Tahap Desain Perencanaan Drainase 1. Daerah Perencanaan Yang dimaksud dimaksud dengan daerah daerah perencan perencanaan aan adalah adalah luas daerah atau wilayah wilayah yang direncan direncanakan akan dan diperhitu diperhitungka ngkan n untuk untuk perancan perancangan gan sistem sistem drainase drainase baik secara secara mikro mikro maupun makro. Penentua Penentuan n debit debit pengali pengaliran ran pada daerah daerah perencan perencanaan aan dipermu dipermudah dah dengan dengan membuat membuat blok-blok daerah pelayanan sehingga penentuan dimensi saluran seluruhnya dapat diketahui perhitungannya. Dalam penentuan blok pelayanan ini harus memperhatikan keadaan tinggi tanah, jalan-jalan yang ada, ruang yang tersedia, besaran aliran alaminya, besar kontribusi daerah serta keseragaman dimensi saluran. 2. Prinsip pengaliran Pengaliran pada saluran drainase secara alamiah mengikuti kondisi tofografi yang ada, yaitu mengikuti kontur alamiah dari tanah. Pengaliran Pengaliran secara gravitasi tersebut dinilai sangat menguntungkan karena dapat meminimalkan jumlah lahan urugan atau pemotongan pada jalur tanah. Adapun beberapa faktor yang perlu diperhatikan diperhatikan dalam prinsip pengaliran pengaliran saluran drainase adalah sebagai berikut !.
Arah penga pengalira liran n sebisa sebisa mungkin mungkin mengikuti mengikuti garis garis ketinggi ketinggian an permukaan permukaan tanah tanah sehing sehingga ga pengaliran pengaliran yang terjadi adalah secara alami menuju kebadan air penerima terdekat.
".
Dasa Dasarr perm permuk ukaa aan n salu salura ran n yang yang mempu mempuny nyai ai kemir kemirin inga gan n # Slope$ yang sanga sangatt kecil kecil Slope$ yang memerluk memerlukan an penanga penanganan nan dengan dengan mempertim mempertimbang bangkan kan kecepata kecepatan n minimum minimum yang di ijinkan. ijinkan. %emiring %emiringan an dasar dasar saluran saluran diusaha diusahakan kan tetap mengikut mengikutii keniring keniringan an permukaa permukaan n tanah sejauh kemiringan tanah tidak memberikan aliran balik # Water back $ menuju awal dimulai saluran.
&.
Agar Agar tida tidak k terj terjad adii peng pengge geru rusa san n dind dindin ing g salu salura ran n drai draina nase se,, maka maka perl perlu u dipe diperh rhat atik ikan an kecepatan saluran agar tidak terlalu tinggi atau terlalu rendah dengan tujuan mencegah terjadinya pendangkalan pendangkalan pada dasar saluran sehingga menyebabkan penampang efektif salura saluram m untuk untuk mengal mengalirk irkan an air air hujan hujan semak semakin in kecil kecil dan dan kemung kemungkin kinan an besar besar akan akan meluap meluap.. Deng Dengan an penge pengecua cualia lian n pendan pendangka gkala lan n bisa bisa dianti diantisip sipasi asi denga dengan n salah salah satu satu alter alternat natifn ifnya ya yaitu yaitu dengan dengan menan menanam am tumbu tumbuhan han,, maka maka koefis koefisien ien limpas limpasan an dapat dapat diperkecil dan waktu konsentrasi semakin lama, sehingga kecepatan penggerusan air dipermukaan tanah semakin kecil dengan demikian tanah tidak ikut masuk ke dalam saluran drainase.
3. Sistem Drainase yang Direncanakan 'istem penyaluran air hujan yang direncanakan adalah sistem yang terpisah dari saluran pengumpul air buangan domestik. (entuk dari sistem ini adalah saluran terbuka , bentuk segi empat
'aluran ini dibuat dari pasangan batu kali atau pasangan batu belah dan diterapkan di daerah dengan luas lahan yag terbatas seperti daerah pemukiman penduduk. DASAR-DASAR PERENCANAAN an !R"TER"A DESA"N 1. !riteria #ir$l$gis !apasitas Pengaliran (esarnya kapasitas pengaliran air hujan diatas permukaan tanah ke saluran air hujan
ditentukan oleh beberapa faktor yaitu )uas permukaan daerah pengaliran *enis+karakteristik daerah pengaliaran Durasi+intensitas curah hujan ilai koefisien pengaliran %apasitas pengalian tersebut diperkirakan dengan metoda rasional yang dimodifikasi. Adapun rumus untuk metoda rasional yang dimodifikasi adalah Q
F Cs C A I
#!$
dimana kapasitas pengaliran #m &+dt$ / faktor konversi *ika dalam m&+dt maka / !+&01 *ika dalam )+dt maka / !11+&0 2s koefisien storasi , yang dihitung dengan rumus Cs
2tc 2tc td
#"$
tc waktu konsentrasi #menit$ td lamanya pengaliran dalam saluran #menit$ 2 koefisien pengaliran A luas daerah pengaliran #3a$ 4 intensitas hujan #mm+jam$
%akt& !$nsentrasi 'tc( 5aktu konsentrasi #tc$ adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan air hujan dari
titik terjauh menuju suatu titik tertentu yang ditinjau pada daerah pengaliran #titik pengamatan$ dan atau diperoleh dari debit maksimum. Dalam drainase perkotaan pada umumnyA, tc terdiri dari penjumlahan dua komponen, yaitu to, yaitu waktu yang diperlukan untuk titik air yang terjauh dalam DP' mengalir pada permukaan tanah menuju ke alur saluran permulaan yang terdekat. yaitu waktu yang diperlukan untuk air mengalir dari alur saluran permulaan menuju ke suatu profil melintang saluran yang ditinjau.
*adi waktu konsentrasi dapat dihitung dengan rumus tc to 6 td
#&$
5aktu konsentrasi jika harganya lebih kecil dari waktu durasi hujan #t c$, dalam perhitungan intensitas hujannya, dianggap sama dengan waktu durasi hujannya, yaitu tc te sehingga 4c 4e harga harga tc dapat di dekati dengan persamaan te
R1.92
#7$
1.11 xR
dimana 8 2urah hujan harian maksimum #mm+"7 jam$ 5aktu konsentrasi untuk aliran di atas permukaan #t o$ yang sering disebut overland flow , tergantung pada beberapa faktor yaitu kemiringan tanah, jarak yang ditempuh oleh air menuju saluran terdekat, koefisien run off #pengaliran$ dan lain-lain. 9ntuk menghitung harga t o
0.75 x(1.1 C o ) xLo S o
0.5
#:$
0.3
dimana 2o
koefisien limpasan pada permukaan tanah
)o
jarak yang ditempuh oleh air menuju saluran terdekat #m$
'o
kemiringan permukaan tanah #m+m$
9ntuk besarnya time to flow #td$ dihitung berdasarkan karakteristik hidrolis di dalam saluran. 8umus pendekatannya adalah td
Lda 60 xvd
vd 1.11&: ; #8 ; )d$1.! ; #2 ; A$1.! ; '1."
#0$
dimana )da panjang saluran dari awal sampai dengan titik yang ditinjau #m$
kecepatan rata-rata dalam saluran #m+det$
8
tinggi hujan #mm+"7 jam$
)d
panjang saluran dari alami #m$
2
koefisien pengaliran
A
luas total area #3a$
'
kemiringan rata-rata #m+m$
9ntuk menghitung )d dalam perhitungan kapasitas saluran yang direncanakan digunakan rumus )d ==.&& ; A1.0
#>$
dimana )d
panjang saluran ideal #m$
A
luas total area #3a$
!ecepatan aliran ')( Pendekatan kecepatan aliran rerata dalam saluran, vd trial & error disajikan dalam
?abel 7.! 8umus kecepatan menurut persamaan @anning v
1
n
; 8"+& ; '!+"
#=$
dimana v
kecepatan aliran dalam saluran #m+dtk
n
koefisien @anning #tergantung kekasaran bahan$
8
jari-jari hidrolis #m$
'
kemiringan saluran #m+m$
"ntensitas #&*an '"( 4ntensitas hujan #4$ adalah ketinggian curah hujan yang terjadi pada suatu kurun
waktu dimana air tersebut berkonsentrasi. 'atuan untuk intensitas hujan adalah mm+jam, yang artinya tinggi curah hujan yang terjadi sekian milimeter dalam kurun waktu satu jam. Penentuan intensitas hujan untuk perencanaan saluran termasuk dalam suatu pemikiran terhadap faktor !.
Perioda ulang hujan rata-rata yang diperoleh
".
%arakteristik durasi pada frekuensi terpilih
&.
5aktu konsentrasi
9ntuk keperluan perencanaan digunakan intensitas hujan yang merupakan laju rata-rata dari curah hujan yang mempunyai durasi sama dengan waktu konsentrasi. Perhitungan intensitas hujan menggunakan rumus+ I e
54 R 0,07 R 2 t e
0,3 R
#B$
dimana 4 intensitas hujan #mm+jam$ 8 curah hujan harian maksimum #mm+hari$ t waktu konsentrasi #menit$
Peri$a lang #&*an Perioda ulang hujan #P93$ desain sistem saluran dan bangunan-bangunan drainase
kota untuk berbagai tata guna lahan mengacu pada tabel ", kecuali untuk keadaan khusus dengan persamaan
T N 1
1 2
#!1$
dimana ? perioda ulang hujan ? tahun umur bangunan efektif #tahun$ C faktor resiko, biasanya diambil !+& ?abel " P93 untuk Perencanaan 'aluran Drainase dan Perlengkapannya o !
"
&
?ata una )ahan 'aluran awalan pada daerah )ahan rumah, taman, kebun, kuburan, lahan tak terbangun Perdagangan, perkantoran dan industri 'aluran @inor DP' E : 3a #saluran tersier$ 8esiko kecil 8esiko besar DP' : - ": 3a #saluran sekunder$ ?anpa resiko #kecil sekali$ 8esiko kecil 8esiko besar DP' ": - :1 3a #saluran primer$ ?anpa resiko 8esiko kecil 8esiko besar 'aluran @ayor DP' :1 - !11 3a #saluran sekunder$ ?anpa resiko 8esiko kecil 8esiko besar DP'F!11 3a ?anpa resiko 8esiko sedang 8esiko besar Pengendalian banjir+kiriman
Perioda 9lang ?#tahun$ " :
" : " : !1 : !1 ":
: !1 ": !1 ": :1 !11
)anjutan ?abel " PUH untuk Perencanaan Saluran Drainase dan Perlenka!ann"a o 7
:
?ata una )ahan orong-gorong+jembatan *alan biasa *alan bypass *alan bebas hambatan 'aluran tepian jalan *alan lingkungan *alan kota *alan bypass *alan bebas hambatan
Perioda 9lang ?#tahun$ :-!1 !1-": ":-:1 "-: :-!1 !1-": ":-:1
&as aerah Pengaliran )uas daerah pengaliran harus diperhitungkan secara teliti, karena merupakan salah satu
elemen penting dalam perhitungan besarnya limpasan dengan metoda rasional yang dimodifikasi. 4nformasi luas daerah pengaliran meliputi 1. ?ata guna tanah pada masa kini, dan pengembangannya pada masa yang akan
datang. 2. %arakteristik tanah dan bangunan di atasnya. 3. %emiringan tanah dan daerah pengaliran.
!$eisien Pengaliran 'C( %oefisien pengaliran #2$ diperoleh dari hasil perbandingan antara jumlah hujan yang
jatuh dengan mengalir sebagai limpasan dari suatu hujan dalam permukaan tanah tertentu. 3arga koefisien pengaliran selalu lebih kecil dari satu #1G2G!$, karena kehilangan yang disebabkan adanya infiltrasi, tertahan oleh tumbuhan dan evaporasi. %oefisien pengaliran disajikan pada tabel &.
?abel 3 #$e%isien Penaliran &erdasarkan 'ata (una )a*an o !
"
?ata una )ahan
%oefisien Pengaliran
9rban Pusat perdagangan
1,B1-1,B:
4ndustri
1,=1-1,B1
Pemukiman %epadatan rendah #"1 rumah+3a$
1,":-1,71
%epadatan menengah #"1 - 01 rumah+3a$
1,71-1,>1
%epadatan tinggi #01 - !01 rumah +3a$
1,>1-1,=1
&
?aman dan daerah rekreasi
1,"1-1,&1
7
8ural %emiringan curam #"1H$
1,:1-1,01
%emiringan bergelombang
1,71-1,:1
%emiringan tingkat
1,":-1,&:
Pertanian padi
1,7:-1,::
'umber Bandung Urban Development and Sanitation Project dalam ?ugas Akhir 4wan %urniawan,"11!
!apasitas Sal&ran Debit pada suatu penampang saluran untuk sembarang aliran dapat dinyatakan
sebagai hasil perkiraan kecepatan rata-rata luas penampang melintang tegak lurus arah aliran #luas basah$. Ileh karena itu menghitung kapasitas saluran digunakan rumus persamaan kontinuitas
<;A
#!!$
dimana
debit saluran #m&+det$
<
kecepatan aliran dari @anning #m+det$
A
luas penampang saluran #m"$.
!ecepatan Aliran Penentuan kecepatan aliran di dalam saluran yang direncanakan didasarkan pada
kecepatan minimum yang diperbolehkan agar tetap self cleasining dan kecepatan maksimum yang diperbolehkan agar konstruksi saluran tetap aman. (esarnya kecepatan aliran dalam saluran tergantung pada bahan saluran yang digunakan, kondisi fisik, dan sifat hidrolis. 9ntuk kedalaman air lebih dari !.11 m, harga kecepatan dapat diperbesar dengan faktor koreksi. 3arga kecepatan untuk kedalaman yang lebih kecil dari !.11 m harus diperkecil demikian pula bila terdapat belokan. (esarnya faktor koreksi ini dapat dilihat pada tabel 7 di bawah ini ?abel 7 /aktor %oreksi dari %ecepatan @aksimum yang Diperbolehkan
untuk &er+aai #edala,an -ir %edalaman Air#m$ 1.&
/aktor %oreksi 1.=
1.:
1.B
1.>:
1.B:
!
!
!.:
!.!
"
!.!:
".:
!."
&
!.":
'umber J.%inori, KManual Of Surface Drainage ngineering K dalam ?ugas Akhir 4wan %urniawan, "11!
?abel 5 .akt$r #$reksi dari #ece!atan /ata0rata "an Dii1inkan untuk &el$kan 'aluran )urus
/aktor %oreksi !
'edikit (erbelok L G "".:
1.B:
(erbelok sedang "".: G L G &:
1.=>
(erbelok besar &: G L G 01
1.>=
(erbelok besar 01 G L G =1
1.0=
(erbelok =1 G L G B1
1.:>
'umber J.%inori, KManual Of Surface Drainage ngineering K dalam ?ugas Akhir 4wan %urniawan, "11!
!emiringan Sal&ran %emiringan saluran yang dimaksudkan adalah kemiringan dasar saluran. %emiringan
dasar saluran direncanakan sedemikian rupa sehingga dapat memberikan pengaliran secara gravitasi dengan batasan kecepatan minimum tidak boleh terjadi pengendapan dan kecepatan maksimum tidak boleh terjadi perusakan pada dasar maupun dinding salurannya. /.0.2./ Amang eas 'ree $ar( 9ntuk saluran terbuka, ambang bebas dapat diperkirakan sebagai berikut F
C d
#!"$
dimana /
free board
D
kedalaman air dalam keadaan normal #m$
2
koefisien dengan nilai
1.!7 untuk G 1.0 m&+dettik
1.!7 - 1." untuk 1.0 G G =.1 m&+detik
F 1."& untuk F =.1 m&+detik
Atau dapat diperoleh dengan asumsi "1 H dari kedalaman air dalam keadaan normal pada saluran.
Penampang Sal&ran (entuk saluran yang dapat direncanakan untuk diterapkan adalah penampang
persegi empat. /aktor yang dipertimbangkan dalam pemilihan bentuk saluran adalah
?ata guna lahan daerah perencanaan yang akan terpengaruh terhadap ketersediaan tanah dan kepadatan lalu lintas.
%emampuan pengaliran dengan memperhatikan bahan saluran yang disediakan.
%emudahan pembuatan dan pemeliharaan.
Perlengkapan sal&ran Perlengkapan saluran yang dimaksud sebagai sarana pelengkap pada penyaluran air
hujan, sehingga fungsi pengaliran dapat berfungsi sesuai dengan yang direncanakan. Pada umumnya perlengkapan saluran pada sistem penyaluran air hujan terdiri dari street inlet , gorong-gorong dan bangunan pembuangan. *enis bangunan-bangunan perlengkapan saluran ditempatkan tergantung kepada keadaan daerah setempat.
Street "nlet Street inlet
merupakan lubang+bukaan di sisi-sisi jalan yang berfungsi untuk
menampung dan menyalurkan limpasan air hujan yang berada di sepanjang jalan menuju ke dalam saluran. 'esuai dengan kondisi dan penempatan saluran serta fungsi jalan yang ada, maka jenis penggunaan saluran yang ada merupakan bukaan bebas #kecuali untuk jalan dengan trotoar terbangun$. Perletakan street inlet mempunyai ketentuan sebagai berikut
Diletakkan pada tempat yang tidak memberikan gangguan terhadap lalu lintas jalan maupun pejalan kaki.
Ditempatkan pada daerah yang rendah dimana limpasan air hujan menuju kearah tersebut.
*umlah street inlet harus cukup untuk menangkap limpasan air hujan pada jalan yang bersangkutan.
$r$ng-g$r$ng orong-gorong adalah bangunan perlintasan karena adanya saluran yang melintasi
jalan. Perencanaan gorong-gorong didasarkan atas besarnya debit pengaliran dengan keadaan saluran. orong-gorong harus terbebas dari lumpur, dengan batasan kecepatan dalam gorong-gorong harus lebih besar atau sama dengan self cleansing! Dalam perencanaan ini batas kecepatan minimal yang diambil adalah 1.0 m+det. kapasitas gorong-gorong dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (arkly, sebagai berikut g
0.0027 xCxAxI
f
#!&$
dimana d kapasitas gorong-gorong #m&+det$ 2 koefisien pengaliran A
luas daerah #ha$
4
intensitas hujan #mm+jam$
f
faktor koreksi untuk perhitungan waktu konsentrasi pada gorong-gorong yang besarnya tergantung pada kemiringan permukaan secagai berikut f &.1 untuk kemiringan G 1.: H f ".: untuk kemiringan 1.: H - 1.!H f ".1 untuk kemiringan F ! H
