Perencanaan Air Buangan & Drainase

3232
32
32
PERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN DAN DRAINASE

[Type the document title]
BAB I
PENDAHULUAN

Lokasi Daerah Perencanaan
Lokasi kegiatan perencanaan drainase dan penyaluran air buangan adalah Desa Cosmic.

Latar Belakang Kegiatan Perencanaan
Desa Cosmic belum memiliki sistem pembuangan air hujan dan air buangan. Sebelum dibangun sistem pembungan air perlu dibuat rancangan teknik yang sesuai dengan kondisi Desa Cosmic.

Kondisi Lokasi Kegiatan Perencanaan
Desa Cosmic merupakan daerah landai dengan ketinggian 38 – 52 m dari permukaan laut. Curah hujan di Desa ini berkisar antara 100 - 200 mm/tahun. Tanah di Desa Cosmic merupakan tanah lempung berpasir dengan kedalaman air tanah 10 – 20 m serta laju infiltrasi sedang. Luas Desa Cosmic adalah 9,579 ha. Infrastruktur yang sudah ada di Desa Cosmic adalah jalan yang telah perkerasan, jaringan listrik, jaringan telepon dan pipa distribusi air bersih. Di Desa Cosmic air buangan domestik yang berasal dari toilet/wc umumnya dialirkan ke dalam septic tank. Sedangkan air buangan dari kegiatan MCK (mandi, cuci, kakus) dan aktivitas dapur langsung dialirkan ke lahan disekitar bangunan tanpa dilakukan pengolahan terlebih dahulu.
Jumlah penduduk Desa Cosmic sampai dengan tahun 2012 adalah jiwa dengan tingkat pertumbuhan 1 % per tahun. Saluran drainase alam yang ada di Desa Cosmic adalah sungai Supernova. Berikut ini adalah petasi situasi yang menggambarkan kondisi Desa Cosmic.

Gambar 1.1 Peta Situasi Desa Cosmic

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

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

BAB II ANALISIS HIDROLOGI DAN SALURAN AIR BUANGAN
berisi tentang analisa curah hujan rencana, intensitas dan debit puncak limpasan hujan serta analisis debit air buangan.

BAB III RANCANGAN SISTEM PENYALURAN SALURAN AIR BUANGAN
berisi tentang uraian perencanaan sistem penyaluran air buangan yang akan dibuat serta analisis dimensi saluran air buangan.

BAB IV DESAIN SALURAN DRAINASE
berisi tentang uraian rancangan saluran drainase limpasan dan juga analisis dimensi saluran drainase.

BAB V PENUTUP
berisi kesimpulan dan saran perencanaan yang telah dibuat.

BAB II
ANALISIS HIDROLOGI DAN SALURAN AIR BUANGAN

2.1 Analisis Hidrologi
Analisa hidrologi bertujuan untuk memperoleh debit puncak limpasan hujan (Qp) yang akan dialirkan dalam saluran drainase. Untuk daerah pengaliran kecil dan waktu konsentrasi aliran yang pendek, Qp dapat dihitung dengan menggunakan rumus rasional (Wanielista, 1990).
Qp = 0,278 × C × i × A ……………………………………….. (2.1)
Dimana :
Qp = debit puncak limpasan hujan (m3/detik)
C = nilai koefisien C untuk sub daerah pengaliran
i = intensitas hujan (mm/jam)
A = luas daerah pengaliran (km2)
Untuk dapat menggunakan rumus rasional perlu ditentukan terlebih dahulu koefisien limpasan permukaan (C). Koefisien ini ditentukan sesuai dengan jenis penggunaan lahan dan periode ulang yang diinginkan, intensitas hujan (untuk curah hujan rencana dengan periode ulang yang diinginkan) dan luas daerah pengaliran. Rencana periode ulang hujan untuk saluran drainase berdasarkan struktur hidraulik dapat dilihat pada Tabel 2.1.

2.1.1 Periode Ulang Hujan (Tr)
Periode ulang adalah waktu perkiraan di mana hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui. Besarnya debit rencana untuk fasilitas drainase tergantung pada interval kejadian atau periode ulang yang dipakai. Jika debit yang dipilih adalah debit dengan periode ulang yang panjang, berarti debit rencana besar, maka kemungkinan terjadinya debit banjir yang melampaui debit rencana dan resiko kerusakan menjadi menurun, namun biaya konstruksi untuk menampung debit yang besar menjadi meningkat begitu pula sebaliknya (Wanielista, 1990).
Saluran drainase yang akan dibangun selain berfungsi untuk menyalurkan air hujan yang berlebih juga untuk melindungi lahan, bangunan dan badan jalan dari kerusakan akibat genangan air. Tr untuk berbagai jenis drainase adalah sebagai berikut:

Tabel 2.1 Periode Ulang Hujan (Tr) Untuk Perencanaan Drainase
Struktur hidraulik
Tr (tahun)
Sistem drainase minor
Sistem drainase mayor
Gorong-gorong minor
Gorong-gorong mayor
Kolam detensi/retensi kecil on-site
Kolam detensi/retensi besar on-site
Dataran banjir di sungai kecil
Dataran banjir di sungai besar
2 – 25
10 – 50
10 – 50
25 – 100
2, 10, 25, 100
100 – PMF
10 – 100
>100
Sumber : William S. Springer, Strom Drain Design in Land Development Handbook, The Drewberry Companies, McGraww-Hill, 2002
Berdasarkan Tabel 2.1, perencanaan drainase pada Desa Cosmic akan menggunakan sistem drainase minor karena itu periode ulang yang akan digunakan adalah 10 tahun.

2.1.2 Curah Hujan Rencana (RT)
Data curah hujan yang digunakan untuk perhitungan debit puncak limpasan hujan (Qp) adalah data curah hujan harian maksimum dari stasiun hujan terdekat pada tahun 2003-2012 dengan panjang tahun pengamatan adalah 10 tahun.

Tabel 2.2 Curah Hujan Maksimum (R)
No.
Tahun
Curah Hujan Max

(mm)
1
2003
184
2
2004
120
3
2005
127
4
2006
134
5
2007
129
6
2008
109
7
2009
133
8
2010
129
9
2011
100
10
2012
118
Sumber : Hasil analisis, 2014
Selanjutnya akan dihitung besarnya RT yaitu curah hujan rencana dengan Tr 10 tahun. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan metode analisis distribusi ekstrim Gumbel tipe I. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut (Gumbel, 1958 dalam Bedient dan Huber, 1992).
Hasil perhitungan menghasilkan RT = 157,50 mm
Rumus lengkap untuk mendapatkan nilai RT dapat dilihat di bawah ini :
RT = R+K×SR …............................................................... (2.2) R = i-1nRi÷ n …………………………………………... (2.3)
SR = i-1nRi - R2n-1 ………………………………………. (2.4)
K = -0,7797 0,5772 + TRTR-1 ...………………………. (2.5) B
Dimana :
R = curah hujan harian maksimum (mm)
R = rata–rata curah hujan harian maksimum (mm)
SR = simpangan baku
n = jumlah data
TR = periode ulang (tahun)
Berikut merupakan hasil perhitungan curah hujan rencana dengan Metode Gumbel Tipe I.

Tabel 2.3 Curah Hujan Rencana (RT)
No.
Tahun
Curah Hujan Max
X-Xi
(X-Xi)²

(mm)

1
2003
184
55,7
3102
2
2004
120
-8,3
69
3
2005
127
-1,3
2
4
2006
134
5,7
32
5
2007
129
0,7
0
6
2008
109
-19,3
372
7
2009
133
4,7
22
8
2010
129
0,7
0
9
2011
100
-28,3
801
10
2012
118
-10,3
106
Jumlah CH
1283

4508
Rata - Rata CH (Xi)
128.3

451
Simpangan Baku (SR)

22.38
K

1.30
Curah Hujan Rencana (RT)

157.50
Dari hasil perhitungan dengan jumlah data (n) 10 didapatkan nilai RT = 157.50 dengan rata-rata x = 128,3 mm dan standar deviasinya yaitu 22,381.

2.1.3 Intensitas Hujan ( i )
Apabila data curah hujan yang tersedia adalah curah hujan harian maksimum dan daerah pengalirannya kecil maka i dapat dihitung dengan menggunakan rumus Mononobe (Mori et.al, 2006). Rumus Mononobe adalah sebagai berikut :
I= R2424 24tc23 ….………………………………………... (2.6)
Dimana :
I = intensitas curah hujan (mm/jam)
R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam
tc = lamanya hujan (jam)
Rumus Mononobe memerlukan data lamanya hujan (t). Untuk rumus rasional, t yang menyebabkan Q sama dengan waktu konsentrasi aliran (tc) (Wanielista, 1990). Waktu konsentrasi aliran (tc) pada suatu daerah pengaliran dapat dihitung dengan menggunakan rumus Kirpich. Rumus Kirpich yang digunakan untuk menghitung tc adalah sebagai berikut (Springer, 2002):
tc=0,0078 × L0,77×S-0,385 ……………………………... (2.7)
Dimana :
tc = waktu konsentrasi (menit)
L = panjang aliran atau saluran (ft)
S = kemiringan rata-rata daerah pengaliran atau saluran
Menentukan tc perlu memperkirakan arah aliran di dalam setiap blok pengaliran dan ruas saluran drainase. Setiap saluran berhubungan dengan blok pengaliran tertentu. Arah aliran dan hubungan tersebut dapat dilihat pada gambar terlampir.
Kemiringan saluran drainase didapat dari elevasi saluran tertinggi dikurang dengan elevasi saluran terendah, kemudian dibagi panjang saluran drainase. Kemiringan saluran (S) pada perencanaan ini adalah 0.00438. Berikut ini adalah tc pada setiap blok pengaliran dan ruas saluran drainase.

Tabel 2.4 Waktu Konsentrasi Aliran (tc)
Nama
Luas DPSal (ha)
Panjang RS (m)
Waktu Konsentrasi (jam)
Ruas Saluran
DPSal (ha)
Luas
Leqiv
L
Leqiv
tc
teqiv
S1-S2
A;C1;C2
3,19;0,37;0,37
3,93
894;188;78
1090
0,57
0,57
S2-S3
A
3,19
3,19
894
894
0,49
0,49
S3-S4
A
3,19
3,19
894
894
0,49
0,49
S4-S5
A
3,19
3,19
894
894
0,49
0,49
S6-S7
A;C2;C3
3,19;0,37;0,37
3,93
894;78;188
1090
0,57
0,57
S7-S9
A;C3;C6
3,19;0,37;0,38
3,94
894;188;100
1112
0,58
0,58
S8-S9
C3;C5;C6
0,37;0,38;0,38
1,13
188;152;100
370
0,25
0,25
S9-S11
C6;C10
0,38;0,375
0,76
100;100
200
0,16
0,16
S10-S11
C7;C9;C10
0,38;0,375;0,375
1,13
152;150;100
402
0,27
0,27
S11-S12
C5;C6;C9;C10;C11
0,38;0,38;0,375;0,375;0,375
1,89
152;100;150;100;150
652
0,39
0,39
S12-S5
A;C1;C2;C3;C5;
3,19;0,37;0,37;0,37;0,38;
6,57
894;188;78;188;152;
2012
0,92
0,92

C6;C7;C9;C10;C11
0,38;0,38;0,375;0,375;0,375

100;152;150;100;150

S13-S5
B;C4;C8;C12
1,90;0,37;0,38;0,375
3,02
266;78;100;100
544
0,34
0,34
Setelah memperoleh tc, selanjutnya akan ditentukan intensitas hujan ( i ). Berikut merupakan intensitas hujan setiap ruas saluran.

Tabel 2.5 Intensitas Hujan ( i )
Nama
Panjang RS (m)
Intensitas (mm/jam)
Ruas Saluran
DPSal (ha)
L
Leqiv
tc
teqiv
Ieqiv
S1-S2
A;C1;C2
894;188;78
1090
0,57
0,57
79,07
S2-S3
A
894
894
0,49
0,49
87,54
S3-S4
A
894
894
0,49
0,49
87,54
S4-S5
A
894
894
0,49
0,49
87,54
S6-S7
A;C2;C3
894;78;188
1090
0,57
0,57
79,07
S7-S9
A;C3;C6
894;188;100
1112
0,58
0,58
78,26
S8-S9
C3;C5;C6
188;152;100
370
0,25
0,25
137,68
S9-S11
C6;C10
100;100
200
0,16
0,16
188,80
S10-S11
C7;C9;C10
152;150;100
402
0,27
0,27
131,94
S11-S12
C5;C6;C9;C10;C11
152;100;150;100;150
652
0,39
0,39
102,93
S12-S5
A;C1;C2;C3;C5;
894;188;78;188;152;
2012
0,92
0,92
57,72

C6;C7;C9;C10;C11
100;152;150;100;150

S13-S5
B;C4;C8;C12
266;78;100;100
544
0,34
0,34
112,96

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

Tabel 2. 6 Nilai Koefisien Limpasan Permukaan (C)

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

Tabel 2.7 Koefisien Pengaliran Setiap Blok
Nama
A
Penggunaan
C
Blok
(km²)
Lahan

A
0,0319
pemukiman
0,40
B
0,019
pemukiman
0,40
C1
0,0037
pemukiman
0,25
C2
0,0037
pemukiman
0,46

padang rumput

C3
0,0037
pemukiman
0,75

perdagangan

C4
0,0037
pemukiman
0,46

padang rumput

C5
0,0038
pemukiman
0,75

perdagangan

C6
0,0038
pemukiman
0,46

padang rumput

C7
0,0038
pemukiman
0,46

padang rumput

C8
0,0038
pemukiman
0,96

padang rumput

perdagangan

C9
0,00375
pemukiman
0,25
C10
0,00375
pemukiman
0,25
C11
0,00375
pemukiman
0,25
C12
0,00375
pemukiman
0,46

padang rumput


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

Tabel 2.8 Debit Puncak Limpasan Hujan (Qp) Pada Setiap Blok Pengaliran
Nama
Luas DPSal (ha)
Panjang RS (m)
Koefisien Pengaliran
Intensitas (mm/jam)
Qp
(m3/det)
Ruas Saluran
DPSal (ha)
Luas
Leqiv
L
Leqiv
teqiv
C
Ceqiv
Ieqiv

S1-S2
A;C1;C2
3,19;0,37;0,37
3,93
894;188;78
1090
0,57
0,40;0,25;0,25
0,39
79,07
0,34
S2-S3
A
3,19
3,19
894
894
0,49
0,4
0,40
87,54
0,31
S3-S4
A
3,19
3,19
894
894
0,49
0,4
0,40
87,54
0,31
S4-S5
A
3,19
3,19
894
894
0,49
0,4
0,40
87,54
0,31
S6-S7
A;C2;C3
3,19;0,37;0,37
3,93
894;78;188
1090
0,57
0,40;0,46;0,75
0,44
79,07
0,38
S7-S9
A;C3;C6
3,19;0,37;0,38
3,94
894;188;100
1112
0,58
0,40;0,75;0,46
0,40
78,26
0,34
S8-S9
C3;C5;C6
0,37;0,38;0,8
1,13
188;152;100
370
0,25
0,75;0,75;0,46
0,65
137,68
0,28
S9-S11
C6;C10
0,38;0,375
0,76
100;100
200
0,16
0,46;0,5
0,36
188,80
0,14
S10-S11
C7;C9;C10
0,38;0,375;0,375
1,13
152;150;100
402
0,27
0,46;0,25;0,25
0,32
131,94
0,13
S11-S12
C5;C6;C9;C10;C11
0,38;0,38;0,375;0,375;0,375
1,89
152;100;150;100;150
652
0,39
0,75;0,46;0,25;0,25;0,25
0,39
102,93
0,21
S12-S5
A;C1;C2;C3;C5;
3,19;0,37;0,37;0,37;0,38;
6,57
894;188;78;188;152;
2012
0,92
0,40;0,25;0,46;0,75;0,75
0,42
57,72
0,44

C6;C7;C9;C10;C11
0,38;0,38;0,375;0,375;0,375

100;152;150;100;150

0,46;0,46;0,25;0,25;0,25

S13-S5
B;C4;C8;C12
1,90;0,37;0,38;0,375
3,02
266;78;100;100
544
0,34
0,40;0,46;0,96;0,46
1,35
112,96
1,28

2.2 Produksi Air Buangan
Air limbah atau air buangan adalah sisa air yang di buang yang berasal dari rumah tangga, industri maupun tempat-tempat umum lainnya, dan pada umumnya mengandung bahan-bahan atau zat-zat yang dapat membahayakan kesehatan manusia serta mengganggu lingkungan hidup (Haryoto Kusnoputranto,1985).
Air limbah atau air buangan berasal dari berbagai sumber, secara garis besar dikelompokan menjadi air limbah domestik dan non domestik. Kondisi dan debit air limbah tiap wilayah tentu berbeda tergantung dari kepadatan penduduk dan tingkat aktivitas tiap penduduk tersebut.
Pada perancanaan air buangan ini hanya untuk menentukan debit air buangan yang dihasilkan oleh kegiatan domestik dan non domestik saja, sedangkan untuk unit pengolahan air buangan akan dijelaskan lebih rinci pada laporan Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan. Nilai debit buangan (Qw) dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
Qw=3,8×10-350 +P200 .......................................... (2.8)
Dimana :
Qw = rata-rata aliran limbah perhari (m3/hari)
P = populasi (jiwa)

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

Dimana :
Pn = jumlah penduduk pada akhir tahun periode
Po = jumlah penduduk pada awal proyeksi
r = rata-rata presentase tambahan penduduk tiap tahun
dn = kurun waktu proyeksi
Berikut merupakan hasil proyeksi penduduk Desa Cosmic dengan tahun proyeksi adalah 20 tahun.

Tabel 2.9 Proyeksi Penduduk Blok A
BLOK
Tahun
Penduduk Ekisting

(jiwa)
A
2013
176

2014
185

2015
194

2016
204

2017
214

2018
225

2019
236

2020
248

2021
260

2022
273

2023
287

2024
301

2025
316

2026
332

2027
348

2028
366

2029
384

2030
403

2031
424

2032
445

Tabel 2.10 Proyeksi Penduduk Blok B
BLOK
Tahun
Penduduk Ekisting

(jiwa)
B
2013
92

2014
97

2015
101

2016
107

2017
112

2018
117

2019
123

2020
129

2021
136

2022
143

2023
150

2024
157

2025
165

2026
173

2027
182

2028
191

2029
201

2030
211

2031
221

2032
232

Tabel 2.11 Proyeksi Penduduk Blok C
BLOK
Tahun
Penduduk Ekisting

(jiwa)
C
2013
168

2014
176

2015
185

2016
194

2017
204

2018
214

2019
225

2020
236

2021
248

2022
261

2023
274

2024
287

2025
302

2026
317

2027
333

2028
349

2029
367

2030
385

2031
404

2032
425

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

Tabel 2.12 Standar Air Buangan Jakarta

Sumber: Peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun 2005
Pada perhitungan debit air limbah domestik dan non domestik ini menggunakan tahun perencanaan selama 20 tahun kedepan. Dalam 20 tahun tersebut, dibagi kembali menjadi 5 tahun sehingga didapat perhitungan pada masing-masing tahun 2013, 2017, 2022, 2027 dan 2032. Tetapi debit air limbah domestik dan non domestik yang digunakan adalah pada tahun 2032 karena dalam perhitungan dimensi saluran air buangan, total limbah yang digunakan adalah pada tahun 2032.
Pada debit air buangan domestik, diasumsikan bahwa air buangan tiap penduduk sebesar 120 L/orang/hari, sehingga diketahui debit air buangan domestik di Desa Cosmic setelah 20 tahun sebagai berikut:

Tabel 2.13 Debit Air Buangan Sektor Domestik
Tahun
Penduduk Eksisting Tiap Blok (jiwa)
Debit Air Buangan
Debit Air Buangan (L/hari)

A
B
C
L/orang/hari
A
B
C
2013
176
92
168
120
21.120
11.040
20.160
2017
214
112
204
120
25.671
13.419
24.505
2022
273
143
261
120
32.764
17.127
31.275
2027
348
182
333
120
41.816
21.858
39.915
2032
445
232
425
120
53.369
27.898
50.943
Total
174.741
91.342
166.798
Rata-rata
144.294

2.2.3 Perhitungan Limbah Non Domestik
Air buangan non domestik adalah air buangan yang dihasilkan dari kegiatan-kegiatan di luar kegiatan rumah tangga, seperti dari perkantoran, perdagangan atau pendidikan. Berikut penjabaran lebih lanjut mengenai fasilitas-fasilitas di Desa Cosmic yang berkontribusi dalam menghasilkan air buangan non domestik :
Fasilitas Pendidikan
Desa Cosmic memiliki fasiltas pendidikan berupa satu bangunan SD dan satu bangunan SMP. Menurut peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun 2005, debit buangan untuk Sekolah Dasar adalah 32 L/siswa/hari sementara untuk Sekolah Menengah Pertama 40 L/siswa/hari. Jumlah siswa/i SD dan SMP di Desa Cosmic ini bertambah 30 orang tiap lima tahun. Direncanakan pada tahun 2027 akan dibangun satu gedung SMA dengan jumlah siswa bertambah 30 orang dalam 5 tahun, dimana debit buangan untuk Sekolah Menengah Atas yaitu 64 L/siswa/hari.

Fasilitas Perkantoran
Fasilitas perkantoran di Desa Cosmic pada tahun 2013 berjumlah 4 unit dan diasumsikan jumlah akan bertambah 1 unit setiap 5 tahun dengan pegawai tiap unit bertambah 5 orang. Dari peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun 2005, debit buangan untuk fasilitas perkantoran 40 L/pegawai/hari.

Fasilitas Perdagangan
Desa Cosmic juga memiliki fasilitas perdagangan berupa ruko yang bertambah 1 unit tiap lima tahun. Jumlah pegawai ruko juga ikut bertambah pula sebanyak 6 orang tiap unitnya. Dari peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun 2005, debit buangan untuk fasilitas perdagangan 80 L/penghuni/hari.

Fasiltas Peribadatan
Fasilitas peribadatan yang ada di Desa Cosmic berupa satu unit bangunan masjid dan satu unit bangunan gereja, karena penduduk di Desa Cosmic beragama Islam dan Kristen. Dalam kurun waktu 5 tahun diasumsikan jumlah masjid yang ada akan bertambah satu unit, sedangkan gereja akan bertambah satu unit dalam kurun waktu 10 tahun. Dari peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No. 122 Tahun 2005, debit buangan untuk masjid sebesar 5 L/orang/hari sementara debit buangan untuk gereja sebesar 4,5 L/orang/hari.

Berikut merupakan analisis debit air buangan non domestik pada tiap blok :

Tabel 2.14 Debit Air Buangan Sektor Non Domestik Tiap Blok
Blok
Sektor
Debit Air Buangan
Jumlah
Debit Air Buangan

2013
2017
2022
2027
2032
L/hari

L/orang/hari
unit
orang
Unit
Orang
unit
orang
unit
orang
unit
Orang
2013
2017
2022
2027
2032
A
Perkantoran
40
1
5
2
10
3
15
4
20
5
30
200
400
600
800
1.200

Sekolah (SD)
32
1
120
1
150
1
180
2
210
2
240
3.840
4.800
5.760
6.720
7.680

Peribadatan
5
1
-
1
-
1
-
1
-
2
-
5
5
5
5
10

Perdagangan
80
-
-
1
6
1
6
2
8
2
8
-
480
480
640
640
Total
4.045
5.685
6.845
8.165
9.530

Blok
Sektor
Debit Air Buangan
Jumlah
Debit Air Buangan

2013
2017
2022
2027
2032
L/hari

L/orang/hari
unit
orang
Unit
Orang
unit
orang
unit
orang
unit
orang
2013
2017
2022
2027
2032
B
Perkantoran
40
1
5
2
10
3
15
4
20
5
30
200
400
600
800
1.200

Sekolah (SD)
32
-
-
-
-
-
-
1
120
2
150
-
-
-
3.840
4.800

Peribadatan
5
-
-
-
-
-
-
-
-
1
-
-
-
-
-
5

Perdagangan
80
-
-
1
5
1
5
2
6
2
6
-
400
400
480
480
Total
200
800
1.000
5.120
6.485
Blok
Sektor
Debit Air Buangan
Jumlah
Debit Air Buangan

2013
2017
2022
2027
2032
L/hari

L/orang/hari
unit
orang
unit
orang
unit
orang
unit
orang
unit
orang
2013
2017
2022
2027
2032
C
Perkantoran
40
3
15
4
20
5
25
6
30
7
35
200
800
1.000
1.200
1.400

Sekolah (SMA)
64
1
145
1
145
1
175
1
175
2
205
9.280
9.280
11.200
11.200
13.120

Peribadatan
4.5
1
-
1
-
1
-
1
-
1
-
-
-
-
-
4,5

Perdagangan
80
2
12
3
18
4
24
5
30
6
36
960
1.440
1.920
2.400
2.880
Total
10.440
11.520
14.120
14.800
17.405

Debit buangan dari keseluruhan sektor, baik sektor domestik maupun non domestik dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 2.15 Estimasi Limbah Domestik dan Non Domestik Tiap Blok
Blok
Sektor
Debit Buangan (L/hari)
Total

2013
2017
2022
2027
2032
L/hari
m3/detik
A
Domestik
21.120
25.671
32.764
41.816
53.369
174.741
0,00202

Non Domestik

Pendidikan
3.840
4.800
5.760
6.720
7.680
28.800
0,00033

Perkantoran
200
400
600
800
1.200
3.200
3,7E-05

Perdagangan
-
480
480
640
640
2.240
2,6E-05

Peribadatan
5
5
5
5
10
30
3,5E-07
Total
0,00242

Blok
Sektor
Total

2013
2017
2022
2027
2032
L/hari
m3/detik
B
Domestik
11.040
13.419
17.127
21.858
27.898
91.342
0,00106

Non Domestik

Pendidikan
-
-
-
3.840
4.800
8.640
0,0001

Perkantoran
200
400
600
800
1.200
3.200
3,7E-05

Perdagangan
-
400
400
480
480
1.760
2E-05

Peribadatan
-
-
-
-
5
5
5,8E-08
Total
0,00121

Blok
Sektor
Total

2013
2017
2022
2027
2032
L/hari
m3/detik
C
Domestik
20.160
24.505
31.275
39.915
5.0943
166.798
0,00193

Non Domestik

Pendidikan
9.280
9.280
11.200
11.200
13.120
54.080
0,00063

Perkantoran
200
800
1.000
1.200
1.400
4.600
5,3E-05

Perdagangan
960
1.440
1.920
2.400
2.880
9.600
0,00011

Peribadatan
-
-
-
-
4,5
4,5
5,2E-08
Total
0,00272

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

Tabel 2.16 Debit Puncak Air Limbah
Blok
Sumber
Jumlah
Debit Air Limbah
Debit Air Limbah
FP
Debit Puncak

Air Buangan
(unit)
(L/hari)
m3/detik

m3/detik
A
perumahan
111
53.369
6,18E-04
1,54E-03
0,00182

perkantoran
5
1.200
1,39E-05
3,47E-05

Sekolah
2
7.680
8,89E-05
2,22E-04

peribadatan
2
10
1,16E-07
2,89E-07

perdagangan
2
640
7,41E-06
1,85E-05

B
perumahan
58
27.898
3,23E-04
8,07E-04
0,00099

perkantoran
5
1.200
1,39E-05
3,47E-05

Sekolah
2
4.800
5,56E-05
1,39E-04

peribadatan
1
5
5,79E-08
1,45E-07

perdagangan
2
480
5,56E-05
1,39E-05

C
perumahan
106
50.943
5,90E-04
1,47E-03
0,00198

perkantoran
7
1.400
1,62E-05
4,05E-05

Sekolah
2
13.120
1,52E-04
3,80E-04

peribadatan
1
4,5
5,21E-08
1,30E-07

perdagangan
6
2880
3,33E-05
8,33E-05


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

3.2 Desain Saluran Air Buangan
Sistem saluran air buangan yang direncanakan untuk melayani Desa Cosmic di desain sesuai dengan total volume air buangan baik air buangan domestik maupun air buangan non domestik. Dalam menganalisis kecepatan aliran buangan di dalam pipa ini digunakan persamaan Manning berikut:
V=1n ×R23 × S12 .............................................................. (3.1)
Dimana :
V = kecepatan aliran didalam pipa (m/s)
n = nilai koefisien manning
R = jari-jari hidrolis
S = kemiringan dasar saluran

Berikut merupakan tabel nilai koefisien kekasaran Manning (n)

Tabel 3.1 Koefisien Hazen-William Untuk Variasi Pipa
Nilai n
Jenis Pipa
140
130
120
110
100
95
60-80
Pipa sangat halus
Pipa halus, semen, besi tuang baru
Pipa baja dilas baru
Pipa baja dikeling baru
Pipa besi tuang tua
Pia besi dikeling tua
Pipa besi tua
Sumber : Data sekunder

Sebelum menganalisis kecepatan aliran buangan dalam pipa, perlu diketahui terlebih dahulu kemiringan saluran serta jari-jari hidraulik pipa. Menghitung kemiringan dasar saluran dapat menggunakan persamaan berikut :
S= (elevasi awal-elevasi akhir)p ……………………………….. (3.2)
Dimana :
S = kemiringan dasar saluran
p = panjang pipa (m)

Mencari nilai R digunakan persamaan sebagai berikut :
R = AP ....................................................................................... (3.3)
Dimana :
R = jari-jari hidrolis
A = luas penampang (m2)
P = keliling basah saluran (m)

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

Tabel 3.2 Kemiringan Saluran, Diameter Pipa & Kecepatan Aliran Dalam Pipa
Blok
Saluran
Debit Puncak
Elevasi
Panjang Pipa
S
n
yn
D
A
P
R
V
Fr
Ket

m3/detik
Awal
Akhir
m

m
Inchi
m²
m

m/s

A
S1
0,00182
44,50
43,52
256
0,004
0,12
0,58
0,07
3
0,0020
0,11
0,018
0,40
0,17
Sub kritis

S2
0,00182
43,10
41,58
14
0,109
0,12
0,31
0,04
1
0,0005
0,06
0,009
1,57
0,90
Sub kritis

S3
0,00182
42,96
41,88
194
0,006
0,12
0,54
0,07
3
0,0017
0,10
0,016
0,46
0,20
Sub kritis

S4
0,00182
40,85
40,19
140
0,005
0,12
0,56
0,07
3
0,0018
0,11
0,017
0,43
0,18
Sub kritis

S5
0,00182
39,27
37,98
88
0,015
0,12
0,45
0,05
2
0,0011
0,08
0,013
0,69
0,33
Sub kritis
B
S13
0,00099
44,77
40,61
200
0,021
0,12
0,38
0,04
2
0,0006
0,06
0,010
0,69
0,36
Sub kritis
C
S6
0,00198
42,88
42,49
68
0,006
0,12
0,55
0,07
3
0,0018
0,11
0,017
0,48
0,21
Sub kritis

S7
0,00198
42,43
42,06
32
0,012
0,12
0,48
0,06
2
0,0013
0,09
0,015
0,64
0,29
Sub kritis

S8
0,00198
42,56
41,60
140
0,007
0,12
0,53
0,06
3
0,0017
0,10
0,016
0,52
0,23
Sub kritis

S9
0,00198
42,90
42,68
100
0,002
0,12
0,66
0,08
3
0,0026
0,13
0,020
0,32
0,13
Sub kritis

S10
0,00198
42,00
41,52
140
0,003
0,12
0,61
0,07
3
0,0022
0,12
0,019
0,39
0,16
Sub kritis

S11
0,00198
41,97
41,41
96
0,006
0,12
0,55
0,07
3
0,0018
0,11
0,017
0,48
0,21
Sub kritis

S12
0,00198
40,73
39,87
134
0,006
0,12
0,54
0,07
3
0,0017
0,10
0,016
0,50
0,22
Sub kritis

BAB IV
DESAIN SALURAN DRAINASE

4.1 Saluran Drainase
Drainase atau disebut juga saluran pembuangan memiliki fungsi sebagai saluran untuk mengalirkan air buangan atau air kotor dan juga limbah yang berasal dari rumah. Dalam bidang ketekniksipilan, secara umum drainase diartikan sebagai suatu tindakan untuk mengurangi kelebihan air baik dari air hujan, rembesan, maupun irigasi. Drainase yaitu mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air. Secara umum, drainase didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Drainase juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dengan salinitas.Saluran drainase diklasifikasikan menjadi dua bentuk yaitu saluran drainase tertutup dan saluran drainase terbuka (Suripin, 2004).

4.2 Kriteria Perencanaan
Perencanaan saluran drainase di Desa Cosmic direncanakan menggunakan sistem drainase minor dengan masa perencanaan 10 tahun. Saluran drainase ini melayani seluruh wilayah Desa Cosmic yang terbagi menjadi beberapa blok. Hal ini dilakukan karena aliran air yang masuk ke tiap saluran antar blok memiliki debit yang berbeda. Adanya debit aliran yang berbeda pada tiap blok menyebabkan dimensi di setiap saluran menjadi berbeda pula.
Saluran drainase dirancang untuk memperoleh aliran sub kritis (aliran tenang). Aliran kritis dihindari karena tidak stabil sementara aliran superkritis dihindari karena berpotensi menyebabkan kerusakan. Kecepatan aliran dirancang tidak melebihi kecepatan izin. Kecepatan izin berfungsi untuk mencegah pengendapan dan tumbuhnya tumbuhan penganggu maka kecepatan aliran air di dalam saluran disarankan 0,6 m/detik. Untuk saluran drainase kota dengan dinding dari batu atau beton kecepatan aliran di dalam saluran pada saat mengalirkan debit puncak disarankan antara 0,9 – 3 m/detik (Wesli, 2008).
Penampang saluran yang digunakan dalam perencanaan ini berbentuk persegi dengan dinding beton kasar. Penampang saluran dengan bentuk persegi ini dipilih karena lebih mudah dalam tahap analisis. Berikut ini merupakan rumus yang digunakan untuk mencari dimensi saluran berbentuk persegi :
A=by …………. (4.2)
P=b+2y …………. (4.3)
R=AP …………. (4.4)

Tabel 4.1 Dimensi Saluran Drainase
Saluran
Qd
So
n
Y
b
A
P
R
C
Fboard
y saluran
A
v
Ket

mᵌ/det
m/m

M
m
m²
m
m

m
m
m²
m/detik

S1-S2
0.34
0.005
0.014
0.332
0.663
0.503
1.327
0.379
0.17
0.237
0.569
0.378
0.896
Sub kritis
S2-S3
0.31
0.004
0.014
0.329
0.658
0.491
1.315
0.374
0.17
0.236
0.565
0.372
0.835
Sub kritis
S3-S4
0.31
0.003
0.014
0.356
0.712
0.608
1.425
0.427
0.17
0.246
0.602
0.429
0.724
Sub kritis
S4-S5
0.31
0.005
0.014
0.324
0.648
0.473
1.297
0.365
0.17
0.235
0.559
0.362
0.857
Sub kritis
S6-S7
0.38
0.003
0.014
0.385
0.770
0.749
1.540
0.486
0.17
0.256
0.641
0.494
0.767
Sub kritis
S7-S9
0.34
0.003
0.014
0.372
0.744
0.684
1.489
0.459
0.17
0.252
0.624
0.464
0.731
Sub kritis
S8-S9
0.28
0.004
0.014
0.324
0.648
0.472
1.296
0.364
0.17
0.235
0.559
0.362
0.780
Sub kritis
S9-S11
0.14
0.008
0.014
0.218
0.436
0.165
0.873
0.189
0.17
0.193
0.411
0.179
0.786
Sub kritis
S10-S11
0.13
0.004
0.014
0.243
0.486
0.219
0.972
0.226
0.17
0.203
0.446
0.217
0.613
Sub kritis
S11-S12
0.21
0.004
0.014
0.286
0.572
0.338
1.143
0.296
0.17
0.220
0.506
0.289
0.733
Sub kritis
S12-S5
0.44
0.002
0.014
0.432
0.864
1.017
1.728
0.588
0.17
0.271
0.703
0.607
0.722
Sub kritis
S13-S5
1.28
0.007
0.014
0.520
1.040
1.666
2.079
0.801
0.17
0.297
0.817
0.850
1.512
Sub kritis
Sumber : Hasil alasisis, 2014

4.3 Rancangan Saluran Drainase Limpasan
Perencanaan saluran drainase air limpasan dan air buangan dilakukan di Desa Cosmic dengan waktu perencanaan untuk 20 tahun mendatang. Saluran drainase dibuat berdasarkan peta wilayah yaitu :
Gambar kondisi wilayah Desa Cosmic
Gambar jalur aliran pada saluran drainase air limpasan
Gambar jalur aliran gabungan pada saluran drainase air limpasan dan air buangan
Adapun gambar tersebut dapat dilihat pada lampiran.

BAB V
PENUTUP

5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan dalam perencanaan saluran drainase air limpasan hujan yaitu:
Perencanaan dilakukan berdasarkan data curah hujan dengan periode ulang 10 tahun dengan intensitas terendah adalah 57,72 mm/jam dan tertinggi yaitu 188,80 mm/jam serta didapatkan debit limpasan (Qp) untuk Desa Cosmic yaitu 4,48 m3/detik.
Saluran drainase Desa Cosmic pada saluran 1 dengan penampang segi empat memiliki lebar (b) = 0,663 m, kedalaman (y) = 0,332 m dan kecepatan aliran air limpasan (v) yaitu 0,896 m/detik.
Sedangkan pada saluran air buangan perencanaan menggunakan data debit buangan domestik dan non domestik berdasarkan proyeksi pertumbuhan penduduk. Contoh debit rencana didapat dari perhitungan pada blok A yaitu 0,00182 m3/detik.

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

DAFTAR PUSTAKA
Hardjosuprapto,Kusnoputranto.1985.Desain Drainase Perkotaan Vol. 1, ITB, Bandung.

Martin P. Wanielista, 1990, Hydrology and Water Quantity Control, Wiley and Sons, New York.

Mori et al,2006. Mekanika Fluida Edisi Keempat Jilid 2 (Terj.).Erlangga, Jakarta.

Peraturan Gubernur Provinsi Jakarta No.122 Tahun 2005 .

Wesli, 2008. Drainase Perkotaan. Graha Ilmu. Yogyakarta
William, S Springer, 1990. Storm Drain Design in Land Development Handbook, The Drewberry Companies

Perencanaan Air Buangan & Drainase

Recommend Documents