1
Daftar Isi
Halaman Daftar Isi ....................... .......................... ......................... ........................ ................................... .. i BAB BA B I
DESKRIPSI 1.1. Maksud dan Tujuan....................... ........................ .......................... .................. 1.1.1 Maksud........................ ........................ .......................... ....................... 1.1.2 Tujuan .......................... ........................ .......................... ...................... 1.2. Ruang Lingkup ........................ ........................ .......................... ......................... 1.3. Pengertian .......................... ........................ .......................... ......................... ..... 1.4. Fungsi Drainase Perkotaan....................... ........................ .......................... ....... 1.4.1 Secara Umum ........................ ........................ .......................... ............ 1.4.2 Berdasarkan Fungsi Layan ...................... .......................... .................. 1.4.3 Berdasarkan Fisiknya ...................... .......................... ........................ ...
1 1 1 1 1 3 3 3 4
BAB BA B II
KETENTUAN-KETENTUAN KETENTUAN-KETENTUAN 2.1. Umum....................... .......................... ......................... ........................... ............ 5 2.2. Teknis...................... ........................... ......................... ........................... ............ 5 2.2.1 Data dan Informasi ..................... ........................ .......................... ........ 5 2.2.2 Kala Ulang ....................... ......................... .......................... .................. 6 2.2.3 Kriteria Perencanaan Hidrologi ..................... .......................... ............. 6 2.2.4 Kriteria Hidrolika ....................... ........................ .......................... .......... 7 2.2.5 Kriteria Konstruksi ...................... ........................ ........................... ....... 7 2.2.6 Parameter Penentuan Prioritas Penanganan......................... .............. 8
BAB III
SURVEI D D A N P PENYEL IDIK A N T T A N A H 3.1. Survey .......................... ........................ ........................ .......................... ............ 9 3.2. Penyelidikan. ............................ ......................... ............................ ..................... 9
BAB IV
PERENC A N A A A AN A N T TEK NIK P PERHITUNG AN A N K K OL A M R RETENSI D D AN A N P POL DER 4.1. Tahap Perencanaan Perencanaan Daerah Kolam Kolam Retensi dan dan Polder ......................... ......... 10 10 4.2. Tahap Perencanaan Perencanaan Hidrologi ..................... .......................... ......................... .. 17 4.3. Tahap Perencanaan Perencanaan Hidrolika..................... .......................... ......................... ... 18 4.4. Tahap Perencanaan Perencanaan Kapasitas Kolam Retensi dan Pompa ..................... ........ 18 18
BAB V
PEL A K S A N A A N K K ONSTRUK SI 5.1 Pekerjaan Persiapan ......................... ......................... ........................... ........... 5.2 Pekerjaan Kolam Retensi....................... ......................... ........................... ...... 5.3 Pekerjaan Tanggul Keliling ......................... ........................... ......................... . 5.4 Pekerjaan Bangunan Stasiun Pompa ....................... ........................... ............ 5.5 Pekerjaan Bangunan Rumah Genset ....................... ........................... ............ 5.6 Pekerjaan Saluran Inlet/Outlet ...................... ........................... ........................ 5.7 Pekerjaan Bangunan Pintu Air Inlet/Outlet........................... .......................... ..
22 22 23 24 24 25 25
OPER A SI D D A N P PEMEL IH A R A A N 6.1. Uji Coba Coba dan Pengoperasian Pengoperasian Stasiun Pompa .......................... ........................ 6.2. Pemeliharaan Stasiun Pompa........................ ............................ ...................... 6.3. Pengoperasian Pengoperasian Pintu Air Inlet, Inlet, Outlet Outlet dan dan Pembagi Pembagi ........................ ................. 6.4. Pemeliharaan Pintu Air Inlet, Inlet, Outlet Outlet dan dan Pembagi Pembagi ........................... ................ 6.5. Pemeliharaan Kolam Retensi....................... ........................... .........................
26 26 27 28 29
BAB VI
2
BAB VII L AI A IN-L AI A IN 7.1 Laporan ........................ ......................... ......................... ........................... ....... 30 7.2 Koordinasi dan Tanggung Jawab Perencanaan ........................... ................... 30 Lampiran Contoh Perhitungan Perhitungan Hidrologi dan Hidrolika Kapasitas Kolam Retensi dan Pompa Pompa ........... A - 29
3
BAB I Deskripsi 1.1 Maksud dan Tujuan 1.1.1 Maksud Tata cara pembuatan kolam retensi dan polder ini dimaksudkan sebagai pegangan untuk bahan acuan kepada para penyelenggara PLP dalam perencanaan dan pembangunan kolam retensi dan polder sebagai bagian dari penyelenggaraan penyelenggaraan sistem drainase di daerah. 1.1.2 Tujuan Tujuan tata cara pembuatan kolam retensi dan polder ini adalah tersedianya Tata Cara Pembuatan Kolam Retensi dan Polder yang dapat digunakan sebagai acuan dalam perencanaan dan penyelenggaraan prasarana sarana drainase perkotaan di daerah. 1.2 Ruang Lingkup Tata cara umum pembuatan ini mencakup : 1) Ketentuan – ketentuan 2) Survei dan Penyelidikan 3) Perencanaan Teknik Perhitungan Kolam Retensi dan Polder. 4) Pelaksanaan Kontruksi 5) Operasi dan Pemeliharaan 1.3 Pengertian Pengertian tentang drainase kota pada dasarnya telah diatur dalam SK menteri PU 239 tahun 1987. Menurut SK tersebut, yang dimaksud drainase kota adalah: “Jaringan pembuangan air yang berfungsi mengeringkan bagian-bagian bagian-bagian wilayah administrasi kota dan daerah urban dari genangan air, baik dari hujan lokal maupun luapan sungai yang melintas di dalam kota”. Untuk memahami drainase secara menyeluruh, berikut ini diperlihatkan beberapa pengertian pengertian pokok tentang drainase : 1) Drainase adalah Drainase adalah prasarana yang berfungsi mengalirkan air permukaan ke badan air atau ke bangunan resapan buatan. 2) Drainase perkotaan adalah sistem drainase dalam wilayah administrasi kota dan daerah perkotaan (urban) yang berfungsi untuk mengendalikan atau mengeringkan kelebihan air permukaan di daerah permukiman yang berasal dari hujan lokal, sehingga tidak mengganggu masyarakat dan dapat memberikan manfaat bagi kehidupan hidup manusia. 3) Drainase berwawasan lingkungan adalah pengelolaan drainase yang tidak menimbulkan dampak yang merugikan bagi lingkungan. Terdapat 2 pola yang dipakai : a. Pola detensi (menampung air sementara), misalnya dengan membuat kolam penampung. b. Pola retensi (meresapkan ), antara lain dengan membuat sumur resapan, bidang resapan atau kolam resapan 4) Pengendali banjir adalah bangunan untuk mengendalikan tinggi muka air agar tidak terjadi limpasan atau genangan yang menimbulkan kerugian. 5) Badan penerima air adalah sungai, danau, atau laut yang menerima aliran dari sistem drainase perkotaan. 6) Bangunan pelengkap adalah bangunan yang ikut mengatur dan mengendalikan sistem aliran air hujan agar aman dan mudah melewati jalan, belokan daerah curam, bangunan tersebut seperti gorong-gorong, pertemuan saluran, bangunan terjunan, jembatan, street inlet, pompa, pompa, pintu air.
1
7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15)
16)
17) 1.4 1.4.1
• • • • •
Daerah Daerah genangan adalah kawasan yang tergenang air akibat tidak ada ataupun tidak berfungsinya sistem drainase. Daerah pengaliran adalah daerah tangkapan air yang mengalirkan air ke dalam saluran. Kala ulang adalah selang waktu pengulangan kejadian hujan atau debit banjir rencana yang mungkin terjadi. Tinggi jagaan adalah ketinggian yang diukur dari permukaan air maksimum sampai permukaan tanggul saluran. Waktu pengaliran permukaan adalah waktu yang diperlukan oleh titik air hujan yang jatuh ke permukaan permukaan tanah dan mengalir mengalir ke titik saluran drainase drainase yang diamati. Waktu drainase adalah waktu yang diperlukan oleh titik air hujan yang mengalir dari satu titik ke t itik lain dalam saluran drainase yang diamati. Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan oleh titik air hujan yang jatuh pada permukaan tanah mengalir sampai di suatu titik di saluran drainase yang terpanjang. Zona adalah sub sistem pelayanan satu aliran saluran drainase. Kolam Retensi adalah kolam/waduk penampungan air hujan dalam jangka waktu tertentu. Fungsinya untuk memotong puncak banjir yang terjadi dalam badan air/sungai. Sistem Polder adalah sistem penanganan drainase perkotaan dengan cara mengisolasi daerah yang dilayani dari pengaruh limpasan air hujan / air laut serta limpasan dari prasarana lain (jalan, jalan kereta api), yang terdiri dari kolam penampung, penampung, sistem drainase serta perpompaan. SOP adalah Standar Operasi Prosedur Fungsi Drainase Perkotaan Secara Umum : Mengeringkan bagian wilayah kota dari genangan sehingga tidak menimbulkan dampak negatif. Mengalirkan air permukaan ke badan air penerima terdekat secepatnya. Mengendalikan kelebihan air permukaan yang dapat dimanfaatkan untuk persediaan air dan kehidupan akuatik. Meresapkan air pemukaan untuk menjaga kelestarian air tanah (konservasi air). Melindungi prasarana dan sarana yang sudah terbangun.
1.4.2 Berdasarkan fungsi layanan : a) Sistem drainase lokal : Yang termasuk sistem drainase lokal adalah saluran awal yang melayani suatu kawasan kota tertentu seperti komplek permukiman, areal pasar, perkantoran, areal industri dan komersial. Sistem ini melayani areal kurang dari 10 ha. Pengelolaan sistem drainase lokal menjadi tanggung jawab masyarakat, pengembang atau instansi lainnya. b) Sistem drainase utama : Yang termasuk dalam sistem drainase utama adalah saluran drainase primer, sekunder, tersier beserta bangunan pelengkapnya yang melayani kepentingan sebagian besar warga masyarakat. Pengelolaan sistem drainase utama merupakan tanggung jawab pemerintah kota. c) Pengendalian banjir (Flood (Flood Control) : Adalah ruas sungai yang melintasi wilayah kota yang berfungsi mengendalikan aliran air sungai, sehingga tidak mengganggu masyarakat dan dapat memberikan manfaat bagi kegiatan kehidupan manusia. Pengelolaan/pengendalian banjir merupakan tugas dan tanggung jawab dinas pengairan (Sumber Daya Air).
2
1.4.3 Berdasarkan fisiknya : a) Sistem saluran primer : Adalah saluran utama yang menerima masukan aliran dari saluran sekunder. Dimensi saluran ini relatif besar. Akhir saluran primer adalah badan penerima air. b) Sistem saluran sekunder : Adalah saluran terbuka atau tertutup yang berfungsi menerima aliran air dari saluran tersier dan limpasan air dari permukaan sekitarnya, dan meneruskan air ke saluran primer. Dimensi saluran tergantung pada debit yang dialirkan. c) Sistem saluran tersier : Adalah saluran drainase yang menerima air dari saluran drainase lokal.
3
BAB II KETENTUAN - K ETENTUAN
2.1
Umum Ketentuan-ketentuan yang harus dipenuhi adalah sebagai berikut : Pembuatan Kolam Retensi dan Sistem Polder disusun dengan memperhatikan faktor sosial ekonomi antara lain perkembangan kota dan rencana prasarana dan sarana kota. Kelayakan pelaksanaan Kolam Retensi dan Sistem Polder harus berdasarkan tiga faktor antara lain : biaya konstruksi, biaya operasi dan biaya pemeliharaan. Ketersediaan dan tata guna lahan Kolam Retensi dan Kolam Polder dilaksanakan berdasarkan prioritas zona yang telah ditentukan dalam Rencana Induk Sistem Drainase.
2.2 2.2.1
Teknis Data dan Inform asi Data dan informasi yang diperlukan adalah sebagai berikut : a. Data klimatologi yang terdiri dari data hujan, angin, temperatur dari BMG (Badan Meterologi dan Geofisika) terdekat. b. Data hidrologi terdiri dari data tinggi muka air sungai, debit, laju sedimen, peil banjir, pengaruh back water, karakteristik daerah aliran, data pasang surut sungai / laut. c. Data sistem drainase yang ada yaitu daerah genangan / banjir serta, permasalahannya yang dihasilkan dari hasil studi rencana induk sistem. d. Data peta yang terdiri dari peta dasar, peta sistem drainase, sistem jaringan jalan, peta tata guna lahan, peta topografi dengan skala antara 1 : 5000 sampai dengan 1 : 50.000 disesuaikan dengan tipologi kota. e. Data kependudukan yang terdiri dari jumlah, kepadatan, laju pertumbuhan dan penyebarannya serta data kepadatan bangunan.
2.2.2
Kala ulang Kala ulang untuk desain kolam retensi & polder harus memenuhi kriteria sebagai berikut : a. Kala ulang yang dipakai berdasarkan luas daerah pengaliran (catchment area), tipologi kota yang akan direncanakan kolam retensi / polder. Tabel 1 Kala ulang berdasarkan tipologi kota & luas daerah pengaliran Cathcment Area ( Ha ) Tipologi Kota
< 10
10 - 100
100 - 500
> 500
Kota Metropolitan
2 thn
2 - 5 thn
5 - 10 thn
10 - 25 thn
Kota Besar
2 thn
2 - 5 thn
2 - 5 thn
5 - 20 thn
Kota Sedang / Kecil
2 thn
2 - 5 thn
2 - 5 thn
5 - 10 thn
b. Perhitungan curah hujan berdasarkan data hujan paling sedikit 10 tahun yang berurutan. c. Bangunan pelengkap dipakai kala ulang yang sama dengan saluran dimana bangunan pelengkap itu berada.
4
2.2.3
Kri teria Perencanaan Hidro logi Kriteria perencanaan hidrologi adalah sebagai berikut : 1) Hujan a. Perkiraan hujan rencana dilakukan dengan analisis frekuensi terhadap data curah hujan harian maksimum tahunan, dengan lama pengamatan paling sedikit 10 tahun yang berurutan. b. Analisis frekuensi terhadap curah hujan, menggunakan metode Log Pearson tipe III, atau metode Gumbel sesuai dengan kala ulang 1, 2, 5, 10 dan 25 tahun (mengacu pada tata cara perhitungan debit desain saluran). c. Untuk pengecekan data hujan, lazimnya digunakan metode lengkung masa ganda atau yang sesuai. d. Perhitungan intensitas hujan ditinjau dengan menggunakan metode Mononobe.
2)
Debit banjir a. Debit banjir rencana dihitung dengan metode Rasional yang telah dimodifikasi (lihat pada lampiran A.6) b. Koefisien limpasan (run off) ditentukan berdasarkan tata guna lahan daerah tangkapan. c. Waktu konsentrasi adalah jumlah waktu pengaliran di permukaan dan waktu drainase. d. Koefisien penyimpangan dihitung dari perbandingan waktu konsentrasi dan waktu drainase.
2.2.4
Kri teria Hidrol ika Kriteria perencanaan hidrolika ditentukan sebagai berikut : a. Kapasitas saluran dihitung dengan rumus Manning atau yang sesuai. b. Saluran drainase yang terpengaruh oleh pengempangan (back water effect) perlu diperhitungkan pasang surutnya dengan metode Standard Step Method. c. Kecepatan maksimum (V) ditentukan oleh kekasaran dinding dan dasar saluran. Untuk saluran tanah V = 0,7 m/dt, pasangan batu kali V = 2 m/dt dan pasangan beton V = 3 m/dt. d. Kecepatan minimum untuk saluran drainase ditentukan V = 0,4 m/det, kecuali untuk saluran storage memanjang kecepatan minimumnya bisa mencapai 0,1 m/det dengan konsekuensi terjadi endapan di saluran tersebut.
2.2.5
Kriteria Konst ruksi Kriteria perencanaan konstruksi ditentukan sebagai berikut : a. Pembebanan yang digunakan sesuai standar teknik praktis yang berlaku, b. Kombinasi muatan atas konstruksi ditentukan secara individual sesuai fungsi, cara, dan tempat penggunaannya. c. Stabilitas konstruksi bangunan penahan tanah dikontrol keamanannya terhadap daya dukung tanah (terhadap penurunan tanah / amblas), gaya geser dan gaya guling. Faktor-faktor keamanan minimumnya sebagai berikut : Fdaya dukung tanah ≥ 1,5 Fgeser (kondisi biasa) ≥ 1,5 Fgeser (kondisi gempa) ≥ 1,2 Fguling ≥ 1,5 d. Bahan konstruksi yang digunakan harus sesuai dengan persyaratan bahan bangunan yang telah ditetapkan.
2.2.6
Parameter Penentuan Priori tas Penanganan
5
Parameter penentuan prioritas penanganan meliputi hal sebagi berikut : a. Parameter genangan, meliputi tinggi genangan, luas genangan, dan lamanya genangan terjadi. b. Parameter frekuensi terjadinya genangan setiap tahunnya. c. Parameter ekonomi, dihitung perkiraan kerugian atas fasilitas ekonomi yang ada, seperti : kawasan industri, fasum, fasos, perkantoran, perumahan, daerah pertanian dan pertamanan. d. Parameter gangguan sosial, seperti : kesehatan masyarakat, keresahan sosial dan kerusakan lingkungan.
6
BAB III SURVEI DAN PENYELIDIKAN TA NAH
3.1
Survey 1) Gunakan peta Topografi skala 1 : 5000 s/d 1 : 50.000 untuk mengidentifikasikan Daerah Aliran Polder / Kolam Retensi. 2) Hitung luas masing-masing DAS / daerah tangkapan air. 3) Petakan rencana sistem retensi/polder dengan pengukuran geodetik. Dibuat garis kontur ketinggian lahan dengan interval setiap ketinggian 0.25 s/d 0.50 m.
3.2
Penyelidik an Tanah 1) Rencanakan dimana instalasi pompa akan ditempatkan beserta konstruksi outlet dan konstruksi bangunan yang terkait dengan instalasi pompa yaitu pada lokasi yang paling dekat dengan badan air. 2) Lakukan investigasi Geologi terutama mekanika tanah untuk perencanaan pondasi bangunan air. 3) Paramater mekanika tanah yang digunakan mengikuti standar teknik yang telah ditetapkan.
7
BAB IV PERENCANAAN TEKNIK PERHITUNGAN KOLA M RETENSI & POLDER
Gambar 1 Bagan alir perencanaan sistem kolam retensi dan polder 4.1
Tahap Perencanaan Daerah Kol am Retensi dan Polder 1) Pastikan daerah genangan dan parameter genangan yang meliputi luas genangan, tinggi genangan, lamanya genangan dan frekuensi genangan; 2) Pastikan bahwa elevasi muka air di muara saluran lebih tinggi dari elevasi muka tanah di daerah genangan; 3) Tentukan lokasi Kolam Retensi yang akan dijadikan tempat penampungan kelebihan air permukaan dan perkirakan batas luas Kolam Retensi tersebut; 4) Tentukan daerah pengaliran saluran primer (DPSAL) yang mengalir ke Kolam Retensi melalui peta topografi. 5) 6)
7)
Tentukan sistem dan arah aliran inlet, outlet dan stasiun pompa Muka air di kolam retensi / kolam polder direncanakan dari dasar muka tanah terendah di daerah perencanaan dan ditarik dengan lamanya tertentu sesuai dengan kemiringan lahan. Alternatif tipe kolam retensi, antara lain : a) Kolam retensi tipe di samping badan sungai
8
Gambar 2 Kolam retensi tip e di samping badan sungai
• Kelengkapan Sistem: - Kolam retensi - Pintu inlet - Bangunan pelimpah samping - Pintu outlet - Jalan akses menuju kolam retensi - Ambang rendah di depan pintu outlet - Saringan sampah - Kolam penangkap sedimen • Kesesuaian tipe: - Dipakai apabila tersedia lahan kolam retensi - Kapasitas bisa optimal apabila lahan tersedia - Tidak mengganggu sistem aliran yang ada - Pemeliharaan lebih mudah - Pelaksanaan lebih mudah b) Kolam retensi tipe di dalam badan sungai
9
Gambar 3 kolam retensi tipe di dalam badan sungai • Kelengkapan Sistem: - Kolam retensi - Tanggul keliling - Pintu outlet - Bendung - Saringan sampah - Kolam penangkap sedimen • Kesesuaian tipe: - Dipakai apabila lahan sulit didapat - Kapasitas kolam retensi terbatas - Mengganggu aliran yang ada dihulu - Pelaksanaan lebih sulit - Pemeliharaan lebih mahal c) Kolam retensi tipe storage memanjang
10
8)
Gambar 4 Kolam retensi tipe storage memanjang • Kelengkapan Sistem: - Saluran yang lebar dan dalam - Cek Dam/ bendung setempat • Kesesuaian tipe: - Mengoptimalkan saluran drainase yang ada karena lahan tidak tersedia - Kapasitasnya terbatas - Mengganggu aliran yang ada - Pelaksanaan lebih sulit Alternatif tipe polder, antara lain : a)
Sistem polder dengan pompa dan kolam di samping badan saluran/sungai
11
Gambar 5
Sistem polder dengan pompa dan kolam di samping badan saluran/sungai
• Kelengkapan Sistem: - Kolam Retensi - Stasion Pompa - Pintu Inlet - Saluran Inlet - Pintu Pembagi - Pintu Outlet - Saluran Outlet - Tangggul Keliling - Saringan sampah - Kolam penangkap sedimen • Kesesuaian tipe: - Dipakai apabila tersedia lahan kolam retensi - Kapasitas bisa optimal apabila lahan tersedia - Tidak mengganggu sistem aliran yang ada - Pemeliharaan lebih mudah - Pelaksanaan lebih mudah b) Sistem polder dengan pompa dan kolam di dalam badan saluran/sungai
12
Gambar 6
Sistem polder dengan pomp a dan kol am di dalam badan saluran/sungai
• Kelengkapan Sistem:
c)
- Kolam retensi - Stasion Pompa - Saluran Inlet - Pintu Outlet - Saluran Outlet - Tangggul Keliling - Saringan sampah - Kolam penangkap sedimen • Kesesuaian tipe: - Dipakai apabila lahan sulit didapat - Kapasitas kolam retensi terbatas - Mengganggu aliran yang ada dihulu - Pelaksanaan lebih sulit - Pemeliharaan lebih mahal Sistem polder dengan pompa dan kolam tipe storage memanjang
13
Gambar 7 Sistem pold er dengan pompa dan kolam t ipe stor age memanjang
• Kelengkapan Sistem: - Storage Memanjang - Stasion Pompa - Pintu Outlet - Tangggul Keliling - Saringan sampah - Kolam penangkap sedimen • Kesesuaian tipe: - Mengoptimalkan saluran drainase yang ada karena lahan tidak tersedia - Kapasitasnya terbatas - Mengganggu aliran yang ada - Pelaksanaan lebih sulit 4.2
Tahap Perencanaan Hidrol ogi 1) Kumpulkan data curah hujan harian maksimum tahunan untuk periode minimum terakhir selama 10 tahun yang berurutan, dari beberapa stasiun curah hujan di daerah pengaliran saluran (DPSAL); 2) Hitung tinggi curah hujan harian rata-rata dari butir 1) diatas dengan metode Aritmatik atau Thiesen atau Isohyt, apabila tidak ada peta stasiun curah hujan dianjurkan menggunakan metode Aritmatik; 3) Hitung hujan rencana beberapa kala ulang dengan menggunakan persamaan Log Pearson Tipe III atau persamaan Gumbel, dengan menggunakan data curah hujan harian rata-rata dari butir 2); 4) Tentukan koefisien pengaliran (C) berdasarkan literatur dan penelitian di lapangan sesuai dengan tata guna lahan (lihat lampiran A.6.2) 5) Tentukan koefisien pengaliran ekivalen (C eq), apabila daerah pengaliran saluran (DPSAL) terdiri dari beberapa sub-DPSAL;
14
6) 7)
Hitung waktu konsentrasi (t c) dengan menggunakan rumus Kirpich; Kolam Retensi dipakai apabila diinginkan memotong puncak banjir yang terjadi, juga untuk mengurangi dimensi saluran; 8) Sistem Polder dipilih apabila daerah yang akan dikeringkan, relatif lebih rendah dari muka air tinggi sungai / badan air penerima atau muka air laut pasang 9) Hitung intensitas curah hujan dengan menggunakan rumus Mononobe dari nilai hujan rencana dari butir 3), dan waktu konsentrasi dari butir 6); 10) Hitung debit banjir rencana dengan metode rasional praktis dengan koefisien pengaliran dari butir 4) atau dari butir 5), dan intensitas curah hujan dari butir 7); 11) Hitung debit banjir rencana dengan menggunakan unit hidrograph untuk daerah perkotaan; 12) Hitung debit banjir rencana dengan metode Rasional Modifikasi. 4.3
Tahap Perencanaan Hidrol ika 1) Hitung profil basah saluran eksisting sesuai bentuknya (lingkaran, trapesium, atau segiempat); 2) Hitung keliling basah saluran eksisting sesuai bentuknya (lingkaran, trapesium, atau segiempat); 3) Hitung jari-jari hidraulis saluran dari perbandingan butir 1 dan butir 2; 4) Hitung kemiringan dasar saluran rata-rata dari penelitian hasil lapangan; 5) Hitung kecepatan aliran rata-rata maksimum menggunakan rumus Manning. Apabila kekasaran dinding bervariasi maka harus dihitung kekasaran dinding ekivalen; 6) Hitung kapasitas maksimum saluran eksisting; 7) Bandingkan kapasitas maksimum saluran eksisting dari butir 6) dengan debit banjir rencana dari butir 10), 11) dan 12) di sub-bab 4.2. 8) Dari ketiga perhitungan debit banjir rencana tersebut pilih yang terbesar. Apabila kapasitas eksisting lebih besar dari debit banjir rencana yang terbesar, maka saluran eksisting tidak perlu direhabilitasi.
4.4
Tahap Perencanaan Kapasit as Kol am Retensi dan Pompa 1) Buat unit hidrograph daerah perkotaan, kemudian jumlahkan masing-masing ordinatnya. Sehingga diperoleh debit rencana maksimum dengan gambar hidrographnya; 2) Hitung volume komulatif air yang masuk ke dalam kolam retensi dari hidrograph; 3) Gambarkan hasil perhitungan volume komulatif dari butir 2) di atas dalam koordinat orthogonal dengan ordinat besarnya volume komulatif dan absis besarnya waktu; 4) Hitung volume komulatif pompa untuk berbagai kapasitas pompa dan terapkan pada komulatif air yang masuk kolam retensi dari butir 3) di atas; 5) Ukur ordinat yang terletak antara garis volume komulatif pompa dengan garis singgung volume komulatif air yang masuk ke dalam kolam retensi seperti pada butir 4) di atas, menunjukkan volume air yang tertinggal di dalam kolam retensi; 6) Hitung luas kolam retensi yang diperlukan dengan membagi volume komulatif yang tertinggal di dalam kolam retensi seperti butir 5) di atas dengan rencana dalamnya air efektif di kolam retensi; 7) Lakukan langkah butir 4), butir 5) dan butir 6) di atas berulang-ulang, sehingga diperoleh biaya yang efisien dan efektif dalam menentukan luas kolam retensi dan kapasitas pompa yang dibutuhkan. Contoh perhitungan kapasitas kolam retensi dan pompa dapat dilihat di lampiran A. 8) Hitung kebutuhan head pompa dari elevasi muka air minimum di kolam retensi ke muka air maksimum banjir di sungai atau muka air pasang tertinggi di laut.
15
9)
Pilih tipe pompa sesuai dengan kebutuhan yang ada. Tipe-tipe pompa yang dimaksud adalah sebagai berikut : a) Pompa Archemedian Screw. Pompa archemedian screw digunakan untuk kondisi elevasi muka air yang dipompa relatif aman, tidak sesuai untuk elevasi muka air yang perubahannya relatif besar. ELEVASI. MAKS PENGELUARAN
MOTOR
H ELEV. PEMASUKAN
Gambar 8 Pompa archemedian screw Pompa ini tidak terganggu dengan adanya tumbuhan air dan sampah, oleh sebab itu pompa ini mampu beroperasi tanpa dijaga dalam jangka waktu yang lama. b) Pompa Rotodynamic. Pompa rotodynamic dipilih sesuai dengan keperluan perencanaan. Pompa ini terdiri atas : (1) Pompa Centrifugal (aliran radial) Dipergunakan untuk memompa air dengan ketingian yang besar dan aliran sedang.
Gambar 9 Pompa centrifugal (2) Pompa Axial (baling-baling) Dipergunakan untuk memompa air dengan ketinggian yang rendah sampai aliran yang besar.
16
Gambar 10 Pompa axi al
c) Pompa Aliran campuran Digunakan dengan karakteristik tengah-tengah antara Pompa Centrifugal dengan Pompa Axial.
Gambar 11 Pompa aliran campu ran
17
BAB V PEL A K S A N A A N K K ONSTRUK SI A AN 5.1
PEKERJAA N PERSIAPAN 1) Buat rencana kerja dan jadwal pelaksanaan. 2) Persiapkan bahan material dan tenaga kerja. 3) Sediakan atau buat direksi keet, gudang dan bengkel kontraktor. 4) Gunakan titik benchmark (usahakan yang tidak mudah bergeser) yang ada di lapangan sebagai titik referensi untuk ketinggian dan koordinat. 5) Lakukan pengukuran konstruksi untuk mendapatkan tata letak bangunan sistem polder. 6) Lakukan penyelidikan tanah yang diperlukan (boring, sondir, dll) di tempat yang akan memikul konstruksi dan bangunan pelengkap. 7) Buat akses sementara berupa jalan kerja untuk memudahkan mobilisasi pengangkutan bahan, alat dan pekerja ke lokasi pekerjaan. 8) Buatkan pagar pengaman dari kayu atau bahan lainnya.
5.2
PEKERJAA N KOLAM RETENSI 1) Bersihkan permukaan lokasi kolam retensi dari pohon, kayu-kayu, pecahan benda, semak-semak, sampah dan semua bahan-bahan lainnya yang tidak dikehendaki. 2) Kerjakan penggalian tanah sampai kedalaman dasar kolam retensi yang telah direncanakan dengan menggunakan alat-alat berat. 3) Periksa elevasi dasar kolam retensi apakah telah sesuai dengan elevasi yang direncanakan dengan menggunakan alat ukur waterpass. 4) Buang sisa tanah hasil galian yang tidak terpakai ke lokasi yang telah ditentukan. 5) Buatkan tanggul kolam retensi dari timbunan tanah atau bahan lainnya (perhatikan pemadatan dan keamanan terhadap longsor). 6) Periksa elevasi puncak tanggul dengan menggunakan alat ukur waterpass apakah telah sesuai dengan elevasi yang direncanakan. 7) Buatkan talud kolam di sekeliling kolam retensi dari bahan yang telah direncanakan. 8) Rapikan semua pekerjaan sampai selesai.
5.3
PEKERJAA N TANGGUL KELIL ING 1) Tanggul keliling biasanya memakai kontruksi dari tanah atau pasangan 2) Jika kontruksi tanggul memakai bahan dari tanah maka cara pekerjaan pelaksanaan kontruksi sebagai berikut : • Bersihkan permukaan lokasi tanggul dari rumput-rumput dan pohon-pohon serta akar-akarnya. • Kupas atau gali permukaan pondasi hingga mencapai lapisan tanah asli yang baik. • Hamparkan tanah timbunan lapisan per lapisan ke lokasi tanggul keliling yang direncanakan setinggi 40 cm setiap lapisannya. • Padatkan setiap lapisan timbunan secara menyeluruh dengan alat pemadat setiap lapisan harus benar-benar padat. • Pemadatan dilakukan sampai pada elevasi tanggul yang direncanakan. • Parameter untuk lapisan menggunakan faktor CBR yang berlaku di Bina Marga. 3) Jika konstruksi tanggul memakai bahan pasangan maka cara pekerjaan pelaksanaan kontruksi sebagai berikut : • Gali tanah sampai elevasi dasar pondasi tanggul yang direncanakan jika keadaan konstruksi tanah untuk dudukan pondasi kurang baik maka
18
4) 5)
dilakukan dulu perbaikan tanah dengan membuat cerucuk bambu, dolken atau pancang dari beton bertulangan. • Buat lantai kerja untuk tanggul yang dibuat dari beton bertulang jika memakai pasangan batu kali hamparkan urugan pasir kemudian dipadatkan. • Buat kontruksi tanggul seperti bentuk rencana baik memakai pasangan beton bertulang atau pasangan batu kali dari mulai bawah sampai atas pada elevasi tanggul yang direncanakan. Urug kembali dengan tanah, lubang galian yang tidak terpakai oleh kontruksi pasangan dan padatkan. Rapikan kontruksi tanggul sampai selesai semuanya.
5.4
PEKERJAA N BA NGUNAN STASIUN POMPA 1) Bersihkan permukaan lokasi bangunan stasiun pompa. 2) Gali tanah sampai kedalaman dasar bangunan yang telah direncanakan dengan menggunakan alat berat. 3) Buang sisa tanah hasil galian yang tidak terpakai ke lokasi yang telah ditentukan. 4) Perkuat daya dukung tanah dengan menggunakan cerucuk atau bahan lainnya. 5) Buat lantai kerja dari pasangan beton. 6) Pasang lantai dasar dengan konstruksi yang direncanakan. 7) Pasang pondasi 8) Urug tanah sampai ketinggian lantai dasar. 9) Pasang sloof, balok, kolom dan dinding penahan tanah sesuai yang direncanakan. 10) Buatkan pelat atas dengan konstruksi beton bertulang. 11) Sediakan angker-angker untuk penempatan pompa. 12) Pasang pipa hisap, pipa outlet dan aksesoris lainnya. 13) Sambungkan pompa dengan pipa hisap dan pipa outlet. 14) Pasang panel listrik dan lakukan instalasi elektrik. 15) Pasang pintu-pintu air. 16) Pasang pintu-pintu saringan sampah. 17) Lakukan uji coba terhadap pompa air, sebelumnya periksa aliran listrik baik dari PLN maupun dari Genset terlebih dahulu.
5.5
PEKERJAA N BANGUNAN RUMAH GENSET 1) Bersihkan lokasi permukaan. 2) Gali tanah sampai kedalaman dasar bangunan yang telah direncanakan. 3) Buang sisa tanah hasil galian yang tidak terpakai ke lokasi yang telah ditentukan. 4) Perkuat daya dukung tanah dengan menggunakan cerucuk atau bahan lainnya. 5) Pasang lantai kerja dari pasangan beton. 6) Pasang pondasi 7) Urug tanah sampai ketinggian lantai dasar. 8) Pasang sloof, balok, kolom dan dinding penahan tanah sesuai yang direncanakan. 9) Buatkan pelat atap dengan konstruksi beton bertulang. 10) Sediakan angker-angker untuk penempatan genset. 11) Lakukan instalasi mesin genset dan panel-panel listrik. 12) Lakukan uji coba genset
5.6
PEKERJAA N SALURA N INLET/OUTLET 1) Bersihkan permukaan lokasi untuk saluran inlet/outlet. 2) Gali tanah untuk kedalaman saluran inlet/outlet sesuai dengan elevasi dasar saluran yang direncanakan. 3) Periksa elevasi dasar saluran hasil galian dengan menggunakan alat waterpass.
19
4) 5) 6) 5.7
Buang sisa tanah hasil galian yang tidak terpakai ke lokasi yang telah ditentukan. Buat konstruksi saluran dengan pasangan sesuai dengan yang telah direncanakan. Kerjakan perapihan pekerjaan saluran inlet/outlet.
PEKERJAA N BANGUNAN PINTU AIR INLET/OUTLET 1) Bersihkan permukaan lokasi untuk bangunan pintu air inlet / outlet. 2) Gali tanah sesuai dengan kedalaman dan lebar bangunan pintu air yang telah direncanakan. 3) Periksa elevasi dasar bangunan pintu air dengan alat waterpass. 4) Buang sisa tanah hasil galian yang tidak terpakai ke lokasi yang telah ditentukan. 5) Pasang kontruksi bangunan pintu air dari mulai lantai, dinding sampai ke atas. 6) Pasang pintu air. 7) Lakukan uji coba pintu air apakah berfungsi dengan baik.
20
BAB VI OPERASI DAN PEMELIHARAA N
6.1
UJI COBA DAN PENGOPERASIAN POMPA 1) Hidupkan mesin diesel sesuai SOP atau petunjuk kerja yang berlaku atau kontakkan handle sakelar utama apabila menggunakan PLN. 2) Pastikan tegangan, frekuensi, arus listrik sesuaikan dengan ketentuan atau SOP. 3) Geser sakelar utama pada posisi “ON”. 4) Hidupkan pompa apabila elevasi muka air di dalam kolam retensi melebihi elevasi normal sesuai dengan ketentuan di dalam SOP. 5) Lakukan kegiatan seperti butir 3), sesuai dengan kecepatan naiknya elevasi muka air di dalam kolam retensi dengan kapasitas pompa menurut ketentuan di dalam SOP. 6) Atur aliran air dari saluran yang masuk ke dalam kolam retensi dengan pintu air terutama pada musim kering. Apabila pengaturan air masuk ke dalam kolam retensi dengan pintu air, supaya air limbah dari saluran tidak masuk ke dalam kolam retensi. 7) Matikan pompa apabila elevasi muka air di dalam kolam retensi sudah mencapai elevasi normal sesuai dengan ketentuan di dalam SOP.
6.2
PEMELIHARAAN STASIUN POMPA 1) Stasiun pompa sekalipun dibangun dengan konstruksi beton bertulang tetap harus dipelihara agar jangan terkesan angker dan kumuh. Untuk itu secara rutin petugas harus menjaga kebersihan lingkungan instalasi. 2) Secara berkala stasiun pompa harus dicat agar dari segi estetika indah dan nyaman untuk dijadikan sarana rekreasi bila perlu. 3) Sewaktu pompa tidak dioperasikan periksa kelengkapan saringan sampah di bagian depan pompa. Lakukan pembersihan terutama dari sampah-sampah plastik yang dapat merusak poros dan propeller pompa. 4) Periksa secara rutin panel operasi jangan sampai ada kabel yang putus karena termakan usia atau oleh binatang pengerat seperti tikus dll. 5) Perhatikan engsel-engsel pintu instalasi agar jangan sampai kering. Sebab semua petugas operasional pompa harus tetap siaga menjaga kemungkinan terjadi banjir dadakan.
6.3
PENGOPERASIAN PINTU AIR INLET, OUTLET DAN PEMBAGI 1. Untuk kolam retensi tipe di samping badan sungai a. Pada saat banjir datang pintu inlet dibuka, air dari sungai akan masuk dan mengisi kolam retensi. b. Jika muka air di kolam retensi telah mencapai level maksimum maka pintu air outlet dibuka secukupnya sehingga air di kolam retensi bisa keluar kembali ke sungai, tetapi muka air dalam kolam retensi harus dijaga agar tetap pada level maksimum. c. Pada saat banjir telah surut maka air di kolam retensi dikeluarkan melalui pintu outlet sampai mencapai muka air minimum, hal ini dimaksudkan untuk menerima banjir berikutnya/yang akan datang. d. Di musim kemarau pintu inlet ditutup, sesekali dibuka hanya untuk memasukkan air ke kolam retensi, agar muka air di kolam retensi tetap terjaga dalam keadaan normal. 2. Untuk kolam retensi tipe di dalam badan sungai a. Pada saat banjir datang pintu outlet ditutup, air dari sungai akan masuk dan mengisi kolam retensi.
21
b.
Meskipun muka air di kolam retensi telah mencapai elevasi maksimum, pintu air outlet tetap ditutup, sehingga air dari kolam retensi mengalir ke sungai melalui pelimpah bendung c. Pada saat banjir di sungai telah surut, maka air di kolam retensi dikeluarkan melalui pintu outlet sampai mencapai muka air minimum, keadaan ini untuk menerima banjir berikutnya / yang akan datang. d. Di musim kemarau pintu outlet ditutup, sehingga di kolam retensi tetap ada air. 3. Untuk sistem polder dengan pompa dan kolam di samping badan saluran/sungai a. Pada saat banjir datang pintu pembagi ditutup. Sebaliknya pintu inlet dibuka, sehingga air dari saluran drainase akan masuk dan mengisi kolam retensi. Hal ini dilakukan bersamaan dengan pengoperasian pompa. b. Pada saat banjir di sungai telah surut, maka pintu pembagi dibuka agar air di saluran drainase bisa mengalir ke sungai secara gravitasi. Selain itu pintu air inlet harus ditutup, agar air tidak masuk ke kolam retensi. c. Di musim kemarau pintu air inlet ditutup, sesekali dibuka hanya untuk memasukkan air ke kolam retensi, agar muka air di kolam retensi dalam keadaan normal. 4. Untuk sistem polder dengan pompa dan kolam di dalam badan saluran/sungai a. Pada saat banjir datang pintu outlet ditutup, air dari saluran drainase akan masuk dan mengisi kolam retensi. Hal ini dilakukan bersamaan dengan pengoperasian pompa. b. Pada saat banjir di sungai telah surut, maka pintu outlet dibuka agar air di kolam retensi bisa mengalir ke sungai secara gravitasi. c. Di musim kemarau pintu outlet dibuka secukupnya, sehingga di kolam retensi tetap ada air. 5. Untuk sistem polder dengan pompa dan kolam tipe memanjang a. Pada saat banjir datang pintu outlet ditutup, air dari saluran drainase akan masuk dan mengisi kolam retensi. Hal ini dilakukan bersamaan dengan pengoperasian pompa. b. Pada saat banjir di sungai telah surut, maka pintu outlet dibuka agar air di kolam retensi bisa mengalir ke sungai secara gravitasi. c. Di musim kemarau pintu outlet dibuka secukupnya, sehingga di kolam retensi tetap ada air. 6.4
PEMELIHARAAN PINTU AIR INLET, OUTLET DAN PEMBAGI 1. Melumasi pintu-pintu air. 2. Pengecatan pintu-pintu air. 3. Membersihkan sampah atau endapan di pintu-pintu air. 4. Lakukan perbaikan secara berkala untuk pintu-pintu air yang mengalami kerusakan.
6.5
PEMELIHARAAN KOLAM RETENSI 1. Pembersihan sampah-sampah yang menyangkut di saringan sampah secara rutin. 2. Cegah sedini mungkin penyerobotan terhadap lahan dan bantaran kolam retensi dari bangunan-bangunan pemukiman liar. 3. Secara berkala keruk sedimen yang terlanjur masuk ke kolam retensi agar fungsi daya tampung kolam retensi tidak menyusut. 4. Angkat saringan sampah secara berkala bersihkan dan cat kembali. 5. Bersihkan saluran inlet/outlet secara rutin. 6. Lakukan perbaikan secara berkala untuk bangunan air yang mengalami kerusakan.
22
7. Tembok pasangan batu yang rusak segera diperbaiki, untuk ini harus secara rutin dilakukan inspeksi terutama pada stalling basin pintu inlet. Atau kolam retensi dilengkapi dengan saluran gendong biasanya saluran tersebut tepi kanan dan kirinya dilapisi dengan pasangan batu kali. 8. Bersihkan kolam retensi yang ditumbuhi gulma seperti eceng gondok. Bila perlu ajak pihak swasta untuk memanfaatkan eceng gondok menjadi komoditi yang berguna seperti pembuatan tas, serta mungkin dapat diolah menjadi gas bio.
23
BAB VII LAIN-LAIN
7.1
Laporan Laporan mengenai pembuatan kolam retensi dan polder dijelaskan sebagai berikut : 1) Setiap aspek perencanaan baik yang menyangkut bangunan baru maupun bangunan lama agar dilaporkan dan dikonsultasikan kepada instansi yang berwenang dan bertanggung jawab atas pembuatan kolam retensi dan polder; 2) Laporan perlu dibuat secara berkala oleh perencana, dan dilaporkan kepada instansi yang berwenang dan bertanggung jawab atas pembuatan kolam retensi dan polder.
7.2
Koo rdin asi dan Tanggung Jawab Perencanaan Koordinasi dan tanggung jawab pembuatan kolam retensi dan polder dijelaskan sebagai berikut : 1) Seluruh penyelenggaraan teknis pekerjaan pembuatan kolam retensi dan polder agar dilaksanakan di bawah koordinasi dan tanggung jawab seorang ahli yang kompeten, dibantu tim terpadu yang karena pelatihan dan pengalamannya berpengetahuan luas dan ahli dalam pekerjaan yang berkaitan dengan pembuatan kolam retensi dan polder; 2) Apabila dalam tahapan pembuatan kolam retensi dan polder timbul masalah yang tidak dapat diselesaikan oleh instansi yang berwenang, maka masalah tersebut harus diajukan kepada pihak berwenang yang lebih tinggi.
24
LAMPIRAN A CONTOH PERHITUNGAN HIDROLOGI DAN HIDROLIKA KAPASITAS KOLAM RETENSI DAN POMPA
A.1
KONDISI PERENCA NAA N Wilayah perencanaan berada di daerah perumahan di Jakarta. Wilayah ini mengalami banjir dan genangan setiap tahunnya. Penyebabnya adalah elevasi muka air banjir di sungai lebih tinggi dari elevasi tanah di daerah perumahan. Permasalahan ini diselesaikan dengan merencanakan sistem polder. Data perencanaan yang digunakan sebagai berikut : = 500 Ha • Luas catchment area (A) = 5400 m • Panjang saluran (L) • Data curah hujan harian maksimum selama 20 tahun (1986 s/d 2005)
Gambar 1 Skema sistem po lder Untuk memenuhi perhitungan hidrologi dan hidrolika perlu adanya asumsi batasanbatasan, bilamana asumsi ini terpenuhi maka analisa bisa dilaksanakan, sehingga dapat dicapai sasaran penanggulangan banjir dan genangan. Asumsi perhitungan yang digunakan sebagai berikut : • Total Inflow – Total out flow = Storage penampungan pada waktu (t) • Bentuk hidrograf aliran masuk (inflow) yang digunakan sesuai bagi penggunaan rumus modifikasi Rational. • Rate dari flow dianggap konstan Dalam lampiran ini akan diuraikan metode perhitungan hidrologi dan hidrolika untuk kolam retensi dan polder beserta contoh perhitungannya yang disesuaikan dengan kondisi perencanaan. A.2
MELENGK API DA TA CURA H HUJA N Maksudnya adalah data curah hujan harian maksimum dalam setahun yang dinyatakan dalam mm/ hari, untuk stasion curah hujan yang terdekat dengan lokasi sistem drainase, jumlah data curah hujan paling sedikit dalam jangka waktu 10 tahun berturutberturut.
25
Stasiun hujan kadang tidak mempunyai data yang lengkap, jika ditemui data yang kurang, perlu dilengkapi dengan melakukan pengisian data terhadap stasion yang tidak lengkap atau kosong, dengan beberapa metode antara lain : • Bila perbedaan hujan tahunan normal di stasion yang akan dilengkapi tidak lebih dari 10 %, untuk mengisi kekurangan data dapat mengisinya dengan harga rata-rata hujan dari stasiun-stasiun disekitarnya. • Bila perbedaan hujan tahunan lebih dari 10 %, melengkapi data dengan metode Rasio Normal, yakni dengan membandingkan data hujan tahunan stasion yang kurang datanya terhadap stasiun disekitarnya dengan cara sebagai berikut :
r =
Dimana : n r R
1 ⎛ R × r A
R × r B R × r C ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ + + n ⎝ R A R B RC ⎠
= = =
jumlah stasiun hujan curah hujan yang dicari (mm) curah hujan rata-rata setahun di tempat pengamatan R yang datanya akan dilengkapi r A, r B, r C = curah hujan di tempat-tempat pengamatan A, B, dan C R A, RB, RC = curah hujan rata-rata setahun di stasiun A, B, dan C Berikut adalah tabel data curah hujan harian maksimum selama 20 tahun (1986 s/d 2005) yang diperoleh di Stasiun A (St. A). Diasumsikan Stasiun A sebagai stasiun curah hujan yang terdekat dengan lokasi perencanaan sistem drainase. Tabel 1 Data curah huj an harian maksi mum (CHHm ax ) St. A CHHmax ) Tahun (mm/hari) 1986 152 1987 80 1988 92 1989 130 1990 70 1991 26 1992 92 1993 79 1994 79 1995 23 1996 71 1997 112 1998 150 1999 129 2000 67 2001 92 2002 58 2003 90 2004 74 2005 87 A.3
MENENTUKA N KA LA ULA NG
26
Karakteristik hujan menunjukkan bahwa hujan yang besar tertentu mempunyai kala ulang tertentu, kala ulang rencana untuk saluran mengikuti standar yang berlaku seperti tabel berikut : Tabel 2 Kala ulang berdasarkan tipologi kota & luas daerah pengaliran Catcment Area ( Ha ) Tipologi Kota < 10 10 - 100 100 - 500 > 500 Kota Metropolitan 2 thn 2 - 5 thn 5 - 10 thn 10 - 25 thn Kota Besar 2 thn 2 - 5 thn 2 - 5 thn 5 - 20 thn Kota Sedang / Kecil 2 thn 2 - 5 thn 2 - 5 thn 5 - 10 thn
Contoh Perhitungan 1 : Tentukan kala ulang rencana untuk saluran di daerah Jakarta dengan luas catchment area seluas 500 Ha. Penyelesaian : Dari tabel 2 di atas untuk daerah Jakarta dengan luas catchment area seluas 500 Ha didapatkan kala ulang rencana 10 tahunan. A.4 MENGANA LISA HUJA N RENCANA A.4.1 Metode Gumbel Parameter - parameter statistik yang diperlukan oleh distribusi harga ekstrim gumbel adalah : 1. Menentukan harga tengahnya (R) :
R =
∑ R
i
n
2. Menentukan harga penyimpangan standard (S x) :
S x
( R − R ) = ∑
2
i
n −1
3. Menentukan faktor frekuensi (K) :
K =
Y t − Y n S n
dimana :
K = Yt = Yn = Sn =
Ri = n = 4. Menentukan curah hujan
faktor frekuensi Reduced Variable (lihat tabel 3 hubungan antara waktu ulang T dengan Yt) Reduced Mean (lihat tabel 4 hubungan antara lamanya pengamatan n dengan Yn) Reduced Standard Deviation (lihat tabel 4 hubungan antara n dengan S n) Curah hujan Jumlah data rencana dengan waktu ulang yang dipilih, dengan rumus :
Rt = R + K .S x 5. Menentukan data variasi fungsi kala ulang (Yt) Tabel 3 Data Variasi Fungsi Kala ulang (Yt ) T (tahun) Yt
27
2 5 10 25 50 100
0.3665 1.4999 2.2502 3.1985 3.9019 4.6001
6. Menentukan data nilai Y n dan Sn yang tergantung pada n Tabel 4 Data Nilai Yn dan Sn Yang Tergantun g Pada n n Yn Sn 1 0.4592 0.9496 0 1 0.4996 0.9676 1 1 0.5053 0.9933 2 1 0.5070 0.9971 3 1 0.5100 1.0095 4 1 0.5128 1.0206 5 1 0.5157 1.0316 6 1 0.5181 1.0411 7 1 0.5202 1.0493 8 1 0.5220 1.0565 9 2 0.5236 1.0628 0 2 0.5252 1.0696 1 2 0.5268 1.0754 2 2 0.5283 1.0811 3 2 0.5296 1.0864 4 2 0.5309 1.0915 5 2 0.5320 1.1961 6 2 0.5332 1.1004 7 2 0.5343 1.1047 8 2 0.5353 1.1086 9 3 0.5362 1.1124
28
n
Yn
Sn
0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 5 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5
0.5371
1.1159
0.5380
1.1193
0.5388
1.1226
0.5396
1.1255
0.5402
1.1285
0.5410
1.1313
0.5418
1.1339
0.5424
1.1363
0.5430
1.1388
0.5436
1.1413
0.5442
1.1436
0.5448
1.1458
0.5453
1.1480
0.5458
1.1499
0.5463
1.1519
0.5468
1.1538
0.5473
1.1557
0.5477
1.1574
0.5481
1.1590
0.5485
1.1607
0.5489
1.1623
0.5493
1.1638
0.5497
1.1658
0.5501
1.1667
0.5504
1.1681
29
Contoh Perhitungan 2 : Dengan menggunakan data curah hujan maksimum selama 20 tahun yang terdapat pada tabel 1, analisa frekuensi hujan dengan menggunakan metode Gumbel. Penyelesaian : 1) Merangking data curah hujan harian maksimum yang didapat dari tabel 1 Tabel 5 Merangking data curah hujan harian maksimum No Urut CHHMax (Ri) 1 152 2 150 3 130 4 129 5 112 6 92 7 92 8 92 9 90 10 87 11 80 12 79 13 74 14 73 15 71 16 70 17 67 18 58 19 26 20 23 2) Menghitung nilai prosentase (%) : P =
X 1 ×100 X total + 1
=
1×100 20 + 1
= 4,8%
3) Menentukan nilai hujan rata-rata : Rr = Rtotal 1747 = 87,4 X total 20
4) Menentukan selisih curah hujan maksimum terhadap hujan rata-rata: ( R1 − Rr )2 = (152 − 87,4)2 = 4179,6 5) Sehingga secara tabelaris dengan mengikuti langkah nomor 2), 3) dan 4) untuk urutan berikutnya didapatkan hasilnya sebagai berikut: Tabel 6 Perhitungan metode Gumbel No Urut CHHMax (Ri) P (%) Ri - Rrata (Ri-Rrata)2 1 152 4.8 64.7 4,179.6 2 150 9.5 62.7 3,925.0 3 130 14.3 42.7 1,819.0 4 129 19.0 41.7 1,734.7 5 112 23.8 24.7 607.6 6 92 28.6 4.7 21.6 7 92 33.3 4.7 21.6
30
No Urut 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Total
CHHMax (Ri) 92 90 87 80 79 74 73 71 70 67 58 26 23 1,747
P (%) 38.1 42.9 47.6 52.4 57.1 61.9 66.7 71.4 76.2 81.0 85.7 90.5 95.2 1,000.0
Ri - Rrata 4.7 2.7 -0.3 -7.3 -8.3 -13.4 -14.4 -16.4 -17.4 -20.4 -29.4 -61.4 -64.4 0.000
(Ri-Rrata)2 21.6 7.0 0.1 54.0 69.7 178.2 205.9 267.3 301.0 414.1 861.4 3,763.8 4,140.9 22,595
6) Menentukan standar deviasi :
∑ ( R − R )
2
S r =
i
r
n −1
=
22,595 20 − 1
= 34,48
7) Menentukan nilai Y n dan Sn yang tergantung pada n (lihat tabel 3) N = 20, Yn = 0,524 → → N = 20 , Sn = 1,063 8) Menentukan variasi fungsi kala ulang Yt (lihat tabel 2) Variasi fungsi kala ulang 2 Thn Yt = 0,367 9) Menentukan hujan rencana kala ulang
K t = Rt R2thn
Y t − Y n S n
=
0,367 − 0,524 1,063
= −0,148
= Rr + (K t × S x ) = 87,4 + (− 0,148 × 34,48) = 82mm
10) Sehingga secara tabelaris dengan mengikuti langkah nomor 8) dan 9) untuk data berikutnya didapatkan hasilnya sebagai berikut: Tabel 7 Menentukan Huj an Rencana Kala Ulang Metode Gumbel Kala ulang Rt Yt Kt (Tahun) (mm) 2 0.367 0,148 82 5 1.500 0,919 119 10 2.250 1,625 143 25 3.199 2,517 174 50 3.902 3,179 197 100 4.600 3,836 220 A.4.2 Metode Log Pearson Type III Pada garis besarnya, langkah penyelesaian distribusi log Pearson Type III adalah sebagai berikut : 1. Mentransformasikan data curah hujan harian maksimum kedalam harga logaritmanya :
31
R1, R2, ...., Rn menjadi log R1, log R2, ...., log Rn 2. Menghitung harga tengahnya ( log R ) :
∑ LogR
log R =
3.
n Menghitung harga penyimpangan standar ( Sx): S x =
∑ ( LogR
i
− LogR)
2
n −1
4. Menghitung koefisien asimetri (Cs) :
C s =
∑ ( LogR − log R )
n.
3
i
(n − 1)(n − 2)S x 3
5. Menghitung besarnya logaritma hujan rencana dengan waktu ulang yang dipilih, dengan rumus :
LogRt = LogR + K .S x Dimana : R = tinggi hujan rata-rata daerah n = jumlah tahun pengamatan data Cs = Koefisien penyimpangan Sx = standar deviasi K = faktor kekerapan Log Pearson Tipe III 6. Menentukan nilai K untuk metode Log Pearson Tipe III Tabel 8 Nilai-nilai K un tuk m etode Log Pearson Tipe III Interval Ulang (tahun) Faktor 1.001 1.2500 2 5 10 25 50 Kekerapan Persen Peluang (K) 99 80 50 20 10 4 2 3.0 -0.667 -0.636 -0.396 0.420 1.180 2.278 3.152 2.8 -0.714 -0.666 -0.384 0.460 1.210 2.275 3.114 2.6 -0.769 -0.696 -0.368 0.499 1.238 2.267 3.071 2.4 -0.832 -0.725 -0.351 0.537 1.262 2.256 3.023 2.2 -0.905 -0.752 -0.330 0.574 1.284 2.240 2.970 2.0 -0.990 -0.777 -0.307 0.609 1.302 2.219 2.912 1.8 -1.087 -0.799 -0.282 0.643 1.318 2.193 2.848 1.6 -1.197 -0.817 -0.254 0.675 1.329 2.163 2.780 1.4 -1.318 -0.832 -0.225 0.705 1.337 2.128 2.706 1.2 -1.449 -0.844 -0.195 0.732 1.340 2.087 2.626 1.0 -1.588 -0.852 -0.164 0.758 1.340 2.043 2.542 0.8 -1.733 -0.856 -0.132 0.780 1.336 1.993 2.453 0.6 -1.880 -0.857 -0.099 0.800 1.328 1.939 2.359 0.4 -2.029 -0.855 -0.066 0.816 1.317 1.880 2.261 0.2 -2.178 -0.850 -0.033 0.830 1.301 1.818 2.159 0 -2.326 -0.842 0 0.842 1.282 1.751 2.054 -0.2 -2.472 -0.830 0.033 0.850 1.258 1.680 1.945 -0.4 -2.615 -0.816 0.066 0.855 1.231 1.606 1.834
100 1 4.051 3.973 3.889 3.800 3.705 3.605 3.499 3.388 3.271 3.149 3.022 2.891 2.755 2.615 2.472 2.326 2.178 2.029
32
1.001
1.2500
-0.6 -0.8
99 -2.755 -2.891
80 -0.800 -0.780
Interval Ulang (tahun) 2 5 10 25 50 Persen Peluang 50 20 10 4 2 0.099 0.857 1.200 1.528 1.720 0.132 0.856 1.166 1.448 1.606
-1.0 -1.2 -1.4 -1.6 -1.8 -2.0 -2.2 -2.4 -2.6 -2.8 -3.0
-3.022 -3.149 -3.271 -3.388 -3.499 -3.605 -3.705 -3.800 -3.889 -3.973 -4.051
-0.758 -0.732 -0.705 -0.675 -0.643 -0.609 -0.574 -0.537 -0.499 -0.460 -0.420
0.164 0.195 0.225 0.254 0.282 0.307 0.330 0.351 0.368 0.384 0.396
Faktor Kekerapan (K)
0.852 0.844 0.832 0.817 0.799 0.777 0.752 0.725 0.696 0.666 0.636
1.128 1.086 1.041 0.994 0.945 0.895 0.844 0.795 0.747 0.702 0.660
1.366 1.282 1.198 1.116 1.035 0.959 0.888 0.823 0.764 0.712 0.666
1.492 1.379 1.270 1.166 1.069 0.980 0.900 0.830 0.768 0.714 0.666
100 1 1.880 1.733 1.588 1.449 1.318 1.197 1.087 0.990 0.905 0.832 0.769 0.714 0.667
Contoh Perhitungan 3 : Dengan menggunakan data curah hujan harian maksimum selama 20 tahun yang diperoleh di tabel 1, analisa frekuensi hujan dengan menggunakan metode Log Pearson Type III. Penyelesaian : 1) Merangking data curah hujan harian maksimum yang didapat dari tabel 1. Tabel 9 Merangking data curah hujan harian maksimum No Urut CHHMax (Ri) 1 152 2 150 3 130 4 129 5 112 6 92 7 92 8 92 9 90 10 87 11 80 12 79 13 74 14 73 15 71
33
No Urut 16 17 18 19 20 Total
CHHMax (Ri) 70 67 58 26 23 1,747
2) Menghitung logaritma curah hujan maksimum (log R i) :
log R1 = log(152) = 2,182
3) Menghitung harga tengahnya ( log R ) :
log R =
∑ LogR = 38 = 1,90
20 4) LogR1 − log R = 2.182 − 1,90 = 0,281 5)
( LogR ( LogR
1
n
− log R ) = (0,281) = 0,079 2
2
3
3
)
6) = (0,281) = 0,022 1 − log R 7) Sehingga secara tabelaris dengan mengikuti langkah nomor 2) s/d 6) untuk data berikutnya didapatkan hasilnya sebagai berikut: Tabel 10 Perhit ungan meto de Log Pearson III
(
No Urut CHHMax (Ri ) Log Ri LogRi − log R LogR i − log R 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Total
152 150 130 129 112 92 92 92 90 87 80 79 74 73 71 70 67 58 26 23 1,747
2.182 2.176 2.114 2.111 2.049 1.964 1.964 1.964 1.954 1.940 1.903 1.898 1.869 1.863 1.851 1.845 1.826 1.763 1.415 1.362 38.0
0.281 0.275 0.213 0.210 0.149 0.063 0.063 0.063 0.054 0.039 0.002 (0.003) (0.031) (0.037) (0.049) (0.056) (0.075) (0.137) (0.486) (0.539) 0.000000
0.079 0.076 0.046 0.044 0.022 0.004 0.004 0.004 0.003 0.002 0.000 0.000 0.001 0.001 0.002 0.003 0.006 0.019 0.236 0.290 0.841552
) ( LogR 2
− log R )
3
i
0.022 0.021 0.010 0.009 0.003 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.003 -0.115 -0.157 -0.208079
8) Menentukan standar deviasi (S x) :
34
∑ ( LogR − LogR )
2
S x =
i
n −1
=
0,84155 20 − 1
= 0,211
9) Menghitung koefisien asimetri (C s) : C s =
∑ ( LogR
n.
− log R )
3
(n − 1)(n − 2 )S x
LogR 2
3
=
20 × (− 0,208)
= −1,305 3 19 × 18 × (0,21) 10) Menentukan faktor kekerapan K f (lihat tabel 6) Dengan data K = -1,305 dan kala ulang 2 tahun Secara interpolasi didapatkan harga K: (−1,305) − (−1,2) × (0,225 − 0,195) = 0,211 0,195 + (−1,4) − (−1,2) Maka untuk kala ulang 2 tahun didapatkan K sebesar 0,211 11) Menentukan hujan rencana kala ulang (R t) : LogR t = LogR + K .S x i
= 1,90 + (0,211 × 0,211) = 1,945
R 2 = 101,945 = 88mm 12) Sehingga secara tabelaris dengan mengikuti langkah nomor 3) s/d 11) didapatkan hasilnya sebagai berikut: Tabel 11 Menentukan Huj an Rencana Kala Ulang Metode Lo g Pearson III Kala ulang Rt K Log Rt log R (Tahun) (mm) 2 1.90 0.211 1,945 88 5 1.90 0.838 2,077 119 10 1.90 1.062 2,124 133 25 1.90 1.238 2,161 145 50 1.90 1.322 2,179 151 100 1.90 1.380 2,191 155 A.4.3 Resume Hujan Rata-rata Met ode Log Pears on III dan Metode Gumbel Dengan cara yang sama dihitung pula data dari beberapa stasiun lainnya, diupayakan yang berdekatan dengan daerah studi, setidaknya mempunyai sifat hujan yang sama. Hasil hitungan rata-rata dari beberapa stasiun lainnya seperti tabel berikut. Menghitung hujan rata-rata, dilakukan dengan rata-rata arimatik. Tabel 12 Resum e Hujan Rata-rata Metod e Log Pearson III dan Metode Gumbel Stasiun Hujan
St. A
St. B
Metode Analisa
Hujan Rencana (mm/hari) dengan kala ulang 2 Thn
5 Thn
10 Thn
25 Thn
50 Thn 100 Thn
Log Pearson III
88
119
133
145
151
155
Gumbel
82
119
143
174
197
220
Log Pearson III
97
150
194
259
316
381
Gumbel
104
179
228
291
337
383
35
Stasiun Hujan
St. C
Metode Analisa
Hujan Rencana (mm/hari) dengan kala ulang 2 Thn
5 Thn
10 Thn
25 Thn
Log Pearson III
99
158
205
260
320
395
Gumbel
110
180
235
300
345
418
97
151
190
238
278
325
Rata-rata (mm/hari)
50 Thn 100 Thn
A.5
MENGANALISA INTENSITAS HUJ AN Rumus menghitung intensitas curah hujan (I) menggunakan hasil analisa distribusi frekuensi yang sudah dirata-rata, menggunakan rumus Mononobe sebagai berikut :
I t =
Rt
⎛ 24 ⎞
×⎜
2
3
⎟
24 ⎝ t ⎠
dimana : Rt = hujan rencana untuk berbagai kala ulang (mm) t = waktu konsentrasi (jam), untuk satuan dalam menit, t dikalikan 60. It = intensitas hujan untuk berbagai kala ulang (mm/jam) Contoh Perhitungan 4 : Dengan menggunakan hasil rata-rata dari metode Log Pearson III dan metode Gumbel (lihat tabel 12), analisa intensitas hujan dengan berbagai kala ulang. Penyelesaian : 1) Dengan interval 2 tahun diperoleh hujan rencana untuk berbagai kala ulang sebesar 97 mm/hari (lihat tabel 12). Maka untuk waktu t = 10 menit didapatkan intensitas hujan sebesar :
⎛ 24 ⎞ ×⎜ ⎟ I t = 24 ⎝ t ⎠ R t
2
3
97 ⎛ 24 ⎞ ×⎜ I t = ⎟ 24 ⎝ 10 × 60 ⎠
2
3
= 111mm / jam 2) Sehingga secara tabelaris dengan mengikuti langkah nomor 1) untuk waktu berikutnya didapatkan hasilnya sebagai berikut:
t (Menit) 10 20 30 40 50 60 70
Tabel 13 Analisa Intens itas Huj an (mm/jam) 97 151 190 238 278 It 2 Thn It 5 Thn It 10 Thn It 25 Thn It 50 Thn 111 173 217 272 318 70 109 137 172 200 53 83 105 131 153 44 69 86 108 126 38 59 74 93 109 34 52 66 83 96 30 47 59 74 87
325 It 100 Thn 372 234 179 148 127 113 102
36
t (Menit) 80 90 100 110 130 150 170 190 210 230 250
97 It 2 Thn 28 26 24 22 20 18 17 16 15 14 13
151 It 5 Thn 43 40 37 35 31 28 26 24 23 21 20
190 It 10 Thn 54 50 47 44 39 36 33 31 29 27 25
238 It 25 Thn 68 63 59 55 49 45 41 38 36 34 32
278 It 50 Thn 80 74 69 64 58 52 48 45 42 39 37
325 It 100 Thn 93 86 80 75 67 61 56 52 49 46 44
3) Dari tabel diatas didapatkan grafik intensitas hujan sebagai berikut :
Gambar 2 Grafik Intensitas Hujan A.6 ANA LISA DEBIT B ANJ IR A.6.1 Metode Ras io nal.
37
Rumus umum Metode Rasional
Qt = 0,278C . I . A dimana : Qt C I A
= Debit banjir (m3/det) = Koefisien pengaliran = Intensitas hujan (mm/jam)\ = Luas Daerah Aliran (km2) Tabel 14 Koefisien pengaliran (C)
Tipe daerah aliran
Keterangan
Koefisi en C
Perumputan
Tanah gemuk 2 – 7 % Daerah kota lama Daerah pinggran Single family Terpisah penuh Tertutup/rapat Apartemen Ringan Berat
0,18 – 0,22 0,75 – 0,95 0,50 – 0,70 0,3 – 0,5 0,4 – 0,6 0,6 – 0,7 0,5 – 0,7 0,5 – 0,8 0,6 – 0,9
Busines
Perumahan
Industri
Ada beberapa kekurangan dari metode ini adalah : Daya tampung daerah penangkapan hujan tidak diperhitungkan Hujan diperkirakan merata pada seluruh daerah tangkap hujan Hidrograph dari aliran tidak bisa digambarkan Untuk mengurangi kelemahan tersebut diatas maka metode ini kemudian dimodifikasi, yang disebut Modifikasi Rasional.
A.6.2 Metode Modi fi kas i Ras io nal. Saluran drainase primer akan dihitung dengan rumus Rasional yang dimodifikasi. Debit saluran yang akan diperiksa kapasitasnya, dihitung sebagai berikut :
Qt = 0,278C .C s . I . A C s =
2t c 2t c + t d
t c = t o + t d t d =
dimana :
Q C
= =
Cs I A tc
= = = =
to
=
td
=
L
V Debit banjir rencana (m 3/det) Koefisien Pengaliran yang tergantung dari permukaan tanah daerah perencanaan. Koefisien Penyimpangan Intensitas hujan (mm/jam) Luas daerah aliran (catchment area) (Km 2) Waktu konsentrasi, untuk daerah saluran drainase perkotaan terdiri dari t o dan td Waktu yang diperlukan air untuk mengalir melalui permukaan tanah ke saluran terdekat (menit). Waktu yang diperlukan air untuk mengalir didalam saluran ke tempat yang direncanakan (menit) 38
Tabel 15 Koefisien pengaliran Kemiringan Permukaan Loam Lempung Tanah berpasir siltloam 0–5% 0,10 0,30 Hutan kemiringan 5 – 10 % 0,25 0,35 10 – 30 % 0,30 0,50 Padang rumput/ 0–5% 0,10 0,30 semak-semak 5 – 10 % 0,15 0,35 kemiringan 10 – 30 % 0,20 0,40 0–5% 0,30 0,50 Tanah pertanian 5 – 10 % 0,40 0,60 kemiringan 10 – 30 % 0,50 0,70
Tipe Daerah Ali ran
Perumputan
Business
Perumahan
Industri
Tabel 16 Koefisien pengaliran Keterangan Tanah pasir, datar 2% Tanah pasir, rata-rata 2 – 7% Tanah pasir, curam 7% Tanah gemuk, datar 2% Tanah gemuk, rata-rata 2 – 7% Tanah gemuk, curam 7% Daerah kota lama Daerah pinggiran Daerah “single family” “multi units”, terpisah-pisah “multi units”, tertutup “suburban”, daerah perumahan apartemen Daerah ringan Daerah berat
Pertamanan, kuburan Tempat bermain Halaman kereta api Daerah yang tidak dikerjakan Jalan Untuk berjalan dan naik kuda Atap
Lempung padat 0,40 0,50 0,60 0,40 0,55 0,60 0,60 0,70 0,80
Harga C 0,05 – 0,10 0,10 – 0,15 0,15 – 0,20 0,13 – 0,17 0,18 – 0,22 0,25 – 0,35 0,75 – 0,95 0,50 – 0,70 0,30 – 0,50 0,40 – 0,60 0,60 – 0,75 0,25 – 0,40
0,10 – 0,25 0,20 – 0,35 0,20 – 0,40 0,10 – 0,30 Beraspal Beton Batu
0,70 – 0,95 0,80 – 0,95 0,70 – 0,85 0,75 – 0,85 0,75 – 0,95
Secara matematis harga Q pada modifikasi ini akan lebih kecil dari pada Q sebelum dimodifikasi. Dari gambar berikut dapat dilihat :
39
Qp
Waktu (menit)
Gambar 3 Skematik Unit Hidrograph Bahwa
Q p = 0,278C .. I . A
Setelah dimodifikasi maka bentuk curve diatas akan menjadi sebagai berikut:
Gambar 4 Skematik Unit Hidrograph yang sudah di modifi kasi
A.6.3 Wakt u K on sentr asi Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir dari titik yang terjauh ke titik yang akan dihitung debitnya. Metode Kirpich merupakan metode yang biasa digunakan untuk menghitung waktu.
⎛ L ⎞ t = 0,0195 ⎜ ⎟ ⎝ S ⎠
0 , 77
dimana : t L
= =
s
=
waktu konsentrasi (menit) panjang sungai/saluran dari hulu sampai titik yang diambil debitnya (m) kemiringan daerah saluran/sungai = H / L
Contoh Perhitungan 5 :
40
Analisa debit banjir saluran drainase hujan periode ulang 10 tahunan pada Contoh Perhitu ngan 4 dengan data perencanaan sebagai berikut : = 500 Ha = 5 km 2 • Luas catchment area (A) = 0,73 • Koefisien pengaliran (C) = 10 menit • Waktu awal (t0) = 70 menit • Waktu konsentrasi (tc) = 5400 m • Panjang saluran (L) = 1,5 m/det • Kecepatan rata-rata/velocity (V) • Hujan rencana kala ulang 10 tahunan (Rt) = 190 mm/hari (lihat tabel12) Penyelesaian : 1) Waktu pengaliran sepanjang saluran : L 5400 t d = = = 60menit 60V 60 × 1,5 2) Waktu konsentrasi : t c = t o + t d = 10 + 60 = 70menit 3) Koefisien penyimpangan : 2 t c 2 × 70 C s = = = 0,7 2 t c + t d (2 × 70 ) + 60
4) Intensitas hujan:
⎛ 24 ⎞ ×⎜ ⎟ I t = 24 ⎝ t ⎠ Rt
2
3
190 ⎛ 24 ⎞ ×⎜ I t = ⎟ 24 ⎝ 70 × 60 ⎠
2
3
= 59mm / jam 5) Debit air yang masuk : Qin = 0,278C × C s × I × A
= 0,278 × 0,73 × 0,70 × 59 × 5 = 42m 3 / det
Contoh Perhitungan 6 : Gunakan data yang diperoleh dari Contoh Perhitungan 5 untuk menghitung volume kolam retensi dan kapasitas pompa. PENYELESAIAN : 1) Data yang digunakan : • Waktu pengaliran sepanjang saluran (t d) = 60 menit = 70 menit • Waktu konsentrasi (tc) • Hujan rencana kala ulang 10 tahunan (Rt) = 190 mm/hari = 59 mm/jam • Intensitas hujan (I) = 42 m3/det • Debit air yang masuk (Qin) 2) Dari data diatas diperoleh hidrograf aliran masuk seperti terlihat pada gambar dibawah ini.
41
50
3 Qin = 42m /det 40
30
20
10
t (menit)
to
td tc
tc + td
Gambar 5 Grafik hidrog raph aliran masuk 3) Hitung kumulatif volume aliran masuknya dari grafik hidrograph diatas, hasilnya seperti terlihat pada tabel berikut : Tabel 17 Kumulatif aliran masuk Kumulatif Aliran Rata-rata Waktu Masuk Aliran Masuk At (menit) (m3/det) (m3/det) 0 0.00 1200 10 6.00 3.00 1200 20 12.00 9.00 1200 30 18.00 15.00 1200 40 24.00 21.00 1200 50 30.00 27.00 1200 60 36.00 33.00 1200 70 42.00 39.00 1200 80 38.77 40.38 1200 90 35.54 37.15 1200 100 32.31 33.92 1200 110 29.08 30.69 1200 120 25.85 27.46 1200 130 22.62 24.23 1200 140 19.38 21.00 1200 150 16.15 17.77 1200 160 12.92 14.54 1200 170 9.69 11.31 1200 180 6.46 8.08 1200 190 3.23 4.85 1200 200 0.00 1.62 1200 210 0.00 0.00 1200 220 0.00 0.00 1200
Q in dimensi t c Kumulatif Volume Volume 1 (m3) (m3) 3600 10800 18000 25200 32400 39600 46800 48462 44585 40708 36831 32954 29077 25200 21323 17446 13569 9692 5815 1938 0 0
3600 14400 32400 57600 90000 129600 176400 224862 269446 310154 346985 379938 409015 434215 455538 472985 486554 496246 502062 504000 504000 504000
42
Kumulatif Waktu (menit) 230 240 250 260
Aliran Rata-rata Masuk Aliran Masuk (m3/det) (m3/det) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
At
Volume (m3)
1200 1200 1200 1200
0 0 0 0
Kumulatif Volume 1 (m3) 504000 504000 504000 504000
4) Perhitungan Kapasitas Inflow, kritis dengan mencoba (trial & error) model hidrograf kondisi kolam retensi kritis tc > t Dicoba : kala ulang 10 tahunan dengan t c = 100 menit i = 47 mm/jam (lihat tabel intensitas hujan)
C s = Qin '
2t c 2t c + t d
=
2 ×100
(2 ×100) + 60
= 0.76
= 0.278C .C s .i. A = 0.278 × 0.73 × 0.76 × 47 × 5 = 36 m 3 / det
5) Untuk hidrograf aliran masuknya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 6 Grafik hid rograph bil a terjadi waktu kri 6) Hitung kumulatif volume aliran masuknya dari grafik hidrograph diatas, hasilnya seperti terlihat pada tabel berikut :
Tabel 18 Kumulatif volu me aliran masuk Q in’ durasi t c Kumulatif Aliran Rata-rata Kumulatif Volume Waktu Masuk Aliran Masuk At Volume 2 (m3) (menit) (m3/det) (m3/det) (m3) 0 0.00 1200 10 6.00 3.00 1200 3600 3600 20 12.00 9.00 1200 10800 14400 30 18.00 15.00 1200 18000 32400 40 24.00 21.00 1200 25200 57600
43
Kumulatif Waktu (menit) 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260
Aliran Rata-rata Masuk Aliran Masuk (m3/det) (m3/det) 30.00 27.00 36.00 33.00 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00 33.75 34.88 31.50 32.63 29.25 30.38 27.00 28.13 24.75 25.88 22.50 23.63 20.25 21.38 18.00 19.13 15.75 16.88 13.50 14.63 11.25 12.38 9.00 10.13 6.75 7.88 4.50 5.63 2.25 3.38 0.00 1.13
At
Volume (m3)
1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200
32400 39600 43200 43200 43200 43200 41850 39150 36450 33750 31050 28350 25650 22950 20250 17550 14850 12150 9450 6750 4050 1350
Kumulatif Volume 2 (m3) 90000 129600 172800 216000 259200 302400 344250 383400 419850 453600 484650 513000 538650 561600 581850 599400 614250 626400 635850 642600 646650 648000
7) Tentukan volume kolam retensi dan kapasitas pompanya : Dicoba dengan menggunakan kapasitas pompa 5 m 3/det dan 10 m 3/det. Tabel 19 Analisa volu me kolam retensi dan keperluan pompa Volume Volume Kumulatif Kumulatif Kumulatif Kolam Waktu Volume 2 Pompa Retensi (menit) (m3) 3 3 3 5 m /det 10 m /det 5 m /det 10 m3/det 0 0 0 0 0 0 10 3600 3000 6000 600 -2400 20 14400 6000 12000 8400 2400 30 32400 9000 18000 23400 14400 40 57600 12000 24000 45600 33600 50 90000 15000 30000 75000 60000 60 129600 18000 36000 111600 93600 70 172800 21000 42000 151800 130800 80 216000 24000 48000 192000 168000 90 259200 27000 54000 232200 205200 100 302400 30000 60000 272400 242400 110 344250 33000 66000 311250 278250 120 383400 36000 72000 347400 311400
44
Kumulatif Waktu (menit) 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230
Kumulatif Volume 2 (m3) 419850 453600 484650 513000 538650 561600 581850 599400 614250 626400 635850
Volume Kumulatif Pompa 39000 78000 42000 84000 45000 90000 48000 96000 51000 102000 54000 108000 57000 114000 60000 120000 63000 126000 66000 132000 69000 138000
Volume Kolam Retensi 380850 341850 411600 369600 439650 394650 465000 417000 487650 436650 507600 453600 524850 467850 539400 479400 551250 488250 560400 494400 566850 497850
240
642600
72000
144000
570600
498600
250
646650
75000
150000
571650
496650
260
648000
78000
156000
570000
492000
8) Hasil Kumulatif dari tabel 16, 17 dan 18 kemudian di plot. Dari gambar tersebut terlihat tidak terjadi aliran kritis pada daerah studi, aliran tersebut lebih besar dari perencanaan berdasarkan waktu konsentrasi.
45
Gambar 7 Grafik kumul atif aliran 9) Dari grafik kumulatif aliran di atas dihasilkan volume kolam retensi sebagai berikut : • Kapasitas pompa 5 m3/detik, maka volume kolam retensinya didapat 571650 m 3 • Kapasitas pompa 10 m3/detik, maka volume kolam retensinya didapat 498600 m 3
A.7 ANA LISA DIMENSI SAL URAN A.7.1 Penampang basah yang pal in g ekonomi s untu k menampung debit maksi mum (A e). 1. Saluran Bentuk Trapesium
1
h m b
Gambar 8 Saluran bentuk trapesium
46
Rumus yang digunakan : Ae = (b + m.h)h 2 P = b + 2h (1 + m )
R =
Ae P
Dimana : B = lebar saluran (m) h = dalamnya air (m) m = perbandingan kemiringan talud R = jari – jari hidrolis (m) P = Keliling basah saluran (m) Ae = Luas Penampang basah (m 2) 2. Saluran Bentuk Segi Empat Rumus yang digunakan : Ae = b.h
R =
Ae
P P = b + 2h
h
b
Gambar 9 Saluran bentuk segiempat Dimana : B = lebar saluran (m) h = dalamnya air ( m ) R = jari – jari hidrolis ( m ) P = Keliling basah saluran (m) Ae = Luas Penampang basah (m 2)
47
A.7.2 Penampang basah berdas arkan debit ai r (Q) dan k ecepatan (V) Dimensi saluran diperhitungkan dengan rumus Manning sebagai berikut :
Q = V . A
V = Dimana :
1 n Q V n R i A
( R )2 / 3 (i )1 / 2 : : : : : :
Debit air di saluran (m3/det) Kecepatan air dalam saluran (m/det) Koefisien kekasaran dinding. Jari-jari hidraulik (meter) Kemiringan dasar saluran Luas penampang basah (m 2)
Tabel 20 Koefisien kekasaran di nding (n) Tipe saluran
n
Lapisan beton
0,017 – 0,029
Pasangan batukali diplester
0,020 – 0,025
Saluran dari alam
0,025 – 0,045
A.7.3 Kemir in gan Talud. 1. Kemiri ngan Talud Saluran Tanah. Kemiringan talud disesuaikan dengan karakteristik tanah setempat yang pada umumnya berkisar antara 1 : 1,5 s/d 1 : 4. Tabel 21 Kemiringan Talud Bahan dari Tanah Kemiringan Bahan Tanah Talud (m = H/V) Batu
0,25
Lempung kenyal, geluh
1 - 2
Lempung pasir, tanah kohesi f
1,5 - 2,5
Pasir lanauan
2 - 5
Gambut kenyal
1 - 2
Gambut lunak
3 - 4
Tanah dipadatkan dengan baik
1 - 1,5
2. Kemiri ngan Talud Saluran Pasangan. Tabel 22 Kemirin gan Talud Bahan dari Pasangan Tinggi Air m 0 (dinding tegak h < 0,40 m vertikal) 0,75 > h > 0,40 0,25 - 0,5 m
48
H > 0,75 m
0,50 - 1,0
A.7.4 Tinggi J agaan (F). Tinggi jagaan minimum untuk saluran dengan pasangan direncanakan = 0,50m. Untuk saluran tanpa pasangan dengan debit tinggi jagaan s ebagai berikut : Tabel 23 Tingg i j agaan Q
F (m)
Pold er (m)
Q < 5 m3/det 10 m3/det > Q > 5 m3/det Q > 10 m3/det
0,20 – 0,30 0,30 – 0,50 0,70 – 1,00
0,75 – 1,00 1,00 – 1,25 1,25 – 1,50
A.7.5 Kemir in gan Tanah Kemiringan tanah di tempat dibuatnya fasilitas saluran drainase ditentukan dari hasil pengukuran di lapangan, dihitung dengan rumus :
i=
t 1 − t 2 L
x 100 %
Keterangan : t1 t2
= tinggi tanah di bagian tertinggi ( m ) = tinggi tanah di bagian terendah ( m )
Gambar 10 Kemirin gan tanah
No
Tabel 24 Harga n untuk rum us Manni ng Baik Tipe Saluran Baik sekali
Sedang
Jelek
SALURAN BUATAN 1
saluran tanah, lurus teratur
0.017
0.02
0.023
0.025
2
saluran tanah yang dibuat dengan excavator
0.023
0.028
0.03
0.04
3
saluran pada dinding batuan, lurus, teratur
0.02
0.03
0.033
0.035
4
saluran pada dinding batuan, tidak lurus, tidak teratur saluran batuan yang diledakkan, ada tumbuhtumbuhan dasar saluran dari tanah, sisi saluran berbatu
0.035
0.04
0.045
0.045
0.025
0.03
0.035
0.04
0.028
0.03
0.033
0.035
5 6
49
No
Tipe Saluran
Baik sekali
Baik
Sedang
Jelek
7
saluran lengkung, dengan kecepatan aliran rendah SALURAN ALAM
0.02
0.025
0.028
0.03
8
Bersih, lurus tidak berpasir, tidak berlubang
0.025
0.028
0.03
0.033
9
seperti no.8, tetapi tidak ada timbunan atau kerikil Melengkung bersih, berlubang dan berdinding asir seperti no.10, dangkal tidak teratur
0.03
0.033
0.035
0.04
0.033
0.035
0.04
0.045
0.04
0.045
0.05
0.055
0.035
0.04
0.045
0.05
0.045
0.05
0.055
0.06
0.05
0.06
0.07
0.08
10 11
13
seperti no.10, berbatu dan ada tumbuhtumbuhan seperti no.10, sebagian berbatu
14
aliran pelan, banyak tumbuh-tumbuhan dan
15
banyak tumbuh-tumbuhan
0.075
0.1
0.125
0.15
16
SALURAN BUATAN,BETON, ATAU BATU KALI saluran pasangan batu, tanpa penyelesaian
0.025
0.03
0.033
0.035
17
seperti no 16, tapi dengan penyelesaian
0.017
0.02
0.025
0.03
18
saluran beton
0.014
0.016
0.019
0.021
19
saluran beton halus dan rata
0.01
0.011
0.012
0.013
20
saluran beton pracetak dengan acuan baja
0.013
0.014
0.014
0.015
21
saluran beton pracetak dengan acuan kayu
0.015
0.016
0.016
0.018
12
Contoh Perhitungan 7 : Analisa dimensi saluran trapesium dengan menggunakan data perencanaan sebagai berikut : Debit air yang masuk (Qin) = 42 m3/det (diambil dari contoh perhitungan 5) Lebar saluran (b) =5m Dalamnya air (h) = 1,9 m Perbandingan kemiringan talud (m) = 1,5 Kemiringan saluran yang diijinkan (i) = 0,0025 Koefisien kekasaran Manning (n) = 0,020
Gambar 11 Kemirin gan tanah
50
