - 5 Lempung kepasiran

0.50

0 - 5 Lanau aluvial

0.60

0 - 5 Kerikil halus

0.75

0 - 5 Lempung kokoh

0.75

5 - 10

(22)

5 - 10 Kerikil kasar

1.20

5 - 10 Batu-batu besar

1.50

5 - 10 Pasangan batu

1.50

10 Beton

1.50

10 Beton Bertulang

1.50

10

Kemiringan selokan samping kurang lebih perlu direncanakan mengikuti vertical grade dari trase jalan. Jika ternyata vertical grade dari trase jalan > 5% sedangkan material badan jalan bukan dari lempung kokoh/lempung padat, maka selokan samping perlu dibuat dari pasangan batu atau beton atau beton bertulang tergantung dari pertimbangan desain.

(23)

2.1.1.2 Penampang Melintang Selokan samping

Penampang melintang selokan samping dipilih berdasarkan pertimbangan- pertimbangan:

a. Kondisi tanah dasar b. Kecepatan aliran

c. Dalam atau dangkalnya kedudukan air tanah.

Di bawah ini diberikan contoh-contoh bentuk selokan samping yang biasa digunakan dalam perencanaan jalan :

No. Penampang Melintang Keterangan

1

- Kondisi daerah : kering

- Air cepat mengalir

- Air tanah dalam

2

- Tanah banyak mengandung clay

- Pengaliran air kurang cepat

3

- Tanah cukup stabil

- Medan sempit

- Air tanah dalam

4

- Tanah kurang stabil

- Medan cukup luas

- Air tanah dekat permukaan

5 - Parit atau sungai kecil

sejajar jalan

6 - Selokan samping dari

pasangan batu

7 - Selokan samping

tertutup (untuk daerah perkotaan)

(24)

2.1.1.3 Return Period

Return Period adalah periode (tahun) dimana suatu hujan dengan jangka waktu dan intensitas tertentu dianggap bisa terjadi. Kemungkinan terjadinya adalah ”satu kali” dalam batas periode (tahun) yang ditetapkan. Penetapan return period sebenarnya tergantung pada pertimbangan faktor risiko yang perlu diambil oleh perencana. Belum ada standar return period yang ditetapkan untuk perencanaan selokan samping. Jika diambil referensi dari ”Guide to Hydro Meteorological Practice”, hubungan antara return period dan faktor risiko adalah sebagai berikut:

Td = N (1/U - 0.5)

dimana Td = Return Period, dalam tahun N = umur rencana jalan, dalam tahun

U = faktor risiko

Faktor risiko U biasanya diambil = 1/3, dengan asumsi apabila terjadi kerusakan pada bangunan drainase, tidak sampai membahayakan kehidupan manusia secara langsung. Umur proyek N tentu tergantung dari jenis proyek jalan yang ditangani.

Untuk proyek peningkatan, biasanya umur proyek ditentukan 10 tahun, sedangkan untuk pemeliharaan berkala jalan umur proyek ditentukan = 5 tahun. Dengan mengambil pendekatan bahwa produk peningkatan rata-rata mempunyai umur pelayanan efektif = 6 tahun (cukup dirawat dengan pemeliharaan rutin) sedangkan produk pemeliharaan berkala mempunyai umur pelayanan efektif = 3 tahun (cukup dirawat dengan pemeliharaan rutin), maka perhitungan return period menjadi sebagai berikut :

- Untuk peningkatan jalan : Td = 6 ((1 : 1/3) – 0.5) tahun

= 6 (3 – 0.5) = 6 x 2.5 = 15

- Untuk pemeliharaan berkala jalan: Td = 3 ((1 : 1/3)

= 7.5 tahun

– 0.5) = 3 (3 – 0.5) = 3 x 2.5

Jika faktor risiko diambil = ¹/2, maka return period untuk peningkatan jalan = 9 tahun, sedangkan untuk pemeliharaan berkala jalan = 4.5 tahun. Dari contoh- contoh di atas, sementara belum ada ketentuan yang mengikat tentang return period untuk perencanaan drainase, perencana dapat menentukan sendiri dengan pertimbangan-pertimbangan yang sifatnya kondisional. Misalnya, untuk perencanaan selokan samping pada jalan di perkotaan yang padat penduduk, diambil Td = 15 tahun untuk pekerjaan peningkatan dan Td = 8 tahun untuk

(25)

Penempatan culvert mengikuti sumbu saluran air

DISARANKAN TIDAK DISARANKAN

pekerjaan pemeliharaan berkala. Sedangkan untuk jalan antar kota barangkali cukup diambil Td = 10 tahun untuk pekerjaan peningkatan dan Td = 5 tahun untuk pekerjaan pemeliharaan berkala.

2.1.2 Gorong-gorong

Gorong-gorong adalah bangunan drainase yang berfungsi untuk :

a.Memberi jalan kepada air yang mengalir dari parit atau sungai kecil yang mengalir melintasi jalan.

b.Mengalirkan air yang telah terkumpul di dalam bak-bak penampung selokan samping untuk dibuang keluar ke tempat pembuangan.

Berikut adalah contoh penempatan gorong-gorong yang berfungsi mengalirkan air dari saluran air yang memotong jalan :

Penempatan culvert tidak mengikuti sumbu saluran air karena pertimbangan

memperpendek panjang culvert

(26)

- Potongan melintang :

Material untuk gorong-gorong ada 2 (dua) macam, yaitu : a.Beton tulang

b.Baja

2.1.2.1 Penampang Melintang Gorong-gorong

Penampang melintang gorong-gorong yang lazim digunakan antara lain adalah sebagai berikut :

a.Lingkaran (circular)

- Bentuk ini paling sering dipakai

- Ditinjau dari segi struktur, relative efisien untuk kebanyakan kondisi muatan - Bisa dibuat dari beton tulang (antara lain

0

60 cm, 80 cm, 100 cm, 120 cm,

140 cm) atau dari baja (corrugated metal pipe

0

< 2.00 m)

- Penampang melintang :

b.Ellips (elliptical)

- Biasanya dipakai sebagai pengganti bentuk circular jika terdapat keterbatasan tinggi timbunan.

- Dibandingkan dengan bentuk circular, bentuk pipa lengkung maupun ellips lebih mahal (pada kondisi debit yang harus ditampung sama).

c.Box (rectangular)

- Direncanakan untuk menampung debit yang relative besar

- Bentuk ini biasanya paling cocok digunakan jika posisi tinggi muka air yang diijinkan (allowable

headwater depth) rendah.

- Penampang melintang :

d.Lengkung (arch)

- Bentuk ini dipakai jika kondisi tanah cukup baik.

(27)

(28)

Potongan melintang :

Multiple circulars

Multiple boxes

- Perlu pertimbangan desain yang lebih teliti untuk menghindari scouring - Potongan melintang :

e. Multiple barrels - Dipakai pada kondisi

kanal yang agak lebar melintasi jalan - Terdiri dari 2 (dua) atau lebih barrels

- Barrels bisa berupa circular atau box

2.1.2.2 Merencanakan Ujung-ujung Gorong-gorong

Ujung-ujung gorong-gorong direncanakan dengan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :

- Mengurangi erosi - Menahan seepage

- Menahan timbunan agar tidak longsor

- Memperbaiki karakteristik hidrolik gorong-gorong

- Agar ujung-ujung gorong-gorong tersebut stabil di posisinya

Dalam perencanaan drainase jalan, dikenal pengakhiran ujung-ujung gorong- gorong sebagai berikut :

a. Ujung-ujung gorong-gorong diletakkan melebihi posisi kaki-kaki timbunan (projecting end)

(29)

- Gorong-gorong barrel diperpanjang sehingga melewati batas-batas timbunan

- Tidak dipersiapkan untuk mengantisipasi keruntuhan konstruksi - Relatif ekonomis, akan tetapi bentuknya tidak menarik

- Terbatas untuk gorong-gorong kecil

- Jika yang digunakan untuk gorong-gorong adalah ”corrugated metal pipe”

sedangkan konsep perencanaan drainase yang dipilih adalah perencanaan dengan inlet control, maka pilihan ini adalah tidak tepat ditinjau dari sudut pandang hidrolika.

b.Ujung-ujung gorong-gorong diletakkan mengikuti bidang talud timbunan (mitered end)

- Biasanya dipakai untuk ”metal gorong-gorong” ukuran besar, untuk memperbaiki estetika gorong-gorong

- Ditinjau dari segi struktur, tidak cukup untuk menahan gaya-gaya yang timbul karena beban tanah kecuali jika diberi angker atau diproteksi.

c.Pengakhiran ujung-ujung pipe gorong-gorong (terminal end)

- Khusus untuk circular gorong-gorong

- Prefabricated metal atau precast concrete yang ditempatkan sebagai ujung gorong-gorong

- Untuk mencegah erosi dan memperbaiki estetika.

(30)

2.1.2.3 Return Period

Jika gorong-gorong direncanakan dengan fungsi menampung dan membuang air hujan dari selokan samping, maka return period yang digunakan adalah sama dengan return period yang digunakan untuk perencanaan selokan samping dalam pekerjaan peningkatan jalan (= 10 tahun untuk jalan antar kota dan 15 tahun untuk jalan kota). Bagaimana jika yang dihadapi adalah pekerjaan pemeliharaan berkala? Dalam hal ini tetap disarankan return period yang diambil adalah 10 tahun untuk jalan antar kota dan 15 tahun untuk jalan kota dengan pertimbangan bahwa ada siklus penanganan jalan menempatkan ruas jalan pada program- program peningkatan, pemeliharan rutin atau pemeliharaan berkala sesuai keputusan-keputusan planning – programming. Dengan memilih return period 10 - 15 tahun (10 tahun untuk jalan antar kota dan 15 tahun untuk jalan kota), berarti tidak diperlukan pembongkaran perkerasan jalan untuk mengganti gorong-gorong yang sebelumnya direncanakan berdasarkan return period 5 – 8 tahun (5 tahun untuk jalan antar kota dan 8 tahun untuk jalan kota) dengan gorong-gorong yang mampu menampung dan membuang debit aliran yang diperhitungkan dengan return period 10 - 15 tahun.

Jika gorong-gorong direncanakan dengan fungsi untuk mengalirkan air dari saluran air atau sungai kecil yang memotong jalan, minimal return period yang perlu diambil adalah 25 tahun. Angka return period yang minimal tersebut harus dikoreksi lagi dengan berbagai pertimbangan, seberapa jauh banjir ulang yang melalui saluran air ata

sungai kecil tersebut membahayakan atau merugikan penduduk disekitarnya.

Barangkali angka-angka return period 30 tahun, 40 tahun atau bahkan 50 tahun perlu dipertimbangkan oleh perencana gorong-gorong.

2.2 Mempercepat Pembuangan Air Dari Permukaan Jalan

Selokan samping dan gorong-gorong direncanakan khusus untuk menampung dan membuang air dari permukaan jalan. Upaya memfungsikan secara maksimal bangunan drainase menjadi gagal apabila dihadapi kondisi bahwa selokan samping dan gorong-gorong sudah siap berfungsi, akan tetapi ”air hujan” yang akan dibuang tidak secara cepat keluar dari permukaan jalan. Oleh karena itu prinsip mendayagunakan hukum-hukum gravitasi untuk perencanaan drainase

(31)

harus tetap dijadikan acuan. Berikut ini adalah upaya-upaya yang dilakukan berkaitan dengann pembuangan air dari permukaan jalan :

2.2.1 Membuat Kemiringan Melintang Pada Permukaan Jalan

Penampang normal pada permukaan jalan dibuat miring keluar dimulai dari as jalan (disebut cross fall), dimaksudkan agar air hujan dapat segera mengalir dan terbuang dari permukaan jalan. Air yang tertahan di permukaan jalan kalau tidak segera terbuang keluar akan dimungkinkan meresap ke dalam perkerasan jalan, menempati pori-pori yang ada pada material perkerasan jalan. Fungsi aspal sebagai perekat bisa terganggu, lapis perkerasan bisa rusak, beban lalu lintas diatasnya akan semakin menambah rusaknya perkerasan jalan yang terendam air.

Berikut ini adalah tabel yang menunjukkan cross fall untuk berbagai jenis lapis permukaan. Tabel berikut hanyalah merupakan referensi, penetapan cross fall sepenuhnya ditentukan oleh perencana dengan berbagai pertimbangan antara lain: air hujan cepat terbuang, cross fall tidak mengakibatkan permukaan jalan tanah cepat terkikis, mengurangi rembesan air hujan ke dalam perkerasan dan lain-lain.

Tabel 2 : Jenis Lapis Permukaan Jalan dan Cross Fall

Jenis Permukaan Cross Fall

Jalan Tanah 4% - 6%

Jalan Gravel 3% - 6%

Surface Treatment 3% - 4%

Waterbound Macadam 3% - 4%

Bituminous Macadam 2% - 2.5%

Penetration Macadam 2% - 2.5%

Asphalt Concrete 2% - 2.5%

Beton Semen 2% - 2.5%

(32)

2.2.2 Memberikan minimum grade pada S curve

Pada tikungan yang berbentuk S curve, terdapat arah kemiringan tikungan yang berubah dari plus ke minus. Berarti secara teoritis ada bagian dari kemiringan melintang jalan yang bernilai 0%. Secara praktis, guna mempercepat pembuangan air hujan, pada transition curve untuk curve yang berbentuk S, perlu diberikan longitudinal grade sebesar 0.5%.

2.2.3 Membuat selokan pencegat

Kadang-kadang debit air yang harus ditampung oleh selokan samping, berasal dari catchment area di sebelah luar badan jalan, terlalu besar. Kasus seperti ini bisa terjadi pada jalan yang terletak di daerah-daerah perbukitan atau pegunungan. Untuk mendapatkan dimensi selokan samping yang masih cukup wajar, maka tidak seluruh air yang berasal dari catchment area ditampung ke dalam selokan samping kiri – kanan jalan, akan tetapi dicegat dulu oleh saluran pencegat yang dibuat di sebelah atas selokan samping. Air yang sudah terkumpul di saluran pencegat kemudian dibuang ke tempat lain.

2.3 Pengumpulan Data lapangan

Perencanaan drainase jalan memerlukan data-data lapangan sebagai berikut : a.

Data curah hujan (pada umumnya yang tersedia adalah dalam satuan mm/24 jam), merupakan series data dari stasiun pengamat hujan selama kurun waktu 20-30 tahun pencatatan.

(33)

b.Catchment Area (daerah aliran), ditentukan berdasarkan peta topografi pada wilayah yang dilalui trase jalan. Pada umumnya peta yang tersedia adalah dalam skala 1 : 50.000 atau 1 : 25.000 yang bisa diperoleh (dibeli) dari pusat penelitian dan pengembangan geologi atau Topografi Angkatan Darat (nama instansi mungkin sudah berubah). Sering terjadi, tidak tersedia peta topografi yang diperlukan sehingga sulit untuk menghitung catchment area. Jika hal ini terjadi maka sebagai gambaran kasar perencana dapat mengambil asumsi bahwa batas daerah aliran yang diperhitungkan adalah dimulai dari as jalan sampai tepi perbatasan bahu jalan dengan selokan samping dan kuranglebih areal selebar 100 m (maximum) dihitung mulai dari tepi luar selokan samping.

Perkiraan lebar daerah aliran ini masih perlu di-check dengan kondisi lapangan yang sebenarnya dan kemudian dikoreksi.

c.Run off (limpasan) dari daerah aliran, data ini diperlukan untuk menentukan koefisien run off yang merupakan salah satu faktor atau besaran dalam menghitung debit aliran. Yang perlu dicatat dalam pengumpulan data untuk keperluan menghitung koefisien run off adalah jenis permukaan yang akan dialiri air hujan yang nantinya akan ditampung oleh selokan samping. Jadi yang diperlukan adalah data ”land use” sepanjang trase jalan, dari jenis land use yang dicatat ini akan dapat ditentukan berapa besarnya koefisien run off.

d.Air tanah, yang dimaksudkan disini adalah tinggi muka air tanah, untuk bisa mengambil pertimbangan apakah jalan yang akan dibuat memerlukan drainase permukaan saja atau pada lokasi-lokasi tertentu perlu dibuat drainase bawah permukaan atau bisa jadi diperlukan drainase untuk mengamankan lereng jalan sebagai upaya menjaga stabilitas lereng di sebelah luar selokan samping agar tidak runtuh menimpa jalan.

(34)

Duration Gumbel’s Extreme Probability

Paper

A N AL IS HI D R 0 L 0 G I

Return Period

2.4 Bagan Alir Proses Perencanaan Drainase Permukaan

2.4.1 Bagan Alir Analisa Hidrologi Untuk Menentukan Debit Aliran

Data Curah Hujan

(mm/24 jam)

Analisa Frekwensi

Tempat Kedudukan Extreme Rainfall Depth

(mm/24 jam) Rainfall Depth Pada

Return Period Tertentu (mm/24 jam)

Mean Raifall Intensity (mm/24 jam)

Pengumpulan Data : - Curah hujan - Catchment Area - Run off daerah aliran - Tinggi muka air tanah

Raifall Intensity

(mm/jam) Duration-Frequency-Curve

DEBIT ALIRAN

Rumus Rational

- Peta topografi - Karakteristik daerah

pengaliran

PERHITUNGAN HIDROLIKA UNTUK PENETAPAN DIMENSI

SELOKAN SAMPING DAN

(35)

(36)

Koeffisien

Jari-jari Hidrolik Dimensi

sementara Luas Penampang

Pilih Bentuk Penampang

Kecepatan

Aliran pada Selokan

Tetapkan : Selokan samping

Check it

terhadap vertical grade

i

^t^

i

^t^

Tetapkan : Selokan samping tidak memerlukan

Dimensi dan Kemiringan

2.4.2 Bagan Alir Perhitungan Hidrolika Untuk Penetapan Dimensi Selokan Samping

Debit Aliran Tetapkan Jenis

Bahan Selokan Dari Analisa Hidrologi

Kemiringan

Selokan samping

(it)

(37)

2.4.3 Bagan Alir Perhitungan Hidrolika Untuk Penetapan Dimensi goron

Debit Aliran Dari selokan samping Dari saluran air / sungai kecil

Tetapkan Jenis

Koeffisien

Jari-jari Hidrolik

Perhitungan HW pada kondisi Inlet

Dimensi culvert memenuhi persyaratan teknis Perhitungan HW

Check dimensi culvert dng

Dimensi Sementara

Luas

Penampan

Kemiringan Culvert (it)

Pilih Bentuk

TIDA

Check, apakah HW

< AHW baik pada

kondisi inlet Tentukan : HW dan

Kecepatan Aliran pada

O K

HW = Headwater Depth AHW = Allowable Headwater

(38)

2.5 Perhitungan Debit Aliran Dengan Analisa Hidrologi

Besarnya debit aliran yang ditampung dan dibuang oleh selokan samping dan gorong-gorong dihitung berdasarkan analisa hidrologi. Oleh karena bangunan drainase dibuat untuk menampung dan membuang air hujan, maka masukan data pokok yang harus pertama-tama diolah adalah data curah hujan yang masih berupa data mentah. Data mentah ini diolah dengan analisa hidrologi untuk menetapkan besarnya intensitas hujan. Dengan diketahuinya intensitas hujan dapat dihitung besarnya debit aliran dengan menggunakan Rumus Rational atau rumus-rumus lainnya tergantung dari luas ”catchment area”. Selanjutnya debit aliran yang diperoleh dari analisa hidrologi tersebut dipakai sebagai bahan masukan untuk menghitung dimensi bangunan drainase dengan menggunakan perhitungan-perhitungan hidrolika.

2.5.1 Perhitungan Intensitas Hujan

Data curah hujan yang diperlukan untuk perhitungan intensitas hujan diperoleh dari stasion pengamat hujan yang tersebar di berbagai wilayah di Indonesia.

Rekaman data curah hujan di seluruh stasion pengamat biasanya dapat dicari di buku ”Pemeriksaan Hujan di Indonesia” yang diterbitkan oleh Badan Meteorologi dan Geofisika, Departemen Perhubungan. Untuk suatu lokasi rencana jalan perlu dipilih sejumlah stasion pengamat yang lokasinya paling mendekati trase jalan yang direncanakan. Dengan demikian diharapkan bahwa pemilihan data curah hujan yang akan diolah adalah yang paling mendekati kondisi lapangan, dalam arti dapat memberikan hasil extreme rainfall yang paling teliti. Baru kemudian diambil harga rata-ratanya setelah dari setiap stasion pengamat diketahui harga extreme rainfall-nya.

2.5.1.1 Analisa Frekwensi Untuk Nilai Extreme

Dari tiap stasion pengamat hujan dapat diperoleh besarnya curah hujan maximum dalam setahun (disebut xi mm/24 jam) dalam N tahun pengamatan. Jadi harga i menyatakan angka tahun ke 1 s/d tahun ke N. Angka-angka curah hujan tersebut adalah angka kuantitatif yang dihasilkan dari penghitungan atau penjumlahan.

Dalam bahasa statistik angka-angka yang mewakili kuantitas disebut ”frekwensi”,

(39)

1

  X 

x

iN

   2

x

^{i }

x

1

N

x  i

Modul RDE 07 : Dasar-dasar Perencanaan Drainase Jalan Bab II: Drainase Permukaan

sehingga dengan demikian analisa terhadap angka-angka tersebut disebut analisa frekwensi. Tujuan dari pada analisa frekwensi adalah mendapatkan garis regresi yang merupakan tempat kedudukan nilai extreme dari hujan harian.

Rumus umum dari persamaan regresi adalah : X  U(1/).Y dimana X = rainfall depth

Y = reduced variate

U dan 1/ adalah koefisien yang diperhitungkan sebagai berikut : U  x¹.Y^N

iN

 i

x

 1 i 

N

Dimana : xⁱ Curah hujan maximum dalam 1 tahun dalam mm/24 jam x  Nilai rata-rata dari hujan kumulatif harian maximum

^N= Expected standard deviation Y^N Expected mean

x = Standar deviation

N dan Y^Ndiambil dari tabel Expected Means and Standard Deviations of Reduced Extreme (lihat lampiran) yang menyatakan hubungan antara N, ^N dan Y^N.

Standar Deviation dihitung berdasarkan rumus :

Yang dimaksud dengan standard deviation adalah standar pengukuran deviasi yang dipakai untuk membuat analisa statistik terhadap hasil-hasil pengumpulan data. Persaman regresi yang didapatkan kemudian digambarkan di atas extreme

Pelatihan Road design Engineer (RDE) II-17

(40)

probability paper (Gumbel’s type, lihat lampiran). Akan diperoleh suatu garis lurus yang menyatakan hubungan antara return period dengan extreme rainfall.

2.5.1.2 Intensitas Hujan

Setelah return period ditetapkan, berdasarkan grafik garis regresi yang telah dibuat dapat dibaca nilai extreme hujan harian yang disebut rainfall intensity (intensitas hujan). Angka yang diperoleh menunjukkan extreme rainfall dalam mm/24 jam untuk masing-masing stasion pengamat pada return period yang dipilih.

Selain cara grafis seperti di atas, dapat juga dilakukan perhitungan analitis untuk menentukan extreme rainfall (rainfall depth) pada return period tertentu sebagai berikut:

x x Y Y x Y Y x

1 1

r

= _

₁_ N r_________________

+

_

= +

_

(

^r

_ = +

^N

)

^x

_

_

Y

_N

(

^r

Y

^N

)

Index r dimaksudkan sebagai return period.

x

^rdinyatakan dalam mm/24 jam, sedangkan Y^rdapat diperhitungkan berdasarkan tabel yang diambil dari ”Engineering Hydrology – J. Nemec” sebagai berikut:

Tabel 3 : Return Period as a Function of Reduced Variate Return Period (Years) Reduced variate (Yr)

2 0.3665

5 1.4999

10 2.2502

25 3.1985

50 3.9019

100 4.6001

(41)

i

n

2.5.1.2 Mean Rainfall Intensity

Mean rainfall intensity adalah angka rainfall intensity yang dinilai mewakili rainfall intensity yang telah dihitung untuk sejumlah stasion pengamat. Angka tersebut merupakan harga rata-rata yang dihitung dengan:

- Metode Arithmatic - Metode Thiessen

- Metode Isohyet

Metode Arithmatic

Metode ini dipakai untuk daerah datar dimana stasion pengamat hujan tersebar dengan merata dan masing-masing memberikan hasil pengamatan yang tidak jauh berbeda dengan hasil rata-ratanya. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:

i n

 

I

r d 



I

^ i 1

r d r a t a r a t a  



dimana:

(I^rd) rata-rata = mean rainfall intensity, dalam mm/24 jam

(Ird)i = rainfall intensity untuk masing-masing stasion pengamat, dalam mm/24 jam

(kode i = index nomor stasion pengamat) n = banyaknya stasion pengamat

Metode Thiessen

Metode ini dipakai apabila distribusi dari lokasi stasion pengamat hujan tidak tersebar rata. Pada perhitungan dengan metode ini pertama-tama harus ditetapkan batas-batas daerah pengaliran. Kemudian kedudukan stasion-stasion pengamat diplot di atas peta dan ditarik garis-garis penghubungnya sehingga terbentuk rangkaian-rangkaian segitiga. Garis-garis yang tegak lurus garis-garis penghubung tersebut akan membentuk polygon yang mengelilingi tiap-tiap stasion. Sisi-sisi dari

(42)

yang berada di dalamnya. Luas wilayah tersebut kemudian dihitung dengan planimeter dan dinyatakan dalam prosen terhadap luas total

(43)

daerah pengaliran. Perhitungan selanjutnya dapat diikuti dengan mempelajari contoh berikut:

Selanjutnya lihat tabel di bawah:

·A, B, C, D, E adalah stasion pengamat hujan

·Total luas daerah pengaliran = L

·Dibuat garis-garis hubung stasion pengamat sehingga membentuk

rangkaian segitiga serta garis-garis tegak lurus dari tengah-tengah sisi segitiga yang membentuk polygon.

·Wilayah I, langsung di bawah pengaruh stasion A, luas L¹

·Wilayah II, langsung di bawah pengaruh stasion A, luas L2

·Wilayah III, langsung di bawah pengaruh stasion A, luas L³

·Wilayah IV, langsung di bawah pengaruh stasion A, luas L4

Tabel 4 : Menghitung Rata-rata Rainfall Depth Methode Thiessen

Stasion

Pengamat Luas Wilayah

DipengaruhiYang

% Terhadap Luas

Total Extreme Rainfall

Depth Untuk Return Reriod Yang Ditentukan

(mm/24 jam) Komponen

Average Rainfall Depth

(44)

BC DE L¹ L2

L3

L⁴ L5

(L1/L) x 100% = l1% (L2/L) x 100% = l2% (L3/L) x 100% = l3% (L4/L) x 100% = l4% (L5/L) x 100% = l5%

(xr)^A (xr)^B (x^r)^C

(xr)^D

(xr)Ê l1%.(xr)Âl2%.(xr)^Bl3%.(xr)^Cl4%.(xr)^Dl5%.(xr)Ê

Total = L

Total = 100%

Average rainfall depth =

l1%.(xr)A + l2%.(xr)B + l3%.(xr)C + l4%.(xr)D + l⁵%.(x^r)^E

Jadi Ird = l1%.(xr)A + l2%.(xr)B + l3%.(xr)C + l4%.(xr)D + l5%.(xr)E

Metode Isohyet

Metode ini meskipun hasilnya paling teliti akan tetapi dianggap kurang praktis untuk kepentingan perencanaan drainase jalan. Oleh karena itu metode ini tidak diuraikan dalam modul ini.

(45)

2.5.1.3 Rainfall Intensity – Duration – Frequency Curve

Hasil terakhir dari analisa data curah hujan adalah kurva yang menunjukkan hubungan antara rainfall intensity (mm/24 jam), duration (jam) dan frequency atau return period (tahun). Kesulitan yang paling pokok dalam membuat kurva tersebut adalah:

a.Data yang tersedia hanyalah berupa curah hujan maximum dalam mm/24 jam pada suatu tahun pengamatan.

b.Yang diperlukan selain butir a di atas adalah catatan lapangan yang menunjukkan hubungan antara lamanya hujan (duration) dengan total daily rainfall pada kondisi butir a tersebut.

Untuk mengatasi hal di atas diambil pendekatan-pendekatan sebagai berikut:

a. Memanfaatkan hasil pengamatan Weduwen

Pengamatan yang dilakukan oleh Ir. JP der Weduwen (1937) untuk daerah Jakarta memberikan hubungan antara duration(dalam jam) dengan prosentase total daily rainfall sebagai berikut:

Tabel 5 : Data Hasil Pengamatan Hujan oleh Weduwen

Duration (dalam jam) Prosentase terhadap 24 jam curah hujan

1 40

2 56

3 67.5

4 76

5 81.5

6 83.5

9 87.5

12 89

15 90

21 92

24 100

Hasil pengamatan di atas tentunya hanya berlaku untuk Jakarta dan sekitarnya pada waktu itu. Pada umumnya stasion pengamat curah hujan di Indonesia tidak mempunyai catatan tentang hubungan antara “duration” dengan prosentase terhadap 24 jam curah hujan seperti contoh dalam tabel di atas. Sehingga sebagai

(46)

pendekatan, hasil pengamatan Weduwen tersebut dianggap kira-kira masih relevan untuk digunakan bagi daerah Jakarta dan sekitarnya saat ini. Perencana drainase tidak harus menggunakan hasil pengamatan Weduwen tersebut di atas akan tetapi dapat menggunakan data lainnya yang dinilai lebih menggambarkan kondisi hujan di wilayah proyek yang akan direncanakan drainasenya saat ini.

b. Memakai Rumus Empiris Mononobe

I

^{t }^R_{24 t}²⁴²⁴ ^{ }²³

dimana

It = Rainfall Intensity (mm/24 jam) R²⁴= 24 hours rainfall

t = duration time (jam)

Berdasarkan rumus di atas diperoleh tabel sebagai berikut:

Tabel 6 : Korelasi Duration – Prosentase Terhadap 24 Jam Curah Hujan,

Menurut Rumus Empiris Mononobe

Duration (dalam jam) Prosentase terhadap 24 jam curah hujan

1 34.7

2 43.6

3 50.1

4 55.04

5 59.3

6 72.2

9 79.4

12 85.5

15 94

21 95.6

24 100

Hasil pengolahan data curah hujan pada akhirnya digambarkan di atas grafik semi logaritmis yang menunjukkan hubungan antara duration (jam), rainfall intensity (mm/jam) dan return period (tahun). Angka-angka yang diplot sebagai grafik diperoleh dari garis regresi (menggunakan Gumbel’s Extreme Probability Paper) dan tabel Duration - Prosentase terhadap 24 jam curah hujan.

(47)

2.5.2 Perhitungan Debit Aliran

Rumus yang dipakai untuk mengitung debit aliran tergantung pada besarnya catchment area, pada umumnya ditentukan sebagai berikut:

- Untuk catchment area < 25 km² dipakai Rumus Rational - Untuk catchment area 25 - 100 km² dipakai Cara Weduwen - Untuk catchment area > 100 km² dipakai Cara Melchior

Perhitungan debit aliran untuk selokan samping dan gorong-gorong pada umumnya mencakup catchment area < 25 km², jadi yang digunakan adalah Rumus Rational.

2.5.2.1 Rumus Rational Q = 0,00278 C.C^f.I.A

dimana :

Q = Debit banjir puncak pada perioda ulang T tahun, (m³/detik) yang terjadi pada muara DAS (m³/detik).

I = Intensitas hujan untuk durasi yang sama dengan waktu konsentrasi t^cdan perioda ulang T tahun. Pakailah kurva Intensitas Hujan untuk mendapatkan

intensitas ini (mm/jam).

A = Luas daerah aliran (ha).

C = Koefisien pengaliran.

Cf = Koefisien frekwensi.

Berikut ini diberikan bagan alir prosedur pemakaian rumus methoda Rasional.

(48)

WAKTU KONSENTRASI

Air hujan yang jatuh pada suatu daerah aliran, pada saat menyentuh permukaan daerah aliran (DAS) yang paling jauh lokasinya dari muara, maka waktu konsentrasi mulai dihitung. Air hujan akan mengalir menuju saluran yang terdekat,

(49)

waktu ini disebut t^oyaitu waktu limpas permukaan. Dari sini air mengalir menuju muara DAS, dan waktu yang diperlukan untuk mengalir didalam saluran drainase sampai muara daerah aliran disebut waktu limpas saluran atau td. Penjumlahan waktu tersebut merupakan waktu konsentrasi atau tc.

tc = to + td

Waktu limpas permukaan to

- Besarnya tergantung pada beberapa faktor penentu, seperti :

· Jarak aliran sampai saluran terdekat.

· Kemiringan permukaan daerah aliran.

· Koefisien pengaliran daerah aliran.

- Beberapa sifat waktu limpas permukaan sebagai berikut :

· Semakin curam daerah aliran semakin kecil to.

· Semakin besar resapan kedalam daerah aliran, atau semakin kecil koefisien pengaliran, maka semakin besar to.

· Semakin jauh jarak limpasan permukaan, maka semakin besar to. Waktu limpas saluran td

Setelah melimpas pada permukaan daerah aliran, maka aliran air masuk kedalam saluran drainase dan mengalir menuju muara daerah aliran. Waktu limpas saluran ini tergantung pada : ukuran, jenis, bentuk, kemiringan dasar dan bahan saluran.

Sebagai prakiraan sementara dapat dipakai pedoman berikut ini :

· Kecepatan aliran saluran berdinding tanah : 0,70 – 1,10 m/det.

· Kecepatan aliran saluran pasangan batu : 1,00 – 1,50 m/det.

Waktu konsentrasi tc

Untuk daerah aliran kecil dengan pola drainase sederhana, lama waktu konsentrasi bisa sama dengan lama waktu pengaliran dari tempat yang terjauh.

Inilah salah satu sebab rumus rasional hanya dapat digunakan untuk daerah- daerah aliran kecil.

 L 0,77

t 0, 0195 ____ 

c   menit

 s

(50)

C



dimana : L = panjang pengaliran (m).

S = kemiringan pengaliran.

KOEFISIEN PENGALIRAN

Koefisien ini mencerminkan keadaan permukaan daerah aliran. Koefisien pengaliran C merupakan perbandingan komponen berikut ini :

Volume air yang berhasil mencapai muara DAS

Volume air hujan yang jatuh diatas DAS

Berkurangnya volume air yang berhasil melewati muara daerah aliran disebabkan oleh :

Aliran tertahan oleh akar dan daun dari tanaman, dan tertahan diantara rerumputan atau semak belukar yang lebat.

Air meresap kedalam lapisan tanah.

Tertahan dalam bentuk genangan air, bilamana permukaan daerah aliran tidak rata / banyak cekungan.

Dalam prakteknya terdapat berbagai tipe tata guna lahan bercampur baur dalam sebuah daerah aliran. Oleh karena itu, untuk mendapatkan Koefisien pengaliran gabungan Cw dapat mempergunakan rumus komposit berikut :

C A .CA .CA .C

1 1 + 2 2 + n n

w A A A

1 + ₂ + _n

dimana :

C^w = Koefisien pengaliran gabungan.

A¹, A², Aⁿ= Bagian luasan daerah aliran sebanyak n buah, dengan tata guna lahan yang berbeda.

C¹, C², Cn = Koefisien pengaliran daerah aliran sebanyak n buah, dengan tata guna lahan yang berbeda.

(51)

(52)

Sebagai acuan, koefisien pengaliran dapat diambil dari sumber referensi sebagai berikut :

· BINKOT, Bina Marga : Tabel 7.

· Drainase perkotaan, Ir. S. Hindarko : Tabel 8.

· Hidrologi, Imam Subarkah : Tabel 9.

Tabel 7 : Koefisien pengaliran C

No. Kondisi permukaan tanah Koefisien pengaliran (C) 1. Jalan beton dan jalan aspal 0,70 – 0,95 2. Jalan kerikil dan jalan tanah 0,40 – 0,70 3. Bahu jalan :

- Tanah berbutir halus 0,40 – 0,65 - Tanah berbutir kasar 0,10 – 0,20 - Batuan masif keras 0,70 – 0,85 - Batuan masif lunak 0,60 – 0,75

4. Daerah perkotaan 0,70 – 0,95

5. Daerah pinggir kota 0,60 – 0,70

6. Daerah industri 0,60 – 0,90

7. Permukiman padat 0,60 – 0,80

8. Permukiman tidak padat 0,40 – 0,60

9. Taman dan kebun 0,20 – 0,40

10. Persawahan 0,45 – 0,60

11. Perbukitan 0,70 – 0,80

12. Pegunungan 0,75 – 0,90

Sumber : Petunjuk desain drainase permukaan jalan No. 008/T/BNKT/1990, Binkot, Bina Marga, Dep. PU, 1990.

Tabel 8 : Koefisien pengaliran C.

Kawasan Tata guna lahan C

Perkotaan Kawasan pemukiman :

- Kepadatan rendah 0,25 – 0,40 - Kepadatan sedang 0,40 – 0,70 - Kepadatan tinggi 0,70 – 0,80 - Dengan sumur peresapan 0,20 – 0,30 Kawasan perdagangan 0,90 – 0,95 Kawasan industri 0,80 – 0,90 Taman, jalur hijau, kebun, dll 0,20 – 0,30 Pedesaan Perbukitan, kemiringan < 20 % 0,40 – 0,60 Kawasan jurang, kemiringan > 20 0,50 – 0,60

%Lahan dengan terasering 0,25 – 0,35

Persawahan 0,45 – 0,55

Sumber : Drainase perkotaan, Ir. S. Hindarko.

Pelatihan Road design Engineer (RDE)