TATA CARA PEMBUATAN KOLAM RETENSI DAN POLDER (NSPM)
DAFTAR ISI
Halaman Daftar Isi ................................................ ........................................................................................................... ................................................................................... ........................ i
BAB I
DESKRIPSI
1.1.
BAB II
BAB III
Maksud dan Tujuan ........................................................ .................................................................................. .......................... 1 1.1.1
Maksud ...................................................... ......................................................................................... ...................................1
1.1.2
Tujuan ................................................. ........................................................................................... ..........................................1
1.2.
Ruang Lingkup ........................................................... .......................................................................................... ...............................1
1.3.
Pengertian ....................................................... ................................................................................................. ..........................................1
1.4.
Fungsi Drainase Perkotaan .................................................... ....................................................................... ...................3 3 1.4.1
Secara Umum............................................................................... Umum...............................................................................3
1.4.2
Berdasarkan Fungsi Layan .......................................................... ..........................................................3 3
1.4.3
Berdasarkan Fisiknya ............................................................ ................................................................... .......4 4
KETENTUAN-KETENTUAN
2.1.
Umum .................................................. ........................................................................................................ ......................................................5
2.2.
Teknis .................................................. ........................................................................................................ ......................................................5 2.2.1
Data dan Informasi .................................................... ....................................................................... ...................5 5
2.2.2
Kala Ulang ................................................. .................................................................................... ...................................6
2.2.3
Kriteria Perencanaan Hidrologi ....................................................6
2.2.4
Kriteria Hidrolika .................................................... ........................................................................... .......................7 7
2.2.5
Kriteria Konstruksi ................................................. ........................................................................ .......................7 7
2.2.6
Parameter Penentuan Prioritas Penanganan ..............................8 ..............................8
SURVEI DAN PENYELIDIKAN
3.1.
Survey ............................................. .................................................................................................... .......................................................... ...9 9
3.2.
Penyelidikan. .......................................................... ............................................................................................. ...................................9
i
DAFTAR ISI
Halaman Daftar Isi ................................................ ........................................................................................................... ................................................................................... ........................ i
BAB I
DESKRIPSI
1.1.
BAB II
BAB III
Maksud dan Tujuan ........................................................ .................................................................................. .......................... 1 1.1.1
Maksud ...................................................... ......................................................................................... ...................................1
1.1.2
Tujuan ................................................. ........................................................................................... ..........................................1
1.2.
Ruang Lingkup ........................................................... .......................................................................................... ...............................1
1.3.
Pengertian ....................................................... ................................................................................................. ..........................................1
1.4.
Fungsi Drainase Perkotaan .................................................... ....................................................................... ...................3 3 1.4.1
Secara Umum............................................................................... Umum...............................................................................3
1.4.2
Berdasarkan Fungsi Layan .......................................................... ..........................................................3 3
1.4.3
Berdasarkan Fisiknya ............................................................ ................................................................... .......4 4
KETENTUAN-KETENTUAN
2.1.
Umum .................................................. ........................................................................................................ ......................................................5
2.2.
Teknis .................................................. ........................................................................................................ ......................................................5 2.2.1
Data dan Informasi .................................................... ....................................................................... ...................5 5
2.2.2
Kala Ulang ................................................. .................................................................................... ...................................6
2.2.3
Kriteria Perencanaan Hidrologi ....................................................6
2.2.4
Kriteria Hidrolika .................................................... ........................................................................... .......................7 7
2.2.5
Kriteria Konstruksi ................................................. ........................................................................ .......................7 7
2.2.6
Parameter Penentuan Prioritas Penanganan ..............................8 ..............................8
SURVEI DAN PENYELIDIKAN
3.1.
Survey ............................................. .................................................................................................... .......................................................... ...9 9
3.2.
Penyelidikan. .......................................................... ............................................................................................. ...................................9
i
BAB IV
PERENCANAAN TEKNIK PERHITUNGAN KOLAM RETENSI DAN POLDER
BAB V
BAB VI
BAB VII
4.1.
Tahap Perencanaan Daerah Kolam Retensi dan Polder ........................10 ........................10
4.2.
Tahap Perencanaan Hidrologi ................................................................17 17
4.3.
Tahap Perencanaan Hidrolika ........................................................ ................................................................. .........18 18
4.4.
Tahap Perencanaan Kapasitas Kolam Retensi dan Pompa................... Pompa...................18 18
PELAKSANAAN KONSTRUKSI
5.1
Pekerjaan Persiapan ...................................................... ............................................................................... .........................22 22
5.2
Pekerjaan Kolam Retensi ....................................................... ........................................................................ .................22 22
5.3
Pekerjaan Tanggul Keliling ............................................................ ..................................................................... .........23 23
5.4
Pekerjaan Bangunan Station Pompa ......................................................24 24
5.5
Pekerjaan Bangunan Genset ..................................................... .................................................................. .............24 24
5.6
Pekerjaan Saluran Inlet/Outlet ........................................................... ................................................................ .....25 25
5.7
Pekerjaan Bangunan Pintu Air Inlet/Outlet .............................................25 25
OPERASI DAN PEMELIHARAAN
6.1.
Pengoperasian Station Pompa .............................................................. ................................................................26
6.2.
Pemeliharaan Station Pompa ............................................................ ................................................................. .....26 26
6.3.
Pengoperasian Pintu Air Inlet, Outlet dan Pembagi ...............................27
6.4.
Pemeliharaan Pintu Air Inlet, Outlet dan Pembagi .................................28 28
6.5.
Pemeliharaan Kolam Retensi ................................................. .................................................................. .................29 29
LAIN-LAIN
7.1
Laporan .............................................................. ................................................................................................... .....................................30 30
7.2
Koordinasi dan Tanggung Jawab Perencanaan ..................................... .....................................30 30
Lampiran A Contoh Perhitungan Hidrologi dan Hidrolika Kapasitas Kolam Retensi dan Pompa .............................................................................. ........................................................................................................... .............................
ii
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 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 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 pokok tentang drainase : 1
1) 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, pintu air. 7) Daerah genangan adalah kawasan yang tergenang air akibat tidak ada ataupun tidak berfungsinya sistem drainase. 8) Daerah pengaliran adalah daerah tangkapan air yang mengalirkan air ke dalam saluran. 9) Kala ulang adalah selang waktu pengulangan kejadian hujan atau debit banjir rencana yang mungkin terjadi. 10) Tinggi jagaan adalah ketinggian yang diukur dari permukaan air maksimum sampai permukaan tanggul saluran.
2
11) Waktu pengaliran permukaan adalah waktu yang diperlukan oleh titik air hujan yang jatuh ke permukaan tanah dan mengalir ke titik saluran drainase yang diamati. 12) Waktu drainase adalah waktu yang diperlukan oleh titik air hujan yang mengalir dari satu titik ke titik lain dalam saluran drainase yang diamati. 13) 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. 14) Zona adalah sub sistem pelayanan satu aliran saluran drainase. 15) Kolam Retensi adalah kolam/waduk penampungan air hujan dalam jangka waktu tertentu. Fungsinya untuk memotong puncak banjir yang terjadi dalam badan air/sungai. 16) Sistem Polder adalah sistem penanganan drainase perkotaan dengan cara mengisolasi daerah yang dilayani dari pengaruh limpasan air hujan / air laut dengan penanggulangan / prasarana lain (jalan, jalan kereta api), dan sistem drainasenya dengan pemompaan. 17) SOP adalah Standar Operasi Prosedur
1.4
Fungsi Drainase Perkotaan
1.4.1 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, areal pasar, perkantoran, 3
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 kelengkapannya yang melayani kepentingan sebagian besar warga masyarakat. Pengelolaan sistem drainase utama merupakan tanggung jawab pemerintah kot a. c)
Pengendalian banjir (Flood Control) : Adalah sungai yang melintasi wilayah kota yang berfungsi mengendalikan 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).
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.
4
BAB II KETENTUAN - KETENTUAN
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
Teknis
2.2.1 Data dan Informasi Data dan informasi yang diperlukan adalah sebagai berikut : a.
Data klimatologi yang terdiri dari data hujan, angin, temperatur dari BMG 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,
permasalahannya 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 tofograpi 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.
5
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 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
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.
2.2.3 Kriteria Perencanaan Hidrologi 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.
6
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 Kriteria Hidrolika 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 Konstruksi 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.
7
c. Stabilitas konstruksi bangunan penahan tanah dikontrol keamanannya terhadap kekuatan penahan tanah (amblas), geser dan guling. Faktor-faktor keamanan minimumnya sebagai berikut : Fkekuatan penahan tanah
≥
1,5
Fgeser (kondisi biasa)
≥
1,5
Fgeser (kondisi gempa)
≥
1,2
Fguling
≥
1,5
d. Bahan konstruksi yang digunakan harus sesuai dengan standar teknik praktis yang berlaku.
2.2.6 Parameter Penentuan Prioritas Penanganan 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.
8
BAB III SURVEI DAN PENYELIDIKAN TANAH
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
Penyelidikan 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 Soil Mekanik untuk Perencanaan pondasi Bangunan Air. 3) Paramater soil mekanik yang digunakan mengikuti standar teknik PU Bina Marga.
9
BAB IV PERENCANAAN TEKNIK PERHITUNGAN KOLAM RETENSI & POLDER
Gambar 1 Bagan alir perencanaan sistem kolam retensi dan polder
4.1
Tahap Perencanaan Daerah Kolam 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)
Tentukan sistem aliran inlet, outlet dan station pompa 10
6)
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.
7)
Alternatif tipe kolam retensi, antara lain : a) Kolam retensi tipe di samping badan sungai
Gambar 2 Kolam retensi tipe 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
11
- Pemeliharaan lebih mudah - Pelaksanaan lebih mudah
b) Kolam retensi tipe di dalam badan sungai
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
12
c) Kolam retensi tipe storage memanjang
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
13
8)
Alternatif tipe polder, antara lain : a) Sistem polder dengan pompa dan kolam di samping badan saluran/sungai
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
14
- Tidak mengganggu sistem aliran yang ada - Pemeliharaan lebih mudah - Pelaksanaan lebih mudah b) Sistem
polder
dengan
pompa
dan
kolam
di
dalam
badan
saluran/sungai
Gambar 6 Sistem polder dengan pompa dan kolam di dalam badan saluran/sungai •
Kelengkapan Sistem: - 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 15
- Pelaksanaan lebih sulit - Pemeliharaan lebih mahal c)
Sistem polder dengan pompa dan kolam tipe storage memanjang
Gambar 7 Sistem polder dengan pompa dan kolam tipe storage 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
16
4.2
Tahap Perencanaan Hidrologi 1)
Kumpulkan data curah hujan harian maksimum tahunan untuk periode minimum terakhir selama 10 tahun yang berurutan, dari beberapa stasion 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 stasion 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;
6)
Hitung waktu konsentrasi (tc) dengan menggunakan rumus Kirpich;
7)
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.
17
4.3
Tahap Perencanaan Hidrolika 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 Kapasitas Kolam Retensi dan Pompa 1)
Buat unit hidrograph daerah perkotaan, kemudian jumlahkan masingmasing 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;
18
6)
Hitung luas kolam retensi 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 atas berulang-ulang, 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.
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 : 19
(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.
Gambar Gambar 10 Pompa axial axial
20
c) Pompa Aliran campuran Digunakan
dengan
karakteristik
tengah-tengah
Centrifugal dengan Pompa Axial.
Gambar 11 Pompa aliran campuran
21
antara
Pompa
BAB V PELAKSANAAN KONSTRUKSI
5.1
PEKERJAAN 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 yang ada di lapangan sebagai titik referensi untuk ketinggian dan koordinat. 5) Lakukan pengukuran outzet untuk mendapatkan tata letak bangunan sistem polder. 6) Lakukan penyelidikan tanah 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
PEKERJAAN 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. 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. 22
8) Rapikan semua pekerjaan sampai selesai.
5.3
PEKERJAAN TANGGUL KELILING 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 pohonpohon serta akar-akarnya.
•
Kupas atau gali permukaan pondasi hingga mencapai lapisan tanah asli yang baik.
•
Hamparkan tanah timbunan layer per layer ke lokasi tanggul keliling yang direncanakan setinggi 40 cm setiap layernya.
•
Padatkan setiap layer timbunan secara menyeluruh dengan alat pemadat setiap layer harus benar-benar padat.
•
Pemadatan dilakukan sampai pada elevasi tanggul yang direncanakan.
•
Parameter untuk Layer menggunakan factor 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 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.
4) Urug kembali dengan tanah yang baik lobang galian yang tidak terpakai oleh kontruksi pasangan dan dipadatkan. 5) Rapikan kontruksi tanggul sampai selesai semuanya.
23
5.4
PEKERJAAN BANGUNAN STATION POMPA 1) Bersihkan permukaan lokasi bangunan station 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
PEKERJAAN 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 24
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
PEKERJAAN SALURAN 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. 4) Buang sisa tanah hasil galian yang tidak terpakai ke lokasi yang telah ditentukan. 5) Buat konstruksi saluran dengan pasangan sesuai dengan yang telah direncanakan. 6) Kerjakan perapihan pekerjaan saluran inlet/outlet.
5.7
PEKERJAAN 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.
25
BAB VI OPERASI DAN PEMELIHARAAN
6.1
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 STATION POMPA 1) Station 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 station 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. 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 t ikus dll. 26
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.
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 27
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.
28
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. 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.
29
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
Koordinasi 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.
30
LAMPIRAN A CONTOH PERHITUNGAN HIDROLOGI DAN HIDROLIKA KAPASITAS KOLAM RETENSI DAN POMPA
A.1
KONDISI PERENCANAAN 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 :
• Luas catchment area (A)
= 500 Ha
• Panjang saluran (L)
= 5400 m
• Data curah hujan harian maksimum selama 20 tahun (1986 s/d 2005)
Gambar 1 Skema sistem polder
Untuk memenuhi perhitungan hidrologi dan hidrolika perlu adanya asumsi batasan-batasan, bilamana asumsi ini terpenuhi maka analisa bisa dilaksanakan,
1
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
MELENGKAPI DATA CURAH HUJAN 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 berturut-berturut. Stasion 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 mau dilengkapi tidak lebih dari 10 %, untuk mengisi kekurangan data dapat mengisinya dengan harga rata-rata hujan dari stasion=stasion 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 stasion disekitarnya dengan cara sebagai berikut :
r = Dimana :
1 ⎛ R × r A
R × r B R × r C ⎞ ⎜⎜ ⎟ + + n ⎝ R A R B RC ⎠⎟ n
=
jumlah stasion hujan
r
=
curah hujan yang dicari (mm)
R
=
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
RA, RB, RC
=
curah hujan rata-rata setahun di stasion A, B, dan C 2
Berikut adalah tabel data curah hujan harian maksimum selama 20 tahun (1986 s/d 2005) yang diperoleh di Stasion A (St. A). Diasumsikan Stasion A sebagai stasion curah hujan yang terdekat dengan lokasi perencanaan sistem drainase. Tabel 1 Data curah hujan harian maksimum (CHHm ax) St. A
1986
CHHmax) (mm/hari) 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
Tahun
A.3
MENENTUKAN KALA ULANG 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 Tipologi Kota
Catcment Area ( Ha ) < 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
3
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
MENGANALISA HUJAN 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 = dimana :
Y t − Y n Sn K
=
Yt =
faktor frekuensi Reduced Variable (lihat tabel 3 hubungan antara waktu ulang T dengan Yt)
Yn =
Reduced Mean (lihat tabel 4 hubungan antara lamanya pengamatan n dengan Yn)
Sn =
Reduced Standard Deviation (lihat tabel 4 hubungan antara n dengan Sn)
Ri =
Curah hujan
n
Jumlah data
=
4. Menentukan curah hujan rencana dengan waktu ulang yang dipilih, dengan rumus :
Rt = R + K .S x 4
5. Menentukan data variasi fungsi kala ulang (Y t) Tabel 3 Data Variasi Fungsi Kala ulang (Y t) T (tahun)
Yt
2
0.3665
5
1.4999
10
2.2502
25
3.1985
50
3.9019
100
4.6001
6. Menentukan data nilai Yn dan Sn yang tergantung pada n Tabel 4 Data Nilai Yn dan Sn Yang Tergantung Pada n n
Yn
Sn
10
0.4592
0.9496
11
0.4996
0.9676
12
0.5053
0.9933
13
0.5070
0.9971
14
0.5100
1.0095
15
0.5128
1.0206
16
0.5157
1.0316
17
0.5181
1.0411
18
0.5202
1.0493
19
0.5220
1.0565
20
0.5236
1.0628
21
0.5252
1.0696
22
0.5268
1.0754
23
0.5283
1.0811
24
0.5296
1.0864
25
0.5309
1.0915
26
0.5320
1.1961
27
0.5332
1.1004
28
0.5343
1.1047
29
0.5353
1.1086
30
0.5362
1.1124
31
0.5371
1.1159
32
0.5380
1.1193
33
0.5388
1.1226
34
0.5396
1.1255
35
0.5402
1.1285
36
0.5410
1.1313
37
0.5418
1.1339
38
0.5424
1.1363
39
0.5430
1.1388 5
n
Yn
Sn
40
0.5436
1.1413
41
0.5442
1.1436
42
0.5448
1.1458
43
0.5453
1.1480
44
0.5458
1.1499
45
0.5463
1.1519
46
0.5468
1.1538
47
0.5473
1.1557
48
0.5477
1.1574
49
0.5481
1.1590
50
0.5485
1.1607
51
0.5489
1.1623
52
0.5493
1.1638
53
0.5497
1.1658
54
0.5501
1.1667
55
0.5504
1.1681
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 6
No Urut
CHHMax (Ri)
17
67
18
58
19
26
20
23
2) Menghitung nilai prosentase (%) : P =
X 1 ×100 X total + 1
3) Menentukan nilai hujan rata-rata : Rr =
=
1×100
Rtotal 1747 X total 20
20 + 1
= 4,8%
= 87,4
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 G umbel CHHMax (Ri)
P (%)
Ri - Rrata
(Ri-Rrata)
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
8
92
38.1
4.7
21.6
9
90
42.9
2.7
7.0
10
87
47.6
-0.3
0.1
11
80
52.4
-7.3
54.0
12
79
57.1
-8.3
69.7
13
74
61.9
-13.4
178.2
14
73
66.7
-14.4
205.9
15
71
71.4
-16.4
267.3
16
70
76.2
-17.4
301.0
17
67
81.0
-20.4
414.1
18
58
85.7
-29.4
861.4
19
26
90.5
-61.4
3,763.8
20
23
95.2
-64.4
4,140.9
Total
1,747
1,000.0
0.000
22,595
6) Menentukan standar deviasi :
∑ ( R − R )
2
S r =
2
No Urut
i
n −1
r
=
22,595 20 − 1
= 34,48
7
7) Menentukan nilai Yn 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 Y t (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 Sn
=
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 Hujan Rencana Kala Ulang Metode Gumbel Kala ulang (Tahun) 2
Yt
Kt
0.367
0,148
Rt (mm) 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 :
R 1, R 2, ...., R n menjadi log R 1, log R 2, ...., log R n 2. Menghitung harga tengahnya ( log R ) : log R =
∑ LogR n
3. Menghitung harga penyimpangan standar ( S x): S x =
∑ ( LogR
i
− LogR)
2
n −1
8
4. Menghitung koefisien asimetri (C s) : C s =
∑ ( LogR − log R )
3
n.
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 untuk metode Log Pearson Tipe III Interval Ulang,tahun Faktor Kekerapan (K) 3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0
‐0.2 ‐0.4 ‐0.6 ‐0.8 ‐1.0 ‐1.2
1.001
1.2500
2
5
10
25
50
100
Persen Peluang 99
80
50
20
10
4
2
1
‐0.667 ‐0.714 ‐0.769 ‐0.832 ‐0.905 ‐0.990 ‐1.087 ‐1.197 ‐1.318 ‐1.449 ‐1.588 ‐1.733 ‐1.880 ‐2.029 ‐2.178 ‐2.326 ‐2.472 ‐2.615 ‐2.755 ‐2.891 ‐3.022 ‐3.149
‐0.636 ‐0.666 ‐0.696 ‐0.725 ‐0.752 ‐0.777 ‐0.799 ‐0.817 ‐0.832 ‐0.844 ‐0.852 ‐0.856 ‐0.857 ‐0.855 ‐0.850 ‐0.842 ‐0.830 ‐0.816 ‐0.800 ‐0.780 ‐0.758 ‐0.732
‐0.396 ‐0.384 ‐0.368 ‐0.351 ‐0.330 ‐0.307 ‐0.282 ‐0.254 ‐0.225 ‐0.195 ‐0.164 ‐0.132 ‐0.099 ‐0.066 ‐0.033
0.420
1.180
2.278
3.152
4.051
0.460
1.210
2.275
3.114
3.973
0.499
1.238
2.267
3.071
3.889
0.537
1.262
2.256
3.023
3.800
0.574
1.284
2.240
2.970
3.705
0.609
1.302
2.219
2.912
3.605
0.643
1.318
2.193
2.848
3.499
0.675
1.329
2.163
2.780
3.388
0.705
1.337
2.128
2.706
3.271
0.732
1.340
2.087
2.626
3.149
0.758
1.340
2.043
2.542
3.022
0.780
1.336
1.993
2.453
2.891
0.800
1.328
1.939
2.359
2.755
0.816
1.317
1.880
2.261
2.615
0.830
1.301
1.818
2.159
2.472
0
0.842
1.282
1.751
2.054
2.326
0.033
0.850
1.258
1.680
1.945
2.178
0.066
0.855
1.231
1.606
1.834
2.029
0.099
0.857
1.200
1.528
1.720
1.880
0.132
0.856
1.166
1.448
1.606
1.733
0.164
0.852
1.128
1.366
1.492
1.588
0.195
0.844
1.086
1.282
1.379
1.449
9
Interval Ulang,tahun Faktor Kekerapan (K)
‐1.4 ‐1.6 ‐1.8 ‐2.0 ‐2.2 ‐2.4 ‐2.6 ‐2.8 ‐3.0
1.001
1.2500
2
5
10
25
50
100
Persen Peluang 99
80
50
20
10
4
2
1
‐3.271 ‐3.388 ‐3.499 ‐3.605 ‐3.705 ‐3.800 ‐3.889 ‐3.973 ‐4.051
‐0.705 ‐0.675 ‐0.643 ‐0.609 ‐0.574 ‐0.537 ‐0.499 ‐0.460 ‐0.420
0.225
0.832
1.041
1.198
1.270
1.318
0.254
0.817
0.994
1.116
1.166
1.197
0.282
0.799
0.945
1.035
1.069
1.087
0.307
0.777
0.895
0.959
0.980
0.990
0.330
0.752
0.844
0.888
0.900
0.905
0.351
0.725
0.795
0.823
0.830
0.832
0.368
0.696
0.747
0.764
0.768
0.769
0.384
0.666
0.702
0.712
0.714
0.714
0.396
0.636
0.660
0.666
0.666
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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Total
CHHMax (Ri) 152 150 130 129 112 92 92 92 90 87 80 79 74 73 71 70 67 58 26 23 1,747
10
2) Menghitung logaritma curah hujan maksimum (log R i) :
log R1 = log(152) = 2,182 3) Menghitung harga tengahnya ( log R ) :
∑ LogR = 38 = 1,90
log R = 4) LogR1 5) 6)
( LogR ( LogR
1
n
20
− log R = 2.182 − 1,90 = 0,281 − log R ) = (0,281) = 0,079 2
2
1 − log R ) = (0,281) = 0,022 3
3
7) Sehingga secara tabelaris dengan mengikuti langkah nomor 2) s/d 6) untuk data berikutnya didapatkan hasilnya sebagai berikut:
Tabel 10 Perhitungan metode Log Pearson III No Urut CHHMax (Ri) Log Ri LogRi
− log R ( LogRi − log R ) ( LogRi − log R ) 2
3
1
152
2.182
0.281
0.079
0.022
2
150
2.176
0.275
0.076
0.021
3
130
2.114
0.213
0.046
0.010
4
129
2.111
0.210
0.044
0.009
5
112
2.049
0.149
0.022
0.003
6
92
1.964
0.063
0.004
0.000
7
92
1.964
0.063
0.004
0.000
8
92
1.964
0.063
0.004
0.000
9
90
1.954
0.054
0.003
0.000
10
87
1.940
0.039
0.002
0.000
11
80
1.903
0.002
0.000
0.000
12
79
1.898
(0.003)
0.000
0.000
13
74
1.869
(0.031)
0.001
0.000
14
73
1.863
(0.037)
0.001
0.000
15
71
1.851
(0.049)
0.002
0.000
16
70
1.845
(0.056)
0.003
0.000
17
67
1.826
(0.075)
0.006
0.000
18
58
1.763
(0.137)
0.019
-0.003
19
26
1.415
(0.486)
0.236
-0.115
20
23
1.362
(0.539)
0.290
-0.157
Total
1,747
38.0
0.000000
0.841552
-0.208079
8) Menentukan standar deviasi (Sx) :
∑ ( LogR − LogR )
2
S x =
i
n −1
=
0,84155 20 − 1 11
= 0,211
9) Menghitung koefisien asimetri (C s) :
C s =
∑ ( LogR
n.
i
− log R )
3
(n − 1)(n − 2 )S x 3
=
20 × (− 0,208) 19 × 18 × (0,21)
3
= −1,305
10) Menentukan faktor kekerapan K f (lihat tabel 6) Dengan data K = -1,305 dan kala ulang 2 tahun Secara interpolasi didapatkan harga K:
0,195 +
(−1,305) − (−1,2) (−1,4) − (−1,2)
× (0,225 − 0,195) = 0,211
Maka untuk kala ulang 2 tahun didapatkan K sebesar 0,211 11) Menentukan hujan rencana kala ulang (R t) :
LogRt = LogR + K .S x LogR 2 R2
= 1,90 + (0,211 × 0,211) = 1,945 = 101,945 = 88mm
12) Sehingga secara tabelaris dengan mengikuti langkah nomor 3) s/d 11) didapatkan hasilnya sebagai berikut:
Tabel 11 Menentukan Hujan Rencana Kala Ulang Metode Log Pearson III Kala ulang (Tahun) 2
log R
K
Log Rt
1.90
0.211
1,945
Rt (mm) 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 Metode Log Pearson III dan Metode Gumbel Dengan cara yang sama dihitung pula data dari beberapa stasion lainnya, diupayakan yang berdekatan dengan daerah studi, setidaknya mempunyai sifat hujan yang sama. Hasil hitungan rata-rata dari beberapa stasion lainnya seperti tabel berikut. Menghitung hujan rata-rata, dilakukan dengan rata-rata arimatik. Tabel 12 Resume Hujan Rata-rata Metode Log Pearson III dan Metode Gumbel Stasion Metode Analisa Hujan
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
St. A
12
Stasion Metode Analisa Hujan
Hujan Rencana (mm/hari) dengan kala ulang 2 Thn
5 Thn
10 Thn
25 Thn
50 Thn
100 Thn
Log Pearson III
97
150
194
259
316
381
Gumbel
104
179
228
291
337
383
Log Pearson III
99
158
205
260
320
395
Gumbel
110
180
235
300
345
418
97
151
190
238
278
325
St. B
St. C
Rata-rata (mm/hari)
A.5
MENGANALISA INTENSITAS HUJAN 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 ⎠ Rt
2
3
97 ⎛ 24 ⎞ I t = ×⎜ ⎟ 24 ⎝ 10 × 60 ⎠
2
3
= 111mm / jam
13
2) Sehingga secara tabelaris dengan mengikuti langkah nomor 1) untuk waktu berikutnya didapatkan hasilnya sebagai berikut:
Tabel 13 Analisa Intensitas Hujan (mm/jam) t
97
151
190
238
278
325
(Menit)
It 2 Thn
It 5 Thn
It 10 Thn
It 25 Thn
It 50 Thn
It 100 Thn
10
111
173
217
272
318
372
20
70
109
137
172
200
234
30
53
83
105
131
153
179
40
44
69
86
108
126
148
50
38
59
74
93
109
127
60
34
52
66
83
96
113
70
30
47
59
74
87
102
80
28
43
54
68
80
93
90
26
40
50
63
74
86
100
24
37
47
59
69
80
110
22
35
44
55
64
75
130
20
31
39
49
58
67
150
18
28
36
45
52
61
170
17
26
33
41
48
56
190
16
24
31
38
45
52
210
15
23
29
36
42
49
230
14
21
27
34
39
46
250
13
20
25
32
37
44
3) Dari tabel diatas didapatkan grafik intensitas hujan sebagai berikut :
Gambar 2 Grafik Intensitas Hujan 14
A.6
ANALISA DEBIT BANJIR
A.6.1 Metode Rasional. Rumus umum Metode Rasional
Qt = 0,278C . I . A 3
dimana : Q t = Debit banjir (m /det) C
= Koefisien pengaliran
I
= Intensitas hujan (mm/jam)\
A
= Luas Daerah Aliran (km )
2
Tabel 14 Koefisien pengaliran (C) Tipe daerah aliran
Keterangan
Koefisien C
Perumputan
Tanah gemuk 2 – 7 % Daerah kota lama Daerah pinggran Single family Terpisah penuh Tertutup/rapat Apartemen
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
Busines
Perumahan
Industri
Ringan Berat
0,5 – 0,8 0,6 – 0,9
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 Modifikasi Rasional. 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 15
t d =
L V
dimana :
3
Q
=
Debit banjir rencana (m /det)
C
=
Koefisien Pengaliran yang tergantung dari permukaan tanah daerah perencanaan.
Cs
=
Koefisien Penyimpangan
I
=
Intensitas hujan (mm/jam)
A
=
Luas daerah aliran (catchment area) (Km )
tc
=
Waktu konsentrasi, untuk daerah saluran drainase perkotaan terdiri dari
2
to dan td to
=
Waktu yang diperlukan air untuk mengalir melalui permukaan tanah ke saluran terdekat (menit).
td
=
Waktu yang diperlukan air untuk mengalir didalam saluran ke tempat yang direncanakan (menit)
Tabel 15 Koefisien pengaliran Kemiringan Permukaan Tanah Hutan kemiringan Padang rumput/ semak-semak kemiringan Tanah pertanian kemiringan
0–5% 5 – 10 % 10 – 30 % 0–5% 5 – 10 % 10 – 30 % 0–5% 5 – 10 % 10 – 30 %
Loam berpasir 0,10 0,25 0,30 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50
Lempung siltloam 0,30 0,35 0,50 0,30 0,35 0,40 0,50 0,60 0,70
Lempung padat 0,40 0,50 0,60 0,40 0,55 0,60 0,60 0,70 0,80
Tabel 16 Koefisien pengaliran Tipe Daerah Aliran
Perumputan
Business
Perumahan
Industri
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
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 16
Tipe Daerah Aliran
Keterangan Beraspal Beton Batu
Jalan Untuk berjalan dan naik kuda Atap
Harga C 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 :
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 modifikasi
17
A.6.3 Waktu Konsentrasi 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
=
waktu konsentrasi (menit)
L
=
panjang sungai/saluran dari hulu sampai titik yang diambil debitnya (m)
s
=
kemiringan daerah saluran/sungai = H / L
Contoh Perhitungan 5 : saluran drainase hujan periode ulang 10 tahunan pada Contoh
Analisa debit banjir
Perhitungan 4 dengan data perencanaan sebagai berikut : 2
• Luas catchment area (A)
= 500 Ha = 5 km
• Koefisien pengaliran (C)
= 0,73
• Waktu awal (t0)
= 10 menit
• Waktu konsentrasi (t c)
= 70 menit
• Panjang saluran (L)
= 5400 m
• Kecepatan rata-rata/velocity (V)
= 1,5 m/det
• Hujan rencana kala ulang 10 tahunan (Rt)
= 190 mm/hari (lihat tabel12)
Penyelesaian : 1) Waktu pengaliran sepanjang saluran :
t d =
L
60V
=
5400 60 × 1,5
= 60menit
2) Waktu konsentrasi :
t c = t o + t d = 10 + 60 = 70menit 3) Koefisien penyimpangan :
C s =
2 tc 2 tc + td
=
2 × 70
(2 × 70) + 60
= 0,7
18
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
• Waktu konsentrasi (tc)
= 70 menit
• Hujan rencana kala ulang 10 tahunan (Rt)
= 190 mm/hari
• Intensitas hujan (I)
= 59 mm/jam
• Debit air yang masuk (Q in)
= 42 m /det
3
2) Dari data diatas diperoleh hidrograf aliran masuk seperti terlihat pada gambar dibawah ini.
50
3 Qin = 42m /det
) t e d /
3
40
30
m ( Q
20
10
0 2
0 4
0 6
0 8
0 0 1
0 2 1
0 4 1
0 6 1
0 8 1
0 0 2
t (menit)
to
td tc
tc + td
Gambar 5 Grafik hidrograph aliran masuk 19
0 2 2
0 4 2
3) Hitung kumulatif volume aliran masuknya dari grafik hidrograph diatas, hasilnya seperti terlihat pada tabel berikut :
Tabel 17 Kumulatif aliran masuk Q in dimensi tc Kumulatif Aliran Waktu Masuk 3 (menit) (m /det)
Rata-rata Aliran Masuk 3 (m /det)
At
Volume 3 (m )
Kumulatif Volume 1 3 (m )
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
50
30.00
27.00
1200
32400
90000
60
36.00
33.00
1200
39600
129600
70
42.00
39.00
1200
46800
176400
80
38.77
40.38
1200
48462
224862
90
35.54
37.15
1200
44585
269446
100
32.31
33.92
1200
40708
310154
110
29.08
30.69
1200
36831
346985
120
25.85
27.46
1200
32954
379938
130
22.62
24.23
1200
29077
409015
140
19.38
21.00
1200
25200
434215
150
16.15
17.77
1200
21323
455538
160
12.92
14.54
1200
17446
472985
170
9.69
11.31
1200
13569
486554
180
6.46
8.08
1200
9692
496246
190
3.23
4.85
1200
5815
502062
200
0.00
1.62
1200
1938
504000
210
0.00
0.00
1200
0
504000
220
0.00
0.00
1200
0
504000
230
0.00
0.00
1200
0
504000
240
0.00
0.00
1200
0
504000
250
0.00
0.00
1200
0
504000
260
0.00
0.00
1200
0
504000
4) Perhitungan Kapasitas Inflow, kritis dengan mencoba (trial & error) model hidrograf kondisi kolam retensi kritis t c > t Dicoba : kala ulang 10 tahunan dengan t c = 100 menit
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 20
i = 47 mm/jam (lihat tabel intensitas hujan)
5) Untuk hidrograf aliran masuknya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 6 Grafik hidrograph bila terjadi waktu kri 6) Hitung kumulatif volume aliran masuknya dari grafik hidrograph diatas, hasilnya seperti terlihat pada tabel berikut :
Tabel 18 Kumulatif volume aliran masuk Q in’ durasi tc Kumulatif Aliran Waktu Masuk 3 (menit) (m /det) 0 0.00
Rata-rata Aliran Masuk 3 (m /det)
At
Volume 3 (m )
Kumulatif Volume 2 3 (m )
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
50
30.00
27.00
1200
32400
90000
60
36.00
33.00
1200
39600
129600
70
36.00
36.00
1200
43200
172800
80
36.00
36.00
1200
43200
216000
90
36.00
36.00
1200
43200
259200
100
36.00
36.00
1200
43200
302400
110
33.75
34.88
1200
41850
344250
120
31.50
32.63
1200
39150
383400
130
29.25
30.38
1200
36450
419850
140
27.00
28.13
1200
33750
453600
150
24.75
25.88
1200
31050
484650
160
22.50
23.63
1200
28350
513000
170
20.25
21.38
1200
25650
538650
180
18.00
19.13
1200
22950
561600
190
15.75
16.88
1200
20250
581850
200
13.50
14.63
1200
17550
599400
210
11.25
12.38
1200
14850
614250
220
9.00
10.13
1200
12150
626400
21
Kumulatif Aliran Waktu Masuk 3 (menit) (m /det) 230 6.75
Rata-rata Aliran Masuk 3 (m /det) 7.88
At
Volume 3 (m )
1200
9450
Kumulatif Volume 2 3 (m ) 635850
240
4.50
5.63
1200
6750
642600
250
2.25
3.38
1200
4050
646650
260
0.00
1.13
1200
1350
648000
7) Tentukan volume kolam retensi dan kapasitas pompanya : 3
3
Dicoba dengan menggunakan kapasitas pompa 5 m /det dan 10 m /det.
Tabel 19 Analisa volume kolam retensi dan keperluan pompa Kumulatif Kumulatif Waktu Volume 2 3 (menit) (m )
Volume Kumulatif Pompa
Volume Kolam Retensi
5 m /det
3
10 m /det
3
5 m /det
3
10 m /det
3
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
130
419850
39000
78000
380850
341850
140
453600
42000
84000
411600
369600
150
484650
45000
90000
439650
394650
160
513000
48000
96000
465000
417000
170
538650
51000
102000
487650
436650
180
561600
54000
108000
507600
453600
190
581850
57000
114000
524850
467850
200
599400
60000
120000
539400
479400
210
614250
63000
126000
551250
488250
220
626400
66000
132000
560400
494400
230
635850
69000
138000
566850
497850
240
642600
72000
144000
570600
498600
250
646650
75000
150000
571650
496650
260
648000
78000
156000
570000
492000
22
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.
Gambar 7 Grafik kumulatif aliran
9) Dari grafik kumulatif aliran di atas dihasilkan volume kolam retensi sebagai berikut : 3
3
•
Kapasitas pompa 5 m /detik, maka volume kolam retensinya didapat 571650 m
•
Kapasitas pompa 10 m /detik, maka volume kolam retensinya didapat 498600 m
3
23
3
A.7
ANALISA DIMENSI SALURAN
A.7.1 Penampang basah yang paling ekonomis untuk menampung debit maksimum (Ae). 1. Saluran Bentuk Trapesium
1
h m b
Gambar 8 Saluran bentuk trapesium
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
24
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
A.7.2 Penampang basah berdasarkan debit air (Q) dan kecepatan (V) Dimensi saluran diperhitungkan dengan rumus Manning sebagai berikut : Q = V . A
1
V = Dimana :
n
( R )2 / 3 (i )1 / 2 3
Q
:
Debit air di saluran (m /det)
V
:
Kecepatan air dalam saluran (m/det)
n
:
Koefisien kekasaran dinding.
R
:
Jari-jari hidraulik (meter)
i
:
Kemiringan dasar saluran
A
:
Luas penampang basah (m )
2
Tabel 20 Koefisien kekasaran dinding (n) Tipe saluran
n
Lapisan beton
0,017 – 0,029
Pasangan batukali diplester
0,020 – 0,025
Saluran dari alam
0,025 – 0,045
25
A.7.3 Kemiringan Talud. 1. Kemiringan 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 Bahan Tanah
Kemiringan 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. Kemiringan Talud Saluran Pasangan. Tabel 22 Kemiringan Talud Bahan dari Pasangan Tinggi Air
m
h < 0,40 m
0 (dinding tegak vertikal)
0,75 > h > 0,40 m
0,25 - 0,5
H > 0,75 m
0,50 - 1,0
A.7.4 Tinggi Jagaan (F). Tinggi jagaan minimum untuk saluran dengan pasangan direncanakan = 0,50m. Untuk saluran tanpa pasangan dengan debit tinggi jagaan sebagai berikut : Tabel 23 Tinggi jagaan Q 3
Q < 5 m /det 3 10 m /det > Q > 5 m /det 3 Q > 10 m /det 3
F (m)
Polder (m)
0,20 – 0,30 0,30 – 0,50 0,70 – 1,00
0,75 – 1,00 1,00 – 1,25 1,25 – 1,50
26
A.7.5 Kemiringan 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
= tinggi tanah di bagian tertinggi ( m )
t2
= tinggi tanah di bagian terendah ( m )
Gambar 10 Kemiringan tanah
Tabel 24 Harga n untuk rumus Manning No
Tipe Saluran
Baik sekali
Baik
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
0.035
0.04
0.045
0.045
0.025
0.03
0.035
0.04
0.028
0.03
0.033
0.035
0.02
0.025
0.028
0.03
4 5
saluran pada dinding batuan, tidak lurus, tidak teratur saluran batuan yang diledakkan, ada tumbuhtumbuhan
6
dasar saluran dari tanah, sisi saluran berbatu
7
saluran lengkung, dengan kecepatan aliran rendah SALURAN ALAM
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
0.03
0.033
0.035
0.04
10
Melengkung bersih, berlubang dan berdinding pasir
0.033
0.035
0.04
0.045
27
No
Tipe Saluran
Baik sekali
Baik
Sedang
Jelek
11
seperti no.10, dangkal tidak teratur
0.04
0.045
0.05
0.055
12
seperti no.10, berbatu dan ada tumbuh-tumbuhan
0.035
0.04
0.045
0.05
13
seperti no.10, sebagian berbatu
0.045
0.05
0.055
0.06
14
aliran pelan, banyak tumbuh-tumbuhan dan berlubang
0.05
0.06
0.07
0.08
15
banyak tumbuh-tumbuhan
0.075
0.1
0.125
0.15
SALURAN BUATAN,BETON, ATAU BATU KALI 16
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
Contoh Perhitungan 7 : Analisa dimensi saluran trapesium dengan menggunakan data perencanaan sebagai berikut : 3
Debit air yang masuk (Q in)
= 42 m /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 Kemiringan tanah
Penyelesaian : 1) Luas penampang basah saluran :
Ae = (b + m.h)h
= (5,0 + (1,5 x1,9)) x1,9 = 14,92m 2 28
