Perencanaan Sistem Drainase Di Kota Pangkalan Kerinci Kabupaten Pelalawan Riau

(1)

PERENCANAAN SISTEM DRAINASE DI KOTA PANGKALAN

KERINCI KABUPATEN PELALAWAN RIAU

TUGAS AKHIR

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

TOFANDI YUMAHIRA

08 0404 139

Dosen Pembimbing Ir. TERUNAJAYA, MSc NIP. 19500817 198411 1 001

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ASTRAK

Kota Pangkalan Kerinci, khususnya pada beberapa jalan sekunder masih digenangi banjir hal ini diketahui berdasarkan letak titik-titik genangan banjir Kota Medan. Pada kawasan kota dengan adanya perubahan tata guna lahan dari daerah resapan air hujan menjadi sebuah kawasan industri & permukiman, perencanaan drainase menjadi sangat perlu di pikirkan dan direncanakan guna mencegah banjir & menyalurkan limpasan air hujan ke sungai melalui drainase.

Metode penelitian yang digunakan yaitu metode pengumpulan dan analisa data. Data yang digunakan adalah data primer dan data sekunder kemudian dianalisa dngan menggunakan metod rasional berdasarkan analisa hidrologi dan analisa hidrolika serta dievaluasi berdasarkan nilai debit saluran eksisting dengan nilai debit rencana.

Untuk menentukan curah hujan rencana menggunakan empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi yaitu distribusi Normal, distribusi Log Normal, distribusi Log Person III dan distribusi Gumbel., kemudian diambil nilai curah hujan periode ulang 25 tahun Distribusi Log Person III untuk digunakan pada perhitungan selanjutnya.

Dari analisa frekuensi curah hujan berdasarkan empat jenis distribusi dengan periode ulang 25 tahun diperoleh nilai curah hujan Distribusi Normal = 219.632 mm, Distribusi Log Normal R25= 202.37 mm, Distribusi Log Person III R25= 245.997 mm, Distribusi Gumbel R25= 273.54 mm. Dimensi kolam retensi yang direncanakan 40 m×20 m×2.39 m dengan memakai pompa 4 m3

Kunci : metode rasional, sistem drainase, banjir

/detik dialirkan menuju ke sungai Kerinci dari hilir drainase Sutan Syarif Kasim. Dari analisa dimensi saluran ternyata ada beberapa saluran yang tidak mampu menampung debit saluran sehingga perlu dilakukan pelebaran dan perencanaan ulang system drainase yang menghasilkan kota yang bebas banjir bagi masyarakat sekitar

(3)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberi karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam ke atas Baginda Rasullah Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehingga menjadi panutan dalam menjalankan setiap aktifitas kami sehari-hari, karena sungguh suatu hal yang sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah dalam menyelesaikan penulisan ini.

Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:

“Perencanaan Sistem Drainase di Kota Pangkalan Kerinci Kabupaten Pelalawan Riau”

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

1. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc selaku Dosen Pembimbing, yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan, dukungan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

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

5. Ibu Emma Patricia Bangun, ST. M.Eng dan Bapak Ivan Indrawan, ST, MT, selaku Dosen Pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.

(4)

6. Ayahanda Drs. Masrul, MT dan Ibunda Dra. Yulniwati tercinta, kakak saya Nomi Mayusi dan adik saya Giovano Ader yang telah banyak berkorban, memberikan motivasi hidup, semangat dan nasehat.

7. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

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

9. Kawan-kawan seperjuangan angkatan 2008, Ibnu, Harry Yusuf, Ozi, Sem, Coy, Boy, Berry, Agi, Aris, Muazzi, Khaidir, Mike, M. Hafiz, Hafiz Obama, Siddik, Maulana, Galih, Arthur, Roemanto, Alfrendi, Sandro, David dan Yazid angkatan 2009, Indah, Ari, Risa, Ijep, Iqbal,Rendra, Barly, Eky, Philip, Yogi, Rizky, Dika, bang Jefri serta teman-teman angkatan 2008 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya, terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

10.Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

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

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

Medan, Juni 2014 Penulis,

08 0404 139 ( Tofandi Yumahira)

(5)

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR NOTASI ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah... 2

1.3 Pembatasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan ... 3

1.5 Manfaat ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Umum ... 6

2.2 Karakteristik Wilayah Studi ... 7

2.2.1 Letak Geografis ... 7

2.2.2 Topografi ... 8

2.2.3 Klimatologi ... 8

2.2.4 Tata Guna Lahan... 8

2.3 Analisa Hidrologi ... 9

2.3.1 Data Curah Hujan ... 10

2.3.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan ... 14

2.3.2.1 Distribusi Normal ... 15

2.3.2.2 Distribusi Log Normal ... 17

2.3.2.3 Distribusi Log Person III ... 18

2.3.2.4 Distribusi Gumbel ... 20

(6)

2.3.5 Koefisien Limpasan ... 22

2.3.6 Debit Rencana ... 24

2.3.7 Waktu Konsentrasi ... 26

2.4 Analisis Hidrolika ... 27

2.4.1 Saluran Terbuka ... 27

2.4.2 Saluran Tertutup ... 31

2.4.3 Dimensi Saluran ... 32

2.5 Kolam Retensi ... 34

2.5.1 Jenis-Jenis Kolam Retensi ... 34

2.5.2 Perencanaan Kapasitas Kolam ... 36

BAB III METODE PENELITIAN ... 38

3.1 Tempat dan Waktu ... 38

3.2 Rancangan Penelitian ... 38

3.3 Variabel yang Diamati ... 42

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ... 43

4.1 Umum ... 43

4.2 Analisa Hidrologi ... 44

4.2.1 Analisa Curah Hujan Harian Maksimum ... 44

4.2.1.1 Analisa Curah Hujan Distribusi Normal ... 46

4.2.1.2 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Normal ... 48

4.2.1.3 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Person III ... 50

4.2.1.4 Analisa Curah Hujan Distribusi Gumbel ... 53

4.3 Analisa Frekuensi Curah Hujan ... 56

4.4 Pemilihan Jenis Distribusi ... 58

4.5 Pengujian Kecocokan Jenis Sebaran ... 59

4.6 Analisa Cacthment Area dan Koefisien Run Off ... 63

4.7 Analisa Waktu Konsentrasi dan Intensitas ... 66

4.8 Analisa Debit Rencana ... 70

4.9 Analisa Kapasitas Drainase ... 73

4.10 Perencanaan Kolam Retensi ... 78

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 82

(7)

5.2 Saran ... 83 DAFTAR PUSTAKA ... 84 LAMPIRAN ... 85

(8)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Parameter Statistik yang Penting ... 14

Tabel 2.2 Nilai Variabel Reduksi Gauss ... 16

Tabel 2.3 Nilai K untuk Distribusi Log-Person III ... 19

Tabel 2.4 Reduksi Standar Deviasi (Yn Tabel 2.5 Reduksi Standar Deviasi (S ) untuk Distribusi Gumbel ... 20

n Tabel 2.6 Reduksi Variat (Y ) untuk Distribusi Gumbel ... 21

Tr Tabel 2.7 Koefisien Limpasan untuk Metode Rasional ... 24

) sebagai Fungsi Periode Ulang ... 21

Tabel 2.8 Koefisien Kekasaran Manning ... 33

Tabel 2.9 Nilai Kemiringan Dinding Saluran Sesuai Bahan ... 34

Tabel 4.1 Data Curah Hujan Harian Stasiun Kemang Riau ... 44

Tabel 4.2 Data Curah Hujan Harian Stasiun Lobuk Agung Riau ... 44

Tabel 4.3 Data Curah Hujan Harian Stasiun Lipat Kain Riau ... 45

Tabel 4.4 Data Rata Rata Curah Hujan Maksimum ... 45

Tabel 4.5 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Normal ... 46

Tabel 4.6 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Normal ... 46

Tabel 4.7 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Normal ... 48

Tabel 4.8 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal ... 48

Tabel 4.9 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Person III ... 50

(9)

Tabel 4.11 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Gumbel ... 53

Tabel 4.12 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel ... 55

Tabel 4.13 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum ... 55

Tabel 4.14 Analisa Frekuensi Curah Hujan ... 57

Tabel 4.15 Perbandingan Syarat Distribusi dan Hasil Perhitungan ... 58

Tabel 4.16 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat ... 60

Tabel 4.17 Perhitungan Uji Smirnov Kolmogorov... 62

Tabel 4.18 Nilai Koefisien Run Off (C) ... 63

Tabel 4.19 Perhitungan Catchment Area dan Koefisien Run Off ... 64

Tabel 4.20 Perhitungan Analisa Intensitas Curah Hujan ... 67

Tabel 4.21 Perhitungan Waktu Konsentrasi dan Intensitas Hujan Rencana ... 70

Tabel 4.22 Kriteria Desain Hidrologis Sistem Drainase Perkotaan ... 71

Tabel 4.23 Perhitungan Analisa Debit Rencana ... 72

Tabel 4.24 Perhitungan Kapasitas Drainase ... 75

Tabel 4.25 Perbandingan Kapasitas Eksisting dan Debit Rencana ... 77

Tabel 4.26 Komulatif Aliran Masuk ... 79

Tabel 4.27 Analisa Volume Kolam Retensi Dan Keperluan Pompa ... 80

(10)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Peta Kawasan Pangkalan Kerinci ... 2

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi ... 10

Gambar 2.2 Polygon Thiessen ... 12

Gambar 2.3 Metode Isohyet ... 13

Gambar 2.4 Lintasan Aliran Waktu Inlet Time (To) dan Conduit Time (Td Gambar 2.5 Penampang Saluran Persegi ... 30

) ... 27

Gambar 2.6 Penampang Saluran Trapesium ... 30

Gambar 2.7 Kolam Retensi Tipe Di Samping Badan Sungai ... 34

Gambar 2.8 Kolam Retensi Tipe Di Dalam Badan Sungai ... 35

Gambar 2.8 Kolam Retensi Tipe Storage Memanjang ... 36

Gambar 3.1 Tahapan Penelitian Tugas Akhir ... 39

Gambar 4.1 Grafik Curah Hujan Maksimum dan Periode Ulang ... 61

Gambar 4.2 Grafik Intensitas Curah Hujan ... 69

(11)

DAFTAR NOTASI

A = Luas daerah aliran sungai (km2 A = Luas penampang drainase (m

) 2 C = Koefisien aliran permukaan

)

C = Koefisien variasi C = Koefisien Chezy

Cs = Koefisien penyimpangan

G = Koefisien kemencengan “Skewness” h = Kedalaman penampang drainase (m) H = Beda tinggi permuka an (m)

I = Intensitas hujan (mm/jam)

K = Faktor frekuensi dari peluang atau periode ulang dan tipe Model Matematik distribusi peluang yang digunakan untuk analis peluang L = Panjang lintasan aliran diatas permukaan lahan (m)

n = Jumlah data pengamatan

= Panjang lintasan aliran didalam saluran/sungai (m)

P = Keliling basah

Q = Laju aliran permukaan (debit) puncak (m3 Q = Debit banjir dengan periode ulang T tahun (m

/detik) 3 r = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam)

/detik)

(12)

R24 R

= Curah hujan maksimum harian selama 24 jam

S = Kemiringan rata-rata saluran utama = Tinggi hujan di pos pengamatan ke-n

S = Reduksi standard deviasi “Reduced Standard Deviation” S = Standard deviasi

= Waktu konsentrasi

= Inlet time ke saluran terdekat (menit)

T = Lamanya hujan (jam)

= Conduit time sampai ke tempat pengukuran (menit)

V = Kecepatan aliran sungai (m/detik)

X = Nilai peluang yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahun Xi

Y = Harga tengah Reduced Variate “Reduced Mean” = Data ke-i

(13)

ASTRAK

Kunci : metode rasional, sistem drainase, banjir

(14)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Drainase didefenisikan sebagai sarana dan prasarana yang dibangun untuk mengalirkan air hujan dan limbah domestik dari satu tempat ke tempat lain pada suatu kawasan. Kelebihan air dapat disebabkan oleh intensitas hujan yang tinggi atau akibat durasi hujan yang lama, dan juga diakibatkan oleh meluapnya air sungai.

Banjir merupakan kata yang sangat popular di Indonesia, khususnya dalam musim hujan, mengingat hampir semua kota di Indonesia mengalami banjir. Permasalahan banjir di perkotaan diakibatkan pemanfaatan lahan yang tidak tertib inilah menyebabkan persoalan drainase menjadi sangat kompleks.

Kota Pangkalan Kerinci Kabupaten Pelelawan Propinsi Riau, secara geografis terletak di 00026’49” LU dan 101047’55” – 101054’35” BT. Sebagian besar kota ini memiliki lahan yang relative datar dan ketinggian antara 3m sampai dengan 6m dari permukaan laut. Akibat dijadikannya Kota Pangkalan Kerinci sebagai ibukota Kecamatan Pangkalan Kerinci yang mempunyai luas wilayah 192,5 km2 dan kepadatan ± 336 jiwa/km2

Pada kawasan kota Pangkalan Kerinci dengan adanya perubahan tata guna lahan dari daerah resapan air hujan menjadi sebuah kawasan industri & permukiman,

maka perkembangan kota ini dalam waktu singkat menjadi sangat pesat. Selain itu terdapat pabrik Pulp and Paper milik PT. RAPP yang berada di pusat Kota Pangkalan Kerinci.

(15)

perencanaan drainase menjadi sangat perlu di pikirkan dan direncanakan guna mencegah banjir & menyalurkan limpasan air hujan ke sungai melalui drainase.

Gambar 1.1 Peta kawasan Pangkalan Kerinci

1.2 Perumusan Masalah

Dalam tugas akhir ini, perumusan yang diidentifikasi adalah masalah bahwa Kota Pangkalan Kerinci terjadi banjir diakibatkan oleh curah hujan yang tinggi dan perubahan tata guna lahan di kota tersebut.

1.3 Pembatasan Masalah

Agar masalah dalam pembahasan ini tidak terlalu luas maka dibuat batasan masalah. Adapun permasalahan yang akan dibahas antara lain:

(16)

2. _{Pada curah hujan digunakan dengan metode Rasional.}

3. _{Perhitungan debit banjir rencana digukan metode Rasional dengan}

periode ulang banjir 25 tahun.

4. Perhitungan kapasitas saluran drainase rencana. 5. Perhitungan kolam retensi rencana.

1.4 Tujuan

Adapun tujuan penelitian pada Tugas Akhir Perencanaan Sistem Drainase di Kota Pangkalan Kerinci Kabupaten Pelalawan Riau ini adalah :

1. Untuk mengetahui nilai Q banjir rencana.

2. Untuk mengetahui dimensi saluran drainase rencana sehingga dapat mengalirkan air menuju sungai Kampar.

3. Untuk mengetahui dimensi dan volume kolam retensi agar dapat menampung air hujan sementara waktu sehingga dapat mereduksi debit banjir pada kota Pangkalan Kerinci.

1.5 Manfaat

Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Hasil dari pendesainan saluran drainase dan kolam retensi ini diharapkan dapat menjadi sebuah solusi untuk mengatasi banjir yang terjadi di Kota Pangkalan Kerinci.

2. Sebagai bahan refrensi bagi siapa saja yang menghadapi masalah yang sama.

(17)

1.6 Sistematika Penulisan

Tugas akhir ini akan dibahas secara sistematis, rancangan sistematika penulisan secara keseluruhan pada penelitian ini terdiri dari 5 bab, yang mana uraian masing-masing bab adalah sebagai berikut:

Bab I Pendahuluan

Bab ini berisi latar belakang pekerjaan, tujuan, data umum dan lingkup pekerjaan yang dilaksanakan serta sistematika penulisan laporan penelitian.

Bab II Tinjauan Pustaka

Bab ini mencakup segala hal yang dapat dijadikan sebagai dasar pengambilan tema penelitian, penentuan langkah pelaksanaan dan metode penganalisaan yang diambil dari beberapa pustaka yang ada, yang memiliki tema sesuai dengan tema penelitian ini.

Bab III Metodologi

Bab ini menguraikan tentang metode yang akan digunakan dan rencana kerja dari penelitian serta mendeskripsikan lokasi penelitian.

Bab IV Analisa Data dan Pembahasan

Bab ini merupakan analisa tentang permasalahan, evaluasi, dan perhitungan terhadap masalah yang ada dilokasi penelitian.

Bab V Kesimpulan dan Saran

Merupakan kesimpulan dari butir-butir kesimpulan hasil analisa dan pembahasan yang telah dilakukan. Kesimpulan juga disertai dengan rekomendasi

(18)

saran yang ditujukan untuk penelitian selanjutnya atau untuk penerapan hasil penelitian di lapangan.

(19)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Drainase merupakan sebuah sistem yang dibuat untuk menangani persoalan kelebihan air yang berada di atas permukaan tanah maupun air yang berada dibawah permukaan tanah. Kelebihan air dapat disebabkan oleh intensitas hujan yang tinggi atau akibat dari durasi hujan yang lama. Secara umum drainase didefenisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan pada suatu kawasan.

Drainase perkotaan adalah ilmu drainase yang khusus mengkaji kawasan perkotaan yang erat kaitannya dengan kondisi lingkungan fisik dan lingkungan sosial budaya yang ada dikawasan kota tersebut. Drainase perkotaan juga merupakan sistem pengeringan dan pengaliran air dari wilayah perkotaan yang meliputi kawasan permukiman, industri dan perdagangan, sekolah, rumah sakit, lapangan olah raga, dan lain-lain.

Secara umum, sistem drainase dapat didefenisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat berfungsi secara optimal. Sistem drainase juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dengan salinitas. Saat ini sistem drainase sudah menjadi salah satu infrastruktur perkotaan yang sangat penting. Kualitas manajemen suatu kota dapat

(20)

dilihat dari kualitas sistem drainase yang ada. Sistem drainase yang baik dapat membebaskan kota dari genangan air.

Jenis drainase ditinjau berdasarkan dari cara konstruksinya, dapat dikelompokkan menjadi:

a. Saluran Terbuka, yaitu saluran yang lebih cocok untuk drainase air hujan yang terletak di daerah yang mempunyai luasan yang cukup, ataupun untuk drainase air non-hujan yang tidak membahayakan kesehatan/mengganggu lingkungan.

b. Saluran Tertutup, yaitu saluran yang pada umumnya sering dipakai untuk aliran air kotor (air yang mengganggu kesehatan/lingkungan) atau untuk saluran yang terletak di tengah kota.

2.2 Karakteristik Wilayah Studi

2.2.1 Letak Geografis

Kota pangkalan kerinci mempunyai luas wilayah seluas 192,5 km2

− Sebelah Utara berbatasan dengan Kabupaten Siak

yang terdiri dari 8 kelurahan yaitu Kelurahan Rantau Baru, Kuala Terusan, Pangkalan Kerinci Kota, Mekar Jaya, Makmur, Pangkalan Kerinci Barat, Pangkalan, dan Kerinci Timur. Batas wilayah secara administrasi adalah sebagai berikut:

− Sebelah Barat berbatasan dengan Kabupaten Kampar dan Indragiri Hulu − Sebelah Timur berbatasan dengan Kabupaten Karimun dan Kepri − Sebelah Selatan berbatasan dengan Kabupaten Indragiri Hilir

Di wilayah Kota Pangkalan Kerinci terdapat sebuah Sungai Kampar yang panjangnya ± 413.5 Km, dengan kedalaman rata-rata ± 7,7 meter dan lebar

(21)

rata-rata ± 143 meter. Sungai ini dan anak sungainya berfungsi sebagai prasarana perhubungan, sumber air bersih, budi daya perikanan dan irigrasi.

2.2.2 Topografi

Secara umum topografi Kota Pangkalan Kerinci cenderung ke Utara dan berada pada ketinggian 3 - 25 meter diatas permukaan laut. Kondisi topografi suatu daerah merupakan faktor penting dalam perencanaan sistem drainase sehingga dapat diketahui tinggi rendahnya suatu daerah perencanaan (kontur) yang dapat mempermudah dalam merencanakan arah aliran air hujan yang jatuh ke tanah.

2.2.3 Klimatologi

Curah hujan disuatu tempat antara lain dipengaruhi oleh iklim, keadaan ortograhi dan perputaran/pertemuan arus udara. Rata-rata curah hujan pada tahun 2010 berkisar antara 127,8 mm sampai 318,3 mm. Suhu dan kelembaban udara disuatu tempat antara lain ditentukan oleh rendahnya tempat tersebut terhadap permukaan laut dan jaraknya dari pantai.

Pada tahun 2010 suhu udara rata-rata pada siang hari berkisar antara 33,0-35,4 derajat celcius,sedangkan pada malam hari berkisar antara 20,5-23,2 derajat celcius.Suhu udara maximum 35,4 derajat celcius terjadi pada bulan mei 2010, sedangkan suhu udara minimum terendah 20,5 derajat celcius terjadi pada bulan juli 2010. Sedangkan rata-rata kelembaban udara selama tahun 2010 berkisar antara 78-83 persen.

(22)

2.2.4 Tata Guna Lahan

Penggunaan lahan suatu daerah merupakan gambaran dari aktivitas penduduk sesuai dengan tingkat pendidikan, jenis teknologi, jenis usaha, kondisi fisik dan jumlah penduduk yang ada di wilayah tersebut. Semakin berkembang suatu kota, maka semakin beragam pula kegiatan yang dilakukan oleh masyarakatnya, sehingga berarti semakin beragam pula penggunaan lahan.

Pangkalan Kerinci merupakan salah satu kecamatan dari 12 kecamatan yang ada di Kabupaten Pelalawan. Kota Pangkalan Kerinci memilik luas lahan 192.5 km2

2.3 Analisis Hidrologi

serta jumlah penduduk 321.947 jiwa.

Proses analisis hidrologi pada dasarnya merupakan proses pengolahan data curah hujan, data luas dan bentuk daerah pengaliran (catchment area), data kemiringan lahan/beda tinggi, dan data tata guna lahan yang kesemuanya mempunyai arahan untuk mengetahui besarnya curah hujan rerata, koefisien pengaliran, waktu konsentrasi, intensitas curah hujan, dan debit banjir rencana. Sehingga melalui analisis ini dapat dilakukan juga proses evaluasi terhadap saluran drainase yang ada (eksisting).

Dalam menentukan dimensi penampang dari berbagai bangunan pengairan misalnya saluran drainase diperlukan suatu penentuan besar debit rencana.

(23)

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi

Untuk itu perlu diketahui faktor-faktor yang digunakan untuk menganalisa debit rencana:

2.3.1 Data Curah Hujan

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

Dalam penentuan curah hujan data dari pencatat atau penakar hanya didapatkan curah hujan di suatu titik tertentu (point rainfall). Untuk mendapatkan harga curah hujan areal dapat dihitung dengan beberapa metode:

• Metode Rata-Rata Aljabar

Curah hujan didapatkan dengan mengambil rata-rata hitung (aritmatic mean) dari penakaran pada penakar hujan areal tersebut. Cara ini digunakan apabila:

(24)

1. Daerah tersebut berada pada daerah yang datar. 2. Penempatan alat ukur tersebar merata.

3. Variasi curah hujan sedikit dari harga tengahnya. Rumus yang digunakan:

1 2 n

R = (R + R + ... + R )

n ………. (2.1)

dimana:

R = curah hujan maksimum rata-rata (mm) n = jumlah stasiun pengamatan

R = curah hujan pada stasiun pengamatan satu (mm) 2

R = curah hujan pada stasiun pengamatan dua (mm) n

R = curah hujan pada stasiun pengamatan n (mm) • Metode Polygon Thiessen

Cara ini didasarkan atas cara rata-rata timbang, dimana masing-masing stasiun mempunyai daerah pengaruh yang dibentuk dengan garis-garis sumbu tegak lurus terhadap garis penghubung antara dua stasiun, dengan planimeter makan dapat dihitung luas daerah tiap stasiun. Sebagai kontrol maka jumlah luas total harus sama dengan luas yang telah diketahui terlebih dahulu. Masing-masing luas lalu diambil prosentasenya dengan jumlah total 100%. Kemudian harga ini dikalikan dengan curah hujan daerah di stasiun yang bersangkutan dan setelah dijumlah hasilnya merupakan curah hujan dicari.

Hal yang perlu diperhatikan dalam metode ini adalah:

1. Jumlah stasiun pengamatan minimal tiga buah stasiun. 2. Penambahan stasiun akan mengubah seluruh jaringan. 3. Topografi daerah tidak diperhitungkan.

4. Stasiun hujan tidak tersebar merata. Perhitungan menggunakan rumus sebagai berikut:

(25)

1 1 2 2 n n

1 2 n

A R + A R + ... + A R R =

A + A + ... + A ……….... (2.2)

dimana:

R = curah hujan maksimum rata-rata (mm)

1 2 n

R , R ,..., R = curah hujan pada stasiun 1,2……..,n (mm)

1 2 n

A , A ,..., A = luas daerah pada polygon 1,2,……..n (km2)

Gambar 2.2 Polygon Thiessen

dimana: 1

A = luas daerah pengaruh stasiun pertama 2

A = luas daerah pengaruh stasiun ke-2

A = luas daerah pengaruh stasiun ke-3 4

A = luas daerah pengaruh stasiun ke-4 5

A = luas daerah pengaruh stasiun ke-5 • Metode Isohyet

Metode ini digunakan apabila penyebaran stasiun hujan di daerah tangkapan hujan tidak merata. Dengan cara ini kita harus menggambar kontur berdasarkan

STA 4 STA 5

STA 6

STA 2

STA 3

STA 1

A1 A5

(26)

tinggi hujan yang sama, sama seperti Gambar 2.3. Metode ini digunakan dengan ketentuan:

1. Dapat digunakan pada daerah datar maupun pegunungan 2. Jumlah stasiun pengamatan harus banyak

3. Yang bermanfaat untuk hujan yang sangat singkat

Gambar 2.3 Metode Isohyet

Perhitungan menggunakan rumus sebagai berikut:

1 2 2 4 n n-1

1 2 n

R + R R + R R + R

A + A + ... + A

2 2 2

R =

A + A + ... + A ……….. (2.3)

dimana:

R = curah hujan rata-rata (mm)

1 2 n

R , R ,..., R = curah hujan pada stasiun 1,2……..,n (mm)

1 2 n

A , A ,..., A = luas area antara 2 (dua) isohyet (km2)

Pada umumnya, data curah hujan yang tercatat terdapat beberapa yang hilang atau dianggap kurang panjang jangka waktu pencatatannya. Untuk mengisi data yang hilang digunakan Metode Reciprocal, dimana metode ini menggunakan

10 mm 20 mm

30 mm 40 mm

50 mm 60 mm 70 mm A1

A6 Kontur tinggi hujan

(27)

data curah hujan referensi dengan mempertimbangkan jarak stasiun yang akan dilengkapi datanya dengan stasiun referensi tersebut.

Persamaan matematis yang digunakan:

1 2 n

2 2 2

1 2 n

2 2 2

1 2 n

H H H

+ + ... +

L L L

Hh =

1 ₊ 1 _{+ ... +} 1

L L L

     

     

     

     

     

     

………. (2.4)

dimana:

Hh = hujan di stasiun yang akan dilengkapi

1 n

H ,..., H = hujan di stasiun referensi

1 n

L ,..., L = jarak stasiun referensi dengan stasiun dilengkapi (m)

2.3.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan

Untuk menghitung debit banjir dengan periode ulang tertentu, diperlukan juga hujan maksimum dengan periode ulang tertentu pula. Hujan maksimum ini sering disebut dengan hujan rencana.

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

− Distribusi Normal − Distribusi Log Normal − Distribusi Log Person III − Distribusi Gumbel

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

(28)

Tabel 2.1 Parameter statistik yang penting

Parameter Sampel Populasi

Rata-rata

n i i=1

x = x

∑

μ = E(X) = x f(x) dx

-∞ ∞

∫

Simpangan baku

(

)

n ₂ ₂

i i=1 1

s = x - x

n -1     

∑



{

(

)

}

1 2 ₂

σ = E x -μ

Koefisien variasi CV = s x

CV =

Koefisien skewness

(

)

( )(

)

3 n i i=1 3 n x - x G =

n -1 n - 2 s

∑

(

)

2 E μx

-γ = σ

 

 

(Suripin,2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan : 34)

2.3.2.1Distribusi Normal

Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi Gauss. Fungsi densitas peluang normal (PDF = probability density function) yang paling dikenal adalah bentuk bell dan dikenal sebagai distribusi normal. PDF distribusi normal dapat dituliskan dalam bentuk rata-rata dan simpangan bakunya, sebagai berikut:

(

)

2 2 x -μ 1

P(X) = exp - x

2σ σ 2π   − ∞ ≤ ≤ ∞      

………... (2.5)

dimana:

P(X) = fungsi densitas peluang normal (ordinat kurva normal) X = variabel acak kontinu

μ = rata-rata nilai X

σ = simpangan baku dari nilai X

(29)

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

T T

X - X K =

S ………..……. (2.6)

dimana: T

X = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahun X = nilai rata-rata hitung variat

S = deviasi standar nilai variat T

K = faktor frekuensi (nilai variabel reduksi Gauss)

Nilai faktor frekuensi KT

Tabel 2.2 Nilai variabel reduksi Gauss

umumnya sudah tersedia dalam tabel untuk mempermudah perhitungan, seperti ditunjukkan dalam tabel berikut, biasa disebut sebagai tabel nilai variabel reduksi Gauss (Variable reduced Gauss).

No. Periode ulang, T (tahun) Peluang KT

1 1,001 0,999 -3,05

2 1,005 0,995 -2,58

3 1,010 0,990 -2,33

4 1,050 0,950 -1,64

5 1,110 0,900 -1,28

6 1,250 0,800 -0,84

7 1,330 0,750 -0,67

8 1,430 0,700 -0,52

9 1,670 0,600 -0,25

10 2,000 0,500 0

11 2,500 0,400 0,25

12 3,300 0,300 0,52

13 4,000 0,250 0,67

14 5,000 0,200 0,84

15 10,000 0,100 1,28

16 20,000 0,050 1,64

17 50,000 0,020 2,05

18 100,000 0,010 2,33

(30)

20 500,000 0,002 2,88

21 1000,000 0,001 3,09

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

2.3.2.2Distribusi Log Normal

Jika variabel Y = Log X terdistribusi secara normal, maka X dikatakan mengikuti distribusi Log Normal. PDF (probability density function) untuk distribusi Log Normal dapat dituliskan dalam bentuk rata-rata dan simpangan bakunya, sebagai berikut:

(

)

2 Y Y Y -μ 1

P(X) = exp - X > 0

2σ

Xσ 2π

 

 

 

……….…. (2.7)

Y = Log X

dimana:

P(X) = peluang log normal X = nilai variat pengamatan

σ = deviasi standar nilai variat Y Y

μ = nilai rata-rata populasi Y

Dengan persamaan yang dapat didekati:

T T

Y = Y + K S ……….……… (2.8)

T T

Y - Y K =

S ………... (2.9)

dimana: T

Y = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan Y = nilai rata-rata hitung variat

S = deviasi standar nilai variat T

(31)

2.3.2.3Distribusi Log Person III

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

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

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

− Hitung harga rata-rata: n

i i=1

log X LogX =

∑

……… (2.10) − Hitung harga simpangan baku:

(

)

0,5

n ₂

i i=1

logX - logX s =

n -1

 

 

 

∑

……….. (2.11)

− Hitung koefesien kemencengan:

(

)

( )(

)

3 n

i i=1

3 n logX - logX G =

n -1 n - 2 s

∑

……….………. (2.12)

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

(32)

K adalah variabel standar (standardized variable) untuk X yang besarnya tergantung koefisien kemencengan G, dicantumkan pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Nilai K untuk distribusi Log-Person III Interval kejadian (Recurrence interval), tahun (periode ulang) Koef. G 1,0101 1,2500 2 5 10 25 50 100

Persentase peluang terlampaui (Percent chance of being exceeded)

99 80 50 20 10 4 2 1

3,0 2,8 2,6 2,4 2,2 -0,667 -0,714 -0,769 -0,832 -0,905 -0,636 -0,666 -0,696 -0,725 -0,752 -0,396 -0,384 -0,368 -0,351 -0,330 0,420 0,460 0,499 0,537 0,574 1,180 1,120 1,238 1,262 1,284 2,278 2,275 2,267 2,256 2,240 3,152 3,144 3,071 3,023 2,970 4,051 3,973 2,889 3,800 3,705 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 -0,990 -1,087 -1,197 -1,318 -1,449 -0,777 -0,799 -0,817 -0,832 -0,844 -0,307 -0,282 -0,254 -0,225 -0,195 0,609 0,643 0,675 0,705 0,732 1,302 1,318 1,329 1,337 1,340 2,219 2,193 2,163 2,218 2,087 2,192 2,848 2,780 2,076 2,626 3,605 3,449 3,388 3,271 3,149 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 -1,558 -1,733 -1,880 -2,029 -2,178 -0,852 -0,856 -0,857 -0,855 -0,850 -0,164 -0,132 -0,099 -0,066 -0,033 0,758 0,780 0,800 0,516 0,830 1,340 1,336 1,328 1,317 1,301 2,043 1,993 1,939 1,880 1,818 2,542 2,453 2,359 2,261 2,159 3,022 2,891 2,755 2,615 2,472 0,0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -2,326 -2,472 -2,615 -2,755 -2,891 -0,842 -0,830 -0,816 -0,800 -0,780 0,000 0,033 0,066 0,099 0,132 0,842 0,850 0,855 0,857 0,856 1,282 1,258 1,231 1,200 1,166 1,715 1,680 1,606 1,528 1,448 2,051 1,945 1,834 1,720 1,606 2,236 2,178 2,028 1,880 1,733 -1,0 -1,2 -1,4 -1,6 -1,8 -3,022 -2,149 -2,271 -2,238 -3,499 -0,758 -0,732 -0,705 -0,675 -0,643 0,164 0,195 0,225 0,254 0,282 0,852 0,844 0,832 0,817 0,799 1,128 1,086 1,041 0,994 0,945 1,366 1,282 1,198 1,116 1,035 1,492 1,379 1,270 1,166 1,069 1,588 1,449 1,318 1,197 1,087 -2,0 -2,2 -2,4 -2,6 -2,8 -3,0 -3,605 -3,705 -3,800 -3,889 -3,973 -7,051 -0,609 -0,574 -0,532 -0,490 -0,469 -0,420 0,307 0,330 0,351 0,368 0,384 0,396 0,777 0,752 0,725 0,696 0,666 0,636 0,895 0,844 0,795 0,747 0,702 0,660 0,959 0,888 0,823 0,764 0,712 0,666 0,980 0,900 0,823 0,768 0,714 0,666 0,990 0,905 0,832 0,796 0,714 0,667 (Suripin,2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan : 37)

(33)

2.3.2.4Distribusi Gumbel

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

X = X + SK ……….. (2.14) dimana:

X = peluang log normal S = nilai variat pengamatan

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

T n

Y - Y K =

S ……… (2.15)

dimana: n

Y = reduced mean yang tergantung jumlah sampel/data ke-n n

S = reduced standar deviation yang tergantung pada jumlah sampel/data ke-n

Y = reduced variate, yang dapat dihitung dengan persamaan berikut ini:

r T

r T -1 Y = -ln

T    

  ………. (2.16)

Tabel 2.4 : Standard Deviasi (Yn), Tabel 2.5 : Reduksii Standard Deviasi (Sn), dan Tabel 2.6 : Reduksi Variat (Ytr) berikut mencantumkan nilai-nilai Variabel Reduksi menurut Gauss untuk menyelesaikan persamaan 2.15.

(34)

Tabel 2.4 Reduksi Standar deviasi (Yn) untuk distribusi Gumbel

N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,4952 0,4996 0,5035 0,5070 0,5100 0,5128 0,5157 0,5181 0,5202 0,5520 20 0,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,5309 0,5320 0,5332 0,5343 0,5353 30 0,5362 0,5371 0,5380 0,5388 0,5396 0,5403 0,5410 0,5418 0,5424 0,5436 40 0,5436 0,5442 0,5448 0,5453 0,5458 0,5463 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 0,5569 0,5570 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,5580 0,5581 0,5583 0,5585 90 0,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,5598 0,5599 100 0,5600 0,5602 0,5603 0,5604 0,5606 0,5607 0,5608 0,5609 0,5610 0,5611

(Suripin,2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan : 51)

Tabel 2.5 Reduksi Standar deviasi (Sn N

) untuk untuk distribusi Gumbel

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,9496 0,9676 0,9883 0,9971 1,0095 1,0206 1,0316 1,0411 1,0493 1,0565 20 1,0628 1,0696 1,0754 1,0811 1,0864 1,0915 1,0961 1,1004 1,1047 1,1080 30 1,1124 1,1159 1,1193 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 1,1547 1,1590 50 1,1607 1,1623 1,1638 1,1658 1,1667 1,1681 1,1696 1,1708 1,1721 1,1734 60 1,1747 1,1759 1,1770 1,1782 1,1793 1,1803 1,1814 1,1824 1,1834 1,1844 70 1,1854 1,1863 1,1873 1,1881 1,1890 1,1898 1,1906 1,1915 1,1923 1,1930 80 1,1938 1,1945 1,1953 1,1959 1,1967 1,1973 1,1980 1,1987 1,1994 1,2001 90 1,2007 1,2013 1,2020 1,2026 1,2032 1,2038 1,2044 1,2049 1,2055 1,2060 100 1,2065 1,2069 1,2073 1,2077 1,2081 1,2084 1,2087 1,2090 1,2093 1,2096 (Suripin,2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan : 52)

Tabel 2.6 Reduksi variat (YTr Periode ulang,

) sebagai fungsi periode ulang

Reduced (tahun) variate, Y

Periode ulang,

Tr Tr

Reduced (tahun) variate, YTr

2 0,3668 100 4,6012

5 1,5004 200 5,2969

10 2,2510 250 5,5206

20 2,9709 500 6,2149

25 3,1993 1000 6,9087

50 3,9028 5000 8,5188

75 4,3117 10000 9,2121

(35)

2.3.3 Intensitas Curah Hujan

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

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

2 3 24

R 24

I =

24 t

   

  ………..…….. (2.17)

dimana:

I = intensitas curah hujan (mm/jam) 24

R = curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm) t = lamanya curah hujan (menit) atau (jam)

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

2.3.4 Koefisien Limpasan

Limpasan merupakan gabungan antara aliran permukaan, aliran-aliran yang tertunda pada cekungan-cekungan dan aliran permukaan (surface flow). Dalam perencanaan drainase bagian air hujan yang menjadi perhatian adalah aliran

(36)

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

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

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

− Faktor meteorologi yaitu karakteristik hujan seperti intensitas hujan, durasi hujan dan distribusi hujan.

− Karakteristik DAS meliputi luas dan bentuk DAS, topografi dan tata guna lahan.

Ketetapan dalam menentukan besarnya debit air sangatlah penting dalam penentuan dimensi saluran. Disamping penentuan luas daerah pelayanan drainase dan curah hujan rencana, juga dibutuhkan besar harga koefisien pengaliran (C). Pengambilan harga C harus disesuaikan dengan rencana perubahan tata guna lahan yang terjadi pada waktu yang akan datang. Berikut ini koefisien C untuk metode rasional oleh McGueen, 1989 disajikan di dalam tabel 2.7.

(37)

Tabel 2.7 Koefiesien limpasan untuk metode Rasional

Deskripsi lahan/karakter permukaan Koefisien aliran, C Business perkotaan pinggiran Perumahan rumah tunggal multiunit, terpisah multiunit, tergabung perkampungan apartemen Industri ringan berat Perkerasan

aspal dan beton batu bata, paving Atap

Halaman, tanah berpasir datar 2%

rata-rata 2-7% curam, 7% Halaman tanah berat

datar 2% rata-rata 2-7% curam, 7% Halaman kereta api Taman tempat bermain Taman, pekuburan Hutan

datar, 0-5%

bergelombang, 5-10% berbukit, 10-30%

0,70 – 0,90 0,50 – 0,70 0,30 – 0,50 0,40 – 0,60 0,60 – 0,75 0,25 – 0,40 0,50 – 0,70 0,50 – 0,80 0,60 – 0,90 0,70 – 0,95 0,50 – 0,70 0,75 – 0,95 0,05 – 0,10 0,10 – 0,15 0,15 – 0,20 0,13 – 0,17 0,18 – 0,22 0,25 – 0,35 0,10 – 0,35 0,20 – 0,35 0,10 – 0,25 0,10 – 0,40 0,25 – 0,50 0,30 – 0,60 (Sumber : McGuen, 1989)

2.3.5 Debit Rencana

Perhitungan debit rencana untuk saluran drainase di daerah perkotaan dapat dilakukan dengan menggunakan rumus Rasional. Debit rencana hendaknya ditetapkan tidak terlalu kecil untuk menjaga agar jangan terlalu sering terjadi ancaman perusakan bangunan atau daerah sekitarnya oleh banjir. Pemilihan atas

(38)

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

p s

Q = 0, 278× C× C × I× A ………. (2.18)

dimana: p

Q = debit rencana (m3 C

/detik) = koefisien aliran permukaan s

C = koefisien tampungan

I = intensitas hujan (mm/jam) A = luas daerah pengaliran (km2

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

)

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

c s

c d

2T C =

(39)

2.3.6 Waktu Konsentrasi

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

0,385 2 c

0,87 × L t =

100×S

 

 

  ……… (2.20)

dimana: c

t = waktu konsentrasi (jam) L = panjang saluran (km)

S = kemiringan rata-rata saluran

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

0,167 o

2 n

t = ×3, 28× L×

3 S

 

 

 

……….….. (2.21)

s d

L t =

60V ………...…. (2.22)

dimana: o

t = inlet time ke saluran terdekat (menit) d

t = konduit time sampai ke tempat pengukuran (menit) n = angka kekasaran manning

(40)

S = kemiringan lahan (m)

L = panjang lintasan aliran diatas permukaan lahan (m) s

L = panjang lintasan aliran didalam saluran/sungai (m)

V = kecepatan aliran didalam saluran (m/detik)

Gambar 2.4 Lintasan aliran waktu inlet time (to) dan conduit time (td)

2.4 Analisis Hidrolika

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

2.4.1 Saluran Terbuka

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

(41)

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

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

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

V = C RI ………...……… (2.23)

dimana:

V = kecepatan rata-rata (m/detik) C = koefesien Chezy

R = jari-jari hidrolis (m)

I = kemiringan atau gradien dari dasar saluran

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

- Kutter:

(

)

0, 0015 1 23 +

s n

C =

23 + 0, 00155 n

s R

………. (2.24)

- Manning:

1 6 1

C = R

R ………. (2.25)

- Bazin: C = 87 m 1+

………. (2.26)

dimana:

V = kecepatan (m/detik) C = koefesien Chezy (m1/2 R

/detik) = jari-jari hidraulis (m)

S = kemiringan dasar saluran (m/m)

n_{= koefesien kekasaran Manning (detik/m}1/3 )

(42)

• Debit aliran bila menggunakan rumus Manning 2 1

3 2 1

Q = A × V = × R × I × A

n (m

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

/detik) ………..…. (2.27)

• Penampang saluran

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

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

1. Penampang persegi paling ekonomis

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

(43)

Gambar 2.5 Penampang saluran persegi

Untuk bentuk penampang persegi yang ekonomis:

A = B× h ……… (2.28)

P = B + 2h ………..……… (2.29)

B = 2h atau h = B

2 ………...…… (2.30)

Jari-jari hidraulik R: A B× h R = =

P B + 2h ………...….. (2.31)

2. Penampang saluran trapesium paling ekonomis

Luas penampang melintang A dan keliling basah P, saluran dengan penampang melintang bentuk trapesium dengan lebar dasar b, kedalaman h dan kemiringan dinding 1: m (gambar 2.6) dapat dirumuskan sebagai berikut:

Gambar 2.6 Penampang saluran trapesium B

h 1

mh mh

(44)

(

)

A = B + mh h ………..………… (2.32)

P = B + 2h m +1 ………. (2.33)

B = P - 2h m +1……….……….. (2.34)

Penampang trapesium paling ekonomis adalah jika kemiringan dindingnya m = 1 3 atau θ = 60o_{. Dapat dirumuskan sebagai berikut:}

2 B = h 3

3 ………...….. (2.35)

A = h 3 ………..………. (2.36)

− Kemiringan dinding saluran m (berdasarkan kriteria) − Luas penampang

( ) (

A = b + mh h (m

)

− Keliling basah

)

( )

P =b + 2h 1+ m (m) − Jari-jari hidrolis R = A

P (m) − Kecepatan aliran

2 1 3 2 1

V = × R × I

n (m/detik)

2.4.2 Saluran Tertutup

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

(45)

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

Saluran tertutup umumnya digunakan pada:

− Daerah yang lahannya terbatas (pasar, pertokoan). − Daerah yang lalu lintas pejalan kakinya padat. − Lahan yang dipakai untuk lapangan parkir.

2.4.3 Dimensi Saluran

Dimensi saluran harus mampu mengalirkan debit rencana atau dengan kata lain debit yang dialirkan oleh saluran (QS) sama atau lebih besar dari debit rencana (QT

S T

Q ≥Q

). Hubungan ini ditunjukkan sebagai berikut:

……….………. (2.37)

Debit suatu penampang saluran (QS

S S

Q = A × V

) dapat diperoleh dengan menggunakan rumus seperti dibawah ini:

……….. (2.38) dimana:

A = luas penampang saluran (m2 V

)

(46)

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

2 1 3 2 1

V = × R ×S

n ………...…… (2.39)

S A R =

P ……….………. (2.40)

dimana:

V = kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/detik) n = koefesien kekasaran Manning

R = jari-jari hidrolis (m) S = kemiringan dasar saluran

A = luas penampang saluran (m2 P

) = keliling basah saluran (m)

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

Tabel 2.8 Koefisien kekasaran Manning Tipe Saluran Koefisien Manning (n) Baja

Baja permukaan gelombang Semen

Beton

Pasangan batu Kayu

Bata Aspal

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

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

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

(47)

Tabel 2.9 Nilai kemiringan dinding saluran sesuai bahan Bahan saluran Kemiringan dinding (m)

Batuan/cadas 0

Tanah lumpur 0,25

Lempung keras/tanah 0,5 – 1 Tanah dengan pasangan batuan 1

Lempung 1,5

Tanah berpasir lepas 2

Lumpur berpasir 3

(Sumber : ISBN: 979-8382-49-8)

2.5. Kolam Retensi

Kolam retensi adalah kolam /waduk penampungan air hujan dalam jangka waktu tertentu.Berfungsi untuk memotong puncak banjir yang terjadi dalam badan/ air sungai.

2.5.1 Jenis-Jenis Kolam Retensi

a. Kolam retensi tipe di samping badan sungai

(48)

Kelengkapan system: - Kolam retensi - Pintu inlet

- Bangunan pelimpah samping - Pintu outlet

- Jalan akses menuju kolam retensi - Saringan sampah

- Kolam penangkap sedimen Kesesuaian tipe:

- Dipakai apabila tersedia lahan kolam retensi - Pemeliharaan lebih mudah

- Pelaksanaan lebih mudah

b) Kolam retensi di dalam badan sungai

Gambar 2.8 Kolam retensi tipe di dalam badan sungai Kelengkapan system:

- Kolam retensi - Tanggul keliling - Pintu outlet - Bendung

(49)

- Kolam penangkap sedimen Kesesuaian tipe:

- Dipakai apabila lahan sulit didapat - Kapasitas kolam retensi terbatas - Mengganggu aliran yang ada di hulu - Pelaksanaan lebih sulit

- Pemeliharaan lebih mahal c) Kolam retensi storage memanjang

Gambar 2.9 Kolam retensi tipe storage menajang Kelengkapan system:

- Saluran yang lebar dan dalam - Cek dam/bending setempat Kesesuaian tipe:

- Mengoptimalkan saluran drainase yang ada karena lahan tidak tersedia - Kapasitas terbatas

- Mengganggu aliran yang ada - Pelaksanaan lebih sulit

(50)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan waktu

Peninjauan lokasi di mulai pada Semester A tahun ajaran 2013-2014 dan dilaksanakan di daerah Kota Pangkalan Kerinci, Riau secara geografis terletak diantara 00026’49” LU dan 101047’55” – 1010

3.2 Rancangan Penelitian

54’35” BT

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 faktor diatas dapat memberikan gambaran terhadap besaran curah hujan yang jatuh dan mengalir diatas permukaan tanah.

(51)

Tahapan-tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut ini: Mulai

Sekunder - Data curah hujan - Topografi Penyediaan Data

Survey Lokasi

Primer - Survey

- Kondisi Eksisting

Penentuan Layout arah aliran saluran utama

Perhitungan Debit banjir Q = 0.278 C I A

Perencanaan dimensi saluran

Perhitungan curah hujan

Pembagian Catchment Area

Penggambaran

Kesimpulan dan Saran

Selesai

(52)

Gambar 3.1 Tahapan Penelitian Tugas Akhir Tahapan penelitian dilakukan sesuai urutan di bawah ini 1. Survey Lokasi

Pertama yang di lakukan dalam penilitian ini adalah survey lokasi, guna untuk mengetahui 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 pertama/sumber 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 Normal, Distribusi

(53)

Log Normal, Distribusi Log – Person III dan Distribusi Gumbel. Selanjutnya intensitas curah hujan rencana dihitung menggunakan persamaan Mononobe.

4. Pembagian Catchmen Area

Pembagian catchmen area diperlukan, guna menghitung kapasitas setiap saluran drainase yang ada, sehingga saluran drainase itu dibagi-bagi penyaluran airnya.

5. Penentuan layout saluran utama

Setelah catchment area salurannya dibagi, selanjutnya menentukan letak-letak saluran primer (saluran utama) dan saluran tersiernya.

6. Perhitungan debit banjir

Untuk perhitungan debit banjir rencana ada beberapa cara, dan disini saya menghitung dengan menggunakan rumus Rasional.

7. Perencanaan dimensi saluran

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.

(54)

8. Perencanaan Kolam Retensi

Mengevaluasi masing-masing nilai yang dihasilkan dari analisis data sekunder dan merencanakan dimensi kolam retensi.

9. Penggambaran

Setelah dimensi saluran didapatkan dari hasil perhitungan, selanjutnya bentuk saluran digambarkan dengan menggunakan progam AutoCAD.

10.Kesimpulan dan saran

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 10 tahun terakhir yang dapat di peroleh dari Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika Kota Kerinci.

2. Peta adminitrasi Kota Pangkalan Kerinci, pembagian catchment area. 3. Data contour daerah Pangkalan Kerinci.

(55)

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Umum

Kota Pangkalan Kerinci memiliki permasalahan banjir yang disebabkan oleh beberapa faktor antara lain :

Profil Kota Kerinci yang merupakan lintasan air dari perbukitan sebelah atas (yang ditunjuk oleh tanda panah) menuju S. Kampar.

Gambar 4.1 Peta Area Kota Pangkalan Kerinci

Kondisi sungai kerinci sebagai Main Drain kota yang bermasalah pada hilirnya, karena terjadi penyumbatan akibat terbentuknya pulau-pulau di tengah sungai.

KOTA KERINCI

(56)

Gambar 4.2 Terbentuknya pulau pulau di tengah sungai Kerinci

Sampah yang dibuang sembarangan masuk ke saluran, berpotensi untuk menyumbat aliran.

(57)

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 di dalamnya. Keseluruhan faktor diatas dapat memberikan gambaran terhadap besaran curah hujan yang jatuh dan mengalir diatas permukaan tanah.

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

Solusi yang dilakukan untuk mencegah banjir di Kota Pangkalan Kerinci yaitu dengan membuat perencanaan ulang sistem drainase pada setiap jalan sekunder, membuat saluran alternative untuk mengalirkan air dari daerah yang tidak mencukupi kapasitas drainasenya dan merencanakan kolam retensi pada daerah yang rawan banjir dengan lokasi yang dekat dengan sungai Kerinci yaitu di Jalan Sutan Syarif Kasim.

(58)

4.2 Analisa Hidrologi

4.2.1 Analisa Curah Hujan Harian Maksimum

Data curah hujan yang diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika Riau selama 10 tahun terakhir akan dianalisa terhadap 4 (empat) metode analisa distribusi frekuensi hujan yang ada. Data curah hujan selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut ini.

Tabel 4.1 Data Curah Hujan Harian Stasiun Kemang Riau

Thn Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des Har.Maks

2002 21 45 65 99 21 34 34 43 42 35 55 32 99

2003 32 47 76 88 24 54 63 23 22 32 67 45 88

2004 23 40 92 52 60.5 29 44 92 26 76.5 43.5 98 98

2005 29 35 28 58.5 65 29 70 82 46 53 137 68.5 137

2006 20 85 24.5 123 53 44 23 22 78 79 49 37.5 123

2007 45 52 75 55 67 50 58.5 25 47 52 65 71 75

2008 40 85 59 70 24 76 75 30 104 72 61 43.5 104

2009 77 69 59 43 34 61.5 34 69 75 55 49 96 96

2010 78 155 41 176 49.5 82 114 72 165 29 41 85 176

2011 62 25 24 70 50 60 65 50 34 45 83 50 83

(Sumber : BMKG Pekanbaru)

Tabel 4.2 Data Curah Hujan Harian Stasiun Lobuk Agung Riau

Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des Har.Maks

2002 22 34 53 43 45 31 46 35 55 53 21 45 55

2003 54 55 77 74 36 36 85 32 84 43 33 63 85

2004 46 82 36 74 68.5 66 75 33.5 58 61 36 53 82

2005 43 50 96 51 42 77 47.5 30 42 77 85 94 96

2006 66 30 84 87 92 49 15 52 39 25 51 75 92

2007 44 45 36 58 44 40 27 46 38 72 65 54 72

2008 51 44 80 127 40 34 59 31 54 73 35 31 127

2009 37 53 73 55 46 66 43 61 62 56 47 79 79

2010 78 25 44 46 48 132 32 40 77 34 45 78 132

2011 41 16.5 33 42 15 56 29 44 42 62 86 84 86

(59)

Tabel 4.3 Data Curah Hujan Harian Stasiun Lipat Kain Riau Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des Hr.Maks

2002 32 88.5 58 19 25 26.2 70.5 64 66.8 68.5 72.5 57.8 88.5 2003 49 29 89.5 76 35 36 20 54.5 42 31 80.5 44 89.5 2004 40 43 51 39 49 34 30 50 79 46 120 88 120 2005 50 12 41 92 88 45 74 28 64 33.5 29 82.5 92 2006 106 65 64 72 25 83 68 65 75 52.5 76 150 150 2007 106 55 52 73 41 42 75.5 59 79.5 75 85 37 106 2008 44 53 125 75 29 45 23 43 67 68 75 37.5 125 2009 80 104 126 81 111 76 35 75 31 105 75 121.5 125.5 2010 22 30.5 73 74 76 36 430 540 110 25 29 88 540 2011 58 32.5 30 60 61 53 22.5 20.5 20.5 90.5 16 31 90.5 (Sumber : BMKG Pekanbaru)

Tabel 4.4 Data Rata – Rata Curah Hujan Maksimum

Tahun SK SLO SLK

Rata - rata

2002 99 55 88.5 81

2003 88 85 89.5 88

2004 98 82 120 100

2005 137 96 92 108

2006 123 92 150 122

2007 75 72 106 84

2008 104 127 125 119

2009 96 79 125.5 100

2010 176 132 540 283

2011 83 86 90.5 87

(60)

4.2.1.1 Analisa Curah Hujan Distribusi Normal

Tabel 4.5 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Normal No Curah hujan (mm) Xi (X_i−X) (X_i−X)2

1 81 -36.200 1310.440

2 84 -33.200 1102.240

3 87 -30.200 912.040

4 88 -29.200 852.640

5 100 -17.200 295.840

6 100 -17.200 295.840

7 108 -9.200 84.640

8 119 1.800 3.240

9 122 4.800 23.040

10 283 165.800 27489.640

Jumlah 1172 32369.600

X 117.2

S 59.972

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari data-data diatas didapat : X 117.2mm

1172 ₌

Standar deviasi : 59.972

1 10

6 . 32369 1

)

( 2 ₌

− =

− − =

n X X

S i

Tabel 4.6 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Normal

No Periode ulang (T) tahun KT X S Curah hujan (XT) (mm)

1 2 0 117.200 59.972 117.200

2 5 0.84 117.200 59.972 167.576

3 10 1.28 117.200 59.972 193.964

4 25 1.64 117.200 59.972 219.632

5 50 2.05 117.200 59.972 240.142

6 100 2.33 117.200 59.972 256.934

(61)

Berikut hasil analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Normal:

Untuk periode ulang (T) 2 tahun T

T T T

X X

K X X (K S)

S −

= → = + ×

= 117.2 + ( 0 59.972 ) = 117.2 mm

Untuk periode ulang (T) 5 tahun T

T T T

X X

K X X (K S)

S −

= → = + ×

= 117.2 + ( 0.84 59.972 ) = 167.576 mm

Untuk periode ulang (T) 10 tahun T

T T T

X X

K X X (K S)

S −

= → = + ×

= 117.2 + ( 1.28 59.972 ) = 193.964 mm

Untuk periode ulang (T) 25 tahun T

T T T

X X

K X X (K S)

S −

= → = + ×

= 117.2 + ( 1.64 59.972 ) = 219.632 mm

Untuk periode ulang (T) 50 tahun T

T T T

X X

K X X (K S)

S −

= → = + ×

= 117.2 + ( 2.05 59.972 ) = 240.142 mm

Untuk periode ulang (T) 100 tahun T

T T T

X X

K X X (K S)

S −

= → = + ×

= 117.2 + ( 2.33 59.972 ) = 256.934 mm

×

(62)

4.2.1.2 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Normal

Tabel 4.7 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Normal

No Curah hujan (mm)

Xi Log Xi Log(Xi−X)

2 i

Log(X −X)

1 81 1.908 -0.16 0.026

2 84 1.926 -0.14 0.020

3 87 1.937 -0.13 0.017

4 88 1.942 -0.13 0.016

5 100 2.000 -0.07 0.005

6 100 2.001 -0.07 0.005

7 108 2.035 -0.03 0.001

8 119 2.074 0.01 0.000

9 122 2.085 0.02 0.000

10 283 2.451 0.38 0.147

Jumlah 1172 20.4 0.237

117.2 2.04

S 59.972 0.162

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari data-data diatas didapat : X 2.04mm

10 4 .

20 ₌

Standar deviasi : 0.162

1 10 237 . 0 1 ) ( 2 = − = − − = n X X S i

Tabel 4.8 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal

No Periode ulang (T)

tahun KT Log X Log S Log XT

Curah hujan (XT) (mm)

1 2 0 2.04 0.162 2.04 109.65

2 5 0.84 2.04 0.162 2.18 150.08

3 10 1.24 2.04 0.162 2.24 174.27

4 25 1.64 2.04 0.162 2.31 202.37

5 50 2.05 2.04 0.162 2.37 235.87

6 100 2.33 2.04 0.162 2.42 261.89

(Sumber : Hasil Perhitungan)

(63)

Log XT = LogX (K+ _T×S) T = 2 tahun

Log X2 Log X

= 2.04 + (0 × 0.19) 2

= 2.04 2

Log X

= 109.65 mm

T = LogX (K+ T×S) T = 5 tahun

Log X2 Log X

= 2.04 + (0.84 × 0.19) 2

= 2.18 2

Log X

= 150.08 mm

T = LogX (K+ T×S) T = 10 tahun

Log X2 Log X

= 2.04 + (1.24 × 0.19) 2

= 2.24 2

Log X

= 174.27 mm

T = LogX (K+ T×S) T = 25 tahun

Log X2 Log X

= 2.04 + (1.64 × 0.19) 2

= 2.31 2

Log X

= 202.37 mm

T = LogX (K+ T×S) T = 50 tahun

Log X2 Log X

= 2.04 + (2.05 × 0.19) 2

= 2.37 2

Log X

= 235.87 mm

(64)

T = 100 tahun Log X2

Log X

= 2.04 + (2.33 × 0.19) 2

= 2.42

2 = 261.89 mm

4.2.1.3 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Person III

Tabel 4.9 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Person III

No Curah hujan (mm)

Xi Log Xi Log(Xi−X)

2 i

Log(X −X) Log(X_i−X)3

1 81 1.91 -0.128 0.016 -0.0021

2 84 1.93 -0.110 0.012 -0.0013

3 87 1.94 -0.099 0.010 -0.0010

4 88 1.94 -0.094 0.009 -0.0008

5 100 2.00 -0.036 0.001 0.0000

6 100 2.00 -0.035 0.001 0.0000

7 108 2.03 -0.001 0.000 0.0000

8 119 2.07 0.038 0.001 0.0001

9 122 2.09 0.049 0.002 0.0001

10 283 2.45 0.415 0.173 0.0717

Jumlah 1172 20.36 0.226 0.067

X 117.2 2.036

S 59.972 0.159

G 0.80

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari data-data diatas didapat: X 2.036mm

10 36 .

20 ₌

Standar deviasi: 0.159

1 10 226 . 0 1 ) ( 2 = − = − − = n X X S i Koefisien kemencengan: 32 . 2 159 . 0 8 9 067 . 0 10 ) 2 )( 1 ( ) ( 3 3 1 3 = × × × = − − − =

∑

= G S n n X X G n i i

(65)

Tabel 4.10 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Person III

No Periode ulang (T)

tahun K Log X Log S Log XT

Curah hujan (XT (mm)

)

1 2 -0.330 2.036 0.159 _1.984 96.290

2 5 0.574 2.036 0.159 2.127 133.927

3 10 1.284 2.036 0.159 2.239 173.541

4 25 2.240 2.036 0.159 2.391 245.997

5 50 2.970 2.036 0.159 2.507 321.096

6 100 3.705 2.036 0.159 2.623 419.888

(Sumber : Hasil Perhitungan)

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

Log XT = LogX (K+ _T×S) T = 2 tahun

Log X2 Log X

= 2.036 + (-0.33 × 0.159) 2

= 1.984 2

Log X

= 96.290 mm

T = LogX (K+ _T×S) T = 5 tahun

Log X2 Log X

= 2.036 + (0.574 × 0.159) 2

= 2.127 2

Log X

= 133.927 mm

T = LogX (K+ T×S) T = 10 tahun

Log X2 Log X

= 2.036 + (1.284 × 0.159) 2

= 2.239 2

Log X

= 173.541 mm

T = LogX (K+ T×S) T = 25 tahun

(66)

Log X2 Log X

= 2.036 + ( 2.240× 0.159) 2

= 2.391 2

Log X

= 245.977 mm

T = LogX (K+ T×S) T = 50 tahun

Log X2 Log X

= 2.036 + (2.97 × 0.159) 2

= 2.507 2

Log X

= 321.096 mm

T = LogX (K+ T×S) T = 100 tahun

Log X2 Log X

= 2.036+ (3.705 × 0.159) 2

= 2.623

(67)

4.2.1.4 Analisa Curah Hujan Distribusi Gumbel

Tabel 4.11 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Gumbel

No Curah hujan (mm) Xi m P n 1 = + Periode Ulang 1 T P

= (Xi−X)

2 i

(X −X)

1 81 0.09 11.11 -36.37 1322.534444

2 84 0.18 5.56 -32.87 1080.217778

3 87 0.27 3.70 -30.70 942.49

4 88 0.36 2.78 -29.70 882.09

5 100 0.45 2.22 -17.20 295.84

6 100 0.54 1.85 -17.03 290.1344444

7 108 0.64 1.56 -8.87 78.61777778

8 119 0.73 1.37 1.47 2.151111111

9 122 0.82 1.21 4.47 19.95111111

10 283 0.91 1.10 165.47 27379.21778

Jumlah 1172

32293.24

X 117.20

S 59.9010707

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari data-data diatas didapat: X 117.2mm

1172 ₌

Standar deviasi: 59.9

1 10 24 . 32293 1 ) ( 2 = − = − − = n X X S i

Dari tabel 2.4 dan tabel 2.5 untuk n = 10

n n Y 0.4952 S 0.9496 = =

Untuk periode ulang (T) 2 tahun TR

Y =0.3668 TR n

Y Y 0.3668 0.4952

K 0.135

S 0.9496

+ −

= = = −

117.2 ( 0.135 59.9) 109.11

(68)

Untuk periode ulang (T) 5 tahun TR

Y =1.5004 TR n

Y Y 1.5004 0.4952

K 1.06

S 0.9496

− −

= = =

117.2 (1.06 59.9) 180.694

X = +X KS = + × = mm

Untuk periode ulang (T) 10 tahun TR

Y =2.2510 TR n

Y Y 2.2510 0.4952

K 1.85

S 0.9496

+ −

= = =

117.2 (1.85 59.9) 228.01

X = +X KS = + × = mm

Untuk periode ulang (T) 25 tahun TR

Y =2.9709 TR n

Y Y 2.9709 0.4952

K 2.61

S 0.9496

− −

= = =

117.2 (2.61 59.9) 273.54

X = +X KS = + × = mm

Untuk periode ulang (T) 50 tahun TR

Y =3.9028 TR n

Y Y 3.9028 0.4952

K 3.59

S 0.9496

+ −

= = =

117.2 (3.59 59.9) 332.24

X = +X KS = + × = mm

Untuk periode ulang (T) 100 tahun TR

Y =4.6012 TR n

Y Y 4.6012 0.4952

K 4.32

S 0.9496

+ −

= = =

117.2 (4.32 59.9) 375.97

(69)

Tabel 4.12 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel

No Periode ulang (T)

tahun YTR Yn Sn X S K

Curah hujan (XT)

1 2 0.3668 0.4952 0.9496 117.20 59.9 0.91 109.11 2 5 1.5004 0.4952 0.9496 117.20 59.9 2.10 180.69 3 10 2.2510 0.4952 0.9496 117.20 59.9 2.89 228.01 4 25 2.9709 0.4952 0.9496 117.20 59.9 3.65 273.54 5 50 3.9028 0.4952 0.9496 117.20 59.9 4.63 332.24 6 100 4.6012 0.4952 0.9496 117.20 59.9 5.37 375.97 (Sumber : Hasil Perhitungan)

Tabel 4.13 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum

No Periode ulang (T)

tahun Normal Log Normal Log Person III Gumbel

1 2 117.200 109.65 96.290 109.11

2 5 167.576 150.08 133.927 180.69

3 10 193.964 174.27 173.541 228.01

4 25 219.632 202.37 245.997 273.54

5 50 240.142 235.87 321.096 332.24

6 100 256.934 261.89 419.888 375.97

(70)

Dan selanjutnya hasil analisis dapat dilihat pada grafik berikut:

Gambar 4.4 Grafik Curah Hujan Maksimum dan Periode Ulang

4.3 Analisa Frekuensi Curah Hujan

Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Analisa frekuensi diperlukan seri data hujan yang diperoleh dari penakar hujan, baik yang manual maupun otomatis. Analisa frekuensi ini didasarkan pada sifat statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas besaran hujan di masa yang akan datang. Dengan anggapan bahwa sifat statistik kejadian hujan yang akan datang masih sama dengan sifat statistik kejadian hujan masa lalu. Analisa frekuensi curah hujan diperlukan untuk menentukan jenis sebaran (distribusi). Perhitungan analisa frekuensi curah hujan selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.14 berikut ini.

(1)

- Intensitas hujan: 3 2 3 2 49 . 26 49 . 16 24 24 9 . 245 24 24       × × =       × = It t Rt It

It = 1.48 mm/jam - Debit air yang masuk:

Q in

Q = 0.278 . 0.314 . 0.6 . 1.48 . 2.24 = 0.278 CIA

Q = 11.74 m3

Direncanakan alokasi 50 % debit ke kolam retensi /detik

Q = 11.74 x 50% = 5.87 m3

Dari data diatas diperoleh hidrograf aliran masuk seperti di bawah ini: /detik

Gambar 4.6 Hidrograf aliran masuk

Lalu hitung komulatif aliran masuk Qin pada table berikut:

5.87 Q

(2)

Tabel 4.26. Tabel komulatif aliran masuk

t Aliran masuk Rata-rata aliran masuk A Volume

Komulatif volume 2 m^3

0 0 800

10 2,2159 1,10795 800 886,36 886,36

20 4,4319 3,3239 800 2659,12 3545,48

30 5,3908 4,91135 800 3929,08 7474,56

40 4,0257 4,70825 800 3766,6 11241,16

50 2,6606 3,34315 800 2674,52 13915,68

60 1,2955 1,97805 800 1582,44 15498,12

70 0 0,64775 800 518,2 16016,32

80 0 0 800 0 16016,32

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Lalu hitung volume kolam retensi dengan memakai pompa 2m3/detik dan 4 m3 Tabel 4.27. Analisa volume kolam retensi dan keperluan pompa

/detik

Kumulatif Komulatif

Volume Komulatif Pompa Volume Kolam Retensi

Waktu Volume 2

(menit) (m^3) 2 m^3/det 4m^3/det

2 m^3/det

4 m^3/det

0 0 0 0 0

10 886,36 1200 2400 -313,64 -1513,64

20 3545,48 2400 4800 1145,48 -1254,52

30 7474,56 3600 7200 3874,56 274,56

40 11241,16 4800 9600 6441,16 1641,16

50 13915,68 6000 12000 7915,68 1915,68

60 15498,12 7200 14400 8298,12 1098,12

70 16016,32 8400 16800 7616,32 -783,68

80 16016,32 9600 19200 6416,32 -3183,68

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari table dihasilkan volume kolam retensi sebagai berikut:

• Untuk pompa 2 m3/detik maka volume kolam retensinya 8298,12 m3

• Untuk pompa 4 m

/detik maka volume kolam retensinya 1915,68 m3. Maka dimensi kolam retensinya adalah:

(3)

• Dalam =1915, 68 2.39

800 = m

Panjang = 40m Lebar = 20m

Dari hasil perhitungan maka dipakai ukuran kolam retensi 40 x 20 x 2,39 m dengan pompa 4 m3/detik

(4)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

a. Dari analisa frekuensi curah hujan berdasarkan empat jenis distribusi dengan periode ulang 25 tahun diperoleh nilai curah hujan seperti berikut:

- Distribusi Normal R25

- Distribusi Log Normal R

= 219.632 mm

- Distribusi Log Person III R

= 202.37 mm

- Distribusi Gumbel R

= 245.997 mm

b. Nilai curah hujan yang dihgunakan untuk perhitungan intensitas curah hujan = 273.54 mm

adalah nilai curah hujan Distribusi Log Person III periode ulang 25 tahun. c. Dari analisa dimensi saluran ternyata ada beberapa saluran yang tidak mampu menampung debit saluran. Nilai debit saluran lebih kecil dari nilai debit rencana. d. Dari pengamatan dan analisa yang dilakukan pnyebab terjadinya banjir adalah perubahan tata guna lahan sehingga merubah nilai koefisien limpasan, saluran drainase yang tidak terkoneksi dengan baik, penyerobotan bantaran sungai dan kurangnya perawatan drainase secara berkala.

e. Dimensi kolam retensi yang direncanakan 40 m×20 m×2.39 m dengan memakai pompa 4 m3_{/detik dialirkan menuju ke sungai Kerinci}

(5)

5.2 Saran

a. Memperbaiki saluran yang ada agar berfungsi dengan optimal. b. Membuat drainase tambahan apabila ada penambahan jalan baru.

d. Membuat tempat pembuangan sampah yang efektif untuk mencegah di buangnya sampah ke saluran atau sungai.

e. Perlunya penghutanan kembali daerah tangkapan hujan sehingga air hujan dapat diserap oleh pepohonan dan semak belukar

(6)

DAFTAR PUSTAKA

Chow, Ven Te. 1985, Hidrolika Saluran Terbuka. Erlangga. Jakarta.

Eko, Ohan. 2013. Studi Evaluasi Normalisasi Saluran Drainase Tanjung Sadari Krembangan Surabaya. Jurnal Teknik Sipil. Fakultas Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya. Malang.

Gede, I. 2012, Rencana Pengendalian Banjir Tukad Mati Di Kota Denpasar Dengan Retarding Basin (Kolam Retensi). Jurnal Teknik Sipil Program Studi Magister Teknik Sipil, Universitas Udayana. Denpasar.

Hasmar, Halim. 2011, Drainase Terapan. Penerbit UII Pres. Yogyakarta

Kodoatie,Robert.2002, Banjir Beberapa Penyebab dan Metode Pengendaliannya Dalam Perspektif Lingkungan. Pustaka Pelajar. Yogyakarta.

Kamiana, I Made. 2011, Teknik Perhitungan Debit Rencana Bangunan Air. Graha Ilmu. Yogyakarta.

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

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

Soemarto, CD. 1993, Hidrolika Teknik. Erlangga. Jakarta.

Triatmojo, Bambang. 1995, Hidrolika II. Beta Offset. Yokyakarta. Wesli. 2008, Drainase Perkotaan. Graha Ilmu. Yogyakarta.

Wulandari, Yohana Lilis. 2011, Kajian Sistem Drainase Untuk Mengatasi banjir Genangan Studi Kasus Sistem Drainase Jalan Akasia Kota Pangkalan Kerinci. Jurnal Sains dan Teknologi 10, Departemen Teknik Sipil, Universitas Riau. Yudianto, Deddy. 2009, Pemanfaatan Kolam Retensi Dan Sumur Resapan Pada

Sistem Drainase Kawasan Padat Penduduk. Jurnal Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Parahyangan. Bandung.

Perencanaan Sistem Drainase Di Kota Pangkalan Kerinci Kabupaten Pelalawan Riau