Evaluasi Saluran Drainase di Bogor Nirwana Residence Dengan Model EPA SWMM 5.1
EVALUASI SALURAN DRAINASE DI BOGOR NIRWANA RESIDENCE
DENGAN MODEL EPA SWMM 5.1
M. LUTHFI FADHLILLAH
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Evaluasi Saluran
Drainase di Bogor Nirwana Residence dengan Model EPA SWMM 5.1 adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, September 2014
M. Luthfi Fadhlillah
NIM F44100023
ABSTRAK
M. LUTHFI FADHLILLAH. Evaluasi Saluran Drainase di Bogor Nirwana
Residence Dengan Model EPA SWMM 5.1. Dibimbing oleh NORA H.
PANDJAITAN dan ASEP SAPEI
Saluran drainase merupakan saluran yang berfungsi untuk menampung
serta mengalirkan air hujan dan juga limbah cair domestik. Bogor Nirwana
Residence dibangun di atas lahan yang semula merupakan lahan pertanian.
Peralihan dari lahan pertanian ke areal perumahan menyebabkan dampak bagi
kondisi DAS dan daerah sekitarnya. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis
besarnya limpasan yang terjadi di Bogor Nirwana Residence dan mengevaluasi
kapasitas saluran drainase yang ada. Penelitian ini dilaksanakan di Cluster Bukit
Nirwana di Bogor Nirwana Residence dan analisis dilakukan dengan metoda
SWMM. Tahapan yang dilakukan adalah penentuan curah hujan rencana
kemudian mengevaluasi saluran drainase dengan EPA SWMM 5.1. Dari analisis
yang dilakukan, limpasan maksimum terjadi di Bukit Nirwana 1 pada S8 dan
limpasan minimum terjadi di Bukit Nirwana 2 pada S7. Debit maksimum pada
saluran outlet di Bukit Nirwana 1 sebesar 1355,97 lt/dt dan Bukit Nirwana 2
sebesar 556,77 lt/dt. Secara keseluruhan, jaringan drainase pada kawasan tersebut
memadai.
Kata kunci : curah hujan, evaluasi, limpasan, model SWMM, saluran drainase
M. LUTHFI FADHLILLAH. Evaluation of Drainage System in Bogor Nirwana
Residence Using EPA SWMM 5.1. Supervised by NORA H. PANDJAITAN and
ASEP SAPEI
ABSTRACT
Drainage channel was designed to collect and drain the rainfall excess and
domestic waste. Bogor Nirwana Residence had made landuse change in the area,
which influenced watershed hydrology condition, reduced infiltration, and
increased runoff. The purpose of this research were to analyze runoff at Bogor
Nirwana Residence and to evaluate existing drainage channel capacity. The
research was conducted at Bogor Nirwana Residence. Evaluation of rainfall and
drainage channel was made using EPA SWMM 5.1. After analyses the result
showed that maximum runoff was in Bukit Nirwana 1 at S8, and minimum runoff
was in Bukit Nirwana 2 at S7. Maximum discharge at Bukit Nirwana 1 outlet was
1355.97 lt/sec and in Bukit Nirwana 2 was 556.77 lt/sec. In general, the capacity
of drainage channel were good and the drainage network can drain well.
Keyword : drainage channel, evaluation, precipitation, runoff, SWMM model
EVALUASI SALURAN DRAINASE DI BOGOR NIRWANA RESIDENCE
DENGAN MODEL EPA SWMM 5.1
M. LUTHFI FADHLILLAH
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2014
Judul Skripsi : Evaluasi Saluran Drainase di Bogor Nirwana Residence Dengan
Model EPA SWMM 5.1
Nama
: M. Luthfi Fadhlillah
NIM
: F44100023
Disetujui oleh
Dr. Ir. Nora H. Pandjaitan, DEA
Pembimbing I
Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M. Agr
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan hidayahNya sehingga penelitian yang berjudul “Evaluasi Saluran
Drainase di Bogor Nirwana Residence dengan Model EPA SWMM 5.1” dapat
diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Maret sampai Juni 2014.
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Dr. Ir. Nora H. Pandjaitan, DEA
dan Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS selaku pembimbing yang telah memberikan
arahan dan bimbingan dalam penyusunan ini, serta Dr. Ir. Erizal, M. Agr selaku
dosen penguji. Juga kepada kedua orang tua, Bapak Andriyan Anwar dan Ibu
Shanty Chairani, Sari Ramadhani Fajriah, Trisna Darapuspa yang selalu
memberikan dorongan dan semangat dalam penyusunan karya ilmiah ini, serta
teman-teman Teknik Sipil dan Lingkungan angkatan 2010.
Karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, diharapkan
saran dan kritik untuk perbaikan penulisan selanjutnya. Semoga ide yang
disampaikan dalam karya ilmiah ini dapat tersampaikan dengan baik dan
memberikan manfaat bagi yang membutuhkan.
Bogor, September 2014
M. Luthfi Fadhlillah
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
x
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR LAMPIRAN
x
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
Manfaat Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Drainase Perkotaan
2
EPA SWMM
3
METODOLOGI PENELITIAN
4
Waktu dan Tempat
4
Bahan dan Peralatan
4
Pelaksanaan
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
9
Keadaan Umum Bogor Nirwana Residence
9
Analisis Curah Hujan Rencana
9
Evaluasi Saluran Drainase dengan Model SWMM 5.1
11
SIMPULAN DAN SARAN
19
DAFTAR PUSTAKA
20
LAMPIRAN
21
RIWAYAT HIDUP
25
DAFTAR TABEL
1 Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun Katulampa
2 Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana
3 Hasil Perbandingan Parameter Distribusi Probabilitas
4 Karakteristik Subcatchment Cluster Bukit Nirwana 2
5 Karakteristik Subcatchment Cluster Bukit Nirwana 1
6 Hasil Simulasi Limpasan Bukit Nirwana 1
7 Hasil Simulasi Limpasan Bukit Nirwana 2
10
10
11
11
12
15
15
DAFTAR GAMBAR
1 Pola Jaringan Grid Iron
2 Peta Lokasi Penelitian
3 Diagram Alir Penelitian
4 Peta Situasi Bogor Nirwana Residence
5 Hasil Pemodelan Jaringan Drainase di Bukit Nirwana 1
6 Hasil Pemodelan Jaringan Drainase di Bukit Nirwana 2
7 Simulasi curah hujan (mm) dan durasi (jam)
8 Besar limpasan terhadap waktu pada Subcatchment 1
9 Besar limpasan terhadap waktu pada Subcatchment
10 Profil aliran pada node J16 – Out1 Bukit Nirwana 1
11 Profil aliran pada node J6 – Out1 Bukit Nirwana 2
12 Debit aliran pada saluran C19 sampai C41 di Bukit Nirwana 1
13 Debit aliran pada saluran C11 sampai C22 di Bukit Nirwana 2
3
4
8
9
13
14
14
16
16
17
18
18
19
DAFTAR LAMPIRAN
1 Masterplan Bogor Nirwana Residence
2 Peta topografi Bogor Nirwana Residence
3 Dimensi saluran drainase pada Cluster Bukit Nirwana
21
22
23
2
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pembangunan suatu gedung atau infrastruktur harus memperhatikan pula
ketersediaan infrastruktur pendukung seperti saluran drainase sebagai salah satu
yang dibutuhkan. Dengan demikian aktivitas dan kenyamanan pengguna dapat
terjamin dan menghindari adanya kerusakan pada infrastruktur itu sendiri.
Kelebihan air hujan dapat menimbulkan masalah seperti banjir atau genangan air,
sehingga diperlukan adanya saluran drainase yang memadai, yang berfungsi
menampung air hujan dan mengalirkannya ke badan sungai.
Saluran drainase yang dibuat pada sisi kanan dan kiri jalan berfungsi untuk
menampung serta mengalirkan air hujan dan juga limbah cair. Umumnya air hujan
akan masuk ke dalam tanah melalui proses infiltrasi, tetapi sebagian lainnya
menjadi limpasan. Air hujan yang menjadi limpasan dan tidak tertampung pada
saluran drainase akan menimbulkan genangan. Jaringan drainase didesain agar
limpasan dapat secepat mungkin dibuang ke sungai.
Bogor Nirwana Residence (BNR) merupakan perumahan yang terletak di
kaki Gunung Salak. Kawasan BNR dibangun di atas lahan yang semula
merupakan lahan pertanian. Kawasan BNR yang luasnya sekitar 1000 ha ini
termasuk dalam daerah tangkapan air di Daerah Aliran Sungai (DAS) Cipinang
Gading, Bogor. Daerah BNR memiliki ketinggian 250-400 m dpl dengan
kemiringan sebagian besar antara 8-15%. Kontur permukaan bervariasi mulai
datar sampai sangat curam. Keunikan topografi perbukitan membentuk alur-alur
bukit terjal mengikuti punggung bukit. Alih fungsi lahan dari lahan pertanian ke
areal perumahan menyebabkan dampak bagi kondisi DAS dan daerah sekitarnya.
Berkurangnya lahan terbuka yang menjadi areal perumahan akan
menyebabkan limpasan di kawasan tersebut menjadi besar karena limpasan yang
berasal dari curah hujan tidak dapat terinfiltrasi dan harus dialirkan ke saluran
drainase. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi kesesuaian
saluran drainase pada perumahan tersebut dengan menggunakan model EPA
SWMM 5.1. Model ini digunakan untuk menganalisis permasalahan limpasan di
daerah perkotaan.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan menganalisis besaran limpasan yang terjadi dan
kesesuaiannya dengan jaringan drainase yang ada di kawasan Bogor Nirwana
Residence.
2
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat Memberikan informasi bagi pengembang
Bogor Nirwana Residence mengenai kondisi jaringan drainase yang ada pada
saat penelitian dan sebagai informasi untuk pengelola perumahan dalam
merencanakan dan memelihara jaringan drainase yang baik
TINJAUAN PUSTAKA
Drainase Perkotaan
Kata drainase (drainage) berasal dari kata kerja to drain, yang berarti
mengeringkan atau mengalirkan air. Terminologi ini digunakan untuk
menjelaskan sistem-sistem yang berkaitan dengan penanganan masalah kelebihan
air, baik di atas maupun di bawah permukaan tanah. Drainase perkotaan adalah
ilmu drainase yang mengkhususkan pengkajian pada kawasan perkotaan dan erat
kaitannya dengan kondisi lingkungan fisik dan lingkungan sosial budaya yang
ada. Drainase perkotaan merupakan sistem pengeringan dan pengaliran air di
wilayah perkotaan yang meliputi : pemukiman, kawasan industri dan
perdagangan, sekolah, rumah sakit, lapangan olahraga, serta tempat lainnya.
Menurut letaknya, saluran drainase dapat dibedakan atas saluran drainase
di permukaan tanah yang berfungsi untuk mengalirkan air limpasan permukaan,
dan saluran drainase di bawah permukaan tanah, yaitu saluran drainase yang
berfungsi untuk mengalirkan air limpasan permukaan melalui media di bawah
permukaan tanah (pipa-pipa). Menurut konstruksinya saluran drainase dapat
dibedakan atas saluran terbuka dan saluran tertutup. Jaringan saluran drainase
terdiri dari saluran drainase primer, saluran drainase sekunder, dan saluran
drainase tersier (Hasmar 2011).
Pola jaringan drainase yang dibuat untuk daerah dimana sungainya terletak
di pinggir kota disebut grid iron. Aliran yang berasal dari saluran-saluran cabang
dikumpulkan dulu pada saluran pengumpul lalu kemudian dialirkan ke sungai.
3
Gambar 1. Pola Jaringan Grid Iron
Environmental Protection Agency Storm Water Management Model
(EPA SWMM)
EPA SWMM adalah, model yang digunakan untuk merencanakan,
menganalisis dan mendesain sistem drainase pada area perkotaan berdasarkan
limpasan air hujan yang terjadi. Menurut Rossmann (2004), SWMM adalah model
simulasi dinamis dari hubungan antara curah hujan dan limpasan (rainfall-runoff).
Model ini digunakan untuk mensimulasikan kejadian hujan tunggal atau
berkelanjutan dalam waktu lama, baik berupa volume limpasan maupun kualitas
air, terutama pada suatu daerah perkotaan.
Dengan model SWMM dapat diketahui volume dan kualitas limpasan
yang diteruskan dari masing – masing subcatchment, termasuk kecepatan aliran,
kedalaman aliran, dan kualitas air pada masing – masing pipa dan saluran selama
periode simulasi yang terdiri dari berbagai tahapan waktu. Model SWMM
menganalisis berbagai proses hidrologis yang mempengaruhi limpasan dari daerah
perkotaan, yaitu curah hujan dengan variasi waktu, evaporasi permukaan air,
akumulasi salju dan mencairnya, curah hujan di daerah tampungan, infiltrasi dari
curah hujan yang masuk ke lapisan tanah tidak jenuh air, perkolasi dan infiltrasi
ke dalam lapisan air tanah, aliran bawah antara air tanah, dan sistem drainase.
Aplikasi model SWMM ini dapat digunakan untuk beberapa hal antara
lain perencanaan dan dimensi jaringan pembuang untuk pengendalian banjir, serta
perencanaan daerah penahan sementara untuk pengendalian banjir. Selain itu
hasilnya juga dapat digunakan untuk pemetaan daerah genangan banjir.
4
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret-Juli 2014. Saluran drainase
yang dianalisis adalah saluran drainase yang berada di perumahan Bogor Nirwana
Residence yang terletak di selatan kota Bogor yang termasuk dalam tiga kelurahan
yaitu Kelurahan Mulyaharja, Kelurahan Ranggamekar dan Kelurahan Pamoyanan.
Gambar 2. Peta Lokasi Penelitian (Google)
Bahan dan Peralatan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data primer dan data
sekunder. Data primer bersumber dari observasi lapangan dan pengukuran secara
langsung di lapangan. Data sekunder yang digunakan berupa data intensitas hujan
harian maksimum 10 tahun di daerah Bogor, peta tutupan lahan, peta masterplan
perumahan, dan peta topografi. Alat yang digunakan, yaitu notebook, alat tulis,
kalkulator, dan software EPA SWMM 5.1.
Pelaksanaan
Adapun langkah–langkah yang dilakukan pada penelitian ini adalah :
a. Pengumpulan data
Data yang dibutuhkan berupa data primer dan data sekunder. Data primer
dikumpulkan melalui survei yang dilakukan di wilayah penelitian. Data primer
yang diperlukan adalah kondisi jaringan drainase pada saat penelitian yang
meliputi jenis saluran, dimensi saluran, elevasi saluran dan batas daerah
tangkapan air untuk setiap subcatchment. Pengumpulan data sekunder bertujuan
5
untuk mendapatkan data-data yang dibutuhkan dalam menganalisis saluran
drainase yang ada di tempat penelitian. Data sekunder meliputi data curah hujan
harian tahun 2003 – 2012 yang diperoleh dari BMKG, peta tutupan lahan, dan
peta masterplan Bogor Nirwana Residence.
b. Pengolahan data
Data curah hujan diperoleh dari rain gauge untuk satu atau lebih
subcatchment area di daerah studi. Pada EPA SWMM tinggi genangan atau
limpasan hujan pada masing – masing subcatchment dihitung dengan persamaan 1
(Rossman 2004).
DI = Dt + Rt ............................................................. (1)
Keterangan :
DI = kedalaman air setelah hujan (mm)
Dt = kedalaman air pada sub DAS pada saat waktu t (mm)
Rt = intensitas hujan pada interval waktu t (mm/jam)
Setiap subcatchment dapat dibedakan atas impervious area (kedap air) dan
pervious area (dapat dilalui air). Daerah impervious dapat dibedakan atas
depression storage dan non depression storage. Untuk menghitung infiltrasi pada
bagian pervious digunakan metode Green Ampt (Persamaan 2). Menurut Rohmat
(2009), metode Green Ampt merupakan fungsi dari parameter hidraulik tanah,
yaitu permeabilitas, suction head, dan kelembaban tanah. Parameter – parameter
tersebut mempunyai hubungan erat dengan karakteristik fisik tanah.
F
F Kt ln 1
……………………………………(2)
F = infiltrasi kumulatif (cm)
= suction head (cm air)
= selisih antara porositas dengan kandungan air awal
K = permeabilitas tanah (cm/jam)
Debit outflow dari limpasan subcatchment dihitung dengan persamaan (3)
dan (4) :
v = 1/n R2/3 S 1/2 ...........................................................(3)
Q = v A .......................................................................(4)
Keterangan :
v = kecepatan (m/det)
; A = luas penampang saluran (m2)
6
n = koefisien Manning
; Q = debit (m3/det)
S = kemiringan lahan
; R = jari-jari hidrolik (m)
Conduit adalah pipa atau saluran yang menyalurkan air dari satu node ke
node yang lain. Bentuk melintang dari saluran dapat dipilih dari beberapa
macam bentuk standar yang disediakan SWMM. Menurut Rossman (2004),
SWMM menggunakan persamaan (3) dan (4) untuk menghitung debit pada
conduit.
Junction adalah node – node sistem drainase yang berfungsi untuk
menggabungkan satu saluran dengan saluran yang lain. Outfall node adalah
titik pemberhentian dari sistem drainase yang digunakan untuk menentukan
batas hilir (downstream).
c. Analisis data (Ningsih 2013)
1. Daerah Pervious dan Impervious
Analisis ini dilaksanakan dengan melakukan ground check untuk melihat
daerah yang dapat dilalui air melalui infiltrasi (pervious) dan daerah yang tidak
dapat melewatkan air (impervious). Setelah itu dapat dihitung persentase area
pervious dan impervious untuk setiap subcatchment, sebagai input data dalam
subcatchment.
2. Nilai Curah Hujan Rencana
Nilai curah hujan rencana merupakan nilai input pada time series untuk rain
gauge. Analisis frekuensi dilakukan dengan menggunakan teori probability
distribution, seperti Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log
Pearson III dan Distribusi Gumbel. Selanjutnya untuk penentuan jenis
distribusi yang digunakan dilakukan uji kecocokan berdasarkan Uji Chi
Kuadrat.
3. Model SWMM
a) Pembagian subcatchment
Langkah awal dalam penggunaan SWMM adalah pembagian
subcatchment berdasarkan pada area penelitian. Pembagian tersebut dilakukan
berdasarkan pada elevasi lahan dan pergerakan limpasan ketika terjadi hujan.
b) Pembuatan model jaringan
Pembuatan model jaringan dilakukan berdasarkan sistem jaringan drainase
yang ada di lapangan. Model jaringan ini terdiri dari subcatchment, node
junction, conduit, outfall node, dan raingauge. Setelah diperoleh model
jaringan selanjutnya dimasukkan semua nilai parameter yang dibutuhkan untuk
semua properti tersebut.
c) Simulasi Respon Aliran pada Time Series
Simulasi respon aliran pada time series dilakukan untuk melihat respon
debit aliran terhadap waktu berdasarkan sebaran curah hujan. Nilai yang
7
dimasukkan adalah nilai sebaran curah hujan terhadap waktu dengan total nilai
sesuai dengan curah hujan rancangan hasil dari analisis hidrologi.
d) Simulasi model
Simulasi ini dilakukan setelah model jaringan drainase dan semua
parameter berhasil dimasukkan. Simulasi dikatakan berhasil jika continuity
error < 10 %. Dalam simulasi SWMM debit banjir dihitung dengan cara
memodelkan suatu sistem drainase. Aliran permukaan per unit area (Q) terjadi
jika air yang ada didalam tanah mencapai maksimum dan tanah menjadi jenuh.
Menurut Santya dan Haikhal (2007), nilai Q dapat dihitung dengan Persamaan
(5). Selanjutnya limpasan yang terjadi (Q) akan mengalir melalui conduit atau
saluran yang ada.
Q = W 1/n (d – dp)2/3 S1/2 ................................(5)
Keterangan :
Q = debit aliran yang terjadi (m3/det)
W = lebar subcatchment (m)
n = koefisien kekasaran Manning
d = kedalaman air (m)
dp = kedalaman air tanah (m)
S = kemiringan subcatchment
e) Output SWMM
Output dari simulasi ini antara lain runoff quantity continuity, flow routing
continutiy, highest flow instability indexes, routing time step, subcatchment
runoff, node depth, node inflow, node surcharge, node flooding, outfall
loading, link flow, dan conduit surcharge yang disajikan dalam laporan statistik
simulasi rancangan.
f) Visualiasi hasil
Visualisasi hasil yang ditampilkan berupa jaringan hasil output dari
simulasi, profil aliran dari beberapa saluran utama dan yang diketahui
tergenang, dan grafik aliran yang terjadi pada saluran.
d. Studi pustaka
Metode studi pustaka dilakukan untuk mendapatkan informasi yang
dibutuhkan dalam menganalisis permasalahan yang diteliti. Studi pustaka ini
dapat diperoleh dalam bentuk publikasi ilmiah atau jurnal, laporan penelitian
yang berkaitan dengan permasalahan, dan buku-buku yang menerangkan
tentang aspek yang digunakan dalam menganalisis permasalahan.
8
`
Mulai
Data Primer :
Data Sekunder :
1. Data curah hujan
2. Peta masterplan
3. Peta tutupan lahan
4. Peta Topografi
Dimensi dan elevasi
saluran drainase
`
Nilai curah hujan
rencana
SWMM
Daerah Pervious
dan Impervious
Modifikasi
sistem drainase
1. Volume limpasan
2. Profil aliran
Kesesuaian
saluran drainase
dengan debit
banjir
Ya
Tidak
Ya
Selesai
Gambar 3. Diagram Alir Penelitian
9
HASIL DAN PEMBAHASAN
Keadaan Umum Bogor Nirwana Residence
Bogor Nirwana Residence (BNR) termasuk dalam tiga kelurahan yaitu
Kelurahan Mulyaharja, Kelurahan Ranggamekar dan Kelurahan Pamoyanan.
Lokasi perumahan ini berada di kaki Gunung Salak dengan kontur bervariasi dan
dilewati Sungai Cipinang Gading dan Sungai Cileungsir. Aliran sungai ini sejajar
dengan Sungai Cisadane yang mengalir dari kaki Gunung Salak ke arah Timur
laut, dan membelok ke Utara untuk selanjutnya bermuara di Sungai Cisadane.
Gambar 4. Peta Situasi Bogor Nirwana Residence
Daerah BNR memiliki ketinggian 250-400 m dpl dengan kemiringan
sebagian besar antara 8-15%. Kontur permukaan bervariasi mulai dari datar
sampai sangat curam. Bogor Nirwana Residence memiliki luas sekitar 1000 ha.
Lokasi yang diamati adalah Cluster Bukit Nirwana. Luas Cluster Bukit 1 sebesar
8,83 ha dan Cluster Bukit 2 sebesar 4,43 ha. Cluster Bukit Nirwana memiliki dua
outlet yang mengalir ke arah Sungai Cipinang Gading dan bermuara di Sungai
Cisadane.
Berdasarkan pengamatan lapangan, presentase lahan terbangun lebih
banyak daripada lahan bervegetasi, sehingga air hujan yang terinfiltrasi ke tanah
sedikit dan sisanya menjadi limpasan. Saluran drainase pada cluster ini berbentuk
persegi. Cluster Bukit Nirwana 1 membangun saluran pada tiap rumah dengan
dimensi lebar 30 cm dan tinggi 40 cm, serta saluran pengumpul yang berdimensi
lebar 60 cm dan tinggi 80 cm. Cluster Bukit Nirwana 2 memiliki saluran pada tiap
rumah yang berdimensi lebar 30 cm dan tinggi 40 cm, sedangkan saluran
pengumpul memiliki lebar 40 cm dan tinggi 70 cm. Pada kompleks perumahan
ini, panjang saluran berkisar antara 30 – 300 m tergantung dari jaringan dan
daerah tangkapan. Saluran terbuat dari beton dengan permukaan halus sehingga
nilai Manning yang dipakai sebesar 0.01.
10
Analisis Curah Hujan Rencana
Analisis ini dilakukan untuk mendapatkan besar nilai curah hujan rencana
yang akan dijadikan sebagai nilai input pada time series Rain Gauge pada
SWMM. Data curah hujan yang dipakai adalah data curah hujan harian
maksimum tahun 2003-2012 yang didapatkan dari Badan Meteorologi,
Klimatologi, dan Geofisika (BMKG). Data curah hujan yang dipakai dapat dilihat
pada Tabel 1.
Tabel 1. Curah Hujan Harian Maksimum di Stasiun Katulampa
Tahun
Curah Hujan Harian Maksimum (mm)
2003
129
2004
109
2005
111
2006
73
2007
172
2008
166
2009
112
2010
145
2011
102
2012
136
Sumber : BMKG Kota Bogor
Berdasarkan data curah hujan harian maksimum 2003-2012 (Tabel 1)
dihitung nilai hujan rencana dengan menggunakan distribusi probabilitas. Setelah
itu, dilakukan perbandingan koefisien kepencengan (Cs) dan koefisien kurtotsis
(Ck) untuk menentukan jenis probabilitas yang sesuai. Hasil perbandingan kedua
parameter dapat dilihat pada Tabel 3. Hasil perbandingan parameter tersebut akan
menentukan jenis distribusi yang digunakan. Jenis distribusi probabilitas yang
sering digunakan adalah Gumbel, Normal, Log Normal dan Log Pearson III. Hasil
perhitungan dengan distribusi probabilitas dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Analisis Frekuensi Curah Hujan Rencana
Periode
Analisa Frekuensi Curah Hujan Rencana (mm)
Ulang (thn)
Normal
Log Normal
Log Pearson III
Gumbel
2
125,5
122,1
125,1
121,2
5
150,9
151,1
151,7
157,4
10
164,3
169,0
165,7
181,4
25
177,3
188,5
180,2
211,7
50
187,6
205,5
189,4
234,1
11
Tabel 3. Hasil Perbandingan Parameter Distribusi Probabilitas
No Distribusi
Persyaratan
Hasil Perhitungan
1 Gumbel
Cs ≤ 1,14
0,183
Ck ≤ 5,4
3,665
2 Normal
Cs = 0
0,183
2
Cs = 3 Cv + Cv
3 Log Normal
Cs = 0,8325
0,791
4 Log Pearson III Cs ≠ 0
0,183
Dari hasil perbandingan parameter distribusi probabilitas (Tabel 3), yang
memenuhi kriteria adalah distribusi Gumbel dan distribusi Log Pearson III. Kedua
metode ini kemudian diuji dengan Uji Smirnov – Kolmogorov. Setelah diuji,
distribusi Normal dan Gumbel memberikan hasil Dmax = 0,403. Distribusi Log
Normal dan Log Pearson III memberikan hasil Dmax = 1,41. Berdasarkan hasil
uji ini dibandingkan dengan Do = 0,41, distribusi Gumbel dapat dipakai karena
Dmax < Do. Mengacu pada Tabel 2, maka curah hujan rencana yang dipakai
adalah 157,4 mm. Nilai tersebut didapat dari periode ulang 5 tahun untuk drainase
saluran pada daerah tangkapan air yang luasnya kurang dari 10 ha (KEMENPU
2011).
Evaluasi Saluran Drainase dengan Model SWMM 5.1
1) Pembagian Subcatchment
Cluster Bukit Nirwana 1 terbagi atas 20 subcatchment, sedangkan Cluster
Bukit Nirwana 2 memiliki 9 subcatchment yang dibagi menurut arah aliran dan
elevasi. Sebagian besar subcatchment memiliki daerah impervious sekitar 80%
karena area jalan dilapisi beton dan sedikit daerah pervious yang berupa halaman
rumah dan taman. Nilai karateristik subcatchment dapat dilihat pada Tabel 4 dan
5.
Tabel 4. Nilai Karakteristik Subcatchment pada Cluster Bukit Nirwana 2
Subcatchment
Luas
Saluran
Lahan
Lahan
Pengeluaran Impervious (%) Pervious (%)
(ha)
S1
0,51
C22
88
12
S2
0,18
C17
80
20
S3
0,22
C12
90
10
S4
0,22
C13
90
10
S5
0,22
C14
90
10
S6
0,24
C5
80
20
S7
0,11
C15
90
10
S8
0,15
C8
90
10
S9
0,16
C9
83
17
12
Tabel 5. Nilai Karakteristik Subcatchment pada Cluster Bukit Nirwana 1
Subcatchment
Luas
Saluran
Lahan
Lahan
(ha)
Pengeluaran Impervious (%) Pervious (%)
S1
0,19
C16
40
60
S2
0,16
C15
80
20
S3
0,19
C6
82
18
S4
0,19
C7
82
18
S5
0,19
C8
82
18
S6
0,14
C9
50
50
S7
0,52
C17
85
15
S8
0,75
C19
80
20
S9
0,26
C33
83
17
S10
0,17
C31
85
15
S11
0,18
C32
85
15
S12
0,19
C35
85
15
S13
0,17
C37
85
15
S14
0,17
C42
85
15
S15
0,16
C43
85
15
S16
0,45
C47
81
19
S17
0,12
C49
83
17
S18
0,15
C50
83
17
S19
0,37
C51
79
21
S20
0,19
C44
88
12
2) Pembuatan Model Jaringan
Pemodelan jaringan merupakan hal utama dalam simulasi dengan SWMM.
Sistem jaringan drainase yang ada di lapangan dimodelkan ke dalam SWMM
menjadi beberapa bagian. Karakteristik jaringan drainase yang dimasukkan ke
dalam pemodelan adalah subcatchment area, junction, conduit, dan outfall nodes.
Kawasan Bukit Nirwana 1 memiliki 20 subcatchment, 46 junction, 46 conduit,
dan 1 outfall node. Kawasan Bukit Nirwana 2 terdiri dari 9 subcatchment,16
junction, 16 conduit, dan 1 outfall node. Hasil pemodelan dari jaringan drainase
pada SWMM untuk kedua kawasan dapat dilihat pada Gambar 4 dan 5.
3) Simulasi Aliran pada Time Series
Langkah selanjutnya adalah pemodelan simulasi aliran. Simulasi aliran ini
dilakukan dengan menggunakan data curah hujan rencana yang didapat dari
analisis sebelumnya yaitu 157,4 mm. Menurut Ningsih (2013), curah hujan
disimulasikan dengan menggunakan penelitian yang telah dilakukan oleh Darmadi
(1993 dalam Ningsih 2013). Untuk DAS Cisadane lama waktu efektif hujan
adalah 2 jam. Hasil yang didapat dari simulasi ditunjukkan pada Gambar 6.
13
Gambar 5. Hasil Pemodelan Jaringan Drainase di Bukit Nirwana 1
14
Gambar 6. Hasil Pemodelan Jaringan Drainase di Bukit Nirwana 2
Gambar 7. Simulasi curah hujan (mm) dan durasi (jam)
Dari simulasi yang dilakukan didapatkan hasil kualitas simulasi pada Bukit
Nirwana 1 untuk limpasan dan penelusuran aliran masing-masing -0,19% dan 0,07%. Kemudian untuk Bukit Nirwana 2 hasil kualitas simulasi untuk limpasan
dan penelusuran alirannya masing-masing -0,11% dan -0,03%. Menurut Rossman
(2004), jika continuity error mencapai 10%, maka analisisnya diragukan. Maka
dari hasil simulasi yang didapat termasuk baik. Dari total hujan 157 mm, tiap
15
subcatchment menunjukkan bahwa total infiltrasi cukup kecil (antara 1,24 – 2,32
mm pada Bukit Nirwana 1 dan antara 0,91 – 1,9 mm pada Bukit Nirwana 2) per
subcatchment dan sisanya menjadi limpasan. Hal ini disebabkan karena sebagian
besar merupakan lahan impervious. Hasil simulasi limpasan yang terjadi pada tiap
subcatchment disajikan pada Tabel 6 dan 7.
Tabel 6. Hasil Simulasi Limpasan pada Bukit Nirwana 1
Subcatchment Total Hujan Total
Total
(mm)
Infiltrasi
Limpasan
(mm)
(mm)
S1
157
6,79
147,62
S2
157
2,10
152,09
S3
157
1,90
152,30
S4
157
1,90
152,30
S5
157
1,90
152.30
S6
157
5,47
148,84
S7
157
1,65
152,68
S8
157
2,32
152,11
S9
157
1,81
152,41
S10
157
1,56
152,63
S11
157
1,57
152,63
S12
157
1,57
152,63
S13
157
1,56
152,63
S14
157
1,56
152,63
S15
157
1,56
152,62
S16
157
2,11
152,21
S17
157
1,76
152,42
S18
157
1,77
152,41
S19
157
2,31
151,97
S20
157
1,24
152,95
Limpasan
puncak
(lt/dt)
51,83
44,21
52,53
52,53
52,53
38,34
143,83
207,04
71,89
47,04
49,81
52,58
47,04
47,04
44,28
124,32
33,19
41,49
102,16
52,62
Tabel 7. Hasil Simulasi Limpasan Bukit Nirwana 2
Subcatchment Total Hujan Total
Total
(mm)
Infiltrasi
Limpasan
(mm)
(mm)
S1
157
1,15
156,09
S2
157
1,88
155,21
S3
157
0,92
156,14
S4
157
1,24
155,84
S5
157
1,25
155,87
S6
157
1,90
155,23
S7
157
1,22
155,82
S8
157
0,91
156,14
S9
157
1,58
155,49
Limpasan
puncak
(lt/dt)
141,31
49,80
61,00
60,96
60,95
66,39
30,48
41,59
44,29
16
Besarnya total limpasan pada setiap subcatchment berbeda-beda karena
perbedaan luas area impervious pada tiap subcatchment. Semakin besar area
impervious, maka semakin besar curah hujan menjadi limpasan. Besarnya
limpasan puncak tiap subcatchment menggambarkan nilai debit limpasan puncak
sesuai dengan curah hujan yang terjadi. Dari Tabel 6, limpasan puncak paling
tinggi pada Bukit Nirwana 1 terdapat pada subcatchment 8 dan pada Bukit
Nirwana 2 terdapat pada subcatchment 1 (Tabel 7). Hal ini disebabkan
subcatchment-nya cukup luas dan luas area impervious-nya sebesar 80%.
Pergerakan debit limpasan terhadap waktu untuk subcatchment 1 dan 8 dapat
dilihat pada Gambar 7 dan 8.
Gambar 8. Besar limpasan terhadap waktu pada Subcatchment 1
Gambar 9. Besar limpasan terhadap waktu pada Subcatchment 8
17
Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada pukul 01.30 mulai terjadi
limpasan puncak pada setiap subcatchment seperti yang ditunjukkan pada Tabel 6
dan 7. Pada Bukit Nirwana 1 dan 2 tidak terdapat saluran dan node yang meluap
karena saluran pada perumahan tersebut sesuai dengan curah hujan rencana yang
terjadi pada daerah tersebut. Hasil simulasi menunjukkan pada pukul 01.15, pada
setiap subcatchment mulai terjadi limpasan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 6
dan 7. Kemudian pukul 02.05 limpasan permukaan pada setiap subcatchment
mulai berkurang. Limpasan terjadi karena kawasan perumahan kurang memiliki
lahan terbuka dan didominasi oleh area impervious yang kurang dapat menyerap
air melalui infiltrasi.
Hasil simulasi pada pukul 01.15 menunjukkan elevasi air tertinggi di
saluran C19, C21, dan C46. Saluran-saluran tersebut terletak pada node J16
sampai Out1 di Bukit Nirwana 1. Saluran ini tidak meluap karena limpasan air
dapat tertampung oleh dimensi saluran yang ada. Garis putus-putus pada profil
aliran (Gambar 9 dan 10) menggambarkan perbedaan kedalaman node pada tiap
saluran. Pada Gambar 10 dan 11 dapat dilihat profil aliran dari saluran pengumpul
tiap cluster menuju saluran outlet.
Gambar 10. Profil aliran pada node J16 – Out1 di Bukit Nirwana 1
Selain itu pada Gambar 12 dan 13 ditunjukkan grafik debit aliran pada
saluran pengumpul (sebagai hasil simulasi) yang mengalir menuju outlet. Debit
aliran yang paling tinggi terjadi pada saluran outlet yaitu saluran C7 pada Bukit
Nirwana 2 (Gambar 12) dan C46 pada Bukit Nirwana 1 (Gambar 11) . Hal ini
terjadi karena debit yang dialirkan pada saluran outlet merupakan debit gabungan
dari limpasan yang tidak terinfiltrasi pada setiap subcatchment sehingga debit
paling tinggi terdapat pada saluran outlet. Debit maksimum pada saluran C7
sebesar 556,77 lt/dt dan debit maksimum pada saluran C46 sebesar 1355,97 lt/dt.
Debit aliran berangsur turun terhadap waktu. Pada Gambar 11 dan 12 dapat
18
digambarkan bahwa jaringan drainase pada kawasan tersebut baik dan pada setiap
saluran
dapat
menampung
debit
limpasan
maksimum.
Gambar 11. Profil aliran pada node J6 – Out1 di Bukit Nirwana 2
Gambar 12. Debit aliran pada saluran C19 sampai C41 di Bukit Nirwana 1
19
Gambar 13. Debit aliran pada saluran C11 sampai C22 di Bukit Nirwana 2
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
a. Berdasarkan hasil simulasi permodelan, dari total hujan 157 mm rata-rata
limpasan puncak pada tiap subcatchment sebesar 60 lt/dt. Limpasan
maksimum terjadi di Bukit Nirwana 1 pada S8 dan limpasan minimum
terjadi di Bukit Nirwana 2 pada S7. Debit maksimum pada outlet diperoleh
di saluran C7 sebesar 556,77 lt/dt dan pada saluran C46 sebesar 1355,97
lt/dt.
b. Kapasitas jaringan drainase pada kawasan tersebut dapat menampung debit
limpasan maksimum pada curah hujan rencana.
Saran
Perlu dibangun reservoir pada subcatchment yang memiliki limpasan
permukaan yang tinggi agar lebih banyak air limpasan yang dapat tertampung
dan yang nantinya dapat digunakan kembali
20
DAFTAR PUSTAKA
Hasmar, H.H.A. 2011. Drainase Terapan. Yogyakarta : UII Press
[KEMENPU] Kementrian Pekerjaan Umum. 2011. Materi Bidang Drainase.
Jakarta (ID) : Kementrian Pekerjaan Umum
Ningsih, S. S. 2013. Evaluasi Saluran Drainase di Perumahan Cinta Kasih
Cengkareng Dengan Menggunakan Model EPA SWMM 5.0 (skripsi).
Bogor : Institut Pertanian Bogor
Rohmat, D. 2009. Tipikal Kuantitas Infiltrasi Menurut Karakteristik Lahan
(Kajian Empirik di DAS Cimanuk Bagian Hulu). Jurnal Forum Geografi
Vol. 23 No. 1. Bandung (ID) : Universitas Pendidikan Indonesia
Rossman, L. 2004. Storm Water Management Model User’s Manual Version 5.0.
Cincinnati (US) : EPA United Stated Environmental Agency
Santya, S. R dan Haikhal, T. N. 2007. Pengembangan Saluran Drainase Kawasan
Bandar Udara Achmad Yani. Skripsi. Semarang (ID) : Universitas
Diponegoro.
21
Lampiran 1 Masterplan Bogor Nirwana Residence
Sumber : Bogor Nirwana Residence
22
Lampiran 2. Peta topografi Bogor Nirwana Residence (meter)
Sumber : Google Earth
23
Lampiran 3. Dimensi Saluran Drainase pada Cluster Bukit Nirwana
Bukit Nirwana 1
Saluran
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C11
C12
C13
C14
C15
C16
C17
C18
C19
C20
C21
C22
C28
C29
C30
C31
C32
C33
C34
C35
C36
C37
C38
C39
C40
C41
C42
C43
C44
C45
C46
C47
C48
C49
C50
C51
Kedalaman (m)
0,5
0,6
0,4
0,4
0,4
0,4
0,5
0,8
0,8
0,8
0,7
0,6
0,7
0,5
0,7
0,8
0,7
1,2
0,7
0,7
1,0
0,4
0,4
0,6
0,6
0,4
0,7
0,4
0,7
0,7
0,7
0,8
0,4
0,4
0,8
0,8
0,8
0,6
0,5
0,4
0,4
0,4
Lebar (m)
0,5
0,4
0,3
0,3
0,3
0,3
0,5
0,6
0,6
0,6
0,5
0,4
0,5
0,5
0,5
0,6
0,5
1,2
0,5
0,5
0,8
0,3
0,3
0,4
0,4
0,3
0,5
0,3
0,5
0,5
0,5
0,6
0,3
0,3
0,6
0,8
0,6
0,4
0,5
0,3
0,3
0,3
Panjang (m)
6,7
20,0
50,0
50,0
50,0
50,0
10,0
63,3
63,0
63,0
120,0
120,0
150,0
10,0
143,0
56,7
60,0
10,0
43,0
43,0
58,0
50,0
50,0
86,0
50,0
50,0
43,0
50,0
43,0
43,0
50,0
10,0
50,0
50,0
56,7
80,0
15,0
190,0
13,0
43,0
43,0
43,0
24
Lampiran 3 (lanjutan)
Saluran
C52
C53
C54
C55
Kedalaman (m)
0,8
0,6
0,8
0,8
Lebar (m)
0,6
0,6
0,6
0,6
Panjang (m)
43,0
43,0
116,0
73,0
Bukit Nirwana 2
Saluran
C2
C3
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
C12
C13
C14
C15
C17
C22
Kedalaman (m)
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,4
0,4
0,7
0,7
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
Lebar (m)
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,3
0,6
0,4
0,4
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
Panjang (m)
34,80
36,90
108,70
28,26
26,08
65,22
50,00
36,90
26,08
69,50
69,50
50,00
32,60
50,00
293,50
25
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 20
Juli 1992 dari pasangan Bapak Andriyan Anwar dan
Ibu Shanty Chairani. Penulis adalah anak pertama dari
dua bersaudara dan kakak dari Sari Ramadhani Fajriah.
Pada tahun 2007 penulis lulus dari SMPN 1 Pamulang
dan diterima di SMAN 3 Tangerang Selatan. Penulis
lulus SMA pada tahun 2010 dan pada tahun yang sama
diterima di IPB melalui jalur USMI di Departemen
Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi
Pertanian.
Selama menjadi mahasiswa di IPB, penulis pernah mengikuti kepanitiaan
dalam kegiatan seminar dan lomba kreatifitas ICEF pada tahun 2013. Penulis
melaksanakan praktik lapang pada bulan Juli – Agustus 2013 di Dinas Bina
Marga dan Sumber Daya Air di kota Tangerang Selatan dengan judul
“Rehabilitasi Saluran Drainase di Tangerang Selatan. Pada Juli 2014 penulis
menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Evaluasi Saluran Drainase di Bogor
Nirwana Residence dengan Model EPA SWMM 5.1”.
DENGAN MODEL EPA SWMM 5.1
M. LUTHFI FADHLILLAH
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Evaluasi Saluran
Drainase di Bogor Nirwana Residence dengan Model EPA SWMM 5.1 adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, September 2014
M. Luthfi Fadhlillah
NIM F44100023
ABSTRAK
M. LUTHFI FADHLILLAH. Evaluasi Saluran Drainase di Bogor Nirwana
Residence Dengan Model EPA SWMM 5.1. Dibimbing oleh NORA H.
PANDJAITAN dan ASEP SAPEI
Saluran drainase merupakan saluran yang berfungsi untuk menampung
serta mengalirkan air hujan dan juga limbah cair domestik. Bogor Nirwana
Residence dibangun di atas lahan yang semula merupakan lahan pertanian.
Peralihan dari lahan pertanian ke areal perumahan menyebabkan dampak bagi
kondisi DAS dan daerah sekitarnya. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis
besarnya limpasan yang terjadi di Bogor Nirwana Residence dan mengevaluasi
kapasitas saluran drainase yang ada. Penelitian ini dilaksanakan di Cluster Bukit
Nirwana di Bogor Nirwana Residence dan analisis dilakukan dengan metoda
SWMM. Tahapan yang dilakukan adalah penentuan curah hujan rencana
kemudian mengevaluasi saluran drainase dengan EPA SWMM 5.1. Dari analisis
yang dilakukan, limpasan maksimum terjadi di Bukit Nirwana 1 pada S8 dan
limpasan minimum terjadi di Bukit Nirwana 2 pada S7. Debit maksimum pada
saluran outlet di Bukit Nirwana 1 sebesar 1355,97 lt/dt dan Bukit Nirwana 2
sebesar 556,77 lt/dt. Secara keseluruhan, jaringan drainase pada kawasan tersebut
memadai.
Kata kunci : curah hujan, evaluasi, limpasan, model SWMM, saluran drainase
M. LUTHFI FADHLILLAH. Evaluation of Drainage System in Bogor Nirwana
Residence Using EPA SWMM 5.1. Supervised by NORA H. PANDJAITAN and
ASEP SAPEI
ABSTRACT
Drainage channel was designed to collect and drain the rainfall excess and
domestic waste. Bogor Nirwana Residence had made landuse change in the area,
which influenced watershed hydrology condition, reduced infiltration, and
increased runoff. The purpose of this research were to analyze runoff at Bogor
Nirwana Residence and to evaluate existing drainage channel capacity. The
research was conducted at Bogor Nirwana Residence. Evaluation of rainfall and
drainage channel was made using EPA SWMM 5.1. After analyses the result
showed that maximum runoff was in Bukit Nirwana 1 at S8, and minimum runoff
was in Bukit Nirwana 2 at S7. Maximum discharge at Bukit Nirwana 1 outlet was
1355.97 lt/sec and in Bukit Nirwana 2 was 556.77 lt/sec. In general, the capacity
of drainage channel were good and the drainage network can drain well.
Keyword : drainage channel, evaluation, precipitation, runoff, SWMM model
EVALUASI SALURAN DRAINASE DI BOGOR NIRWANA RESIDENCE
DENGAN MODEL EPA SWMM 5.1
M. LUTHFI FADHLILLAH
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2014
Judul Skripsi : Evaluasi Saluran Drainase di Bogor Nirwana Residence Dengan
Model EPA SWMM 5.1
Nama
: M. Luthfi Fadhlillah
NIM
: F44100023
Disetujui oleh
Dr. Ir. Nora H. Pandjaitan, DEA
Pembimbing I
Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M. Agr
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan hidayahNya sehingga penelitian yang berjudul “Evaluasi Saluran
Drainase di Bogor Nirwana Residence dengan Model EPA SWMM 5.1” dapat
diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Maret sampai Juni 2014.
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Dr. Ir. Nora H. Pandjaitan, DEA
dan Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS selaku pembimbing yang telah memberikan
arahan dan bimbingan dalam penyusunan ini, serta Dr. Ir. Erizal, M. Agr selaku
dosen penguji. Juga kepada kedua orang tua, Bapak Andriyan Anwar dan Ibu
Shanty Chairani, Sari Ramadhani Fajriah, Trisna Darapuspa yang selalu
memberikan dorongan dan semangat dalam penyusunan karya ilmiah ini, serta
teman-teman Teknik Sipil dan Lingkungan angkatan 2010.
Karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, diharapkan
saran dan kritik untuk perbaikan penulisan selanjutnya. Semoga ide yang
disampaikan dalam karya ilmiah ini dapat tersampaikan dengan baik dan
memberikan manfaat bagi yang membutuhkan.
Bogor, September 2014
M. Luthfi Fadhlillah
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
x
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR LAMPIRAN
x
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
Manfaat Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Drainase Perkotaan
2
EPA SWMM
3
METODOLOGI PENELITIAN
4
Waktu dan Tempat
4
Bahan dan Peralatan
4
Pelaksanaan
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
9
Keadaan Umum Bogor Nirwana Residence
9
Analisis Curah Hujan Rencana
9
Evaluasi Saluran Drainase dengan Model SWMM 5.1
11
SIMPULAN DAN SARAN
19
DAFTAR PUSTAKA
20
LAMPIRAN
21
RIWAYAT HIDUP
25
DAFTAR TABEL
1 Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun Katulampa
2 Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana
3 Hasil Perbandingan Parameter Distribusi Probabilitas
4 Karakteristik Subcatchment Cluster Bukit Nirwana 2
5 Karakteristik Subcatchment Cluster Bukit Nirwana 1
6 Hasil Simulasi Limpasan Bukit Nirwana 1
7 Hasil Simulasi Limpasan Bukit Nirwana 2
10
10
11
11
12
15
15
DAFTAR GAMBAR
1 Pola Jaringan Grid Iron
2 Peta Lokasi Penelitian
3 Diagram Alir Penelitian
4 Peta Situasi Bogor Nirwana Residence
5 Hasil Pemodelan Jaringan Drainase di Bukit Nirwana 1
6 Hasil Pemodelan Jaringan Drainase di Bukit Nirwana 2
7 Simulasi curah hujan (mm) dan durasi (jam)
8 Besar limpasan terhadap waktu pada Subcatchment 1
9 Besar limpasan terhadap waktu pada Subcatchment
10 Profil aliran pada node J16 – Out1 Bukit Nirwana 1
11 Profil aliran pada node J6 – Out1 Bukit Nirwana 2
12 Debit aliran pada saluran C19 sampai C41 di Bukit Nirwana 1
13 Debit aliran pada saluran C11 sampai C22 di Bukit Nirwana 2
3
4
8
9
13
14
14
16
16
17
18
18
19
DAFTAR LAMPIRAN
1 Masterplan Bogor Nirwana Residence
2 Peta topografi Bogor Nirwana Residence
3 Dimensi saluran drainase pada Cluster Bukit Nirwana
21
22
23
2
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pembangunan suatu gedung atau infrastruktur harus memperhatikan pula
ketersediaan infrastruktur pendukung seperti saluran drainase sebagai salah satu
yang dibutuhkan. Dengan demikian aktivitas dan kenyamanan pengguna dapat
terjamin dan menghindari adanya kerusakan pada infrastruktur itu sendiri.
Kelebihan air hujan dapat menimbulkan masalah seperti banjir atau genangan air,
sehingga diperlukan adanya saluran drainase yang memadai, yang berfungsi
menampung air hujan dan mengalirkannya ke badan sungai.
Saluran drainase yang dibuat pada sisi kanan dan kiri jalan berfungsi untuk
menampung serta mengalirkan air hujan dan juga limbah cair. Umumnya air hujan
akan masuk ke dalam tanah melalui proses infiltrasi, tetapi sebagian lainnya
menjadi limpasan. Air hujan yang menjadi limpasan dan tidak tertampung pada
saluran drainase akan menimbulkan genangan. Jaringan drainase didesain agar
limpasan dapat secepat mungkin dibuang ke sungai.
Bogor Nirwana Residence (BNR) merupakan perumahan yang terletak di
kaki Gunung Salak. Kawasan BNR dibangun di atas lahan yang semula
merupakan lahan pertanian. Kawasan BNR yang luasnya sekitar 1000 ha ini
termasuk dalam daerah tangkapan air di Daerah Aliran Sungai (DAS) Cipinang
Gading, Bogor. Daerah BNR memiliki ketinggian 250-400 m dpl dengan
kemiringan sebagian besar antara 8-15%. Kontur permukaan bervariasi mulai
datar sampai sangat curam. Keunikan topografi perbukitan membentuk alur-alur
bukit terjal mengikuti punggung bukit. Alih fungsi lahan dari lahan pertanian ke
areal perumahan menyebabkan dampak bagi kondisi DAS dan daerah sekitarnya.
Berkurangnya lahan terbuka yang menjadi areal perumahan akan
menyebabkan limpasan di kawasan tersebut menjadi besar karena limpasan yang
berasal dari curah hujan tidak dapat terinfiltrasi dan harus dialirkan ke saluran
drainase. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi kesesuaian
saluran drainase pada perumahan tersebut dengan menggunakan model EPA
SWMM 5.1. Model ini digunakan untuk menganalisis permasalahan limpasan di
daerah perkotaan.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan menganalisis besaran limpasan yang terjadi dan
kesesuaiannya dengan jaringan drainase yang ada di kawasan Bogor Nirwana
Residence.
2
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat Memberikan informasi bagi pengembang
Bogor Nirwana Residence mengenai kondisi jaringan drainase yang ada pada
saat penelitian dan sebagai informasi untuk pengelola perumahan dalam
merencanakan dan memelihara jaringan drainase yang baik
TINJAUAN PUSTAKA
Drainase Perkotaan
Kata drainase (drainage) berasal dari kata kerja to drain, yang berarti
mengeringkan atau mengalirkan air. Terminologi ini digunakan untuk
menjelaskan sistem-sistem yang berkaitan dengan penanganan masalah kelebihan
air, baik di atas maupun di bawah permukaan tanah. Drainase perkotaan adalah
ilmu drainase yang mengkhususkan pengkajian pada kawasan perkotaan dan erat
kaitannya dengan kondisi lingkungan fisik dan lingkungan sosial budaya yang
ada. Drainase perkotaan merupakan sistem pengeringan dan pengaliran air di
wilayah perkotaan yang meliputi : pemukiman, kawasan industri dan
perdagangan, sekolah, rumah sakit, lapangan olahraga, serta tempat lainnya.
Menurut letaknya, saluran drainase dapat dibedakan atas saluran drainase
di permukaan tanah yang berfungsi untuk mengalirkan air limpasan permukaan,
dan saluran drainase di bawah permukaan tanah, yaitu saluran drainase yang
berfungsi untuk mengalirkan air limpasan permukaan melalui media di bawah
permukaan tanah (pipa-pipa). Menurut konstruksinya saluran drainase dapat
dibedakan atas saluran terbuka dan saluran tertutup. Jaringan saluran drainase
terdiri dari saluran drainase primer, saluran drainase sekunder, dan saluran
drainase tersier (Hasmar 2011).
Pola jaringan drainase yang dibuat untuk daerah dimana sungainya terletak
di pinggir kota disebut grid iron. Aliran yang berasal dari saluran-saluran cabang
dikumpulkan dulu pada saluran pengumpul lalu kemudian dialirkan ke sungai.
3
Gambar 1. Pola Jaringan Grid Iron
Environmental Protection Agency Storm Water Management Model
(EPA SWMM)
EPA SWMM adalah, model yang digunakan untuk merencanakan,
menganalisis dan mendesain sistem drainase pada area perkotaan berdasarkan
limpasan air hujan yang terjadi. Menurut Rossmann (2004), SWMM adalah model
simulasi dinamis dari hubungan antara curah hujan dan limpasan (rainfall-runoff).
Model ini digunakan untuk mensimulasikan kejadian hujan tunggal atau
berkelanjutan dalam waktu lama, baik berupa volume limpasan maupun kualitas
air, terutama pada suatu daerah perkotaan.
Dengan model SWMM dapat diketahui volume dan kualitas limpasan
yang diteruskan dari masing – masing subcatchment, termasuk kecepatan aliran,
kedalaman aliran, dan kualitas air pada masing – masing pipa dan saluran selama
periode simulasi yang terdiri dari berbagai tahapan waktu. Model SWMM
menganalisis berbagai proses hidrologis yang mempengaruhi limpasan dari daerah
perkotaan, yaitu curah hujan dengan variasi waktu, evaporasi permukaan air,
akumulasi salju dan mencairnya, curah hujan di daerah tampungan, infiltrasi dari
curah hujan yang masuk ke lapisan tanah tidak jenuh air, perkolasi dan infiltrasi
ke dalam lapisan air tanah, aliran bawah antara air tanah, dan sistem drainase.
Aplikasi model SWMM ini dapat digunakan untuk beberapa hal antara
lain perencanaan dan dimensi jaringan pembuang untuk pengendalian banjir, serta
perencanaan daerah penahan sementara untuk pengendalian banjir. Selain itu
hasilnya juga dapat digunakan untuk pemetaan daerah genangan banjir.
4
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret-Juli 2014. Saluran drainase
yang dianalisis adalah saluran drainase yang berada di perumahan Bogor Nirwana
Residence yang terletak di selatan kota Bogor yang termasuk dalam tiga kelurahan
yaitu Kelurahan Mulyaharja, Kelurahan Ranggamekar dan Kelurahan Pamoyanan.
Gambar 2. Peta Lokasi Penelitian (Google)
Bahan dan Peralatan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data primer dan data
sekunder. Data primer bersumber dari observasi lapangan dan pengukuran secara
langsung di lapangan. Data sekunder yang digunakan berupa data intensitas hujan
harian maksimum 10 tahun di daerah Bogor, peta tutupan lahan, peta masterplan
perumahan, dan peta topografi. Alat yang digunakan, yaitu notebook, alat tulis,
kalkulator, dan software EPA SWMM 5.1.
Pelaksanaan
Adapun langkah–langkah yang dilakukan pada penelitian ini adalah :
a. Pengumpulan data
Data yang dibutuhkan berupa data primer dan data sekunder. Data primer
dikumpulkan melalui survei yang dilakukan di wilayah penelitian. Data primer
yang diperlukan adalah kondisi jaringan drainase pada saat penelitian yang
meliputi jenis saluran, dimensi saluran, elevasi saluran dan batas daerah
tangkapan air untuk setiap subcatchment. Pengumpulan data sekunder bertujuan
5
untuk mendapatkan data-data yang dibutuhkan dalam menganalisis saluran
drainase yang ada di tempat penelitian. Data sekunder meliputi data curah hujan
harian tahun 2003 – 2012 yang diperoleh dari BMKG, peta tutupan lahan, dan
peta masterplan Bogor Nirwana Residence.
b. Pengolahan data
Data curah hujan diperoleh dari rain gauge untuk satu atau lebih
subcatchment area di daerah studi. Pada EPA SWMM tinggi genangan atau
limpasan hujan pada masing – masing subcatchment dihitung dengan persamaan 1
(Rossman 2004).
DI = Dt + Rt ............................................................. (1)
Keterangan :
DI = kedalaman air setelah hujan (mm)
Dt = kedalaman air pada sub DAS pada saat waktu t (mm)
Rt = intensitas hujan pada interval waktu t (mm/jam)
Setiap subcatchment dapat dibedakan atas impervious area (kedap air) dan
pervious area (dapat dilalui air). Daerah impervious dapat dibedakan atas
depression storage dan non depression storage. Untuk menghitung infiltrasi pada
bagian pervious digunakan metode Green Ampt (Persamaan 2). Menurut Rohmat
(2009), metode Green Ampt merupakan fungsi dari parameter hidraulik tanah,
yaitu permeabilitas, suction head, dan kelembaban tanah. Parameter – parameter
tersebut mempunyai hubungan erat dengan karakteristik fisik tanah.
F
F Kt ln 1
……………………………………(2)
F = infiltrasi kumulatif (cm)
= suction head (cm air)
= selisih antara porositas dengan kandungan air awal
K = permeabilitas tanah (cm/jam)
Debit outflow dari limpasan subcatchment dihitung dengan persamaan (3)
dan (4) :
v = 1/n R2/3 S 1/2 ...........................................................(3)
Q = v A .......................................................................(4)
Keterangan :
v = kecepatan (m/det)
; A = luas penampang saluran (m2)
6
n = koefisien Manning
; Q = debit (m3/det)
S = kemiringan lahan
; R = jari-jari hidrolik (m)
Conduit adalah pipa atau saluran yang menyalurkan air dari satu node ke
node yang lain. Bentuk melintang dari saluran dapat dipilih dari beberapa
macam bentuk standar yang disediakan SWMM. Menurut Rossman (2004),
SWMM menggunakan persamaan (3) dan (4) untuk menghitung debit pada
conduit.
Junction adalah node – node sistem drainase yang berfungsi untuk
menggabungkan satu saluran dengan saluran yang lain. Outfall node adalah
titik pemberhentian dari sistem drainase yang digunakan untuk menentukan
batas hilir (downstream).
c. Analisis data (Ningsih 2013)
1. Daerah Pervious dan Impervious
Analisis ini dilaksanakan dengan melakukan ground check untuk melihat
daerah yang dapat dilalui air melalui infiltrasi (pervious) dan daerah yang tidak
dapat melewatkan air (impervious). Setelah itu dapat dihitung persentase area
pervious dan impervious untuk setiap subcatchment, sebagai input data dalam
subcatchment.
2. Nilai Curah Hujan Rencana
Nilai curah hujan rencana merupakan nilai input pada time series untuk rain
gauge. Analisis frekuensi dilakukan dengan menggunakan teori probability
distribution, seperti Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log
Pearson III dan Distribusi Gumbel. Selanjutnya untuk penentuan jenis
distribusi yang digunakan dilakukan uji kecocokan berdasarkan Uji Chi
Kuadrat.
3. Model SWMM
a) Pembagian subcatchment
Langkah awal dalam penggunaan SWMM adalah pembagian
subcatchment berdasarkan pada area penelitian. Pembagian tersebut dilakukan
berdasarkan pada elevasi lahan dan pergerakan limpasan ketika terjadi hujan.
b) Pembuatan model jaringan
Pembuatan model jaringan dilakukan berdasarkan sistem jaringan drainase
yang ada di lapangan. Model jaringan ini terdiri dari subcatchment, node
junction, conduit, outfall node, dan raingauge. Setelah diperoleh model
jaringan selanjutnya dimasukkan semua nilai parameter yang dibutuhkan untuk
semua properti tersebut.
c) Simulasi Respon Aliran pada Time Series
Simulasi respon aliran pada time series dilakukan untuk melihat respon
debit aliran terhadap waktu berdasarkan sebaran curah hujan. Nilai yang
7
dimasukkan adalah nilai sebaran curah hujan terhadap waktu dengan total nilai
sesuai dengan curah hujan rancangan hasil dari analisis hidrologi.
d) Simulasi model
Simulasi ini dilakukan setelah model jaringan drainase dan semua
parameter berhasil dimasukkan. Simulasi dikatakan berhasil jika continuity
error < 10 %. Dalam simulasi SWMM debit banjir dihitung dengan cara
memodelkan suatu sistem drainase. Aliran permukaan per unit area (Q) terjadi
jika air yang ada didalam tanah mencapai maksimum dan tanah menjadi jenuh.
Menurut Santya dan Haikhal (2007), nilai Q dapat dihitung dengan Persamaan
(5). Selanjutnya limpasan yang terjadi (Q) akan mengalir melalui conduit atau
saluran yang ada.
Q = W 1/n (d – dp)2/3 S1/2 ................................(5)
Keterangan :
Q = debit aliran yang terjadi (m3/det)
W = lebar subcatchment (m)
n = koefisien kekasaran Manning
d = kedalaman air (m)
dp = kedalaman air tanah (m)
S = kemiringan subcatchment
e) Output SWMM
Output dari simulasi ini antara lain runoff quantity continuity, flow routing
continutiy, highest flow instability indexes, routing time step, subcatchment
runoff, node depth, node inflow, node surcharge, node flooding, outfall
loading, link flow, dan conduit surcharge yang disajikan dalam laporan statistik
simulasi rancangan.
f) Visualiasi hasil
Visualisasi hasil yang ditampilkan berupa jaringan hasil output dari
simulasi, profil aliran dari beberapa saluran utama dan yang diketahui
tergenang, dan grafik aliran yang terjadi pada saluran.
d. Studi pustaka
Metode studi pustaka dilakukan untuk mendapatkan informasi yang
dibutuhkan dalam menganalisis permasalahan yang diteliti. Studi pustaka ini
dapat diperoleh dalam bentuk publikasi ilmiah atau jurnal, laporan penelitian
yang berkaitan dengan permasalahan, dan buku-buku yang menerangkan
tentang aspek yang digunakan dalam menganalisis permasalahan.
8
`
Mulai
Data Primer :
Data Sekunder :
1. Data curah hujan
2. Peta masterplan
3. Peta tutupan lahan
4. Peta Topografi
Dimensi dan elevasi
saluran drainase
`
Nilai curah hujan
rencana
SWMM
Daerah Pervious
dan Impervious
Modifikasi
sistem drainase
1. Volume limpasan
2. Profil aliran
Kesesuaian
saluran drainase
dengan debit
banjir
Ya
Tidak
Ya
Selesai
Gambar 3. Diagram Alir Penelitian
9
HASIL DAN PEMBAHASAN
Keadaan Umum Bogor Nirwana Residence
Bogor Nirwana Residence (BNR) termasuk dalam tiga kelurahan yaitu
Kelurahan Mulyaharja, Kelurahan Ranggamekar dan Kelurahan Pamoyanan.
Lokasi perumahan ini berada di kaki Gunung Salak dengan kontur bervariasi dan
dilewati Sungai Cipinang Gading dan Sungai Cileungsir. Aliran sungai ini sejajar
dengan Sungai Cisadane yang mengalir dari kaki Gunung Salak ke arah Timur
laut, dan membelok ke Utara untuk selanjutnya bermuara di Sungai Cisadane.
Gambar 4. Peta Situasi Bogor Nirwana Residence
Daerah BNR memiliki ketinggian 250-400 m dpl dengan kemiringan
sebagian besar antara 8-15%. Kontur permukaan bervariasi mulai dari datar
sampai sangat curam. Bogor Nirwana Residence memiliki luas sekitar 1000 ha.
Lokasi yang diamati adalah Cluster Bukit Nirwana. Luas Cluster Bukit 1 sebesar
8,83 ha dan Cluster Bukit 2 sebesar 4,43 ha. Cluster Bukit Nirwana memiliki dua
outlet yang mengalir ke arah Sungai Cipinang Gading dan bermuara di Sungai
Cisadane.
Berdasarkan pengamatan lapangan, presentase lahan terbangun lebih
banyak daripada lahan bervegetasi, sehingga air hujan yang terinfiltrasi ke tanah
sedikit dan sisanya menjadi limpasan. Saluran drainase pada cluster ini berbentuk
persegi. Cluster Bukit Nirwana 1 membangun saluran pada tiap rumah dengan
dimensi lebar 30 cm dan tinggi 40 cm, serta saluran pengumpul yang berdimensi
lebar 60 cm dan tinggi 80 cm. Cluster Bukit Nirwana 2 memiliki saluran pada tiap
rumah yang berdimensi lebar 30 cm dan tinggi 40 cm, sedangkan saluran
pengumpul memiliki lebar 40 cm dan tinggi 70 cm. Pada kompleks perumahan
ini, panjang saluran berkisar antara 30 – 300 m tergantung dari jaringan dan
daerah tangkapan. Saluran terbuat dari beton dengan permukaan halus sehingga
nilai Manning yang dipakai sebesar 0.01.
10
Analisis Curah Hujan Rencana
Analisis ini dilakukan untuk mendapatkan besar nilai curah hujan rencana
yang akan dijadikan sebagai nilai input pada time series Rain Gauge pada
SWMM. Data curah hujan yang dipakai adalah data curah hujan harian
maksimum tahun 2003-2012 yang didapatkan dari Badan Meteorologi,
Klimatologi, dan Geofisika (BMKG). Data curah hujan yang dipakai dapat dilihat
pada Tabel 1.
Tabel 1. Curah Hujan Harian Maksimum di Stasiun Katulampa
Tahun
Curah Hujan Harian Maksimum (mm)
2003
129
2004
109
2005
111
2006
73
2007
172
2008
166
2009
112
2010
145
2011
102
2012
136
Sumber : BMKG Kota Bogor
Berdasarkan data curah hujan harian maksimum 2003-2012 (Tabel 1)
dihitung nilai hujan rencana dengan menggunakan distribusi probabilitas. Setelah
itu, dilakukan perbandingan koefisien kepencengan (Cs) dan koefisien kurtotsis
(Ck) untuk menentukan jenis probabilitas yang sesuai. Hasil perbandingan kedua
parameter dapat dilihat pada Tabel 3. Hasil perbandingan parameter tersebut akan
menentukan jenis distribusi yang digunakan. Jenis distribusi probabilitas yang
sering digunakan adalah Gumbel, Normal, Log Normal dan Log Pearson III. Hasil
perhitungan dengan distribusi probabilitas dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Analisis Frekuensi Curah Hujan Rencana
Periode
Analisa Frekuensi Curah Hujan Rencana (mm)
Ulang (thn)
Normal
Log Normal
Log Pearson III
Gumbel
2
125,5
122,1
125,1
121,2
5
150,9
151,1
151,7
157,4
10
164,3
169,0
165,7
181,4
25
177,3
188,5
180,2
211,7
50
187,6
205,5
189,4
234,1
11
Tabel 3. Hasil Perbandingan Parameter Distribusi Probabilitas
No Distribusi
Persyaratan
Hasil Perhitungan
1 Gumbel
Cs ≤ 1,14
0,183
Ck ≤ 5,4
3,665
2 Normal
Cs = 0
0,183
2
Cs = 3 Cv + Cv
3 Log Normal
Cs = 0,8325
0,791
4 Log Pearson III Cs ≠ 0
0,183
Dari hasil perbandingan parameter distribusi probabilitas (Tabel 3), yang
memenuhi kriteria adalah distribusi Gumbel dan distribusi Log Pearson III. Kedua
metode ini kemudian diuji dengan Uji Smirnov – Kolmogorov. Setelah diuji,
distribusi Normal dan Gumbel memberikan hasil Dmax = 0,403. Distribusi Log
Normal dan Log Pearson III memberikan hasil Dmax = 1,41. Berdasarkan hasil
uji ini dibandingkan dengan Do = 0,41, distribusi Gumbel dapat dipakai karena
Dmax < Do. Mengacu pada Tabel 2, maka curah hujan rencana yang dipakai
adalah 157,4 mm. Nilai tersebut didapat dari periode ulang 5 tahun untuk drainase
saluran pada daerah tangkapan air yang luasnya kurang dari 10 ha (KEMENPU
2011).
Evaluasi Saluran Drainase dengan Model SWMM 5.1
1) Pembagian Subcatchment
Cluster Bukit Nirwana 1 terbagi atas 20 subcatchment, sedangkan Cluster
Bukit Nirwana 2 memiliki 9 subcatchment yang dibagi menurut arah aliran dan
elevasi. Sebagian besar subcatchment memiliki daerah impervious sekitar 80%
karena area jalan dilapisi beton dan sedikit daerah pervious yang berupa halaman
rumah dan taman. Nilai karateristik subcatchment dapat dilihat pada Tabel 4 dan
5.
Tabel 4. Nilai Karakteristik Subcatchment pada Cluster Bukit Nirwana 2
Subcatchment
Luas
Saluran
Lahan
Lahan
Pengeluaran Impervious (%) Pervious (%)
(ha)
S1
0,51
C22
88
12
S2
0,18
C17
80
20
S3
0,22
C12
90
10
S4
0,22
C13
90
10
S5
0,22
C14
90
10
S6
0,24
C5
80
20
S7
0,11
C15
90
10
S8
0,15
C8
90
10
S9
0,16
C9
83
17
12
Tabel 5. Nilai Karakteristik Subcatchment pada Cluster Bukit Nirwana 1
Subcatchment
Luas
Saluran
Lahan
Lahan
(ha)
Pengeluaran Impervious (%) Pervious (%)
S1
0,19
C16
40
60
S2
0,16
C15
80
20
S3
0,19
C6
82
18
S4
0,19
C7
82
18
S5
0,19
C8
82
18
S6
0,14
C9
50
50
S7
0,52
C17
85
15
S8
0,75
C19
80
20
S9
0,26
C33
83
17
S10
0,17
C31
85
15
S11
0,18
C32
85
15
S12
0,19
C35
85
15
S13
0,17
C37
85
15
S14
0,17
C42
85
15
S15
0,16
C43
85
15
S16
0,45
C47
81
19
S17
0,12
C49
83
17
S18
0,15
C50
83
17
S19
0,37
C51
79
21
S20
0,19
C44
88
12
2) Pembuatan Model Jaringan
Pemodelan jaringan merupakan hal utama dalam simulasi dengan SWMM.
Sistem jaringan drainase yang ada di lapangan dimodelkan ke dalam SWMM
menjadi beberapa bagian. Karakteristik jaringan drainase yang dimasukkan ke
dalam pemodelan adalah subcatchment area, junction, conduit, dan outfall nodes.
Kawasan Bukit Nirwana 1 memiliki 20 subcatchment, 46 junction, 46 conduit,
dan 1 outfall node. Kawasan Bukit Nirwana 2 terdiri dari 9 subcatchment,16
junction, 16 conduit, dan 1 outfall node. Hasil pemodelan dari jaringan drainase
pada SWMM untuk kedua kawasan dapat dilihat pada Gambar 4 dan 5.
3) Simulasi Aliran pada Time Series
Langkah selanjutnya adalah pemodelan simulasi aliran. Simulasi aliran ini
dilakukan dengan menggunakan data curah hujan rencana yang didapat dari
analisis sebelumnya yaitu 157,4 mm. Menurut Ningsih (2013), curah hujan
disimulasikan dengan menggunakan penelitian yang telah dilakukan oleh Darmadi
(1993 dalam Ningsih 2013). Untuk DAS Cisadane lama waktu efektif hujan
adalah 2 jam. Hasil yang didapat dari simulasi ditunjukkan pada Gambar 6.
13
Gambar 5. Hasil Pemodelan Jaringan Drainase di Bukit Nirwana 1
14
Gambar 6. Hasil Pemodelan Jaringan Drainase di Bukit Nirwana 2
Gambar 7. Simulasi curah hujan (mm) dan durasi (jam)
Dari simulasi yang dilakukan didapatkan hasil kualitas simulasi pada Bukit
Nirwana 1 untuk limpasan dan penelusuran aliran masing-masing -0,19% dan 0,07%. Kemudian untuk Bukit Nirwana 2 hasil kualitas simulasi untuk limpasan
dan penelusuran alirannya masing-masing -0,11% dan -0,03%. Menurut Rossman
(2004), jika continuity error mencapai 10%, maka analisisnya diragukan. Maka
dari hasil simulasi yang didapat termasuk baik. Dari total hujan 157 mm, tiap
15
subcatchment menunjukkan bahwa total infiltrasi cukup kecil (antara 1,24 – 2,32
mm pada Bukit Nirwana 1 dan antara 0,91 – 1,9 mm pada Bukit Nirwana 2) per
subcatchment dan sisanya menjadi limpasan. Hal ini disebabkan karena sebagian
besar merupakan lahan impervious. Hasil simulasi limpasan yang terjadi pada tiap
subcatchment disajikan pada Tabel 6 dan 7.
Tabel 6. Hasil Simulasi Limpasan pada Bukit Nirwana 1
Subcatchment Total Hujan Total
Total
(mm)
Infiltrasi
Limpasan
(mm)
(mm)
S1
157
6,79
147,62
S2
157
2,10
152,09
S3
157
1,90
152,30
S4
157
1,90
152,30
S5
157
1,90
152.30
S6
157
5,47
148,84
S7
157
1,65
152,68
S8
157
2,32
152,11
S9
157
1,81
152,41
S10
157
1,56
152,63
S11
157
1,57
152,63
S12
157
1,57
152,63
S13
157
1,56
152,63
S14
157
1,56
152,63
S15
157
1,56
152,62
S16
157
2,11
152,21
S17
157
1,76
152,42
S18
157
1,77
152,41
S19
157
2,31
151,97
S20
157
1,24
152,95
Limpasan
puncak
(lt/dt)
51,83
44,21
52,53
52,53
52,53
38,34
143,83
207,04
71,89
47,04
49,81
52,58
47,04
47,04
44,28
124,32
33,19
41,49
102,16
52,62
Tabel 7. Hasil Simulasi Limpasan Bukit Nirwana 2
Subcatchment Total Hujan Total
Total
(mm)
Infiltrasi
Limpasan
(mm)
(mm)
S1
157
1,15
156,09
S2
157
1,88
155,21
S3
157
0,92
156,14
S4
157
1,24
155,84
S5
157
1,25
155,87
S6
157
1,90
155,23
S7
157
1,22
155,82
S8
157
0,91
156,14
S9
157
1,58
155,49
Limpasan
puncak
(lt/dt)
141,31
49,80
61,00
60,96
60,95
66,39
30,48
41,59
44,29
16
Besarnya total limpasan pada setiap subcatchment berbeda-beda karena
perbedaan luas area impervious pada tiap subcatchment. Semakin besar area
impervious, maka semakin besar curah hujan menjadi limpasan. Besarnya
limpasan puncak tiap subcatchment menggambarkan nilai debit limpasan puncak
sesuai dengan curah hujan yang terjadi. Dari Tabel 6, limpasan puncak paling
tinggi pada Bukit Nirwana 1 terdapat pada subcatchment 8 dan pada Bukit
Nirwana 2 terdapat pada subcatchment 1 (Tabel 7). Hal ini disebabkan
subcatchment-nya cukup luas dan luas area impervious-nya sebesar 80%.
Pergerakan debit limpasan terhadap waktu untuk subcatchment 1 dan 8 dapat
dilihat pada Gambar 7 dan 8.
Gambar 8. Besar limpasan terhadap waktu pada Subcatchment 1
Gambar 9. Besar limpasan terhadap waktu pada Subcatchment 8
17
Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada pukul 01.30 mulai terjadi
limpasan puncak pada setiap subcatchment seperti yang ditunjukkan pada Tabel 6
dan 7. Pada Bukit Nirwana 1 dan 2 tidak terdapat saluran dan node yang meluap
karena saluran pada perumahan tersebut sesuai dengan curah hujan rencana yang
terjadi pada daerah tersebut. Hasil simulasi menunjukkan pada pukul 01.15, pada
setiap subcatchment mulai terjadi limpasan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 6
dan 7. Kemudian pukul 02.05 limpasan permukaan pada setiap subcatchment
mulai berkurang. Limpasan terjadi karena kawasan perumahan kurang memiliki
lahan terbuka dan didominasi oleh area impervious yang kurang dapat menyerap
air melalui infiltrasi.
Hasil simulasi pada pukul 01.15 menunjukkan elevasi air tertinggi di
saluran C19, C21, dan C46. Saluran-saluran tersebut terletak pada node J16
sampai Out1 di Bukit Nirwana 1. Saluran ini tidak meluap karena limpasan air
dapat tertampung oleh dimensi saluran yang ada. Garis putus-putus pada profil
aliran (Gambar 9 dan 10) menggambarkan perbedaan kedalaman node pada tiap
saluran. Pada Gambar 10 dan 11 dapat dilihat profil aliran dari saluran pengumpul
tiap cluster menuju saluran outlet.
Gambar 10. Profil aliran pada node J16 – Out1 di Bukit Nirwana 1
Selain itu pada Gambar 12 dan 13 ditunjukkan grafik debit aliran pada
saluran pengumpul (sebagai hasil simulasi) yang mengalir menuju outlet. Debit
aliran yang paling tinggi terjadi pada saluran outlet yaitu saluran C7 pada Bukit
Nirwana 2 (Gambar 12) dan C46 pada Bukit Nirwana 1 (Gambar 11) . Hal ini
terjadi karena debit yang dialirkan pada saluran outlet merupakan debit gabungan
dari limpasan yang tidak terinfiltrasi pada setiap subcatchment sehingga debit
paling tinggi terdapat pada saluran outlet. Debit maksimum pada saluran C7
sebesar 556,77 lt/dt dan debit maksimum pada saluran C46 sebesar 1355,97 lt/dt.
Debit aliran berangsur turun terhadap waktu. Pada Gambar 11 dan 12 dapat
18
digambarkan bahwa jaringan drainase pada kawasan tersebut baik dan pada setiap
saluran
dapat
menampung
debit
limpasan
maksimum.
Gambar 11. Profil aliran pada node J6 – Out1 di Bukit Nirwana 2
Gambar 12. Debit aliran pada saluran C19 sampai C41 di Bukit Nirwana 1
19
Gambar 13. Debit aliran pada saluran C11 sampai C22 di Bukit Nirwana 2
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
a. Berdasarkan hasil simulasi permodelan, dari total hujan 157 mm rata-rata
limpasan puncak pada tiap subcatchment sebesar 60 lt/dt. Limpasan
maksimum terjadi di Bukit Nirwana 1 pada S8 dan limpasan minimum
terjadi di Bukit Nirwana 2 pada S7. Debit maksimum pada outlet diperoleh
di saluran C7 sebesar 556,77 lt/dt dan pada saluran C46 sebesar 1355,97
lt/dt.
b. Kapasitas jaringan drainase pada kawasan tersebut dapat menampung debit
limpasan maksimum pada curah hujan rencana.
Saran
Perlu dibangun reservoir pada subcatchment yang memiliki limpasan
permukaan yang tinggi agar lebih banyak air limpasan yang dapat tertampung
dan yang nantinya dapat digunakan kembali
20
DAFTAR PUSTAKA
Hasmar, H.H.A. 2011. Drainase Terapan. Yogyakarta : UII Press
[KEMENPU] Kementrian Pekerjaan Umum. 2011. Materi Bidang Drainase.
Jakarta (ID) : Kementrian Pekerjaan Umum
Ningsih, S. S. 2013. Evaluasi Saluran Drainase di Perumahan Cinta Kasih
Cengkareng Dengan Menggunakan Model EPA SWMM 5.0 (skripsi).
Bogor : Institut Pertanian Bogor
Rohmat, D. 2009. Tipikal Kuantitas Infiltrasi Menurut Karakteristik Lahan
(Kajian Empirik di DAS Cimanuk Bagian Hulu). Jurnal Forum Geografi
Vol. 23 No. 1. Bandung (ID) : Universitas Pendidikan Indonesia
Rossman, L. 2004. Storm Water Management Model User’s Manual Version 5.0.
Cincinnati (US) : EPA United Stated Environmental Agency
Santya, S. R dan Haikhal, T. N. 2007. Pengembangan Saluran Drainase Kawasan
Bandar Udara Achmad Yani. Skripsi. Semarang (ID) : Universitas
Diponegoro.
21
Lampiran 1 Masterplan Bogor Nirwana Residence
Sumber : Bogor Nirwana Residence
22
Lampiran 2. Peta topografi Bogor Nirwana Residence (meter)
Sumber : Google Earth
23
Lampiran 3. Dimensi Saluran Drainase pada Cluster Bukit Nirwana
Bukit Nirwana 1
Saluran
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C11
C12
C13
C14
C15
C16
C17
C18
C19
C20
C21
C22
C28
C29
C30
C31
C32
C33
C34
C35
C36
C37
C38
C39
C40
C41
C42
C43
C44
C45
C46
C47
C48
C49
C50
C51
Kedalaman (m)
0,5
0,6
0,4
0,4
0,4
0,4
0,5
0,8
0,8
0,8
0,7
0,6
0,7
0,5
0,7
0,8
0,7
1,2
0,7
0,7
1,0
0,4
0,4
0,6
0,6
0,4
0,7
0,4
0,7
0,7
0,7
0,8
0,4
0,4
0,8
0,8
0,8
0,6
0,5
0,4
0,4
0,4
Lebar (m)
0,5
0,4
0,3
0,3
0,3
0,3
0,5
0,6
0,6
0,6
0,5
0,4
0,5
0,5
0,5
0,6
0,5
1,2
0,5
0,5
0,8
0,3
0,3
0,4
0,4
0,3
0,5
0,3
0,5
0,5
0,5
0,6
0,3
0,3
0,6
0,8
0,6
0,4
0,5
0,3
0,3
0,3
Panjang (m)
6,7
20,0
50,0
50,0
50,0
50,0
10,0
63,3
63,0
63,0
120,0
120,0
150,0
10,0
143,0
56,7
60,0
10,0
43,0
43,0
58,0
50,0
50,0
86,0
50,0
50,0
43,0
50,0
43,0
43,0
50,0
10,0
50,0
50,0
56,7
80,0
15,0
190,0
13,0
43,0
43,0
43,0
24
Lampiran 3 (lanjutan)
Saluran
C52
C53
C54
C55
Kedalaman (m)
0,8
0,6
0,8
0,8
Lebar (m)
0,6
0,6
0,6
0,6
Panjang (m)
43,0
43,0
116,0
73,0
Bukit Nirwana 2
Saluran
C2
C3
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
C12
C13
C14
C15
C17
C22
Kedalaman (m)
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,4
0,4
0,7
0,7
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
Lebar (m)
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,3
0,6
0,4
0,4
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
Panjang (m)
34,80
36,90
108,70
28,26
26,08
65,22
50,00
36,90
26,08
69,50
69,50
50,00
32,60
50,00
293,50
25
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 20
Juli 1992 dari pasangan Bapak Andriyan Anwar dan
Ibu Shanty Chairani. Penulis adalah anak pertama dari
dua bersaudara dan kakak dari Sari Ramadhani Fajriah.
Pada tahun 2007 penulis lulus dari SMPN 1 Pamulang
dan diterima di SMAN 3 Tangerang Selatan. Penulis
lulus SMA pada tahun 2010 dan pada tahun yang sama
diterima di IPB melalui jalur USMI di Departemen
Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi
Pertanian.
Selama menjadi mahasiswa di IPB, penulis pernah mengikuti kepanitiaan
dalam kegiatan seminar dan lomba kreatifitas ICEF pada tahun 2013. Penulis
melaksanakan praktik lapang pada bulan Juli – Agustus 2013 di Dinas Bina
Marga dan Sumber Daya Air di kota Tangerang Selatan dengan judul
“Rehabilitasi Saluran Drainase di Tangerang Selatan. Pada Juli 2014 penulis
menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Evaluasi Saluran Drainase di Bogor
Nirwana Residence dengan Model EPA SWMM 5.1”.