Kajian Sistem Jaringan Drainase Guna Menanggulangi Genangan Air Hujan di Kawasan Pasar Glugur Kota Rantauprapat

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat dalam menempuh Colloqium Doqtum/Ujian Sarjana Teknik Sipil

SUTAN SYAHPUTRA RAMBE

080404010

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

menanggulangi genangan air hujan di kawasan pasar Gelugur kota Rantauprapat ini adalah untuk mengetahui besarnya debit air hujan yang mengakibatkan terjadinya genangan serta mengidentifikasi masalah lain yang menjadi penyebab terjadinya genangan pada kawasan pasar dan mencari solusi agar genangan tersebut dapat berkurang sehingga kawasan pasar dapat berfungsi secara optimal.

Perhitungan intensitas curah hujan yang digunakan untuk kajian ini adalah dengan menggunakan rumus mononobe dengan parameter perhitungan nilai curah hujan Distribusi Log Pearson III periode ulang 5 tahun. Waktu konsentrasi ditentukan dengan persamaan Kirpich. Sedangkan untuk evaluasi penampang saluran drainase akan dihitung debit eksisting saluran pada pasar dan dibandingkan dengan debit rencana.

Dari hasil penelitian ternyata saluran A yang ada di pasar Gelugur tidak mampu mengalirkan genangan air hujan, yang menyebabkan genangan pada kawasan pasar, dan saluran B yang merupakan saluran tertutup pada pasar, tidak berfungsi karena tersumbat oleh sedimentasi sehingga saluran A tidak mampu menampung dan mengalirkan debit air hujan yang intensitasnya cukup tinggi. Untuk mengatasi banjir perlu dilakukan perbaikan saluran B yaitu pengerukan tanah/sedimentasi yang menyumbat saluran dan penambahan dimensi saluran untuk saluran A serta dilakukan pengawasan dan pemeliharan saluran drainase pada kawasan pasar agar dapat berfungsi secara efisien. Seluruh saluran yang ditinjau memiliki luas wilayah sub drainase 2,7062 Ha.

dan hidayah-Nya kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam keha r i ba a n Baginda Rasullah Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan dalam menjalankan setiap aktifitas sehari-hari, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang Teknik Sumber Daya Air Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dengan judul “KAJIAN SISTEM JARINGAN DRAINASE GUNA MENANGGULANGI GENANGAN AIR HUJAN DI KAWASAN PASAR GELUGUR KOTA RANTAUPRAPAT”.

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :

1. Teristimewa kedua orang tua saya, Ayahanda H. Partahian Rambe, S.Pd dan Ibunda Hj.Umi Kalsum Br. Sitorus Pane serta adik saya Yulina Fitriani S. Rambe dan Reza Ananda W.S. Rambe yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat. Terima kasih atas segala dukungan, pengorbanan dan doa yang tiada batas.

2. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Pembimbing I dan Bapak Ivan Indrawan ST. MT. selaku Pembimbing II, yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Ir. Teruna Jaya, M.Sc. selaku Koordinator Sub Jurusan Pengembangan Sumber Daya Air yang telah memberikan arahan, kritik dan saran kepada penulis demi kesempurnaan penulisan tugas akhir ini.

6. Bapak Ir. Alferido Malik dan Ibu Emma Patricia Bangun, ST. M.Eng, selaku Dosen Pembanding, yang telah memberikan arahan, kritik dan saran yang membangun dalam menyelesaikan tugas akir ini.

7. My beloved “Uhibbuki fillah”, Irma Lusiana Khajjani Ritonga S.H yang selalu memberikan dukungan yang luar biasa, cinta dan kasih sayang yang tulus, doa, pengertian, perhatian serta inspirasi dalam mengerjakan tugas akhir ini.

8. Bapak/Ibu staf pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

9. Kawan-kawan Sipil 2008, Robi, Rahmad, Andry, Danny, Ardi, Mustapa, Putra, Saur, Dhoni, Coy, Johan, Ivan, Yusry, Rivai, Bram, Panji, Ican, Lindung, Frengki, Jatendra, SamNeng, Obama, Deni, Ibnu, Ozi, Ucup, Topan, Aris, Al, Tito dan kawan-kawan Sipil 2008 yang lain yang tidak mungkin penulis sebutkan satu-persatu.

10. Adik-adikku Sipil 2011 Yogi Mudek, Rizki Tandem, Ilham Arbana, Hilman, Raedian, Subar, Chandra, Manimpan, Ambon, Defrin, Ovan, Saka dll yang sudah memberikan bantuan kepada penulis.

arahan serta masukan kepada penulis.

12. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis. (Kak Lince, Kak Dina, Kak Dewi, Bang Zul, Bang Edi, Bang Amin, dan Mas Bandi).

13. Serta segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, Maret 2014 Penulis

SUTAN SYAHPUTRA RAMBE 08 0404 010

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR NOTASI ... vii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 2

1.3 Pembatasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan ... 3.

1.5 Manfaat ... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA………...… 5

2.1. Umum………...……….……. 5

2.1.1. Sistem Drainase……...……….…….………. 5

2.1.2. Pola Jaringan Drainase..……… 10

2.2. Analisis Hidrologi……….….. 13

2.2.1. Siklus Hidrologi………..……….……. 14

2.2.2. Curah Hujan Kawasan……….….…. 15

2.2.3. Distribusi Frekuensi Curah Hujan……….…... 20

2.2.4. Uji Kesesuaian Pemilihan Distribusi………... 26

2.2.5. Distribusi Hujan Jam-Jaman………. 28

2.2.6. Intensitas Curah Hujan Rencana………..….….... 30

2.2.7. Koefisien Limpasan (run off)………... 30

2.2.8. Analisa Debit Banjir Rancangan…….……….... 31

2.2.8.1.Debit Air Hujan………...………… 32

2.2.8.2.Debit Air Kotor………...…………. 32

2.3. Analisis Sistem Drainase………...…………... 33

2.3.2. Tinggi Jagaan (freeboard) ……….. 38

BAB III METODE PENELITIAN ... 39

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 39

3.2 Rancangan Penelitian ... 40

3.2.1 Sistematika Penulisan ... 43

3.3 Pelaksanaan Penelitian ... 44

3.4 Variabel yang Diamati ... 45

3.4 Jadwal Penelitian ... 45

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ... 46

4.1 Analisa Hidrologi... 46

4.1.1Curah Hujan Harian Maksimum... 47

4.1.2 Analisa Curah Hujan Distribusi normal ... 47

4.1.3 Analisa Curah Hujan Distribusi log normal... 48

4.1.4 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Person III ... 49

4.1.4 Analisa curah dengan Distribusi Gumbel... 51

4.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan ... 52

4.3.1 Parameter Statistik Sebaran Normal... 53

4.3.2 Parameter Statistik Sebaran Logaritmi... 54

4.3 Pemilihan Jenis Distribusi ... 56

4.4 Pengujian Kecocokan Jenis Sebaran... 57

4.5 Analisis Sistem Drainase... ... 61

4.5.1 Identifikasi Masalah ... 63

4.5.2 Penampang Saluran Drainase yang Ada ... 65

4.5.2.1 Saluran A ... 65

4.5.2.2 Saluran B ... 66

4.5.2.2 Saluran Pembuang Akhir... 67

4.5.2.2 Saluran jalan gelugur ... 68

4.5.3 Perhitungan Debit eksisting Saluran... 69

4.6 Analisa Debit Banjir Rencana ... 72

4.8 Waktu Konsentrasi... 73

4.9 Perhitungan Intensitas Curah Hujan ... 73

4.10 Analisis Hidraulika... 75

4.8 Solusi dan Rencana Perbaikan saluran... 78

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 82

5.1 Kesimpulan ... 82

5.2 Saran ... 83

DAFTAR PUSTAKA ... 84

                                   

DAFTAR NOTASI

A = Luas daerah pengaliran (Ha),

= Luas tampang basah saluran (m2), B = Lebar tampang atas saluran (m), b = Lebar dasar saluran (m),

C = Koefisien pengaliran,

Cv = Koefisien variasi dari Log Normal v Parameter,

Cs = Koefisien tampungan,

= Koefisien skewness, f = Tinggi jagaan (m), h = Ketinggian air (m), ht = Kedalaman saluran (m),

I = Intensitas hujan (mm/jam), k = Faktor frekwnsi,

KT = Faktor sifat distribusi Pearson Type III, yang merupakan fungsi dari

besarnya Cs

L = Panjang sluran yang ditinjau dari in-let (pemasukan) sampai ke tampang yang ditinjau (m),

log x = Curah hujan harian maksimum rata-rata dalam harga logaritmik, m = Rank (nomor urut data),

= Kemiringan sisi saluran,

N = Banyaknya harga “t” (lama curah hujan), n = Koefisien kekasaran daerah saluran,

= Jumlah data,

_{n = Reduced standard deviasi yang merupakan fungsi dari jumlah data,}

P = Probabilitas (kemungkinan) dari peristiwa yang terjadi di samai atau dilampaui,

= Keliling basah (m)

Pr = Probabilitas (kemungkinan) dari peristiwa yang terjadi di samai atau

Kurang dari,

Q = Debit aliran (m3/det), Qr = Debit rencana (m3/det),

R = curah hujan daerah, = jari-jari hidrolis (m),

Rt = Curah hujan untuk periode ulang t tahun (mm),

S = deviasi standar nilai variat, = Slop (kemiringan dasar saluran),

Slog x = Standard deviasi dari rangkaian data dalam harga logaritmiknya,

T = Return period (periode ulang), t = Lama curah hujan (menit, jam), tc = Waktu konsentrasi (menit),

toe = Waktu pemasukan yang dibutuhkan oleh air dari mulai masuk ke

saluran

sampai titik yang ditinjau (menit), V = Kecepatan aliran (m/det),

 dan  adalah parameter statistik, yang masing-masing adalah nilai rata-rata dan standar

deviasi dari variat,

X = nilai rata-rata hitung variat

XT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan

XTR = Besarnya curah hujan dengan periode ulang t,

xi = Data ke-i,

yang ditunjukan pada tabel,

Sn, Yn = Faktor pengurangan deviasi standar rata-rata sebagai fungsi dari jumlah

data,

Y = nilai rata-rata hitung variat,

YT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahun,

               

menanggulangi genangan air hujan di kawasan pasar Gelugur kota Rantauprapat ini adalah untuk mengetahui besarnya debit air hujan yang mengakibatkan terjadinya genangan serta mengidentifikasi masalah lain yang menjadi penyebab terjadinya genangan pada kawasan pasar dan mencari solusi agar genangan tersebut dapat berkurang sehingga kawasan pasar dapat berfungsi secara optimal.

Perhitungan intensitas curah hujan yang digunakan untuk kajian ini adalah dengan menggunakan rumus mononobe dengan parameter perhitungan nilai curah hujan Distribusi Log Pearson III periode ulang 5 tahun. Waktu konsentrasi ditentukan dengan persamaan Kirpich. Sedangkan untuk evaluasi penampang saluran drainase akan dihitung debit eksisting saluran pada pasar dan dibandingkan dengan debit rencana.

Dari hasil penelitian ternyata saluran A yang ada di pasar Gelugur tidak mampu mengalirkan genangan air hujan, yang menyebabkan genangan pada kawasan pasar, dan saluran B yang merupakan saluran tertutup pada pasar, tidak berfungsi karena tersumbat oleh sedimentasi sehingga saluran A tidak mampu menampung dan mengalirkan debit air hujan yang intensitasnya cukup tinggi. Untuk mengatasi banjir perlu dilakukan perbaikan saluran B yaitu pengerukan tanah/sedimentasi yang menyumbat saluran dan penambahan dimensi saluran untuk saluran A serta dilakukan pengawasan dan pemeliharan saluran drainase pada kawasan pasar agar dapat berfungsi secara efisien. Seluruh saluran yang ditinjau memiliki luas wilayah sub drainase 2,7062 Ha.

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Banjir atau terjadinya genangan di suatu kawasan pemukiman atau perkotaan masih banyak terjadi di berbagai kota di Indonesia. Genangan tidak hanya dialami oleh kawasan perkotaan yang terletak di dataran rendah saja, bahkan dialami kawasan yang terletak di dataran tinggi. Banjir atau genangan di suatu kawasan terjadi apabila sistem yang berfungsi untuk menampung genangan itu tidak mampu menampung debit yang mengalir, hal ini akibat dari tiga kemungkinan yang terjadi yaitu : kapasitas sistem yang menurun, debit aliran air yang meningkat, atau kombinasi dari kedua-duanya. Pengertian sistem disini adalah sistem jaringan drainase di suatu kawasan. Sedangkan sistem drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan /atau membuang kelebihan air (banjir) dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal, jadi sistem drainase adalah rekayasa infrastruktur disuatu kawasan untuk menanggulangi adanya genangan banjir (Suripin, 2004).

Pasar merupakan suatu kawasan penting dalam suatu daerah untuk tempat terjadinya transaksi jual beli ataupun perdagangan dan dapat menunjang perekonomian daerah tersebut. Dalam kajian ini akan diangkat permasalahan genangan atau banjir yang terjadi di Kawasan Pasar Gelugur Kota Rantauprapat. Para pedangang dan pembeli di Kawasan pasar Gelugur mengeluhkan genangan yang terjadi pada saat hujan. Karena genangan di kawasan Pasar Gelugur sangat

mengganggu aktivitas jual beli atau perdagangan yang berlangsung setiap hari. Dari hasil pantauan dan indentifikasi, terlihat bahwa genangan yang terjadi disebabkan oleh kapasitas saluran drainase yang ada tidak mampu menampung dan mengalirkan genangan yang diakibatkan oleh air hujan, disamping itu banyaknya sampah yang terlihat menumpuk pada saluran drainase, serta ada saluran tertutup pada pasar yang sama sekali tidak berfungsi.

Melihat kondisi tersebut diatas, maka perlu dilakukan kajian sistem jaringan di Kawasan Pasar Gelugur guna menanggulangi genangan yang diakibatkan air hujan serta mencari solusi dari permasalahan tersebut sehingga kedepannya tidak terjadi genangan lagi

I.2. Perumusan Masalah

Secara umum perumusan masalah pada tugas akhir ini dapat dinyatakan sebagai berikut:

1. Terjadinya genangan atau banjir pada saat terjadinya hujan dikawasan Pasar Gelugur sehingga mengganggu aktivitas yang berlangsung di pasar.

2. Kapasitas saluran yang ada tidak mampu mengalirkan genangan atau banjir yang terjadi.

3. Terdapat saluran pada pasar yang tidak berfungsi untuk mengalirkan genangan.

I.4 Pembatasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil pembahasan yang maksimal maka penulis perlu membatasi masalah yang akan dibahas. Sesuai dengan tujuan dari penulisan tugas akhir ini maka batasan masalah dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Pembahasan masalah sistem jaringan drainase dikhususkan pada kawasan Pasar Glugur Kota Rantauprapat dan tidak diperhitungkan pengaruh perkembangan pasar terhadap besarnya genangan yang terjadi..

2. Menganalisa kondisi dan kapasitas saluran drainase yang terdapat di Pasar Gelugur terhadap genangan atau banjir yang diakibatkan oleh curah hujan

3. Pembahasan sistem jaringan drainase difokuskan guna menanggulangi genangan air hujan pada Pasar Gelugur.

I.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besarnya debit aliran saluran drainase didaerah penelitian yang mengakibatkan terjadinya genangan dikawasan tersebut, serta mengevaluasi kondisi dari saluran drainase yang terdapat di kawasan pasar, sehingga saluran drainase dapat berfungsi secara maksimum dalam mengurangi genangan yang terjadi di kawasan pasar tersebut sehingga tercipta kondisi jaringan drainase yang baik dan kedepannya tidak terjadi genangan.

I.5. Manfaat Penelitian

Dengan kajian yang dilakukan di Kawasan Pasar Gelugur ini didapatkan manfaat yaitu hasil penelitian ini diharapkan menjadi perbaikan pada daerah kajian, sehingga kapasitas yang ada bisa bertambah dan mampu mengalirkan debit yang melewati saluran. Serta hasil Penelitian ini dapat digunakan sebagai acuan bagi pemerintah Kabupaten Labuhan Batu khususnya instansi terkait dalam mengatasi permasalahan drainase khususnya dikawasan pasar.

                                   

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Umum

Drainase berasal dari bahasa inggris yaitu drainage yang artinya mengalirkan, menguras, membuang atau mengalihkan air. Dalam bidang Teknik Sipil, drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan, rembesan maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan/lahan, sehingga fungsi kawasan/lahan tidak terganggu (Suripin, 2004).

Kelebihan air pada suatu kawasan perkotaan akibat air hujan dan air limbah rumah dialirkan melalui suatu bangunan drainase perkotaan ke badan air. Untuk dapat menjalankan fungsinya drainase terdiri dari beberapa elemen bangunan yang direncanakan secara sistimatis sesuai dengan fungsi masing-masing sehingga membentuk suatu sistem drainase, sehingga sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal (Suripin, 2004) yang dapat memberikan manfaat bagi kehidupan masyarakat.

2.1.1 Sistem Drainase

Secara umum sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan/lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Bangunan sistem drainase secara berurutan mulai dari hulu terdiri dari saluran

penerima (interceptor drain), saluran pengumpul (collector drain), saluran pembawa (conveyor drain), saluran induk (main drain), dan badan air penerima (receivingwaters). Di sepanjang sistem sering dijumpai bangunan lainnya, seperti gorong-gorong, jembatan-jembatan, talang dan saluran miring/got miring (Suripin, 2004).

Sesuai dengan cara kerjanya, jenis saluran drainase buatan dapat dibedakan menjadi:

a. Saluran Interceptor (Saluran Penerima)

Berfungsi sebagai pencegah terjadinya pembebanan aliran dari suatu daerah terhadap daerah lain di bawahnya. Saluran ini biasanya dibangun dan diletakkan pada bagian yang relatif sejajar dengan garis kontur. Outlet dari saluran ini biasanya terdapat di saluran collector atau

conveyor atau langsung di natural drainage/sungai alam. b. Saluran Collector (Saluran Pengumpul)

Berfungsi sebagai pengumpul debit yang diperoleh dari saluran drainase yang lebih kecil dan akhirnya akan dibuang ke saluran conveyor

(pembawa).

c. Saluran Conveyor (Saluran Pembawa)

Berfungsi sebagai pembawa air buangan dari suatu daerah ke lokasi pembuangan tanpa harus membahayakan daerah yang dilalui.

Menurut keberadaannya, sistem jaringan drainase dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:

a. Natural Drainage (Drainase Alamiah)

bertahun-tahun mengikuti hukum alam yang berlaku. Dalam kenyataannya sistem ini berupa sungai beserta anak-anak sungainya yang membentuk suatu jaringan alur aliran.

b. Artifical Drainage (Drainase Buatan)

Dibuat oleh manusia, dimaksudkan sebagai upaya penyempurnaan atau melengkapi kekurangan-kekurangan sistem drainase alamiah dalam fungsinya membuang kelebihan air yang mengganggu. Jika ditinjau dari sistem jaringan drainase, kedua sistem tersebut harus merupakan kesatuan tinjauan yang berfungsi secara bersama.

Menurut konstruksinya, saluran drainase dapat dibedakan menjadi: a. Drainase saluran terbuka

Saluran drainase primer biasanya berupa saluran terbuka, baik berupa saluran dari tanah, pasangan batu kali atau beton.

b. Drainase saluran tertutup

Pada kawasan perkotaan yang padat, saluran drainase biasanya berupa saluran tertutup. Saluran dapat berupa buis beton yang dilengkapi dengan bak pengontrol, atau saluran pasangan batu kali/beton yang diberi plat tutup dari beton bertulang. Karena tertutup, maka perubahan penampang saluran akibat sedimentasi, sampah dan lain-lain tidak dapat terlihat dengan mudah (Suripin, 2004).

Menurut fungsinya, saluran drainase dapat dibedakan menjadi:

a. Single purpose, yaitu saluran hanya berfungsi mengalirkan satu jenis air buangan saja.

buangan, baik secara tercampur maupun secara bergantian.

Menurut konsepnya, sistem jaringan drainase dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:

a. Drainase konvensional

Drainase konvensional adalah upaya membuang atau mengalirkan air kelebihan secepatnya ke sungai terdekat. Dalam konsep drainase konvensional, seluruh air hujan yang jatuh di suatu wilayah harus secepatnya dibuang ke sungai dan seterusnya mengalir ke laut. Jika hal ini dilakukan pada semua kawasan, akan memunculkan berbagai masalah, baik di daerah hulu, tengah, maupun hilir.

Dampak dari pemakaian konsep drainase konvensional tersebut dapat kita lihat sekarang ini, yaitu kekeringan yang terjadi di mana-mana, juga banjir, longsor, dan pelumpuran. Kesalahan konsep drainase konvensional yang paling pokok adalah filosofi membuang air genangan secepatnya ke sungai. Demikian juga mengalirkan air secepatnya berarti menurunkan kesempatan bagi air untuk meresap ke dalam tanah. Dengan demikian, cadangan air tanah akan berkurang kekeringan di musim kemarau akan terjadi. Sehingga banjir dan kekeringan merupakan dua fenomena yang saling memperparah dan terjadi susul-menyusul.

b. Drainase Ramah Lingkungan

Drainase ramah lingkungan didefinisikan sebagai upaya mengelola air kelebihan dengan cara sebanyak-banyaknya meresapkan air ke dalam tanah secara alamiah atau mengalirkan ke sungai dengan tanpa melampaui kapasitas sungai sebelumnya. Dalam drainase ramah lingkungan, justru air

kelebihan pada musim hujan harus dikelola sedemikian rupa sehingga tidak mengalir secepatnya ke sungai. Namun diusahakan meresap ke dalam tanah, guna meningkatkan kandungan air tanah untuk cadangan pada musim kemarau.

Beberapa metode drainase ramah lingkungan yang dapat dipakai diantaranya adalah metode kolam konservasi, metode sumur resapan, metode river side polder, dan metode pengembangan areal perlindungan air tanah.

2.1.2 Pola Jaringan Drainase

Pola jaringan drainase adalah perpaduan antara satu saluran dengan saluran lainnya baik yang fungsinya sama maupun berbeda dalam suatu kawasan tertentu. Beberapa contoh model pola jaringan yang dapat diterapkan dalam perencanaan jaringan drainase meliputi:

1. Pola Siku

Dibuat pada daerah yang mempunyai sedikit lebih tinggi dari pada sungai. Sungai sebagai saluran saluran pembuang akhir berada di tengah kota.

2. Pola Paralel

Saluran utama terletak sejajar dengan saluran cabang. Dengan saluran cabang (sekunder) yang cukup banyak dan pendek-pendek, apabila terjadi perkembangan kota, saluran saluran akan dapat menyesuaikan diri.

Gambar 2.1 Pola jaringan paralel

3. Pola Grid Iron

Untuk daerah dimana sungainya terletak di pinggir kota, sehingga saluran cabang dapat dikumpulkan dulu pada saluran pengumpul

4. Pola Alamiah

Sama seperti pola siku hanya beban sungai pada pola alamiah lebih besar.

Gambar2.4 pola jaringan alamiah

5. Pola Radial

Pada daerah berbukit, sehingga pola saluran memencar ke segala arah.

Gambar2.5 Pola jaringan Radial

6. Pola Jaring-Jaring

Untuk mencegah terjadinya pembebanan aliran dari suatu daerah terhadap daerah lainnya, maka dapat dibuat beberapa interceptor drain yang kemudian ditampung ke dalam saluran collector dan selanjutnya dialirkan menuju saluran conveyor.

Gambar2.6 Pola jaringan Jaring jaring

2.2 Analisis Hidrologi

Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari seluk beluk air, kejadian dan distribusinya, sifat alami dan sifat kimianya, serta reaksinya terhadap kebutuhan manusia.

Pengumpulan data dan informasi, terutama data untuk perhitungan hidrologi sangat diperlukan dalam analisa penentuan debit banjir rancangan yang selanjutnya dipergunakan sebagai dasar rancangan suatu bangunan air. Semakin banyak data yang terkumpul berarti semakin menghemat biaya dan waktu, sehingga kegiatan analisis dapat berjalan lebih cepat, selain itu akan didapatkan hasil perhitungan yang lebih akurat. Secara keseluruhan pengumpulan data hidrologi ini dapat dilakukan dengan tahapan-tahapan pengumpulan data dasar dan pengujian (kalibrasi) data-data yang terkumpul.

2.2.1 Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi merupakan serangkaian proses gerakan/perpindahan air di alam yang berlangsung secara terus menerus. Gerakan air ke udara, air kemudian jatuh kepermukaan laut/tanah, air mengalir di permukaan/dalam tanah kembali ke laut atau langsung menguap ke udara merupakan proses sederhana dari siklus. Rangkaian proses dalam siklus hidrologi tersebut merupakan hal penting yang harus dimengerti oleh para ahli teknik keairan.

Ada empat macam proses penting dari siklus hidrologi yang harus dipahami yang berkaitan dengan perencanaan bangunan air yaitu:

a. Presipitasi adalah uap air di atmosfir terkondensasi dan jatuh ke permukaan bumi dalam berbagi bentuk (hujan, salju, kabut, embun);

b. Evaporasi adalah penguapan air dari permukaan badan air (sungai, danau, waduk)

c. Infiltrasi adalah air yang jatuh ke permukaan menyerap kedalam tanah; d. Limpasan permukaan (surface run off) dan limpasan air tanah (subsurface

runoff).

Konsep sederhana dari siklus yang menunjukkan masing-masing proses digambarkan secara skematik seperti pada Gambar 2.7

Proses penting yang berkaitan dengan drainase adalah presipitasi dan limpasan permukaan. Proses yang dapat dikelola oleh para ahli teknik adalah limpasan permukaan.

Karakteristik presipitasi (hujan) yang perlu dipelajari dalam analisis dan perencanaan prasarana yang berhubungan dengan hujan seperti drainase adalah:

a. Intensitas hujan (I) adalah laju hujan atau tinggi genangan air hujan persatuan waktu (mm/menit, mm/jam, atau mm/hr);

b. Lama waktu hujan (durasi, t) adalah rentang waktu kejadian hujan (menit atau jam);

c. Tinggi hujan d, adalah kedalaman/ketebalan air hujan diatas permukaan datar selama durasi hujan (mm);

d. Frekuensi terjadinya hujan (T) adalah frekwensi kejadian hujan dengan intensitas tertentu yang biasanya dinyatakan dengan kala ulang (return period) T (tahun);

e. Luas hujan adalah luas geografis daerah sebaran hujan.

2.2.2 Curah Hujan Kawasan

Data hujan yang diperoleh oleh suatu alat penakar hujan hanya merupakan hujan yang terjadi pada suatu tempat atau titik dimana alat penakar hujan ditempatkan (point rainfall). Kejadian hujan sangat bervariasi pada suatu area, terutama pada area pengamatan yang luas, satu titik pengamatan tidak mencukupi untuk dapat menggambarkan kejadian hujan pada wilayah tertentu. Cara untuk menentukan harga rata-rata curah hujan pada beberapa stasiun penakar hujan dapat dilakukan dengan beberapa metode. Pemilihan metode mana yang cocok

dipergunakan pada suatu DAS dapat ditentukan dengan mempertimbangkan tiga faktor seperti pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Tabel Pemilihan metode analisis sesuai dengan kondisi DAS

No. Kondisi DAS Metode

1. Jaring-Jaring Pos Penakar Hujan

Jumlah pos penakar hujan cukup

Jumlah pos penakar hujan terbatas Jumlah pos penakar hujan tunggal

Metode isohyet, Thiessen, atau Rata-Rata Aljabar

Thiessen, atau Rata-Rata Aljabar Metode Hujan Titik

  2.

Luas DAS

DAS besar (>5000 km2)

DAS sedang (500 s/d 5000 km2) DAS kecil ( < 500 km2

Metode Isohyet Metode Thiessen

Metode Rata-Rata Aljabar

3. Tofografi DAS

Pegunungan Dataran

Berbukit dan tidak beraturan

Metode Rata-Rata Aljabar

Metode Thiessen , Metode Rata-Rata Aljabar

Metode Isohyet

Sumber : Suripin, 2004  

a. Cara Tinggi Rata-Rata (Arithmatic Mean)

Cara mencari tinggi rata-rata curah hujan di dalam suatu daerah aliran dengan cara arithmatic mean merupakan salah satu cara yang sangat

sederhana. Biasanya cara ini dipakai pada daerah yang datar dan banyak stasiun curah hujannya, dengan anggapan bahwa di daerah tersebut sifat curah hujannya adalah sama rata (uniform distribution). Tinggi rata-rata curah hujan didapatkan dengan mengambil nilai rata-rata pengukuran hujan di pos penakar hujan di dalam areal tersebut. Cara perhitungannya adalah sebagai berikut:





    

 n

i n

n d n

d d

d d d

1 1 3

2

1 ....

... (1)

Dimana:

d = tinggi curah hujan rata-rata (mm)

d1, d2, d3,...dn = tinggi curah hujan di stasiun 1,2,3,...,n (mm)

n = banyaknya stasiun penakar hujan

Gambar 2.8 DAS dengan Tinggi rata-rata

Cara ini akan memberikan hasil yang dapat dipercaya jika stasiun-stasiun penakarnya ditempatkan secara merta di areal tersebut, dan hasil penakaran masing-masing penakar tidak menyimpang jauh dari nilai rata-rata seluruh stasiun di seluruh areal.

b. Metode Poligon Thiessen

Cara ini diperoleh dengan membuat poligon yang memotong tegak lurus pada tengah-tengah garis penghubung dua stasiun hujan. Dengan demikian tiap stasiun penakar Rn akan terletak pada suatu poligon tertentu An.

Dengan menghitung perbandingan luas untuk setiap stasiun yang besarnya =

A

A_{n , dimana A adalah luas daerah penampungan atau jumlah luas seluruh}

areal yang dicari tinggi curah hujannya. Curah hujan rata-rata diperoleh dengan cara menjumlahkan pada masing-masing penakar yang mempunyai daerah pengaruh yang dibentuk dengan menggambarkan garis-garis sumbu tegak lurus terhadap garis penghubung antara dua pos penakar. Cara perhitungannya adalah sebagai berikut:

A

d A d

A d A d A

d  1. 1  2. 2  3. 3 ... n n ₌

A d Ai i



.

  ... (2)       Keterangan:

A = Luas areal (km2)

d = Tinggi curah hujan rata-rata areal d1, d2, d3,...dn = Tinggi curah hujan di pos 1, 2, 3,...n

A1, A2, A3,...An= Luas daerah pengaruh pos 1, 2, 3,...n

 

           

c. Metode Isohyet

Metode ini memperhitungkan secara aktual pengaruh tiap-tiap pos penakar hujan. Metode ini cocok untuk daerah berbukit dan tidak teratur dengan luas lebih dari 5000 km2. Hujan rerata daerah dihitung dengan persamaan berikut (Suripin, 2004). Dalam metode ini harus digambarkan dahulu kontur dengan tinggi hujan yang sama (isohyet). Kemudian luas bagian di antara isohyet-isohyet yang berdekatan diukur, dan harga rata-ratanya dihitung sebagai harga rata-rata timbang dari nilai kontur, dengan persamaan sebagai berikut :

n n n A A A A d d A d d A A d d d ... 2 ... 2 2 2 1 2 2 1 1 0 1        

... (3)





   i i i A A d d d i 2 1

... (4)

Dimana:

A = Luas areal (km2)

D = Tinggi curah hujan rata-rata areal D0, d1, d2,...dn =Tinggi curah hujan di pos 0, 1, 2,...n

A1, A2, A3,...An = Luas bagian areal yang dibatasi oleh isohyet-isohyet

yang bersangkutan

Gambar 2.10 Hitungan dengan Metode Isohyet

Ini adalah cara yang paling teliti untuk mendapatkan hujan areal rata-rata, tetapi memerlukan jaringan stasiun penakar yang relatif lebih padat yang memungkinkan untuk membuat garis-garis Isohyet. Pada waktu menggambar garis-garis Isohyet sebaiknya juga memperhatikan pengaruh bukit atau gunung terhadap distribusi hujan.

2.2.3 Distribusi Frekuensi Curah Hujan

Curah hujan maksimum adalah curah hujan terbesar tahunan dengan suatu kemungkinan terjadi yang tertentu, atau hujan dengan suatu kemungkinan periode ulang tertentu. Metode analisis hujan rancangan tersebut pemilihannya sangat bergantung dari kesesuaian parameter statistik dari data yang bersangkutan, atau dipilih berdasarkan pertimbangan-pertim bangan teknis lainnya. Beberapa metode perhitungan menggunakan persamaan berikut :

a. Distribusi Gumbel

Menurut Gumbel (1941) dalam buku Suripin (2004), persoalan tertua adalah berhubungan dengan nilai-nilai ekstrem datang dari persoalan banjir. Tujuan teori statistik nilai-nilai ekstrem adalah untuk menganalisis hasil pengamatan nilai-nilai ekstrem tersebut untuk memperkirakan nilai-nilai ekstrem berikutnya.

Gumbel menggunakan teori nilai ekstrem untuk menunjukkan bahwa dalam deret nilai-nilai ekstrem X1, X2, X3, ..., Xn, dengan sampel-sampel yang

probabilitas kumulatifnya P, pada sebarang nilai di antara n buah nilai Xn akan

lebih kecil dari nilai X tertentu (dengan waktu balik Tr), mendekati

) (

)

(

X

e

e a x b

P



   ... (5) Jika diambil Y = a(X-b), maka dapat menjadi

Y

e

e X

P( )  ... (6) Dengan ; e = bilangan alam = 2.7182818

Y = reduced variate

Jika diambil nilai logaritmanya dua kali berurutan dengan bilangan dasar e terhadap rumus (6) didapat







ln ln ( )



1

X P ab

a

X    ... (7)

Waktu balik merupakan nilai rat-rat banyaknya tahun (karena Xn

merupakan data debit maksimum dalam tahun), dengan suatu variate disamai atau dilampaui oleh suatu nilai, sebanyak satu kali. Jika interval antara 2 buah pengamatan konstan, maka waktu baliknya dapat dinyatakan sebagai berikut :

) ( 1

1 )

(

X P X

T_r



 ... (8)

Ahli-ahli teknik sangat berkepentingan dengan persoalan-persoalan pengendalian banjir sehingga lebih mementingkan waktu balik Tr(X) dari pada

     _    ) ( 1 ) ( ln ln 1 X T X T a b X r r r

r ... (9)

Atau      _    ) ( 1 ) ( ln ln X T X T Y r r

r ... (10)

Chow menyarankan agar variate X yang menggambarkan deret hidrologi acak dapat dinyatakan dengan rumus berikut ini

K

X   . ... (11)

Dengan  = Nilai tengah (mean) populasi

 = Standard deviasi populasi K = Factor frekwensi

Rumus (11) dapat diketahui dengan sK

X

X   ... (12)

Dengan X = nilai tengah sampel s = Standard deviasi sampel

Faktor frekwensi K untuk nilai-nilai ekstrim Gumbel ditulis dengan rumus berikut ini :

n s T S Y Y

K   ... (13)

 



r r



T T T

Y  ln ln ( 1)/ _{... (14)}

Dengan YT = Reduced variate

Y_n= Reduced mean yang tergantung dari besarnya sampel n

Sn = Reduced Standard deviation yang tergantung dari besarnya sampel

Tr = periode ulang (return period).

Periode ulang untuk debit rencana saluran berdasarkan besar kota dapat ditentukan berdasarkan Tabel 2.2

Tabel 2.2 Rencana periode ulang sistem drainase

No. Uraian

Berdasarkan Jumlah Penduduk (P)

Periode Ulang Desain (Tr)

1. Sistem Drainase Primer

(Catchment Area > 500 ha)

Metropolitan (P >2.000.000) Besar (500.000<P<2.000.000) Sedang (200.000 <P<500.000) Kecil (P<200.000)

10 -25 5 – 15 5 – 10 2-5

2. Sistem Drainase Sekunder

(Catchment Area 100 - 500 ha)

Metropolitan (P >2.000.000) Besar (500.000 <P<2.000.000) Sedang (200.000 <P<500.000) Kecil (P<200.000)

5 - 10 2-5 2-5 1-2 3. Sistem Drainase Tertier

(Catchment Area 10 - 100 ha)

Metropolitan (P >2.000.000) Besar (500.000 <P<2.000.000) Sedang (200.000 <P<500.000) Kecil (P<200.000)

2-5 2-5 2-5 1-2

4. Sistem Drainase

(Catchment Area <10 ha)

Metropolitan (P >2.000.000) Besar (500.000 <P<2.000.000) Sedang (200.000 <P<500.000) Kecil (P<200.000) 1-2 1-2 1-2 1-2 Sumber :Suripin,2004

Dari rumus (12) dan (13)

s S Y Y X X n n T T    = n T n n S s Y S s Y

Jika dimasukkan a s S_{n }

dan b

s s Y

X  n.  _{, maka}

T

T Y

a b

X  1 ... (15)

Dengan XT = debit banjir waktu balik T tahun

YT = Reduced varíate

b. Distribusi Log Pearson Type III

Parameter-parameter statistic yang diperlukan oleh distribusi Pearson Type III adalah:

 Nilai tengah

 Standard deviasi

 Koefisien skewness

Untuk menghitung banjir perencanaan dalam praktek, the Hydrology Committee of the Water Resources Council, USA, menganjurkan, pertama kali mentransformasikan data ke nilai-nilai logaritma kemudian menghitung parameter-parameter statistiknya. Karena transformasi tersebut, maka cara ini disebut log Pearson type III.

Dalam pemakaian Log Pearson Type III, kita harus mengkonversi rangkaian datanya menjadi logaritma.

Rumus untuk metode Log Pearson :

Log Xr= n LogX

n

i

i



1 _{... (16)}

Dengan: Xr = nilai rerata curah hujan

Xi = curah hujan ke-I (mm)

Sx =

1

) (

1

2

 





n

LogX LogX

n

i

r i

... (17)

dengan: Sx = Standard deviasi

Nilai XT bagi setiap probabilitas dihitung dari persamaan yang telah

dimodifikasikan :

Log XT = log Xr + K. log Sx ... (18)

dengan :

XT = besarnya curah hujan rancangan untuk periode ulang pada T tahun

K = faktor freluensi yang merupakan fungsi dari periode ulang dan tipe distribusi frekuensi.

c. Distribusi Normal

Untuk analisis frekuensi curah hujan menggunakan metode distribusi Normal, dengan persamaan sebagai berikut :

. ... (19)

Dengan :

XT = Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah hujan rencana untuk periode ulang T tahun.

= Harga rata – rata dari data = ∑ Sx = Standard Deviasi

K = Variabel reduksi Gauss

d. Distribusi Log-Normal

Untuk analisis frekuensi curah hujan menggunakan metode distribusi Log Normal, dengan persamaan sebagai berikut :

µ =½ln ( µ

µ ) ... (21)

= ln ( µ

µ ) ... (22)

Besarnya asimetri adalah

γ = ... (23)

dengan

µ

0,5

... (24)

kurtosis

k = ... (25)

Dengan persamaan (25), dapat didekati dengan nilai asimetri 3 dan selalu bertanda positif. Atau nilai ‘skewness’ Cs kira-kira sama dengan tiga kali

nilai koefisien variasi Cv.

 

2.2.4 Uji Kesesuaian Pemilihan Distribusi

Untuk mengetahui apakah pemilihan distribusi yang digunakan dalam perhitungan curah hujan rancangan diterima atau ditolak, maka perlu dilakukan uji kesesuaian distribusi. Uji ini digunakan untuk menguji simpangan secara vertikal apakah distribusi pengamatan dapat diterima secara teoritis. Uji Chi-Square menguji penyimpangan distribusi data pengamatan dengan mengukur secara metematis kedekatan antara data pengamatan dan seluruh bagian garis persamaan distribusi teoritisnya. Uji Chi-Square dapat diturunkan menjadi persamaan sebagai berikut (Suripin, 2004):

……….(26) Dengan :

X2 = Chi-Square.

Ef = frekuensi (banyaknya pengamatan) yang diharapkan Of = frekuensi yang terbaca pada kelas yang sama.

Nilai X2 yang terhitung ini harus lebih kecil dari harga X2cr (yang didapat

dari tabel Chi-Square).

Derajat kebebasan ini secara umum dapat dihitung dengan :

DK = K – (P + 1)………(27) Dengan :

DK = derajat kebebasan. K = banyaknya kelas.

P = banyaknya keterikatan atau sama dengan banyaknya parameter, yang untuk sebaran Chi-Square adalah sama dengan 2 (dua).

Berdasarkan literatur di atas, pada uji Chi-Square menguji penyimpangan distribusi data pengamatan dengan mengukur secara metematis kedekatan antara data pengamatan dan seluruh bagian garis persamaan distribusi teoritisnya dengan niliai X2cr. Nilai X2cr untuk uji Chi Square dapat dilihat pada Tabel 2.3 berikut ini.

Tabel 2.3 Nilai X2cr untuk uji Chi-Square

Dk a derajat kepercayaan

0.995 0.99 0.975 0.95 0.05 0.025 0.01 0.005 1 0.0000393 0.000157 0.000982 0.00393 3.841 5.024 6.635 7.879 2 0.01 0.0201 0.0506 0.103 5.991 7.378 9.21 10.597 3 0.0717 0.115 0.216 0.352 7.815 9.348 11.345 12.838 4 0.207 0.297 0.484 0.711 9.488 11.143 13.277 14.86 5 0.412 0.554 0.831 1.145 11.07 12.832 15.086 16.75 6 0.676 0.872 1.237 1.635 12.592 14.449 16.812 18.548 7 0.898 1.239 1.69 2.167 14.067 16.013 18.472 20.278 8 1.344 1.646 2.18 2.733 15.507 17.535 20.09 21.955 9 1.735 2.088 2.7 3.325 16.919 19.023 21.666 23.589 10 2.156 2.558 3.247 3.94 18.307 20.483 23.209 25.188 11 2.603 3.053 3.816 4.575 19.675 21.92 24.725 26.757 12 3.074 3.571 4.404 5.226 21.026 23.337 26.712 28.3 13 3.565 4.107 5.009 5.892 22.362 24.736 27.688 29.819 14 4.075 4.66 5.629 6.571 23.685 26.119 29.141 31.319 15 4.601 5.229 6.262 7.261 24.996 27.488 30.578 32.801 16 5.142 5.812 6.908 7.962 26.296 28.845 32 34.267 17 5.697 6.408 7.564 8.672 27.587 30.191 33.409 35.718 18 6.265 7.015 8.231 9.39 28.869 31.526 34.805 37.156 19 6.844 7.633 8.907 10.117 30.144 32.852 36.191 38.582 20 7.434 8.26 9.591 10.851 31.41 34.17 37.566 39.997 Sumber: Suripin (2004)

Distribusi hujan jam-jaman dihitung untuk mendapatkan hidrograf banjir rancangan dengan cara unit hidrograf, untuk mendapatkan curah hujan jam-jaman dihitung Rational Method dianggap hujan terpusat selama 5 jam setiap hari dengan rumus sebagai berikut:

a. Rerata hujan sampai jam ke T maka: Rt = Ro (

t 5

) 2/3. ... (28 ) dimana : Rt : intensitas hujan selama t jam (mm/jam); t : lama hujan

(jam).

Ro : hujan harian rerata (mm) :

5

R24 _R

24: hujan harian

efektif b. Curah hujan jam ke t ialah

Rt = t . Rt – (t – 1) .R( t – 1 ) ... (29)

dimana: RT : curah hujan pada jam ke t (mm); Rt : intensitas hujan

selama t jam;

T : lamanya hujan (jam); R( t – 1 ): intensitas hujan selama

(t-1) jam.

Dengan masukkan harga t = 1 sampai t = 5, maka pola pembagian hujan. t = 1.

R ( 1 ) = t(

5

24

R ₍

t

5 ₎ 2/3 _{) –R( t – 1 ).(t – 1)}

= 1.( 5

R_{24 ( 5 )} 2/3

)-0=0,585R24

Hidrograf banjir dipengaruhi oleh hujan efektifnya. Sedang hujan efektif dipengaruhi oleh koefisien pengaliran. Rumus koefisien pengaliran sebagai berikut:

f = 1 -

 

1/2

65 . 5

dimana: f : koefisien pengaliran; Rt : kemungkinan hujan harian maksimum (mm). Sedangkan rumus untuk menentukan hujan efektif adalah sebagai berikut:

Re (hujan efektif) = f. Rt ... (31) dimasukkan harga curah hujan rancangan, hujan efektif akan didapatkan.

2.2.6 Intensitas Curah Hujan Rencana

Intensitas hujan didefinisikan sebagai tinggi curah hujan persatuan waktu. Untuk mentransformasikan tinggi hujan rencana menjadi debit banjir rancangan diperlukan curah hujan jam-jaman. Pada umumnya data hujan yang tersedia pada stasiun meteorologi adalah data hujan harian, artinya data yang tercatat secara kumulatif selama 24 jam.

Jika data hujan jaman tidak ter-sedia, maka pola distribusi hujan jam-jaman dapat dilakukan dengan menggu-nakan pendekatan sebaran dan nisbah hujan jam-jaman dengan menggunakan Rumus Mononobe sebagai berikut :

I = ( t R_{24 ) x (}

c

T

T ₎2/3 ...

(32)

Dengan : I = intensitas hujan rata-rata dalam t jam (mm/jam) R24 = curah hujan efektif dalam satu hari (mm);

t = lama waktu hujan (jam); T = waktu mulai hujan (jam); Tc = waktu konsentrasi hujan (jam).

77 , 0 0195 ,

0 _

     

s L

T s

c menit ...(33)

 

2.2.7 Koefisien Limpasan (run off)

Koefisien limpasan adalah suatu variabel yang didasarkan pada kondisi daerah pengaliran dan karakteristik hujan yang jatuh di daerah tersebut. Adapun kondisi dan karakteristik yang dimaksud adalah :

1.Keadaan hujan

2.Luas dan bentuk daerah aliran

3.Kemiringan daerah aliran dan kemi-ringan dasar sungai 4.Daya infiltrasi dan perkolasi tanah

5.Kelembaban tanah

6.Suhu udara dan angin serta evaporasi 7.Tata guna tanah

Faktor-faktor yang mempengaruhi limpasan adalah:

a. Faktor meteorologi yang meliputi intensitas curah hujan, durasi curah hujan dan distribusi curah hujan;

b. Karakteristik daerah aliran yang meliputi luas dan bentuk daerah aliran, tofografi dan tata guna lahan.

Salah satu metoda untuk memperkirakan koefisien aliran permukaan (C) adalah metoda rasional USSCS (1973). Berdasarkan metoda ini, faktor utama yang mempengaruhi nilai C adalah laju infiltrasi tanah atau persentase lahan kedap air, kemiringan lahan, vegetasi, sifat dan kondisi tanah dan intensitas hujan.

2.2.8 Analisa Debit Banjir Rancangan

Untuk menentukan kapasitas saluran drainase harus dihitung dahulu jumlah air hujan dan jumlah air buangan rumah tangga yang akan melewati

saluran drainase utama di dalam daerah studi. Debit banjir rancangan (Qr) adalah

debit air hujan (Qah) ditambah dengan debit air kotor (Qak). Bentuk perumusan

dari debit banjir rancangan tersebut sebagai berikut :

Qr = Qah + Qak ... (34)

dengan :

Qr = debit banjir rancangan (m3/detik)

Qah = debit air hujan (m3/detik)

Qak = debit air kotor (m3/detik)

2.2.8.1 Debit Air Hujan

Metode yang digunakan untuk menghitung debit air hujan pada saluran-saluran drainase dalam studi ini adalah metode rasional USSCS (1973). Rumus ini banyak digunakan untuk sungai-sungai biasa dengan daerah pengaliran yang luas dan juga untuk perencanaan drainase daerah pengaliran yang sempit.Pada 1889, Kuichling (USA) memperkenalkan bentuk umum persamaan metrik sebagai berikut (Subarkah, 1980) :

Qah = I(

jam

mm _).A(km2

)

= (

s m 3600 103

)(1000000m2)

= 0,2778 m3/det

Qah = 0,2778 C I A ... (35)

Dimana: Q = debit banjir rencana (m3/det), C = koefisien run off,

I = intensitas hujan untuk waktu konstan (mm/jam) A = luas catchment area (km2).

2.2.8.2 Debit Air Kotor

Debit air kotor adalah debit yang berasal dari buangan rumah tangga, bangunan gedung, instansi dan sebagainya. Besarnya dipengaruhi oleh banyaknya

jumlah penduduk dan kebutuhan air rata-rata penduduk. Adapun besarnya kebutuhan air penduduk rata-rata adalah 250 liter/orang/hari. Sedangkan debit kotor yang harus dibuang di dalam saluran adalah 70% dari kebutuhan air bersih sehingga besarnya air buangan adalah (Wesli:2003) :

250 x 70% = 175 liter/orang/hari = 2,025 x 10-6m3/det/orang

Untuk menghitung debit air kotor diperlukan data luas daerah pengaliran, kepadatan penduduknya, peningkatan penduduk setiap tahunnya dan rata-rata buangan air limbah penduduk perhari.

1. Menghitung jumlah penduduk dalam daerah pengaliran:

Po= Sp x A ... (36)

Dimana : Sp = Kepadatan Penduduk

A = Luas Daerah Pengaliran

... (37)

2. Menghitung jumlah penduduk periode 5 (lima) tahun dalam daerah pengaliran:

... (38)

Dimana: Po = jumlah penduduk tahun 2011 Pn = jumlah penduduk periode n tahun n = periode pertambahan penduduk (tahun) m = laju pertumbuhan penduduk

Dengan demikian jumlah air kotor yang dibuang pada suatu daerah setiap km2 adalah

... (39)

Dimana : = faktor debit puncak untuk peroide ulang 5 (lima) tahun  adalah 4,5

2.3 Analisis Sistem Drainase

Analisis sistem drainase dilakukan untuk mengetahui apakah secara teknis sistem drainase direncanakan sesuai dengan persyaratan teknis. Analisis sistem drainase diantaranya adalah perhitungan kapasitas saluran, penentuan tinggi jagaan, penentuan daerah sempadan, perhitungan kepadatan drainase, dan bagunan-bangunan yang dibutuhkan dalam sistem drainase.

Dalam kaitannya dengan pekerjaan pengendalian banjir, analisis sistem drainase digunakan untuk mengetahui profil muka air, baik kondisi yang ada (eksisting) maupun kondisi perencanaan. Untuk mendukung analisa hitungan guna memperoleh parameterisasi desain yang handal, dibutuhkan validasi data dan metode hitungan yang representatif. Analisis untuk drainase dapat dijelaskan sebagai berikut:

2.3.1 Kapasitas Saluran

Kapasitas rencana dari setiap komponen sistem drainase dihitung berdasarkan rumus Manning:

Q sal= Vsal x Asal ... (40)

Vsal =

n 1 _R2/3

S1/2 ... (41)

Qsal =

n 1 _.R2/3

S1/2.Asal ... (42)

Dimana: Vsal = kecepatan aliran rata-rata dalam saluran (m/det),

Qsal = debit aliran dalam saluran (m3/det),

n = koefisien kekasaran Manning, R = jari jari hidraulik (m), R =

P

A _dimana Asal = luas penampang saluran (m2)

a. Pe Da V Ac An Ke dis Ke Lu Ke Jar nampang T Gam

alam hal ini =

n 1 _R

h2/3 S

= V

Q _...

ngka kekasa emiringan d sebut S = 0, emiringan d uas Penampa

eliling Basah

ri jari hidrol

Trapesium (G

mbar 2.11

maka digun S1/2 ...

...

aran ditentuk dasar salur 0006). dinding salur

ang : A= (b

h : P = b +

lis : Rh= A/P

Gambar 2.1 Penampang nakan persa ... ... ukan berdasa ran (S) dit

uran berdasa

b + mh)h V

+ 2h 1m

P V = n 1 1 ). g ekonomis amaan: ... ...

arkan jenis b tentukan be

arkan bahan V =

n 1 _R2/3

S

2

m V = n 1

R2/3 S1/2 ...

trapezium ... ... bahan yang erdasarkan yang digun S1/2 ...

R2/3 S1/2. ...

... ... ... g digunakan topografi nakan ... ... ... . (43) . (44) . (atau . (45) . (46) . (47)

Tin Dim A R S n B m y P b. Pe Pa B ba ked set Un nggi jagaan mana : = Luas = = Kem

= Koe = Leba

= Kem = keda = kelil nampang P ada penamp dan kedala sah P. Mak dalaman se tengah dari

G

ntuk bentuk

A B.h P B

: FB = 2

s penampan -jari Hidroli miringan salu

fisien kekas ar dasar salu miringan talu alaman salu ling basah s

ersegi ang melinta aman air h, ka bentuk p etengah dar

kedalaman

Gambar 2.1

penampang

h ...  2h ...

25 %

ng saluran (m is (m) luran

saran Mann

uran (m) ud uran (m) saluran (m) ang saluran luas penam penampang ri lebar das

air.

12 Penampa

g persegi ya ... ...

m2)

ning

n berbentuk mpang basa g persegi pa sar saluran ang Saluran ang ekonom ... ... persegi den ah A = B x aling ekono atau jari-j n Persegi mis : ... ... ngan lebar x h dan ke omis adalah jari hidraul ... ... dasar eliling h jika iknya . (48) . (49)

B 2h atau h =

2

B _{... (50)}

Jari-jari hidroulik R :R = P

A _{... (51)}

Tabel 2.4 Nilai Koefisien Kekasaran Manning (n)

Sumber :Chow, 1959

2.3.2 Tinggi Jagaan (freeboard)

Saluran, dilapis atau dipoles 1. Logam

a. Baja dengan permukaan licin Tidak dicat

Dicat

b. Baja dengan permukaan bergelombang 2. Bukan logam

a. Semen Acian Adukan b. Kayu

Diserut, tidak diawetkan Diserut , diawetkan dengan creosoted

Tidak diserut Papan

Dilapis dengan kertas kedap air c. Beton

Dipoles dengan sendok kayu Dipoles sedikit

Dipoles Tidak dipoles

Adukan semprot, penampang rata Adukan semprot, penampang bergelombang

Pada galian batu yang teratur Pada galian batu yang tak teratur d. Dasar beton dipoles sedikit dengan

tebing dari

Batu teratur dalam adukan Batu tak teratur dalam adukan Adukan batu, semen, diplester Adukan batu dan semen e. Batu kosong atau rip-rap f. Dasar kerikil dengan tebing dari

Beton acuan

Batu tak teratur dalam adukan Batu kosong atau rip-rap g. Bata

Diglasir

Dalam adukan semen h. Pasangan batu

Batu pecah disemen Batu kosong i. Batu potong, diatur j. Aspal

Halus Kasar

k. Lapisan dari tanaman

0,011 0,012 0,021 0,010 0,011 0,010 0,011 0,011 0,012 0,013 0,011 0,013 0,015 0,014 0,016 0,018 0,017 0,022 0,015 0,017 0,016 0,020 0,020 0,017 0,020 0,023 0,011 0,012 0,017 0,023 0,013 0,013 0,016 0,030 0,012 0,013 0,025 0,011 0,013 0,012 0,012 0,013 0,015 0,014 0,013 0,015 0,017 0,017 0,019 0,022 0,020 0,027 0,017 0,020 0,020 0,025 0,030 0,020 0,023 0,033 0,013 0,015 0,025 0,032 0,015 0,013 0,016 0,014 0,017 0,030 0,013 0,015 0,014 0,015 0,015 0,018 0,017 0,015 0,016 0,020 0,020 0,023 0,025 0,020 0,024 0,024 0,030 0,035 0,025 0,026 0,036 0,015 0,018 0,030 0,035 0,017 0,500

Yang dimaksud dengan Freeboard dari suatu saluran drainase adalah jarak vertikal dari puncak tanggul sampai permukaan air pada kondisi perencanaan. Suatu Freeboard direncanakan untuk dapat mencegah peluapan air akibat gelombang serta fluktuasi permukaan air, akibat gerakan angin serta pasang surut. Jagaan tersebut direncanakan antara 5 % sampai dengan 30 % dari dalamnya aliran.

Tinggi jagaan untuk saluran terbuka dengan permukaan diperkeras (lining) ditentukan berdasarkan pertimbangan-pertimbangan antara lain:

a. Ukuran saluran; b. Kecepatan pengaliran; c. Arah dan belokan saluran; d. Debit banjir;

e. Gelombang permukaan akibat tekanan aliran sungai.

Tabel 2.5 Tinggi Freeboard Q

(m3/ dt)

Tinggi Jagaan (m) < 0,5

0,5 – 1,5 1,5 – 5,0 5,0 – 10,0 10,0 – 15,0

> 15,0

0,40 0,50 0,60 0,75 0,85 1,00

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dimulai pada Semester A tahun ajaran 2013-2014 dan Penelitian dilaksanakan di Kawasan Pasar Glugur Kelurahan Sirandorung Kecamatan Rantau Utara, Rantauprapat, Kabupaten Labuhan Batu. Pasar Glugur dibangun di atas lahan seluas 27.062 M2.

3.2 Rancangan Penelitian

   

                           

   

   

Studi Literatur Judul Tugas Akhir:

Kajian Sistem Jaringan Drainase Guna Menanggulangi Genangan Air Hujan Di Kawasan Pasar Glugur Kota Rantauprapat

Pengumpulan Data

Data sekunder

 Curah hujan

 Skema Jaringan Drainase

 Kondisi umum wilayah studi

Data Primer

 Kondisi Existing saluran

 Dimensi saluran

 Dokumentasi

Pengolahan Data

1. Intensitas curah hujan 2. Kapasitas eksisting saluran 3. Debit Banjir

Analisis Dan Pembahasan Mulai

Analisis Hidrologi Sistem Drainase Permasalahan dan _solusi

Kesimpula n Dan

Studi penelitian dilakukan sesuai urutan di bawah ini:

1. Studi literatur

Rumusan-rumusan serta konsep-konsep teoritis dari berbagai literatur dipelajari dan dipahami agar landasan teoritis terpenuhi dalam mengembangkan konsep penelitian mengenai sistem jaringan drainase dan masalah-masalah penyebab terjadinya genangan/banjir di lokasi penelitian.

2. Pengumpulan data

Pengumpulan data dalam penelitian ini meliputi:

1. Data Primer

Data Primer adalah data yang diperoleh dengan pengamatan langsung di lapangan. Secara umum pengertian data primer adalah data yang diperoleh dari sumber pertama/sumber data atau data yang dikumpulkan peneliti secara langsung melalui obyek penelitian dan data ini biasanya belum diolah seperti tinjauan langsung ke lokasi pasar. Disini peneliti melihat keadaan kondisi existing saluran drainase.

2. Data sekunder

Data sekunder adalah data yang mendukung penelitian dan memberikan gambaran umum tentang hal-hal yang mencakup penelitian. Pengumpulan data sekunder didapatkan melalui instansi-instansi terkait dalam permaslahan ini, seperti jurnal, buku literatur, internet dan data-data yang digunakan. Secara umum

pengertian data sekunder adalah data yang diperoleh dari pihak kedua, data ini biasanya sudah dalam keadaan diolah.

3. Pengolahan data

Setelah semua data yang dibutuhkan diperoleh, langkah selanjutnya adalah pengolahan data. Data-data yang diperoleh dari hasil survei lapangan, hasil analisa data, dan data-data yang telah diolah oleh suatu pusat penelitian akan dihitung mengggunakan suatu metode. 4. Analisis data

Dari hasil pengolahan akan dilakukan analisa data sehingga dapat diperoleh kesimpulan akhir yang berarti. Beberapa analisa data tersebut berupa :

1. Analisis Hidrologi

Analisis data ini berguna untuk mengetahui debit aliran terbesar pada drainase sehingga dapat dibandingkan dengan pengaruh debit banjir.

2. Analisis sistem drainase

Data ini berguna untuk menghitung debit air maksimum yang dapat dialirkan saluran drainase pada daerah lokasi penelitian.

3. Analisis permasalahan dan solusi

Data ini berguna untuk mengetahui besarnya debit limpasan yang masuk pada tiap-tiap ruas saluran baik dari aliran permukaan maupun dari aliran bawah permukaan.

5. Kesimpulan dan rekomendasi

Penarikan kesimpulan dapat dilakukan setelah hasil pengolahan data diperoleh, ditambah dengan uraian dan informasi yang diperoleh di lapangan.

3.2.1. Sistematika penulisan

Adapun sistematika penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Pendahuluan

Pada bab ini akan dibahas latar belakang masalah, maksud dan tujuan penelitian, perumusan dan pembatasan masalah, tujuaa penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan tugas akhir ini.

2. Tinjauan pustaka

Pada bab ini akan diuraikan berbagai literatur yang berkaitan dengan penelitian/pembahasan. Didalamnya termasuk paparan sistem jaringan drainase, jenis-jenis saluran drainase serta rumus-rumus yang berkaitan dengan judul tugas akhir ini.

3. Metodologi penelitian

Bab ini akan menjelaskan mengenai metodologi yang digunakan penulis yang akan menampilkan bagaimana kerangka pemikiran dari keseluruhan penelitian ini denangn membahas semua tahapan secara umum yang dilakukan dari awal penelitian sampai dengan penarikan kesimpulan.

4. Analisa Data Dan Pembahasan

Bab ini akan memaparkan hasil penelitian dan analisa tentang permasalahan dan solusi kajian sistem jaringan drainase di lokasi penelitian.

5. Kesimpulan dan saran

Bab ini menjelaskan mengenai hasil dan kesimpulan yang dapat ditarik setelah dilakukan penelitian sehubungan dengan masalah yang telah ditentukan pada bab sebelumnya. Selain itu juga akan diberikan beberapa saran untuk penelitian selanjutnya atau untuk pengembangan lokasi penelitian di masa mendatang.

3.3 Pelaksanaan Penelitian

Metode yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : 1. Penentuan lokasi penelitian

Lokasi penelitian dilakukan langsung di Kawasan Pasar Glugur kota Rantauprapat Kabupaten Labuhan Batu, dilakukan juga pencarian informasi tentang masalah genangan air atau banjir yang terjadi di lokasi penelitian kepada pedagang dan pembeli dan kemudian mengambil data-data yang diperlukan.

2. Metode penelitian

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode analisis hidrologi kuantitatif deskriptif, yaitu metode perhitungan dan penjabaran hasil pengolahan data lapangan dari lokasi yang ditinjau. Metode yang dilakukan pada studi ini terlebih dahulu melakukan tinjauan lokasi di

Kawasan Pasar Glugur kota Rantauprapat. Pendugaan kemungkinan terjadinya banjir atau genangan di Kawasan Pasar diakibatkan curah hujan yang tinggi pada daerah tangkapan air (catchment area) yang kecil.

3.4 Variabel Yang Diamati

Beberapa variabel dalam penelitian ini adalah intensitas curah hujan, debit banjir, luas lahan pasar Gelugur, debit banjir rancangan, kapasitas saluran.

3.5 Jadwal Penelitian

Waktu studi dilaksanakan selama 6 ( enam ) bulan, yaitu mulai bulan Juli 2013 sampai dengan bulan Desember 2013, yang meliputi pengumpulan data primer dan sekunder, pengolahan dan analisis data serta penulisan tugas akhir.

                   

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Hidrologi

4.1.1 Curah Hujan Harian Maksimum

Pada penelitian ini digunakan data hujan selama sepuluh tahun yang tercatat mulai tahun 2003 sampai dengan 2012 pada pos pengamatan st. iklim Rantauprapat.

Dari hasil data yang diperoleh (sesuai dengan pos hujan) dipilih yang tertinggi setiap tahun. Data hujan yang terpilih setiap tahun merupakan hujan maksimum harian DAS untuk tahun yang bersangkutan. Berdasarkan data curah hujan tersebut, maka diperoleh :

Tabel 4.1 Data Curah Hujan Harian Stasiun Iklim Rantauprapat

(Sumber : data curah hujan stasiun iklim rantauprapat)  

 

Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agst Sept Okt Nov Des

2012 31,3 43,5 61,2 48,2 39 38,3 78,3 62,5 68,3 82,5 51 68

2011 34,7 46,5 60,1 36,7 47,6 46 38,6 52 62,7 43,7 56,5 28,5

2010 34 20 26,5 27 25,3 40,2 37,2 37,2 33 60,7 37 48,8

2009 50,2 76,9 65,3 76,5 47,5 49,2 35 41 41,7 35,4 31,8 27,3

2008 34,2 26,2 34,8 50,4 64,5 43,2 68,4 50,2 123 110 0 36,5

2007 83,2 15 38,5 38,1 67,1 56,5 79,1 30 40 35 30 33

2006 15 17 39,8 45 54,5 43 63,5 57 54 92,5 66,2 53

2005 20 30,9 20 30 20 30 10 20 10 20 30 30

2004 50 17 20 30 30 60 20 20 40 40 60,3 30,4

Curah hujan tertinggi berada pada tahun 2008 sebesar 123 mm. Data urut hujan maksimum harian secara lengkap ditunjukkan tabel 4.2 di bawah ini :

Tabel 4.2 Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan (mm/jam)

(Sumber : Hasil Perhitungan)

4.1.1. Analisa Curah Hujan Distribusi Normal

Tabel 4.3 Analisa curah hujan dengan distribusi normal

No Curah hujan (mm) Xi

i

(X X) 2

i (X X)

1 123 50,76 2576,58

2 92,5 20,26 410,47

3 83,2 10,96 120,12

4 82,5 10,26 105,27

5 76,9 4,66 21,72

6 62,7 -9,54 91,01

7 60,7 -11,54 133,17

8 60 -12,24 149,82

9 50 -22,24 494,62

10 30,9 -41,34 1709,00

Jumlah 722,4 5811,76

X 72,24

S 25,41

(Sumber : Hasil Perhitungan)

No. Urut

Tahun Data Urut (mm)

1 2008 123

2 2006 92,5

3 2007 83,2

4 2012 82,5

5 2009 76,9

6 2011 62,7

7 2010 60,7

8 2003 60

9 2004 50

Dari data-Standar de Tabe (Su 4.1.2. Ana N 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Jum S (Su No 1 2 3 4 5 6 -data diatas eviasi :

el. 4.4 Anal

umber : Has

alisa Curah

Tabel 4.5 A

No Cu

( 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 mlah S

umber : Has Periode ul tahu 2 5 10 20 50 100 didapat : lisa Curah sil Perhitun

h Hujan Di

Analisa Cur urah hujan (mm) Xi 123 92,5 83,2 82,5 76,9 62,7 60,7 60 50 30,9 722,4 72,24 25,41 sil Perhitun lang (T) un 0 X

S_x 

= ,

Hujan Ren

ngan)

istribusi Lo

rah Hujan de

n Log

2,0 1,9 1,9 1,9 1,8 1,8 1,7 1,7 1,7 1,4 18, 1,8 0.1 ngan) KT

0 1

0.84 1 1.28 1 1.64 1 2.05 1 2.33 1 X



1 N X X N 1 i i  



 = 72,24

= 25

ncana deng

og Normal

engan Distr

g Xi L

09 97 92 92 89 80 78 78 70 49 33 33 16 X S 115.40 25, 115.40 25, 115.40 25, 115.40 25, 115.40 25, 115.40 25,



X 2 ,41 gan Distribu

ribusi Log N

i Log(X X

0,257 0,134 0,088 0,084 0,053 -0,035 -0,049 -0,054 -0,134 -0,343

S Cur

(XT 41 41 41 1 41 1 41 1 41 1 usi Normal Normal ) Log rah hujan XT) (mm)

72,24 93,59 104,77 115,64 124,33 131,45 l 2 i g(X X)

0,066 0,018 0,008 0,007 0,003 0,001 0,002 0,003 0,018 0,117 0,243

Dari data-data diatas didapat : = , = 72,24

Standar deviasi : = 25,41

Tabel 4.6 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal

No Periode ulang (T) tahun

KT Log

X

Log S Log XT Curah hujan

(XT) (mm)

1 2 0 1,83 0,16 1,833 68,02

2 5 0.84 1,83 0,16 1,971 93,49

3 10 1.24 1,83 0,16 2,043 110,44

4 20 1.64 1,83 0,16 2,114 129,88

5 50 2.05 1,83 0,16 2,170 147,84

6 100 2.33 1,83 0,16 2,216 164,38

(Sumber : Hasil Perhitungan)

4.1.3. Analisa Curah Hujan Distribusi Log Person III

Tabel 4.7 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Person III

No Curah hujan (mm) Xi

Log Xi Log(X_iX) Log(X_iX)2 Log(X_iX)3

1 123 2,09 0,26 0,06620 0,0170334

2 92,5 1,97 0,13 0,01783 0,0023810

3 83,2 1,92 0,09 0,00766 0,0006703

4 82,5 1,92 0,08 0,00703 0,0005894

5 76,9 1,89 0,05 0,00284 0,0001516

6 62,7 1,80 -0,04 0,00125 -0,0000441

7 60,7 1,78 -0,05 0,00244 -0,0001207

8 60 1,78 -0,05 0,00297 -0,0001615

9 50 1,70 -0,13 0,01786 -0,0023867

10 30,9 1,49 -0,34 0,11741 -0,0402303

Jumlah 722,4 18,33 0,24349 -0,02212

X 72,24 1,833

S 25,41 0.16

G 0,69

(Sumber : Hasil Perhitungan) X





1 N X X S N 1 i 2 i x _  





Berikut hasil analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Log Person III:

Log XT = LogX (K TS)

T = 2 tahun

Log X2 = 1.833+ (0.114 × 0.16)

Log X2 = 1.85

X2 = 71.02 mm

Log XT = LogX (K TS)

T = 5 tahun

Log X2 = 1.833 + (0.857 × 0.16)

Log X2 = 1,97

X2 = 94,10 mm

Log XT = LogX (K TS)

T = 10 tahun

Log X2 = 1,833 + (1.185 × 0.16)

Log X2 = 2.02

X2 = 106,54 mm

Log XT = LogX (K TS)

T = 20 tahun

Log X2 = 1.833 + (1.491 × 0.16)

Log X2 = 2.07

X2 = 119.63 mm

Log XT = LogX (K TS)

T = 50 tahun

X2 = 127.93 mm

Log XT = LogX (K TS)

T = 100 tahun

Log X2 = 1.833 + (2.131 × 0.16)

Log X2 = 2.131

X2 = 135,15 mm

Tabel 4.8 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Person III No Periode ulang

(T) tahun

K Log

X

Log S Log XT

Curah hujan (XT)

(mm)

1 2 0,114 1,83 0,16 1,851 71,02

2 5 0,857 1,83 0,16 1,974 94,10

3 10 1,185 1,83 0,16 2,028 106,54

4 20 1,491 1,83 0,16 2,078 119,63

5 50 1,668 1,83 0,16 2,107 127,93

6 100 1,813 1,83 0,16 2,131 135,15

(Sumber : Hasil Perhitungan)

4.1.4 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel

Tabel 4.9 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel

No. Xi

1 123 50,76 2576,58

2 92,5 20,26 410,47

3 83,2 10,96 120,12

4 82,5 10,26 105,27

5 76,9 4,66 21,72

6 62,7 -9,54 91,01

7 60,7 -11,54 133,17

8 60 -12,24 149,82

9 50 -22,24 494,62

10 30,9 -41,34 1709,00

Total 722,4 0 5811,76

Rata-rata 72,24 0 581,176

(Sumber : Hasil Perhitungan) x xi 

2 ) (_xi _x

Tabel 4.10 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel No Periode ulang (T)

tahun

YTR Yn Sn X S K Curah hujan

(XT)

1 2 0,3668 0.4952 0,94 72,24 25,41 0.91 68,77

2 5 1,5004 0.4952 0,94 72,24 25,41 2.10 99,41

3 10 2,2510 0.4952 0,94 72,24 25,41 2.89 119,71

4 20 3,1993 0.4952 0,94 72,24 25,41 3.65 145,34

5 50 3,9028 0.4952 0,94 72,24 25,41 4.63 164,36

6 100 4,6012 0.4952 0,94 72,24 25,41 5.37 183,24

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Tabel 4.11 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum No Periode ulang

(T) tahun

Normal Log Normal

Log Person III

Gumbel

1 2 72,24 68,02 71,02 68,77

2 5 93,59 93,49 94,10 99,41

3 10 104,77 110,44 106,54 119,71

4 20 115,64 129,88 119,63 145,34

5 50 124,33 147,84 127,93 164,36

6 100 131,45 164,38 135,15 183,24

(Sumber : Hasil Perhitungan)

4.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan

Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Analisa frekuensi diperlukan seri data hujan yang diperoleh dari penakar hujan, baik yang manual maupun otomatis. Analisa frekuensi ini didasarkan pada sifat statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas besaran hujan di masa yang akan datang. Dengan anggapan bahwa sifat statistik kejadian hujan yang akan datang masih sama dengan sifat statistik kejadian hujan masa lalu. Analisa frekuensi curah hujan diperlukan untuk menentukan jenis sebaran (distribusi).

4.2.1 Parameter Statistik Sebaran Normal

Data-data yang digunakan dalam perhitungan parameter statistik sebaran normal dapat dilihat pada tabel 4.12 berikut:

Tabel 4.12 Parameter Statistik dengan Sebaran Normal

No. Xi

1 123 50,76 2576,58 130787,08 6638752,13

2 92,5 20,26 410,47 8316,07 168483,65

3 83,2 10,96 120,12 1316,53 14429,20

4 82,5 10,26 105,27 10180,05 11081,27

5 76,9 4,66 21,72 101,19 471,57

6 62,7 -9,54 91,01 -868,25 8283,11

7 60,7 -11,54 133,17 -1536,80 17734,68

8 60 -12,24 149,82 -1833,77 22445,31

9 50 -22,24 494,62 -11000,30 244646,57

10 30,9 -41,34 1709,00 -70649,88 2920665,96

Total 722,4 0 5811,76 55711,93 10046993,44

Rata-rata 72,24 0 581,76 5571,193 1004699,344

Sumber:Hasil Perhitungan

Dari tabel didapat data nilai parameter statistik data curah hujan wilayah dengan sebaran normal sehingga dapat ditentukan nilai simpangan baku, koefisien varians, koefisien skewnes dan koefisien kurtosis.

 X = , , , , , , ,

= 72,24

 Simpangan baku 2

) ( ) 1 (

1 _







x x

N

Sx i

= (5811,76) )

1 10 (

1



= 25,41

x xi 

2 )

 Kofisien Variansi Cv = X Sx = 24 , 72 41 , 25 = 0,3518

 Koefisien Skewness ₃

3 ) )( 2 )( 1 ( ) ( Sx n n x x n Cs      . , . . , = 0,4715

 Koefisien kurtosis ₄

4 2 ) )( 3 )( 2 )( 1 ( ) ( Sx n n n x x n Ck       = . , . . . , = 4,7805

Selain parameter statistik data curah hujan wilayah dengan sebaran normal, pola ditribusi hujan juga harus diuji dalam parameter statistik dengan sebaran logaritmatik.

4.2.2 Parameter Statistik Sebaran Logaritmik

Data-data yang digunakan dalam perhitungan parameter statistik dengan sebaran logaritmatik dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 4.13 Parameter Statistik dengan Sebaran logaritmik No Xi Log Xi

1 123 2,0899 0,257296 0,066201 0,017033 0,004383

2 92,5 1,9661 0,133533 0,017831 0,002381 0,000318

3 83,2 1,9201 0,087515 0,007659 0,000670 0,000059

4 82,5 1,9165 0,083845 0,007030 0,000589 0,000049

5 76,9 1,8859 0,053318 0,002843 0,000152 0,000008

6 62,7 1,7973 -0,035341 0,001249 -0,000044 0,000002

7 60,7 1,7832 -0,049420 0,002442 -0,000121 0,000006

8 60 1,7782 -0,054457 0,002966 -0,000161 0,000009

9 50 1,6990 -0,133639 0,017859 -0,002387 0,000319

10 30,9 1,4900 -0,342650 0,117409 -0,040230 0,013785

Total 722,4 18,3261 0 0,243490 -0,022118 0,018937

Rata-rata

72,24 1,83261 0 0,0243490 -0,0022118 0,0018937 (Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari tabel didapat data nilai parameter statistik data curah hujan wilayah dengan sebaran logaritmatik sehingga dapat ditentukan nilai simpangan baku logaritmatik, koefisien varians, koefisien skewnes dan koefisien kurtosis.

Log Xi = , , , , , , , , , ,

= 1,83261 mm

 Simpangan baku 2

) (

) 1 (

1 _ 







Logx Logx

N SxLogXr

= (0,243490) ) 1 10 ( 1  = 0,16

 Kofisien Variansi Cv = _

x SxLogX log = 83261 , 1 0,16 ) log (logxi  x

2 ) log (logxi  x

3

) log (logxi x

4 ) log (logxi x

= 0,0898

 Koefisien Skewness ₃

3 ) )( 2 )( 1 ( ) ( SxLogX n n x Log LogX n Cs      = . , . . ,

= -0,6213

 Koefisien kurtosis ₄

4 2 ) )( 3 )( 2 )( 1 ( ) ( SxLogX n n n x Log LogX n Ck       = . , . . , = 5,1334

4.3 Pemilihan Jenis Distribusi

Dalam statistik terdapat beberapa jenis sebaran (distribusi), diantaranya yang sering digunakan dalam hidrologi adalah:

1. Distribusi Gumbel 2. Distribusi Log Normal 3. Distribusi Log Person III 4. Distribusi Normal

Berikut ini adalah perbandingan syarat-syarat distribusi dan hasil perhitungan analisa frekuensi hujan.

Tabel 4.14 Pemilihan Jenis Distribusi

No Jenis Sebaran Syarat Hasil

Perhitungan

Keterangan

1 Normal Cs = 0 0,4715 tidak sesuai

Ck = 3 4,7805 tidak sesuai

2 Log Normal CS = CV3 + 3CV -0,6213 tidak sesuai

CK = CV8+6CV6 +15CV4 +

16CV2 +3

5,1334 tidak sesuai

3 Gumbel CS = 1.14 0,4715 tidak sesuai

CK = 5.4 4,7805 tidak sesuai 4 Log Pearson

III

Selain dari nilai di atas sesuai

Berdasarkan perbandingan hasil perhitungan dan syarat diatas, maka dapat dipilih jenis distribusi yang memenuhi syarat, yaitu Distribusi Log Person III.

4.4 Pengujian Kecocokan Jenis Sebaran

Pengujian kecocokan jenis sebaran berfungsi untuk menguji apakah sebaran yang dipilih dalam pembuatan duration curve cocok dengan sebaran empirisnya. Dalam hal ini menggunakan metode Chi-Kuadrat dan metode

Smirnov Kolmogorov. Uji kecocokan ini untuk mengetahui apakah data curah hujan yang ada sudah sesuai dengan jenis sebaran (distribusi) yang dipilih.

a. Uji Sebaran Chi-Kuadrat (Chi Square Test) 2

G

2 i i

h

i 1 i (O E ) X

E 

 



dimana:

2 h

X = parameter chi-kuadrat terhitung

G = jumlah sub kelompok i

O = jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok i i

Rumus derajat kebebasan:

k

d   k R 1 dimana:

k

d = derajat kebebasan k = jumlah kelas

R = banyaknya keterikatan

Perhitungan Chi-kuadrat :

 Jumlah Kelas (k) = 1 + 3,322 log n = 1 + 3,322 log 10

= 4,332 ≈ diambil nilai 5kelas  Derajat Kebebasan (dk) = k - R - 1

= 4 - 1 - 1 = 2

Untuk dk = 2, signifikan (α) = 5 %, maka dari tabel uji chi-kuadrat didapat

harga X2 = 5,991.  Ei = n / k

= 10 / 5 = 2

 Dx = (Xmax – Xmin) / (k – 1)

= ( 123 – 30,9) / (5 – 1) = 30,7

 Xawal = Xmin – (0,5 × Dx)

= 30,9 – (0,5 × 30,7) = 15,55

 Tabel Perhitungan X2

Tabel 4.15 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat

No Nilai batasan Oi Ei (Oi – Ei)2 (Oi – Ei)2/Ei

1 15,55 ≤ X ≥46,25 1 2 1 0,5

2 46,25 ≤ X ≥ 76,95 4 2 4 2

3 76,95 ≤ X ≥107,65 3 2 1 0,5

4 107,65 ≤ X ≥ 138,35 2 2 0 0

5 138,35≤ X ≥169,05 0 2 4 0,5

Jumlah 3,5

Dari hasil perhitungan di atas didapat nilai X2 sebesar 3,5 yang kurang dari nilai X2 pada tabel uji Chi-Kuadrat yang besarnya adalah 5,991. Maka dari pengujian kecocokan penyebaran Distribusi Log Person III dapat diterima.

b. Uji Sebaran Smirnov-Kolmogorov

Uji kecocokan Smirnov-Kolmogorov sering juga disebut uji kecocokan non parametrik (non parametric test), karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Adapun hasil perhitungan uji Smirnov-Kolmogorov dapat dilihat pada tabel 4.16 berikut ini.

Dari hasil perhitungan di atas didapat nilai Dmax sebesar 0,3905 yang kurang dari nilai Dcr pada tabel uji Smirnov Kolmogorov yang

besarnya adalah 0,410 ( Dmax < Dcr (memenuhi syarat)). Maka dari pengujian kecocokan penyebaran Distribusi Log Person III dapat diterima.

No Tahun

Curah Hujan (mm)

Xi

M P(X) m

N 1



 P (X ) X

X X

k S



 P '(X) m

N 1



 DP(X ) P '(X )

1 2008 123 1 0,0909 0,9091 1,9975 0,0526 -0,8565

2 2006 92,5 2 0,1818 0,8182 0,7973 0,1053 -0,7129

3 2007 83,2 3 0,2727 0,7273 0,4313 0,1579 -0,5694

4 2012 82,5 4 0,3636 0,6364 0,4038 0,2105 -0,4258

5 2009 76,9 5 0,4545 0,5455 0,1834 0,2632 -0,2823

6 2011 62,7 6 0,5455 0,4545 -0,3754 0,3158 -0,1388

7 2010 60,7 7 0,6364 0,3636 -0,4541 0,3684 0,0048

8 2003 60 8 0,7273 0,2727 -0,4817 0,4211 0,1483

9 2004 50 9 0,8182 0,1818 -0,8752 0,4737 0,2919

. . atau . .

. √

Untuk tampang ekonomis

.

b . / . h

= 1,4703 h

. .

, h . h . h

= 1,7828 h2

. √

, . h . h

= 2,0953 h

,_, . h_{. h}

. . / _. /

, , . h . / , . , . h / _{. ,} /

, , h /

h / _,

h , meter

b , . h

, . , , meter

h . h . , , meter

Tabel 4.18 Perhitungan Penambahan Dimensi Saluran

Penampang h B B F m A P R S Q

(m) (m) (m) (m) (m2) (m) (m) (m3/ det)

Sal A 0.56 0.83 1.22 0.17 5/16 0.6457 1.179 0.5476 0.00121 0.8024

Sal pada

jalan gelugur 0.65 0.94 1.42 0.17 1/3 0.8532 2.3073 0.3697 0.0015 1.163

Sal Pembuang

Akhir

0.96 1.33 1.76 0.11 3/8 1.6485 3.3811 0.4875 0.0015 2.5632

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Akhir dari penulisan tugas akhir yang berjudul Kajian Sistem Jaringan Drainase Guna Menanggulangi Genangan Air Hujan di Kawasan Pasar Gelugur Kota Rantauprapat dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Penyebab terjadinya Genangan Di Kawasan Pasar Gelugur Rantauprapat adalah akibat ketidakmampuan saluran yang ada mengalirkan debit air hujan, karena besarnya debit yang masuk sedangkan kapasitas saluran kecil. dan Saluran B pada pasar Gelugur tidak berfungsi karena tertutup oleh sedimentasi.

2. Saluran pada pasar gelugur didesain ulang dimensinya yaitu saluran A dengan dimensi h = 56 cm, b = 83, B = 122 cm, f = 17 cm, saluran pada jalan gelugur h = 65 cm, b = 94 cm, B = 142 cm, f = 17 cm, dan saluran pembuang akhir h = 96 cm, b = 133 cm, B = 176 cm, f = 11 cm.

3. Panjang Total Saluran A pada pasar Gelugur adalah 664 m, saluran B 358,4 m, dan saluran pada jalan gelugur 296 m.

5.2 Saran

1. Hasil penelitian tugas akhir ini dapat diharapkan menjadi masukan yang berguna dalam proses pengambilan keputusan untuk kepentingan perencanaan sistem saluran drainase yang berkelanjutan khususnya pada kawasan sekitar Pasar Gelugur Kota Rantauprapat.

2. Kapasitas saluran yang kurang optimal akibat sedimentasi, sampah, rumput dan lain sebagainya dapat dibersihkan khususnya pada saluran tertutup yang terdapat pada pasar Gelugur, dengan mengadakan pembersihan oleh para pedagang dan petugas kebersihan pasar atas instruksi instansi terkait .

3. Sangat diperlukannya operation and maintenance (OP) dan Evaluation and Monitoring (EM) dengan komitmen bersama seluruh stakeholder untuk mewujudkan good goverment

                               

DAFTAR PUSTAKA

Bambang Triatmodjo, 2009, Hidrologi Terapan, Beta Offset, Yogyakarta. Djoko Sasangko, 1986, Teknik Sumber Daya Air, Erlangga, Jakarta.

Iman Subarkah, 1978, Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air, Penerbit Idea Dharma, Bandung.

J. Honing, 2003, Kontruksi Bangunan Air, PT. Pradnya Permata, Jakarta.

Jeoerson Loebis, 2008, Banjir Rencana Untuk Bangunan Air. pdf, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.

Pangastuti, RD.2007. Kajian Sistem Drainase Terpisah pada Perumahan Padat Penduduk (Studi Kasus Kelurahan Ketawanggede).

Sri Harto, Analisis Hidrologi, 1993, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Suripin, 2004, Sistem Drainase Perkotaan yang berkelanjutan, Penerbit Andi, Jakarta.

Suyono Sosrodarsono, 1976, Hidrologi Untuk Pengairan, Pradnya Paramita, Jakarta.

Wesli,2008, Drainase perkotaan. Graha Ilmu, Yogyakarta.