Studi Identifikasi dan Analisa Sistem Drainase Untuk Penanggulangan Banjir Pada Kecamatan Medan Johor dan Kecamatan Medan Polonia (Studi kasus : Jln. Brigjend Katamso dan Jln. Diponegoro)

(1)

STUDI IDENTIFIKASI DAN ANALISA SISTEM DRAINASE

UNTUK PENANGGULANGAN BANJIR PADA

KECAMATAN MEDAN JOHOR DAN KECAMATAN MEDAN POLONIA (Studi Kasus : Jln. Brigjend Katamso dan Jln. Diponegoro)

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas- tugas

Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

Oleh:

PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MARLINA SARI HARAHAP

(2)

STUDI IDENTIFIKASI DAN ANALISA SISTEM DRAINASE UNTUK PENANGGULANGAN BANJIR PADA

KECAMATAN MEDAN JOHOR DAN KECAMATAN MEDAN POLONIA (Studi Kasus : Jln. Brigjend Katamso dan Jln. Diponegoro)

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas- tugas

Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara

Disusun Oleh:

MARLINA SARI HARAHAP NIM. 070 424 026

Disetujui oleh : Pembimbing

Ir. Terunajaya, M.Sc. NIP. 19500817 198112 1 001

Penguji I Penguji II Penguji III

Ir. Boas Hutagalung, M.Sc Ir. Sufrizal, M.Eng. Ivan Indrawan, ST

NIP. 194706021980031001 NIP.19520310198003100 NIP. 97612052006041001

Diperiksa Oleh : Diketahui Oleh :

Koordinator PPE Departemen Teknik Sipil Ketua Departemen Teknik Sipil

Ir. Faizal Ezeddin, MS Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP. 19490713 198003 1 001 NIP. 19561224 198103 1 002

FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

(3)

KATA PENGANTAR

Segala Puji bagi Allah SWT yang telah memberikan Inayah serta Hidayah- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Judul yang dipilih dalam Tugas Akhir ini adalah ” Studi Identifikasi dan Analisa Sistem Drainase Untuk Penanggulangan Banjir Pada Kecamatan Medan Johor dan Kecamatan Medan Polonia (Studi kasus : Jln. Brigjend Katamso dan Jln. Diponegoro) ”.

Selama Penyusunan Tugas Akhir ini Penulis mengucapkan terima kasih istimewa kepada :

1. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, selaku dosen pembimbing utama yang telah membimbing penulis dalam penulisan Tagus Akhir ini;

2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara;

3. Bapak Ir. Faizal Ezeddin, MS, selaku Koordinator Program Pendidikan Ekstention;

4. Seluruh Dosen dan Pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya Departemen Teknik Sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak awal hingga akhir perkuliahaan;

5. Terima kasih yang tulus dari hati penulis ucapkan sebagai penghargaan kepada mereka yang terus mendo’akan dan menyokong penulis yaitu kepada kedua orang tua tercinta Ayahanda Darman Harahap dan Ibunda Maryam Siregar, jutaan terima kasih buat saudara/i yang penulis sayangi dengan

(4)

6. Terima kasih yang besar penulis ucapkan kepada teman-teman yang telah membantu serta memberikan motivasi kepada penulis agar tetap istiqomah, bersemangat dan berjuang menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.

7. Terima kasih untuk semua yang telah menjadi saudara/i, sahabat dan teman kemarin, sekarang dan seterusnya, semoga Allah memberi Rahmat dan Berkah ke atas usaha kita semua dan membuka pintu hati kita untuk menerima kebenaran, Insya Allah. Amien.

Besar harapan, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca, Amin.

Medan, Mei 2010

Marlina Sari Harahap 070 424 026

(5)

ABSTRAK

Kecamatan Medan Polonia dan Kecamatan Medan Johor merupakan bagian dari kecamatan di kota Medan. Kecamatan Medan Polonia mempunyai luas sekitar 9,01 km dan berbatasan langsung dengan kecamatan Medan Johor. Sedangkan kecamatan Medan Johor berbatasan langsung dengan kecamatan Medan Maimun dan kecamatan Medan Polonia.

Data analisa debit banjir rencana periode ulang 10 tahunan dan 20 tahunan merupakan bagian dari Studi Identifikasi dalam penanggulangan banjir dan rencana desain drainase, dengan analisa frekuensi terhadap data curah hujan dari stasiun Klimatologi Sampali kecamatan Medan Polonia. Analisa frekuensi diperlukan data curah hujan yang didasarkan pada sifat statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas besaran hujan yang akan datang masih sama dengan sifat statistik kejadian hujan masa lalu. Perhitungan data curah hujan yang diperoleh dari BMG menggunakan Metode Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log Person III, Distribusi Gumbel.

Data curah hujan yang diperoleh dari BMG selama 20 tahun terakhir akan dilakukan uji kelayakan probabilitas hujan periode ulang sepuluh tahunan dengan metode Distribusi Normal = 541,25 mm, Distribusi Log Normal = 534,56 mm, Distribusi Log Person III = 540,754 mm, Distribusi Gumbel = 577,30 mm, dan probabilitas hujan periode ulang 20 tahunan untuk Distribusi Normal = 578,84 mm, Distribusi Log Normal = 580,76 mm, Distribusi Log Person III = 628,058 mm, dan Distribusi Gumbel = 648,02 mm.

Permasalahan Drainase perkotaan bukanlah persoalan yang sederhana, banyak faktor yang harus dipertimbangkan. Biasanya pada daerah kumuh dan yang paling banyak mengalami kerugian akibat genangan air hujan. Faktor permasalahan drainase dalam perencanaan ini antara lain, pertambahan debit banjir akibat perubahan tata guna lahan, penyempitan dan pendangkalan saluran akibat desakan permukiman dan endapan sedimen, permasalahan sampah. Prioritas penanganan masalah drainase ditentukan juga berdasarkan perilaku tindakan cepat dan manfaat pembangunan. Hal ini merupakan prioritas utama dan diharapkan menjadi perhatian serius bagi Pemerintah daerah.

(6)

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ...i

ABSTRAK ...iii

DAFTAR ISI ...iv

DAFTAR TABEL ...vii

DAFTAR GAMBAR ...ix

DAFTAR NOTASI ...xi

BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Data Umum ...1

1.2. Latar Belakang ...2

1.3. Maksud dan Tujuan ...3

1.4. Manfaat ...4

1.5. Ruang Lingkup ...4

1.6. Pembatasan Masalah ...4

1.7. Metode Pengumpulan Data ...5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Data Umum ...6

2.2. Karateristik Wilayah Studi ...7

2.2.1. Genangan dan Permasalahannya ...7

2.2.2. Letak Geografis ...8

2.2.3. Tofografi Kec. Medan Johor dan kec. Medan Polonia ...8

(7)

2.3. Analisan Hidrologi ...12

2.3.1. Data Curah Hujan ...12

2.3.2. Analisa Frekuensi Curah Hujan ...13

2.32.1. Distribusi Normal ...14

2.3.3.2. Distribusi Log Normal ...15

2.3.2.3. Distribusi Log Person III...16

2.3.2.4. Distribusi Gumbel ...18

2.3.3. Intensitas Curah Hujan ...21

2.3.4. Koefisien Limpasan ...21

2.3.5. Debit Rencana ...23

2.3.6. Waktu Konsentrasi...25

2.4. Kriteria Hidrolika ...26

2.4.1. Saluran Terbuka ...27

2.4.2. Saluran Tertutup ...31

2.4.3. Dimensi Saluran ...31

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Umum ...34

3.2. Kondisi Eksisting dan Permasalahan Drainase ...34

3.3. Analisa Frekuensi Curah Hujan ...35

3.3.1. Intensitas Hujan ...35

3.3.2. Debit Rencana ...36

(8)

BAB IV. DATA DAN ANALISA DATA

4.1. Umum ...44

4.2. Analisa Hidrologi ...44

4.2.1. Analisa Curah Hujan Harian Maksimum...44

4.3. Analisa Catchment Area dan Koefisien Run Off ...54

4.4. Analisa Waktu Konsentrasi dan Intensitas ...59

4.5. Analisa Debit Rencana ...67

4.6. Analisa Kapasitas Penampang Drainase ...71

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ...96

5.2. Saran ...98 DAFTAR PUSTAKA

(9)

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1. Parameter Statistik yang penting ...13

2.2. Nilai Variabel Reduksi Gauss ...15

2.3. Nilai K untuk distribusi Log Person III...18

2.4. Standar Deviasi (Yn) untuk Distribusi Gumbel ...20

2.5. Reduksi Variat (YTR) sebagai fungsi Periode Ulang Gumbel ...20

2.6. Reduksi Standard (Sn) untuk Distribusi Gumbel ...20

2.7. Koefisien Limpasan Berdasarkan Tata Guna Lahan untuk Metode Rasional, McGuen, 1989 ...23

2.8. Koefisien Kekasaran Manning ...33

2.9. Nilai Kemiringan Dinding Saluran Sesuai Bahan ...33

3.1. Rekomendasi Periode Ulang (Tahun) Untuk Desain Banjir dan Genangan ...36

3.2. Data Curah Hujan dari BMG Stasiun Polonia Kota Medan Selama 20 Tahun Terakhir ...39

4.1. Analisa Curah Hujan Distribusi Normal ...45

4.2. Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Normal ...45

4.3. Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Normal ...46

4.4. Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Normal ...47

(10)

4.8. Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Gumbel ...52

4.9. Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum ...53

4.10. Perhitungan Cacthment Area dan Koefisien run Off ...55

4.11. Analisa Intensitas Curah Hujan ...56

4.12. Analisa Waktu Konsentrasi dan Intensitas Hujan Rencana ...59

4.13. Kriteria desain Hidrologi Sistem Drainase Perkotaan ...61

4.14. Analisa Debit Rencana ...61

4.15. Kondisi Eksisting Saluran Sekunder 1 Tipe (1-A) ...63

4.16. Kondisi Eksisting Saluran Sekunder 1 Tipe (1-B) ...64

4.17. Kondisi Eksisting Saluran Sekunder 1 Tipe (1-C) ...65

4.18. Kondisi Eksisting Saluran Sekunder 1 Tipe (1-D) ...65

4.19. Kondisi Eksisting Saluran Sekunder 1 Tipe (1-E) ...66

4.20. Kondisi Eksisting Saluran Sekunder 1 Tipe (1-F) ...66

4.21. Kondisi Eksisting Saluran Sekunder 1 Tipe (1-A) ...67

4.22. Kondisi Eksisting Saluran Sekunder 1 Tipe (1-B) ...67

4.23. Kondisi Eksisting Saluran Sekunder 1 Tipe (1-C) ...68

4.24. Kondisi Eksisting Saluran Sekunder 1 Tipe (1-D) ...68

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1. Siklus Hidrologi ...9

2.2. Lintasan Aliran Waktu Inlet Time (To) dan Conduit Time (Td) ..26

2.3. Penampang Saluran Persegi ...29

2.4. Penampang Saluran Trapesium ...30

3.1. Drainase Existing Jln B. Katamso ...40

3.2. Drainase Existing Jln B. Katamso ...40

3.3. Drainase Existing Jln B. Katamso ...41

3.4. Drainase Existing Jln B. Katamso ...41

3.5. Drainase Existing Jln Diponegoro ...42

3.6. Drainase Existing Jln Diponegoro ...42

3.7. Drainase Existing Jln Diponegoro ...43

3.8. Drainase Existing Jln Diponegoro ...43

4.1. Grafik Curah Hujan Maksimum dan Periode Ulang ...53

(12)

DAFTAR NOTASI

A = Luas Daerah Aliran Sungai (Km²) A = Luas Penampang Drainase (m²) C = Koefisien Aliran Permukaan C = Koefisien Variansi

C = Koefisien Chezy

G = Koefisien Kemencengen ”Skewnees” h = Kedalaman Penampang Drainase (m) H = Beda Tinggi Permukaan (m)

I = Intensitas Hujan (mm/jam)

K = Faktor Frekuensi dari peluang atau periode ulang dan type Model Matematik Distribusi peluang yang digunakan untuk analis peluang

L = Panjang lintasan aliran diatas permukaan lahan (m) Ls = Panjang lintasan aliran didalam saluran/sungai (m) n = Jumlah data pengamatan

P = Keliling Basah

Q = Laju Aliran permukaan (debit) puncak (m³/det) Q = Debit Banjir dengan periode ulang T Tahun (m³/det) r = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam) R = Jari-jari hidrolis (m)

R24= Curah Hujan Maksimum harian selama 24 jam

(13)

S = Kemiringan rata-rata saluran utama

S = Reduksi Standart Deviasi ”Reduced Standard Deviation” S = Standart Deviasi

t = _c Waktu Konsentrasi

t = _o Inlet time ke saluran terdekat (menit)

t = _d Conduit time sampai ke tempat pengukuran (menit) T = Lamanya hujan (jam)

V = Kecepatan aliran sungai (m/det)

X = Perkiraan nilai peluang yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T Tahunan

Xi = Data Ke-i

Y = Harga tengah Reduced Variate “Reduced Mean” Y = Reduced Variate, sebagai fungsi periode ulang

(14)

ABSTRAK

(15)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Data Umum

Di Indonesia kata banjir merupakan kata yang sangat popular,khususnya dalam musim hujan. Perencanaan pengamatan terhadap banjir disebut juga perencanaan pengendalian banjir yang pada dasarnya sangat tergantung pada peranan dan fungsi daripada sungai.

Permasalahan banjir diperkotaan diakibatkan pemanfaatan lahan yang tidak tertib inilah yang menyebabkan persoalan drainase menjadi sangat kompleks. Dalam pembahasan drainase perkotaan yang lebih lanjut akan dititik beratkan pada penanggulangan banjir suatu kota yang selalu menjadi pertanyaan oleh semua orang, oleh karena itu mengetahui karakteristik suatu kota tersebut sangat diperlukan.

Factor penyebab terjadinya banjir, diantaranya adalah : a. Curah Hujan

Banjir atau genangan ditimbulkan oleh curah hujan yang tinggi sehingga air sungai akan melebihi tinggi tebing sungai.

b. Kapasitas drainase yang tidak memadai

Daerah genangan yang drainasenya tidak memadai sering menjadi sasaran timbulnya musim banjir pada daerah tersebut.

(16)

c. Sampah

Membuang sampah tidak pada tempatnya sangat mudah dijumpai dalam masyarakat luas dan tentu hal ini tidak baik, karena umumnya mereka langsung membuang sampah kesungai. Sikap seperti ini akan mengakibatkan dampak negatif karena pembuangan sampah di alur sungai dapat meninggikan muka air kerana menghalangi aliran yang menimbulkan terjadinya banjir.

d. Drainase Lahan

Daerah Pengembangan lahan pertanian pada daerah bantuan banjir akan mengurangi kemampuan bantaran dalam menampung debit air yang tinggi. Oleh karena itu besarnya debit banjir dapat ditinjau dengan analisa hidrologi yang didasarkan pada analisa data curah hujan yang umumnya dilakukan perhitungan dengan menggunakan metode statistik.

1.2. Latar Belakang

Kecamatan Medan Polonia berbatasan langsung dengan kecamatan Medan Johor di sebelah selatan, kecamatan Medan Petisah di sebelah utara, kecamatan Medan Baru di sebelah barat, dan kecamatan Medan Maimun di sebelah timur. Kecematan Medan Polonia merupakan salah satu kecamatan di Kota Medan yang mempunyai luas sekitar 9,01 km2. Dan kecamatan Medan Johor berbatasan dengan Kecamatan Medan Maimun dan Medan polonia sebelah Utara, kecamatan Namorambe dan Delitua Kabupaten Deli Serdang sebelah Selatan, kecamatan Medan Amplas sebelah Timur, dan kecamatan Medan Selayang dan Medan Tuntungan sebelah Barat.

(17)

Kebutuhan terhadap drainase berawal dari kebutuhan air untuk kehidupan manusia di mana untuk kebutuhan tersebut manusia memanfaatkan sungai untuk kebutuhan rumah tangga, pertanian, perikanan peternakan dan lain sebagainya. Bentuk daripada keadaan tersebut mengakibatkan daerah yang tergenang di kecamatan Medan Polonia dan kecamatan Medan Johor semakin bertambah. Untuk mengatasi permasalahan genangan tersebut maka diperlukan panangan yang terencana yakni dengan melakukan identifikasi permasalahan secara seksama dan membuat desain yang mampu mengatasi masalah tersebut

1.3. Maksud Dan Tujuan

Sesuai dengan judul tugas akhir ini maksud dari studi Identifikasi Penanggulangan Banjir dan Rencana Desain Sistem Drainase kecamatan Medan Polonia dan kecamatan Medan Johor ini adalah :

• Supaya adanya dasar penanganan sarana drainase di dua kecamatan tersebut secara efektif dan efisien.

Sedangkan tujuannya adalah :

• Untuk mengetahui besaran Q saluran eksisting drainase kecamatan Medan Polonia dan kecamatan Medan Johor yang ditinjau pada Jl. Brigjend Katamso dan Jl. Diponegoro.

• Membuat suatu perbandingan antara Qrencana dengan Qyang ada dilapangan untuk mengetahui daerah mana yang memenuhi syarat dan tidak termasuk daerah genangan atau banjir.

(18)

1.4. Manfaat

Penulis Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat bagi :

a. Untuk menghindari dampak kota khususnya kecamatan Medan Polonia dan kecamatan Medan Johordari dampak genangan air hujan yang merugikan.

b. Sebagai bahan referensi bagi siapa saja yang membacanya khususnya bagi mahasiswa yang menghadapi masalah yang sama.

c. Untuk pihak – pihak lain yang membutuhkannya.

1.5. Ruang Lingkup

Permasalahan yang umum dihadapi dari banjir dan bentuk drainase sebagai berikut :

a. Penyempitan dan pendangkalan dimensi drainase kota akibat endapan sedimen.

b. Pengikisan bentuk drainase akibat banjir.

1.6. Pembatasan Masalah

Permasalahan yang akan penulis identifikasi ataupun di bahas adalah : a. Perhitungan debit banjir rencana yang didasarkan pada analisa

hidrologi dari data curah hujan yang ada di kota Medan khususnya di kecamatan Medan Polonia dan kecamatan Medan Johor.

b. Perhitungan kapasitas saluran drainase eksisting kecamatan Medan Polonia dan kecamatan Medan Johor dan membandingkannya dengan debit banjir hasil analisa.

(19)

c. Lokasi yang akan ditinjau pada penulisan ini adalah khusus bagian kecamatan Medan Johor (Jln. Brigjend Katamso) dan kecamatan Medan Polonia (Jln. Diponegoro).

d. Penulis tidak membahas permasalahan-permasalahan umum lainnya yang sering terjadi pada pengendalian banjir dan perencanaan desain drainasenya dikarenakan keterbatasan waktu serta sarana dan prasarana.

1.7. Metode Pengumpulan Data

Metode pengumpulan data untuk mencapai maksud dan tujuan diatas ruang lingkup pekerjaan yang harus dilakukan penulis adalah :

a. Melakukan pengumpulan data hidrologi sehingga besarnya debit banjir rencana dapat dihitung.

b. Menyajikan dimensi saluran drainase yang telah ada.

c. Mengumpulkan data mengenai kondisi fisik kecamatan Medan Johor dan kecamatan Medan Polonia.

(20)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Data Umum

Drainase merupakan sebuah sistem yang dibuat untuk menangani persoalan kelebihan air baik kelebihan air yang berada di bawah permukaan tanah maupun air yang berada di bawah permukaan tanah. Kelebihan air dapat disebabkan oleh intensitas hujan yang tinggi atau akibat dari durasi hujan yang lama. Secara umum drainase didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan pada suatu kawasan. (Menurut Wesli, Drainase Perkotaan, 2008).

Drainase perkotaan adalah ilmu drainase yang khusus mengkaji kawasan perkotaan yang erat kaitannya dengan kondisi lingkungan fisik dan lingkungan sosial budaya yang ada di kawasan kota tersebut. Drainase perkotaan juga merupakan sistem pengeringan dan pengaliran air dari wilayah perkotaan yang meliputi kawasan permukiman, industri & perdagangan, sekolah, rumah sakit, lapangan olah raga, dan lain-lain. Disain drainase perkotaan memiliki keterkaitan dengan tata guna lahan, tata ruang kota, master plan drainase kota dan kondisi sosial budaya masyarakat terhadap kedisiplinan dalam hal pembuangan sampah.

(21)

2.2 Karateristik Wilayah Studi 2.2.1 Genangan dan Permasalahannya

Genangan atau banjir merupakan suatu permasalahan drainase perkotaan. Genangan dapat terjadi akibat air hujan. Faktor - faktor Penyebab Permasalahan Banjir di Medan saat ini, secara umum dijelaskan sebagai berikut:

1. Kondisi lahan daerah pengaliran sungai-sungai yang melewati kota sudah pada taraf yang sangat memprihatinkan, hal ini mengakibatkan peningkatan debit banjir yang sangat signifikan dengan bertambahnya Koefesien Run-Off. Daerah-daerah yang dulunya merupakan daerah resapan air yang diharapkan mampu menyimpan dan menahan air telah berubah fungsi menjadi daerah pemukiman bahkan beberapa diantaranya telah berubah menjadi daerah industri.

2. Permasalahan sampah di saluran-saluran drainase yang ada. Masalah ini merupakan masalah klasik yang menuntut kesadaran dan partisipasi masyarakat sekitar.

3. Bukaan/lubang disisi-sisi jalan yang berfungsi untuk menampung dan menyalurkan limpasan air hujan yang berada sepanjang jalan menuju ke saluran (Street Inlet) yang tidak terawat dengan baik sehingga menyulitkan air untuk mengalir dari jalan menuju saluran yang ada.

Faktor khusus dari penyebab permasalahan banjir Medan : kurangnya saluran induk yang melayani sistem drainase makro kota medan, sedangkan saluran-saluran induk yang ada sekarang ini beberapa diantaranya dalam kondisi

(22)

2.2.2 Letak Geografis

Pemerintahan pada kecamatan Medan Polonia mempunyai luas wilayah seluas 9,01 km2 yang terletak diatas permukaan Laut 27 meter dan yang terdiri dari 5 kelurahan. Batas wilayah secara administrasi adalah sebagai berikut : • Sebelah Utara berbatasan dengan Kecamatan Medan Petisah

• Sebelah Selatan berbatasan dengan Kecamatan Medan Johor • Sebelah Barat berbatasan dengan Kecamatan Medan Baru • Sebelah Timur berbatasan dengan Kecamatan Medan Maimun

Dan Pemerintahan pada kecamatan Medan Johor mempunyai luas wilayah seluas ± 1.696 Ha yang terdiri dari 6 kelurahan. Batas wilayah secara administrasi adalah sebagai berikut :

• Sebelah Utara berbatasan dengan Kecamatan Medan Maimun dan Medan Polonia

• Sebelah Selatan berbatasan dengan Kecamatan Namorambe dan Delitua Kabupaten Deli Serdang

• Sebelah Barat berbatasan dengan Kecamatan Medan Selayang dan Medan Tuntungan

• Sebelah Timur berbatasan dengan Kecamatan Medan Amplas

2.2.3. Tofografi dalam daerah pengaliran

Kondisi topografi seperti corak, elevasi, gradient, arah pengaliran dan lain-lain dari daerah pengaliran mempunyai pengaruh terhadap sungai dan hidrologi daerah pengaliran tersebut. Corak daerah pengaliran adalah faktor bentuk yakni perbandingan panjang sungai utama terhadap lebar rata-rata daerah pengaliran.

(23)

Jika faktor bentuk menjadi lebih kecil dengan kondisi skala daerah pengaliran yang sama maka hujan lebat yang merata akan berkurang dengan perbandingan yang sama sehingga kemungkinan terjadi banjir akan kecil. Elevasi daerah pengaliran dan elevasi rata-rata mempunyai hubungan dengan infiltrasi, limpasan permukaan, kelembaban dan pengisian air tanah. Gradien daerah pengaliran adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi waktu mengalirnya aliran permukaan, waktu konsentrasi dan mempunyai hubungan langsung terhadap debit banjir. Arah daerah pengaliran mempunyai pengaruh terhadap kehilangan evaporasi dan transpirasi karena mempengaruhi kapasitas panas yang diterima dari matahari.

Perencanaan sistem drainase sangat ditentukan oleh topografi wilayah. Kesalahan data topografi akan mengakibatkan kerugian-kerugian yang tidak terduga akibat terjadinya banjir dan genangan yang timbul dari perencanaan sistem drainase yang salah.

(24)

2.2.4. Klimatologi

Dengan adanya kutipan dari buku Badan Pusat Statistik, daerah Kecamatan Medan Polonia terletak pada ketinggian 27 meter diatas permukaan laut, mempunyai luas wilayah seluas 9,01 km2, dan daerah Kecamatan Medan Johor luas areal ±1.696 Ha.

Dari hal diatas kita dapat mengetahui bahwa, permasalahan utama drainase adalah terjadinya genangan. Daerah genangan ini mencakup genangan potensial. Hal-hal yang perlu di catat adalah sebagai beriikut :

1. Petakan lokasi genangan yang berada dalam area studi.

2. Catat luas, tinggi dan lamanya genangan serta frekuensi dan waktu kejadian dalam satu tahun untuk masing-masing daerah genangan.

3. Catat penyebab genangan apakah disebabkan karena hujan atau karena tidak dapat mengalir dan lain-lain.

Masalah banjir atau genangan yang terjadi pada lokasi tertentu dan penyebab banjir atau genangan tersebut dapat berasal dari kota itu sendiri, akibat kurang berfungsinya saluran drainase yang ada, juga berasal dari luar kotadisebabkan meluapnya sungai sekitarnya akibat terlalu mengalir air hujan dari bagian hulu. Besarnya kerugian tergantung besaran genangan meliputi luas, frekuensi, tinggi dan lamanya genangan, tetapi yang paling menentukan besarnya kerugian adalah nilai kegiatan yang ada dalam lokasi tersebut. Pendekatan umum mengenai penentuan alternatif pemecahan masalah drainase bertitik tolak dari penyebab utama timbulnya banjir/genangan itu sendiri.

(25)

Ditinjau dari segi fungsi pelayanan sistem drainase perkotaan diklasifikasi menjadi sistem drainase utama (major drainage sistem) dan sistem drainase lokal (minor drainage sistem).

a. Sistem Drainase Utama

Yang termasuk dalam sistem drainase utama adalah saluran primer, sekunder dan tersier beserta bangunan kelengkapannya yang melayani kepentingan sebagian besar warga masyarakat. Pengelolaan sistem utama merupakan tanggung jawab pemerintah kota.

b. Sistem Drainase Lokal

Yang merupakan dalam sistem drainase local adalah sistem saluran awal yang melayani suatu kawasan kota tertentu seperti kompleks permukiman, areal pasar, perkantoran, areal industry dan komersial. Sistem ini melayani area lebih kecil dari 10 Ha.

Bila ditinjau dari segi fisik (hirarki susunan saluran), sistem dainase perkotaan diklasifikasikan atas saluran primer, sekunder, tersier dan seterusnya. a. Sistem Saluran Primer

Adalah saluran utama yang menerima masukan aliran dari saluran sekunder dimensi saluran relatif besar. Akhir saluran primer adalah badan penerima air. b. Sistem Salura Sekunder

Adalah saluran terbuka atau tertutup yang berfungsi menerima aliran air dan saluran tersier dan limpasan air permukaan sekitarnya, dan meneruskan aliran ke saluran primer. Dimensi saluran tergantung pada debit yang dialirkan.

(26)

c. Sistem Saluran Tersier

Adalah saluran drainase yang menerima air dari sistem drainase lokal dan menyalurkannya ke saluran sekunder.

2.3. Analisa Hidrologi

Dalam Perencanaan berbagai macam bangunan air, seperti persoalan drainase dan bangunan pengendalian banjir diperlukan Analisa Hidrologi khususnya masalah hujan sebagai sumber air yang akan dialirkan pada sistem drainase dan limpasan sebagai akibat tidak mampunya sistem drainase mengalirkan ke tempat pembuangan akhir. Disain hidrologi diperlukan untuk mengetahui debit pengaliran.

Dalam menentukan dimensi penampang dari berbagai bangunan pengairan misalnya saluran drainase diperlukan suatu penentuan besar debit rencana. Untuk itu perlu diketahui faktor-faktor yang digunakan untuk menganalisa debit rencana:

2.3.1. Data Curah Hujan

Hujan merupakan komponen yang penting dalam analisa hidrologi perencanaan debit untuk menentukan dimensi saluran dainase. Penentuan hujan rencana dilakukan dengan analisa frekuensi terhadap data curah hujan harian maksimum tahunan, dengan lama pengamatan sekurang-kurangnya 10 tahun.

(27)

2.3.2. Analisa Frekuensi Curah Hujan

Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan empat jenis distribusi yang paling banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah :

- Distribusi Normal - Distribusi Log Normal - Distribusi Log Person III - Distribusi Gumbel

Dalam statistik dikenal beberapa parameter yang berkaitan dengan analisis data yang meliputi rata-rata, simpangan baku, koefisien variasi dan koefisien skewness (kecondongan atau kemencengan).

Tabel 2.1 Parameter statistik yang penting

Parameter Sampel Polpulasi

Rata-rata

∑

= = n i i X n X 1

_{( )}

∫

∞

∞ −

=E X xf x dx

µ Simpangan Baku

(Standar deviasi)

( )



    ₋ − =

∑

= n i i x x n s 1 2 1 1 1

(

)

[

]

{

}

1 2

µ

σ

= E x− Koefisien Variasi x s CV= µ σ = CV

Koefisien Skewness

( )

( )(

)

1 n s

n x x n G n i i − − −

∑

[

(

₃

)

]

σ µ γ =E x− (Suripin, 2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan : 34)

(28)

2.3.2.1 Distribusi Normal

Distribusi normal atau kurva normal disebut juga distribusi Gauss. Fungsi densitas peluang normal PDF (Probability Density Function) yang paling dikenal adalah bentuk bell dan dikenal sebagai distribusi normal. PDF distribusi normal dapat dituliskan dalam bentuk rata-rata dan simpangan bakunya, sebagai berikut :

( )

(

)

−∞≤ ≤∞ 

 

 ₋ −

= x x

P ₂

2 exp 2 1

σµ π

σ (2.1)

Dimana : P(X) = fungsi densitas peluang normal (ordinat kurva normal) X = variable acak kontinu

μ = rata – rata nilai X

σ = simpangan baku dari nilai X

Dalam pemakaian praktis, umumnya rumus tersebut tidak digunakan secara langsung karena telah dibuat tabel untuk keperluan perhitungan, dan juga dapat didekati dengan :

S X X

K T

−

= (2.2)

Dimana : XT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dalam periode ulang T

Tahunan

X = nilai rata-rata hitung variat S = deviasi standar nilai variat

(29)

Nilai faktor frekuansi (KT), umumnya sudah tersedia dalam tabel untuk

mempermudah perhitungan, seperti ditunjukkan dalam tabel berikut, biasa disebut sebagai tabel nilai variabel reduksi Gauss (Variabel reduced Gauss).

Tabel 2.2 Nilai Variabel Reduksi Gauss No Periode Ulang, T (tahun) Peluang KT

1 1,001 0,999 -3.05

2 1,005 0,995 -2,58

3 1,010 0,990 -2,33

4 1,050 0,950 -1,64

5 1,110 0,900 -1,28

6 1,250 0,800 -0,84

7 1,330 0,750 -0,67

8 1,430 0,700 -0,52

9 1,670 0,600 -0,25

10 2,000 0,500 0

11 2,500 0,400 0,25

12 3,330 0,300 0,52

13 4,000 0,250 0,67

14 5,000 0,200 0,84

15 10,000 0,100 1,28

16 20,000 0,050 1,64

17 50,000 0,020 2,05

18 100,000 0,010 2,33

19 200,000 0,005 2,58

20 500,000 0,002 2,88

21 1,000,000 0,001 3,09

(Suripin, 2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan : 37)

2.3.2.2 Distribusi Log Normal

Jika variabel Y = Log X terdistribusi secara normal, maka X dikatakan mengikuti distribusi Log Normal. PDF (Probability Density Function) untuk

(30)

( )

(

)

    

  ₋ −

= 2

2 exp 2 1

Y Y Y X

X P

σµ π

σ (2.3)

Y =LogX

Dimana : P(X) = peluang log normal X = nilai varian pengamatan μY = nilai rata-rata populasi Y

σY = deviasi standar nilai variat Y

Dengan persamaan yang dapat didekati :

Y_T =Y+K_TS (2.4)

S Y Y

K T

−

= (2.5) Dimana : YT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode

ulang T- tahunan

Y = nilai rata-rata hitung variat S = deviasi standar nilai variat

KT = faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau

periode ulang

2.3.2.3 Distribusi Log Person III

Pada situasi tertentu, walaupun data yang diperkirakan mengikuti distribusi sudah konversi kedalam bentuk logaritmis, ternyata kedekatan antara data dan teori tidak cukup kuat untuk menjustifikasi pemakaian distribusi log normal.

(31)

Salah satu distribusi dari serangkaian distribusi yang sikembangkan person yang menjadi perhatian ahli sumber daya air adalah Log-Person Type III (LP III). Tiga parameter penting dalam LP III yaitu harga rata-rata, simpangan baku dan koefisien kemencengan. Yang menarik adalah jika koefisien kemencengan sama dengan nol maka perhitungan akan sama dengan log Normal.

Berikut ini langkah-langkah penggunaan distribusi Log-Person Type III : - Ubah data kedalam bentuk logaritmis, X = Log X

- Hitung harga rata-rata :

(2.6)

- Hitung harga simpangan baku :

(2.7)

- Hitung koefisien kemencengen :

(2.8)

- Hitung logaritma hujan atau banjir periode ulang T dengan rumus :

log XT = log X + K.S (2.9)

K adalah variable standar (standardized variable) untuk X yang besarnya n X X n i i

∑

₌ = 1 log log

(

)

0.5

1 2 1 log log             − − =

∑

= n X X s n i i

(

)

( )(

)

1 3 2 1 log log s n n X X n G n i i − − − =

∑

(32)

Tabel 2.3 Nilai K untuk distribusi Log Person III Interval Kejadian (Recurrence Interval), Tahun (Periode Ulang)

10,101 12,500 2 5 10 25 50 100

Koef. Persentase Peluang Terlampaui (Percent Chance Of Being Exceeded)

99 80 50 20 10 4 2 1

3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 -0.667 -0.714 -0.769 -0.832 -0.905 -0.636 -0.666 -0.696 -0.725 -0.752 -0.396 -0.384 -0.368 -0.351 -0.330 0.420 0.460 0.499 0.537 0.574 1,180 1,210 1,238 1,262 1,284 2,278 2,275 2,267 2,256 2,240 3,152 3,144 3,071 3,023 2,970 4,051 3,973 2,889 3,800 3,705 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 -0.990 -1.087 -1.197 -1.318 -1.449 -0.777 -0.799 -0.817 -0.832 -0.844 -0.307 -0.282 -0.254 -0.225 -0.195 0.609 0.643 0.675 0.705 0.732 1,302 1,318 1,329 1,337 1,340 2,219 2,193 2,163 2,128 2,087 2,192 2,848 2,780 2,076 2,626 3,605 3,499 3,388 3,271 3,149 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 -1.588 -1.733 -1.880 -2.029 -2.178 -0.852 -0.856 -0.857 -0.855 -0.850 -0.164 -0.132 -0.099 -0.066 -0.033 0.758 0.780 0.800 0.516 0.830 1,340 1,336 1,328 1,317 1,301 2,043 1,993 1,939 1,880 1,818 2,542 2,453 2,359 2,261 2,159 3,022 2,891 2,755 2,615 2,472 0.0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -2.326 -2.472 -2.615 -2.755 -2.891 -0.842 -0.830 -0.816 -0.800 -0.780 0.000 0.033 0.066 0.099 0.132 0.842 0.850 0.855 0.857 0.856 1,282 1,258 1,231 1,200 1,166 1,715 1,680 1,606 1,528 1,448 2,051 1,945 1,834 1,720 1,606 2,326 2,178 2,028 1,880 1,733 -1.0 -1.2 -1.4 -1.6 -1.8 -3.022 -2.149 -2.271 -2.238 -3.499 -0.758 -0.732 -0.705 -0.675 -0.643 0.164 0.195 0.225 0.254 0.282 0.852 0.844 0.832 0.817 0.799 1,086 1,086 1,041 0.994 0.945 1.366 1,282 1,198 1,116 1,035 1,492 1,379 1,270 1,166 1,069 1,588 1,449 1,318 1,197 1,087 -2.0 -2.2 -2.4 -2.6 -2.8 -3.0 -3.605 -3.705 -3.800 -3.889 -3.973 -7.051 -0.609 -0.574 -0.532 -0.490 -00469 -0.420 0.307 0.330 0.351 0.368 0.384 0.696 0.777 0.752 0.725 0.696 0.666 0.636 0.895 0.844 0.795 0.747 0.702 0.666 0.959 0.888 0.823 0.764 0.712 0.666 0.980 0.900 0.823 0.768 0.714 0.666 0.990 0.905 0.832 0.796 0.714 0.667 (Suripin, 2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan : 43)

2.3.2.4 Distribusi Gumbel

Gumbel menggunakan harga ekstrim untuk menunjukkan bahwa untuk setiap data merupakan data exponential. Jika jumlah populasi yang terbatas dapat didekati dengan persamaan :

(33)

SK X

X = + (2.10)

Dimana : X = harga rata-rata sample S = nilai varian pengamatan

Faktor probabilitas K untuk harga-harga ekstrim Gumbel dapat dinyatakan dalam persamaan :

n n Tr

S Y Y

K = − (2.11)

Dimana : Yn = reduced mean yang tergantung jumlah sample/data ke-n

Sn = reduced standard deviation, yang juga tergantung pada

jumlah sample/data ke-n

YTr = reduced variated, yang dapat dihitung dengan persamaan

berikut ini.

   



₋ − −

r r Tr

T T

Y ln ln 1 (2.12)

Tabel 2.4 : Standard Deviasi (Yn), Tabel 2.5 : Reduksi Variat (YTr) dan

Tabel 2.6 : Reduksi Standard Deviasi (Sn) berikut mencantumkan nilai-nilai

(34)

Tabel 2.4 Standar Deviasi (Yn) untuk Distribusi Gumbel

No 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0.4952 0.4996 0.5035 0.5070 0.5100 0.5128 0.5157 0.5181 0.5202 0.5220

20 0.5236 0.5252 0.5268 0.5283 0.5296 0.5309 0.5320 0.5332 0.5343 0.5353

30 0.5362 0.5371 0.5380 0.5388 0.5396 0.5403 0.5410 0.5418 0.5424 0.5346

40 0.5436 0.5442 0.5448 0.5453 0.5458 0.5463 0.5468 0.5473 0.5477 0.5481

50 0.5486 0.5489 0.5493 0.5497 0.5501 0.5504 0.5508 0.5511 0.5515 0.5518

60 0.5521 0.5524 0.5527 0.5530 0.5533 0.5535 0.5538 0.5540 0.5543 0.5545

70 0.5548 0.5550 0.5552 0.5555 0.5557 0.5559 0.5561 0.5563 0.5565 0.5567

80 0.5569 0.5570 0.5572 0.5574 0.5576 0.5578 0.5580 0.5581 0.5583 0.5585

90 05586 0.5587 0.5589 0.5591 0.5592 0.5593 0.5595 0.5596 0.5598 0.5599

100 0.5600 0.5602 0.5603 0.5604 0.5606 0.5607 0.5608 0.5609 0.5510 0.5611

(Suripin, 2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan : 51) Tabel 2.5 Reduksi Variat (YTR) sebagai fungsi Periode Ulang Gumbel

Periode Ulang,

TR _{Variate, YTR}Reduced

Periode Ulang,

TR _{Variate, YTR}Reduced

(Tahun) (Tahun) (Tahun) (Tahun)

2 0.3668 100 4.6012

5 1.5004 200 5.2969

10 2.251 250 5.5206

20 2.9709 500 6.2149

25 3.1993 1000 6.9087

50 3.9028 5000 8.5188

75 4.3117 10000 9.2121

(Suripin, 2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan : 52) Tabel 2.6 Reduksi Standard Deviasi (Sn) untuk Distribusi Gumbel

No 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0.94 0.96 0.99 0.99 1.00 1.020 1.03 1.04 1.049 1.056 20 1.06 1.06 1.07 1.08 1.08 1.091 1.09 1.10 1.104 1.108 30 1.11 1.11 1.11 1.12 1.12 1.128 1.13 1.13 1.136 1.138 40 1.14 1.14 1.14 1.14 1.14 1.151 1.15 1.15 1.157 1.159 50 1.10 1.16 1.16 1.16 1.16 1.168 1.16 1.17 1.172 1.173 60 1.17 1.17 1.17 1.17 1.17 1.180 1.18 1.18 1.183 1.184 70 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 1.189 1.19 1.19 1.192 1.193 80 1.19 1.19 1.19 1.19 1.19 1.197 1.19 1.19 1.199 1.200 90 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.203 1.20 1.20 1.205 1.206 10 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.208 1.20 1.20 1.209 1.209 (Suripin, 2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan : 52)44e

(35)

2.3.3. Intensitas Curah Hujan

Intensitas curah hujan adalah besar curah hujan selama satu satuan waktu tertentu. Besarnya intensitas hujan berbeda-beda tergantung dari lamanya curah hujan dan frekuensi kejadiannya. Intensitas hujan diperoleh dengan cara melakukan analisa data hujan baik secara statistik maupun secara empiris.

Metode yang dipakai dalam perhitungan intensitas curah hujan adalah Metode Mononobe yaitu apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia yang ada hanya data hujan harian. Persamaan umum yang dipergunakan untuk menghitung hubungan antara intensitas hujan T jam dengan curah hujan maksimum harian sebagai berikut :

3 2

24 24

24      =

t R

I (2.13)

Dimana : I = Intensitas Hujan (mm/jam)

R24 = Curah hujan maksimum harian (selama 24 jam) (mm)

t = lamanya hujan (jam)

Dengan menggunakan persamaan diatas intensitas curah hujan untuk berbagai nilai waktu konsentrasi dapat ditentukan dari besar data curah hujan harian (24) jam.

2.3.4. Koefisien Limpasan

(36)

aliran permukaan (surface runoff), sedangkan untuk pengendalian banjir tidak hanya aliran permukaan tetapi limpasan (runoff).

Sebagaimana telah diuraikan dalam siklus hidrologi, air hujan yang turun dari atmosfir jika tidak ditangkap oleh vegetasi atau oleh permukaan-permukaan buatan seperti atap bangunan atau lapisan air lainnya, maka hujan akan jatuh ke permukaan bumi dan sebagian menguap, berinfiltrasi atau tersimpan dalam cekungan-cekungan. Bila kehilangan seperti cara-cara tersebut telah terpenuhi, maka sisa air hujan akan mengalir langsung kepermukaan tanah menuju alur aliran yang terdekat.

Faktor – factor yang berpengaruhi limpasan aliran pada saluran atau sungai tergantung dari berbagai macam faktor secara bersamaan. Faktor yang berpengaruh secara umum dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu :

- Faktor meteorologi yaitu karateristik hujan seperti intensitas hujan, durasi hujan dan distribusi hujan.

- Karateristik DAS meliputi luas dan bentuk DAS, topografi dan tata guna lahan.

Ketetapan dalam menentukan besarnya debit air sangatlah penting dalam penentuan dimensi saluran. Disamping penentuan luas daerah pelayanan drainase dan curah hujan rencana, juga dibutuhkan besaran harga koefisien pengaliran (C). Pengambilan harga C harus disesuaikan dengan rencana perubahan tata guna lahan yang terjadi pada waktu yang akan datang. Berikut ini koefisien C untuk metode rasional oleh McGuen, 1989 disajikan secara Tabel 2.4.

(37)

Tabel 2.7 Koefisien Limpasan Berdasarkan Tata Guna Lahan untuk Metode Rasional, McGuen, 1989

Deskripsi Daerah Koefisien Sifat Permukaan Koefisien Perdagangan 0.70-0.95 Jalan

Daerah Kota/dekat • Aspal 0.70 – 0.95

• Permukiman 0.50 – 0.70 • Beton 0.80 – 0.95 • Rumah tinggal 0.30 – 0.50 • Batu bata 0.70 – 0.85 • Kompleks 0.40 – 0.60 • Batu kerikil 0.15 – 0.35 • Permukiman 0.25 – 0.40 Jalan raya dan trotoir 0.70 – 0.85

Apartemen 0.50 – 0.70 Atap 0.75 – 0.95

Industri 0.50 – 0.80 Lapangan rumput 0.005 – 010

Industri ringan Tanah berpasir

Industri berat 0.60 – 0.90 • Kemiringan 2 0.10 – 0.15 Taman, kuburan 0.10 - 0.25 • Rata-rata 2-7 0.15 – 0.20 Lapangan bermain 0.10 – 0.25 • Curam (7

Daerah halaman KA 0.20 – 0.40 Lapangan rumput Daerah tidak terawat 0.10 – 0.3 Tanah keras

• Kemiringan 2 0.13 – 0.17 • Rata-rata 2-7 0.18 – 0.22 • Curam (7 0.25 – 0.35 (Suripin, 2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan : 81)

2.3.5. Debit Rencana

Perhitungan debit rencana untuk saluran drainase di daerah perkotaan dapat dilakukan dengan menggunakan rumus Rasional. Debit rencana hendaknya ditetapkan tidak terlalu kecil untuk menjaga agar jangan terlalu sering terjadi ancaman perusakan bangunan atau daerah sekitarnya aleh banjir. Pemilihan atas metode yang digunakan untuk menghitung besarnya debit aliran permukaan dalam satuan internasional adalah Metode Rasional sebagai berikut :

A I Cs C

(38)

Dimana : Qp = Debit rencana (m3/dtk) C = Koefisien aliran Permukaan Cs = Koefisien tampungan I = Intensitas Hujan (mm/jam) A = Luas daerah Pengaliran (Ha).

Luas daerah pengeringan pada umumnya diwilayah perkotaan terdiri dari beberapa daerah yang mempunyai karateristik permukaan tanah yang berbeda (subarea) sehingga koefisien pengaliran untuk masing-masing subarea nilainya berbeda dan untuk menentukan koefisien pengaliran pada wilayah tersebut dilakukan penggabungan masing-masing sub area. Untuk penentuan koefisien limpasan harus dipilih dari pengetahuan akan daerah yang ditinjau terhadap pengalaman, dan harus dipilih dengan jenis pembangunan yang ditetapkan oleh rencana kota.

Daerah yang memiliki cekungan untuk menampung air hujan relative mengalirkan lebih sedikit air hujan dibandingkan dengan daerah yang tidak memiliki cekungan sama sekali. Efek tampungan oleh cekungan ini terhadap debit rencana diperkirakan dengan koefisien tampungan yang diperoleh dengan rumus berikut ini :

Td Tc

Tc Cs

+ =

2 2

(39)

2.3.6. Waktu Konsentrasi

Waktu konsentrasi suatu DAS adalah waktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh, untuk mengalir dari titik terjauh sampai ketempat keluaran DAS (titik kontrol), setelah tanah menjadi jenuh dan depresi-depresi kecil terpenuhi. Dalam hal ini diasumsikan bahwa bila durasi hujan sama dengan waktu konsentrasi, maka setiap bagian DAS secara serentak telah menyumbangkan aliran terhadap titik control. Salah satu metode untuk memperkirakan waktu konsentrasi adalah dengan rumus yang dikembangkan oleh Kirpich (1940) yang ditulis sebagai berikut :

385 . 0 2

1000 87 . 0

  

 =

xS xL

Tc (2.16)

Dimana : Tc = Waktu Konsentrasi (jam) L = Panjang saluran (km)

S = Kemiringan rata-rata saluran

Waktu konsentrasi dapat juga dihitung dengan membedakannya menjadi dua komponen yaitu waktu yang diperlukan air untuk mengalir dipermukaan lahan sampai saluran terdekat (to) dan waktu perjalanan dari pertama masuk

saluran sampai titik keluaran td sehingga Tc = to + td.

167 , 0

28 . 3 3 2

  

 =

S n xLx x

(40)

Td= Waktu aliran dalam saluran

Saluran drainase

Jarak aliran

Titik pengamatan Titik terjauh to menuju saluran darainase

Titik terjauh to menuju saluran darainase

to= waktu yang diperlukan air untuk mengalir melalui

permukaan tanah ke saluran drainase

Dimana : to = inlet time ke saluran terdekat (menit)

td = conduit time sampai ke tempat pengukuran (menit)

n = angka kekasaran manning S = kemiringan lahan (m)

L = panjang lintasan aliran diatas permukaan lahan (m) Ls = panjang lintasan aliran didalam saluran/sungai (m) V = kecepatan aliran didalam saluran (m/detik)

Gambar 2.2. Lintasan Aliran Waktu Inlet Time (To) dan Conduit Time (Td)

2.4. Kriteria Hidrolika

Kriteria Hidrolika bertujuan untuk menentukan acuan yang digunakan dalam menentukan dimensi hidrolis dari saluran drainase maupun bangunan pelengkap lainnya dimana aliran air dalam suatu saluran dapat berupa aliran saluran terbuka maupun saluran tertutup.

(41)

2.4.1. Saluran Terbuka

Pada saluran terbuka terdapat permukaan air yang bebas, permukaan bebas ini dapat dipengaruhi oleh tekanan udara luar secara langsung. Kekentalan dan gravitasi mempengaruhi sifat aliran pada saluran terbuka.

Saluran terbuka umumnya digunakan pada daerah yang : - Lahan yang masih memungkinkan (luas)

- Lalu lintas pejalan kakinya relative jarang - Beban di kiri dan kanan saluran relatif ringan

Beberapa rumusan yang digunakan dalam menentukan dimensi saluran : • Kecepatan Dalam Saluran Chezy

V= C

√ RI

(2.19)

Dimana : V = Kecepatan rata-rata dalam m/det C = Koefisien Chezy

R = Jari-jari hidrolis (m)

I = Kemiringan atau gradient dari dasar saluran

Koefisien C dapat diperoleh dengan menggunakan salah satu dari pernyataan berikut :

- Kutter :

s R

n s C

) 00155 , 0 23 ( 1

1 0015 , 0 23

+ +

= (2.20)

- Manning : 6

1 R R

(42)

- Bazin :

R m C

+ =

1 87

(2.22)

Dimana : V = kecepatan (m/det)

C = koefisien Chezy (m½/det) R = jari-jari hidraulis (m)

S = kemiringan Dasar Saluran (m/m) n = koefisien kekasaran Manning (det/m⅓)

m = koefisien kekasaran, harganya tergantung jenis bahan saluran

• Debit aliran bila menggunakan rumus Manning det)

/ ( . 1

. 23 12 3

m A I R n V A

Q= = (2.23)

Kondisi debit aliran berfluktuasi sehingga perlu memperhatikan kecepatan aliran. Diupayakan agar pada saat debit pembuangan kecil masih dapat mengangkut sedimen, dan pada keadaan debit besar terhindar dari bahaya erosi.

• Penampang Saluran

Penampang saluran yang paling ekonomis adalah saluran yang dapat melewatkan debit meksimum untuk luas penampang basah, kekasaran dan kemiringan dasar tertentu. Berdasarkan persamaan kontinuitas, tampak jelas bahwa untuk luas penampang melintang tetap, debit maksimum dicapai jika kecepatan aliran meksimum. Dari rumus Manning maupun Chezy dapat dilihat bahwa untuk kemiringan dasar dan kekasaran tetap, kecepatan maksimum dicapai jika jari-jari hidraulik R maksimum.

(43)

Selanjutnya untuk penampang tetap, jari-jari hadraulik maksimum keliling basah, P minimum. Kondisi seperti yang telah kita pahami tersebut memberi jalan untuk menentukan dimensi penampang melintang saluran yang ekonomis untuk berbagai macam bentuk seperti tampang persegi dan tampang trapezium.

1. Penampang Persegi Paling Ekonomis

Pada penampang melintang saluran berbentuk persegi dengan lebar dasar B dan kedalaman air h, luas penampang basah A = B x h dan keliling basah P. Maka bentuk penampang persegi paling ekonomis adalah jika kedalaman setengah dari lebar dasar saluran atau jari-jari hidrauliknya setengah dari kedalaman air.

Gambar 2.3. Penampang Saluran Persegi Untuk bentuk penampang persegi yang ekonomis :

h B

A= . (2.24)

h B

P= +2 (2.25)

B=2 atau

2 B

h= (2.26)

(44)

2. Penampang Saluran Trapesium Paling ekonomis

Luas penampang melintang A dan Keliling basah P, saluran dengan penampang melintang bentuk trapesium dengan lebar dasar b, kedalaman h dan kemiringan dinding 1:m (gambar 2.4.) dapat dirumuskan sebagai berikut :

Gambar 2.4 Penampang Saluran Ttrapesium

(

B mh

)

A= + (2.28)

1 2 2 + +

=B h m

P (2.29)

1 2 2+ −

=P h m

(2.30) Penampang trapesium paling ekonomis adalah jika kemiringan dindingnya m = 1/√3 atau Ө = 60°. Dapat dirumuskan sebagai berikut :

3 3 2

B= (2.31)

2 h

A= (2.32)

- Kemiringan dinding saluran m (berdasarkan kriteria) - Luas penampang (A) = (b+mh)h(m²)

- Keliling basah (P) = b+2h √1+m² (m) - Jari-jari hidrolis R = A/P (m)

(45)

- Kecepatan aliran 1 23 12 ( 3/det) m I R n

V= (2.33)

2.4.2. Saluran Tertutup

Aliran dalam saluran terbuka digerakkan oleh gaya penggerak yang dilakukan oleh jumlah berat aliran yang mengalir menuruni lereng, sedang pada saluran tertutup gaya penggerak tersebut dilakukan oleh gradient tekanan. Ketentuan-ketentuan mengenai aliran bagi saluran tertutup yang penuh adalah tidak berlaku pada saluran terbuka.

Pendekatan yang digunakan di Indonesia dalam merancang drainase perkotaan masih menggunakan cara konvensional, yaitu dengan menggunakan saluaran terbuka. Bila digunakan saluran yang ditanam dalam tanah biasanya berbentuk bulat atau persegi, maka diasumsikan saluran tersebut tidak terisi penuh (dalam arti tidak tertekan), sehingga masih dapat dipergunakan persamaan saluran terbuka.

Saluran tertutup umumnya digunakan pada : • Daerah yang lahannya terbatas (pasar, pertokoan) • Daerah yang lalu lintas pejalan kakinya padat • Lahan yang dipaki untuk lapangan parker.

2.4.3 Dimensi Saluran

(46)

T Q

Qs≥ (2.34)

Debit yang mampu ditampung oleh saluran (Qs) dapat diperoleh dengan rumus seperti di bawah ini:

V As

Qs= . (2.35)

Di mana:

As = luas penampang saluran (m2)

V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det)

Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran dapat dihitung dengan menggunakan rumus Manning sebagai berikut:

2 1 3 2

. . 1

S R n

V = (3.36)

P As

R = (3.37)

Di mana:

V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det) n = Koefisien kekasaran Manning (Tabel 2.9)

R = Jari-jari hidrolis (m) S = Kemiringan dasar saluran As = luas penampang saluran (m2) P = Keliling basah saluran (m)

(47)

Nilai koefisien kekasaran Manning n, untuk gorong-gorong dan saluran pasangan dapat dilihat pada Tabel 2.8.

Tabel 2.8 Koefisien Kekasaran Manning

Tipe Saluran Koefisien Manning (n) a. Baja

b. Baja permukaan Gelombang c. Semen

d. Beton

e. Pasangan batu f. Kayu

g. Bata h. Aspal

0,011 – 0,014 0,021 – 0,030 0,010 – 0,013 0,011 – 0,015 0,017 – 0,030 0,010 – 0,014 0,011 – 0,015

0,013 (Wesli, 2008, Drainase Perkotaan : 97)

Nilai kemiringan dinding saluran diperoleh berdasarkan bahan saluran yang di gunakan. Nilai kemiringan dinding saluran dapat dilihat pada Tabel 2.9

Tabel 2.9 Nilai Kemiringan Dinding Saluran Sesuai Bahan Bahan Saluran Kemiringan dinding (m)

Batuan/ cadas 0

Tanah lumpur 0,25

Lempung keras/ tanah 0,5 – 1

Tanah dengan pasangan batuan 1

Lempung 1,5

Tanah berpasir lepas 2

(48)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. UMUM

Wilayah kecamatan Medan Polonia dan kecamatan Medan Johor terdapat beberapa anak sungai/alur yang mengalir ke Sungai Deli dan sungai Babura. Alur sungai ini ada yang masih alamiah maupun sudah mengalami perubahan. Kondisi pengaliran sungai-sungai yang melewati kota Medan sudah pada taraf yang sangat memprihatinkan, hal ini mengakibatkan peningkatan debit banjir yang sangat signifikan dengan bertambahnya Koefesien Run-Off.

Daerah-daerah yang dulunya merupakan daerah resapan air maupun daerah pertanian/perkebunan yang diharapkan mampu menyimpan dan menahan air telah berubah fungsi menjadi daerah pemukiman bahkan beberapa diantaranya telah berubah menjadi daerah pertokoan dan perkantoran bahkan pusat perbelanjaan.

Beberapa dari titik-titik genangan yang ada merupakan “Daerah Cekungan” sehingga sulit untuk mengalirkannya dengan konsep drainase sederhana. Dengan tingkat kesulitannya yang tinggi biasanya menelan biaya yang relatif cukup besar.

3.2. Kondisi Eksisting dan Permasalahan Drainase

Hal penting yang perlu dilakukan diawal untuk memudahkan analisa suatu sistem drainase adalah membagi wilayah tersebut menjadi beberapa sub sistem. Suatu sub sistem drainase mewakili daerah tangkapan hujan (catchment area) dari areal yang ditampungnya. Pembagian sub sistem ini didasarkan pada peta situasi dan pola aliran yang ada di kota yang akan direncanakan. Sub sistem ini akan

(49)

membagi wilayah kota menjadi sub sistem drainase yang terpisah satu sama lain sehingga pola aliran menjadi lebih sederhana untuk dianalisa..

3.3. Analisa Frekuensi Curah Hujan

Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan empat jenis distribusi yang paling banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah :

- Distribusi Normal - Distribusi Log Normal - Distribusi Log Person III - Distribusi Gumbel

3.3.1 Intensitas Hujan

Intensitas Hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan yang tersebar merata pada seluruh DAS persatuan waktu. Metode yang dipakai dalam perhitungan intensitas curah hujan adalah Metode Mononobe yaitu apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia yang ada hanya data hujan harian. Persamaan umum yang dipergunakan untuk menghitung hubungan antara intensitas hujan T jam dengan curah hujan maksimum harian sebagai berikut :

3 2

24 24

24      =

t R

I (3.1)

(50)

3.3.2 Debit Rencana

Pemilihan atas metode yang digunakan untuk menghitung besarnya debit aliran permukaan dalam satuan internasional adalah Metode Rasional :

A I Cs C

Qp=0,2778 . . . (3.2)

Dimana : Qp = Debit rencana (m3/dtk) C = Koefisien aliran Permukaan Cs = Koefisien tampungan I = Intensitas Hujan (mm/jam) A = Luas daerah Pengaliran (Ha).

Dalam perencanaan saluran drainase dapat dipakai standar berikut yang menyajikan rekomendasi periode ulang untuk desain banjir dan genangan.

Tabel 3.1 Rekomendasi Periode Ulang (Tahun) Untuk Desain Banjir dan Genangan

Sistem Penyaluran

* Dasar Tipe Pekerjaan (untuk pengendalian banjir di sungai)

* Dasar dari jumlah penduduk (untuk system drainase)

Tahap Awal

Tahap Akhir

Sungai

- Rencana Bahaya - Rencana Baru

- Rencana Terbaru / Awal

* untuk perdesaan atau perkotaan dengan jumlah penduduk <2.000.000

* untuk perkotaan dengan jumlah penduduk penduduk >2.000.000

5 10 25 25 10 25 50 100 Sistem Drainase Primer (Catchment Area >500 Ha) -Perdesaan

-Perkotaan dengan jumlah penduduk < 500.000 -Perkotaan 500.000 < jumlah penduduk < 2.000.000 -Perdesaan dengan jumlah penduduk > 2.000.000

2 5 5 10 5 10 15 25 Sistem Drainase Sekunder (Catchment Area >500 Ha) -Perdesaan

-Perkotaan dengan jumlah penduduk < 500.000 -Perkotaan 500.000 < jumlah penduduk < 2.000.000 -Perdesaan dengan jumlah penduduk > 2.000.000

1 2 2 5 2 5 5 10 Sistem Drainase Tersier (Catchment Area

< 10 Ha)

Perkotaan dan Perdesaan 1 2

(Flood Control Manual, 1993, Volume I Summary of Flood Control Criteria and Guidelines : 4)

(51)

3.3.3 Penampang Saluran Trapesium Paling Ekonomis

(

B mh

)

A= + (3.3)

1 2 2 + +

=B h m

P (3.4)

Penampang trapesium paling ekonomis adalah jika kemiringan dindingnya m = 1/√3 atau Ө = 60° Dapat dirumuskan sebagai berikut :

3 3 2

B= (3.5)

2 h

A= (3.6)

- Kemiringan dinding saluran m (berdasarkan kriteria) - Luas penampang (A) = (b+mh)h(m²)

- Keliling basah (P) = b+2h √1+m² (m) - Jari-jari hidrolis R = A/P (m)

- Kecepatan aliran 1 3 12 ( 3/det)

m I R n V=

3.4. Pelaksanaan Penelitian

Pertama – tama menganalisa data sekunder, yaitu menghitung curah hujan rata-rata dan menganalisa curah hujan rencana dengan menggunakan analisa

(52)

Data dimensi dan bentuk drainase ditinjau langsung ke lapangan yaitu pada daerah Jalan Brigjend Katamso dan Jalan Diponegoro, meliputi : geometri saluran, kemiringin saluran, dimensi saluran, dan konstruksi saluran. Debit maksimum dari saluran drainase dihitung dengan persamaan Manning.

Setelah data sekunder dianalisis, maka langkah berikutnya yaitu mengevaluasi masing-masing nilai yang dihasilkan dari analisis data sekunder. Saluran drainase dikatakan banjir apabila nilai debit banjir rencana hasil analisis lebih besar dari pada nilai debit maksimum saluran drainase yang dihitung dengan slope area methode (persamaan Manning).

3.5. Data dan Bahan Penelitian

Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data curah hujan dari stasiun pencatat curah hujan dengan rentang waktu pengamatan selama 20 tahun yang diperoleh dari stasiun pencatat hujan Sampali Medan, peta administrasi Kecamatan Medan Polonia dan Kecamatan Medan Johor, peta jaringan sub sistim, peta pembagian catchment area dan dokumentasi drainase Kecamatan Medan Polonia dan kecamatan Medan Johor, data kondisi eksisting drainase kecamatan Medan Polonia dan kecamatan Medan Johor yang akan di analisa, komputer dan alat tulis lainnya.

(53)

Tabel 3.2. Data Curah Hujan Stasiun Klimatologi Sampali Kecamatan medan Polonia 20 Tahun Terakhir

Tahun Jan Feb Maret April Mei Juni Juli Agust Sept Okt Nop Des

1990 23 39 42 5 50 22 46 29 43 49 74 34

1991 55 8 15 9 103 30 40 34 60 54 48 45

1992 15 29 7 34 28 49 35 19 49 37 72 66

1993 33 8 21 85 45 30 15 57 72 57 70 24

1994 0 42 45 29 39 27 35 36 77 35 57 7

1995 51 14 30 12 51 19 16 54 41 40 79 52

1996 47 54 41 48 24 28 60 35 30 60 42 40

1997 34 67 34 136 24 24 49 22 54 58 46 48

1998 58 24 16 13 62 29 74 69 58 81 74 75

1999 74 76 60 69 63 131 13 14 120 52 69 160

2000 9 19 59 33 17 59 49 62 138 66 28 43

2001 47 6 74 80 59 76 42 72 106 153 79 171

2002 43 26 27 17 49 53 46 75 42 69 58 15

2003 48 27 53 74 39 60 82 69 98 97 57 46

2004 74 81 100 35 15 78 42 81 73 67 35 53

2005 44 18 22 56 66 0 63 43 70 27 88 55

2006 64 36 85 54 64 70 33 47 84 60 46 125

2007 37 7 26 85 88 37 47 73 60 68 72 57

2008 67 7 20 52 50 12 64 29 52 76 82 36

(54)

Gambar 3.1 Drainase Existing Jalan Brigjend Katamso

(55)

(56)

Gambar 3.5 Drainase Existing Jalan Diponegoro

(57)

(58)

BAB IV

DATA DAN ANALISA DATA

4.1. Umum

Kegunaan data curah hujan pada analisa hidrologi meliputi perhitungan curah hujan maksimum suatu wilayah, Perhitungan nilai intensitas hujan daerah aliran sungai serta perhitungan debit banjir rencana pada suatu penampang drainase dipengaruhi oleh iklim yang berupa kelembaban udara, besarnya nilai evaporasi akibat lamanya penyinaran sinar matahari, kondisi permukaan tanah dan jenis vegetasi yang terdapat didalamnya. Keseluruhan factor diatas dapat memberikan gambaran terhadap besaran curah hujan yang jatuh dan mengalir diatas permukaan tanah.

Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disertakan atau dilalui. Analisis frekuensi diperlukan seri data hujan yang diperoleh dari pos penakar hujan baik yang manual maupun yang otomatis. Analisa frekuensi ini didasarkan pada sifat statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas besaran hujan yang akan datang masih sama dengan sifat statistik kejadian hujan masa lalu.

4.2. Analisa Hidrologi

4.2.1. Analisa Curah Hujan Harian Maksimum

Data curah hujan yang diperoleh dari Badan Meterologi dan Geofisika Stasiun Polonia Kota Medan selama 20 tahun terakhir akan dianalisa terhadap 4 (empat) metode analisa distribusi frekuensi hujan yang ada.

(59)

4.2.1.1. Analisa Curah Hujan Distribusi Normal Tabel 4.1 Analisa Curah Hujan Distribusi Normal

No Curah Hujan (mm)

Xi (Xi -X ) (Xi -X )²

1 60 -40.35 1,628.12

2 72 -28.35 803.72

3 74 -26.35 694.32

4 75 -25.35 642.62

5 77 -23.35 545.22

6 79 -21.35 455.82

7 81 -19.35 374.42

8 82 -18.35 336.72

9 85 -15.35 235.62

10 88 -12.35 152.52

11 88 -12.35 152.52

12 98 -2.35 5.52

13 100 -0.35 0.12

14 103 2.65 7.02

15 115 14.65 214.62

16 125 24.65 607.62

17 136 35.65 1,270.92

18 138 37.65 1,417.52

19 160 59.65 3,558.12

20 171 70.65 4,991.42

Jumlah 2007 18,094.55

X 100.35

S 30.86

Dari data-data di atas di dapat: X 100,35mm 20

2007 = =

Standart deviasi :

(

)

30,86

1 20 55 , 094 . 18 1 2 = − = − − = n X Xi S

Tabel 4.2 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Normal

No Periode ulang (T)

tahun KT X S

Curah Hujan (XT) (mm)

1 2 0 100.35 30.86 100.35

2 5 0.84 100.35 30.86 126.27

(60)

→ − = S X X K T

T XT = X +(KT xS)

35 , 100 ) 85 , 30 0 ( 35 ,

100 + =

= x mm

4.2.1.2. Analisa Curah Hujan Distribusi Log Normal Tabel 4.3 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Normal

No Curah Hujan (mm)

Xi log Xi (log Xi -log X ) (log Xi -log X )2

1 60 1.78 -0.22 0.05

2 72 1.86 -0.14 0.02

3 74 1.87 -0.13 0.02

4 75 1.88 -0.13 0.02

5 77 1.89 -0.12 0.01

6 79 1.90 -0.10 0.01

7 81 1.91 -0.09 0.01

8 82 1.91 -0.09 0.01

9 85 1.93 -0.07 0.01

10 88 1.94 -0.06 0.00

11 88 1.94 -0.06 0.00

12 98 1.99 -0.01 0.00

13 100 2.00 0.00 0.00

14 103 2.01 0.01 0.00

15 115 2.06 0.06 0.00

16 125 2.10 0.10 0.01

17 136 2.13 0.13 0.02

18 138 2.14 0.14 0.02

19 160 2.20 0.20 0.04

20 171 2.23 0.23 0.05

Jumlah 2007 39.68 0.30

X 100.35 2.00

S 30.86 0.13

Dari data-data di atas di dapat: X 2,00mm 20

39,68 = =

Standart deviasi :

(

)

0,13

19 0,30 1 2 = = − − = n X X S i

(61)

Tabel 4.4 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal

S K X X_T log _T.

log = +

T = 2 tahun

Log X2 = 2,00 + (0 x 0,13)

Log X2 = 2,00

X2 = 100,00 mm

No Periode ulang

(T) tahun KT logX log S log XT

Curah Hujan (XT)

1 2 0 2.00 0.13 2.00 100.00

2 5 0.84 2.00 0.13 2.11 128.82

3 10 1.28 2.00 0.13 2.16 144.54

4 20 1.64 2.00 0.13 2.21 162.18

5 50 2.05 2.00 0.13 2.26 181.97

(62)

4.2.1.3. Analisa Curah Hujan Distribusi Log Person III Tabel 4.5 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Person III

No Curah Hujan

(mm) Xi log Xi (log Xi-log X) (log Xi-log X)² (log Xi-log X)³ 1 60 1.78 -0.22 0.05 -0.01114 2 72 1.86 -0.14 0.02 -0.00300 3 74 1.87 -0.13 0.02 -0.00231 4 75 1.88 -0.13 0.02 -0.00202 5 77 1.89 -0.12 0.01 -0.00152 6 79 1.90 -0.10 0.01 -0.00112 7 81 1.91 -0.09 0.01 -0.00081 8 82 1.91 -0.09 0.01 -0.00067 9 85 1.93 -0.07 0.01 -0.00037 10 88 1.94 -0.06 0.00 -0.00019 11 88 1.94 -0.06 0.00 -0.00019 12 98 1.99 -0.01 0.00 0.00000 13 100 2.00 0.00 0.00 0.00000 14 103 2.01 0.01 0.00 0.00000 15 115 2.06 0.06 0.00 0.00021 16 125 2.10 0.10 0.01 0.00087 17 136 2.13 0.13 0.02 0.00230 18 138 2.14 0.14 0.02 0.00265 19 160 2.20 0.20 0.04 0.00832 20 171 2.23 0.23 0.05 0.01240 Jumlah 2007 39.68 0.30 0.00340

X 100.35 2.00

S 30.86 0.13

G 0.10

Dari data-data di atas di dapat: X 2,00mm 20

39,68 = =

Standart deviasi :

(

)

0,13

19 0,30 1 2 = = − − = n X X S i

Koefisien Kemencengan :

( )(

)

3 1 2 1 ) ( s n n x x n G n i i − − − =

∑

= 10 , 0 0,13 x 18 x 19 0,00340 20 3 = = x

(63)

Tabel 4.6 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Person III

No Periode ulang (T)

tahun K log X log S log XT

Curah Hujan (XT)

1 2 -0.02 2.00 0.13 2.00 100.00

2 5 0.84 2.00 0.13 2.11 128.82

3 10 1.29 2.00 0.13 2.16 144.54

4 20 1.78 2.00 0.13 2.23 169.82

5 50 2.11 2.00 0.13 2.27 186.21

6 100 2.40 2.00 0.13 2.30 199.53

S K X

XT log .

log = +

T = 2 tahun

Log X2 = 2,00 + (-0,02 x 0,13)

Log X2 = 2,00

(64)

4.2.1.3. Analisa Curah Hujan Distribusi Gumbel Tabel 4.7 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Gumbel

Curah Hujan (mm)

Xi +1

= n m P Periode Ulang P

T =1

(

)

X_i −

(

_X_i−_X

)

1 60 0.05 21.00 -40.35 1,628.12

2 72 0.10 10.50 -28.35 803.72

3 74 0.14 7.00 -26.35 694.32

4 75 0.19 5.25 -25.35 642.62

5 77 0.24 4.20 -23.35 545.22

6 79 0.29 3.50 -21.35 455.82

7 81 0.33 3.00 -19.35 374.42

8 82 0.38 2.63 -18.35 336.72

9 85 0.43 2.33 -15.35 235.62

10 88 0.48 2.10 -12.35 152.52

11 88 0.52 1.91 -12.35 152.52

12 98 0.57 1.75 -2.35 5.52 13 100 0.62 1.62 -0.35 0.12 14 103 0.67 1.50 2.65 7.02

15 115 0.71 1.40 14.65 214.62

16 125 0.76 1.31 24.65 607.62

17 136 0.81 1.24 35.65 1,270.92

18 138 0.86 1.17 37.65 1,417.52

19 160 0.90 1.11 59.65 3,558.12

20 171 0.95 1.05 70.65 4,991.42

Jumlah 2007 18,094.55

X 100.35

S 30.86

Dari data-data di atas di dapat: X 100,35mm 20

2.007 = =

Standart deviasi :

(

)

0,13

19 0,30 1 2 = = − − = n X X S i

(65)

S K X

X_T = + . =100,35+ 4,82 30,86 =249,16

Tabel 4.8 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel

Periode ulang (T)

tahun

YTR Yn Sn X S K

Curah Hujan (XT)

1 2 0.3668 0.5236 1.0628 100.35 30.86 0.84 126.20 2 5 1.5004 0.5236 1.0628 100.35 30.86 1.90 159.12 3 10 2.2510 0.5236 1.0628 100.35 30.86 2.61 180.91 4 20 2.9709 0.5236 1.0628 100.35 30.86 3.29 201.82 5 50 3.9028 0.5236 1.0628 100.35 30.86 4.16 228.88 6 100 4.6012 0.5236 1.0628 100.35 30.86 4.82 249.16

(67)

Tabel.4.9 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum

No Periode Ulang

(T) tahun Normal

Log Normal

Log Person

III Gumbel

1 2 100.35 100.00 100.00 126.20

2 5 126.27 128.82 128.82 159.12

3 10 139.85 144.54 144.54 180.91

4 20 150.96 162.18 169.82 201.82

5 50 163.61 181.97 186.21 228.88

6 100 172.25 194.98 199.53 249.16

Dan selanjutnya hasil analisis dapat dilihat pada grafik berikut :

(68)

Dari hasil analisa distribusi frekuensi hujan dengan berbagai metode terlihat bahwa metode distribusi Gumbel yang paling ekstrim sehingga data inilah yang digunakan untuk analisa berikutnya.

4.3. Analisa Cacthment Area dan Koefisien Run Off

Factor-faktor yang mempengaruhi sebelum menganalisa debit rencana suatu daerah/kawasan yang akan ditinjau perlu diperkirakan terlebih dahulu seperti daerah tangkapan hujan (cacthment area dan koefisien Run off) pada kawasan tersebut. Faktor utama yang mempengaruhinya adalah laju infiltrasi tanah atau persentase lahan kedap air, kemiringan lahan, tanaman penutup tanah dan lain-lain. Untuk Daerah di kedua kecamatan ini karakter permukaan tanahnya bervariasi dari daerah perdagangan padat dan sedang, perumahan/perkantoran padat dan sedang serta kawasan hutan.

Daerah tangkapan hujan sangat tergantung terhadap kondisi lahan/tanah yang ada. Untuk menganalisanya disesuaikan dengan kondisi karakter permukaannya yang dikaitkan dengan daerah catchment area sesuai dengan sub drainase yang dimaksud. Dalam hal ini telah ditentukan nilai dari koefisien limpasan terhadap kondisi karakter permukaannya yaitu :

C1 = 0.8 Kawasan Perdagangan Padat C2 = 0.7 Kawasan Perdagangan Sedang

C3 = 0.75 Kawasan Perumahan/Perkantoran Padat C4 = 0.65 Kawasan Perumahan/Perkantoran Sedang C5 = 0.6 Kawasan Hutan yang curam

(69)

Hasil analisanya dapat dilihat pada Tabel 4.10 :

Tabel 4.10 Perhitungan Cacthment Area dan Koefisien Run Off

No. Nama Drainase

Luas Daerah Pelayanan

(ha)

Koefisien Run-Off _C

Rata-rata c1 c2 c3 c4 c5 A JL. Diponegoro - Kec. Medan Polonia

I Sub Drainase 1

I.1 Jln. Diponegoro SKI-1 3.85 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 I.2 Jln. Diponegoro SKI-2 1.18 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 I.3 Jln. Diponegoro SKI-3 1.34 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 I.4 Jln. Diponegoro SKI-4 2.94 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 I.5 Jln. Diponegoro SKI-5 1.44 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 I.6 Jln. Diponegoro SKI-6 0.15 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 I.7 Jln. Diponegoro SKI-7 1.41 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 I.8 Jln. Z. Arifin SKI-8 1.38 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 I.9 Jln. Z. Arifin SKI-9 0.80 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 I.10 Jln. Z. Arifin SKI-10 0.16 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 I.11 Jln. Z. Arifin SKI-11 1.74 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 I.12 Jln. Z. Arifin SKI-12 2.21 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65

II Sub Drainase 2

II.1 Jln. Diponegoro SKII-1 1.48 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 II.2 Jln. Diponegoro SKII-2 3.39 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 II.3 Jln. R.A.Kartini SKII-3 16.26 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65

III Sub Drainase 3

III.1 Jln. Diponegoro SKIII-1 5.96 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 III.2 Jln. Hang Tuah SKIII-2 4.52 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 III.3 Jln. Hang Tuah SKIII-3 10.07 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 III.4 Jln. Cik Ditiro SKIII-4 8.71 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65

III.5 Jln. R.A.Kartini SKIII-1 7.36 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65

III.6 Jln. R.A.Kartini SKIII-4 3.90 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 IV Sub Drainase 4

IV.1 Jln. Diponegoro SKIV-1 4.21 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 IV.2 Jln. Diponegoro SKIV-2 1.95 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 IV.3 Jln. Diponegoro SKIV-4 2.09 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 IV.4 Jl. Jl. U.A.S. SKIV-3 4.05 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65

(70)

No. Nama Drainase

Luas Daerah Pelayanan

(ha)

Koefisien Run-Off

Rata-rata c1 c2 c3 c4 c5

V Sub Drainase 5

V.1 Jln. Diponegoro SKV-1 6.12 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 V.2 Jln. Diponegoro SKV-2 2.12 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65

VI Sub Drainase 6

VI.1 Jl. U.A.S.pranto SKVI-1 1.06 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VI.2 Jln. Hang Tuah SKVI-2 6.71 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VI.3 Jln. Hang Jebat SKVI-4 6.83 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VI.4 Jln. Cik Ditiro SKVI-3 1.18 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VI.6 Jln. Cik Ditiro SKXVI-1 2.13 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VI.7 Jln. Cik Ditiro SKXVI-4 0.66 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VI.8 Jln. Cik Ditiro SKXVI-2 0.84 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VI.9 Jln. Cik Ditiro SKXVI-3 2.17 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VI.6 Jln. Cik Ditiro SKXVI-1 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65

VII Sub Drainase 7 0.92

VII.1 Jl. U.A.S.pranto SKVII-1 0.15 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VII.2 Jln. Hang Jebat SKVII-2 5.83 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VII.3 Jln. H. Kesturi SKVII-4 1.15 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VII.4 Jln. Cik Ditiro SKVII-3 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65

VIII Sub Drainase 8 0.91

VIII.1 Jl. U.A.S.SKVIII-1 0.22 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VIII.2 Jln. H. Kesturi SKVIII-2 5.08 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VIII.3 Jln. Hang Liku SKVIII-4 1.28 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 VIII.4 Jln. Cik Ditiro SKVIII-3 6.12 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65

IX Sub Drainase 9

IX.1 Jl. U.A.S.pranto SKIX-1 2.42 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 IX.2 Jln. J. Sudirman SKIX-4 4.47 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 IX.3 Jln. Cik Ditiro SKIX-3 2.10 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 IX.4 Jln. Hang Liku SKIX-2 5.62 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65

(71)

No. Nama Drainase

Luas Daerah Pelayanan

(ha)

Koefisien Run-Off

Rata-rata c1 c2 c3 c4 c5

X Sub Drainase 10

X.1 Jln. Cik Ditiro SKX-1 0.84 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 X.2 Jln. Cik Ditiro SKX-2 1.12 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 X.3 Jln. Cik Ditiro SKXI-1 1.13 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65

XI Sub Drainase 11

XI.1 Jln. Cik Ditiro SKXII-1 1.08 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 XI.2 Jln. Cik Ditiro SKXIII-2 1.11 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 XI.3 Jln. Cik Ditiro SKXIV-1 0.22 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65

XII Sub Drainase 12

XII.1 Jln. Cik Ditiro SKXV-1 1.09 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65 XII.2 Jln. Cik Ditiro SKXV-2 0.31 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.65

B JL. B. Katamso - Kec. Medan Johor I Sub Drainase 1

I.1 Jln. M. Hasan Basri 5.03 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.675 I.2 Jln. B. Katamso SKI-2 3.03 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.675

II Sub Drainase 2

II.1 Jln. B. Katamso SKI-3 5.46 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.675 II.2 Jln. B. Katamso SKII-1 1.05 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.675 II.3 Jln. B. Katamso SKII-2 4.57 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.675

III Sub Drainase 3

III.1 Gg. Rafi SKII-4 5.48 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.675 III.2 Gg. Rafi SKII-5 1.22 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.675 III.3 Gg. Andika SKIII-1 3.31 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.675 III.4 Gg. Andika SKIII-2 0.93 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.675 III.5 Gg. Andika SKIII-3 0.56 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.675 III.6 Gg. Andika SKIII-4 0.46 0.8 0.7 0.75 0.65 0.6 0.675

(1)

185

4.6. Analisa Kapasitas Penampang Drainase

Saluran drainase eksisting primer, sekunder dan tersier yang berada di Kecamatan Medan Polonia dan Kecamatan Medan Johor secara sistem drainase dan arah alirannya sudah baik. Hanya saja perlu adanya pemeliharaan secara berkelanjutan. Saluran drainase eksisting dari hasil peninjauan ke lokasi serta data-data yang di dapat berupa dimensi dan konstruksi salurannya, yang akan dianalisa adalah saluran sekunder.

Hasil perhitungan kapasitas penampang drainase menggunakan rumus Manning, karena rumus ini mempunyai bentuk yang sangat sederhana tetapi memberikan hasil yang memuaskan. Oleh karena itu rumus ini dapat luas penggunaannya sebagai rumus aliran seragam dalam perhitungan saluran.

(2)

(3)

187

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil studi identifikasi penanggulangan banjir dan rencana desain drainase maka penulis dapat menarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Dalam Perhitungan Probabilitas Hujan Maksimum yang penulis gunakan pada studi identifikasi penanggulangan banjir dan desain drainase kecamatan Medan Polonia dan kecamatan Medan Johor adalah Probabilitas hujan Metode Distribusi Normal, Log Normal, Log Person III, dan Gumbel.

2. Sebagai debit pembanding untuk mengetahui fungsi saluran

sebagai pengendalian banjir penulis gunakan acuan Debit Banjir Rencana sepuluh tahunan dan dua puluh tahunan.

3. Probabilitas hujan periode ulang 10 tahunan dicantumkan sebagai berikut : Metode Distribusi Normal = 139.85 mm

Metode Distribusi Log Normal = 144.54 mm Metode Distribusi Log Person III = 144.54 mm Metode Distribusi Gumbel = 180.91 mm

4. Probabilitas hujan periode ulang 20 tahunan dicantumkan sebagai berikut : Metode Distribusi Normal = 150.96 mm

Metode Distribusi Log Normal = 162.18 mm Metode Distribusi Log Person III = 169.82 mm Metode Distribusi Gumbel = 201.82 mm

(4)

5. Bila ditinjau dari segi fisik ( hirarki susunan saluran ), sistem drainase perkotaan diklasifikasikan atas saluran primer, sekunder, tersier. a. Sistem Saluran Primer

Adalah saluran utama yang menerima masukan aliran dari saluran sekunder dimensi saluran relative besar. Akhir saluran primer adalah bedan penerima air.

b. Sistem Saluran Sekunder

c. Sistem Saluran Tersier

Adalah saluran drainase yang menerima air dari sistem drainase local dan menyalurkannya ke saluran sekunder.

6. Dari hasil perhitungan diatas untuk debit banjir rencana (Qp) untuk periode ulang 5 tahun didapatkan saluran sekunder memenuhi syarat sehingga dapat menampung air dalam saluran. Untuk itu tidak perlu dilakukan perubahan dimensi penampang pada saluran tersebut karena saluran tersebut sudah dapat menampung air dalam saluran.

(5)

189 5.2 Saran

Berdasarkan hasil studi identifikasi penanggulangan banjir dan rencana desain drainase kecamatan Medan Polonia dan kecamatan Medan Johor, penulis mencoba mengemukakan beberapa saran bagi perawatan dan pemeliharaan saluran drainase kecamatan Medan Polonia dan kecamatan Medan Johor :

1. Menganalisa pengelolaan berdasarkan pembobotan yaitu dengan

member nilai besar kecilnya kepentingan arti daerah tersebut misalnya daerah perkantoran lebih besar pengaruh terjadinya genangan dibanding dengan daerah rawa serta tanah kosong.

2. Pemeliharaan saluran untuk menghindari pendangkalan yang diakibatkan oleh sampah dan limbah dari kawasan perdagangan, kantor, dan pergudangan serta pengangkatan sedimen secara berkala.

(6)

DAFTAR PUSTAKA

B.I.E.Dipl.H, Soemarto Ir. CD, 1993. Hidrologi Teknik. ERLANGGA, Jakarta DEA, CES, Bambang Triatmojo.Ir.Dr.Pof,1995. Hidrolika II. BETA

Offset,Yogyakarta

Herman Widodo Soemitro, Ir. 1984. Mekanika Fluida dan Hidraulika. ERLANGGA, Jakarta

Subarkah Imam, Ir. 1978. Hidrologi Untuk Perencanaan Bangunan Air. Idea Dharma, Bandung

M.Eng, Suripin Ir Dr, 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. ANDI Offset, Yogyakarta

Ven Te Chow, 1985. Hidrolika Saluran Terbuka. ERLANGGA, Jakarta Wesli, 2008. Drainase Perkotaan. GRAHA ILMU, Yogyakarta