Tabel 2.9 Nilai Koefisien Kekasaran Manning n JENIS SALURAN
NORMAL MAX.
Saluran tanah dengan permukaan bersih 0,018
0,020 Saluran tanah yang bersih setelah hujan
0,022 0,025
Saluran tanah yang berkerikil dan bersih 0,025
0,030 Saluran tanah yang ditumbuhi rumput pendek
0,027 0,030
Saluran dengan lining beton 0,013
0,015 Gorong-gorong dalam keadaan baik
0,011 0,013
Gorong-gorong yang mengalami belokan 0,013
0,014 Sumber: Suripin, 2004
2.5 Kondisi Ekstrim
Jika permasalahan drainase tidak biasa terjadi, seperti meluapnya sungai akibat intensitas hujan terlalu tinggi atau faktor alam yang tidak terduga, maka
dapat dipertimbangkan untuk menggunakan sistem Polder dan Sumur Resapan pada suatu kawasan tertentu.
2.5.1 Sistem Polder
Sistem Polder adalah sistem penanganan drainase perkotaan dengan cara mengisolasi daerah yang dilayani catchment area terhadap masuknya air dari
laut sistem baik berupa limpasan overflow maupun aliran di bawah permukaan tanah gorong-gorong dan rembesan, serta mengendalikan ketinggian muka air
banjir di dalam sistem sesuai dengan rencana kebutuhan. Al falah,2008.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.7 Komponen Sistem Polder
Keterangan: 1.
Pintu Air 2.
Tanggul 3.
Stasiun Pompa 4.
Kolam Retensi 5.
Jaringan saluran drainase 6.
Saluran kolektor
2.5.2 Sumur Resapan
Sumur resapan merupakan sumur atau lubang pada permukaan tanah yang dibuat untuk menampung air hujan agar dapat meresap ke dalam tanah. Sumur
resapan ini kebalikan dari sumur air minum. Sumur resapan merupakan lubang
Universitas Sumatera Utara
untuk memasukkan air ke dalam tanah, sedangkan sumur air minum berfungsi untuk menaikkan air tanah ke permukaan. Dengan demikian, konstruksi dan
kedalamannya berbeda. Sumur resapan digali dengan kedalaman di atas muka air tanah, sedangkan sumur air minum digali lebih dalam lagi atau di bawah muka air
tanah. Penerapan sumur resapan sangat dianjurkan dalam kehidupan sehari-hari.
Beberapa fungsi sumur resapan bagi kehidupan manusia adalah sebacial pengendali banjir, melindungi dan memperbaiki konservasi air tanah, serta
menekan laju erosi. Sumur resapan dapat dikatakan sebagai suatu rekayasa teknik konservasi
air, berupa bangunan yang dibuat sedemikian rupa sehingga menyerupai bentuk sumur galian dengan kedalaman tertentu. Fungsi utama dari sumur resapan ini
adalah sebagai tempat menampung air hujan dan meresapkannya ke dalam tanah. Sementara itu, manfaat yang dapat diperoleh dari pembuatan sumur resapan air di
antaranya adalah : 1.
mengurangi aliran permukaan dan mencegah terjadinya genangan air sehingga memperkecil kemungkinan terjadinya banjir dan erosi,
2. mempertahankan tinggi muka air tanah dan menambah persediaan air
tanah, 3.
mengurangi atau menahan terjadinya kenaikan air laut bagi daerah yang berdekatan dengan wilayah pantai,
4. mencegah penurunan atau amblasan lahan sebagai akibat pengambilan air
tanah yang berlebihan, dan 5.
mengurangi konsentrasi pencemaran air tanah.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.8 Sumur Resapan
2.5.2.1 Pengisian Air Tanah gorund Water Recharge Untuk menanggulangi defisit air tanah, telah banyak pemikir yang
mengajukan konsep pengisian buatan artificial recharge, misalnya dengan genangan buatan dengan sumber air dari sungai Tood, 1980; membuat kolam-
kolam di sekitar rumah Searun, 1970; pemanfaatan pipa jarring-jaring drainase yang porus guna meresapkan air hujan di sekitar rumah Dune dan Leopold,
1978; dan menyebarkan air pada lahan yang luas yang sekaligus untuk mengairi daerah pertanian Mac Donald, 1969 dalam sunjoto 1988, Cara yang erakir ini
telah lama dipraktikan di jawa dan bali yaitu pada lahan pertanian basah padi sawah.
Pengisian air tanah buatan ke dalam waduk bawah tanah mempunyai kegunaan sebagai berikut :
1. Menyimpan kelebihan air permukaan di dalam waduk bawah tanah.
Universitas Sumatera Utara
2. Memperbaiki kualitas air tanah local melalui percampuran dengan
pengisian air tanah yang berasal dari air hujan. 3.
Pembentukan tabir tekanan pressure barriers untuk mencegah intrusi air asin.
4. Meningkatkan produksi air tanah, baik untuk air minum maupun unuk
keperluan lainnya. 5.
Pengurangan biaya operasi pompa dengan meninggiinya muka air tanah. 6.
Mencegah terjadinya penurunan muka tanah land subsidence.
2.5.2.2 Sumur Resapan Dangkal
Sumur resapan, sebenarnya telah banyak digunakan oleh nenek moyang kita, yaitu dengan membuat lubang-lubang galian di kebun halaman serta
memanfaatkan sumur-sumur yang tidak terpakai sebagai penampung air hujan. Konsep dasar sumur resapan pada hakekatnya adalah member kesempatan
dan jalan pada air hujan yang jatuh di atap atau lahan yang kedap air untuk meresap kedalam tanah dengan cara konvensional dimana air hujan dibuang ke
sungai diteruskan ke laut, dengan caara seperti air dapat mengalirkan air hujan kedalam sumur-sumur resapan ini merupakan sumur kosong dengan kapasitas
tampingan yang cukup sebelum air meresap ke dalam tanah. Berdasarkan konsep tersebut, maka ukuran atau dimensi sumur yang
diperlukan untuk suatu lahan atau kapling sangat bergantung dari beberapa factor berikut:
1. Luas permukaan penutupan, yaiu lahan yang airnya akan ditampung dalam
sumur resapan, meliputi luas atap lapangan parker dan perkerasan- perkerasan lain.
Universitas Sumatera Utara
2. Karakteristik hujan, meliputi intensitas hujan, lama hujan, selang waktu
hujan. Secara umum dapat dikatakan bahwa makin tinggi hujan, makin lama berlangsungnya hujan memerlukan volume sumur resapan yang
semakin besar. Sementara selang waktu hujan yang besar dapat mengurangi volume sumur yang diperlukan.
3. Koefisien permeabilitas tanah, yaitu kemampuan tanah dalam melewatkan
air per satuan waktu. Tanah berpasir mempunyai koefisien permeabilitas lebih tinggi dibandingkan tanah berlempung.
4. Tinggi muka air tanah,. Pada kondisi muka air tanah yang dalam, sumur
resapan perlu dibuat secara besar-besaran karena tanah benar-benar memerlukan pengisian air melalui sumur-sumur resapan. Sebaliknaya pada
lahan yang muka airnya dangkal, pembuatan sumur resapan kurang efektif, terutama pada daerah pasang surut atau daerah rawa dimana air tanahnya
sangat dangkal. Ada beberapa metode untuk pendimensian sumur resapan, beberapa
diantaranya adalah sebagai berikut: 1
Sunjoto 1988 Secara teoritis, volume dan efisiensi sumur resapan dapat dihitung
berdasarkan keseimbangan air yang masuk ke dalam sumur dan air yang meresap ke dalam tanah Sunjoto, 1988 dan dapat dituliskan sebagai
berikut:
Universitas Sumatera Utara
Dimana: H
= tinggi muka air dalam sumur m F
= adalah factor geometric m Q
= debit air masuk m
3
dt T
= waktu pengaliran detik K
= koefisien permeabilitas tanah mdt R
= jari-jari sumur m
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan waktu
Peninjauan lokasi di mulai pada Semester A tahun ajaran 2013-2014 dan dilaksanakan di daerah Kabupaten Deli Serdang secara geografis terletak diantara
2 0 57-3 0 16LU dan 97 0 52-98 0 45BT Lampiran 1.
3.2 Rancangan Penelitian
Dalam tugas akhir ini metode penelitian yang di gunakan ialah metode pengumpulan dan analisa data. Data yang akan dipakai adalah data sekunder dan
data primer, kemudian data-data tersebut dianalisi berdasarkan analisis hidrologi dan analisis hidrolika.
Kegunaan data curah hujan pada analisa hidrologi meliputi perhitungan curah hujan maksimum suatu wilayah. Perhitungan nilai intensitas hujan daerah
aliran sungai serta perhitungan debit banjir rencana pada suatu penampang drainase dipengaruhi oleh iklim yang berupa kelembaban udara, besarnya nilai
evaporasi akibat lamanya penyinaran sinar matahari, kondisi permukaan tanah dan jenis vegetasi yang terdapat didalamnya. Keseluruhan factor diatas dapat
memberikan gambaran terhadap besaran curah hujan yang jatuh dan mengalir diatas permukaan tanah.
Universitas Sumatera Utara
Tahapan-tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut ini: Mulai
Sekunder
- Data curah hujan
- Topografi
Penyediaan Data Surve Lokasi
Primer
- Sampel
Pembagian Catchment Area
Perhitungan Debit banjir
Perencanaan dimensi Perhitungan curah hujan
Penentuan Layout arah
Penggambaran
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.1 Tahapan Penelitian Tugas Akhir
Tahapan penelitian dilakukan sesuai urutan di bawah ini 1.
Surve Lokasi Pertama yang di lakukan dalam penilitian ini adalah surve lokasi, guna
untuk mngetahui kondisi eksisting dan topografi lokasi penelitian. Data yang didapat di lapangan disebut data primer, data ini digunakan untuk
mendapatkan lokasi yang potensial dibuat saluran drainase 2.
Penyediaan data Dalam penyediaan data, ada dua data penting yang harus di dapatkan
yaitu: • Data Primer adalah data yang diperoleh dengan pengamatan dan
pengukuran di lapangan. Secara umum pengertian data primer adalah data yang diperoleh dari sumber pertamasumber data atau data yang
dikumpulkan peneliti secara langsung melalui obyek penelitian • Data sekunder adalah data yang mendukung penelitian dan
memberikan gambaran umum tentang hal-hal yang mencakup penelitian. Pengumpulan data sekunder didapatkan melalui instansi-
instansi yang terkait dalam permasalahan 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. Perhitungan curah hujan rencana
Disini menghitung curah hujan rata-rata dan menganalisa curah hujan rencana dengan menggunakan analisa frekuensi Metode Distribusi
Universitas Sumatera Utara
Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log – Person III dan Distribusi Gumbel. Selanjutnya intensitas curah hujan rencana dihitung
menggunakan persamaan Mononobe. 4.
Penentuan layout saluran utama Setelah catchment area salurannya dibagi, selanjutnya menentukan letak-
letak saluran primer saluran utama dan saluran tersiernya. 5.
Pembagian Catchment area Pembagian catchment area diperlukan, guna menghitung kapasitas setiap
saluran drainase yang ada, sehingga saluran drainase itu dibagi-bagi penyaluran airnya.
6. Perhitungan debit banjir
Untuk perhitungan debit banjir rencana ada beberapa cara, dan disini saya menghitung dengan menggunakan rumus Rasional.
7. Perencanaan dimensi saluran
Setelah data sekunder dianalisis, maka langkah berikutnya yaitu mengevaluasi masing-masing nilai yang dihasilkan dari analisis data
sekunder dan merencanakan dimensi salurannya. Saluran drainase dikatakan banjir apabila nilai debit banjir rencana hasil analisis lebih besar
dari pada nilai debit maksimum saluran drainase yang dihitung dengan persamaan Manning slope area method.
8. Penggambaran
Setelah dimensi saluran didapatkan dari hasil perhitungan, selanjutnya bentuk saluran digambarkan dengan menggunakan progam AutoCAD.
9. Kesimpulan dan saran
Universitas Sumatera Utara
Penarikan kesimpulan dapat dilakukan setelah hasil pengolahan data diperoleh, ditambah dengan uraian dan informasi yang diperoleh di
lapangan.
3.3 Variabel yang diamati
Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1.
Data curah hujan dari stasiun curah hujan dengan rentang waktu pengamatan selama 20 tahun terakhir yang dapat di peroleh dari Badan
Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika Sampali Medan. 2.
Peta adminitrasi Kota Medan, pembagian catcment area. 3.
Data contour daerah kawasan industry di Deli serdang.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV ANALISIS PEMBAHASAN
4.1 Analisis Hidrologi 4.1.1 Curah Hujan Harian Maksimum
Data curah hujan yang diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika Sampali Kota Medan selama 10 tahun terakhir Pada penelitian ini digunakan data
hujan selama sepuluh tahun yang tercatat mulai tahun 2003 sampai dengan 2012. Dengan metode aljabar rata-rata dipilh curah hujan 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 Maksimum Stasiun Johor
Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul
Agt Sep Okt Nov Des 2003 58
118 46
65 49
91 47
87 52
98 66
61 2004 24
21 57
59 48
46 68
236 76
49 30
66 2005 190
30 60
50 75
54 42
41 36
59 20
54 2006 57
36 52
44 40
32 43
62 43
49 50
49 2007 63
40 57
48 44
35 59
47 70
72 101 112
2008 65 39
42 66
51 46
33 69
47 53
55 54
2009 85 81
61 63
79 18
67 62
79 39
61 39
2010 38 28
85 28
52 35
52 57
71 40
78 40
2011 62 19
97 56
43 49
49 28
89 55
77 2012 53
29 70
54 56
27 56
46 71
100 92
40 Sumber : Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika Sampali Medan
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun Sampali
Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul
Agt Sep Okt Nov Des 2003 48
27 53
74 39
60 82
89 98
97 57
46 2004 74
81 100
35 15
78 42
81 73
67 35
53 2005 44
18 22
56 66
57 63
43 70
27 88
55 2006 49
36 85
54 64
70 33
47 84
60 46
125 2007 37
7 26
85 88
37 47
73 60
68 72
57 2008 67
7 20
52 50
12 64
29 52
76 82
36 2009 72
53 55
80 115
29 59
56 113
55 26
21 2010 59
7 33
42 29
43 60
72 31
40 40
69 2011 52
31 69
46 83
34 35
60 53
61 31
65 2012 45
30 60
54 67
34 65
35 60
98 87
40 Sumber : Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika Sampali Medan
Dengan Metode aljabar diperoleh data curah hujan harian maksimum, pada stasiun Sampali dan Medan Johor.
Tabel 4.3 Curah Hujan Harian Maksimum mmjam
Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul
Agt Sep Okt Nov Des
2012 53 72,5 49,5 69,5
44 75,5 64,5 88
75 97,5 61,5 53,5
2011 49
51 78,5 47
31,5 62 55 158,5 74,5
58 32,5 59,5
2010
117 24
41 53
70,5 55,5 52,5 42
53 43
54 54,5
2009 53
36 68,5 49
52 51
38 54,5 63,5 54,5
48 87
2008 50 23,5 41,5 66,5
66 36
53 60
65 70
86,5 84,5
2007 66
23 31
59 50,5 29
48,5 49 49,5 64,5 68,5 45
2006 78,5 67
58 71,5
97 23,5 63
59 96
47 43,5 30
2005 48,5 17,5 59
35 40,5 39
56 64,5 51
40 59 54,5
2004 57
25 83
51 63
17 42
54,5 40,5 75
43 71
2003 49 29,5 65
54 61,5 30,5 60,5 40,5 65,5
99 89,5 38
Sumber: Hasil Perhitungan
Curah hujan tertinggi pada tahun 2011 sebesar 158,5 mm. Data urut hujan
maksimum harian secara lengkap ditunjukkan tabel 4.4 di bawah ini :
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.4 Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan mmjam
No.urut Tahun
Data urutmm 1
2011 158,5
2
2010 117
3
2003 99
4
2012 97,5
5
2006 96
6
2009 87
7
2008 86,5
8
2004 75
9
2007 68,5
10
2005 64,5
Sumber: Hasil Perhitungan
4.1.2. Penentuan Pola Distribusi Hujan