Studi Sistem Drainase Resapan Untuk Penanggulangan Banjir Di Lingkungan III Pasar III Padang Bulan Medan

DATA CURAH HUJAN HARIAN MAKSIMUM (mm STASIUN SAMPALI MEDAN

NamaStasiun : Sampali

LokasiPengamatan/Stasiun : Medan

Tahun Bulan

Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus Septem

2003 58 118 46 65 49 91 47 87 52

2004 24 21 57 59 48 46 68 236 76

2005 190 30 60 50 75 54 42 41 36

2006 57 36 52 44 40 32 43 62 43

2007 63 40 57 48 44 35 59 47 70

2008 65 39 42 66 51 46 33 69 47

2009 85 81 61 63 79 18 67 62 79

2010 38 28 85 28 52 35 52 57 71

2011 62 19 97 56 43 0 49 49 28

2012 53 29 70 54 56 27 56 46 71

Detail Denah Lingkungan III Pasar III Padang Bulan Medan

C16 C16

C15

C14b C14a

C12 C13

C11 C11b

Prona

C10b

C10a C10

C9

C8a C8 C7 CB Qout C6 C4 C3 C2a

C2 C1

Layout Drainase Eksisting

= : Drainase Jalan Raya − : Drainase Gang − : Tanpa Drainase

DAFTAR JUMLAH KEPALA LINGKUNGAN (KK) DAN JUMLAH PENDUDUK PERLENGKAPAN

DI KELURAHAN P.B SELAYANG-II KEC. MEDAN SELAYAG

No Kecamatan Kelurahan

Nama

Kepling LK KK

Jumlah Penduduk

Ket

LK PR Total

1. Medan Selayang Jumani I 220 928 763 1691

PB. Selayang II Naek Sitepu II 452 942 779 1721

Hudiarno III 351 1053 1048 2101

Dasir IV 317 1031 980 2011

Misnan V 501 1033 1025 2058

Suriyono VI 476 1052 1043 2095

Karim Tamba VII 750 780 825 1605

Setia Budi P VIII 460 979 983 1962

H. Sariman IX 176 604 699 1303

Rasmini X 604 579 583 1162

Sri Ratna P XI 131 466 514 980

R. Manurung XII 141 604 613 1217

Daniel MDP XIII 487 959 878 1837

Fahrizal Siraj XIV 231 778 801 1579 Gelora Sitepu XV 281 754 635 1380

Nuah Sitepu XVI 200 661 709 1370

Gunawan XVII 372 865 1016 1881

Jumlah 17 LK 5710 14059 13894 27953

Medan, 06 Februari 2013 KEPALA KELURAHAN P.B.

FOTO DOKUMENTASI PEMBUATAN CONTOH SUMUR RESAPAN

PENGERUKAN SUMUR RESAPAN KEDALAN 75 cm

KONDISI SUMUR PASKA HUJAN DERAS

PEMASANGAN BATU BATA UNTUK DINDING SUMUR

SALURAN OUTLET (PIPA PEMBUANGAN LIMBAH RUMAH)

DAFTAR PUSTAKA

Das, Braja M. 1993. Mekanika Tanah (Prinsip - Prinsip Rekayasa Geoteknis). Jakarta. Erlangga.

Doddy Y, A.F.V. Roy, 2009. Pemanfaatan Kolam Retensi Dan Sumur Resapan Pada Sistem Drainase Kawasan Padat Penduduk. Jurnal Universitas Katolik Parahyangan Volume 5 Nomor 2.

Franzini, J.B, Linsley, R.K dan Sasongko, D, 1986. Teknik Sumber Daya Air, Jilid II. Erlangga, Jakarta.

Gemilang, G. 2013. Kajian Sumur Resapan Dalam Mereduksi Debit Banjir Pada Kawasan Perumahan (Studi Kasus Perumahan Anugerah Lestari Kuala Gumit, Langkat). Skripsi S1 USU, Medan.

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

Kohler, M.A, Linsley, R.K dan Paulhus, J.L.H, 1996. Hidrologi Untuk Insinyur. Erlangga, Jakarta.

Maryono, Agus. 2003. Konsep Ekodrainase Sebagai Pengganti Drainase Konvensional. Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

SNI:03-2453-2002. Tata Cara Perencanaan Sumur Resapan Air Hujan untuk Lahan Pekarangan. Soemarto, C.D. 1999. Hidrologi Teknik. Erlangga, Jakarta.

Soewarno. 1995. Hidrologi Aplikasi Metode Statistik Jilid 1. Bandung.

Sunjoto, (1993). Kehilangan Air Di Saluran. Makalah Laporan Penelitian UGM.

Sunjoto. (1996). Sistem Drainase pada Bangunan dan Lapangan Golf Serta Pengaruhnya terhadap Ketersediaan Air Untuk Tanaman. Makalah Laporan Penelitian DRN, Jakarta. Sunjoto. (2011). Teknik Drainase Pro Air. Jurusan Teknik Sipil & Lingkungan Universitas

Gajah Mada.

Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. ANDI Offset, Yogyakarta. Triatmodjo B. 1993. Hidraulika I. Beta Offset, Yogyakarta.

Triatmodjo B. 1996. Hidraulika II. Beta Offset, Yogyakarta.

Wahyuningtyas, A, Harianti, S, Sutikno, R.F. 2011. Strategi Penerapan Sumur Resapan Sebagai Teknologi Ekodrainase Di Kota Malang. Jurnal Tata Kota dan Daerah Volume 3 No 1.

Wismarini D.T, Ningsih U.H.D, 2010. Analisa Sistem Drainase Kota Semarang Berbasis Sistem Informasi Geografi dalam Membantu Pengambilan Keputusan bagi Penanganan Banjir. Jurnal Informasi Dinamika Volume 15 Nomor 1.

Yassir Arafat. 2008. Reduksi Beban Aliran Drainase Permukiman Menggunakan Sumur Resapan. Jurnal SmarTek Volume 6 Nomor 3.

BAB III METODOLOGI

3.1 Lokasi Studi

Daerah studi yang menjadi tinjauan mengambil lokasi di Jalan Bunga Cempaka, Lingkungan III, Pasar III, P.Bulan, Medan.

3.2 Pekerjaan Persiapan

3.2.1 Survey Lapangan

Survey lapangan yang dilakukan bertujuan untuk peninjauan dan identifikasi awal dari permasalahan dengan menyusuri daerah Lingkungan III Pasar III P.Bulan, disertai dengan pengambilan dokumentasi lokasi studi tersebut.

3.2.2 Pengumpulan Data

Studi pustaka dilakukan dengan mengumpulkan dan mempelajari buku yang berhubungan dengan judul yang dibahas dan mengumpulkan data-data yang diperlukan sebagai referensi.

• Pengumpulan Data Primer

Data primer yang akan dikumpulkan antara lain data tanah dan elevasi serta data drainase eksisting di beberapa tempat di Lingkungan III Pasar III P.Bulan.

Kegiatan yang akan dilakukan dalam tahap pengambilan data sekunder adalah pengumpulan semua data yang akan digunakan dalam analisis data dari berbagai sumber (data curah hujan, data sistem jaringan drainase alami, data tentang elevasi tanah/topografi Medan). 3.3 Metode Analisis Data

Dari data-data yang didapatkan akan dilakukan beberapa analisis data untuk perencanaan drainase wilayah yaitu dari segi hidrologi dan hidraulika.

3.3.1 Analisis Hidrologi

Maksud dan tujuan dari analisis hidrologi ini adalah untuk menyajikan data-data dalam analisis hidrologi, serta parameter-parameter dasar perencanaan yang dipakai dalam mendesain penampang sungai Besar. Hal ini nantinya akan digunakan sebagai pedoman dalam pelaksanaan fisik konstruksi.

Adapun sasaran analisis ini antara lain:

• Mengetahui besarnya curah hujan rancangan di lokasi tinjauan studi.

• Melakukan perkiraan debit rencana pada kala ulang 2 & 5 tahun sebagai dasar bagi perencanaan teknis drainase buatan.

Tabel 3.1 Kala Ulang Untuk Saluran Drainase Berdasarkan Jenis Kota Jenis Kota

Daerah Tangkapan Air (Ha)

< 10 10 – 100 100 – 500 > 500 Kota Metropolitan 2 Tahun 2 – 5 Tahun 5 – 10 Tahun 10 – 25 Tahun

Kota Besar 2 Tahun 2 – 5 Tahun 2 – 5 Tahun 5 – 20 Tahun Kota Sedang 2 Tahun 2 – 5 Tahun 2 – 5 Tahun 5 – 10 Tahun

Kota Kecil 2 Tahun 2 Tahun 2 Tahun 2 – 5 Tahun

Dari Tabel 3.1 untuk daerahstudi yang berada di kota Medan termasuk jenis kota besar,kala ulang untuk saluran drainase cukup diambil 2 dan 5 tahun.

3.3.2 Analisis Hidraulika

Analisis hidraulika dimaksudkan untuk mengetahui kapasitas saluran terhadap debit banjir dengan suatu kala ulang tertentu. Dalam kaitannya dengan pekerjaan ini, analisis hidraulika digunakan untuk mengetahui profil muka air pada jaringan drainase yang direncanakan.

Bagan alir (Gambar 3.1) menjelaskan gambaran umum mengenai tahapan dan ruang lingkup yang dilakukan dalam penelitian.

BAB IV

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1 Inventarisasi Saluran Drainase Eksisting

Pada ruas jalan B. Cempaka Pasar III, saluran drainase di sebelah kanan dan kiri cukup banyak yang tidak berfungsi dan tidak terawat seperti tertutup rumput dan sampah yang menumpuk. Pembuangan akhir pada saluran drainase ruas jalan tersebut yaitu pada Sungai Babura. Kondisi drainase dapat dilihat dalam Gambar 4.1 berikut:

Gambar 4.1 Kondisi Drainase Saat Hujan Kurang Dari Satu Jam

Kondisi topografi Lingkungan III Pasar III P.Bulan yang sedikit bergelombang juga menjadi salah satu faktor penyebab genangan pada daerah-daerah cekungan, karena belum terdapat saluran pengeluaran yang memadai dari daerah tersebut. Lingkungan III Pasar III P.Bulan merupakan daerah yang mengalami genangan yang cukup parah apabila musim hujan tiba. Genangan tersebut sangat merugikan karena terjadi tiap tahun di musim penghujan hingga menggenangi jalan dan rumah warga setempat.

Drainase yang ada pada lokasi genangan merupakan drainase dengan sistem konvensional. Air hujan yang tertampung di saluran drainase langsung mengalir ke Sungai Babura.

Untuk mengendalikan banjir yang sering terjadi di Lingkungan III Pasar III P.Bulan maka konsep drainase di daerah permukiman penduduk sebaiknya menerapkan sistem drainase

resapan. Di tiap-tiap halaman rumah penduduk dibuat sumur resapan sehingga diharapkan pada musm penghujan debit air banjir akan berkurang.

4.2 Analisis Infiltrasi

Analisis infiltrasi dilakukan bertujuan untuk mengetahui laju infiltrasi air yang terjadi pada daerah penelitian dengan menggunakan single ring infiltrometer.Analisis data laju infiltrasi ini menggunakan metode Horton.

4.2.1 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Lapangan

Pengukuran laju infiltrasi dilakukan pada tanggal 23 November 2013 dengan kondisi tanah relatif kering menggunakan alat single ring infiltrometer.

Single ring infiltrometer adalah suatu pipa besi yang bergaris tengah 25-30 cm dengan tinggi sekitar 60 cm. Cara kerja pelaksanaan pengukuran laju infiltrasi pada daerah penelitian dengan menggunakan single ring infiltrometer adalah sebagai berikut (Harto 1981):

1. Menentukan lahan yang akan diukur 2. Membersihkan lahan yang akan diukur

3. Mempersiapkan alat-alat yang diperlukan pada lokasi pengukuran 4. Menekan ring infiltrometer ke dalam tanah sedalam 50 cm

5. Membersihkan tanah-tanah yang terkelupas di dalam ring infiltrometer setelah dilakukan penekanan

6. Kemudian air dituangkan sampai silinder penuh dan tunggu sampai air tersebut terinfiltrasi seluruhnya. Hal ini perlu dilakukan untuk menghilangkan retak-retak tanah yang merugikan pengukuran.

8. Setelah air penuh, nyalakan stopwatch dan air didiamkan selama waktu yang ditentukan. Dalam hal ini durasi waktu dapat dilakukan secara bertahap, 3 menit, 4 menit, 4 menit, 5 menit, 5 menit, 5 menit, 10 menit, dan seterusnya.

9. Setelah 3 menit didiamkan, maka catat penurunan yang terjadi pada table yang telah dipersiapkan.

10. Air dituangkan kembali secepatnya kedalam silinder sampai penuh. Kemudian diamkan selama 4 menit. Besar penurunan yang terjadi selama 4 menit kemudian dicatat kembali pada tebel.

Hal pada poin sepuluh dilakukan terus menerus untuk durasi waktu 4, 5, 5, 5, dan 10 menit sampai laju penurunan muka air konstan atau penurunan muka air ke n sama dengan penurunan muka air ke n+1.Gambar 4.2 berikut adalah foto single ring infiltrometer yang digunakan.

Gambar 4.2 Single Ring Infiltrometer

Tabel 4.1 berikut menyajikan data hasil perhitungan laju infiltrasi pada kondisi tanah di lapangan sebelum jenuh dengan menggunakan single ring infiltrometer.

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi No Waktu

(menit) Waktu kumulatif (jam) Penurunan (cm) fo (cm/jam) Fc (cm/jam) Log (fo-fc)

1 3 0.050 1.9 38 15 1.362

2 4 0.117 2.4 36 15 1.322

3 4 0.183 2.2 33 15 1.255

4 5 0.267 2.1 25.2 15 1.010

5 5 0.350 1.7 20.4 15 0.732

6 5 0.433 1.5 18 15 0.477

7 10 0.600 2.5 15 15 0.000

8 10 0.767 2.5 15 15 0.000

9 10 0.933 2.5 15 15 0.000

Sumber: Hasil Perhitungan

4.2.2 Analisis Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi dengan Metode Horton

Setelah data pengukuran laju infiltrasi diperoleh maka akan dianalisis dengan menggunakan metode Horton. Tahapan perhitungan dengan menggunakan metode Horton dapat dijelaskan sebagai berikut:

f(t) = fc + (fo – fc) e-kt

Log (f(t) – fc) = Log (fo – fc) – kt Log e m = - 1

k Log e

Dari tabel di atas, berdasarkan rumus Horton maka dapat ditransposisikan seperti perhitungan-perhitungan sebagai berikut:

f(t) – fc = (fo – fc)

f(0.05) – fc = 38 – 15 = 23 cm/jam f(0.117) – fc = 30 – 15 = 15 cm/jam

kemudianpersamaan tersebut di logaritma kan menjadi: Log (f(t) – fc) = Log (fo – fc) – kt Log e

Log (f(0.05) – fc) = Log (23) = 1.362 Log (f(0.117) – fc) = Log (15) = 1.176

Setelah semua persamaan tersebut di logaritma kan maka hasil analisis grafik Log (fo – fc) terhadap waktu dapat ditunjukan seperti Gambar 4.3 berikut

Gambar 4.3Grafik Fungsu Log (fo-fc) terhadap Waktu Kumlatif

Dari grafik di atas, maka besar nilai kemiringan gradien (m) sebesar -0.476, yang menunjukan bahwa f(t) akan berkurang seiring bertambahnya waktu. Setelah diketahui nilai (m) = -0.476 maka nilai (k) dapat diketahui dengan cara sebagai berikut:

�= − 1

�log�

−0.476 =− 1

�log�

�log�= − 1

−0.476

�log�= 2.101

� 0.4343 = 2.101

�= 4.840

Dengan diketahuinya nilai (k) maka laju infiltrasi f(t) terhadap waktu dapat dihitung seperti pada Tabel 4.2

y = -0,476x + 0,743 R² = 0,894

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

W a k tu K u m u la ti f (J a m ) Log (fo-fc)

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Nyata No Waktu

(menit) Waktu kumulatif (jam) Penurunan (cm) fo (cm/jam) Fc (cm/jam) Log (fo-fc)

K (-kt) f(t) (cm/jam)

1 3 0.050 1.9 38 15 1.362 4.840 -0.242 56.063

2 4 0.117 2.4 36 15 1.322 4.840 -0.566 47.924

3 4 0.183 2.2 33 15 1.255 4.840 -0.886 40.421

4 5 0.267 2.1 25.2 15 1.010 4.840 -1.292 28.002

5 5 0.350 1.7 20.4 15 0.732 4.840 -1.694 21.392

6 5 0.433 1.5 18 15 0.477 4.840 -2.096 18.369

7 10 0.600 2.5 15 15 0.000 4.840 -2.904 15

8 10 0.767 2.5 15 15 0.000 4.840 -3.712 15

9 10 0.933 2.5 15 15 0.000 4.840 -4.562 15

Sumber: Hasil Perhitungan

Dimana: f(t) : Laju infiltrasi nyata cm/jam) fo : Laju infiltrasi awal (cm/jam) fc : Laju infiltrasi tetap (cm/jam) k : Konstanta geofisik

t : Waktu kumulatif (jam)

Dari perhitungan table di atas maka gambar grafik laju infiltrasi nyata dapat dilihat pada Gambar 4.4 berikut:

Gambar 4.4Grafik f(t) Horton

56,063 47,924 40,421 28,002 21,392 18,369

15 15 15

0 10 20 30 40 50 60

0,050 0,117 0,183 0,267 0,350 0,433 0,600 0,767 0,933

La ju I n fi lt ra si N y a ta ( cm /j a m )

Dengan laju infiltrasi konstan sekitar 15 cm/jam maka tanah pada daerah penelitan dapat dikaategorikan kelas cepat sesuai dengan ketentuan (Susanto, 2008) pada table 2.2 diantara 12.5 – 25.0 cm/jam.

Berdasarkan pada grafik di atas, dapat dilihat bahwa umumnya laju infiltrasi maksimum terjadi pada awal permulaan pengukuran. Kemudian perlahan konstan diantara waktu 0.433 jam samai 0.600 jam. Dengan bertambahnya waktu maka laju infiltrasi mulai menurun dan semakun lama kurva yang dibentuk akan mendatar ataupun konstan. Hal ini terjadi disebabkan oleh keadaan air tanah yang tidak jenuh, sehingga terjadilah tarikan dari matriks tanah dan gaya gravitasi.

4.3 Uji Permeabilitas Tanah

Uji permeabilitas tanah pada penilitian ini dilaksanakan dengan bantuan Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil USU. Penentuan harga koefisien permeabilitas (k) pada tanah didapat dari pengujian falling head permeability.Sampel tanah berasal dari lokasi penelitian pada kedalaman 1.5 meter dan diharapkan sudah mewakili kondisi tanah di lokasi penelitian.

Berikut data-data pada pengujian falling head permeability:

• Data alat

Pipa

Diameter (cm) 10

Luas Penampang (cm2) 78.5

• Data hasil pemeriksaan kadar air

I II

Berat Krus + Tanah Basah (gr) 28.8 29.5

Berat Krus + Tanah Kering (gr) 23.7 24

Berat Air (gr) 5.1 5.5

Berat Krus (gr) 9 9.1

Berat Tanah Kering 14.7 14.9

Kadar Air (%) 34.69 36.92

• Data hasil pemeriksaan berat isi tanah

Isi Silinder (cm3) 13

Diameter Silinder (cm) 10

Tinggi Silinder (cm) 1020.5

Berat Silinder (gr) 1000

Berat Silinder + Tanah (gr) 2500

Berat Tanah Basah (gr) 1500

Berat Isi Basah (gr/cm3)) 1.79

Gambar 4.5 berikut adalah dokumentasi pada saat pengujian falling head permeability yang dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil USU.

Gambar 4.5 Percobaan Falling Head Permeability

Untuk pengujian falling head permeability rumus yang digunakan untuk mencari koefisien permeabilitas tanah adalah:

�= 2.303�.��

��.�log

h1

ℎ2

Dimana: K = Koefisien permeabilitas tanah (cm/detik) a = Luas penampang pipa (cm2)

Ls = Panjang sampel tanah (cm) As = Luas penampang sampel (cm2)

t = Interval penurunan dari h1 ke h2 (detik)

h1 = Ketinggian mula-mula air pada interval waktu tertentu (cm)

Adapun data perhitungan dari hasil pengujian falling head permeability ditunjukan padaTabel 4.3berikut ini:

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Pengujian Falling Head Permeability Tanah No. Panjang

Sampel (cm)

Temp (oC)

Waktu (detik) Tinggi Muka Air (cm) Permeability (KToC)

MToC / M20oC

Permeability (K20)

1 13 28 0 100 0 0.828 0

2 13 28 15 86.3 0.001278017 0.828 0.0010582

3 13 28 15 74.2 0.001271806 0.828 0.00105306

4 13 28 15 63.8 0.001263502 0.828 0.00104618

5 13 28 15 55.1 0.001213442 0.828 0.00100473

6 13 28 15 47.7 0.001190972 0.828 0.00098612

7 13 28 15 42 0.001186475 0.828 0.0009824

8 13 28 15 36.3 0.001175007 0.828 0.00097291

9 13 28 15 31.2 0.001173824 0.828 0.00097193

10 13 28 15 26.9 0.001170659 0.828 0.00096931

11 13 28 15 23.5 0.00116894 0.828 0.00096788

12 13 28 15 18.9 0.001072313 0.828 0.00088788

13 13 28 15 17.6 0.001036569 0.828 0.00085828

14 13 28 15 15.1 0.001027373 0.828 0.00085066

15 13 28 15 13.9 0.001012644 0.828 0.00083847

Rerata 0.00089653 Sumber: Hasil Perhitungan

Contoh cara perhitungan: Diketahui: a = 0.785 cm2

Ls = 13 cm As = 78.5 cm2 t = 15 detik h1 = 100 cm

h2 = 86.3 cm

Penyelesaian:

� = 2.303 × �.��

��.����

ℎ1

ℎ2

= 2.303 ×0.785 × 13

78.5 × 15 ×���

100 86.3 = 0.001278017

Untuk T = 28o(Das, 1993): � =��

�_�

�2�� = 0.828

�20 = 0.001278017 × 0.828 = 0.0010582

Maka:

�= �������20= 0.00089653

Dari hasil pengujian falling head permeability di Laboratorium Mekanika Tanah, diperoleh koefisien permeabilitas (K) = 0.00089653 cm/detik pada kedalaman 1.5 m. Berdasarkan tabel 2.11 maka tanah pada kedalaman 1.5 m pada lokasi penelitian termasuk jenis tanah lanau.

4.4 Analisis Hidrologi

Analisis hidrologi ditujukan untuk mengetahui debit limpasan air hujan yang terjadi di daerah pemukiman Lingkungan III Pasar III Padang Bulan. Untuk melakukan analisis hidrologi diperlukan data curah hujan yang bersumber dari Badan Meteorologi, Klimatologi dan GeofisikaSampali Medan. Data curah hujan diambil untuk 10 tahun, dari tahun 2003– 2012 dan dapat dilihat dari Tabel 4.4 berikut

Tabel 4.4 Data Curah Hujan Kota Medan

Tahun Bulan

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 0 49 49 28 89 55 77

2012 53 29 70 54 56 27 56 46 71 100 92 40

4.4.1 Analisis Curah Hujan Rencana

Parameter-parameter statistik yang diperlukan adalah nilai tengah, standart deviasi dan koefisien kemencengan. Metode analisis yang digunakan adalah Metode Distribusi Normal, Metode Log Normal, Metode Gumbel.

4.4.1.1 Metode Distribusi Normal

Perhitungan curah hujan rencana dengan metode Distribusi Normal disajikan pada Tabel 4.5berikut:

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Hujan Rencana Metode Distribusi Normal No. Tahun Xi P (Xi - X) (Xi - X)2

1 2006 62 0.09 -53.40 2851.56

2 2008 69 0.18 -46.40 2152.96

3 2009 85 0.27 -30.40 924.16

4 2010 85 0.36 -30.40 924.16

5 2011 97 0.45 -18.40 338.56

6 2012 100 0.55 -15.40 237.16

7 2007 112 0.64 -3.40 11.56

8 2003 118 0.73 2.60 6.76

9 2005 190 0.82 74.60 5565.16

10 2004 236 0.91 120.60 14544.36

Jumlah 1154.0 27556.40

Rerata (X) 115.40

Tr 2 5

K 0 0.84

Sx 55.33

Xt 115.40 161.99

Sumber: Hasil Perhitungan

�� = ∑ ��

�

= 1154.0

10 = 115.40

�� = �

(�_�− �)2

� −1

= �27556.40

9 = 55.33

Untuk periode ulang 2,5 tahun � = 0 ��� 0.84 (Tabel 2.1)

�2 = ��+���

= 115.4 + (0 × 55.33) = 115.40

�5 = ��+���

= 115.4 + (0.84 × 55.33) = 161.99

4.4.1.2 Metode Distribusi Log Normal

Perhitungan curah hujan rencana dengan metode Distribusi Normal disajikan pada Tabel 4.6 berikut:

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Hujan Rencana Metode Distribusi Log Normal

No. Tahun Xi Log Xi (Log Xi – Log

Xrata)

(Log Xi – Log Xrata)2

1 2006 62 1.792 -0.270 0.072900

2 2008 69 1.839 -0.223 0.049729

3 2009 85 1.930 -0.132 0.017424

4 2010 85 1.930 -0.132 0.017424

5 2011 97 1.987 -0.075 0.005625

6 2012 100 2.000 -0.062 0.003844

7 2007 112 2.050 -0.012 0.000144

8 2003 118 2.072 0.010 0.000100

9 2005 190 2.279 0.217 0.047089

10 2004 236 2.373 0.311 0.096721

Jumlah 1154.0 20.252 0.31100

Rerata (X) 115.40 2.0252

Tr 2 5

K -0.202 0.677

Log x 2.0252 2.182

k. S Log x 19.711 28.270

Xt 97.191 141.620

Sumber: Hasil Perhitungan ����

�������� =∑ ����

�

=20.252

10 = 2.0252

����� = �∑

(����� − ������������)2

� −1

= �0.31100

9 = 0.1860

�� = ��

�

= 55.33

115.40 = 0.4795

Dengan periode ulang 2 tahun,interpolasi dari Tabel.2

� =−0.1975− �0.5000−0.4795

0.5000−0.4500× (−0.1975— 0.2111)�

=−0.202

Maka:

���� =������������+ (������)

= 2.0252 + (−0.202 × 0.1860)

= 1.988

4.4.1.3 Metode Distribusi E.J. Gumbel I

Perhitungan curah hujan rencana dengan metode Distribusi E.J. Gumbel I disajikan pada Tabel 4.7 berikut:

Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Hujan Rencana Metode Distribusi E.J.Gumbel No. Tahun Xi P (Xi - X) (Xi - X)2

1 2006 62 0.09 -53.40 2851.56

2 2008 69 0.18 -46.40 2152.96

3 2009 85 0.27 -30.40 924.16

4 2010 85 0.36 -30.40 924.16

5 2011 97 0.45 -18.40 338.56

6 2012 100 0.55 -15.40 237.16

7 2007 112 0.64 -3.40 11.56

8 2003 118 0.73 2.60 6.76

9 2005 190 0.82 74.60 5565.16

10 2004 236 0.91 120.60 14544.36

Jumlah 1154.0 27556.40

Rerata (X) 115.40

Tr 2 5

K -1.19 1.06

Sx 55.33

Xt 107.90 173.94

Sumber: Hasil Perhitungan �� =∑ ��

�

= 1154

10 = 115.40

�� = �

(�_�− �)2

� −1

= �27556.40

9 = 55.33

�� = 0.4952 (Tabel 2.3)

�� = 0.3665 (Tabel 2.5) Maka:

�� = ��+ (���)

= 115.40 +�(0.3665−0.4952

0.9496 × 55.33�

= 107.901

4.4.1.4 Distribusi Log Person III

Perhitungan curah hujan rencana dengan metode Distribusi Log Person III disajikan pada Tabel 4.8 berikut:

Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Hujan Rencana Metode Distribusi Log Person No. Xi P (%) Log Xi Log (Xi - X)2 Log (Xi - X)3

1 62 0.09 1.7924 0.0541 -0.0126

2 69 0.18 1.8388 0.0347 -0.0065

3 85 0.27 1.9294 0.0091 -0.0009

4 85 0.36 1.9294 0.0091 -0.0009

5 97 0.45 1.9868 0.0015 -0.0001

6 100 0.55 2.0000 0.0006 0.0000

7 112 0.64 2.0492 0.0006 0.0000

8 118 0.73 2.0719 0.0022 0.0001

9 190 0.82 2.2788 0.0644 0.0163

10 236 0.91 2.3729 0.1210 0.0421

Jumlah 20.252 0.2973 0.0375

Rerata 2.0252

Tr 2 5

CS 0.8094

SLogX 0.1860

K -0.15 0.77

Xt 99.38 147.37

Sumber: Hasil Perhitungan ����

��������= ∑ ����

� =

20.252

10 = 2.0252

����� =�∑

(����� − ������������)2

=�0.31100 9 = 0.1860

�� = � ∑(���� − �����������)

3

(� −1) × (� −2) × (�����)3

=0.0375

0.4633 = 0.8094

Dengan periode ulang 2 dan 5 tahun interpolasi dari Tabel 2.6

� = −0.132−( 0.900−0.8094

0.9000−0.8000× (−0.132−0.148)

= −0.15

���� =������������+ (������)

= 2.0252 + (−0.15 × 0.1860)

= 1.9973

�= 99.38

4.4.2 Uji Keselarasan Distribusi Frekuensi

4.4.2.1 Uji Chi Kuadrat

4.4.2.1.1 Uji Chi Kuadrat Terhadap Distribusi Normal

Data pengamatan dibagi dalam beberapa kelas dengan rumus

�= 1 + 3.322 ����

Dimana: n = 10

Maka �= 1 + 3.322 ��� 10 = 4.322 ≈5 �����

� = 1

�=

1

5= 0.2

Maka �_� = ��+ (���)

P = 1 – 0.2 = 0.8 nilai reduksi gauss (k) = -0.84 maka X = 68.923 P = 1 – 0.4 = 0.6 nilai reduksi gauss (k) = -0.25 maka X = 101.568 P = 1 – 0.6 = 0.4 nilai reduksi gauss (k) = 0.25 maka X = 129.233 P = 1 – 0.8 = 0.2 nilai reduksi gauss (k) = 0.84 maka X = 161.877

� = 2

�� =� −(�+ 1)

= 5−(2 + 1)

= 2

Chi Krisis = 5.991(Tabel 4.7) Nilai yang diharapkan

�� = �_� = 10

5 = 2

Tabel 4.9 Perhitungan Uji Kuadrat Metode Distribusi Normal

No. Nilai Batas Kelas Jumlah Data (Oi – Ei) (�� − ��)�

��

Oi Ei

1 x < 68.923 1 2 -1 0.5

2 68.923 < x < 101.568 5 2 3 4.5

3 101.568 < x < 129.233 2 2 0 0

4 129.233 < x < 161.877 0 2 -2 2

5 x > 161.877 2 2 0 0

Total 10 10 7

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan Tabel 4.9 X2Cr > Chi krisis (7 > 5.991), maka distribusi Normal tidak dapat diterima untuk menganalisis frekuensi curah hujan.

4.4.2.1.2 Uji Chi Kuadrat Terhadap Distribusi Log Normal

Data pengamatan dibagi dalam beberapa kelas dengan rumus

�= 1 + 3.322 ����

Dimana: n = 10

Maka �= 1 + 3.322 ��� 10 = 4.322 ≈5 �����

Dengan interval peluang � = 1

�=

1

5= 0.2

Maka ���� =������������+ (������)

P = 1 – 0.2 = 0.8 nilai reduksi gauss (k) = -0.84 maka X = 78.661 P = 1 – 0.4 = 0.6 nilai reduksi gauss (k) = -0.25 maka X = 101.274 P = 1 – 0.6 = 0.4 nilai reduksi gauss (k) = 0.25 maka X = 124.458 P = 1 – 0.8 = 0.2 nilai reduksi gauss (k) = 0.84 maka X = 161.525

� = 2

�� =� −(�+ 1)

= 5−(2 + 1)

= 2

Chi Krisis = 5.991 Nilai yang diharapkan

Tabel 4.10 Perhitungan Uji Chi Kuadrat Metode Distribusi Log Normal No. Nilai Batas Kelas Jumlah Data (Oi – Ei) (�� − ��)�

��

Oi Ei

1 x < 78.661 2 2 0 0

2 78.661 < x < 101.274 4 2 2 2

3 101.274 < x < 125.458 2 2 0 0

4 125.458 < x < 161.525 0 2 -2 2

5 x > 161.525 2 2 0 0

Total 10 10 4

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan Tabel 4.10 X2Cr < Chi krisis (4 < 5.991), maka metode distribusi Log Normal dapat diterima untuk menganalisis frekuensi curah hujan.

4.4.2.1.3 Uji Chi Kuadrat Terhadap Metode Distribusi E.J. Gumble Type I

Data pengamatan dibagi dalam beberapa kelas dengan rumus

�= 1 + 3.322 ����

Dimana: n = 10

Maka �= 1 + 3.322 ��� 10 = 4.322 ≈5 �����

Dengan interval peluang � = 1

�=

1

5= 0.2

Maka �_� = ��+ (���)

P = 1 – 0.2 = 0.8 nilai reduksi gauss (k) = -0.84 maka X = 68.923 P = 1 – 0.4 = 0.6 nilai reduksi gauss (k) = -0.25 maka X = 101.568 P = 1 – 0.6 = 0.4 nilai reduksi gauss (k) = 0.25 maka X = 129.233 P = 1 – 0.8 = 0.2 nilai reduksi gauss (k) = 0.84 maka X = 161.877

� = 1

�=

1

5= 0.2

� = 1

= 5−(1 + 1) = 2.5

Chi Krisis = 6.903 (Tabel 4.7) Nilai yang diharapkan

�� = �_� = 10

5 = 2

Tabel 4.11 Perhitungan Uji Chi Kuadrat Metode Distribusi E.J. Gumble No. Nilai Batas Kelas Jumlah Data (Oi – Ei) (�� − ��)�

��

Oi Ei

1 x < 68.923 1 2 -1 0.5

2 68.923 < x < 101.568 5 2 3 4.5

3 101.568 < x < 129.233 2 2 0 0

4 129.233 < x < 161.877 0 2 -2 2

5 x > 161.877 2 2 0 0

Total 10 10 7

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan Tabel 4.11 X2Cr > Chi krisis (7 > 6.903), maka distribusi E.J. Gumble tidak dapat diterima untuk menganalisis frekuensi curah hujan.

4.4.1.2.4 Uji Chi Kuadrat Terhadap Metode Distribusi Log Person Type III

Data pengamatan dibagi dalam beberapa kelas dengan rumus

�= 1 + 3.322 ����

Dimana: n = 10

Maka �= 1 + 3.322 ��� 10 = 4.322 ≈5 �����

Dengan interval peluang � = 1

�=

1

5= 0.2

Maka ���� =������������+ (������)

P = 1 – 0.2 = 0.8 nilai reduksi gauss (k) = -0.84 maka X = 78.661 P = 1 – 0.4 = 0.6 nilai reduksi gauss (k) = -0.25 maka X = 101.274

P = 1 – 0.6 = 0.4 nilai reduksi gauss (k) = 0.25 maka X = 124.458 P = 1 – 0.8 = 0.2 nilai reduksi gauss (k) = 0.84 maka X = 161.525

� = 1

�� =� −(�+ 1)

= 5−(1 + 1)

= 2.5

Chi Krisis = 6.903 Nilai yang diharapkan

�� = �_� = 10

5 = 2

Tabel 4.12 Perhitungan Uji Chi Kuadrat Metode Distribusi Log Normal No. Nilai Batas Kelas Jumlah Data (Oi – Ei) (�� − ��)�

��

Oi Ei

1 x < 78.661 2 2 0 0

2 78.661 < x < 101.274 4 2 2 2

3 101.274 < x < 125.458 2 2 0 0

4 125.458 < x < 161.525 0 2 -2 2

5 x > 161.525 2 2 0 0

Total 10 10 4

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan Tabel 4.12 X2Cr < Chi krisis (4 < 6.903), maka metode distribusi Log Normal dapat diterima untuk menganalisis frekuensi curah hujan.

4.4.2.2 Uji Smirnov – Kolmogorov

4.4.2.2.1 Uji Smirnov – Kolmogorov Terhadap Metode Distribusi Normal

Tabel 4.13 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Metode Distribusi Normal

No. Xi m P(x) P(x<) K P’(x<) D

1 62 10 0.9090 0.0909 -0.9651 0.1093 0.7997

2 69 9 0.8181 0.1818 -0.8386 0.1210 _0.6971

3 85 8 0.7272 0.2727 -0.5494 0.2546 _0.4726

4 85 7 0.6363 0.3636 -0.5494 0.2981 _0.3382

5 97 6 0.5454 0.4545 -0.3326 0.4052 _0.1402

6 100 5 0.4545 0.5454 -0.2783 0.4761 _0.0216

7 112 4 0.3636 0.6363 -0.0614 0.5714 _0.2078

8 118 3 0.2727 0.7272 0.04699 0.7764 _0.5037

9 190 2 0.1818 0.8181 1.34827 0.9389 _0.7571

10 236 1 0.0909 0.9090 2.17965 0.9738 _0.8829 ∆maks 0.8829 ∆kritis 0.41 Sumber: Hasil Perhitungan

Untuk �= 62 ��

�(�) = �

�+ 1

= 10

10 + 1 = 0.9090

� =� − ��

��

=62−115.40

55.33

=−0.9651

∆ = |�′(�< � − �(�<)|

= 0.7997

Berdasarkan hasil perhitungan Tabel 4.13, ∆maks > ∆kritis (0.5163 > 0.41), maka distribusi Normal tidak dapat diterima untuk menganalisis frekuensi curah hujan.

4.4.2.2.2 Uji Smirnov-Kolgomorov Terhadap Metode Distribusi Log Normal

Tabel 4.14 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Metode Distribusi Log Normal

No. Log Xi M P(x) P(x<) K P’(x<) D

1 1.792 10 0.9090 0.0909 -1.2540 0.0985 0.0076 2 1.839 9 0.8181 0.1818 -1.0011 0.1879 0.0061 3 1.930 8 0.7272 0.2727 -0.5118 0.2439 0.0288 4 1.930 7 0.6363 0.3636 -0.5118 0.3208 0.0428 5 1.987 6 0.5454 0.4545 -0.2054 0.3981 0.0564 6 2.000 5 0.4545 0.5454 -0.1355 0.6028 0.0574 7 2.050 4 0.3636 0.6363 0.1333 0.6965 0.0602 8 2.072 3 0.2727 0.7272 0.2516 0.8057 0.0785 9 2.279 2 0.1818 0.8181 1.3645 0.9089 0.0908 10 2.373 1 0.0909 0.9090 1.8699 0.9568 0.0478 ∆maks 0.0908 ∆kritis 0.41 Sumber: Hasil Perhitungan

Untuk �= 62 ��

�(�) = �

�+ 1

= 10

10 + 1 = 0.9090

� =���� − �����

�����

=1.7920−2.0252

0.1860

=−1.2540

∆ = |�′(�< � − �(�<)|

= 0.0076

Berdasarkan hasil perhitungan Tabel 4.14, ∆maks < ∆kritis (0.0908< 0.41), maka distribusi Log Normal dapat diterima untuk menganalisis frekuensi curah hujan.

4.4.2.2.3 Uji Smirnov-Kolmogorov Terhadap Metode Distribusi E.J. Gumbel

Tabel 4.15 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Metode Distribusi E.J. Gumbel

No. Log Xi M P(x) P(x<) K Y Z P’(x<) D

1 1.792 10 0.9090 0.0909 -1.2540 -0.6491 1,9139 0.1475 0,7615 2 1.839 9 0.8181 0.1818 -1.0011 -0.4881 1,6293 0.1961 _0,6220 3 1.930 8 0.7272 0.2727 -0.5118 -0.1201 1,1276 0.3238 0,4034 4 1.930 7 0.6363 0.3636 -0.5118 -0.1201 1,1276 0.3238 _0,3125 5 1.987 6 0.5454 0.4545 -0.2054 0.1558 0,8557 0.4250 _0,1204 6 2.000 5 0.4545 0.5454 -0.1355 0.2248 0,7986 0.4500 _0,0045 7 2.050 4 0.3636 0.6363 0.1333 0.5008 0,6060 0.5455 _0,1819 8 2.072 3 0.2727 0.7272 0.2516 0.6388 0,527 0.5898 _0,3171 9 2.279 2 0.1818 0.8181 1.3645 2.2948 0,1007 0.9041 _0,7223 10 2.373 1 0.0909 0.9090 1.8699 3.3528 0,0349 0.9656 _0,8747 ∆maks 0.8747 ∆kritis 0.41 Sumber: Hasil Perhitungan

Untuk �= 62 ��

�(�) = �

�+ 1

= 10

10 + 1 = 0.9090

� =���� − �����

�����

=1.7920−2.0252

0.1860

=−1.2540

�(�<) = 1− �(�) = 1−0.9090

� =1.2825

��

= 1.2825

55.33 = 0.023

= 115.40−(0.455 × 55.33) = 90.225

� = �× (� − ��)

= 0.023 × (62−90.225)

= −0.649

� =�−�

= 2.71830.649

= 1.9139

�′_{(�<) = �}−�

= 2.7183−2.004

= 0.1475

Berdasarkan hasil perhitungan Tabel 4.15, ∆maks > ∆kritis (0.8747> 0.41), maka distribusiE.J. Gumbel tidak dapat diterima untuk menganalisis frekuensi curah hujan.

4.4.2.2.4 Uji Smirnov-Kolmogorov Terhadap Metode Distribusi Log Person Type III

Tabel 4.16 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Metode Distribusi Log Normal

No. Log Xi m P(x) P(x<) K P’(x<) D

1 1.792 10 0.9090 0.0909 -1.2540 0.1137 0.0227 2 1.839 9 0.8181 0.1818 -1.0011 0.2398 0.0579 3 1.930 8 0.7272 0.2727 -0.5118 0.3625 0.0897 4 1.930 7 0.6363 0.3636 -0.5118 0.3625 0.0012 5 1.987 6 0.5454 0.4545 -0.2054 0.4061 0.0485 6 2.000 5 0.4545 0.5454 -0.1355 0.4314 0.1141 7 2.050 4 0.3636 0.6363 0.1333 0.5437 0.0927 8 2.072 3 0.2727 0.7272 0.2516 0.6755 0.0518 9 2.279 2 0.1818 0.8181 1.3645 0.9411 0.1229 10 2.373 1 0.0909 0.9090 1.8699 0.9862 0.0771 ∆maks 0.1229 ∆kritis 0.41 Sumber: Hasil Perhitungan

Untuk �= 62 ��

�(�) = �

�+ 1

= 10

10 + 1 = 0.9090

� =���� − �����

�����

=1.7920−2.0252

0.1860

=−1.2540

�� = � ∑(����� − ������������)

3

(� −1)(� −2)�_����3

= 10(−0.01825)

9 × 8 × 018603

=−01825

0.4633

=−0.3939

∆ = |�′(�< � − �(�<)|

= 0.0227

Berdasarkan hasil perhitungan Tabel 4.14, ∆maks < ∆kritis (0.1229< 0.41), maka distribusi Log Normal dapat diterima untuk menganalisis frekuensi curah hujan.

Tabel 4.17 Tabel Pengujian Curah Hujan Maksimum

Metode Uji Chi Kuadrat Uji Smirnov-Kolmogorov

Distribusi Normal Tidak Diterima Tidak Diterima

Distribusi Log Normal Diterima Diterima

Distribusi E.J. Gumbel I Tidak Diterima Tidak Diterima

Distribusi Log Person III Diterima Diterima

Berdasarkan Tabel 4.17 dapat disimpulkan metode distribusi Log Normal dan Log Person III dapat diterima untuk menganalisis frekuensi curah hujan maksimum, sementara metode distribusi Normal dan E.J. Gumbel I tidak dapat diterima.

4.4.3 Intensitas Hujan Jam-Jaman

Berdasarkan perhitungan Tabel 4.8 besar hujan rancangan untuk kala ulang 5 tahun: �5 ��ℎ�� = 147.37 ��

Untuk perhitungan Tc (waktu Konsentrasi) :

�� =����������+������������

Dimana : Tc = Waktu Konsentrasi (jam)

waktu inlet = 5 menit (untuk daerah permukaan diperkeras) = 0,083 jam waktu saluran = Dihitung menggunakan persamaan Kraven

�������� =_��

Dimana: W untuk saluran cabang = ambil 0.9 m/detik W untuk saluran utama = ambil 1 m/detik

�������� ������ = 1400

0.9 = 30 �����= 0.4321 ���

�������� ����� = 1000

1 = 1000 �����= 0.277 ���

������ =�������� ������ +�������� ����� = 0.4321 + 0.277

= 0.7091 ���

��= 0.083 + 0.7091 = 0.7921

Degan menggunakan Rumus Mononobe dapat dicari intensitas hujan jam-jaman sebagai berikut:

�� =��₂₄24�× [ 24 � ] 2 3 �

Dimana : It = Intensitas hujan jam-jaman (mm/jam)

I24 = Hujan harian rencana (mm)

t = Lama hujan (jam) �0.7921 =�

147.37

24 ��

24

0.7921�

2 3

�

= 59.6784 ��/���

Perhitungan intensitas hujan jam-jaman disajikan pada Tabel 4.18 berikut: Tabel 4.18 Hasil Perhitungan Intensitas Hujan Jam-Jaman

T (jam)

It (mm/jam)

1 51.0903

2 32.1849

3 24.5617

4 20.2752

5 17.4726

6 15.4729

7 13.9618

8 12.7726

9 11.8080

10 11.0071

11 10.3294

12 9.7473

13 9.2408

14 8.7954

15 8.3999

16 8.0462

17 7.7275

18 7.4386

19 7.1752

20 6.9340

21 6.7121

22 6.5071

23 6.3171

24 6.1404

Hasil perhitungan kemudian dinyatakan dalam grafik seperti pada Gambar 4.6 berikut

Gambar 4.6Hubungan Intensitas Hujan Untuk Lama Hujan (It) Dengan Waktu (t)

4.4.4 Koefisien Pengaliran

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

• Kondisi hujan

• Luas dan bentuk daerah pengaliran

• Kemiringan daerah aliran dan kemiringan dasar sungai • Daya infiltrasi dan perkolasi tanah

• Kebasahan tanah

• Suhu udara dan angin serta evaporasi • Tata guna lahan

0 10 20 30 40 50 60

0 4 8 12 16 20 24

In te n si ta s H u ja n ( m m /j a m ) Waktu (jam)

Berdasarkan keadaan di atas maka besarnya angka koefisien pengaliran pada suatu daerah adalah sebagai berikut:

Tabel 4.19 Koefisien Pengaliran (C) Keadaan Daerah Pengaliran Koefisien Tidak begitu rapat (20 rumah/ha) 0.250 – 0.400 Kerapatan sedang (20-60 rumah/ha) 0.400 – 0.700 Sangant rapat (60-160 rumah/ha) 0.700 – 0.800 Taman dan daerah rekreasi 0.201 – 0.300 Daerah industry 0.801 – 0.900 Daerah perniagaan 0.901 – 0.950 Sumber: Soewarno, 1991

Berdasarkan Tabel 4.19 di atas maka daerah Lingkungan III Pasar III memiliki koefisien pengaliran sebesar 0.750 untuk daerah sangat rapat. Namun dalam penerapannya, penentuan nilai koefisien pengaliran memiliki beberapa kriteria. Berikut penentuan koefisien pengaliran yang digunakan pada daerah studi.

1. Koefisie pengaliran Total

Luas total area pemukiman 5.260 Ha

Luas total area permukiman: 5.260 Ha = 52,600 m2 Luas atap: 2.457 Ha = 24,570 m2 Ca=0.95

Luas halaman: 1.053 Ha = 10,530 m2 Ch=0.17

Luas jalan: 1.2 Ha = 12,000 m2 Cj=0.95

Luas tanah kosong: 0.55 Ha = 5,500 m2 Ct=0.20

�̅ =∑ ��

∑ �

= (24750 × 0.95) + (10530 × 0.17) + (12000 × 0.95) + (5500 × 0.20)

52600 = 0.720

2. Koefisien pengaliran halaman terbuka Luas halaman terbuka: 1.75 Ha = 17,500 m2

Luas tanah kosong: 0.55 Ha = 5,500 m2 Ct=0.20

�̅ =∑ ��

∑ �

= (12000 × 0.95) + (5500 × 0.20)

17500 = 0.715

3. Koefisien pengaliran rumah

Luas rata-rata rumah :100 m2

Luas rata-rata atap : 60 m2 Ca= 0.95

Luas rata-rata halaman : 40 m2Ch=0.17

�̅ =∑ ��

∑ �

=(60 × 0.95) + (40 × 0.17)

100

= 0.638

4.4.5 Analisis Debit Banjir Rencana

Perhitungan debit banjir menggunakan rumus:

�� = 0.00278 ���

Dimana : Qr = Debit rencana (mm3/detik) C = Koefisien aliran limpasan (0.720)

I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (59.6784 mm/jam) A = Luas total area (5.260 Ha)

Debit banjir total

= 0.6283 �3�_{�����}

Debit banjir halaman terbuka:

� = 0.00278 × 0.715 × 59.6784 × 1.75

= 0.2076 �3�_{�����}

Debit banjir per rumah:

� = 0.00278 × 0.638 × 59.6784 × 0.01

= 0.00102 �3�_{�����}

Dari hasil analisis hidrologi pada kawasan banjir diketahui debit puncak sebesar 0.6283 m3/detik.

4.5 Analisis Hidraulika

4.5.1 Saluran Drainase Eksisting

Analisis hidraulika dimaksudkan untuk mengetahui kapasitas drainase (Gambar 4.7) terhadap debit aliran yang masuk dengan suatu kala ulang tertentu.

Gambar 4.7 Penampang Saluran Drainase Dimana : B = 0.5 m

α = 71.57o m = 1/3

y = 0.6 m � =1

2× (�+�) ×�

=1

2× (0.5 + 0.9) × 0.6

= 0.42 �2

� = ��

= 0.42 × 1000

= 420 �3

� =�+ (2 ��1 +�2

= 0.5 + (2 × 0.6 × 1.0541)

= 1.765 cm

� = �

�

=0.420

1.765 = 0.238

� =1

��

2 3

� _�1 2

�

= 1

0.013× 0.238

2 3

� _{× 0.002}1

2

�

= 1.321 �2�_{�����}

�� =��

= 0.420 × 1.321

= 0.555 �3�_{�����}

�� =_�� �

= 420 0.555

= 756.77 �����= 0.21 ���

Kehilangan air di saluran akibat penerapan drainase resapan dapat dihitung dengan persamaan Sunjoto untuk saluran tanpa linning samping sebagai berikut:

�= 4 ×�×�× {�+√�×�× ln 2}

ln[2{�+2√�×�}

6√�×� +�{( 2�

6√�×�) × 2 + 1}]

Dimana : Q = Kehilangan air di dalam saluran (m3/detik)

K = Koefisien Permeabilitas tanah (8.97 × 10-6m/detik)

H = tinggi muka air dapat diketahui dengan pengamatan sumur air bersih penduduk setempat (2.00 m)

b = lebar tengah saluran adalah rerata lebar dasar saluran dan lebar permukaan (0.75 m)

l = panjang saluran (1000 m)

� =4 × 8.97 × 10

−6_{× 2.00 ×�2.00 +√0.75 × 1000 × ln 2�}

ln[2�2.00+2√0.75×1000�

6_√0.75×1000 +�{(

2×2.00

6_√0.75×1000) × 2 + 1}]

=0.0277

0.6548

= 0.0468 �3�_{�����}

4.5.2 Sumur Resapan

Sumur resapan yang akan direncanakan harus sesuai dengan persyaratan teknis umum maupun khusus berdasarkan SNI No.3-2459-2002. Dalam perencanaan dimensi sumur resapan data yang diperoleh adalah sebagai berikut:

1. Kedalaman muka air tanah pada daerah penelitian dalam kondisi hujan dapat dilihat dari sumur penduduk setempat. Sebesar 2.00 meter, memenuhi persyaratan > 1.5 meter.

2. Struktur tanah pada lokasi penelitian mempunyai nilai koefisien yang memenuhi persyaratan sebesar 8.97 cm/jam ≥ 2.0 cm/jam.

3. Jarak penempatan sumur dapat ditentukan berdasarkan Tabel 4.20 berikut: Tabel 4.20 Jarak Minimum Sumur Resapan Dari Bangunan Lain

No. Jenis Bangunan Jarak Minimal dari Sumur Resapan (m)

1 Sumur Air Bersih 3

2 Pondasi 1

3 Septiktank 5

Sumber: SNI:03-2453-2002

Data-data perhitungan debit banjir juga diketahui sebagai berikut: 4. Koefisien total area = 0.720

5. Koefisien halaman terbuka = 0.715

6. Koefisien rumah = 0.716

7. Intensitas curah hujan konsentrasi : 59.6784 mm/jam Waktu dominan hujan : 1.5 jam

Koefisien permeabilitas : 8.97 × 10-4 cm/jam Laju infiltrasi : 15 cm/jam

8. Debit banjir total area:

� = 0.6283 �3�_{�����}

Debit banjir halaman terbuka:

� = 0.2076 �3�_{�����}

� = 0.00102 �3�_{�����}

Dalam analisis perencanaan sumur resapan, air hujan yang mengalir ke dalam sumur resapan hanya air hujan yang jatuh melalui atap bangunan saja. Sedangkan air yang jatuh di areal lain tidak diperhitungkan. Karena jika air yang jatuh di areal lain dialirkan ke dalam sumur resapan, maka partikel tanah yang terbawa oleh air akan mengganggu kinerja sumur resapan tersebut.

Dengan persamaan Sunjoto untuk dimensi sumur resapan, dapat dilakukan analisis teoritis sebagai berikut:

• Debit air masuk dari atap

����� = 0.00278 × 0.95 × 59.6784 × 0.006

= 0.000945 �3�_{�����}

• Dimensi sumur resapan tampang lingkaran � =������

�� × (1− �

−��� ��2 ₎ • Diameter sumur rencara = 1.5 m

��������������= 5.5 ×� = 5.5 × 0.75 = 4.125

� = 0.000945

4.125 × 0.000897×�1−2.718

−4.125×0.000897 ×5400

3.14×0.752

� _{�= 2.275 � ≈2.5 �}

• Debit resapan air hujan yang masuk ke sumur resapan

��������� = �×�×� = 4.125 × 0.00000897 × 2.5 = 0.0001 �

3

����� �

�������� = ������ − ��������� = 0.000945−0.0001 = 0.000845 �

3

����� �

• Kapasitas sumur respan

������ = 3.14 × 0.752× 2.5 = 4.420 �3

• Waktu yang diperlukan untuk pengisian sumur ������ =_�������

������� =

4.420

0.000845= 5230.77 ����� = 1.45 ���

Dengan analisa di atas waktu yang diperlukan untuk mengisi penuh sumur resapan dengan kedalaman 2.5 meter adalah 1.45 jam, dengan muka air tanah > kedalaman sumur resapan. Dengan mengambil asumsi 70% rumah akan menerapkan sistem sumur resapan maka daya tamping sumur resapan keseluruhan adalah:

������ ����� = (70% × 351) × 4.420 = 1028.90 �3

Maka dalam waktu 1.45 jam sumur resapan dapat menampung air sebanyak 1028.90 m3. Sumur resapan dalam perencanaan ini adalah sumur resapan dangkal dengan penampang lingkaran berdiameter 1.5 meter dengan kedalaman 2.5 meter. Dengan asumsi 70% rumah penduduk di kawasan Lingkungan III Pasar III P.Bulan akan memiliki sebuah sumur resapan. Berikut spesifikasi sumur resapan dalam perencanaan ini:

1. Penutup sumur

Pada bagian atas sumur, digunakan penutup beton bertulang dengan ketebalan 10 cm dan bagian atas akan ditutup dengan tanah setebal 15 cm.

2. Dinding sumur

Untuk konstruksi dinding sumur direncanakan dengan susunan batu kali ataupun batu bata yang diberi rongga agar air dapat lebih cepat meresap kebagian sisi sumur.

Bagian dalam sumur akan diisi dengan batu pecah dengan diameter ±10 cm, pecahan batu merah dengan diameter ±5 cm, serta ijuk dan arang yang disusun berongga dan berfungsi sebagai penahan dinding sumur agar tidak tergerus dan juga sebagai penyaring air sebelum meresap ke dalam tanah. Seperti pada Gambar 4.11 yang merupakan contoh pelaksanaan pengerjaan sumur resapan di salah satu rumah pada daerah studi:

Gambar 4.11 Pembuatan Contoh Sumur Resapan (a) Perletakan Batu Kerikil Dalam Pembuatan Contoh Sumur Resapan, (b) Perletakan Batu Merah Dalam Perencanaan Contoh Sumur Resapan, (c) Perletakan Arang Dalam Perencanaan Contoh Sumur

Resapan, (d) Perletakan Ijuk Dalam Perencanaan Contoh Sumur Resapan 4. Saluran air hujan

Saluran air inlet dan outlet pada konstruksi sumur resapan menggunakan pipa PVC dengan diameter 100 mm.

Gambar4.12 Skema Rancangan Sumur Resapan

4.6 Efisiensi Penerapan Drainase Resapan

Setelah dilakukan analisis teoritis di atas, maka dapat diketahui:

• Debit banjir total: 0.6283 m3/detik

• Debit banjir rumah: 0.00102 m3/detik

• Debit banjir halaman terbuka: 0.2076 m3/detik

• Debit resapan drainase: 0.0468 m3/detik

• Debit resapan sumur: 0.000845 m3/detik

1. Efisiensi sumur resapan + drainase resapan terhadap debit banjir total (Gambar 4.8) ��������� =(����������������������+��������������������)

���������������� × 100

=((0.000845 × 245) + 0.0468)

Gambar 4.8 Grafik Efisiensi Sistem Drainase Resapan Terhadap Debit Banjir Total 2. Efisiensi sumur resapan terhadap debit banjir rumah (Gambar 4.9)

��������� =�����������������

���������������ℎ × 100 =

0.000845

0.00102 × 100 = 82.8%

Gambar 4.9 Grafik Efisiensi Sumur Resapan Terhadap Debit Banjir Rumah 3. Efisiensi drainase resapan terhadap debit banjir halaman terbuka (Gambar 4.10)

��������� = ��������������������

�����������ℎ�������������× 100 =

0.0468

0.2076× 100 = 22.54%

Reduksi Drainase Resapan

40% Limpasan Ke

Drainase 60%

Reduksi Sumur Resapan

83% Limpasan Ke

Drainase 17%

Gambar 4.10 Grafik Efisiensi Drainase Resapan Terhadap Debit Banjir Halaman Terbuka Pada Gambar 4.4, 4.5, dan 4.6 dapat dilihat dengan jelas bahwa sistem Drainase Resapan berdampak positif dalam penanggulangan banjir yang semakin merugikan dewasa ini. Sistem Drainase Resapan dapat mereduksi sekitar 40% debit banjir total yang terjadi. Ini menunjukan bahwa Drainase Resapan berpengaruh secara signifikan terhadap banjir yang terjadi dewasa ini. Tabel 4.21 berikut akan menunjukan perubahan yang diberikan sistem drainase resapan terhadap kawasan banjir di Lingkungan III Pasar III Padang Bulan.

Tabel 4.21 Perbandingan Debit Banjir Dalam Penggunaan Sistem Drainase Resapan Sebelum Penerapan

Drainase Resapan (m3/detik)

Debit Tereduksi (m3/detik)

Sesudah Penerapan Drainase Resapan

(m3/detik)

Debit banjir Total 0.6283 0.2538 0.3745

Debit Banjir

Halaman Terbuka 0.2076 0.0468 0.1068

Debit Banjir Rumah 0.00102 0.000845 0.000175

Sumber: Hasil Perhitungan

Reduksi Drainase Resapan

23%

Limpasan Ke Drainase

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan sebelumnya maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Hasil percobaan di lapangan menunjukkan bahwa laju infiltrasi yang diukur dengan menggunakan Single Ring Infiltrometer adalah sebesar 15 cm/jam.

2. Nilai koefisien permeabilitas tanah yang dilakukan dengan percobaan Falling Head Permeability di Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil USU pada kedalama 1.5 m adalah sebesar 8.97×10-4 cm/detik.

3. Intensitas hujan terkonsentrasi pada lokasi studi setelah dilakukan analisis adalah 59.6784 mm/jam

4. Total reduksi debit banjir yang dihasilkan oleh drainase resapan sesuai dengan analisis teoritis adalah sebesar 0.0468 m3/detik

5. Setiap sumur resapan yang direncanakan pada tiap rumah mampu mereduksi debit banjir sebanyak 0.000845 m3/detik. Dengan asumsi 70% rumah di kawasan studi menggunakan sumur resapan maka total reduksi yang terjadi adalah 0.2538 m3/detik.

6. Dengan daya tamping sumur resapan yang bervolume 4.420 m3, maka terjadi tundaan limpasan selama 1.45 jam sebelum air melimpas ke drainase.

7. Debit banjir rencana sebelum adanya sistem drainase resapan sebesar 0.6283 m3/detik tereduksi secara cukup signifikan dengan adanya penerapan sistem drainase yang direncanakan di daerah studi sebanyak 83%.

1. Untuk penelitian selanjutnya, sebaiknya digunakan metode-metode yang berbeda ataupun metode baru serta lokasi studi yang berbeda pula. Agar dapat dijadikan bahan perbandingan dan menghasilkan analisis yang lebih baik lagi.

2. Dengan menganalisa penerapan sistem drainase yang dilakukan, sudah selayaknya diterapkan sitem drainase resapan di daerah-daerah rawan banjir, seperti pada daerah studi ini.

3. Perlunya kesadaran pemerintah dan masyarak dalam melestarikan lingkungan agar bencana banjir dapat dicegah sedini mungkin dengan solusi-solusi dan terobosan baru demi kemaslahatan dan kesejahteraan rakyat.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Drainase

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).

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 goronggorong, 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 naturaldrainage/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)

Terbentuk melalui proses alamiah yang terbentuk sejak 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 fungsinya, saluran drainase dapat dibedakan menjadi:

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

b. Multi purpose, yaitu saluran yang berfungsi mengalirkan beberapa jenis air buangan, baik secara tercampur maupun secara bergantian.

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 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 (ground water protection area), seperti tertera pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Riverside Polder, Kolam Konservasi, dan Drainase Resapan

• Metode kolam konversi

Metode kolam konservasi dilakukan dengan membuat kolam-kolam air, baik di perkotaan, permukiman, pertanian, atau perkebunan.Kolam konservasi ini dibuat untuk menampung air hujan terlebih dahulu, diresapkan dan sisanya dapat dialirkan ke sungai secara perlahan-lahan.

Kolam konservasi dapat dibuat dengan memanfaatkan daerah-daerah dengan topografi rendah, daerah-daerah bekas galian pasir atau galian material lainnya, atau secara ekstra dibuat

dengan menggali suatu areal atau bagian tertentu.Di samping itu, kolam konservasi dapat dikembangkan menjadi bak-bak permanen air hujan, khususnya di daerah-daerah dengan intensitas hujan yang rendah.

• Metode riverside polder

Metode riverside polder adalah metode menahan aliran air dengan mengelola/menahan air kelebihan (hujan) di sepanjang bantaran sungai.Pembuatan polder pinggir sungai ini dilakukan dengan memperlebar bantaran sungai di berbagai tempat secara selektif di sepanjang sungai.

Lokasi polder perlu dicari, sejauh mungkin polder yang dikembangkan mendekati kondisi alamiah, dalam arti bukan polder dengan pintu-pintu hidraulik teknis dan tanggul-tanggul lingkar hidraulis yang mahal. Pada saat muka air naik (banjir), sebagian air akan mengalir ke polder dan akan keluar jika banjir reda, sehingga banjir di bagian hilir dapat dikurangi dan konservasi air terjaga.

Upaya ini bertujuan menahan air untuk konservasi sungai musim kemarau dan menghindari banjir serta meningkatkan daya dukung ekologi wilayah keairan.Demikian juga dapat meningkatkan pasokan air sungai musim kemarau untuk mendukung transportasi sungai atau pertanian.

• Metode sumur resapan

Metode sumur resapan seperti pada Gambar 2.2 merupakan metode praktis dengan cara membuat sumur-sumur untuk mengalirkan air hujan yang jatuh pada atap perumahan atau kawasan tertentu (Dr Sunjoto, UGM). Sumur resapan ini juga dapat dikembangkan pada areal olahraga dan wisata.

Konstruksi dan kedalaman sumur resapan disesuaikan dengan kondisi lapisan tanah setempat.Perlu dicatat bahwa sumur resapan ini hanya dikhususkan untuk air hujan, sehingga

masyarakat harus mendapatkan pemahaman mendetail untuk tidak memasukkan air limbah rumah tangganya ke sumur resapan tersebut.

Gambar 2.2 Sumur Resapan

• Metode areal perlindungan air tanah

Metode areal perlindungan air tanah dilakukan dengan cara menetapkan kawasan lindung untuk air tanah, di kawasan tersebut tidak boleh dibangun bangunan apa pun. Areal tersebut dikhususkan untuk meresapkan air hujan ke dalam tanah. Di berbagai kawasan perlu segera mungkin dicari tempat-tempat yang cocok secara geologi dan ekologi sebagai areal untuk recharge dan perlindungan air tanah sekaligus sebagai bagian penting dari komponen drainase kawasan.

Konsep drainase ramah lingkungan atau eko-drainase ini perlu mendapat perhatian yang serius dari pemerintah. Kesalahan pemahaman masyarakat, dinas terkait, dan perguruan tinggi tentang filosofi konsep drainase, yaitu membuang air secepat-cepatnya ke sungai, perlu segera direvisi dan diluruskan secara serius.

Perlu pembenahan dan revisi bangunan drainase permukiman, tempat olahraga dan rekreasi, pertanian dan perkebunan dengan konsep drainase ramah lingkungan.Tampaknya perlu studi khusus untuk menemukan kembali konsep drainase ramah lingkungan (Maryono, 2003).

2.1.2 Sistem Drainase Wilayah

Sistem drainase di wilayah Lingkungan III Pasar III P.Bulan merupakan drainase di kawasan permukiman. Drainase Permukiman merupakan sarana atau prasarana di permukiman untuk mengalirkan air hujan, dari suatu tempat ke tempat lain. Permasalahan yang timbul berkaitan dengan Drainase Permukiman, diantaranya:

a. Berkurangnya atau tidak mampunyai saluran drainase yang mengalirkan limpasan aliran permukaan, karena berubahnya fungsi lahan/tataguna lahan atau pesatnya pertumbuhan daerah permukiman.

b. Saluran drainase yang ada tidak berfungsi sebagaimana mestinya, karena ada bagian saluran yang tertutup sampah atau ada bagian saluran yang menyempit.

c. Timbulnya genangan air di daerah permukiman.

d. Berkurang kuantitas air sumur yang bersumber dari air tanah dangkal.

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 Analisis Curah Hujan Maksimum

Analisis frekuensi curah hujan maksimum dimaksudkan untuk memprediksikan besaran curah hujan maksimum dengan periode ulang tertentu, yang nantinya akan dipergunakan untuk perhitungan debit banjir rencana dengan metode empiris. Metode analisis frekuensi yang digunakan adalah:

2.2.1.1 Distribusi Normal

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

��= ��+�.�� ... (2.1) Dimana: �� = Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah hujan rencana

untuk periode ulang T tahun.

�� = Harga rata – rata dari data = ∑ ��� �

� ... (2.2) Sx = Standard Deviasi

= �∑(��−�)2

�−1 ... (2.3) k = Variabel reduksi Gauss (Tabel 2.1)

Tabel 2.1 Nilai Variabel Reduksi Gauss Periode

Ulang (Tahun)

Peluang K Periode Ulang

(Tahun) Peluang K

1.001 0.999 -3.05 3.3 0.300 0.52

1.005 0.995 -2.58 4 0.250 0.67

1.010 0.990 -2.33 5 0.200 0.84

1.050 0.950 -1.64 10 0.100 1.28

1.110 0.900 -1.28 20 0.050 1.64

1.250 0.800 -0.84 50 0.020 2.05

1.330 0.750 -0.67 100 0.010 2.33

1.430 0.700 -0.52 200 0.005 2.58

1.670 0.600 -0.25 500 0.002 2.88

2 0.500 0 1000 0.001 3.09

2.5 0.400 0.25

Sumber: Harto, 1981

2.2.1.2 Distribusi Log Normal

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

log�= log��������+�.�log� ... (2.4) Dimana: log� = Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah hujan rancangan

untuk periode ulang T tahun.

log�

������� = Harga rata – rata dari data = ∑log�

� ... (2.5)

�log� = Standard Deviasi

= �∑(log�+log������������)2

�−1 ... (2.6) k = Nilai variabel (Tabel 2.2)

Tabel 2.2 Faktor Frekuensi K Distribusi Log Normal

Cv Priode Ulang T Tahun

2 5 10 20 50 100

0.0500 -0.2500 0.8334 1.2965 1.6863 2.1341 2.4370 0.1000 -0.0496 0.8222 1.3078 1.7247 2.2130 2.5489 0.1500 -0.0738 0.8085 1.3156 1.7598 2.2899 2.6607

0.2000 -0.0971 0.7926 1.3200 1.7911 2.3640 2.7716 0.2500 -0.1191 0.7748 1.3209 1.8183 2.4318 2.8805 0.3000 -0.1406 0.7547 1.3183 1.8414 2.5316 2.9866 0.3500 -0.1604 0.7333 1.3126 1.8602 2.5638 3.0809 0.4000 -0.1788 0.7100 1.3037 1.8746 2.6212 3.1870 0.4500 -0.1957 0.6870 1.2920 1.8848 2.6734 3.2109 0.5000 -0.2111 0.6626 1.2778 1.8909 2.7202 3.3673 0.5500 -0.2251 0.6129 1.2513 1.8931 2.7615 3.4488 0.6000 -0.2375 0.5879 1.2428 1.8916 2.7974 3.5241 0.6500 -0.2485 0.5879 1.2226 1.8866 2.8279 3.5930 0.7000 -0.2582 0.5631 1.2011 1.8786 2.8532 3.6568 0.7500 -0.2667 0.5387 1.1781 1.8577 2.8735 3.7118 0.8000 -0.2739 0.5148 1.1548 1.8543 2.8891 3.7617 0.8500 -0.2801 0.4914 1.1306 1.8388 2.9002 3.8056 0.9000 -0.2852 0.4886 1.1060 1.8212 2.9071 3.8437 0.9500 -0.2895 0.4466 1.0810 1.8021 2.9102 3.8762

Sumber: Soewarno, 1995

2.2.1.3 Distribusi E. J Gumbel Type I

Untuk analisis frekuensi curah hujan menggunakan metode E.J. Gumbel, dengan persamaan sebagai berikut :

�� =��+�.�� ... (2.7) Dimana: �_� = Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah hujan rencana untuk

periode ulang T tahun.

�� = Harga rata – rata dari data = ∑ ��

� ... (2.8) Sx = Standard Deviasi

= �∑(��−�����)2

�−1 ... (2.9)

�= �� − ��

��

Faktor frekuensi yang merupakan fungsi dari periode ulang (return period) dan tipe frekuensi.

Sn = Standard deviasi dari reduksi variasi (Tabel 2.4) Yn = Reduksi variasi (Tabel 2.5)

Tabel 2.3 Nilai Reduksi (Yn)

N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0.4952 0.4996 0.5035 0.5070 0.5100 0.5157 0.5128 0.5180 0.5202 0.5220 20 0.5236 0.5252 0.5268 0.5283 0.5296 0.5300 0.5320 0.5332 0.5343 0.5353 30 0.5363 0.5371 0.5380 0.5388 0.5396 0.5400 0.5410 0.5418 0.5424 0.5430 40 0.5463 0.5442 0.5448 0.5453 0.5458 0.5468 0.5468 0.5473 0.5477 0.5481 50 0.5485 0.5489 0.5493 0.5497 0.5501 0.5504 0.5508 0.5511 0.5515 0.5518 60 0.5521 0.5524 0.5527 0.5530 0.5533 0.5535 0.5538 0.5540 0.5543 0.5545 70 0.5548 0.5550 0.5552 0.5555 0.5557 0.5559 0.5561 0.5563 0.5565 0.5567 80 0.5560 0.5570 0.5572 0.5574 0.5576 0.5578 0.5580 0.5581 0.5583 0.5585 90 0.5589 0.5587 0.5589 0.5591 0.5592 0.5593 0.5595 0.5596 0.5598 0.5599 100 0.5600

Sumber: Soemarto, 1999

Tabel 2.4 Nilai Standard Deviasi dari Reduksi Variasi (Sn)

N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0.9496 0.9626 0.9633 0.9971 1.0095 1.0206 1.0316 1.0411 1.0493 1.0565 20 1.0626 1.0696 1.0754 1.0811 1.0864 1.0915 1.0961 1.1004 1.1047 1.1080 30 1.1124 1.1159 1.1163 1.1226 1.1255 1.1285 1.1313 1.1339 1.1363 1.1388 40 1.1413 1.1436 1.1458 1.1480 1.1499 1.1519 1.1538 1.1557 1.1574 1.1590 50 1.1607 1.1623 1.1638 1.1658 1.1667 1.1681 1.1696 1.1708 1.1721 1.1734 Sumber: Soemarto, 1999

Tabel 2.5 Nilai Reduksi Variasi (Yt) Periode Ulang

(Tahun) Variabel

2 0.3665

5 1.4999

10 2.2502

20 2.9606

25 3.1985

50 3.9019

100 4.6001

200 5.2960

500 6.2140

1000 6.9190

5000 8.5390

10000 9.9210

Sumber: Soemarto, 1999 2.2.2 Uji Kesesuaian Pemilihan Distribusi

Uji kesesuaian ini dimaksudkan untuk mengetahui kebenaran suatu hipotesa distribusi frekuensi. Dengan pemeriksaan ini akan diperoleh:

1. Kebenaran antara hasil pengamatan dengan model distribusi yang diharapkan atau yang diperoleh secara teoritis.

2. Kebenaran hipotesa diterima atau ditolak untuk digunakan pada perhitungan selanjutnya.

2.2.2.1 Uji Chi – Kuadrat

Uji Chi – Kuadrat (uji data vertikal) adalah ukuran perbedaan yang didapat antara frekuensi yang diamati dengan yang diharapkan. Uji ini digunakan untuk menguji simpangan tegak lurus yang ditentukan dengan rumus Shahin.

(�)2

ℎ�� =∑

(��−��)2 �� �

�=1 ... (2.10) Dimana: x2hit = Uji Statistik

Oi = Nilai yang diamati (Observed frequency) Ei = Nilai yang diharapkan (Expected frequency) Untun mengetahui nilai chi kritis dapat dilihat pada Tabel 2.7 berikut:

Sumber: Soewarno, 1995

2.2.2.2 Uji Smirnov – Kolgomorov

Uji kecocokan Smirnov–Kolmogorov, sering juga disebut uji kecocokan nonparametrik (non parametric test), karena pengujiannya tidak menggunakan fungsidistribusi tertentu (Soewarno, 1991). Uji ini menggunakan rumus:

∆����= |��(�)− ��(�)|

Dimana: ∆maks = Selisih data probabilitas teoritis dan emipiris Pt(x) = Posisi data x menurut sebaran empiris Nilai ∆ kritis dapat dilihat melalui Tabel 2.8 berikut

Tabel 2.8 Nilai ∆ Krisis Uji Smirrnov-Kolgomorov Jumlah Data

(n)

Derajat Kepercayaan (α)

0.20 0.10 0.05 0.01

5 0.45 0.51 0.56 0.67

10 0.32 0.37 0.41 0.49

15 0.27 0.30 0.34 0.40

20 0.23 0.26 0.29 0.34

25 0.21 0.24 0.27 0.32

30 0.19 0.22 0.24 0.29

35 0.18 0.20 0.23 0.27

40 0.17 0.19 0.21 0.25

45 0.16 0.18 0.20 0.24

50 0.15 0.17 0.19 0.23

n > 50 1.07/n 1.22/n 1.36/n 1.63/n Sumber: Soewarno, 1995

2.2.3 Distribusi Hujan Jam-jaman

Dalam studi ini, tidak tersedia data hujan jam-jaman (hanya tersedia data hujan harian). Untuk mengubah intensitas hujan harian ke intensitas hujan dengan lama waktu yang lebih pendek, maka digunakan rumus Mononobe:

�� = �₂₄24.�24_��

2 3

... (2.11) Dimana: It = Intensitas hujan untuklama hujan jam (mm/jam)

R24 = I24 = Curah hujan efektif dalam 1 hari (mm)

t = Lama hujan (jam)

Lama hujan (time of concentrartion) tc di sini dianggap lamanya hujan yang akan

menyebabkan debit banjir dan t dihitung dengan rumus Kirpich:

��= 3,97.�0,77.�−0,385 ... (2.12) Dimana: tc = Waktu Konsentrasi (jam)

L = Panjang Saluran (Km) S = Kemiringan Sungai (m/m)

2.2.4 Koefisien Pengaliran

Koefisien pengaliran adalah suatu variabel yang didasarkan pada kondisi daerah pengaliran dan karakteristik hujan yang jatuh di daerah tersebut.Adapun kondisi dan karakteristik yang dimaksud adalah kondisi hujan, luas dan bentuk daerah pengaliran, kemiringan daerah aliran dan kemiringan dasar sungai, daya infiltrasi dan perkolasi tanah, kebasahan tanah, suhu udara dan angin serta evaporasi, dan tata guna lahan.

Angka koefisien pengaliran pada suatu daerah dapat dilihat pada tabel 2.9 berikut: Tabel 2.9 Koefisien Pengaliran

Jenis Penutup Lahan / Karakteristik Permukaan Koefisien Pengaliran (C) Bisnis

- Perkotaan - Pinggiran

0.70 – 0.95 0.50 – 0.75 Perumahan

- Rumah tinggal - Multiunit terpisah - Multiunit tergabung - Perkampungan - Apartemen

0.30 – 0.50 0.40 – 0.60 0.60 – 0.75 0.25 – 0.40 0.50 – 0.70 Industri

- Ringan - Berat

0.50 – 0.80 0.60 – 0.90 Perkerasan

- Aspal dan Beton - Batu bata Paving

0.70 – 0.95 0.50 – 0.70

Atap 0.75 – 0.95

Halaman tanah berpasir - Data 2%

- Rata-rata 2-7% - Curam 7%

0.05 – 0.10 0.10 – 0.15 0.15 – 0.20 Halaman tanah berat

- Datar 2% - Rata-tata 2-7% - Curam 7%

0.13 – 0.17 0.18 – 0.22 0.25 – 0.35

Halaman Kereta Api 0.10 – 0.35

Taman tempat bermain 0.20 – 0.35

Taman pekuburan 0.10 – 0.25

Hutan

- Datar 5% - Rata-rata 5-10% - Curam 10-30%

0.10 – 0.40 0.25 – 0.50 0.30 – 0.60 Sumber: Suripin, 2003

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Riverside Polder, Kolam Konservasi, dan Drainase Resapan ...7

Gambar 2.2 Sumur Resapan ...9

Gambar 2.3 Singel Ring Infiltrometer ...22

Gambar 2.4 Penampang Melintang Saluran Trapesium ...25

Gambar 3.1 Bagan Diagram Alir ...31

Gambar 4.1 Kondisi Drainase Saat Hujan Kurang Dari Satu Jam ...33

Gambar 4.2 Singel Ring Infiltrometer ...35

Gambar 4.3 Grafik Fungsi Log (fo-fc) terhadap Waktu Kumlatif ...37

Gambar 4.4 Grafikf(t) Horton ...38

Gambar 4.5 Percobaan Falling Head Permeability ...40

Gambar 4.6 Hubungan Intensitas Hujan Untuk Lama Hujan (It) Dengan Waktu (t) ...61

Gambar 4.7 Penampang Saluran Drainase ...63

Gambar 4.8 Grafik Efisiensi Sistem Drainase Resapan Terhadap Debit Banjir Total ...69

Gambar 4.9 Grafik Efisiensi Sumur Resapan Terhadap Debit Banjir Rumah ...70

Gambar 4.10 Grafik Efisiensi Drainase Resapan Terhadap Debit Banjir Halaman Terbuka ....70

Gambar 4.11 Pembuatan Contoh Sumur Resapan ...72

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai Variabel Reduksi Gauss ...12

Tabel 2.2 Faktor Frekuensi K Distribusi Log Normal ...13

Tabel 2.3 Nilai Reduksi (Yn) ...14

Tabel 2.4 Nilai Standard Deviasi dari Reduksi Variasi (Sn) ...14

Table 2.5 Nilai Reduksi Variasi (Yt) ...14

Table 2.6 Nilai Reduksi (K) Log Person ...15

Table 2.7 Nilai Krisis Chi Kuadrat ...16

Table 2.8 Nilai ∆ KrisisUji Smirrnov-Kolgomorov ...17

Table 2.9 Koefisien Pengaliran ...18

Table 2.10 Kriteria Kecepatan Laju Infiltrasi ...21

Table 2.11 Harga Koefisien Permeabilitas Pada Umumnya ...24

Table 2.12 Nilai Koefisien Kekerasan Manning (n) ...26

Table 3.1 Kala Ulang Untuk Saluran Drainase Berdasarkan Jenis Kota ...30

Table 4.1 Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi ...34

Table 4.2 Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Nyata ...37

Table 4.3 Hasil Perhitungan Pengujian Falling Head Permeability Tanah ...40

Tabel 4.4 Data Curah Hujan Kota Medan ...41

Table 4.5 Hasil Perhitungan Hujan Rencana Metode Distribusi Normal...42

Table 4.6 Hasil Perhitungan Hujan Rencana Metode Distribusi Log Normal ...43

Table 4.7 Hasil Perhitungan Hujan Rencana Metode Distribusi E.J.Gumbel ...45

Table 4.8 Hasil Perhitungan Hujan Rencana Metode Distribusi Log Person ...46

Table 4.9 Perhitungan Uji Kuadrat Metode Distribusi Normal ...48

Table 4.10 Perhitungan Uji Chi Kuadrat Metode Distribusi Log Normal ...50

Table 4.11 Perhitungan Uji Chi Kuadrat Metode Distribusi E.J. Gumble ...51

Table 4.12 Perhitungan Uji Chi Kuadrat Metode Distribusi Log Normal ...52

Table 4.13 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Metode Distribusi Normal ...53

Table 4.14 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Metode DistribusiLog Normal ...54

Table 4.15 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Metode DistribusiE.J. Gumbel ...55

Table 4.16 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Metode DistribusiLog Normal ...56

Table 4.17 Tabel Pengujian Curah Hujan Maksimum ...57

Table 4.18 Hasil Perhitungan Intensitas Hujan Jam-Jaman ...59

Table 4.19 Koefisien Pengaliran (C) ...61 Table 4.20 Jarak Minimum Sumur Resapan Dari Bangunan Lain ...66 Table 4.21 Perbandingan Debit Banjir Dalam Penggunaan Sistem Drainase Resapan ...72

DAFTAR NOTASI

∆maks = Selisih data probabilitas teoritis dan emipiris A = Luas daerah aliran sungai (Km2)

a = Luas penampang saluran (m2) As = Luas penampang sampel tanah (cm2) B = Lebar dasar saluran (m)

C = Koefisien pengaliran DK = Derajat kebebasan

Ei = Nilai yang diharapkan (Expected frequency)

f(t) = Laju infiltrasi nyata cm/jam) fc = Laju infiltrasi tetap (cm/jam) fo = Laju infiltrasi awal (cm/jam)

H = Dalam sumur resapan (m) h = Tinggi muka air (m)

I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam)

It = Intensitas hujan untuklama hujan jam (mm/jam) k = Variabel reduksi Gauss

k = Konstanta geofisik

K = Koefisien permeabilitas tanah (cm/jam) L = Panjang Saluran (Km)

log�

������� = Harga rata-rata dari data

log� = Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah hujan rancangan untuk periode ulang T tahun

m = Kemiringan talud

n = Koefisien kekasaran Manning

n = Jumlah data

Oi = Nilai yang diamati (Observed frequency) P = Keliling basah saluran (m)

Pt(x) = Posisi data x menurut sebaran empiris Q = Debit banjir (m3/detik)

Qb = Debit saluran (m3/detik)

Qhalaman = Debit banjir pada halaman terbuka (m3/detik)

Qmasuk = Debit air masuk sumur resapan (m3/detik)

Qreduksi = Debit banjir yang direduksi (m3/detik)

Qresapan = Debit air resapan ke dalam tanah (m3/detik)

Qrumah = Debit banjir tiap rumah (m3/detik)

Qtotal = Debit banjir total area (m3/detik)

R = Curah hujan

R = Jari-jari hidraulis (m)

R24 = I24 = Curah hujan efektif dalam 1 hari (mm) S = Kemiringan Sungai (m/m)

S = Kemiringan saluran

Sn = Standard deviasi dari reduksi variasi Sx = Standard Deviasi

�log� = Standard Deviasi t = Lama hujan (jam) t = Waktu kumulatif (jam)

tc = Waktu Konsentrasi (jam) v = Kecepatan aliran (m/detik)

x2hit =Uji Statistik

Yn = Reduksi variasi Yt = Nilai reduksi

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

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 2 Data Curah Hujan Stasiun Sampali ...76

Lampiran 1 Data Uji Falling Head Permeability ...77

Lampiran 2 Peta Denah Lingkunga III Pasar III P.Bulan ...78

Lampiran 3 Layout Drainase Eksisting ...80

Lampiran 3 Data Penduduk Lingkungan III Pasar III P.Bulan ...81

Lampiran 4 Foto Dokumentasi Contoh Perencanaan Sumur Resapan ...82