Modul Perencanaan Drainase.pdf

PETUNJUK

PERENCANAAN DRAINASE

OLEH :

Petunjuk Perencanaan Drainase

KATA PENGANTAR

Tugas besar merupakan salah satu kegiatan dari perkuliahan yang dimaksudkan untuk mengaplikasikan dan memperdalam teori-teori yang telah di peroleh sebelumnya. Melalui tugas besar diharapkan mahasiswa tidak hanya mengerti tentang teori-teori perencanaan drainase tetapi dapat merencanakan drainase suatu kawasan sebagai bekal kerja nantinya. Salah satu media yang dapat membantu memperlancar dan mencapai hasil maksimal adalah “Petunjuk Praktikum/Tugas”, oleh karena itu perlu disusun modul tersebut. Buku ini berisi arahan dalam merencanakan drainase permukaan, yang terdiri dari perencanaan sistem drainase suatu kawasan, aspek hidrologi dan hidrolika dalam perencanaan drainase. Dalam perencanaan sistem drainase akan dipelajari bagaimana sistem yang yang sesuai dan efisisen untuk suatu kawasan. Aspek hidrologi akan membahas mengenai cara menghitung debit rencana untuk suatu saluran drainase.Sedangkan aspek hidrolika akan membahas mengenai disain dan dimensi saluran yang memadai. Mudah-mudahan buku ini dapat digunakan dengan sebaik-baiknya oleh para mahasiswa Program Studi Diploma III Teknik Sipil dan mereka yang membutuhkannya.

Pembina,

Petunjuk Perencanaan Drainase DAFTAR ISI

Hal. Halaman Judul……………………………………………………………...

i

Kata Pengantar……………………………………………………………...

ii

Daftar Isi………………………………………………………....................

iii

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Pengertian Umum………………………………………………

1

1.2 Siklus Dan Tahapan Pembangunan Sistem Drainase…………..

2

1.3 Prosedur Kerja Perencanaan Drainase………………………….

3

BAB 2. SISTEM DRAINASE

2.1 Landasan Teori…………………………………………………

4

2.2 Skema Klasifikasi Sistem Drainase…………………………….

5

2.3 Data Perancangan………………………………………………

6

2.4 Analisa Sistem Jaringan Drainase………………………………

7

BAB 3. ASPEK HIDROLOGI


3.4 Data……………………………………………………………..

26

3.5 Pembahasan Analisa Hidrologi…………………………………

27

BAB 4. ASPEK HIDROLIKA

4.1 Landasan Teori…………………………………………………

31

4.2 Pemilihan Bentuk Saluran Ekonomis…………………………..

34

4.3 Bangunan Air Gorong – Gorong (Culvert)…………………….

35

4.4 Data…………………………………………………………….

38

4.5 Pembahasan Analisa Hidrolika…………………………………

38

LAMPIRAN


BAB

PENDAHULUAN

1 1.1.Pengertian Umum

Drainaie berasal dari kata “drain” (bhs. Inggris) yang berarti membuang air yang menggenang. Secara umum adalah suatu ilmu yang mempelajari cara – cara atau teknik untuk membuang air (pemutusan air) dari suatu tempat yang dipandang berlebihan (meluap = sering disebut banjir, menggenang). Sebagai akibat dari adanya hujan yang terjadi dalam kurun waktu tertentu. Dalam ilmu jelas ada kaitan erat antara : -

Terjadinya hujan yang menyebabkan meluap dan melimpasnya air (banjir) serta menggenangnya air.

-

Cara maupun usaha manusia untuk menghilangkan, mengarahkan dan membuang air agar tidak meluap (banjir) dan menggenang. Mengatur sistem pembuangan air limpasan hujan. Sedangkan

drainase

perkotaan

adalah

ilmu

drainase

yang

mengkhususkan pengkajian pada kawasan perkotaan yang erat kaitannya dengan kondisi lingkungan fisik, dan lingkungan sosial budaya yang ada di


1.2.Siklus Dan Tahapan Pembangunan Sistem Drainase

Pra Studi Kelayakan

Identifikasi Proyek

Studi Kelayakan

PERENCANAAN DAN PEMROGRAMAN

Perencanaan Rinci

EVALUASI DAN MONITORING

Persiapan Konstruksi

PELAKSANAAN PEMBANGUNAN OPERASI DAN PEMELIHARAAN

Project Completion

Konstruksi


1.3.Prosedur Kerja Perencanaan Drainase Dalam setiap kegiatan pembangunan yang berkaitan dengan teknik, selalu dilakukan melalui beberapa tahap dalam suatu prosedur sebagai berikut: Mulai Data: 1. Site plan 2. Peta topografi 3. Data Curah Hujan

Perencanaan Sistim Jaringan Drainase Analisis Hidrologi Analisis Hidrolika Cek Q renc < Q sal

Selesai


BAB

SISTIM DRAINASE

2 2.1. Landasan Teori

Air hujan yang jatuh dipermukaan harus secepatnya dibuang ke saluran agar tidak terjadi genangan-genangan dan tidak mengalir melalui permukaan jalan-jalan yang dapat

merusak permukaan badan jalan.

Banyaknya air hujan yang harus dibuang tergantung pada jumlah hujan dan jenis permukaan. Jenis permukaan mempengaruhi jumlah air yang dapat diserap oleh permukaan tanah, dan yang tidak dapat diserap harus dibuang melalui jaringan drainase. Jumlah air hujan ditentukan oleh jumlah maksimum air hujan yang turun pada duration dan return period tertentu sesuai dengan life time bangunan

yang

terlindungi

(dilindungi

oleh

penutup

atap)

untuk

memperlancar pembuangan maka suatu daerah harus dibagi dalam beberapa zoning yang dituangkan dalam layout plan. Perencanaan sistim jaringan drainasi dimaksudkan untuk menentukan penempatan atau

perletakan

dari

saluran drainasi sehingga

secara

keseluruhan membentuk jaring – jaring (jaringan) dalam kesatuan wilayah


e. Mengingat adanya kemiringan tanah searah, maka perlu dikembangkan sistim blok yaitu dengan membagi daerah menjadi zone dengan sistem drainase yang saling terpisah antara satu dengan yang lain. f. Sedapat mungkin saluran drainase air hujan terpisah dengan saluransaluran yang lain yang ada. g. Sedapat mungkin saluran drainase digabungkan menjadi satu dengan saluran jalan.

2.2 Skema Klasifikasi Sistem Drainase Menurut terbentuknya

Letak bangunan

Jenis Drainase

Menurut fungsi

Menurut konstruksi

Alamiah Buatan

Permukaan tanah Bawah perm. tanah

Sigle purpose Multi purpose

Terbuka Tertutup

Pararel atau sisir


2.3 Data Perancangan

Untuk memulai suatu perencanaan sistem drainase, perlu dikumpulkan data – data penunjang agar hasil perencanaan dapat dipertanggungjawabkan. Jenis data tersebut meliputi : 

Peta lay out existing atau site plan Untuk perencanaan detail, yaitu penempatan saluran-saluran kwarter dan tersier diperlukan peta situasi atau site plan dalam skala besar, misalnya 1 : 1000. Pada peta sudah digambarkan rumah-rumah dan jalan serta kenampakan-kenampakan lain yang penting. Hendaknya site plan tersebut berskala agar lebih memudahkan dalam pengukuran atau perhitungan luasan daerah yang akan diukur.



Peta topografi Peta topografi terdapat garis-garis kontur dimana digambarkan dengan beda tinggi 0,5 m untuk lahan yang sangat datar atau 1 m untuk lahan curam. Peta topografi sangat penting dalam melihat arah aliran limpasan air hujan, jadi dalam perencanaan drainase terutama dalam pembuatan saluran drainase hanya mengikuti kontur pada peta topografi tersebut. Jika beda kontur terlalu curam hendaknya dalam perencanaan saluran drainase menggunakan bangunan terjunan untuk menghindari


2.4 Analisa Sistim Jaringan Drainase

1. Sesuai dengan kontur peta topografi, pilihlah alternative pola sistem jaringan drainase sesuai dengan skema klasifikasi sistem drainase diatas

untuk menentukan pola sistim jaringan drainase yang paling efisien dan efektif dalam menjamin lancarnya limpasan air pada saluran drainase. (tuangkan dalam peta/site plan dan dilengkapi notasi salurannya).

2. Analisalah dan berikan alasanmu! Mengapa pola jaringan drainase tersebut dipilih, serta jelaskan apa keuntungan dan kerugiannya terhadap kondisi peta/siteplan tersebut! 3. Hitung luasan total DAS, dan bagilah DAS tersebut menjadi beberapa sub DAS pada peta siteplan anda. 4. Hitung luas masing-masing Sub DAS untuk masing-masing saluran dan tuangkan dalam bentuk table. No

1

Nama

Sub

Luas Sub

Saluran

DAS

DAS (m )

Kwarter

A B …

2

Tersier

A+B

2

Panjang Saluran (m)

Beda elevasi (m)


BAB

ASPEK HIDROLOGI

3 3.1 Landasan Teori

Analisis hidrologi dilakukan terhadap data hujan untuk mendapatkan besarnnya intensitas curah hujan sebagai dasar perhitungan debit banjir rencana pada daerah yang direncanakan untuk dibuat bangunan drainasi. Analisis hidrologi yang dilakukan akan meliputi kegiatan : -

Pengumpulan data hidrologi (data curah hujan)

-

Analisis data yang dilakukan dengan maksud agar data siap untuk dianalisis selanjutnya.

-

Analisis frekwensi dilakukan terhadap data yang siap untuk mendapatkan hasil, yaitu intensitas curah hujan. Beberapa karakteristik hujan yang perlu ditinjau dalam analisis dan

perencanaan hidrologi meliputi:

• Intensitas I, adalah laju hujan = tinggi air persatuan waktu, misalnya mm/menit, mm/jam, atau mm/hari.

• Lama waktu (durasi) t, adalah panjang waktu dimana hujan turun dalam menit atau jam.


• Waktu konsentrasi tc adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik control yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran.

3.2 Pengukuran Curah Hujan

Curah hujan dapat diukur menggunakan alat ukur hujan yang umumnya disebut dengan sukat hujan (rain gauge), atau sering juga disebut Pluviometer (pluviometer ) atau penakar hujan dari suatu pos hujan. Satuan untuk mengukur curah hujan adalah 1 mm. Nilai itu menunjukkan bahwa tebal hujan menutupi ai atas permukaan bumi setebal 1 mm, dan zat cair itu tidak meresap ke dalam tanah (permukaan bumi dianggap kedap air) atau tidak menguap kembali ke atmosfer. Untuk mengukur curah hujan dapat digunakan alat ukur hujan dan dibedakan menjadi dua jenis, yaitu : a) Alat ukur hujan biasa (AUHB) (rain gauge, RG) b) Alat ukur hujan otomatik (AUHO )(automatic rain fall recorder, ARR) Tipe alat ukur hujan otomatis ada tiga yaitu:

• Weighting Bucket Raingauge • Float Type Raingauge


1. Pengisian Data Kosong

Data curah hujan yang hilang disebabkan oleh beberapa hal, seperti alat ukur rusak, pengamat berhalangan, dan data pencatatan hilang. Untuk data dari stasiun (selain stasiun yang datanya hilang) terdapat pencatatan hujan jangka panjang, maka dapat dicari dengan metode Normal Ratio Kuthog dengan rumus sebagai berikut : r a =

1 ⎡ Ra

Ra Ra Ra ⎤ ⎢ r 1 + r 2 + r 3 + .... + r n ⎥ n ⎣ R1 R2 R3 Rn ⎦

Dimana : r a

= data hujan yang akan dicari.

R a

= ∑ hujan tahunan normal pada stasiun yang datanya hilang.

R 1…R n

= ∑ hujan tahunan pada stasiun 1 s/d n

r 1…r n

= hujan pada saat yang sama dengan hujan yang akan dicari dari stasiun 1 s/d n.

n

= jumlah stasiun hujan disekitar stasiun yang akan dicari.

2. Pengecekan Kualitas Data Hujan

Data hujan yang diperlukan harus dicek sebelum digunakan untuk analisis hidrologi lebih lanjut. Agar tidak mengandung kesalahan dan harus


Salah

satu

cara

untuk

menguji

konsistensi

adalah

dengan

menggunakan analisis kurva massa ganda (double mass curve analysis) untuk data hujan musiman atau tahunan dari suatu DAS.

3. Tebal Hujan Rata-rata DAS

Hujan yang terjadi dapat merata di seluruh kawasan yang luas atau terjadi hanya bersifat setempat. Jika terjadi hujan setempat saja maka kita hanya mendapat curah hujan di daerah itu. Sedangkan di suatu areal terdapat beberapa alat penakar atau pencatat curah hujan, maka dapat diambil nilai rata-rata untuk mendapatkan nilai curah hujan areal. Ada tiga macam metode pendekatan yang dapat digunakan untuk menentukan tebal hujan rata-rata dari suatu DAS antara lain : a. Metode rata-rata aritmatik R =

1 n

( R1 + R 2 + R3 + .... + Rn)

dimana : R

= curah hujan daerah (mm)

R1, R2, …, Rn = curah hujan ditiap titik pengamatan. n

= jumlah titik atau pos pengamatan.


c. Metode Isohiet R =

A1. R1 + A2 . R2 + ... + An . Rn A1 + .... + An

dimana : R

= hujan rerata daerah (mm)

A1, A2, …, An

= luas bagian-bagian antara garis-garis isohiet (km )

R 1, R 2, …, R n

= curah hujan rata-rata pada bagian-bagian A 1, A2, …, An

2

(mm).

4. Analisis Frekuensi Dan Probabilitas

Tujuan analisis frekuensi data hidrologi adalah berkaitan dengan besaran

peristiwa-peristiwa

ekstrim yang

berkaitan

dengan

frekuensi

kejadiannya melalui penerapan distribusi kemungkinan. Analisis frekuensi ini didasarkan pada sifat statistic data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas besaran hujan di masa yang akan datang. Dengan anggapan bahwa sifat statistic kejadian hujan yang akan datang masih sama dengan sifat statistic kejadian hujan masa lalu. Dalam ilmu statistic dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah :


Parameter statistic yang penting dan berkaitan dengan analisa data : Parameter

Rata – rata

Sample

1

x =

n

s=⎢

Koefisien variasi

CV =

∞

n

∑ x

µ

i

i =1

⎡ 1

Simpangan baku

Populasi

= E ( X ) = ∫ xf ( x)dx −∞

⎤

n

∑ ( xi − x )2 ⎥

⎣ n − 1 i =1

⎦

s

1 2

σ

= { E [( x − µ ) 2 ]}

CV =

x

1 2

σ µ

n

Koefisien skewness

n G=

∑ ( x − x)

3

i

i =1

(n − 1)(n − 2).s 3

γ =

E ( x − µ ) 2 σ

3

5. Pengeplotan Probabilitas

Ada dua cara untuk mengetahui ketepatan distribusi probabilitas data hidrologi, yaitu data yang ada diplot pada kertas probabilitas yang sudah didesain khusus atau menggunakan skala plot yang melinierkan fungsi distribusi. Posisi pengeplotan data merupakan nilai probabilitas yang dimiliki oleh masing-masing data yang diplot. Metode yang paling sering digunakan adalah metode persamaan Weibull :


Misal : Uji pada sumbu x, untuk n = 25 (dimana n adalah banyaknya data) ; derajat kepercayaan ( α )= 0,05 (5%); ∆ y max = 13%, maka nilai ∆ cr = 0,27 (lihat pada tabel smirnov – kolmogorof).

• Uji CHI – SQUARE ⎡ ∆ y 2 ⎤ Ketentuan : ∑ ⎢ < x 2 , maka data probabilitas hujan dapat ⎥ ⎣ y ⎦ dipakai. Dipakai derajat kepercayaan , α = 0,05 (5%). Cari nilai percentile (P) = (100% -

α

) dan nilai x 2 dapat dilihat pada

tabel chi – square. Dimana : y

= data curah hujan probabilitas.

∆ y = jarak atau simpangan vertical terjauh dari garis lurus grafik probabilitas.

Tabel. Nilai Kritis SMIRNOV - KOLMOGOROF N

Derajad kepercayaan, α 0,20

0,10

0,05

0,01

5

0,45

0,51

0,56

0,67

10

0,32

0,37

0,41

0,49

15

0,27

0,30

0,34

0,40


Tabel. Distribusi CHI – SQUARE (Sumber : Shanin, 1976 : 203) v

PERCENTILE, P 0,995

0,99

0,975

0,95

0,90

0,75

0,50

0,25

1

7,88

6,63

5,02

3,94

2,71

1,32

0,455

0,102

2

10,6

9,21

7,38

5,99

4,61

2,77

1,39

0,575

3

12,8

11,3

9,35

7,81

6,25

4,11

2,37

1,21

4

14,9

13,3

11,1

9,49

7,78

5,39

3,36

1,92

5

16,7

15,1

12,8

11,1

9,24

6,63

4,35

2,67

6

18,5

16,8

14,4

12,6

10,6

7,84

5,35

3,45

7

20,3

18,5

16,0

14,1

12,0

9,04

6,35

4,25

8

22,0

20,1

17,5

15,5

13,4

1 0,2

7,34

5,07

9

23,6

21,7

19,0

16,9

14,7

1 1,4

8,34

5,90

10

25,2

23,2

20,5

18,3

16,0

12,5

9,34

6,74

11

26,8

24,7

21,9

19,7

17,3

13,7

10,3

7,58

12

28,3

26,2

23,3

21,0

18,5

14,8

11,3

8,44

13

29,8

27,7

24,7

22,4

19,8

16,0

12,3

9,30

14

31,3

29,1

26,1

23,7

21,1

17,1

13,3

10,2

15

32,8

30,6

27,5

25,0

22,3

18,2

14,3

11,0

16

34,3

32,0

28,8

26,3

23,5

19,4

15,3

11,9

17

35,7

33,4

30,2

27,6

24,8

20,5

16,3

12,8

18

37,2

34,8

31,5

28,9

26,0

21,6

17,3

13,7

19

38,6

36,2

32,9

30,1

27,2

22,7

18,3

14,6

20

40,0

37,6

34,2

31,4

28,4

23,8

19,3

15,5

21

41,4

38,9

35,5

32,7

29,6

24,9

20,3

16,3

22

42,8

40,3

36,8

33,9

30,8

26,0

21,3

17,2


7. Curah Hujan Rancangan Kala Ulang : 1; 2; 5; 10 Tahunan

Dalam perhitungan curah hujan rancangan kala ulang, terlebih dahulu harus mengenal periode ulang dalam perencanaan drainase. Suatu data hidrologi (bisa data hujan, debit sungai dll) adalah (x) akan mencapai suatu harga tertentu atau disamai (x i) atau kurang dari (x i) atau lebih atau dilampaui dari (x i) dan diperkirakan terjadi sekali dalam kurun waktu T tahun, maka T tahun ini dianggap sebagai periode ulang dari (x i) Contoh : R 2 tahun = 115 mm Dalam perencanaan saluran drainasi periode ulang yang dipergunakan tergantung dari fungsi saluran serta daerah tangkap hujan yang akan dikeringkan. Menurut pengalaman, penggunaan periode ulang adalah : -

untuk perencanaan saluran kwarter (periode ulang 1 th)

-

untuk perencanaan saluran tersier (periode ulang 2 th)

-

untuk perencanaan saluran sekunder (periode ulang 5 th)

-

untuk perencanaan saluran primer (periode ulang 10 th)

Penentuan periode ulang juga didasarkan pada pertimbangan ekonomi. Hitung logaritma hujan atau banjir dengan periode ulang T dengan rumus :


8. Waktu Konsentrasi (tc)

Dalam analisis intensitas hujan perlu memahami karakteristik hujan seperti durasi hujan dan waktu konsentrasi terlebih dahulu. Durasi hujan adalah lama kejadian hujan (menit, jam) durasi hujan diperoleh dari pencatatan alat pengukur hujan baik manual (sederhana) maupun dengan alat penakar hujan otomatik. Dalam perencanaan drainasi durasi hujan ini sering dikaitkan dengan waktu konsentrasi. Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik paling jauh ke titik yang ditentukan dibagian hilir suatu saluran. Untuk mencari waktu konsentrasi terdapat tiga alternative rumus : (1) waktu konsentrasi (tc) ditinjau dari 2 komponen (t 0 + t d) ; (2) waktu konsentrasi (tc) dari rumus distribusi hujan jam – jaman dengan menggunakan model “MONONOBE”; (3) waktu konsentrasi untuk DAS kecil di daerah pertanian. A. Waktu konsentrasi (tc) ditinjau dari 2 komponen (t 0 + td)

Pada prinsipnya waktu konsentrasi dapat dihitung menjadi 2 (dua) komponen : 1. Inlet time (to), yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir diatas permukaan tanah menuju kesaluran drainasi terdekat.


Waktu konsentrasi besarnya sangat bervariasi dan dipengaruhi oleh berbagai faktor, yaitu : -

Luas daerah pengaliran

-

Kemiringan dasar aliran

-

Panjang saluran drainasi

-

Debit dan kecepatan aliran

Dalam perencanaan drainasi waktu konsentrasi sering dikaitkan dengan durasi hujan, karena air yang melimpas mengalir dipermukaan tanah dan selokan drainasi (sebagai akibat adanya hujan) selama t waktu, maka dianggap hujan yang terjadi berlangsung selama t waktu.

Hujan terjadi selama t

A t0 = 0 t1 = x1 Permukaan tanah

B Saluran drainasi

Waktu utk mengalir = t = t 1 + t2 Anggapan

t2 = x2

lama hujan = waktu konsentrasi


Rumus

distribusi

jam

– jaman

model MONONOBE

dilihat

berdasarkan pengamatan di Indonesia, lamanya hujan terpusat (t) tidak lebih dari 7 jam, maka dalam perhitungan ini diasumsikan hujan terpusat 6 jam sehari. Langkah selanjutnya, menghitung nisbah hujan jam – jaman : . T − (t − 1)( RT −1 ) Rt = t R Dimana : R T

= Rerata Intensitas hujan dalam T jam

R t

= Curah hujan pada jam ke T

t

= Waktu konsentrasi atau lamanya hujan terpusat

R (t-1) = Intensitas hujan dalam (t-1) Selanjutnya menghitung hujan netto. Hujan netto adalah bagian dari hujan total yang menghasilkan limpasan langsung. Untuk mencari hujan netto digunakan rumus : Rn = C . R

Dimana : Rn

= Hujan Netto (mm)

C

= Koefisien Pengaliran (lihat tabel)

R

= Curah hujan rancangan kala ulang T (mm)


9. Koefisien Pengaliran Permukaan (C)

Jika daerah aliran saluran (DAS) terdiri dari berbagai macam penggunaan lahan dengan koefisien aliran permukaan yang berbeda, maka C yang dipakai adalah koefisien DAS yang dihitung dengan rumus: n

∑ Ci. Ai C =

i =1 n

∑ Ai i =1

Dimana: Ai

= Luas lahan dengan jenis penutup tanah i,

Ci

= Koefisien aliran permukaan jenis penutup tanah i

n

= Jumlah jenis penutup lahan

Tabel. Koefisien limpasan untuk metode Rational Diskripsi lahan/karakter permukaan

Koefisien Aliran, C

Bisnis : 

Perkotaan

0.70 – 0.95



Pinggiran

0.50 – 0.70

Perumahan :


Halaman, tanah berpasir : 

datar 2%

0.05 – 0.10



rata-rata 2-7%

0.10 – 0.15



curam, 7%

0.15 – 0.20

Halaman, tanah berat : 

datar 2%

0.13 – 0.17



rata-rata 2-7%

0.18 – 0.22



curam, 7%

0.25 – 0.35

Halaman kereta api

0.10 – 0.35

Taman Tempat bermain

0.20 – 0.35

Taman, perkuburan

0.10 – 0.25

Hutan : 

datar 0-5%

0.10 – 0.40



bergelombang, 5-10%

0.25 – 0.50



berbukit 10-30%

0.30 – 0.60

Sumber: Mc. Guen, 1989

10. Analisis Intensitas Hujan

Intensitas curah hujan adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume hujan tiap satuan waktu.


LANGKAH – LANGKAH MENCARI INTENSITAS HUJAN :

A. Jika yang tersedia data curah hujan jangka pendek atau berdurasi. Rumus yang digunakan : 

Rumus TALBOT (1881)

I =

a t + b

Dimana : I

= Intensitas hujan (mm/jam)

T

= lamanya hujan (jam)

a dan b = konstanta yang tergantung pada lamanya hujan yang terjadi di DAS.

[ I .t ]⎣ I 2 ⎦ − ⎣ I 2 .t ⎦[ I ] a= N [ I 2 ] − [ I ][ I ] b=



[ I ][ I .t ] − N I 2 .t N [ I 2 ] − [ I ][ I ]

Rumus SHERMAN (1905), cocok untuk jangka waktu curah hujan yang lamanya lebih dari 2 jam. I =

a n

t

Dimana :

Petunjuk Perencanaan Drainase 

Rumus ISHIGURO (1953) I =

a t + b

Dimana : I

= Intensitas hujan (mm/jam)

t

= lamanya hujan (jam)

a dan b = konstanta

a=

b=

⎣ ⎦ N [ I ] − [ I ][ I ]

I t I 2 − I 2 t [ I ] 2

⎣ I ⎦ I .

t − N I 2 t

[ ]

N I − [ I ][ I ] 2

Dimana : [ ] = jumlah angka – angka dalam tiap suku N = banyaknya data

1. Tentukan besarnya curah hujan yaitu dari perkalian antara tinggi hujan dengan 60 menit dibagi durasi hujan yang bersangkutan. 2. Lakukan perhitungan probabililitas sesuai hasil distribusi frekuensi untuk


Lengkung intensitas CH adalah grafik yang menyatakan hubungan antara intensitas CH (It) dengan durasi hujan t, hubungan tersebut dinyatakan dalam bentuk lengkung intensitas CH untuk kala ulang tertentu.

Terjadi 1x dlm 10 th Intensitas CH Satuan : 

mm/jam 3 2  m /det/km  l/det/ha

Terjadi 1x dlm 5 th

10 th

Terjadi 1x dlm 2 th

5 th

Terjadi 1x dlm 1 th

2 th 1 th

30

60 menit durasi hujan (t)

B. Jika yang tersedia data hujan harian atau tahunan Rumus yang digunakan : 

Rumus MONONOBE 2

120 menit


3. Lakukan perhitungan waktu konsentrasi (tc) untuk masing – masing sub DAS. 4. Lakukan perhitungan dengan cara yang sama untuk masing – masing periode ulang. Ket : Untuk rumus MONONOBE dicari terlebih dahulu waktu konsentrasinya (tc).

11. Debit Rencana

Debit banjir rencana dapat ditentukan melalui berbagai metode, salah satu metode yang sering digunakan adalah metode rasional dengan rumus: Q = 0,002778.C . I . A

Dimana : 3

Q = debit puncak banjir untuk periode ulang T tahun (m /det) A = luas daerah tangkap hujan (ha) I

= Intensitas curah hujan untuk durasi hujan t ( mm/jam)

C = Koefisien Aliran permukaan (0
Tentukan nilai C, jika DAS terdiri dari bermacam – macam penggunaan lahan, maka C yang dipakai adalah koefisien DAS dengan


3.4 Data

Kedalaman curah hujan jangka pendek di pos penakar hujan terdekat dengan lokasi Perumahan …………………………..sebagai berikut: No

Tahun

1

Durasi (menit)

1 hr

2 hr

68

76

-

112

71

100

-

86

98

116

124

137

80

92

89

79

-

125

70

75

105

95

119

124

-

38

54

66

75

114

102

135

-

49

42

45

67

77

125

124

112

130

22

42

56

-

52

96

98

95

126

154

29

42

44

30

42

98

53

88

156

166

256

16

34

36

41

59

48

65

88

99

124

145

172

1970

15

18

28

40

43

46

74

128

78

156

133

198

12

1971

11

23

35

29

55

45

55

86

122

185

158

182

13

1972

17

21

32

38

48

51

56

75

125

95

142

163

14

1973

19

25

22

39

52

50

60

70

97

96

94

142

15

1974

21

28

29

43

45

53

61

85

95

174

188

248

16

1976

20

26

31

42

41

42

72

113

89

130

173

227

17

1977

27

27

30

45

35

48

69

55

138

145

169

195

5

10

15

30

45

60

120

180

360

720

1960

22

25

30

48

52

53

56

63

64

2

1961

18

22

32

50

29

54

45

85

3

1962

16

26

35

42

48

47

60

4

1963

18

23

26

59

45

56

5

1964

19

24

36

43

49

6

1965

20

30

40

41

7

1966

27

28

17

8

1967

21

35

9

1968

14

10

1969

11


3.5 Pembahasan Analisa Hidrologi

1. Pengisian data kosong (jika ada data kosong); 2. Pengecekan kualitas data (untuk data curah hujan tahunan); 3. Menentukan tebal hujan rata-rata DAS; 4. Hitung intensitas hujannya pada lokasi rencana anda. (Tuangkan dalam bentuk tabel)

Contoh untuk durasi 5 menit No

Tahun

Durasi (menit) 5

1

1960

2

1961

3

1962

4

1963

5

1964

6

1965

.

.

dst

dst

.

.

29

1989

10

15

30

45

60

120

180

360

720

1

2

hr

hr


5. Analisis Frekwensi. Cari standart deviasinya dengan metode yang sesuai data anda untuk masing-masing durasi hujan. No

Tahun

1

1960

2

1961

3

1962

4

1963

5

1964

6

1965

7

1966

8

1967

9

1968

10

1969

.

.

dst

dst

.

.

26

1986

27

1987

X1

(X1-Xrata-rata)

(X1-Xrata-rata)

2


6. Hitung dan tabelkan harga-harga intensitas hujan untuk berbagai durasi dan periode ulang. 7. Hitung harga tiap-tiap suku untuk perhitungan tetapan-tetapan dalam rumus intensitas hujan 8. Bandingkan kecocokan masing-masing rumus intensitas hujan tersebut dan cari rumus yang paling sesuai. 9. Hitung curah hujan rancangan kala ulang 1; 2; 5; 10 tahun (sesuai dengan pembagian saluran pada site plan anda); 10. Gambarkan dalam grafik hubungan antara intensitas hujan dengan durasi hujan untuk berbagai periode ulang dari metode yang paling sesuai. 11. Hitung debit rencana untuk masing-masing saluran dan tabelkan.


Table perhitungan debit rencana untuk masing-masing saluran dari data hujan yang tersedia No

Daerah

Luasan

Koefisien

Kemiringan

panjang

panjang

Koef.

Kecepatan

Waktu

Intensitas

Debit

aliran

DAS

aliran, C

lahan, S

lahan, L

saluran

Manning,

aliran dalam

konsentrasi,

hujan, I

rencana

(m)

drainasi,

n

saluran , V

tc (menit)

(mm/jam)

(m3/det)

A (ha)

Ls (m)

(m/det )

12. Buatlah skema hasil perhitungan debit untuk DAS yang terdiri dari beberapa sub area.

30


BAB

ASPEK HIDROLIKA

4 4.1 Landasan Teori

Analisis hidraulika dalam teknik drainasi terutama diarahkan pada penentuan kapasitas saluran drainasi (kemampuannya) dalam menerima beban drainasi (limpasan air akibat terjadinya hujan) pada suatu daerah tangkap hujan. Analisis yang dilakukan akan meliputi : 

Penentuan atau pemilihan bentuk saluran drainasi (terbuka, tertutup atau pipa)



Penentuan batas kecepatan aliran rata – rata pada saluran



Penentuan besarnya kemiringan dasar saluran drainasi



Penentuan besarnya koefisien kekasaran dinding saluran



Penentuan besarnya dimensi saluran yang dapat menampung beban drainasi

Besarnya kriteria (ketentuan) yang digunakan dalam analisis hidraulika : a. Kecepatan aliran


Jenis material dinding saluran

Batas kecepatan aliran (m/det) Min Max

Beton Aspal Pasangan batu pecah dan batu bata Campuran kerikil dan lempung Campuran pasir kasar, kerikil dan tanah Campuran pasir halus dan tanah lumpur

0.6 0.6 0.6 0.6 0.3 0.1

3 1.5 1.8 1.0 0.6 0.2

b. Kemiringan dasar saluran Penentuan

kemiringan

dasar

saluran

diusahakan

mengikuti

kemiringan permukaan tanah (kontur tanah) di daerah rencana. Apabila kemiringan terlalu terjal maka harus dibuat konstruksi pemecah gaya terjun (bangunan terjun) pada tempat – tempat tertentu yang memungkinkan, sehingga dinding dan dasar saluran tidak cepat rusak.


d. Dimensi saluran drainasi (Debit Saluran) Untuk menentukan dimensi saluran drainasi digunakan rumus umum, yaitu : Q=A.V=A.

1 2 3 12 R S n

Dimana : 3

Q = Debit aliran dalam saluran (m /det) 2

A = Penampang basah saluran (m ) V = Kecepatan aliran dalam saluran (m/det) Rumus tersebut kemudian berkembang sesuai dengan penggunaan koefisien kekasaran dindingnya. UNTUK MANNING : V=

1 2 3 12 R S n

Dimana : V = Kecepatan aliran dalam saluran (m/det) n

= Koefisien kekasaran dinding saluran (Manning)

S

= Kemiringan dasar saluran (% = m/det)

R

A


4.2 Pemilihan Bentuk Saluran Ekonomis

Persamaan

–

persamaan

yang

digunakan

untuk

perhitungan

penampang saluran berbentuk trapesium yang ekonomis dirumuskan sebagai berikut : h 3−

2

B = 2h 3 −

4

P=

8 3

3

3

h 3 = 2h 3

h 3=

2 3

h 3

1 ⎛ 2 ⎞ 2 A = ⎜ h 3 + h 3 ⎟ h = h 3 3 ⎝ 3 ⎠ Luas penampang melintang (A); keliling basah (P); Saluran dengan penampang melintang yang berbentuk trapesium dengan lebar dasar (B); kedalaman aliran (h); dan kemiringan dinding l : m. Penampang trapesium yang paling efisien jika kemiringan dindingnya, m=

1 3

o

atau ө = 60 . Penurunan rumus untuk mencari tinggi air, h:

1 2 1 V = R 3 S 2 n

R =

A P

=

h2 3

2h 3

=

h

2


Jadi :

⎡ ⎤ Q h=⎢ −1 − 2 / 3 1 / 2 ⎥ ⎣ ( 3.n .2 .S )⎦

0.375

Tinggi jagaan (F) = 25% . h Maka, tinggi saluran (H) = h + F = h + 25%. h = 125/100. h

(m)

4.3 Bangunan Air Gorong – Gorong (Culvert)

Bangunan gorong – gorong dimaksudkan untuk meneruskan aliran air buangan yang melintas di bawah jalan raya. Dalam merencanakan gorong – gorong perlu memperhatikan hal – hal sebagai berikut : 

Harus cukup besar untuk melewatkan debit air maksimum dari daerah pengaliran secara efisien.



Kemiringan dasar gorong – gorong dibuat lebih besar dari saluran pembuangannya, dimaksudkan agar dapat menggelontorkan sediment.



Keadaan aliran pada gorong – gorong. Dikenal ada 2 keadaan aliran gorong – gorong yakni :


D

= Tinggi gorong – gorong (m)

Q

= Debit air maksimum (m /dtk)

H

= Elevasi muka air di hulu gorong – gorong dikurangi elevasi

3

dasar gorong – gorong. Asumsi : o

Dimisalkan kecepatan air dalam gorong – gorong diambil 1,5 m/dtk dengan dinding gorong – gorong dari beton.

o

Ketebalan tanah penutup di atas gorong – gorong minimm 0,6 m diambil 0,8 m.

o

Elevasi muka air hulu 1m di bawah muka jalan.

o

Lebar jalan lingkungan tergantung pada site plan anda.

Kebutuhan gorong – gorong = x x. (B.h) = Q/V

x=

Q V ( B.h)

Cek kecepatan : V=

Q

syarat : V hitungan < V asumsi (1,5 m/dtk)


H

= Elevasi muka air di hulu gorong – gorong dikurangi elevasi dasar gorong – gorong.

2. Kendali outlet Pada gorong – gorong bertekanan, tinggi tekan air ditentukan dengan menggunakan persamaan energi antara hulu dan hilir : Zu +

Vu

2

2g

2

= Hf + Zd +

Vd

2g

Dimana : Zu

= elevasi muka air hulu (upstream) diukur dari datum.

Zd

= elevasi muka air hilir (downstream) diukur dari datum.

Hf

= total kehilangan energi antara hulu dan hilir gorong –gorong. Kehilangan tinggi tekan melalui gorong – gorong adalah jumlah

kehilangan pada inlet, sepanjang gorong – gorong dan pada outlet. Diasumsikan kehilangan inlet dan outlet disini adalah sebesar 0,2 dan 0,1. Rumus umum :

Modul Perencanaan Drainase.pdf

Recommend Documents