5. Laporan Hidrologi Nakias Kaliki.pdf

Perencanaan Teknis Jalan Ruas Direktif Presiden Wanam - Nakias - Kaliki (25 km)

Kabupaten Merauke, Propinsi Papua

Alamat : Kompleks Bina Marga Tanah Hitam Jl. Abepantai Abepura Jayapura, Telp. 0967-587136, E-mail : [email protected]

KONSULTAN PERENCANA

Nomor Kontrak : HK.02.03/PR.DP.WNK/P2JN-PUA/114/2014

Anggaran

APBN 2014

Mei 2014

LAPORAN HIDROLOGI

ii

DAFTAR ISI

Surat Pengantar .................................................................................... i

Daftar Isi .............................................................................................. ii

1.1 UMUM ..................................................................................... 1

1.2 ANALISIS HIDROLOGI DAN KONSEP DESAIN DRAINASE ................ 1

1.2.1 Analisis Hidrologi ........................................................... 1

1.2.2 Debit Aliran Permukaan ................................................... 3

1.2.3 Debit Aliran Permukaan ................................................... 14

1.2.4 Konsep Desain Drainase .................................................. 18

Tabel 1.14 Hitungan Perhitungan Kapasitas Saluran Samping ......... 23

Tabel 1.15 Perhitungan Kapsitas Gorong-gorong........................... 24

SURAT PENGANTAR

Berdasarkan Surat Perjanjian Pemborongan Pekerjaan Jasa Konsultansi Nomor :

HK.02.03/PR.DP.WNK/P2JN-PUA/114/2014, APBN 2014 tanggal kontrak Tanggal 27

Maret 2014, PT. GAMMA EPSILON diberikan tugas untuk melaksanakan Perencanaan

Teknis Jalan di Kabupaten Merauke, ruas PERENCANAAN TEKNIS JALAN RUAS DIREKTIF

PRESIDEN WANAM - NAKIAS - KALIKI sepanjang 25 km, di Kabupaten Merauke,

Propinsi Papua.

Bersama ini Tim Konsultan mempersiapkan dan menyusun Laporan HIDROLOGI yang

berisikan analsia Hidrologi, konsep perhitungan drainase saluran samping dan perhtungan

kapasitas gorong-gorong

Pada kesempatan ini Tim Konsultan menyampaikan terima kasih kepada Satuan Kerja Non

Vertikal Tertentu P2JN Propinsi Papua, Dinas Bina Marga, Cipta Karya, Badan Meteorolgi dan

Geofisika setempat, Dinas Pengairan, Core Team baik di Propinsi Papua maupun Kabupaten

Merauke dan semua instansi-instansi yang terkait dalam pekerjaan tersebut yang telah

memberi kepercayaan kepada kami untuk melaksanakan Perencanaan Teknis Jalan di

Kabupaten Merauke , Propinsi Papua, dan kepada pihak-pihak lain yang telah membantu

kelancaran proses penyusunan laporan ini.

Jayapura, Agustus 2014

Ir. Widya Antariksa

Team Leader

Laporan Hidrologi

Ruas : WANAM NAKIAS - KALIKI

1 |

1.1 UMUM

Pada perencanaan sistem drainase jalan akan berkaitan erat dengan site plan

jalan, aligment vertical horizontal jalan, superelevasi jalan, dan elevasi

permukaan jalan. Tujuan nya adalah untuk mengalirkan limpasan air yang

terjadi di permukaan jalan secara grafitasi dan dibuang melalui saluran

drainase yang telah ada (eksisting) atau yang belum ada (non - eksisting)

menuju saluran pembuang akhir ( outlet ). Kondisi sistem drainase pada ruas

jalan Wanam Nakias Kaliki sebagian terdapat drainasi eksisitng yang

belum terhubung dengan baik dan sebagian besar masih jalan baru atau

belum adanya sistim drainase.

Oleh karena itu, perlu di rencanakan suatu system pengelolaan air limpasan

yang terjadi , sehingga air limpasan tidak menggenangi daerah sekitar dan

langsung masuk ke saluran - saluran drainase yang ada.

1.2 ANALISIS HIDROLOGI DAN KONSEP DESAIN DRAINASE

Perencanaan drainase jalan yang dilakukan pada pekerjaan ini adalah

drainase samping (side ditch) dan gorong-gorong (culvert).

Perencanaan drainase dimulai dengan menganalisis curah hujan (hidrologi)

kemudian menghitung debit aliran permukaan dan kemudian merencanakan

saluran yang dibutuhkan, daya tampung saluran harus lebih besar dari debit

aliran permukaan.

1.2.1 Analisis Hidrologi

Analisis hidrologi dimaksudkan untk memperoleh debit aliran permukaan

yang ditimbulkan oleh curah hujan yang terjadi di wilayah studi dan

sekitarnya.

Laporan Hidrologi


2 |

Analisis curah hujan dilakukan dengan beberapa metoda untuk mendapatkan

curah hujan rencana. Data curah hujan harian dari beberapa stasiun hujan

untuk 5-10 tahun series dianalisa sehingga diperoleh curah hujan harian

maksimum.

Untuk menghitung curah hujan rencana dilakukan dengan 2 metode yaitu

metode gumbel dan log person III, curah hujan terbesar hasil perhitungan

dari 2 metode tersebut merupakan curah hujan terpilih sebagai curah hujan

rencana.

Curah Hujan Rencana (Gumbel) :

XT = X + SX (YT-Yn) Sn

Data Hujan Harian STS. A

Curah Hujan Harian Maksimum Rata-rata

Rata-rata

Isohyet

Curah Hujan Rencana Untuk Periode Ulang

Tertentu

Gumbel

Log Person III

Intensitas Hujan

Debit Aliran Permukaan

Distribusi Frekuensi

Gambar 1 Bagan Alir Analisa Hodrologi

Laporan Hidrologi


3 |

Intensitas hujan :

Keterangan :

XT : besarnya curah hujan untuk periode ulang T tahun (mm)/ 24 jam

X : nilai rata-rata aritmatik hujan kumulatip

Sx : standar deviasi

YT : variasi yang merupakan fungsi periode ulang

Yn : Nilai tergantung n

Sn : Standar deviasi fungsi n

I : Intensitas hujan mm/jam

Tabel 1.1 Kriteria Desain Periode Ulang (tahun)

Berdasarkan Luas Daerah Tangkapan dan Kategori Ukuran Kota

City Size CA < 10 ha CA 10 100 ha

CA 100 500 ha

CA > 500 ha

Kota Metropolitan 2 5 10 25

Kota Besar 2 5 5 15

Kota Sedang 2 5 5 10

Kota Kecil 2 2 2 5

CA = catchment area Sumber : SNI 03-3424-1994

Tabel 1.2 Kriteria Ukuran Kota Menurut BPS

City Size Jumlah penduduk (jiwa)

Kota Metropolitan >1.000.000 JIWA

Kota Besar 500.000-1.000.000 JIWA

Kota Sedang 100.000-500.000 JIWA

Kota Kecil 20.000-100.000 JIWA

1.2.2 Debit Aliran Permukaan

Seperti diketahui curah hujan sebagian dialirkan melalui permukaan, sebagian

terserap oleh tanah dan sebagian lagi menguap. Dalam konteks pekerjaan ini

aliran permukaan merupakan dasar untuk melakukan perencanaan drainase.

I = 90 % XT

4

Curah hujan terkonsentrasi selama 4 jam dengan jumlah hujan sebesar 90 % dari hujan selama 24 jam (van breen)

Laporan Hidrologi


4 |

Aliran permukaan yang berasal dari curah hujan akan mengalir secara

gravitasi dengan arah aliran tergantung dari kondisi kemiringan topografi

tanah, secara alamiah akan mengalir ke sungai dan secara buatan akan

mengalir ke sistem drainase.

Debit aliran permukaan (run off) dipengaruhi oleh luas daerah tangkapan

(catchment area), kondisi permukaan daerah tangkapan dan kemiringan

permukaan.

Data-data yang diperlukan untuk menghitung aliran permukaan adalah :

1. Hasil perhitungan intensitas hujan

2. Kondisi topografi wilayah studi dan sekitarnya

3. Kondisi tata guna lahan zona-zona tangkapan

Formula umum debit aliran permukaan adalah :

Q = 1 C.I.A 3,6

Q = debit aliran permukaan (m3/detik)

C = Koefisien pengaliran

I = Intensitas hujan (mm/jam)

A = Luas daerah pengaliran (km2)

Koefisien pengaliran tergantung dari pemanfaatan permukaan tanah , dapat

dilihat pada table berikut :

Tabel 1.7 Koefisien Pengaliran

No Jenis Pemanfaatan Lahan Koefisien (C)

1 Jalan Beton dan Aspal 0,70 0,95

2 Jalan Kerikil dan Tanah 0,40 0,70

3 Daerah Perkotaan 0,70 0,95

4 Daerah Pinggiran Kota 0,60 0,70

5 Daerah Industri 0,60 0,90

6 Permukiman Padat 0,40 0,60

7 Permukiman Tidak Padat 0,40 0,60

8 Taman dan Kebun 0,20 0,40

9 Persawahan 0,45 0,60

10 Perbukitan 0,70 0,80

11 Pengunungan 0,75 0,90 Sumber : SNI 03-3424-1994 Note : Untuk daerah datar diambil nilai C yang terkecil

Laporan Hidrologi


5 |

Bila daerah pengaliran terdiri dari beberapa kondisi permukaan tanah, maka

nilai C dihitung secara rata-rata sebagai berikut :

C = C1.A1 + C2.A2 + C3.A3 + . A1 + A2 + A3

C1, C2, C3 = Koefisien pengaliran sesuai tipe permukaan

A1, A2, A3 = luas daerah pengaliran sesuai tipe permukaan

Intensitas hujan dan waktu konsentrasi dihitung dengan formula sebagai

berikut:

It = (R24/24) x (24/t) 2/3

T = ((2/3 x 3,28 x L x nd) / S 0,5) 0,167

R24 : tinggi hujan maksimum harian t : lamanya hujan L : Panjang daerah tangkapan Nd : Koef. Hambatan

Laporan Hidrologi


6 |

Tentukan X,

Sx dengan

statistik

Formula Gumbel

atau Log Person

III

YT

Yn

Sn

Tetapkan

banjir

rencana

Intensitas Hujan

(I)

Kurva

Basis

Waktu

Konsentrasi (Tc)

Intensitas Hujan

Rencana (I)

Tentukan Zona

Daerah Pengaliran

Peta Topografi

Peta Tata Guna Lahan

Luas daerah

pengaliran

Jenis Tata Guna

Lahan

Koefisien

Pengaliran (C)

Debit Aliran

Permukaan (Q)

Data Curah

Hujan harian maksimum per

tahun

Curah Hujan

Rencana (XT)

Gambar 5 Bagan Alir Perhitungan Debit Aliran

Laporan Hidrologi


7 |

Adapun hasil analisis hidrologi untuk perencanaan drainase ruas jalan Wanam-Nakias-Kaliki

adalah sebagai berikut :

Tabel 1.3 Data Curah Hujan Bulanan Maksimum (mm), 2 Stasiun BMG V Jayapura, Mopah

& Boeven Diegul

Laporan Hidrologi


8 |

Tabel 1.4 Data Curah Hujan Harian Maksimum

Laporan Hidrologi


9 |

Tabel 1.5 Analisa curah hujan bulanan Maksimum

Tabel 1.6 Analisa Frekwensi

STASIUN

MOPAH-

MERAUKE

STASIUN

TANAH MERAH

- BOVENDIGUL

1 2004 26,43 37,00 31,71

2 2005 36,00 35,46 35,73

3 2006 55,25 82,08 68,66

4 2007 31,58 60,50 46,04

5 2008 28,29 78,92 53,60

6 2009 43,33 68,10 55,72

7 2010 36,50 73,70 55,10

8 2011 35,64 63,92 49,78

9 2012 47,20 71,10 59,15

10 2013 44,31 63,30 53,80

NO

MAXIMUM DAILY

RAINFALL (MM) AVERAGE RAINFALL

(MM)

Analisis 2014

Perencanaan Teknis Jalan Ruas Wanam-Nakias-Kaliki;

Desain Drainase, Kab. Merauke

CURAH HUJAN RATA-RATA

YEAR

Laporan Hidrologi


10 |

Tabel 1.7 Hitungan Curah Hujan Rencana

Laporan Hidrologi


11 |

Laporan Hidrologi


12 |

Tabel 1.8 Tabel Curah Hujan Rencana

Laporan Hidrologi


13 |

Menentukan pola aliran air permukaan merupakan tahapan penting dalam

merencanakan infrastruktur drainase, berdasarkan pola aliran air dapat

ditentukan luas daerah tangkapan (catchment area) yang nantinya aliran air

permukaannya akan ditampung oleh suatu saluran air.

Pola aliran air ini ditentukan oleh pola kontur permukaan tanah, sesuai

dengan prinsip aliran air yang mengalir sesuai dengan gaya gravitasi, maka

pola aliran air secara alamiah akan mengalir dari elevasi permukaan tanah

yang lebih tinggi ke elevasi permukaan tanah yang lebih rendah.

Berdasarkan pola aliran air permukaan, luas daerah tangkapan, dan jenis

tata guna lahan maka dapat ditentukan koefisien pengaliran yang nantinya

akan digunakan untuk menghitung debit aliran air permukaan (Q).

C = C1.A1 + C2.A2 + C3.A3 + .

A1 + A2 + A3

C1, C2, C3 = Koefisien pengaliran sesuai tipe permukaan

A1, A2, A3 = luas daerah pengaliran sesuai tipe permukaan

Laporan Hidrologi


14 |

Tabel 1.9 Intensitas Hujan Rencana

Laporan Hidrologi


15 |

Gambar 2 Grafik Intensitas Hujan Rencana

Laporan Hidrologi


16 |

Gambar 3 Bagan Alir Perhitungan Debit Aliran

Tentukan X,

Sx dengan

statistik

Formula Gumbel

atau Log Person

III

YT

Yn

Sn

Tetapkan

banjir

rencana

Intensitas Hujan

(I)

Kurva

Basis

Waktu

Konsentrasi (Tc)

Intensitas Hujan

Rencana (I)

Tentukan Zona

Daerah Pengaliran

Peta Topografi

Peta Tata Guna Lahan

Luas daerah

pengaliran

Jenis Tata Guna

Lahan

Koefisien

Pengaliran (C)

Debit Aliran

Permukaan (Q)

Data Curah

Hujan harian maksimum per

tahun

Curah Hujan

Rencana (XT)

C1 A1

C2

A2

C3

A3 C3

A4

Sa

lura

n

Sawah

Keb

un

Pe

rmuk

iman

Gambar 4 Ilustrasi Aliran Permukaan

Laporan Hidrologi


17 |

Drainase adalah mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air.

Secara umum, drainase didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang

berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu

kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal.

Drainase juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah

dalam kaitannya dengan salinitas

Chatcman area yang diperhitungkan dalam perencanaan drainase jalan raya

adalah pendekatan kordidor melintang selebar 80 m dari tepi sisi luar saluran

Laporan Hidrologi


18 |

1.2.3 KONSEP DESAIN DRAINASE

Jenis-jenis saluran drainase yang akan direncanakan pada pekerjaan ini terdiri

dari:

1. Saluran terbuka segi empat diperkeras (lining) dengan beton

bertulang

2. Gorong-gorong (pipa beton (reinforced concrete pipe)

3. Gorong-gorong persegi beton (reinforced concrete box culvert)

h

h

Pasir Perata di Padatkan

Saluran Samping Kotak Beton

Gorong-gorong Pipa Beton

Gorong-gorong Kotak Beton

Laporan Hidrologi


19 |

a. Kecepatan Aliran Pada Saluran dan Gorong-Gorong

Formula yang digunakan untuk menghitung kecepatan aliran pada saluran dan gorong-gorong adalah sebagai berikut :

V = 1 / n (R 2/3) (i) 1/2

V = Kec. Aliran (m/detik)

n = Koef. Kekasaran manning (tergantung tipe dan kondisi saluran)

R = jari-jari hidrolik (=F/P)

F = Luas penampang basah (m2)

P = Keliling basah (m)

i = Kemiringan saluran yang diijinkan

Adapun kecepatan aliran yang diijinkan dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 1.10 Kecepatan Aliran Yang Diijinkan

No Jenis Material Saluran/Culvert Kecepatan Aliran Ijin (m/detik)

1 Pasir halus 0,45

2 Lempung kepasiran 0,50

3 Lanau alluvial 0,60

4 Kerikil halus 0,75

5 Lempung kokoh 0,75

6 Lempung padat 1,10

7 Kerikil kasar 1,20

8 Batu batu besar 1,50

9 Pasangan batu 1,50

10 Beton 1,50

11 Beton bertulang 1,50

b. Kemiringan Saluran

Rencana kemiringan saluran ditetapkan berdasarkan jenis material saluran seperti yang tertera pada tabel berikut.

E 1 (m)

E 2 (m)

L (m)

i = (E1-E2) / L x 100 %

Laporan Hidrologi


20 |

Table 1.11 Kemiringan Saluran

No Jenis Material Saluran/Culvert Kemiringan saluran (i) %

1 Tanah Asli 0 5

2 Kerikil 5 7,5

3 Pasangan/Beton 7,5

c. Penampang Basah

Penampang basah saluran dan gorong-gorong dapat dihitung berdasarkan 2 metoda yaitu :

1. Penampang basah yang paling ekonomis untuk menampung debit maksimum aliran.

2. Penampang basah berdasarkan debit aliran permukaan dan kecepatan aliran pada saluran.

Metoda perhitungan penampang basah berdasarkan penampang ekonomis adalah sebagai berikut :

i. Saluran Bentuk Trapesium

R = jari-jari hidrolis (m)

m = kemiringan talud tergantung debit air

ii. Saluran Bentuk Segi Empat

d

b m

1

B + 2 md

2 = d M2 + 1

R = d / 2

d

b

R = d / 2

b = 2 d

R = jari-jari hidrolis

Laporan Hidrologi


21 |

iii. Saluran Bentuk Segi Tiga

F = luas penampang basah (m2)


R = jari-jari hidrolik (m)

iv. Saluran Bentuk Setengah Lingkaran




v. Saluran Bentuk Lingkaran

= sudut dalam radial




d

b

F = d 2

P = 2 d 2

R = d 2

b = 2 d

d

b

F = ( / 2) d 2

p = 2 d

R = 1 / 2 d

b = 2 d

d

r D

= 4,5 rad

d = 0,80 D

F = 1/8 ( - Sin ) D 2

P = 2 r

R = F/P

Laporan Hidrologi


22 |

r = jari-jari lingkaran (m)

Kondisi gorong-gorong eksisting yang berada di lokasi tersebut

kondisi fisiknya masih cukup baik sehingga dari jumlah 15 unit

gorong-gorong tidak perlu adanya perbaikan namun dengan adanya

pelebaran badan jalan perlu adanya perpanjangan ke arah kiri dan

kanan jalan yang disesuiakan setelah hasil final disain geomterik.

Tujuan identifikasi gorong-gorong eksisting di lapangan untuk

mengetahui kondisi bangunan pelangkap tersebut, dimensi dan

arah aliran air pembuangan dan juga pendekatan rencana

penanganannya.

Tabel 1.12 Daftar Sungai Eksisting

Tabel 1.13 Daftar Rencana Gorong-gorong Kondisi Eksisting

Kondisi

Eksisting

L (m)

1 0+000 Sungai GALKO, Konstruksi papan 5 Rekomendasi Jembatan

2 1+425 Jembatan KEBOTI 14 Rekomendasi Jembatan

3 4+425 Jembatan INDEWIN 5 Rekomendasi Jembatan

4 5+520 Jembatan YAOW 4 Rekomendasi Jembatan

5 7+900 Kali / Rawa KUYOKOM 500 Penanganan Khusus

6 9+100 Kali / Rawa KUYOKOM 10 Rekomendasi Jembatan

7 10+250 Kali / Rawa ABELEKI 10 Rekomendasi Jembatan

8 12+680 Kali / alur NGGATEP 15 Rekomendasi Jembatan

9 18+660 Kali / Rawa IMBUH 30 Rekomendasi Jembatan

10 22+375 Kali AHWASATAK 23 Rekomendasi Jembatan

Total Panjang Jembatan (m) 616

No. STA Nama Sungai / Jembatan Rencana Penanganan

Rencana Penanganan

Alur Air Lebar (m) Tipe Bangunan

1 11+750 Alur ISIKAY 1,0 Gorong-gorong

2 15+687 Alur Bun GEKEP 2,5 Gorong-gorong

3 17+480 Alur YOLEKIT 3,0 Gorong-gorong

No. STAKondisi Eksisting

Laporan Hidrologi


23 |

Tabel 1.14 Perhitungan Kapasitas Saluran Samping Unlining

Laporan Hidrologi


24 |

PERHITUNGAN KAPASITAS GORONG-GORONGPEKERJAAN : PERENCANAAN TEKNIS JALAN NASIONAL

LOKASI : RUAS WANAM-NAKIAS-KALIKI

NAMA WILAYAH : KAB. MERAUKE, PROV. PAPUA

PERIODE ULANG : 25 YEARS

Debit

Aktual

(m3/det)

Culvert

Slope

(%)

Ratio Tinggi

Banjir dan

Tinggi

Culvert

Max.

Tinggi

Banjir Izin

(m)

Luas

Penampang

Basah(m2)

Keliling

Basah (m)

Jari-Jari

Hidrolis

(m)

Manning

Coeff.

Velocity

on Culvert

(m/sec)

Kap. Debit

Culvert

(m3/det)

Tinggi

Banjir

Aktual

Qa S h/H B H/D h A P R = A/P N V Qi (m)

001 11 + 750 1,96 Box Beton 01 0,30 0,80 1,20 1,20 0,96 1,15 3,12 0,37 0,015 1,88 2,16 0,889 22,6

002 15 + 687 5,50 Box Beton 01 0,30 0,80 2,00 1,50 1,20 2,40 4,40 0,55 0,015 2,44 5,85 1,145 121,7

003 17 + 480 9,60 Box Beton 01 0,30 0,80 3,00 1,50 1,20 3,60 5,40 0,67 0,015 2,79 10,03 1,162 356,4

NoSTA

CULVERT

Inner

Dimension of

Culvert (m)

Material

Konstruksi

Gorong-

Gorong

Bentuk

Gorong-

Gorong

Jumlah

Culvert

Catchment

Area

Coverage

(Ha)

hH

B

Box

D

hH/D

Pipa

Tabel 1.15 Perhitungan Kapsitas Gorong-gorong

Laporan Hidrologi


25 |

Cover LAP. HIDROLOGI NAKIAS -2014Daftar Isi Lap. HIDROLOGI-NAKIASKATA PENGANTAR-NAKIAS 2014LAPORAN HIDROLOGI-NAKIAS

5. Laporan Hidrologi Nakias Kaliki.pdf

Documents

Transcript of 5. Laporan Hidrologi Nakias Kaliki.pdf