BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dimulai pada tanggal 10 November 2013 di semester gasal tahun ajaran 2013-2014 dan studi kasus dilaksanakan pada kawasan Perumahan Villa Johor,
Kelurahan Gedung Johor, Kecamatan Medan Johor, Medan. Letak geografis perumahan ini antara 3°3125.48 Lintang Utara 98°3957.42 Bujur Timur.
Adapun data-data perumahan tersebut adalah: Nama Perumahan
: Perumahan Villa Johor Pengembang
: PT. Pandu Paramitra Alamat
:Jalan Eka Rasmi, Kelurahan Gedung Johor, Kecamatan Medan Johor
Jumlah Unit : 45 unit
Luas tanah : 7836 m
2
Luas bangunan : 3149 m
2
, pagar 735 m2 Tinggi bangunan dari
: 7,5 m’, 7 m’, 6,6 m’, 6,5 m’ permukaan tanah
Klasifikasi bangunan : Permanent Kelas-III
Sumber : Arsip PT. Pandu Paramitra.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3. 1 Lokasi Perumahan Villa Johor www.earth.google.com
Gambar 3.2 Outlet Drainase Perumahan Villa Johor gosur.map.com
Universitas Sumatera Utara
3.2 Alat dan Bahan
Beberapa alat dan bahan yang digunakan pada pengukuran dimensi drainase di lapangan antara lain:
1. Pulpenpensil 2. Penghapus
3. Tabel pencatatan 4. Balok kayu
5. Meteran Mistar 6. Serta alat pendukung lainnya
3.3 Kerangka Penelitian
Kerangka penelitian merupakan gambaran umum mengenai tahapan dan ruang lingkup yang dilakukan dalam penelitian.Gambar 3.1 menjelaskan tentang kerangka
penelitian yang dimaksud.
Universitas Sumatera Utara
Tidak Ya
Gambar 3.3 Kerangka Penelitian
Mulai
Pengumpulan Data
Kondisi Drainase Eksisting
Dimensi Rencana
Tinjauan Pustaka Buku, Internet, Jurnal, Dosen Pembimbing
Data Curah Hujan
Curah Hujan Rencana Peta Topografi
Debit Rencana
Kesimpulan
Selesai
Dimensi Rencana Dimensi Eksisting
Analisa Frekuensi Perhitungan Catchment
Area
Analisis Intensitas Hujan
Dimensi Saluran
Pembahasan
Universitas Sumatera Utara
3.4 Tahapan Penelitian
Adapun tahapan penelitian pada studi ini meliputi pengumpulan data yang terdiri dari studi literatur dan studi lapangan data pengamatan sendiri terhadap kondisi sistem
drainase eksisting dan data perumahan, pengolahan data data literatur, data curah hujan, peta topografi, jumlah penduduk, penyajian data hasil analisis data dan
pembahasan dan kesimpulan.
3.4.1 Pengumpulan Data
Pengumpulan data dalam penelitian ini meliputi: 1. Studi Literatur
Selain itu studi literatur dilaksanakan guna mendapatkan dasar teori yang kuat berkaitan dengan penelitian ini sehingga dapat menjadi acuan dalam melaksanakan
analisis dan pembahasan.Studi literatur meliputi pengumpulan data dan informasi dari buku dan jurnal-jurnal yang relevan dengan bahasan dalam tugas akhir ini, serta
masukan dari dosen pembimbing. 2. Studi Lapangan
a. Data Pengamatan Sendiri Data pengamatan sendiri adalah data yang diperoleh dengan pengamatan dan
pengukuran oleh penulis di lokasi penelitian guna mengetahui kondisi lapangan.Penelitian di lapangan ini mencakup pengukuran dimensi saluran drainase dan
Universitas Sumatera Utara
mencari informasi dari penduduk mengenai kejadian banjir yang terjadi di perumahan tersebut.
3.4.1.2 Data curah hujan
Data yang digunakan adalah data curah hujan 20 tahun terakhir mulai tahun 1993 s.d 2012 pada Kecamatan Medan Johor Pengumpulan data curah hujan yang
didapatkan melalui instansi terkait melalui Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika di Jalan ngumban Surbakti, Medan. Tabel 3. 1.
Tabel 3.1 Data Curah Hujan 20 Tahun Terakhir Stasiun Polonia
Bulan Tahun
1993 1994
1995 1996
1997 1998
1999 2000
2001 2002
Januari 135,6
59,9 341,0
75,8 106,2
181,0 315,0
59,0 216,5
90,8
Februari 54,7
132,8 159,1
63,3 96,6
50,2 268,8
86,7 15,1
78,5
Maret 130,3
260,8 207,4
77,8 134,4
29,4 196,9
182,2 158,0
96,5
April 242,8
158,2 60,8
215,2 109,8
35,3 322,0
115,0 164,8
73,4 Mei
147,8 270,6 239,9 151,5
80,9 131,7 302,6 60,3
252,8 195,2
Universitas Sumatera Utara
Juni 200,4
400,8 185,1
174,7 175,3
144,6 256,2
191,1 306,7
191,7
Juli 149,0
75,0 120,9
194,6 225,8
213,0 29,9
121,9 121,3
139,2
Agustus 300,6
172,3 424,3
248,4 95,7
381,0 78,6
324,6 417,6
156,3
September 362,4
243,1 221,2
319,8 290,6
168,8 415,3
451,1 395,7
382,5
Oktober 313,7
193,3 301,3 292,5
139,1 340,3
204,1 363,5
733,2 363,8
November 310,0
250,5 336,0 353,8
256,4 275,8
126,4 108,0
467,2 164,3
Desember 288,9
150,1 192,3 161,1
182,4 394,2
456,3 173,6
342,5 102,2
Universitas Sumatera Utara
Bulan Tahun
2003 2004
2005 2006
2007 2008
2009 2010
2011 2012
Januari 169,4
128,8 189,1
103,9 169,6 `16,7
196,0 166,1
155,9 61,6
Februari 85,7
200,8 43,9
130,5 8,6
16,2 95,4
30,2 81,8
92,9
Maret 162,6
237,9 62,5
121,2 62,3
126,8 342,6
142,8 289,2
202,4
April 285,3
88,5 168,2
222,5 277,2
146,0 223,8
65,4 215,1
280,2
Mei 245,7
68,0 229,5
300,5 330,2
173,5 466,7
129,0 217,3
515,2
Juni 196,3
200,5 174,6
251,4 99,4
62,0 77,7
156,4 128,0
56,5
Juli 312,1
206,8 210,8
109,1 261,6
276,8 191,5
219,5 138,5
278,8
Agustus 282,0
204,3 145,7
148,3 153,4
195,7 306,0
381,3 283,3
160,2
September 531,5
475,3 290,5
385,6 256,5
294,8 386,0
89,4 262,7
255,3
Oktober 471,9
377,5 175,5
271,4 303,3
364,5 340,2
161,3 419,7
333,8
Universitas Sumatera Utara
Sumber : Badan Meteorologi dan Geofisika, Jalan Ngumban Surbakti, Medan.
3.4.2 Pengolahan Data
Pada pengolahan data pada penelitian ini berisikan spesifikasi data yang akan digunakan dalam penelitian yaitu mencakup analisis data literatur, data curah hujan,
peta topografi, dan jumlah penduduk. Data-data tersebut akan dilakukan beberapa analisis, antara lain:
1. Analisis Hidrologi
Setelah data curah hujan yang dibutuhkan diperoleh, langkah selanjutnya adalah analisis hidrologi. Data-data yang diperoleh dari suatu pusat penelitian akan di hitung
dengan menggunakan suatu metode perhitungan antara lain:
a Curah Hujan Rencana:
Analisa curah hujan rencana dengan menggunakan empat analisa frekuensi,
yaitu:
Metode Normal
Metode Log Normal
Metode Log Pearson Tipe III
Metode Gumbel
November 125,4
141,2 206,4
148,4 374,1
412,8 130,6
246,4 215,8
234,8
Desember 187,7
166,4 311,4
346,6 218,4
245,7 46,1
159,2 169,3
270,2
Universitas Sumatera Utara
b Analisa Cacthment Area dan Koefisien Run Off
Faktor-faktor yang mempengaruhi sebelum menganalisa debit rencana suatu daerahkawasan yang akan ditinjau perlu diperkirakan terlebih dahulu seperti daerah tangkapan
hujan cacthment area dan koefisien Run off pada kawasan tersebut.
c Intensitas Curah Hujan Rencana
Intensitas hujan dihitung dengan menggunakan Rumus Monobe.Rumus ini dipilih karena data yang tersedia adalah data hujan harian dan bukan data hujan jangka pendek.
d Perhitungan Debit Banjir
Berdasarkan ketersediaan data yang ada, digunakan Metode Rasional untuk memperkirakan laju aliran puncak atau debit banjir rencana.
2. Perhitungan Debit Air Kotor
Debit air kotor diperhitungkan dari data jumlah penduduk yang tersedia dikalikan dengan debit buangan tiap orang per hari.
3. Debit Kumulatif
Debit total saluran drainase adalah penjumlahan dari debit air hujan dan debit air kotor dari rumah tangga.
4. Perancangan Dimensi Saluran
Berdasarkan perhitungan debit kumulatif, didapatkan berapa dimensi saluran drainase Setelah dilakukan perhitungan dengan data-data yang telah dikumpulkan maka
di dapatkan dimensi saluran untuk Perumahan Villa Johor.
Universitas Sumatera Utara
5. Perbandingan Dimensi Saluran Eksisting dengan Hasil Perhitungan
Hal ini dilakukan untuk mengetahui apakah dimensi drainase yang ada sudah memenuhi kriteria perencanaan atau tidak.Apabila dimensi drainase tidak sesuai maka
solusi permasalahan adalah dengan memperbaiki danatau membuat dimensi sesuai dengan hasil perhitungan.Apabila dimensi sudah sesuai dengan perencanaan, diperlukan
solusi untuk mengatasi banjir tersebut. Dari hasil perbandingan juga akan dipertimbangkan solusi yang paling efektif untuk mengatasi banjir genangan di
Perumahan Villa Johor.
6. Menghitung efisiensi debit banjr yang berkurangtereduksi
Dengan adanya sumur resapan akan didapat efisiensi debit banjr yang berkurangtereduksi akibat penerapan sumur resapan di kawasan perumahan.
7. Kesimpulan dan Saran
Penarikan kesimpulan dapat dilakukan setelah hasil pengolahan data diperoleh, ditambah dengan uraian dan informasi yang diperoleh di lapangan.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Hidrologi
4.1.1. Analisis Curah Hujan Harian Maksimum
Analisa curah hujan rencana dengan menggunakan empat distribusi frekuensi, yaitu: Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log-Pearson III, dan
Distribusi Gumbel. Data curah hujan selama 20 tahun terakhir 1993-2012 diperoleh dari Badan Meteorologi dan klimatologi Stasiun Polonia, Medan.
• Distribusi Normal
Tabel 4.1 Analisa Curah Hujan Distribusi Normal
No Curah Hujan mm
X
i
X
i
-
X
X
i
-
X
2
1 291
-135 18.225
2 311
-115 13.225
3 354
-72 5.184
4 362
-64 4.096
5 374
-52 2.704
6 381
-45 2.025
7 383
-43 1.849
8 386
-40 1.600
9 394
-32 1.024
10 401
-25 625
Universitas Sumatera Utara
11 413
-13 169
12 420
-6 36
13 424
-2 4
14 451
25 625
15 456
30 900
16 467
41 1.681
17 475
49 2.401
18 515
89 7.921
19 532
106 11.236
20 733
307 94.249
Jumlah 8.523 169.779
X
426 Dari data-data di atas didapat:
Nilai rata-rata hitung
X
=
8.523 20
= 426
Deviasi Standar S = �
∑�Xi-
X
�² n-1
= �
169.779 19
= 94,53
Tabel 4.2 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Normal
No Periode ulang T
tahun K
T
X
S Curah Hujan X
T
mm 1
2 426
94,53 426
2 5
0,84 426
94,53 505
3 10
1,28 426
94,53 547
Universitas Sumatera Utara
4 20
1,64 426
94,53 581
5 50
2,05 426
94,53 619
6 100
2,33 426
94,53 646
1. Untuk T = 2 tahun
X
T
=
X
+ K
T
x S = 426 + 0 x 94,53 = 426 mm
2. Untuk T = 5 tahun
X
T
= 426 + 0,84 x 94,53 = 505,4 mm
3. Untuk T = 10 tahun
X
T
= 426 + 1,28 x 94,53 = 547 mm
4. Untuk T = 20 tahun
X
T
= 426 + 1,64 x 94,53 = 581 mm
5. Untuk T = 50 tahun
X
T
= 426 + 12,05 x 94,53 = 619 mm
6. Untuk T = 100 tahun
X
T
= 426 + 2,33 x 94,53 = 646 mm
• Distribusi Log Normal
Tabel 4.3 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Normal
No Curah Hujan mm X
i
Log Xi Log Xi-Log
X
Log Xi-Log
X
²
1 291
2,46 -0,157
0,0246 2
311 2,49
-0,128 0,0164
3 354
2,55 -0,071
0,0050
Universitas Sumatera Utara
4 362
2,56 -0,061
0,0038 5
374 2,57
-0,047 0,0022
6 381
2,58 -0,039
0,0015 7
383 2,58
-0,037 0,0014
8 386
2,59 -0,033
0,0011 9
394 2,60
-0,025 0,0006
10 401
2,60 -0,017
0,0003 11
413 2,62
-0,004 0,00002
12 420
2,62 0,003
0,00001 13
424 2,63
0,007 0,0001
14 451
2,65 0,034
0,0012 15
456 2,66
0,039 0,0015
16 467
2,67 0,049
0,0024 17
475 2,68
0,057 0,0032
18 515
2,71 0,092
0,0084 19
532 2,73
0,106 0,0112
20 733
2,87 0,245
0,0601 Jumlah 8523
52,42 0,145
X
426 2,62
S 94,53
0,1 Sumber : Analisis Data
Dari data-data di atas didapat: Nilai rata-rata hitung
X
=
8.523 20
= 426
Universitas Sumatera Utara
Deviasi Standar S = �
∑� Log Xi- Log
X
�² n-1
= �
0,15 19
= 0,1
Tabel 4.4 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal
No Periode ulang
T tahun K
T
Log
X
Log S Log X
T
Curah Hujan X
T
1 2
2,62 0,1
2,62 418
2 5
0,84 2,62
0,1 2,69
494 3
10 1,28
2,62 0,1
2,73 540
4 20
1,64 2,62
0,1 2,76
581 5
50 2,05
2,62 0,1
2,8 631
6 100
2,33 2,62
0,1 2,82
667 Sumber : Analisis Data
Log X
T
= Log
X
+ K
T
x S 1.
Untuk T = 2 tahun
Log X
T
= Log
X
+ K
T
x S = 2,62 + 0 x 0,1 = 2,62 X
T
= 418 mm 2.
Untuk T = 5 tahun Log X
T
= Log
X
+ K
T
x S = 2,62 + 0,84 x 0,1 = 2,69 X
T
= 494 mm 3.
Untuk T = 10 tahun Log X
T
= Log
X
+ K
T
x S = 2,62 + 1,28 x 0,1 = 2,73 X
T
= 540 mm
Universitas Sumatera Utara
4. Untuk T = 20 tahun
Log X
T
= Log
X
+ K
T
x S = 2,62 + 1,64 x 0,1 = 2,76 X
T
= 581 mm 5.
Untuk T = 50 tahun Log X
T
= Log
X
+ K
T
x S = 2,62 + 2,05 x 0,1 = 2,8 X
T
= 631 mm 6.
Untuk T = 100 tahun Log X
T
= Log
X
+ K
T
x S = 2,62 + 2,33 x 0,1 = 2,82 X
T
= 667 mm •
Distribusi Log-Pearson III
Tabel 4.5 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Person III
No Curah Hujan
mm X
i
Log Xi
Log Xi-Log
X
Log Xi-Log
X
2 log Xi-Log
X
3 1
291 2,46
-0,157 0,02
-0,003860 2
311 2,49
-0,128 0,02
-0,002097 3
354 2,55
-0,071 0,01
-0,000358 4
362 2,56
-0,061 0,00
-0,000230 5
374 2,57
-0,047 0,00
-0,000105 6
381 2,58
-0,039 0,00
-0,000060 7
383 2,58
-0,037 0,00
-0,000050 8
386 2,59
-0,033 0,00
-0,000037 9
394 2,60
-0,025 0,00
-0,000015
Universitas Sumatera Utara
10 401
2,60 -0,017
0,00 -0,000005
11 413
2,62 -0,004
0,00 0,000000
12 420
2,62 0,003
0,00 0,000000
13 424
2,63 0,007
0,00 0,000000
14 451
2,65 0,034
0,00 0,000040
15 456
2,66 0,039
0,00 0,000059
16 467
2,67 0,049
0,00 0,000120
17 475
2,68 0,057
0,00 0,000182
18 515
2,71 0,092
0,01 0,000774
19 532
2,73 0,106
0,01 0,001188
20 733
2,87 0,245
0,06 0,014725
Jumlah 8523
52,42
0,15 0,01027
X
426 2,62
S 94,53
0,1 G
0,90 Sumber : Analisis Data
Dari data-data di atas didapat: Nilai rata-rata hitung
X
=
52,42 20
= 2,62
Deviasi Standar S = �
∑� Log Xi- Log
X
�² n-1
= �
0,15 19
= 0,1
Koefisien kemencengan G =
�
∑
=
n
1 i
�log Xi – log
X
�
3
�n - 1��n - 2�s
3
Universitas Sumatera Utara
G =
20 x 0,01027 19180,1
3
= 0,90
Tabel 4.6 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Person III
No Periode ulang
T tahun K
Log
X
Log S Log X
T
Curah Hujan mm 1
2 -0,18
2,62 0,1
2,605 403
2 5
0,769 2,62
0,1 2,688
487 3
10 1,338
2,62 0,1
2,738 547
4 20
1,922 2,62
0,1 2,789
615 5
50 2,498
2,62 0,1
2,839 690
6 100
2,956 2,62
0,1 2,879
757 Sumber : Analisis Data
Nilai K didapat dari Tabel 2.3 dengan menggunakan interpolasi. 1.
Untuk T = 2 tahun
Log X
T
= Log
X
+ Kx S = -0,18 + 0 x 0,1 = 2,605
X
T
= 403 mm 2.
Untuk T = 5 tahun Log X
T
= Log
X
+ Kx S = 2,62 + 0,769 x 0,1 = 2,688
X
T
= 487 mm 3.
Untuk T = 10 tahun Log X
T
= Log
X
+ Kx S = 2,62 + 1,338 x 0,1 = 2,738
X
T
= 547 mm 4.
Untuk T = 20 tahun
Universitas Sumatera Utara
Log X
T
= Log
X
+ Kx S = 2,62 + 1,922 x 0,1 = 2,789
X
T
= 615 mm 5.
Untuk T = 50 tahun Log X
T
= Log
X
+ Kx S = 2,62 + 2,498 x 0,1 = 2,839
X
T
= 690 mm 6.
Untuk T = 100 tahun Log X
T
= Log
X
+ Kx S = 2,62 + 2,956 x 0,1 = 2,879
X
T
= 757 mm •
Distribusi Gumbel
Tabel 4.7 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Gumbel
No Curah Hujan mm
X
i
X
i
-
X
X
i
-
X
2
1 291
-135 18.225
2 311
-115 13.225
3 354
-72 5.184
4 362
-64 4.096
5 374
-52 2.704
6 381
-45 2.025
7 383
-43 1.849
8 386
-40 1.600
9 394
-32 1.024
10 401
-25 625
11 413
-13 169
Universitas Sumatera Utara
12 420
-6 36
13 424
-2 4
14 451
25 625
15 456
30 900
16 467
41 1.681
17 475
49 2.401
18 515
89 7.921
19 532
106 11.236
20 733
307 94.249
Jumlah 8.523 169.779
X
426 Sumber : Analisis Data
Dari data-data di atas didapat: Nilai rata-rata hitung
X
=
8.523 20
= 426
Deviasi Standar S = �
∑�Xi-
X
�² n-1
= �
169.779 19
= 94,53 Dari Tabel 2.4 dan 2.5 diperoleh, untuk N=20:
Yn = 0,5236 Sn = 1,0628
1. Untuk T = 2 tahun
Y
Tr
= 0,3668 K =
Y
Tr
-Y
n
S
n
=
0,3668 - 0,5236 1,0628
= -0,15
X
T
=
X
+ Kx S = 426 + -0,15 x 94,53 = 412 mm
Universitas Sumatera Utara
2. Untuk T = 5 tahun
Y
Tr
= 1,5004 K =
Y
Tr
-Y
n
S
n
=
1,5004 - 0,5236 1,0628
= 0,92 X
T
=
X
+ Kx S = 426 + 0,92 x 94,53 = 513 mm 3.
Untuk T = 10 tahun Y
Tr
= 2,2510 K =
Y
Tr
-Y
n
S
n
=
2,2510 - 0,5236 1,0628
= 1,625 X
T
=
X
+ Kx S = 426 + 1,625 x 94,53 = 580 mm 4.
Untuk T = 20 tahun Y
Tr
= 2,9709 K =
Y
Tr
-Y
n
S
n
=
2,9709 - 0,5236 1,0628
= 2,25 X
T
=
X
+ Kx S = 426 + 2,25 x 94,53 = 638 mm 5.
Untuk T = 50 tahun Y
Tr
= 3,9028 K =
Y
Tr
-Y
n
S
n
=
3,9028 - 0,5236 1,0628
= 3,18 X
T
=
X
+ Kx S = 426 + 3,18 x 94,53 = 726 mm 6.
Untuk T = 100 tahun Y
Tr
= 4,6012 K =
Y
Tr
-Y
n
S
n
=
4,6012 - 0,5236 1,0628
= 3,84 X
T
=
X
+ Kx S = 426 + 3,84 x 94,53 = 789 mm
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.8 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel
No Periode
ulang T tahun
Y
Tr
Yn Sn
X
S K
Curah hujan
X
T
1 2
0,3668 0,5236
1,0628 426
94,53 -0,15
412 2
5 1,5004
0,5236 1,0628
426 94,53
0,92 513
3 10
2,251 0,5236
1,0628 426
94,53 1,63
580 4
20 2,9709
0,5236 1,0628
426 94,53
2,30 644
5 50
3,9028 0,5236
1,0628 426
94,53 3,18
727 6
100 4,6012
0,5236 1,0628
426 94,53
3,84 789
Sumber : Analisis Data Setelah dilakukan perhitungan analisis curah hujan dengan empat 4 metode,
rekapitulasi hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.9.
Tabel 4.9 Perhitungan Distribusi Hujan dengan Empat Metode
No Periode Ulang T
Tahun Normal
Log Normal
Log-Pearson III
Gumbel
1 2
426 418
403 412
2 5
505 494
487 513
3 10
547 540
547 580
4 20
581 581
615 644
5 50
619 631
690 727
6 100
646 667
757 789
Sumber : Analisis Data
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.1 Grafik Curah Hujan Maksimum dan Periode Ulang
Dari hasil analisis distribusi frekuensi hujan dengan berbagai metode terlihat bahwa Metode Distribusi Gumbel yang paling extrim sehingga data inilah yang
digunakan untuk analisis berikutnya.
4.1.2 Analisis Koefisien Aliran Permukaan C
Koefisien C didefenisikan sebagai perbandingan antara jumlah air yang mengalir atau melimpas di permukaan tanah dengan jumlah air yang jatuh dari atmosfir.Nilai
Koefisien berkisar antara 0-1.Perhitungan Koefisien C ini dibagi berdasarkan tipe rumah yang ada di wilayah studi.
Luas total area perumahan A = 7836 m
2
= 0,7836 ha Halaman Ah
= 735 m
2
, dimana Ch = 0,1
100 200
300 400
500 600
700 800
900
2 5
10 20
50 100
C u
ra h
h u
ja n
re n
ca n
a mm
Curah Hujan Rencana Maksimum
Normal Log Normal
Log-Pearson III Gumbel
Periode ulang T tahun
Universitas Sumatera Utara
Atap Aa = 3149 m
2
, dimana Ca = 0,8 Jalan beton Aj
= 3952 m
2
, dimana Cj = 0,8 Perhitungan koefisien pengaliran rata-rata:
C =
∑ CA ∑ A
=
735 � 0,1+ 3149 � 0,8+ 3952 � 0,8
7836
= 0,734 Nilai ini sesuai dengan Tabel Koefisien Pengaliran untuk perumahan rapat 0,7-
0,8. Perhitungan koefisien pengaliran rata-rata per saluran berdasarkan tipe perumahan
adalah sebagai berikut: Luas 1 unit area rumah tipe 100160 A = 160 m
2
= 0,016 ha Halaman Ah = 73,435 m
2
, Ch = 0,1 Atap At
= 86,565 m
2
, Ca = 0,8 Perhitungan koefisien pengaliran rata-rata:
C =
∑ CA ∑ A
=
73,435 x 0,1+86,565 x 0,8 160
= 0,479 Luas 1 unit area rumah tipe 73120 A = 120 m
2
= 0,012 ha Halaman Ah = 46,6875 m
2
, Ch = 0,1 Atap At
= 72,3125 m
2
, Ca = 0,8 Perhitungan koefisien pengaliran rata-rata:
C =
∑ CA ∑ A
=
46,6875 x 0,1+72,3125 x 0,8 120
= 0,521 Luas 1 unit area rumah tipe 64105 A = 105 m
2
= 0,0105 ha Halaman Ah = 52 m
2
, Ch = 0,1 Atap At
= 53 m
2
, Ca = 0,8 Perhitungan koefisien pengaliran rata-rata:
C =
∑ CA ∑ A
=
52 � 0,1+53 � 0,8
105
= 0,45
Universitas Sumatera Utara
Luas 1 unit area rumah tipe 4890 A = 90 m
2
= 0,009 ha Halaman Ah = 50,5 m
2
, Ch = 0,1 Atap At
= 39,5 m
2
, Ca = 0,8 Perhitungan koefisien pengaliran rata-rata:
C =
∑ CA ∑ A
=
50,5 x 0,1+39,5 x 0,8 90
= 0,407
4.1.3 Perhitungan Waktu Konsentrasi
Waktu konsentrasi t
c
suatu DAS adalah waktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh sampai ke tempat keluaran DAS titik
kontrol setelah tanah menjadi jenuh dan depresi-depresi kecil terpenuhi. Dalam hal ini diasumsikan DAS adalah luasan atap rumah berdasarkan tipe rumah tersebut.
Waktu konsentrasi dihitung dengan membedakannya menjadi dua konponen, yaitu: • t
o
= waktu yang diperlukan air untuk mengalir di permukaan lahan sampaisaluran terdekat, dan
• t
d
= waktu perjalanan dari pertama masuk saluran sampai titik keluaran t
c
= to + td dimana
t
o
= �
2 3
x 3,28 x L x
n √S
�
menit dan
t
d
=
L
s
60 V
menit dimana
n = koefisien kekasaran Manning, untuk aspal dan beton = 0,013 S = perbandingan dari selisih tinggi antara tempat terjauh dan tempat pengamatan,
diperkirakan sama dengan kemiringan rata-rata dari daerah aliran
Universitas Sumatera Utara
V = kecepatan aliran di dalam saluran mdetik L = Jarak aliran terjauh di atas tanah hingga saluran terdekat m
Ls = Jarak yang ditempuh aliran di dalam saluran ke tempat pengukuran m Contoh Perhitungan Waktu Konsentrasi
Nama Drainase = Saluran Sekunder Jalan 1 L
= 5 m Ls
= 104 m n
= 0,013 S
= 0,03 V
= 0,4 untuk nilai S 1 Maka :
t
o
= �
2 3
x 3,28 x 5 x
0,013 �0,03
�= 0,57 menit
t
d
=
104 60 0,4
= 4,33 menit t
c
= 0,57 + 4,33 = 4,90 menit
Tabel 4.10 Perhitungan Waktu Konsentrasi
No Nama
Drainase Fungsi
Saluran Lo
m Ls
m n
S V
mdetik Waktu Konsentrasi
menit t
o
t
d
t
c
1 Jalan 1
Sekunder 5
104 0,013
0,03 0,4
0,57 4,33
4,90 2
Jalan 2 Sekunder
5 97
0,013 0,17
0,4 0,49
4,04 4,54
3 Blok A
Tersier 17,83 73,6
0,013 0,5
0,4 1,61
3,07 4,68
4 Blok B
Tersier 15,36 78,1
0,013 0,67
0,4 1,35
3,25 4,61
Universitas Sumatera Utara
5 Blok C
Tersier 15,36 84,7
0,013 0,67
0,4 1,35
3,53 4,88
6 Blok D
Tersier 15,18 133,8 0,013
0,42 0,4
1,39 5,58
6,97 Sumber : Hasil Perhitungan
4.1.4 Perhitungan Koefisien Tampungan Cs
Koefisien tampungan diperoleh dengan rumus: C
s
= 2 t
c
2t
c
+t
d
Dimana: Cs = koefisien tampungan
Tc = waktu konsentrasi jam Td = waktu aliran air mengalir di dalam saluran dari hulu hingga ke tempat pengukuran
jam
Tabel 4.11 Perhitungan Koefisien Tampungan Cs
No Nama Drainase Fungsi Saluran tc td
Cs
1 Jalan 1
Sekunder 4,9
4,33 0,754 2
Jalan 2 Sekunder
4,54 4,04 0,749 3
Blok A Tersier
4,68 3,07 1,016 4
Blok B Tersier
4,61 3,25 0,946 5
Blok C Tersier
4,88 3,53 0,922 6
Blok D Tersier
6,97 5,58 0,833 Sumber : Analisis Data
Universitas Sumatera Utara
4.1.5 Analisis Intensitas Curah Hujan
Waktu yang diperlukan oleh hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh sampai ketempat keluarannya titik control disebut dengan Waktu konsentrasi suatu
daerah aliran.Dalam hal ini diasumsikan bahwa jika durasi hujan sama dengan waktu konsentrasi maka setiap bagian daerah aliran secara serentak telah menyumbangkan
aliran terhadap titik kontrol. Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan persatuan waktu.Sifat umum hujan adalah semakin singkat hujan berlangsung,
intensitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar periode ulangnya makin jauh pula intensitasnya.Hubungan antara intensitas hujan, lamanya hujan dan frekuensi hujan
biasanya dinyatakan dalam lengkung Intensitas-Durasi-Frekuensi IDF yaitu Intensity, Duration, Frequency Curve.Diperlukan data hujan jangka pendek misalnya 5 menit, 10
menit, 30 menit, 60 menit dan jam-jaman untuk membentuk lengkung IDF.Data hujan jenis ini hanya dapat diperoleh dari stasiun penakar otomatis, selanjutnya berdasarkan
hujan jangka pendek tersebut lengkung IDF dapat dibuat.Dari tabel dibawah dan divasiasikan terhadap waktu konsentrasi serta fungsi dari drainase itu sendiri sekunder
atau primer. Untuk saluran drainase primer curah hujan rencana yang diperkirakan untuk 5 tahunan sedangkan untuk saluran drainase sekunder diambil curah hujan
rencana untuk 2 tahunan, sehingga didapatlah analisa perhitungan intensitas dan waktu konsentrasi.
Intensitas hujan dengan tc tertentu dapat dihitung dengan Rumus Mononobe. I =
R
24
24
�
24 t
�
2 3
Dimana I = Intensitas Hujan mmjam
t = waktu konsentrasi jam
Universitas Sumatera Utara
R
24
= curah hujan maksimum harian selama 24 jam mm Contoh Perhitungan Intensitas Hujan
Nama Drainase : Jalan-1 Jenis saluran
: Sekunder Periode Ulang
: 5 tahun R
24
: 513 mmjam Distribusi Gumbel T
: 0,0817 jam Maka:
I =
513 24
�
24 0,0817
�
2 3
= 943,99 mmjam
Tabel 4.12 Perhitungan Intensitas Hujan
No Nama
Drainase Fungsi
Saluran t
c
menit t
c
jam Periode
Ulang Tahun
R
24
mmjam I
mmjam
1 Jalan 1
Sekunder 4,90 0,0817 5
513 943,99
2 Jalan 2
Sekunder 4,54 0,0756 5
513 994,47
3 Blok A
Tersier 4,68
0,0780 2 412
782,75 4
Blok B Tersier
4,61 0,0768 2
412 790,56
5 Blok C
Tersier 4,88
0,0814 2 412
760,60 6
Blok D Tersier
6,97 0,1161 2
412 600,20
Sumber : Analisis Data
Universitas Sumatera Utara
4.1.6 Analisis Debit Rencana
Analisis debit banjir rencana dengan menggunakan Metode Rasional. Metode ini digunakan karena DAS relatif kecil, yaitu kurang dari 300 ha.
Rumus: Q = 0,278x C x Csx I x A
Dimana: C
= koefisien aliran permukaan Cs
= koefisien tampungan I
= intensitas hujan mmjam A
= Luasan catchment area km² Perhitungan debit rencana akan dibagi-bagi berdasarkan tipe perumahan di setiap
bloknya. Contoh Perhitungan Debit Rencana
Nama Drainase = Perumahan Tipe 100160 Jumlah Rumah
= 7 unit Luasan
= 160 m² x 7 = 1120 m² = 0,112 km² C
= 0,479 Cs
= 0,753 I
= 782,75 mmjam Q
= 0,278 x 0,479 x 0,753 x 782,75 mmjam x 0,112 km² = 8,79 m³detik
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.13 Perhitungan Debit Rencana
No Nama
Drainase Fungsi
Saluran C
Cs I
mmjam A
km
2
Q m³detik
1 Jalan 1
Sekunder 0,800 0,694
943,99 0,052
7,57 2
Jalan 2 Sekunder 0,800
0,692 994,47
0,044 6,73
3 Blok A
Tersier 0,479
0,753 782,75
0,112 8,79
4 Blok B
Tersier 0,407
0,739 790,56
0,081 5,35
5 Blok C
Tersier 0,450
0,735 760,60
0,105 7,34
6 Blok D
Tersier 0,521
0,714 600,20
0,228 14,16
Sumber : Analisis Data
4.2 Analisis Debit Air Kotor
Debit air kotor diperhitungkan sebagai berikut: Debit air buangan tiap orang = 300 ltornghari
= 0,003472222 ltorgjam = 0,000003472 m
3
orgdetik
Tabel 4.14 Perhitungan Debit Air Kotor
No Nama
Drainase Jumlah
Rumah Banyak
Penghuni Total
Penghuni Debit Air
BuanganOrang Debit
Air Kotor
1 Blok A
7 5
35 3,5E-06
0,00012 2
Blok B 19
5 95
3,5E-06 0,00033
Universitas Sumatera Utara
3 Blok C
10 5
50 3,5E-06
0,00017 4
Blok D 9
5 45
3,5E-06 0,00016
Sumber : Analisis Data • Perhitungan debit air kotor saluran Blok A
Jenis saluran :Tersier Jumlah rumah : 1 unit
Banyaknya penghuni asumsi : 5 orangrumah Jumlah penghuni total : 5 orang
Debit air kotor Q : 5 x 0,000003472 = 0,00001736 m³dtk hasil perhitungan lengkap di Tabel
4.3 Analisis Debit Kumulatif