Cover (1011.Kb) Penggunaan Aplikasi Sistem Resapan Biopori Terhadap Aliran Drainase Untuk Mengatasi Banjir Di Kecamatan Banda Sakti Kabupaten Aceh Utara

PENGGUNAAN APLIKASI SISTEM PERESAPAN BIOPORI
TERHADAP ALIRAN DRAINASE UNTUK
MENGATASI BANJIR DI KECAMATAN BANDA SAKTI
KABUPATEN ACEH UTARA

TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian
Pendidikan Sarjana Teknik Sipil

MUAZZI
08 0404 009

DosenPembimbing

Ir. Terunajaya, M.Sc
NIP. 19500817 198411 1 001

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN
2014

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Permasalahan banjir bukanlah persoalan yang sederhana, banyak faktor yang harus
dipertimbangkan. Misalnya faktor permasalahan drainase dalam perencanaan ini antara lain,
pertambahan debit banjir akibat perubahan tata guna lahan, penyempitan dan pendangkalan
saluran akibat desakan permukiman, endapan sedimen, dan permasalahan sampah. Solusi untuk
mengatasi banjir di Kecamatan Banda Sakti adalah dengan menerapkan sistem konservasi air,
salah satunya lubang resapan biopori dan sumur resapan.
Dalam Penelitian ini Sebagai studi kasus peneliti mengambil lokasi di Kecamatan Banda
Sakti, data-data yang telah dikumpulkan kemudian diolah dan dianalisis kembali. Data primer
yang di dapat berupa laju infiltrasi air ke dalam tanah dan nilai laju infiltrasi sebelum dan
sesudah adanya lubang resapan biopori dan jumlah lubang resapan biopori untuk mengetahui
nilai reduksi debit banjir akibat lubang resapan biopori. Metode analisa yang dipakai untuk
mendapatkan data tersebut adalah metode Harton. Selain itu data intensitas hujan harian
maksimum juga akan dicari, dengan menggunakan metode Distribusi Normal, Log Normal, Log

Person-III dan Gumbel. Kemudian di hitung kapasitas drainase dan sumur resapan.
Berdasarkan penelitian diperoleh nilai koefisien permeabilitas (k) tanah adalah 9,610 x
cm/detik, nilai laju infiltrasi konstan (fc) di lokasi studi adalah 18 cm/jam, sedangkan nilai
laju infiltrasi (fc) rata-rata lubang resapan biopori adalah 95,20 cm/jam. Berdasarkan data yang
telah dianalisis didapat jumlah lubang resapan biopori yang ideal untuk kawasan studi dengan
luas atap rumah 90 m2 dan luas halaman 60 m2 sebanyak 7 lubang resapan biopori, dan untuk
sumur resapan yang berbentuk lingkaran, diperlukan sumur yang berdiameter 0,5 meter dan
kedalaman 1,5 meter untuk setiap rumah.
−4

Berdasarkan hasil analisis sumur resapan di Kecamatan Banda Sakti terlihat bahwa
konstruksi sumur resapan direncanakan tipikal dengan model tunggal, untuk atap rumah 90 m2
dan luas halaman 60 m2 diperoleh sumur resapan diameter 0,5 meter dan kedalaman 1,5 meter
dan lubang biopori sebanyak 7 buah lubang.
Kata kunci: Lubang resapan biopori, sumur resapan, infiltrasi, permeabilitas,drainase

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum.Wr.Wb.

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 Rasulullah 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 Stara Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:
“Penggunaan Aplikasi Sistem Resapan Biopori Terhadap Aliran
Drainase Untuk Mengatasi Banjir Di Kecamatan Banda Sakti Kabupaten Aceh
Utara”
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 dalam membantu penulis
menyelesaikan Tugas Akhir ini.

i
Universitas Sumatera Utara

2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir.Alferido Malik, Emma Patricia Bangun,ST,M.Eng. selaku Dosen
Pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap
Tugas Akhir ini.
5. Ayahanda Hanafiah dan Ibunda Jasmiah tercinta yang telah banyak
berkorban, memberikan motivasi hidup, semangat dan nasehat, saudarasaudari tercinta: Rosniati, Fuadi, Askar Ruddin, Armi, Humaizi, Ira, Yahdin ,
Makda, Yahdam, Yahni dan Macek-macek beserta keluarga besar yang selalu
mendoakan dan mendukung penulis.
6. Keluaga besar Almarhum Bapak Bukhari yang selalu memberikan dukungan
dan bantuan kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
7. Ummi dan Tia yang selalu memberikan dukungan, Semangat dan doa kepada
penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
8. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.
9. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini
kepada penulis.

ii
Universitas Sumatera Utara

10.Kawan-kawan seperjuanga Khatab, Aris, Fadlan, T.Cut, Rafiq, Wahyu,
M.afis, Dedial, Alfrendi, Imam, Odik, Maulana, Dek Subar, Dek Rahmad
serta teman-teman lain yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih
atas semangat dan bantuannya selama ini.
11.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, Maret 2014
Penulis,

( Muazzi )
08 0404 009

iii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
ABSTRAK
KATAPENGANTAR ........................................................................................... i
DAFTAR ISI ............................................................................................ iv
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ viii
DAFTAR TABEL ................................................................................................. ix
DAFTAR NOTASI ............................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2 PerumusanMasalah ................................................................................ 3

1.3 Pembatasan Masalah.............................................................................. 3
1.4 TujuanPenelitian .................................................................................... 4
.

1.5 Manfaat Penelitian................................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 5
2.1 Siklus Hidrologi ..................................................................................... 5
2.2 Konsep Umum Infiltrasi ........................................................................ 6
2.2.1 Pengertian Infiltrasi ..................................................................... 6
2.2.2 Proses Infiltrasi............................................................................ 8
2.2.3 Faktor Yang Mempengaruhi Infiltrasi ........................................ 9
2.2.4 Pengaruh Tekstur Tanah Terhadap Laju Infiltrasi ...................... 12
2.2.5 Arti Pentingnya Infiltrasi ............................................................ 15
2.2.6 Perhitungan Infiltrasi dan Laju Infiltrasi .................................... 15
2.2.7 Pengukuran Infiltrasi di Lapangan .............................................. 17
2.3 Permeabilitas Tanah .............................................................................. 21
2.4 Analisis Hidrologi ................................................................................. 26
2.4.1 Data Curah Hujan ........................................................................ 26
2.4.2 Analisa Frekuensi Curah hujan ................................................... 27
2.4.2.1 Distribusi Normal ..................................................................... 28

2.4.2.2 Distribusi Log Normal ...................................................... 29

Universitas Sumatera Utara

2.4.2.3 Distribusi Log Person III .................................................. 30
2.4.2.2 Distribusi Gumbel ............................................................. 33
2.4.3 Intensitas Curah Hujan ................................................................ 35
2.4.4 Koefisien Limpasan ..................................................................... 35
2.4.5 Intensitas Curah Hujan ................................................................ 36
2.4.6 Koefisien Limpasan ..................................................................... 37
2.4.7 Debit Rencana ............................................................................. 37
2.4.8 Waktu Konsentrasi ...................................................................... 38
2.5 Analisis Kapasitas Tampung Saluran Drainase ..................................... 39
2.6 Lubang Resapan Biopori ....................................................................... 40
2.6.1 Pengertian ................................................................................ 40
2.6.2 Manfaat Lubang Resapan Biopori ............................................... 40
2.6.3 Cara Kerja Lubang Resapan Biopori ....................................... 41
2.6.4 Konstruksi Lubang Resapan Biopori ........................................... 42
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ......................................................... 44
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian................................................................ 44

3.2 Bahan dan Alat ...................................................................................... 44
3.3 Rancangan Penelitian ...................................................................... 46
3.4 Tahapan Penelitian................................................................................. 47
3.4.1 Pengumpulan Data....................................................................... 47
3.4.2 Pengolahan Data .......................................................................... 51
3.4.3 Penyajian Data ............................................................................. 53
3.4.4 Kesimpulan dan Saran ................................................................. 54
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ...................................................... 55
4.1 Analisis Infiltrasi ................................................................................... 55
4.1.1 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi Dilapangan ............................. 55
3.4.1.1 Laju Infiltrasi tanah Sebelum Terdapat LRB .................. 58
3.4.1.2 Laju Infiltrasi tanah Setelah Terdapat LRB .................... 62
4.2 Uji Permeabilitas di Laboratorium ....................................................... 67
4.3 Analisis Hidrologi ................................................................................ 69

Universitas Sumatera Utara

4.3.1 Analisis Curah Hujan Harian Maksimum ................................... 71
4.3.1.1 Analisa Curah Hujan Distribusi Normal ........................ 71
4.3.1.2 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Normal ................. 72

4.3.1.3 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Pearson III............ 73
4.3.1.4 Analisa Curah Hujan Distribusi Gumbel ........................ 74
4.4 Analisa Frekuensi Curah Hujan ............................................................ 77
4.5 Pemilihan Jenis Distribusi..................................................................... 78
4.6 Pengujian Kecocokan Jenis Sebaran ..................................................... 79
4.7 Analisa Waktu Kosentrasi dan Intensitas ............................................. 82
4.8 Analisa Kapasitas Drainase ................................................................... 86
4.9 Pengurangan Debit Banjir Akibat Lubang Resapan Biopori ................ 89
4.10 Perencanaan Jumlah Lubang Resapan Biopori .................................. 90
4.11 Perencanaan Dimensi Sumur Resapan ............................................... 92

BAB V KESIMPULANDAN SARAN ............................................................... 98
5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 98
5.2 Saran ...................................................................................................... 99
DAFTARPUSTAKA ........................................................................................... 100
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi .................................................................................... 5
Gambar 2.2 Skema Infiltrasi Dan Perlokasi Pada Dua Lapis Tanah ........................ 7
Gambar 2.3 Kurva Laju Infiltrasi Horton ................................................................. 19
Gambar 2.4Hubungan T dan Log (fo-fc) ................................................................. 20
Gambar 2.5Alat Constand Head Permeability Test ................................................. 24
Gambar 2.6 Skema Falling Head Permeability Test ................................................ 25
Gambar 2.7 Lubang Resapan Biopori ....................................................................... 41
Gambar 2.8 Contoh Gambar Lubang Resapan Biopori ............................................ 43
Gambar 3.1Lokasi Penelitian .................................................................................... 44
Gambar 4.1 Dimensi Single Ring Infitrometer ......................................................... 55
Gambar 4.2 Dokumentasi Proses Permeabiliti ......................................................... 57
Gambar 4.3 Grafik Log (f0-fc) terhadap Waktu Metode Horton ............................. 59
Gambar 4.4 Grafik f(t) Horton ................................................................................. 61
Gambar 4.5 Grafik Log (f0-fc) terhadap Waktu Metode Horton ............................ 64
Gambar 4.6 Grafik Efisiensi Debit Banjir Total di Daerah Studi Akibar LRB ........ 66
Gambar 4.7 Grafik Curah Hujan Maksimum dan Periode Ulang ............................. 77
Gambar 4.8 Grafik Intensitas Curah Hujan .............................................................. 85
Gambar 4.9 Proses Pembuatan Lubang Resapan Biopori ........................................ 90
Gambar 4.10 Skema Perencanaan Sumur Resapan Dengan Batu Kali..................... 96
Gambar 4.10 Skema Perencanaan Sumur Resapan Dengan Buis Beton .................. 97

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabe1 2.1 TeksturTanah dengan Kecepatan Infi1trasi ............................................. 13
Tabe1 2.2 Harga-Harga Koefisien Permebilitas Tanah ............................................ 22
Tabe1 2.3 Parameter Statistik yang Penting ............................................................. 27
Table 2.4 Nilai Variable Reduksi Gauss ................................................................... 29
Tabe1 2.5 Nilai K untuk Distribusi Log-Person III .................................................. 32
Tabe1 2.6 Reduksi Standar Deviasi (Yn) untuk Distribusi Gumbel ......................... 34
Tabe1 2.7 Reduksi Variat (Ytr) Sebagai Fungsi Periode Ulang ................................ 34
Tabe1 2.8 Reduksi Standar Deviasi (Sn) untuk Untuk Distribusi Gumbel ............... 34
Tabel 2.9 Koefisien Limpasan Berdasarkan Tata Guna Lahan ................................ 36
Tabe1 2.10 Koefisien Aliran untuk Metode Rasional............................................... 38
Tabel 2.11 Unsur-Unsur Geometris Penampang Saluran ......................................... 39
Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Laju Infiltrsasi pada Tanah Normal ............................ 58
Tabel 4.2 Hasil Analisis Laju Infiltrsasi pada Tanah Normal................................... 60
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Laju Infiltrsasi pada Tanah setelah
terdapat lubang resapan biopori................................................................ 63
Tabel 4.4 Hasil Analisis Laju Infiltrasi pada Tanah Normal Di Kawasan
Perumahan .............................................................................................. 65
Tabel 4.5 Perbandingan Laju Infiltrasi pada Tanah Normal dan Tanah Dengan
LRB ........................................................................................................ 66
Tabe1 4.6 Data Hasil Perhitungan pada Pengujian Falling Head
Permeability Tanah Di Laboratorium ...................................................... 68

Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.7 Data Curah Hujan harian .......................................................................... 70
Tabel 4.8 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Normal ...................................... 71
Tabel 4.9 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Normal ....................... 71
Tabel 4.10 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Normal ............................. 72
Tabel 4.11 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal ............. 72
Tabel 4.12 Analisa Curah Hujan Dengan Distribusi Log Person III ........................ 73
Tabel 4.13 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Person III ......... 74
Tabel 4.14 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Gumbel.................................... 74
Tabel 4.15 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel ..................... 76
Tabel 4.16 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum ........................ 76
Tabel 4.17 Analisa Frekuensi Curah Hujan .............................................................. 77
Tabel 4.18 Perbandingan Syarat Distribusi dan Hasil Perhitungan .......................... 79
Tabel 4.19 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat .................................................................. 81
Tabel 4.20 Analisa Intensitas Curah Hujan .............................................................. 83
Table 4.21 Jarak Minimum Sumur Resapan Air Hujan Terhadap Bangunan .......... 92

Universitas Sumatera Utara