Perencanaan Air Buangan and Drainase

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE BAB I PENDAHULUAN 1.1 Lokasi Daerah Perencanaan Lokasi kegiatan perencanaan drainase dan penyaluran air buangan adalah Desa Cosmic. 1.2 Latar Belakang Kegiatan Perencanaan Desa Cosmic belum memiliki sistem pembuangan air hujan dan air buangan. Sebelum dibangun sistem pembungan air perlu dibuat rancangan teknik yang sesuai dengan kondisi Desa Cosmic. 1.3 Kondisi Lokasi Kegiatan Perencanaan Desa Cosmic merupakan daerah landai dengan ketinggian 38 – 52 m dari permukaan laut. Curah hujan di Desa ini berkisar antara 100 - 200 mm/tahun. Tanah di Desa Cosmic merupakan tanah lempung berpasir dengan kedalaman air tanah 10 – 20 m serta laju infiltrasi sedang. Luas Desa Cosmic adalah 9,579 ha. Infrastruktur yang sudah ada di Desa Cosmic adalah jalan yang telah perkerasan, jaringan listrik, jaringan telepon dan pipa distribusi air bersih. Di Desa Cosmic air buangan domestik yang berasal dari toilet/wc umumnya dialirkan ke dalam septic tank. Sedangkan air buangan dari kegiatan MCK (mandi, cuci, kakus) dan aktivitas dapur langsung dialirkan ke lahan disekitar bangunan tanpa dilakukan pengolahan terlebih dahulu. Jumlah penduduk Desa Cosmic sampai dengan tahun 2012 adalah jiwa dengan tingkat pertumbuhan 1 % per tahun. Saluran drainase alam yang ada di Desa Cosmic adalah sungai Supernova. Berikut ini adalah petasi situasi yang menggambarkan kondisi Desa Cosmic.

32

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE

Gambar 1.1 Peta Situasi Desa Cosmic 1.4 Ruang Lingkup Kegiatan Perencanaan Perencanaan yang dibuat meliputi Desain teknik untuk saluran drainase dan lahan resapan serta Desain teknik untuk penyaluran air buangan. Desain teknik yang dimaksud selain terdiri dari nota perhitungan (design note) dan gambar perencanaan juga memuat spesifikasi teknis. Perencanaan sistem penyaluran air buangan dan pengolahan air buangan hanya untuk air buangan yang berasal dari rumah penduduk, sekolah, kantor, rumah ibadah dan pasar/ruko. Sedangkan air buangan yang berasal dari fasilitas pelayanan kesehatan tidak termasuk dalam perencanaan ini karena memerlukan perencanaan dan sistem pengolahan yang berbeda.

32

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE 1.5 Sistematika Laporan Perencanaan Laporan perencanaan drainase dan penyaluran air buangan untuk Desa Cosmic akan disusun dengan urutan sebagai berikut: a. BAB I PENDAHULUAN berisi keterangan mengenai kenapa dan dimana perancangan dibuat, uraian singkat tentang kondisi lokasi kegiatan perancangan, cakupan pekerjaan perancangan dan tata urut isi laporan perancangan. b. BAB II

ANALISIS HIDROLOGI DAN SALURAN AIR

BUANGAN berisi tentang analisa curah hujan rencana, intensitas dan debit puncak limpasan hujan serta analisis debit air buangan. c. BAB III

RANCANGAN

SISTEM

PENYALURAN

SALURAN AIR BUANGAN berisi tentang uraian perencanaan sistem penyaluran air buangan yang akan dibuat serta analisis dimensi saluran air buangan. d. BAB IV DESAIN SALURAN DRAINASE berisi tentang uraian rancangan saluran drainase limpasan dan juga analisis dimensi saluran drainase. e. BAB V

PENUTUP berisi kesimpulan dan saran perencanaan yang telah dibuat.

BAB II ANALISIS HIDROLOGI DAN SALURAN AIR BUANGAN

32

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE 2.1

Analisis Hidrologi Analisa hidrologi bertujuan untuk memperoleh debit puncak limpasan hujan

(Qp) yang akan dialirkan dalam saluran drainase. Untuk daerah pengaliran kecil dan waktu konsentrasi aliran yang pendek, Qp dapat dihitung dengan menggunakan rumus rasional (Wanielista, 1990). Qp = 0,278 × C × i × A ……………………………………….. (2.1) Dimana : Qp

= debit puncak limpasan hujan (m3/detik)

C

= nilai koefisien C untuk sub daerah pengaliran

i

= intensitas hujan (mm/jam)

A

= luas daerah pengaliran (km2) Untuk dapat menggunakan rumus rasional perlu ditentukan terlebih dahulu

koefisien limpasan permukaan (C). Koefisien ini ditentukan sesuai dengan jenis penggunaan lahan dan periode ulang yang diinginkan, intensitas hujan (untuk curah hujan rencana dengan periode ulang yang diinginkan) dan luas daerah pengaliran. Rencana periode ulang hujan untuk saluran drainase berdasarkan struktur hidraulik dapat dilihat pada Tabel 2.1. 2.1.1 Periode Ulang Hujan (Tr) Periode ulang adalah waktu perkiraan di mana hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui. Besarnya debit rencana untuk fasilitas drainase tergantung pada interval kejadian atau periode ulang yang dipakai. Jika debit yang dipilih adalah debit dengan periode ulang yang panjang, berarti debit rencana besar, maka kemungkinan terjadinya debit banjir yang melampaui debit rencana dan resiko kerusakan menjadi menurun, namun biaya konstruksi untuk menampung debit yang besar menjadi meningkat begitu pula sebaliknya (Wanielista, 1990). Saluran drainase yang akan dibangun selain berfungsi untuk menyalurkan air hujan yang berlebih juga untuk melindungi lahan, bangunan dan badan jalan dari kerusakan akibat genangan air. Tr untuk berbagai jenis drainase adalah sebagai berikut:

32

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE Tabel 2.1 Periode Ulang Hujan (Tr) Untuk Perencanaan Drainase Struktur hidraulik Sistem drainase minor

Tr (tahun) 2 – 25

Sistem drainase mayor

10 – 50

Gorong-gorong minor

10 – 50

Gorong-gorong mayor

25 – 100

Kolam detensi/retensi kecil on-site

2, 10, 25, 100

Kolam detensi/retensi besar on-site

100 – PMF

Dataran banjir di sungai kecil

10 – 100

Dataran banjir di sungai besar

>100

Sumber : William S. Springer, Strom Drain Design in Land Development Handbook, The Drewberry Companies, McGraww-Hill, 2002

Berdasarkan Tabel 2.1, perencanaan drainase pada Desa Cosmic akan menggunakan sistem drainase minor karena itu periode ulang yang akan digunakan adalah 10 tahun. 2.1.2 Curah Hujan Rencana (RT) Data curah hujan yang digunakan untuk perhitungan debit puncak limpasan hujan (Qp) adalah data curah hujan harian maksimum dari stasiun hujan terdekat pada tahun 2003-2012 dengan panjang tahun pengamatan adalah 10 tahun. Tabel 2.2 Curah Hujan Maksimum (R) No.

Tahun

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Sumber : Hasil analisis, 2014

32

Curah Hujan Max (mm) 184 120 127 134 129 109 133 129 100 118

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE Selanjutnya akan dihitung besarnya RT yaitu curah hujan rencana dengan Tr 10 tahun. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan metode analisis distribusi ekstrim Gumbel tipe I. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut (Gumbel, 1958 dalam Bedient dan Huber, 1992). Hasil perhitungan menghasilkan RT = 157,50 mm Rumus lengkap untuk mendapatkan nilai RT dapat dilihat di bawah ini : ´ K × SR RT = R+

…............................................................... (2.2)

n

´ =∑ R i ÷ n R …………………………………………... (2.3) i −1

SR=

√

n

∑ ( Ri− R´ ) i−1

2

………………………………………. (2.4)

n−1

(

K=−0,7797 0,5772+

TR T R −1

)

...………………………. (2.5) B

Dimana : R

= curah hujan harian maksimum (mm) ´ R

= rata–rata curah hujan harian maksimum (mm)

SR

= simpangan baku

n

= jumlah data

TR

= periode ulang (tahun) Berikut merupakan hasil perhitungan curah hujan rencana dengan Metode

Gumbel Tipe I. Tabel 2.3 Curah Hujan Rencana (RT) No . 1 2 3 4

32

Tahun 2003 2004 2005 2006

Curah Hujan Max (mm) 184 120 127 134

X-Xi

(X-Xi)²

55,7 -8,3 -1,3 5,7

3102 69 2 32

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE 5 2007 6 2008 7 2009 8 2010 9 2011 10 2012 Jumlah CH Rata - Rata CH (Xi) Simpangan Baku (SR) K Curah Hujan Rencana (RT)

129 109 133 129 100 118 1283 128.3

0,7 -19,3 4,7 0,7 -28,3 -10,3

0 372 22 0 801 106 4508 451 22.38 1.30 157.50


Dari hasil perhitungan dengan jumlah data (n) 10 didapatkan nilai RT = 157.50 dengan rata-rata x = 128,3 mm dan standar deviasinya yaitu 22,381. 2.1.3 Intensitas Hujan ( i ) Apabila data curah hujan yang tersedia adalah curah hujan harian maksimum dan daerah pengalirannya kecil maka i dapat dihitung dengan menggunakan rumus Mononobe (Mori et.al, 2006). Rumus Mononobe adalah sebagai berikut : I=

R 24 24 24 tc

( )

2 3

….………………………………………... (2.6)

Dimana : I

= intensitas curah hujan (mm/jam)

R24

= curah hujan maksimum dalam 24 jam

tc

= lamanya hujan (jam) Rumus Mononobe memerlukan data lamanya hujan (t). Untuk rumus

rasional, t yang menyebabkan Q sama dengan waktu konsentrasi aliran (tc) (Wanielista, 1990). Waktu konsentrasi aliran (tc) pada suatu daerah pengaliran dapat dihitung dengan menggunakan rumus Kirpich. Rumus Kirpich yang digunakan untuk menghitung tc adalah sebagai berikut (Springer, 2002): t c =0,0078 × L

0,77

Dimana : tc

32

−0,385

×S

= waktu konsentrasi (menit)

……………………………... (2.7)

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE L

= panjang aliran atau saluran (ft)

S

= kemiringan rata-rata daerah pengaliran atau saluran Menentukan tc perlu memperkirakan arah aliran di dalam setiap blok

pengaliran dan ruas saluran drainase. Setiap saluran berhubungan dengan blok pengaliran tertentu. Arah aliran dan hubungan tersebut dapat dilihat pada gambar terlampir. Kemiringan saluran drainase didapat dari elevasi saluran tertinggi dikurang dengan elevasi saluran terendah, kemudian dibagi panjang saluran drainase. Kemiringan saluran (S) pada perencanaan ini adalah 0.00438. Berikut ini adalah tc pada setiap blok pengaliran dan ruas saluran drainase. Tabel 2.4 Waktu Konsentrasi Aliran (tc) Nama Ruas Salur an S1S2 S2S3 S3S4 S4S5 S6S7 S7S9 S8S9 S9S11 S10S11 S11S12 S12S5 S13-

Luas DPSal (ha)

DPSal (ha)

Luas

A;C1;C2

3,19;0,37;0,37

A

3,19

A

3,19

A

3,19

A;C2;C3

3,19;0,37;0,37

A;C3;C6

3,19;0,37;0,38

C3;C5;C6

0,37;0,38;0,38

C6;C10

0,38;0,375

C7;C9;C10

0,38;0,375;0,375

C5;C6;C9;C1 0;C11 A;C1;C2;C3; C5; C6;C7;C9;C1 0;C11 B;C4;C8;C12

0,38;0,38;0,375;0,3 75;0,375 3,19;0,37;0,37;0,37; 0,38; 0,38;0,38;0,375;0,3 75;0,375 1,90;0,37;0,38;0,37

32

Panjang RS (m)

Leqi v

3,9 3 3,1 9 3,1 9 3,1 9 3,9 3 3,9 4 1,1 3 0,7 6 1,1 3 1,8 9 6,5 7 3,0

L 894;188;78 894 894 894 894;78;188 894;188;100 188;152;100 100;100 152;150;100 152;100;150;1 00;150 894;188;78;18 8;152; 100;152;150;1 00;150 266;78;100;10

Le

Waktu Konsent rasi (jam)

tc

teqiv

10 90 89 4 89 4 89 4 10 90 11 12 37 0 20 0 40 2 65 2

0,5 7 0,4 9 0,4 9 0,4 9 0,5 7 0,5 8 0,2 5 0,1 6 0,2 7 0,3 9

0,5 7 0,4 9 0,4 9 0,4 9 0,5 7 0,5 8 0,2 5 0,1 6 0,2 7 0,3 9

20 12

0,9 2

0,9 2

54

0,3

0,3

qiv

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE S5

5

2

0

4

4

4


Setelah memperoleh tc, selanjutnya akan ditentukan intensitas hujan ( i ). Berikut merupakan intensitas hujan setiap ruas saluran.

Tabel 2.5 Intensitas Hujan ( i ) Nama

Panjang RS (m)

Ruas Salura n

DPSal (ha)

L

Leqiv

tc

S1-S2

A;C1;C2

894;188;78

109 0

S2-S3

A

894

894

S3-S4

A

894

894

S4-S5

A

894

894

S6-S7

A;C2;C3

894;78;188

109 0

S7-S9

A;C3;C6

894;188;100

1112

S8-S9

C3;C5;C6

188;152;100

370

S9-S11

C6;C10

100;100

200

C7;C9;C10

152;150;100

402

C5;C6;C9;C10;C 11 C6;C7;C9;C10;C 11

152;100;150;100; 150 894;188;78;188;1 52; 100;152;150;100; 150

0,5 7 0,4 9 0,4 9 0,4 9 0,5 7 0,5 8 0,2 5 0,1 6 0,2 7 0,3 9

B;C4;C8;C12

266;78;100;100

S10S11 S11S12

A;C1;C2;C3;C5; S12-S5 S13-S5

32

Waktu Konsentra si (jam)

652

Intensit as (mm/ja m)

teqiv

Ieqiv

0,57

79,07

0,49

87,54

0,49

87,54

0,49

87,54

0,57

79,07

0,58

78,26

0,25

137,68

0,16

188,80

0,27

131,94

0,39

102,93

201 2

0,9 2

0,92

57,72

544

0,3 4

0,34

112,96

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE Sumber : Hasil analisis, 2014

2.1.4 Koefisien Limpasan Permukaan (C) Koefisien limpasan permukaan berhubungan dengan jenis penggunaan lahan. Penentuan nilai C harus memperhatikan kemungkinan perubahan penggunaan lahan. Sebagai rujukan digunakan daftar nilai C dari berbagai literatur. Daftar nilai C dari beberapa literatur dapat dilihat pada di bawah ini. Tabel 2. 6 Nilai Koefisien Limpasan Permukaan (C)

32


Lahan yang terdapat pada daerah-daerah layanan ini dimanfaatkan untuk pemukiman, pertokoan, fasilitas umum lainnya dan semak. Luas lahan pada seluruh wilayah Desa Cosmic yaitu sebesar 9,579 ha atau . Nilai koefisien limpasan permukaan lahan pada setiap wilayah dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 2.7 Koefisien Pengaliran Setiap Blok

32

Nama Blok A B C1

A (km²) 0,0319 0,019 0,0037

C2

0,0037

C3

0,0037

C4

0,0037

C5

0,0038

C6

0,0038

C7

0,0038

C8

0,0038

C9 C10 C11 C12

0,00375 0,00375 0,00375 0,00375

Penggunaan Lahan pemukiman pemukiman pemukiman pemukiman padang rumput pemukiman perdagangan pemukiman padang rumput pemukiman perdagangan pemukiman padang rumput pemukiman padang rumput pemukiman padang rumput perdagangan pemukiman pemukiman pemukiman pemukiman

C 0,40 0,40 0,25 0,46 0,75 0,46 0,75 0,46 0,46 0,96 0,25 0,25 0,25 0,46

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE padang rumput Sumber : Hasil analisis, 2014

2.1.5 Debit Puncak Limpasan Hujan (Qp) Metode yang akan digunakan dalam menghitung debit puncak limpasan hujan pada perencanaan ini adalah metode rasional. Metode ini digunakan karena daerah pengaliran yang kecil yaitu < 320 ha dan waktu konsentrasi aliran yang pendek. Untuk menghitung debit limpasan hujan ini menggunakan rumus pada persamaan 2.1. Besar Qp untuk setiap blok pengaliran dan ruas saluran yang akan digunakan dalam perencanaan saluran drainase serta bangunan pelengkapnya ditampilkan pada tabel berikut:

32


Tabel 2.8 Debit Puncak Limpasan Hujan (Qp) Pada Setiap Blok Pengaliran Nama

Luas DPSal (ha)

Panjang RS (m)

Waktu Konsentra si (jam)

Ruas Salur an

DPSal (ha)

Luas

Leqi v

L

Leqi v

teqiv

S1-S2

A;C1;C2

3,19;0,37;0,37

3,93

894;188;78

1090

0,57

S2-S3 S3-S4 S4-S5

A A A

3,19 3,19 3,19

3,19 3,19 3,19

894 894 894

894 894 894

0,49 0,49 0,49

S6-S7

A;C2;C3

3,19;0,37;0,37

3,93

894;78;188

1090

0,57

S7-S9

A;C3;C6

3,19;0,37;0,38

3,94

894;188;100

1112

0,58

S8-S9

C3;C5;C6

0,37;0,38;0,8

1,13

188;152;100

370

0,25

C6;C10

0,38;0,375

0,76

100;100

200

0,16

C7;C9;C10

0,38;0,375;0,375

1,13

152;150;100

402

0,27

S11S12

C5;C6;C9;C10; C11

0,38;0,38;0,375;0,375;0, 375

1,89

152;100;150;100; 150

652

0,39

S12S5

A;C1;C2;C3;C5 ;

3,19;0,37;0,37;0,37;0,38 ;

2012

0,92

S9S11 S10S11

6,57

894;188;78;188;1 52;

Koefisien Pengaliran C 0,40;0,25;0, 25 0,4 0,4 0,4 0,40;0,46;0, 75 0,40;0,75;0, 46 0,75;0,75;0, 46 0,46;0,5 0,46;0,25;0, 25 0,75;0,46;0, 25;0,25;0,2 5 0,40;0,25;0, 46;0,75;0,7 5

Intensita s (mm/ja m)

Qp (m3/det )

Ceqiv

Ieqiv

0,39

79,07

0,34

0,40 0,40 0,40

87,54 87,54 87,54

0,31 0,31 0,31

0,44

79,07

0,38

0,40

78,26

0,34

0,65

137,68

0,28

0,36

188,80

0,14

0,32

131,94

0,13

0,39

102,93

0,21

0,42

57,72

0,44


S13S5

C6;C7;C9;C10; C11

0,38;0,38;0,375;0,375;0, 375

B;C4;C8;C12

1,90;0,37;0,38;0,375


100;152;150;100; 150 3,02

266;78;100;100

544

0,34

0,46;0,46;0, 25;0,25;0,2 5 0,40;0,46;0, 96;0,46

1,35

112,96

1,28


Produksi Air Buangan Air limbah atau air buangan adalah sisa air yang di buang yang berasal dari

rumah tangga, industri maupun tempat-tempat umum lainnya, dan pada umumnya mengandung bahan-bahan atau zat-zat yang dapat membahayakan kesehatan manusia serta mengganggu lingkungan hidup (Haryoto Kusnoputranto,1985). Air limbah atau air buangan berasal dari berbagai sumber, secara garis besar dikelompokan menjadi air limbah domestik dan non domestik. Kondisi dan debit air limbah tiap wilayah tentu berbeda tergantung dari kepadatan penduduk dan tingkat aktivitas tiap penduduk tersebut. Pada perancanaan air buangan ini hanya untuk menentukan debit air buangan yang dihasilkan oleh kegiatan domestik dan non domestik saja, sedangkan untuk unit pengolahan air buangan akan dijelaskan lebih rinci pada laporan Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan. Nilai debit buangan (Qw) dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

(

Qw =3,8 ×10−3 50+

P 200

)

.......................................... (2.8)

Dimana : Qw

= rata-rata aliran limbah perhari (m3/hari)

P

= populasi (jiwa)

2.2.1 Proyeksi Penduduk Sebelum menghitung debit air buangan (Qw), perlu dilakukan perhitungan proyeksi penduduk sesuai dengan tahun rencana serta menghitung debit estimasi dari limbah domestik dan non domestik di Desa Cosmic terlebih dahulu. Dalam perencanaan ini pertambahan jumlah penduduk diproyeksikan berdasarkan blok – blok yang telah dibagi sebelumnya. Perhitungan proyeksi penduduk untuk Desa ini menggunakan Metode Geometri dengan ratio pertambahan penduduk per tahun adalah 5%. Berikut adalah persamaan untuk metode geometri : Pn = Po ( 1+ r ) dn ...................................................................... (2.9)

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE Dimana : Pn

= jumlah penduduk pada akhir tahun periode

Po

= jumlah penduduk pada awal proyeksi

r

= rata-rata presentase tambahan penduduk tiap tahun

dn

= kurun waktu proyeksi Berikut merupakan hasil proyeksi penduduk Desa Cosmic dengan tahun

proyeksi adalah 20 tahun. Tabel 2.9 Proyeksi Penduduk Blok A BLOK

Tahun

A

2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032


Penduduk Ekisting (jiwa) 176 185 194 204 214 225 236 248 260 273 287 301 316 332 348 366 384 403 424 445

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE Tabel 2.10 Proyeksi Penduduk Blok B BLOK

Tahun

B

2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032

Penduduk Ekisting (jiwa) 92 97 101 107 112 117 123 129 136 143 150 157 165 173 182 191 201 211 221 232


Tabel 2.11 Proyeksi Penduduk Blok C BLOK

Tahun

C

2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024

Penduduk Ekisting (jiwa) 168 176 185 194 204 214 225 236 248 261 274 287

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032

302 317 333 349 367 385 404 425


2.2.2 Perhitungan Limbah Domestik Air buangan (air limbah) domestik adalah air bekas pemakaian yang berasal dari aktivitas daerah pemukiman yang kontaminannya didominasi oleh bahan organik. Analisis produksi air buangan bertujuan untuk memperoleh debit air buangan (Qw) yang akan dialirkan dalam saluran air buangan. Qw dapat dihitung dengan mengalikan jumlah penduduk dengan standar debit limbah domestik yang dihasilkan berdasarkan Peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 tahun 2005. Tabel 2.12 Standar Air Buangan Jakarta


Sumber: Peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun 2005

Pada perhitungan debit air limbah domestik dan non domestik ini menggunakan tahun perencanaan selama 20 tahun kedepan. Dalam 20 tahun tersebut, dibagi kembali menjadi 5 tahun sehingga didapat perhitungan pada masing-masing tahun 2013, 2017, 2022, 2027 dan 2032. Tetapi debit air limbah domestik dan non domestik yang digunakan adalah pada tahun 2032 karena dalam perhitungan dimensi saluran air buangan, total limbah yang digunakan adalah pada tahun 2032. Pada debit air buangan domestik, diasumsikan bahwa air buangan tiap penduduk sebesar 120 L/orang/hari, sehingga diketahui debit air buangan domestik di Desa Cosmic setelah 20 tahun sebagai berikut: Tabel 2.13 Debit Air Buangan Sektor Domestik Tah un

Penduduk Eksisting Tiap Blok (jiwa) A B C

2013

176

92

168

120

214

112

204

120

273

143

261

120

348

182

333

120

445

232

425

120

2017 2022 2027 2032

Debit Air Buangan L/orang/hari

Total Rata-rata

Debit Air Buangan (L/hari) A B C 21.12 11.0 20.16 0 40 0 25.67 13.4 24.50 1 19 5 32.76 17.1 31.27 4 27 5 41.81 21.8 39.91 6 58 5 53.36 27.8 50.94 9 98 3 174.7 91.3 166.7 41 42 98 144.294


2.2.3 Perhitungan Limbah Non Domestik Air buangan non domestik adalah air buangan yang dihasilkan dari kegiatan-kegiatan di luar kegiatan rumah tangga, seperti dari perkantoran,

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE perdagangan atau pendidikan. Berikut penjabaran lebih lanjut mengenai fasilitasfasilitas di Desa Cosmic yang berkontribusi dalam menghasilkan air buangan non domestik : a. Fasilitas Pendidikan Desa Cosmic memiliki fasiltas pendidikan berupa satu bangunan SD dan satu bangunan SMP. Menurut peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun 2005, debit buangan untuk Sekolah Dasar adalah 32 L/siswa/hari sementara untuk Sekolah Menengah Pertama 40 L/siswa/hari. Jumlah siswa/i SD dan SMP di Desa Cosmic ini bertambah 30 orang tiap lima tahun. Direncanakan pada tahun 2027 akan dibangun satu gedung SMA dengan jumlah siswa bertambah 30 orang dalam 5 tahun, dimana debit buangan untuk Sekolah Menengah Atas yaitu 64 L/siswa/hari. b. Fasilitas Perkantoran Fasilitas perkantoran di Desa Cosmic pada tahun 2013 berjumlah 4 unit dan diasumsikan jumlah akan bertambah 1 unit setiap 5 tahun dengan pegawai tiap unit bertambah 5 orang. Dari peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun 2005, debit buangan untuk fasilitas perkantoran 40 L/pegawai/hari. c. Fasilitas Perdagangan Desa Cosmic juga memiliki fasilitas perdagangan berupa ruko yang bertambah 1 unit tiap lima tahun. Jumlah pegawai ruko juga ikut bertambah pula sebanyak 6 orang tiap unitnya. Dari peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun 2005, debit buangan untuk fasilitas perdagangan 80 L/penghuni/hari. d. Fasiltas Peribadatan Fasilitas peribadatan yang ada di Desa Cosmic berupa satu unit bangunan masjid dan satu unit bangunan gereja, karena penduduk di Desa Cosmic beragama Islam dan Kristen. Dalam kurun waktu 5 tahun diasumsikan jumlah masjid yang ada akan bertambah satu unit, sedangkan gereja akan bertambah satu unit dalam kurun waktu 10 tahun. Dari peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE 2005, debit buangan untuk masjid sebesar 5 L/orang/hari sementara debit buangan untuk gereja sebesar 4,5 L/orang/hari.


Berikut merupakan analisis debit air buangan non domestik pada tiap blok : Tabel 2.14 Debit Air Buangan Sektor Non Domestik Tiap Blok Debit Air Buangan Blok

L/orang/hari

A

2013

Sektor Perkantoran Sekolah (SD) Peribadatan Perdagangan

40 32 5 80

unit orang 1 1 1 -

5 120 -

2017 Uni Oran t g 2 10 1

1 1 Total

Jumlah 2022

2032 Oran unit orang unit orang unit g 3 15 4 20 5 30

Debit Air Buangan L/hari

2027

2013 200

2017 400

2022 600

2027 800

2032 1.200

150

1

180

2

210

2

240

3.840

4.800

5.760

6.720

7.680

6

1 1

6

1 2

8

2 2

8

5 4.045

5 480 5.685

5 480 6.845

5 640 8.165

10 640 9.530


Debit Air Buangan Blok

Sektor L/orang/hari

B

Perkantoran Sekolah (SD) Peribadatan Perdaganga n

40 32

2013 oran unit g 1 5

5

-

80

-

-

2017 Uni Oran t g 2 10

-

-

-

1

-

Jumlah 2022 uni oran t g 3 15

-

-

5

1

2027 uni oran t g 4 20


Debit Air Buangan L/hari 2013 200

2017 400

2022 600

2027 800

2032 1.200

-

1

120

2

150

-

-

-

3.840

4.800

-

-

-

1

-

-

-

-

-

5

5

2

6

2

6

-

400

400

480

480


Total

200

800

1.000

5.120

6.485


Debit Air Buangan Blok

Sektor L/orang/hari

C

Perkantoran Sekolah (SMA) Peribadatan Perdagangan

40





Debit Air Buangan L/hari 2013 200

2017 800

64

1

145

1

145

1

175

1

175

2

205

9.280

9.280

4.5 80

1 2

12

1 3

18

1 4

24

1 5

30

1 6

36

960 10.44 0

1.440 11.52 0

Total Sumber : Hasil analisis, 2014

Jumlah 2022 uni oran t g 5 25

2022 1.000 11.20 0 1.920 14.12 0

2027 1.200 11.20 0 2.400 14.80 0

2032 1.400 13.120 4,5 2.880 17.40 5

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE Debit buangan dari keseluruhan sektor, baik sektor domestik maupun non domestik dapat dilihat pada tabel di bawah ini : Tabel 2.15 Estimasi Limbah Domestik dan Non Domestik Tiap Blok Blok

Sektor

A

Domestik Non Domestik Pendidikan Perkantoran Perdagangan Peribadatan

2013 21.120 3.840 200 5

Debit Buangan (L/hari) 2017 2022 2027 25.671 32.764 41.816 4.800 400 480 5 Total

5.760 600 480 5

6.720 800 640 5

2032 53.369

Total L/hari m3/detik 174.741 0,00202

7.680 1.200 640 10

28.800 3.200 2.240 30

2032 27.898

Total L/hari m3/detik 91.342 0,00106

0,00033 3,7E-05 2,6E-05 3,5E-07 0,00242


Blok

Sektor

B

Domestik Non Domestik Pendidikan Perkantoran Perdagangan Peribadatan

2013 11.040 200 -

Debit Buangan (L/hari) 2017 2022 2027 13.419 17.127 21.858 400 400 Total

600 400 -

3.840 800 480 -

4.800 1.200 480 5

8.640 3.200 1.760 5

0,0001 3,7E-05 2E-05 5,8E-08 0,00121


Blok

Sektor Domestik

C

Non Domestik Pendidikan Perkantoran Perdaganga n Peribadatan

2013 20.16 0

Debit Buangan (L/hari) 2017 2022 2027 24.505

31.275

39.915

5.0943

166.798

0,00193

9.280 200

9.280 800

11.200 1.000

11.200 1.200

13.120 1.400

54.080 4.600

0,00063 5,3E-05

960

1.440

1.920

2.400

2.880

9.600

0,00011

-

-

-

-

4,5

4,5

5,2E-08 0,00272

Total Sumber : Hasil analisis, 2014

2032

Total L/hari m3/detik

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE 2.2.4 Faktor Puncak Debit Limbah Domestik & Non Domestik Untuk menentukan dimensi saluran air buangan maka perlu diperhitungkan debit puncak air buangan. Hal ini berguna untuk menentukan ukuran atau dimensi fasilitas pengolahan serta saluran pembuangan agar dapat digunakan dan mengantisipasi keadaan dimana debit air limbah berada dalam keadaan maksimal. Dalam menghitung debit puncak maka perlu diketahui faktor puncak, dimana nilai faktor puncak yang didapat adalah 2,5. Berikut merupakan tabel perhitungan dari debit puncak air buangan : Tabel 2.16 Debit Puncak Air Limbah Blok

A

B

C

Sumber Air Buangan perumahan perkantoran Sekolah peribadatan perdagangan perumahan perkantoran Sekolah peribadatan perdagangan perumahan perkantoran Sekolah peribadatan perdagangan


Jumlah (unit) 111 5 2 2 2 58 5 2 1 2 106 7 2 1 6

Debit Air Limbah (L/hari)

53.369 1.200 7.680 10 640 27.898 1.200 4.800 5 480 50.943 1.400 13.120 4,5 2880

Debit Air Limbah 3

m /detik 6,18E-04 1,39E-05 8,89E-05 1,16E-07 7,41E-06 3,23E-04 1,39E-05 5,56E-05 5,79E-08 5,56E-05 5,90E-04 1,62E-05 1,52E-04 5,21E-08 3,33E-05

FP

1,54E-03 3,47E-05 2,22E-04 2,89E-07 1,85E-05 8,07E-04 3,47E-05 1,39E-04 1,45E-07 1,39E-05 1,47E-03 4,05E-05 3,80E-04 1,30E-07 8,33E-05

Debit Puncak

m3/detik

0,00182

0,00099

0,00198

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE BAB III RANCANGAN SISTEM PENYALURAN AIR BUANGAN 3.1

Pendahuluan Air buangan terbagi menjadi dua sektor yakni air buangan domestik dan air

buangan non-domestik. Air buangan domestik merupakan air bekas pakai yang berasal dari aktivitas daerah pemukiman yang kontaminannya didominasi oleh bahan organik, sementara air buangan non-domestik merupakan air sisa dari aktivitas perdagangan, perkantoran atau dari rumah ibadah. Air buangan dapat diolah secar biologis. Adapun cara penanganannya dapat dilakukan dengan dua cara, yakni (Haryoto Kusnoputranto, 1985) : a. Sistem terpusat (off site) yaitu air buangan dari seluruh pelayanan dikumpulkan dalam saluran pengumpul (riol) kemjudian dialirkan menuju bangunan pengolahan air limbah. b. Sistem setempat (on site) yaitut air buangan diolah dengan membuat tanki septic dan bidang resapan. Air buangan juga dapat ditangani dengan sistem gabungan misalnya black water dengan sistem on site sementara grey water dengan cara terpusat. 3.2

Desain Saluran Air Buangan Sistem saluran air buangan yang direncanakan untuk melayani Desa Cosmic

di desain sesuai dengan total volume air buangan baik air buangan domestik maupun air buangan non domestik. Dalam menganalisis kecepatan aliran buangan di dalam pipa ini digunakan persamaan Manning berikut: 2

1

1 V = × R3 × S 2 n

.............................................................. (3.1)

Dimana : V

= kecepatan aliran didalam pipa (m/s)

n

= nilai koefisien manning

R

= jari-jari hidrolis

S

= kemiringan dasar saluran


Berikut merupakan tabel nilai koefisien kekasaran Manning (n) Tabel 3.1 Koefisien Hazen-William Untuk Variasi Pipa Nilai n 140

Jenis Pipa Pipa sangat halus

130

Pipa halus, semen, besi tuang baru

120

Pipa baja dilas baru

110

Pipa baja dikeling baru

100

Pipa besi tuang tua

95

Pia besi dikeling tua

60-80

Pipa besi tua

Sumber : Data sekunder

Sebelum menganalisis kecepatan aliran buangan dalam pipa, perlu diketahui terlebih dahulu kemiringan saluran serta jari-jari hidraulik pipa. Menghitung kemiringan dasar saluran dapat menggunakan persamaan berikut : S=

( elevasi awal−elevasi akhir) p

……………………………….. (3.2) Dimana : S

= kemiringan dasar saluran

p

= panjang pipa (m) Mencari nilai R digunakan persamaan sebagai berikut :

R=

A P

....................................................................................... (3.3)

Dimana : R

= jari-jari hidrolis

A

= luas penampang (m2)

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE P

= keliling basah saluran (m)

3.3

Desain Saluran Air Buangan Desain penyaluran air buangan dalam perencanaan ini menggunakan

sistem terpisah dan tertutup dengan menggunakan gaya gravitasi. Sistem terpisah dipilih dengan alasan supaya lebih mudah dalam perawatan untuk mengefisienkan sistem pengolahan dan untuk membuat dimensi saluran menjadi lebih ekonomis. Sistem tertutup dipilih dengan pertimbanagn estetika lingkungan yaitu agar tidak menimbulkan bau yang tidak sedap serta tidak menjadi tempat berkembangbiak penyakit. Sistem ini digunakan karena pada daerah yang akan dilayani mempunyai kemiringan yang cukup sebagai syarat utama agar air dapat mengalir secara gravitasi. Di bawah ini merupakan hasil analisis kecepatan aliran dalam pipa, dimana setelah dihitung nilai Froude diketahui bahwa jenis aliran dalam pipa untuk semua saluran adalah sub kritis.


Tabel 3.2 Kemiringan Saluran, Diameter Pipa & Kecepatan Aliran Dalam Pipa Blok

A

B

C

Saluran S1 S2 S3 S4 S5 S13 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12


Debit Puncak m3/detik 0,00182 0,00182 0,00182 0,00182 0,00182 0,00099 0,00198 0,00198 0,00198 0,00198 0,00198 0,00198 0,00198

Elevasi

Panjang Pipa

Awal

Akhir

m

44,50 43,10 42,96 40,85 39,27 44,77 42,88 42,43 42,56 42,90 42,00 41,97 40,73

43,52 41,58 41,88 40,19 37,98 40,61 42,49 42,06 41,60 42,68 41,52 41,41 39,87

256 14 194 140 88 200 68 32 140 100 140 96 134

S

0,004 0,109 0,006 0,005 0,015 0,021 0,006 0,012 0,007 0,002 0,003 0,006 0,006

n

0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12

D

yn

0,58 0,31 0,54 0,56 0,45 0,38 0,55 0,48 0,53 0,66 0,61 0,55 0,54

A

P

m

Inchi

m²

m

0,07 0,04 0,07 0,07 0,05 0,04 0,07 0,06 0,06 0,08 0,07 0,07 0,07

3 1 3 3 2 2 3 2 3 3 3 3 3

0,0020 0,0005 0,0017 0,0018 0,0011 0,0006 0,0018 0,0013 0,0017 0,0026 0,0022 0,0018 0,0017

0,11 0,06 0,10 0,11 0,08 0,06 0,11 0,09 0,10 0,13 0,12 0,11 0,10

R

V

Fr

Ket

0,17 0,90 0,20 0,18 0,33 0,36 0,21 0,29 0,23 0,13 0,16 0,21 0,22

Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis

m/s

0,018 0,009 0,016 0,017 0,013 0,010 0,017 0,015 0,016 0,020 0,019 0,017 0,016

0,40 1,57 0,46 0,43 0,69 0,69 0,48 0,64 0,52 0,32 0,39 0,48 0,50

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE BAB IV DESAIN SALURAN DRAINASE 4.1

Saluran Drainase Drainase atau disebut juga saluran pembuangan memiliki

fungsi sebagai saluran untuk mengalirkan air buangan atau air kotor dan juga limbah yang berasal dari rumah. Dalam bidang ketekniksipilan, secara umum drainase diartikan sebagai suatu tindakan untuk mengurangi kelebihan air baik dari air hujan, rembesan, maupun irigasi. Drainase

yaitu 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 salinitas.Saluran drainase diklasifikasikan menjadi dua bentuk yaitu saluran drainase tertutup dan saluran drainase terbuka (Suripin, 2004). 4.2

Kriteria Perencanaan Perencanaan saluran drainase di Desa Cosmic direncanakan menggunakan

sistem drainase minor dengan masa perencanaan 10 tahun. Saluran drainase ini melayani seluruh wilayah Desa Cosmic yang terbagi menjadi beberapa blok. Hal ini dilakukan karena aliran air yang masuk ke tiap saluran antar blok memiliki debit yang berbeda. Adanya debit aliran yang berbeda pada tiap blok menyebabkan dimensi di setiap saluran menjadi berbeda pula. Saluran drainase dirancang untuk memperoleh aliran sub kritis (aliran tenang). Aliran kritis dihindari karena tidak stabil sementara aliran superkritis dihindari karena berpotensi menyebabkan kerusakan. Kecepatan aliran dirancang tidak melebihi kecepatan izin. Kecepatan izin berfungsi untuk mencegah pengendapan dan tumbuhnya tumbuhan penganggu maka kecepatan aliran air di dalam saluran disarankan ≥ 0,6 m/detik. Untuk saluran drainase kota dengan

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE dinding dari batu atau beton kecepatan aliran di dalam saluran pada saat mengalirkan debit puncak disarankan antara 0,9 – 3 m/detik (Wesli, 2008). Penampang saluran yang digunakan dalam perencanaan ini berbentuk persegi dengan dinding beton kasar. Penampang saluran dengan bentuk persegi ini dipilih karena lebih mudah dalam tahap analisis. Berikut ini merupakan rumus yang digunakan untuk mencari dimensi saluran berbentuk persegi : A=by ..................................................................…………. (4.2)

P=b+ 2 y ............................................................…………. (4.3) R=

A P ..................................................................…………. (4.4)


Tabel 4.1 Dimensi Saluran Drainase Saluran S1-S2 S2-S3 S3-S4 S4-S5 S6-S7 S7-S9 S8-S9 S9-S11 S10-S11 S11-S12 S12-S5 S13-S5

Qd mᵌ/de t 0.34 0.31 0.31 0.31 0.38 0.34 0.28 0.14 0.13 0.21 0.44 1.28

So m/m 0.005 0.004 0.003 0.005 0.003 0.003 0.004 0.008 0.004 0.004 0.002 0.007

Sumber : Hasil alasisis, 2014

n 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014

Y

b

A

P

R

M

m

m²

m

m

0.332 0.329 0.356 0.324 0.385 0.372 0.324 0.218 0.243 0.286 0.432 0.520

0.663 0.658 0.712 0.648 0.770 0.744 0.648 0.436 0.486 0.572 0.864 1.040

0.503 0.491 0.608 0.473 0.749 0.684 0.472 0.165 0.219 0.338 1.017 1.666

1.327 1.315 1.425 1.297 1.540 1.489 1.296 0.873 0.972 1.143 1.728 2.079

0.379 0.374 0.427 0.365 0.486 0.459 0.364 0.189 0.226 0.296 0.588 0.801

C 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17

Fboard

y saluran

A

v

m

m

m²

m/detik

0.237 0.236 0.246 0.235 0.256 0.252 0.235 0.193 0.203 0.220 0.271 0.297

0.569 0.565 0.602 0.559 0.641 0.624 0.559 0.411 0.446 0.506 0.703 0.817

0.378 0.372 0.429 0.362 0.494 0.464 0.362 0.179 0.217 0.289 0.607 0.850

0.896 0.835 0.724 0.857 0.767 0.731 0.780 0.786 0.613 0.733 0.722 1.512

Ket Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis Sub kritis


Rancangan Saluran Drainase Limpasan Perencanaan saluran drainase air limpasan dan air buangan dilakukan di

Desa Cosmic dengan waktu perencanaan untuk 20 tahun mendatang. Saluran drainase dibuat berdasarkan peta wilayah yaitu : a. Gambar kondisi wilayah Desa Cosmic b. Gambar jalur aliran pada saluran drainase air limpasan c. Gambar jalur aliran gabungan pada saluran drainase air limpasan dan air buangan Adapun gambar tersebut dapat dilihat pada lampiran.

BAB V

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE PENUTUP

5.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan dalam perencanaan saluran drainase air limpasan hujan yaitu: a.

Perencanaan dilakukan berdasarkan data curah hujan dengan periode ulang 10 tahun dengan intensitas terendah adalah 57,72 mm/jam dan tertinggi yaitu 188,80 mm/jam serta didapatkan debit limpasan (Qp) untuk Desa Cosmic yaitu

4,48 m3/detik. b. Saluran drainase Desa Cosmic pada saluran 1 dengan penampang segi empat memiliki lebar (b) = 0,663 m, kedalaman (y) = 0,332 m dan kecepatan aliran air limpasan (v) yaitu 0,896 m/detik. Sedangkan pada saluran air buangan perencanaan menggunakan data debit buangan domestik dan non domestik berdasarkan proyeksi pertumbuhan penduduk. Contoh debit rencana didapat dari perhitungan pada blok A yaitu 0,00182 m3/detik.

5.2 Saran Pada perencanaan saluran drainase dan air buangan di Desa Cosmic ini, hasil yang didapatkan dari perhitungan belum optimal dikarenakan masih banyak kekurangan pada analisa desain saluran drainase limpasan dan air buangan terutama dari segi pemahaman kondisi wilayah dan kurangnya referensi. Sehingga pada perencanaan ini masih banyak kekurangan yang harus diperbaiki.

DAFTAR PUSTAKA

PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE Hardjosuprapto,Kusnoputranto.1985.Desain Drainase Perkotaan Vol. 1, ITB, Bandung. Martin P. Wanielista, 1990, Hydrology and Water Quantity Control, Wiley and Sons, New York. Mori et al,2006. Mekanika Fluida Edisi Keempat Jilid 2 (Terj.).Erlangga, Jakarta. Peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No.122 Tahun 2005 . Wesli, 2008. Drainase Perkotaan. Graha Ilmu. Yogyakarta William, S Springer, 1990. Storm Drain Design in Land Development Handbook, The Drewberry Companies

Perencanaan Air Buangan and Drainase

Recommend Documents