I.
Kar Karakt akteris eristtik Dae Daerrah Ta Tangka ngkap pan Air dan Su Subdas das
Pada Pada tugas tugas besar besar mata kuliah kuliah Peranc Perancang angan an Infrast Infrastruk ruktur tur Keairan Keairan ini kami kami kelomp kelompok ok 1 mendap mendapat at tugas tugas untuk untuk mengam mengamati ati aliran aliran dari dari Sungai Sungai Citapen Citapen yang yang terletak di Desa Citapen, Kecamatan Hantara, Kabupaten Kuningan, Jaa !engah" !engah" Pertama Pertama kali kami memperoleh memperoleh data peta kontur beserta alirannya, alirannya, kemudian dari situ kami harus menemukan dimana letak sungai citapen di peta kontur tersebut, setelah itu baru kemudian untuk menentukan point of origin . Point of origin origin adalah titik acuan sungai untuk mengetahui debit air yang meleati titik tersebut dengan menghitung menghitung curah hu#an rata$rata dikali luas daerah delineasi" !erdapat !erdapat beberapa temp tempat at yang yang bias biasaa di#a di#adi dika kan n point of origin origin ya yaitu subwatershed ukuran, ukuran, batas yuridi yuridiksi ksi,, penggu penggunaan naan lahan lahan yang yang homoge homogeny ny,, kolam% kolam%dan danau% au%ad aduk, uk, ada stasiu stasiun n pemantauan, #alan penyebrangan, dll" Pada tugas besar yang kami buat kami meletakkan lokasi point lokasi point of origin pada origin pada #embatan di hulu Sungai Citapen" Setelah ditentukan point ditentukan point of origin, origin, maka tahapan selan#utnya adalah delineasi daerah aliran sungai" &aris delineasi dibuat dengan mengikuti ketinggian tertentu pada suatu daerah dan berpatokan pada sifat dasar air yaitu mengalir ke tempat dengan ele'asi yang lebih rendah" Dalam menentukan delineasi daerah aliran sungai, ada beberapa hal yang harus diperhatikan, pertama penelusuran sungai citapen dan anak sungai citapen dengan menelusuri aliran sungai dari hulu sampai hilir, karena delineasi daerah aliran sungai tidak boleh memotong aliran sungai tersebut, kemudian memp memperh erhati atika kan n topo topogr grafi afi dari dari kont kontur ur terseb tersebut ut apak apakah ah ada ada pung punggu gung ng buki bukitt di sekitarnya dan memperhatikan perbedaan ele'asi pada kontur dimana kontur yang mempunyai ele'asi tinggi dan ele'asi rendah" Setelah itu menghubungkan titik$titik ele'asi tertinggi di sekitar Sungai Citapen yang bermula dari point of origin sehingga terben terbentuk tuk deline delineasi asi dari dari daerah daerah aliran aliran sungai sungai citapen citapen"" (aka (aka didapat didapat D)S Sungai Sungai Citapen sebagai berikut"
Gambar 1. Delineasi D)S Sungai Citapen
*uas D)S Sungai Citapen didapat dari perkiraan #umlah kotak pada peta kontur kontur yang didapat didapat dimana dimana satu kotak dari peta kontur tersebut mempunyai mempunyai luas 1
km+" Didapat luas D)S Citapen sebesar ,--./ kotak yang berarti ,--./ km +" Selan#utnya menghitung pan#ang alur sungai terpan#ang pada D)S Citapen" (etode pengukuran menggunakan benang untuk mengetahui pan#ang sungai terpan#ang ter pan#ang dari D)S citape citapen, n, dengan dengan acuan acuan baha baha benang benang disama disamakan kan dengan dengan sisi sisi kotak kotak yang yang mempunyai pan#ang 1 km" Didapat alur sungai terpan#ang D)S Citapen sebesar ,0 km" Perlu diketahui #uga beda ketinggian ketinggian antara hulu dan hilir dari Sungai Citapen yaitu sebesar 00 meter" meter" Perhitungan Perhitungan terakhir terakhir yaitu menghitung menghitung slope D)S Sungai Citapen yaitu dengan menghitung beda ele'asi sungai terpan#ang dibagi dengan pan#ang sungai terpan#ang D)S citapen" Didapat nilai slope D)S citapen yaitu -,1-1" erikut adalah data luas, pan#ang alur terpan#ang, beda ketinggian dan slope dari tiap$tiap sub$D!)" sub$D!)" SubDTA 1 + 0 2 4 3
Luas (km2) -"2+3/ 1"-1 -"21 -"024 -"+./ -"13 -"424+2
Panang a!ur terpanang (km) -"3/ -"/2. +"124 1"-01 -"3/0 -"31/ 1"0+
"eda ketinggian (m) 1/3 2 01 12 13 +20 /-
S!#pe
-"+ -"-2+ -"-1 -"1 -"-0 -"02 -"-4
Tab!e Tab!e 1. !abel Slope tiap Subdas
Sedangkan, untuk sebaran tata guna lahan dapat diketahui dalam tabel berikut"
$#. 1"
Subdas Keseluruhan D)S
+"
Subdas 1
0"
Subdas +
"
Subdas 0
Sebaran Tata Guna Lahan Saah 5 1+,1 6 7-,/3 km+8 *adang 5 0,-/ 6 7-,1+ km+8 Hutan 5 34,-4 6 70,-2 km +8 Kebun 5 /,3+ 6 7-,02 km +8 Hutan 5 /0, 6 *adang 5 14,4 6 Saah 5 1- 6 Hutan 5 .- 6 Saah 5 13 6 Kebun 5 1- 6 Hutan 5 .- 6
2" 4"
Subdas Subdas 2
3"
Subdas 4
/"
Subdas 3
Hutan 5 1-- 6 Saah 5 2 6 Hutan 5 .2 6 Saah 5 / 6 Hutan 5 /3 6 *adang 5 2 6 Saah 5 2 6 Kebun 5 - 6 Hutan 5 1- 6 *adang 5 2 6
Tab!e 2. !abel Sebaran !ata &una *ahan
II.
Perhitungan %uan &en'ana
9ntuk menentukan hu#an rencana pada D!) Citapen, sebelumnya perlu dianalisa pengaruh stasiun hu#an di sekitar D!) terhadap hu#an di ilayah tersebut" •
(etode Polygon !hiessen Penentuan pengaruh stasiun hu#an dilakukan dengan menggunakan (etode
Polygon !hiessen, seperti pada gambar berikut"
Gambar 2. (etode Polygon !hiessen
(etode &umbel (etode &umbel dalam makalah ini digunakan untuk menentukan hu#an rencana periode ulang 2- tahun dan menentukan persamaan hu#an rencana untuk membuat lengkung Intensity Duration Frequency 7ID:8 untuk menentukan intensitas hu#an" Persamaan &umbel yang digunakan adalah sebagai berikut ;
Tahun +--/ +--. +-1+-11 +-1+
Stasiun garang angi 42 30 11 14 142 Tab!e . Hu#an rencana 2-$tahunan 7< 2-8
Sumber: Analisis Penulis 2!"
T&
,T&
* 1"...
1+ +"+2-+
1* +"4/
2+ +".3--
2* 0"1./2
*+ 0".-1.
1++ "4--+
Tab!e . =ilai >!<
Sumber: #odul Satuan Analisis dan $u%an &ilayah 'e(ni( Sipil )I n 1+
+ -".
1 -"..
2 -"2-0
-"2-3
-"21-
* -"21+
-"212
/ -"21/
0 -"2+-
-"2++
2+
2+ -"2+
4 -"2+2
2 -"2+4
-"2+/
-"2+.
/ -"20-
3 -"20+
1 -"200
+ -"20
-"202
04
+
/
0
4
.
-
+
0
0
Tab!e *. =ilai >n
Sumber: #odul Satuan Analisis dan $u%an &ilayah 'e(ni( Sipil )I n 1
+ -"..
1 -".43
2 -"./0
-"..3
1"--.
* 1"-+-
1"-01
/ 1"-1
0 1"-.
1"-24
+ 2
4 1"-4+
4 1"-4.
0 1"-32
1 1"-/1
2 1"-/4
4 1"-.1
4 1"-.4
1 1"1--
0 1"1-
2 1"1-/
+
/
4
1
2
1
3
4
Tab!e . =ilai Sn
Sumber: #odul Satuan Analisis dan $u%an &ilayah 'e(ni( Sipil )I erikut perhitungan untuk menentukan hu#an rencana D!) Citapen dengan periode ulang 2tahunan"
X rata −rata=
Sx =
√
K TR =
n
1
Xi =118 mm ∑ =
n
i 1
n
( Xi − X ratarata ) ∑ =
2
i 1
n −1 Y TR−Y n Sn
=
=45.705 mm
39.019 − 0.473 0.8596
=3.9886
X TR = X rata rata+ K TR x S x =300.31 mm
$ama Stasiun =
Stasiun garang angi 2
? rerata 7mm8
11/
S@ 7mm8
2"3-2
>!r
0."-1.
>n
-"30
Sn
-"/2.4
K !r 7mm8
0."//4
?2- 7mm8
0--"01
Tab!e /. Hasil Perhitungan Hu#an
Sumber: Analisis Penulis 2!"
III.
%ubungan %uan Dan Limpasan Permukaan dengan enggunakan &&SI
Secara alamiah sebagian air hu#an yang #atuh ke permukaan tanah akan meresap ke dalam tanah dan selebihnya akan mengalir men#adi limpasan permukaan" Karakteristik daerah yang berpengaruh terhadap bagian air hu#an antara lain adalah topografi, #enis tanah, dan penggunaan lahan atau penutup lahan" Hal ini berarti baha karakteristik lingkungan fisik mempunyai pengaruh terhadap respon hidrologi" *impasan permukaan adalah aliran air yang mengalir di atas permukaan karena penuhnya kapasitas infiltrasi tanah" )pabila intensitas hu#an yang #atuh di suatu D)S melebihi kapasitas infiltrasi tanah dan la#u infiltrasi terpenuhi, maka air akan mengisi cekunganAcekungan pada permukaan tanah" Setelah cekunganA cekungan tersebut penuh, selan#utnya air akan mengalir 7melimpas8 diatas permukaan tanah" *impasan permukaan merupakan sebagian dari air hu#an yang mengalir di atas permukaan tanah" Jumlah air yang men#adi limpasan sangat bergantung kepada #umlah air hu#an per satuan aktu 7intensitas8, keadaan penutupan tanah, topografi 7terutama kemiringan lereng8, #enis tanah, dan ada atau tidaknya hu#an yang ter#adi sebelumnya 7kadar air tanah sebelum ter#adinya hu#an8" Sedangkan #umlah dan kecepatan
limpasan
permukaan bergantung
kepada
luas
areal
tangkapan,
koefisien run off dan intensitas hu#an maksimum" Peralihan fungsi suatu kaasan yang mampu menyerap air 7per'ious8 men#adi kaasan yang kedap air 7imper'ious8 akan mengakibatkan ketidakseimbangan hidrologi dan berpengaruh negatif pada kondisi daerah aliran sungai" Perubahan penutup 'egetasi suatu kaasan ini akan memberikan pengaruh terhadap aktu serta 'olume aliran" Peningkatan 'olume limpasan aliran ini mengakibatkan masalah ban#ir di hilir daerah aliran sungai" Pemahaman mengenai proses dan besarnya limpasan yang ter#adi serta faktorAfaktor yang mempengaruhinya sangat diperlukan sebagai acuan untuk pelaksanaan mana#emen air dan tata guna lahan yang lebih efektif" Bleh karena itu dalam perencanaan pengelolaan sumberdaya air, limpasan merupakan masalah yang seharusnya diatasi terlebih dahulu sebelum upaya berikutnya dilakukan,
terlebih lagi perubahan tata guna lahan yang ter#adi sekarang ini tentunya sangat mempengaruhi besarnya la#u infiltrasi dan limpasan permukaan yang ter#adi" 1" )nalisa Pengaruh !inggi Hu#an dan Durasi Hu#an !erhadap *impasan Permukaan
Gambar . Gambar Grid DTA Eksisting
Gambar . Gambar perbandingan 1 DT 1 satuan; 5 DT 2 satuan, 1 satuan, variasi satuan; menerus 1 satuan
Dengan melihat gambar perbandingan diatas, dapat diketahui baha banyaknya satuan hu#an mempengaruhi limpasan permukaan, yang mana semakin banyak satuan hu#an, maka akan ter#adi limpasan permukaan atau debit aliran permukaan yang besar saat ter#adinya hu#an" Demikian pula durasi hu#an, yang mana turut mempengaruhi debit aliran permukaan" Semakin lama durasi hu#an makan akan ter#adi limpasan yang besar"
+" )nalisa Pengaruh !ata &una *ahan !erhadap *impasan Permukaan 72 D!, < 5 18
Gambar *. Gambar Grid DTA (kiri ke kanan) Eksisting, 100 % Hutan, dan 100% emukiman
Gambar . Gambar erbandingan !imu"asi Hu#an$A"iran DTA &ndisi Eksisting, 100 % Hutan, dan 100 % emukiman
Dengan melihat gambar perbandingan di atas, dapat diketahui baha tata guna lahan sangat berpengaruh terhadap ter#adinya limpasan permukaan" Dapat dilihat baha 'egetasi mempengaruhi limpasan permukaan, dengan banyaknya 'egetasi 7dalam perbandingan di sini yaitu kondisi 1-- 6 hutan8 maka limpasan permukaan yang ter#adi akan kecil dan dengan sedikitnya 'egetasi atau bahkan tidak adanya 'egetasi 7dalam perbandingan di sini yaitu kondisi 1-- 6 pemukiman8 maka limpasan permukaan yang ter#adi besar" Dengan 'egetasi, maka air hu#an dapat menyerap ke dalam tanah terlebih dahulu sebelum men#adi aliran" Demikian sebaliknya, #ika kondisi dengan 'egetasi yang sedikit atau bahkan tidak ada 71-- 6 pemukiman8 maka semua air hu#an akan men#adi limpasan 7aliran8 permukaan karena tidak adanya penyerapan air hu#an ke dalam tanah"
0" )nalisa Pengaruh entuk D!) !erhadap *impasan Permukaan 72 D!, < 5 18
Gambar /. Gambar Grid DTA Eksisting dan !ete"a' &tasi 0*
Gambar 0. Gambar erbandingan !imu"asi Hu#an$A"iran DTA Eksisting dan !ete"a' &tasi
Setelah dilakukannya simulasi hu#an$aliran bentuk D!) eksisting bentuk D!) setelah rotasi .- , terlihat baha bentuk D!) mempengaruhi limpasan permukaan" ᶛ
Hal ini dikarenakan adanya pengaruh dari hubungan luasan antara daerah hulu dengan daerah hilir, yang mana telah dietahui sebelumnya baha saat mengubah D!)$kasus dalam bentuk grid sedemikian rupa sehingga PBI berada tepat menyinggung batas grid sebelah kanan" I3.
"anir &en'ana
Dalam menghitung debit ban#ir rencana dapat digunakan metode rasional" Data$ data yang diperlukan antara lain ; ?tr 5 .-,-/4 +-,33./ >tr an#ir rencana tahunan 7>tr8 an#ir rencana 2- tahunan,, ?+2 5 .-,-/4 +-,33./ > +2 erdasarkan tabel >tr, ?+2 5 .-,-/4 +-,33./ > +2 maka didapat nilai >+2 sebesar 0,.-1. ?+2 5 .-,-/4 +-,33./ @ 0,.-1. ?+2 5 +//,+3+0 Selan#utnya, mencari Intensitas hu#an dalam menit dalam aktu + #am,
R 24 It 5
24
2
24 3 ( ) @ t
dengan mensubstitusikan nilai t 'ariasi mulai dari 2 menit sampai 1-- menit dengan inter'al 2 menit, maka akan didapatkan tabel Intensitas hu#an tiap 2 menit dalam aktu + #am sebagai berikut ;
Td (menit)
*4+
1+4+
1*4+
2+4+
2*4+
+4+
*4+
+4+
*4+
*+4+
Intensitas Td (menit) Intensitas
2+0,/ **4+ 1-2,.
00-,+4+ ..,.
+21,/ *4+ .,3
+-3,. /+4+ .-,+
13.,1 /*4+ /4,1
12/,4 0+4+ /+,2
10,1 0*4+ 3.,+
101,+4+ 34,0
1+1,1 *4+ 30,4
11+,. 1++4+ 31,1
Tab!e 0. !abel Intensitas Hu#an
Dengan perhitungan sebelumnya, didapat pan#ang alur sungai 7*8 adalah sebesar 0-m dan slope sebesar -"1-1, kemudian dicari nilai tc menggunakan rumus ; tc 5 -"-1.2 " L
0,77
"
4300
tc 5 -"-1.2 "
0,77
−0,385
s
"
−0,385
0.101
tc 5 +.,2/.33
Setelah didapatkan grafik tersebut, maka dibuat grafik Intensitas 's Durasi"
Grafk Intensitas vs Durasi +50 +00 250
ntensitas vs Durasi
200
Intensitas
Durasi, T (menit)
150
ntensitas, (mm-#am)
100 50 0
0
50
100
150
Durasi
erdasarkan nilai tc, maka diplot dari sumbu horiontal menyinggung kur'a dan dalam persinggungannya ditarik garis ke sumbu 'ertikal dan didapatlah Intensitas pada tiap
Sub D)S" =ilai yang didapat adalah sebesar 14-,1-2+4 mm%#am dan dikon'ersi men#adi m%s men#adi -"----3 m%s" Setelah didapat nilai I, maka mencari E masing$masing subdas dimana E adalah C " I " ), kami menggunakan tabel dalam e@cel sebagai berikut ; DA! !ub Das 1 !ub Das 2 !ub Das + !ub Das !ub Das 5 !ub Das 3 !ub Das
.
0, 0,51 0, 0, 0, 0, 0, 0,50
0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
A / 00 3,33 00 33 520 11,1 0 + 1010 21,1 00 52 5100 11,52 0 +000 ,1+ 0 3 3100 1,++ 0 1000 +,350 0 35300 1,55 0 1 00 ,0 00 15
Tab!e . !abel =ilai Debit
3.
Peran'angan Sa!uran Terbuka dan G#r#ng-G#r#ng
Dalam sistem pengelolaan air yang ada di D)S Citapen, diperlukan suatu infrastruktur keairan untuk mengelolanya" Infrastruktur keairan yang dimaksud adalah saluran dan gorong$gorong, dalam hal ini saluran dengan #enis saluran terbuka" :ungsi saluran untuk drainase permukaan menurut Petun#uk Desain Drainase Permukaa Jalan =o" --/%t%bnkt%1..- Direktorat Jendral ina (arga Direktorat Pembinaan Jalan Kota, adalah sebagai berikut; 1" (engalirkan air hu#an%air secepat mungkin keluar dari permukaan #alan dan selan#utnya dialirkan leat saluran samping, menu#u saluran pembuangan akhir" +" (encegah aliran air yang berasal dari daerah pengaliran disekitar #alan masuk ke daerah perkerasan #alan
0" (encegah kerusakan lingkungan di sekitar #alan akibat aliran air" Sehingga, dalam hal ini diperlukan tahapan terstruktur untuk merencanakan saluran tersebut agar sesuai dengan karakteristik D)S Citapen yang dianalisis" Dalam perencanaan saluran, penting untuk mengidentifikasi data aal yang dibutuhkan yaitu data hidrologi, data fisik saluran dan data penun#ang lainnya" Kebutuhan akan data tersebut dapat dirangkum dalam skema berikut,
Gambar . Skema Perancangan Saluran
7Sumber; Fulkarnain :" (akalah Perancangan Infrastruktur keairan 18 erdasarkan data yang dibutuhkan, data hidrologi berupa curah hu#an harian maksimum dan debit rencana sudah dihitung sebelumnya dan dapat dirangkum sesuai kondisi D)S dan #uga sub$D)S$nya sebagai berikut"
DAS atau S5"DAS
D)S 1 +
K#e6isien A!iran Limpasan
Intensitas %uan &en'ana
Luas DTA(m2)
Debit &en'ana (m 7s)
(m7s)
-".
-"----3
--./--
/4"44/44
-"21
-"----3
2+3/--
11".310
-"/
-"----3
1-1---
+1"3/12+
0 2 4 3
-"/
-"----3
21---
11"23+..
-"/
-"----3
0----
."13.04/
-"/
-"----3
431---
1"0/033
-"/
-"----3
13----
0"42-.3/
-"2-
-"----3
424---
1"22/1.
Tab!e 1+.
Setelah data tersebut sudah didapat, maka dilan#utkan untuk perencanaan geometrik salurannya" )" Perancangan &eometrik Saluran Pada perencanaan geometrik saluran, terdapat banyak macam penampang yang bisa digunakan" Dalam perencanaan saluran terbuka D)S Citapen bentuk yang diambil adalah bentuk persegi pan#ang%rectangular " erikut adalah ilustrasi penampang dan unsur geometriknya"
Gambar 1+. &eometri Penampang
&umus b * + b $ A + b . h P + b,2h - + AP
Satuan 7m8 7m8 7m8 7m+8 7m8 7m8
D + A*
7m8
Tab!e 11.9nsur &eometrik Penampang
1" Kecepatan )liran Saluran 9ntuk persamaan
menghitung
yang
bersifat
kecepatan empiris
aliran saluran, dapat yaitu
Persamaan
digunakan
(anning
untuk
mensimulasikan aliran air dalam saluran yang memiliki tekanan atmosferik 7terbuka terhadap udara8 dengan asumsi aliran yaitu uniform steady state flow" erikut adalah Persamaan (anning yang dimaksud, 2
1
3
V =
R × S f 2 n
Dimana; G 5 Kecepatan 7m%s8 < 5 Jari$#ari hidrolik 7m8 S 5 Kemiringan dasar saluran = 5 Koefisien kekasaran (anning =ilai koefisien kekasaran (anning dapat dilihat dalam tabel berikut,
Table 124
!abel Koefisien Kekasaran (anning
7Sumber; (anning dalam Cho, 1.2.8
erdasarkan kondisi D)S Citapen, koefisien kekasaran (anning yang dipilih adalah bahan bersih, aliran berkelok sehingga memiliki nilai n 5 -"-" hal ini dikarenakan kondisi D)S yang memiliki kontur yang ber'ariasi cukup besar dengan mayoritas adalah tata guna lahan hutan" Pemilihan nilai koefisien bahan yang sesuai dengan kondisi D)S ini sangat berpengaruh terhadap kecepatan aliran saluran nantinya, sehingga dalam hal ini diputuskan untuk men#adikan kecepatan aliran saluran maksimum sebagai control terhadap desain geometri saluran nantinya" 9ntuk itu, perlu dicari nilai maksimum kecepatan aliran saluran yang sesuai dengan bahan saluran yang digunakan" =ilai maksimum kecepatan aliran saluran tersebut dapat diidentifikais menurut tabel berikut"
Tab!e 1. Kecepatan )liran Saluran (aksimum
7Sumber; =atural (odified from :ortier and Scobey 1.+48
erdasarkan tabel tersebut, saluran yang memiliki bahan alami 7dan sesuai kondisi tata lahan D)S yang didominasi hutan, maka dipilih tanah yang tidak terlalu erosif8 memiliki nilai kecepatan aliran saluran maksimal adalah 2 fps atau 1"2+ m%s" sehingga pada penentuan dimensi penampang saluran akan dikontrol berdasarkan debit rencana dan kecepatan aliran saluran +" Pengukuran Dimensi Saluran dan Pengecekan Debit )liran Saluran pengukuran dimensi saluran digunakan dengan rumus berikut,
A ×V =Q Dimana, E ; debit aliran 7m0%s8 ) ; luas penampang basah saluran 7m +8 G ; kecepatan aliran 7m%s8 *uas penampang basah saluran 7)8 menggunakan penampang rectangular yang sudah ditentukan di aal" Dimensi saluran ditentukan dengan E rencana sudah diketahui dan G harus lebih kecil dari 1"2+ m%s" erikut adalah contoh perhitungannya pada subdas 1; Dengan syarat aal b5+h,
•
=ilai Slope5-"+ =5-"- Pada saat mencoba dimensi b52m dan h5+"2 m, didapat G5 E%) 511".3 m0%s % 72×+"28m+ 5-".233 m%s1"2 m%s Sehingga memenuhi syarat Kecepatan )liran maksimum" Hasil dari perhitungan dimensi dan debit desain saluran disa#ikan melalui tabel berikut,
Subda s
8r (m7s)
n
S!#pe
b (m)
h (m)
1
11".3
-"-
-"+
2
+"2
+
+1"3/
-"-2+
4
0
11"23
-"-
-"-1
."1/
-"-
1"0/
4 3
2
A (m2)
9 (m7s)
1+"2
-".233-4.3 .
0
1/
1"+1--/4
2
+"2
1+"2
-".+2/0/.1 4
-"1
+
/
1"13+1-
-"-
-"-0
2
+"2
1+"2
1"12-3-11 .
0"42
-"-
-"02
0
1"2
"2
1"24
-"-
-"-4
2
+"2
1+"2
-"-
-"/110+/31 1"14422/ +
Tab!e 1. Hasil Perhitungan Dimensi dan Debit )liran Saluran
Karena hasil perhitungan tersebut sudah memenuhi syarat, maka perancangan saluran dilan#utkan ke gorong$gorong"
" Perencanaan &orong$&orong Salah satu infrastruktur keairan yang mendukung pengelolaan air adalah gorong$ gorong" :ungsi gorong$gorong adalah untuk mengalirkan air melalui bagian baah #alan atau saluran pembuangan dalam" Dalam hal ini, gorong$gorong harus direncanakan dengan baik agar dapat terhubung dengan baik dengan saluran terbuka dan dapat berfungsi maksimal" Ilustrasi penampang meman#ang gorong$gorong disa#ikan dalam ga mbar berikut,
Gambar 11. Penampang meman#ang &orong$&orong
7Sumber; =o'ak et al, +--48
)da beberapa syarat yang harus diperhatikan agar gorong$gorong dapat berfungsi dengan baik, antara lain 1" &orong$gorong sebaiknya berada di baah permukaan air hulu +" Kemiringan dan ukuran pan#ang serta lebar gorong$gorong harus diperhitungkan dengan baik karena akan berpengaruh kepada kedalaman permukaan gorong$gorong 0" Pada pembuatan gorong$gorong harus digunakan kecepatan maksimal dan setinggi mungkin dengan syarat kehilangan energi maksimum yang diperbolehkan" Kecepatan yang dapat digunakan pada perhitungan atau perencanaan bergantung pada #umlah energi dan #uga geometri lubang inlet dan outlet" &orong$gorong #uga harus ditempatkan pada lokasi yang memotong air, daerah cekungan air dan tempat yang memiliki kemiringan #alan yang curam" 7Dikutip dari (akalah Perancangan Infrastruktur keairan 1, :aris Fulkarnain8 1" &eometri dan Perhitungan Desain &orong$gorong Dalam perencanaan gorong$gorong bentuk geometri yang dipilih adalah circle. 9ntuk memulai desain gorong$gorong, maka diperlukan data b7lebar saluran8 dari saluran terbuka" Pada gorong$gorong akan digunakan barel yang #umlahnya dan ukurannya harus lebih kecil dari b saluran terbuka" Setelah didapat nilai D 7diamater8 barel yang memenuhi syarat tersebut, kemudian dapat dicari dimensi H7headater depth8 dengan menggunakan nomograf hubungan D7dalam satuan inci8, discharge7dalam satuan cfs8 dan H%D" Dengan didapatnya nilai H%d dan diketahui nilai D$nya, maka nilai H dapat dihitung" Setelah itu, #agaan dari gorong$gorong #uga dapat didesain dimensinya" Contoh perhitungan desain gorong$gorong di#elaskan sebagai berikut" Dari Subdas 1, dari saluran terbuka didapat data sebagai berikut;
• •
E 5 11".3m 0%s b 5 2 m 5 1.4"/2 inchi
Diameter barel yang digunakan 5 .- inchi dengan + barel" !otal lebar barel dari dua barel adalah sebesar ; .-@+51/- inchi, sehingga masih lebih kecil dari nilai lebar saluran terbuka, maka desain ini dapat digunakan untuk perhitungan se lan#utnya"
Dengan nilai E setiap barel adalah 11".3m0%s % + 5 2".. m 0%s lalu diubah ke satuan cfs men#adi +11"0/ cfs, maka diplot kedalam nomograf sebagai berikut, Gambar 12. =omograf Hubungan diameter, discharge dan H%d
Dari garis$garis yang telah diplot pada nomograf, terlihay baha nilai H%D yang didapat adalah sebesar -"31" (aka, nilai H adalah, H5-"[email protected] 5 40". inchi atau sama dengan 1"4+ m"
Setelah itu, dapat dihitung tinggi #agaan dari gorong$gorong yaitu dengan cara berikut, !inggi Jagaan 5 7Hsaluran terbuka1%0Hsaluran !erbuka8$H 5 0"00$1"4+ 51"31 m Hasil desain saluran dari D)S dan SubD)S Citapen ditun#ukkan dalam tabel berikut" Subdas
" (in)
8 (m7s)
:um!a h "are!
1
1.4"/2
11".3
+
8bare! ('6s)
D (in)
+11"0/
.-"--
T#ta!
%7
Lebar (in)
D
1/-"--
-"31
% (m)
:agaan (m)
1"4+
1./1
+ 0 2 4 3
+04"++
+1"3/
1.4"/2
11"23
123"/
."1/
1.4"/2
1"0/
11/"11
0"42
1.4"/2
1"24
+ + + +
0/"41
1-/"-
+14"--
-"34
+"-/
1.2
+-"02
.4"--
1.+"--
-"40
1"2+
1.01
14+"-/
3+"--
1"--
-"/2
1"22
1.11
+20"./
.4"--
1.+"--
-"3-
1"31
1.
4"3
2"--
1-/"--
-"3
1"-1
+.
+23"-4
.4"--
1.+"--
-"40
1"2
1.0+
+ +
Tab!e 1*. !abel Perhitungan &orong$&orong
3I.
%uan Anda!an
)" Perhitungan Hu#an )ndalan Data curah hu#an D)S ini didapatkan dari stasiun hu#an garang angi dari tahun +--/$+-1+, dari data yang didapat diambil #umlah curah hu#an tiap bulan" Sehingga didapat tabel berikut ini"
um"a' .ura' Hu#an ( Ta'un 200 200 2010 2011 2012
Januari +++ ++ ++ +5+ 50+
Feb 212 +0 21 222 +
Mar +5 23 +3 20 22
Apr 5 +00 23 +1 +0
Mei 1+ +5 0+ 2 +
Juni 2 11 15 3 0
Tab!e 1. Data Curah Hu#an per ulan
Dari sini di#umlahkan curah tiap bulan men#adi tahunan" Kemudian diurutkan berdasarkan #umlah curah hu#an, dimana yang paling besar men#adi peringkat satu dan seterusnya" Kemudian mencari nilai probabilitas tiap tahun dengan menggunakan rumus berikut;
Juli 0 0 223 2 0
Sehingga didapat tabel berikut ini" Tahun
:um!ah ;urah %uan 2/2 .4+ ..4014 3/-
+--/ +--. +-1+-11 +-1+
&anking
Pr#babi!ita s
0 1 + 2
244"4444443 14"4444443 00"0000000 /0"0000000
Tab!e 1/.!abel Probabilitas
!ahun yang diambil adalah yang memiliki probabilitas di sekitar /-6" Karena kami hanya memiliki data 2 tahun sa#a , maka kami memutuskaan untuk memilih 0 tahun sa#a, yaitu +--/, +--., dan +-1+" Kemudian dicari curah hu#an rata$ rata pada masing$masing bulan" Dari sini dapat ditentukan curah hu#an andalan adalah curah hu#an yang paling dekat dengan curah hu#an rata$rata" erikut ini tabel pengolahan datanya" Ta'un
Ja n 200 ++ + 200 + + 2012 50 + rata$ + rata + anda"an + (mm) + anda"an 04+ (m) +
Fe b 21 2 + 0 + +2 + + 04+
Mar +5 23 22 + +5 04+ 5
Ap r 5 +0 0 + 0 + + 0 04+
Mei
Juni
Ag s 21
Sep
2
Jul i 0
+5
Ok No De t v s 1 5+ ++
1+ +5
11
0
0
0
1
12
20
+
0
0
0
0
23
3
+5
1
0
12
11
23
+12
1+
2
0
0
0
1
12
+5
041 +
0402
0
0
0
041
041 2
04+ 5
Tab!e 10. !abel Perhitungan < andalan
Hu#an Anda"an 00 +50 +00 250 'u#an (mm) 200 150 100 50 0
1
2
+
5
3
10 11 12
bu"an
Kemudian dapat digambar grafik hu#an andalan tiap bulan" Dari grafik ini terlihat baha pada pertengahan tahun curah hu#an sangat menurun dan bahkan nol" Hal ini mengindikasikan pertengahan tahun adalah musim kemarau yang #arang ter#adi hu#an"
" aitu Kebun
=
C .I . A
Dimana, . ada"a' k&e6sien tata guna "a'an, ada"a' 7ura' 'u#an anda"an dan A ada"a' "uas permukaan DA!4 8erikut ini disa#ikan tabe" peng&a'an datan9a4
8u"an . r&9eksi dari T: anda"an (m) A (m2) / n&n$
Das
Jan 045 2 04+ + 00 0 0 15 1
Fe b 045 2 04+ 00 0 0 3 01
Ma r 045 2 04+ 5 00 0 0 1 +5
Apr 045 2 04+ 00 0 0 2 ++3
Me Jun i i 045 045 2 2 041 040 + 2 00 00 0 0 0 0 02 532 2
Juli 045 2
Agt 045 2
Se pt 045 2
0 00 0 0 0
0 00 0 0 0
0 00 0 0 0
Okt 045 2 041 00 0 0 +03 50
No v 045 2 041 2 00 0 0 +5 3+
De s 045 2 04+ 5 00 0 0 3 3
kumu"ati (m+-b"n) / kumu"ati (m+-bu"an )
15 1
150 123
222 032
+01 23
+1 5+
+ 13 5
+ 13 5
+ 13 5
+ 13 5
+ 1
1+ 3+ 0
+2 5
Tab!e 1. !abel Ketersediaan )ir
3II.
$era'a Air
Dalam menetapkan dimensi tampungan aduk%kolam retensi, diperlukan analisis mengenai kebutuhan dan ketersediaan air" Ketersediaan air diperoleh dari perhitungan hu#an andalan" Sedangkan, kebutuhan air yang dalam kasus ini terdiri dari kebutuhan air domestik dapat dihitung dengan mengetahui kepadatan penduduk di daerah D!), luas pemukiman, persamaan kebutuhan air, #umlah hari dalam bulan, dan kebutuhan air domestik sehingga diperoleh kebutuhan air kumulatif" =eraca air merupakan selisih dari ketersediaan air kumulatif dengan kebutuhan air di D!) yang bersangkutan" =eraca air dapat digunakan untuk mengetahui 'olume kapasitas aduk sehingga dimensi tampungan aduk dapat ditentukan" Kebutuhan air pada makalah ini dihitung dengan persamaan kebutuhan air yang diperoleh di kelas, yaitu ;
Y = a + β 1 x 1+ β2 x 2+ β 3 x3 + ε
Keterangan ;
a, β 1 , β 2 , β 3
x 1 , x 2 , x 3
5 konstanta
5 'ariabel bebas
x 1
5 #umlah pemakai total 7orang8
x 2
5 penghasilan 7#uta
x 3
5 luas tempat tinggal 7 m
> ε
2
8
5 pengguna air total per rumah tangga 5 kesalahan acak
Pada D!) yang bersangkutan, tidak ditemukan pemukiman" Bleh sebab itu, pemukiman dimisalkan berada di sekitar D!) dalam #umlah sedikit" Data #umlah pemakai total yaitu penduduk Desa Citapen, Kecamatan Hantara diperoleh dari sensus Kabupaten Kuningan tahun +-12 dan diprediksi ke tahun +-0+ dengan cara mengkalikannya dengan angka pertumbuhan"
Diperoleh
#umlah
penduduk
di
D!) sebesar
01+
orang"
Dengan
mengasumsikan satu keluarga memiliki satu anggota keluarga yang berpenghasilan dan penghasilan rata$rata sebesar
Y = a + β 1 x 1+ β2 x 2+ β 3 x3 + ε >5 +/-"-/2232"++? 1 "04?+ +"4-.?0 > 5 11+,0 liter%orang%hari
Dari perhitungan di atas, diperoleh kebutuhan air sebesar 11+,0 liter%orang%hari" Dari perhitungan di atas dapat dihitung #umlah kebutuhan air kumulatif" Perhitungan dilakukan di dalam tabel berikut"
"u!an
:an
:um!ah =rang 01+
:u!
Agt
Sep =kt $#9
Des
01+
01+
01+
01+
01+
01+
01+
01+
01+
01+
01+
Kebutuhan air d#mestik 11+"0 11+"0 11+"0 11+"0 11+"0 11+"0 11+"0 11+"0 11+"0 11+"0 11+"0 11+"0 (L7#rg7hari) Kebutuhan air d#mestik (m7hari)
:um!ah hari
02"-0 02"-0 02"-0 02"-0 02"-0 02"-0 02"-0 02"-0 02"-0 02"-0 02"-0 02"-0 34
34
34
34
34
34
34
34
34
34
34
34
01
+/
01
0-
01
0-
01
01
0-
01
0-
01
Kebutuhan air d#mestik 1-/4" ./1"- 1-/4" 1-21" 1-/4" 1-21" 1-/4" 1-/4" 1-21" 1-/4" 1-21" 1-/4" n#n kumu!ati6 1424 2+/ 1424 1+/ 1424 1+/ 1424 1424 1+/ 1424 1+/ 1424 (m7bu!an) Kebutuhan air kumu!ati6
1-/4" +-43" 0120" +-" 2+.-" 401" 3+3" /21" .242" 1424 +1/ 0/
21+
4334 /-24 .31+ 104/ +4/
(m)
1-42 1"0
113-+ 1+3/ "22/ /"3+
Tab!e 2+. !abel Kebutuhan )ir Kumulatif
Karena tidak ada saah pada prediksi tata guna lahan pada tahun +-0+, maka kebutuhan air irigasi tidak dihitung" =eraca air diperoleh dari nilai ketersediaan air kumulatif dan nilai kebutuhan air kumulatif" =eraca air dapat dilihat dalam tabel dan grafik kumulatif berikut"
Tab!e 21. !abel =eraca )ir
Neraca u!ulati" 000000 +000000 2000000
%etersediaan
1000000
%ebutu'an air
Debit u!ulati" $!%&
0
#ulan
Dari neraca kumulatif di atas, dapat diketahui 'olume yang diperoleh dari akumulasi defisit bulan Juli, )gustus, dan September" Dengan mengasumsikan tinggi aduk sebesar 2 meter, maka diperoleh nilai dimensi aduk sebesar
A =
¿
V H
2643069 m
3
5m
5 2+4/10,.324 m + Dengan mengakarkan nilai area maka diketahui dimensi aduk yaitu 3+- meter @ 3+- meter"
Keith e'en, -obert /. $orton0s perceptual model of infiltration processes, Hydrological Processes, iley Intersciences DBI 1-;1--+ hyp 23- 7+--8 http;%%"unhas"ac"id%lkpp%tani%26+-*impasan"pdf Cho, G"!" 71.2.8 1penchannel $ydraulics" =e >ork; (c&ra$Hill Cho, G"!", (aidment, D"<", (ays, *"" 71.//8 Applied $ydrology 3#c4raw$ill Series in water resources and en5ironmental engineering. =e >ork; (c&ra$Hill Petun#uk Desain Drainase Permukaan Jalan =o" --/%t%bnkt%1..- Direktorat Jendral ina (arga Direktorat Pembinaan Jalan Kota 9nited States Department of !ransportation" 7+-1+8" $ydraulic Design of $ighway 6ul5erts7 'hird /dition" Publication =o" :H)$HI:$1+$-+4" Colorado :loodplain and Stormater Criteria (anual"
