PENDAHULUAN
Latar Belakang
Lokasi Studi
Data yang Digunakan
Diagram Alir dan Pembahasan
TEORI DAN PEMBAHASAN ANALISIS HIDROLOGI
Teori Analisis Hidrologi
- Karakteristik Hujan
- Metode Perhitungan Hujan Rerata Daerah
- Perhitungan Distribusi Hujan
- Perhitungan Debit Rancangan Metode Rasional
Menurut Triatmodjo (2008), stasiun pengukur hujan hanya memberikan kedalaman hujan pada titik dimana stasiun tersebut berada, sehingga curah hujan pada suatu daerah harus diperkirakan dari titik pengukur tersebut. Jika terdapat lebih dari satu stasiun pengukur yang letaknya tersebar di suatu wilayah, maka curah hujan yang tercatat di setiap stasiun bisa saja tidak sama. Pada suatu daerah yang berada dalam suatu daerah tangkapan air, diasumsikan bahwa curah hujan sama dengan curah hujan pada stasiun terdekat, sehingga curah hujan yang tercatat pada suatu stasiun mewakili daerah tersebut.
Pada metode isohiet diasumsikan bahwa curah hujan pada suatu daerah antara dua garis isohiet sama dan sama dengan nilai rata-rata kedua garis isohiet tersebut. Perhitungan curah hujan periode ulang dengan metode distribusi Log Pearson III dipengaruhi oleh nilai k untuk distribusi Log Pearson III seperti terlihat pada tabel di bawah ini. Perhitungan curah hujan periode ulang dengan metode distribusi normal dipengaruhi oleh nilai variabel reduksi Gaussian seperti terlihat pada tabel di bawah ini.
Koefisien drainase merupakan nilai perbandingan antara bagian hujan yang membentuk limpasan langsung dengan total hujan yang terjadi. Koefisien distribusi (β) merupakan nilai yang digunakan untuk mengoreksi pengaruh distribusi hujan yang tidak merata pada suatu daerah drainase.
Analisis Hidrologi
Peta penggunaan lahan dilengkapi dengan luas dan skala yang nantinya digunakan untuk menghitung luas debit rancangan metode rasional. Validasi dan kalibrasi dilakukan dengan menggunakan regresi linier, dan diperoleh hasil curah hujan baru dari kalibrasi tersebut. Curah hujan satelit yang ada diolah dan dikalibrasi dengan curah hujan lapangan menggunakan nilai komparatif dan regresi linier.
Perhitungan selanjutnya adalah menentukan nilai curah hujan maksimum tahunan dengan mengambil curah hujan maksimum setiap tahunnya sehingga diperoleh nilai curah hujan maksimum pada tabel di bawah ini. Curah hujan maksimum tersebut kemudian diolah menggunakan software Hydrognomon 4 sehingga diperoleh curah hujan rencana periode ulang 2 tahun, 5 tahun, dan 10 tahun. Pemilihan periode ulang didasarkan pada luas daerah tangkapan air Kabupaten Jember yang luasnya tidak lebih dari 100 ha. Berdasarkan tabel 2.2, periode ulang 2 tahun dan 5 tahun telah dipilih, dengan 10 tahun berikutnya untuk perencanaan drainase.
Hasil menjalankan peramalan “sampai periode ulang maksimum” Hydrognomon 4 untuk seluruh distribusi pada periode ulang 2 tahun, 5 tahun dan 10 tahun ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Tahap selanjutnya adalah menentukan rumus distribusi yang sesuai dengan menguji distribusi curah hujan yang dirancang dengan metode x-squared dan Smirnov-Kolmogorov. Penentuan sebaran fungsi didasarkan pada nilai error terkecil dengan melihat grafik sebaran yang ditampilkan pada aplikasi.
Pengujian dengan kedua metode tersebut menunjukkan bahwa hasil yang ditolak adalah metode Gumble, sehingga tidak perlu menggunakan metode ini. Distribusi berikut dipilih dengan nilai kesalahan terkecil dan nilai terbaik yang dicapai. Distribusi yang sesuai adalah Pearson III karena umum digunakan dan nilai errornya paling kecil.
TEORI DAN PEMBAHASAN ANALISIS HIDROLIKA
Teori Analisis Hidrolika
- Koefisien Run Off/Limpasan (C)
- Luas Daerah Aliran (A)
- Waktu Konsentrasi
Analisis Hidrolika
- Perencanaan Skema Aliran
- Perhitungan Luas Penampang Basah Saluran Rencana
- Detail Penampang Saluran (U-Ditch)
Contoh hasil perhitungan di atas menunjukkan bahwa kapasitas penyimpanan sangat mencukupi dan mampu menampung pembuangan sampah. Pada penelitian ini dipilih program SWMM karena memiliki beberapa keunggulan dibandingkan program sejenis lainnya. Hal ini memungkinkan program SWMM secara akurat memberikan hasil simulasi yang relatif mirip dengan kondisi lapangan.
Selain itu, program SWMM juga dapat digunakan untuk (Sirientika dkk. Tahapan umum simulasi SWMM). SWMM memodelkan sistem drainase sebagai rangkaian aliran yang melewati empat bagian utama yaitu di atmosfer, permukaan tanah, permukaan bawah permukaan dan jaringan drainase, misalnya distribusi curah hujan (mm) versus waktu (menit atau jam), yang sering kali disebut hyetograph bernama.
Objek Outfall adalah titik akhir dari sistem drainase perkotaan yang biasanya digunakan untuk mewakili titik outlet suatu daerah tangkapan hujan. Objek Pembagi Aliran merupakan suatu simpul sistem drainase yang mengarahkan aliran masuk ke suatu saluran tertentu dengan batas/kondisi tertentu. Fungsi utama unit penyimpanan dalam sistem drainase adalah untuk menyangga dan menunda puncak banjir, sehingga waduk dapat menahan aliran masuk (limpasan permukaan) dan kemudian melepaskannya ke dalam sistem dalam jumlah yang lebih kecil dan jangka waktu yang lebih lama.
Objek Conduit digunakan untuk merepresentasikan saluran, baik saluran terbuka maupun pipa yang mengalirkan air dari satu titik ke titik lainnya dalam suatu sistem drainase. Tahap selanjutnya adalah membuka aplikasi SWMM 5.2 dan membuat project baru, menetapkan standar proyek dan standar saluran yang akan dibuat. Saluran yang direncanakan dimodelkan dalam SWMM 5.2 dan membuat sub-cekungan, koneksi dan outlet menggunakan fungsi-fungsi dalam aplikasi.
Pada tahap analisis hidrologi, curah hujan satelit digunakan dalam perencanaan dan dibandingkan dengan curah hujan lapangan untuk mendapatkan curah hujan yang disesuaikan. Simulasi yang dilakukan menunjukkan bahwa pada curah hujan maksimum 10 tahun terakhir (116,304 mm) saluran masih mampu menyerap aliran curah hujan yang ada. Pencarian data curah hujan di lapangan masih kurang sehingga menyebabkan curah hujan yang ada masih kurang akurat.
TEORI DAN PEMBAHASAN ANALISIS PROGRAM SWMM
Teori Analisis Program SWMM
- Pengertian Program SWMM
- Tahapan Umum Simulasi SWMM
- Konsep Model dan Persamaan Pengatur
Stormwater Management Model (SWMM) merupakan model yang mampu menganalisis permasalahan kuantitas dan kualitas air terkait limpasan perkotaan. SWMM termasuk dalam kategori model curah hujan limpasan dinamis yang digunakan untuk mensimulasikan rentang waktu berkelanjutan serta kejadian banjir bandang. SWMM telah banyak diterapkan untuk memodelkan kuantitas dan kualitas air di wilayah perkotaan di Amerika Serikat, Kanada, Eropa, dan Australia.
Model ini juga digunakan untuk analisis hidrolik yang kompleks terhadap masalah saluran pembuangan, pengelolaan jaringan drainase dan studi berbagai masalah polusi (Huber). Permukaan tanah yang merupakan daerah tangkapan air hujan yang mengumpulkan air hujan dari atmosfer dan kemudian melepaskannya ke udara. berupa infiltrasi ke dalam bawah permukaan dan juga limpasan permukaan untuk jaringan drainase.Bagian di bawah permukaan tanah yang menerima infiltrasi dari permukaan tanah dan mengalirkannya sebagai aliran dasar untuk jaringan drainase.
Bagian dari jaringan drainase, terdiri dari saluran pembuangan, pompa dan pengatur, serta unit penyimpanan yang mengarahkan air ke saluran pembuangan limbah. Objek Rain Gauge menyediakan data curah hujan untuk satu atau lebih daerah pengumpulan hujan di wilayah studi. Data curah hujan biasanya berupa rangkaian data curah hujan yang menunjukkan distribusi curah hujan sebagai fungsi waktu.
DAS adalah suatu kesatuan permukaan/lahan yang dibatasi oleh suatu pemisah topografi dan mengarahkan limpasan permukaan pada satu kesatuan yang sering disebut saluran keluar. Penentuan daerah tangkapan hujan umumnya dilakukan dengan menggunakan analisis topografi, seperti Digital Elevation Model (DEM) suatu daerah, sehingga dapat ditentukan daerah penyumbang aliran pada saluran keluar. Secara fisik objek ini dapat mewakili persimpangan saluran terbuka, poros pada sistem jaringan limbah dan sambungan pipa.
Secara fisik, benda-benda tersebut mewakili fasilitas penyimpanan seperti kolam retensi atau penahanan dan waduk atau danau. Benda pengatur baris merupakan suatu struktur yang digunakan untuk mengatur dan mengalihkan aliran pada suatu sistem drainase. SWMM merupakan model simulasi waktu diskrit yang menggunakan prinsip kekekalan massa (kontinuitas), energi dan momentum.
Analisis Program SWMM
Bentuk penampang saluran dapat ditentukan berdasarkan berbagai bentuk yang tersedia untuk saluran buatan atau ditentukan oleh pengguna sendiri untuk saluran Jami/sungai. Tampilan background menggunakan denah lokasi perumahan yang akan dibuat pemodelan drainase, dalam tugas ini denah kawasan Perumahan Kaliurang Green Garden. Memperbaiki luas, mengukur penampang saluran, mengatur desain saluran dan setelah semua selesai, langkah selanjutnya adalah memasukkan data curah hujan per jam.
Pada perencanaan ini curah hujan yang digunakan merupakan curah hujan maksimum 10 tahun terakhir, sehingga perlu dilakukan perhitungan intensitas Mononobe dan metode Alternating Block untuk mendapatkan distribusi jam pada skenario pemodelan. Kemudian hitung sebaran hujan terhadap waktu dengan interval 15 menit menggunakan rumus Intensitas Mononobe. Dengan menggunakan metode ABM (Alternating Block Method) untuk mencari orde sebaran hujan, diperoleh persentase orde pada 15 menit pertama adalah 1 jam 45 menit.
Memasukkan data curah hujan ke dalam SWMM kemudian mengeluarkannya untuk melihat apakah nilai akurasi dan errornya memenuhi ketentuan (error < -5%). Hasil dari menjalankan pemodelan ini menunjukkan nilai error yang memenuhi syarat yaitu kurang dari -5% sehingga akurasi yang diperoleh masih tinggi. Menampilkan informasi aliran pada hasil menjalankan aplikasi sehingga dapat melihat kondisi perumahan sebenarnya setelah air dialirkan ke saluran yang direncanakan.
Pada pemodelan ini hasil yang diperoleh adalah saluran yang tidak mengalami banjir sehingga sesuai dengan hasil perencanaan hidrolik pada bab sebelumnya. Perencanaan awal dilakukan dengan mencari debit kapasitas saluran yang lebih besar dibandingkan dengan debit saluran. Hasil pemodelan menunjukkan bahwa saluran drainase di kompleks perumahan ini masih layak dan layak untuk menampung air hujan dan mengalirkan air kotor dari rumah warga.
Perencanaan saluran drainase meliputi beberapa proses umum yaitu analisis hidrologi, analisis hidrolik dan pemodelan saluran dengan bantuan aplikasi. Langkah analisa hidrolik merupakan langkah selanjutnya setelah mendapatkan debit yaitu dengan membuat diagram saluran dan merencanakan dimensi saluran drainase. Hasil tersebut membuktikan bahwa desain saluran yang direncanakan pada analisa hidrolik sudah sesuai dengan kondisi sebenarnya.
PENUTUP
Kesimpulan
Penampang saluran dan skema yang direncanakan kemudian dimodelkan dalam bentuk sederhana dengan menggunakan aplikasi SWMM 5.2.
Saran
Lampiran tata guna lahan, denah lokasi, skema saluran dan rincian saluran dapat dilihat pada halaman berikutnya.
