Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan

8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan

1/22

1

BAB 1PENDAHULUAN

1.1 Uraian

Banjir di Jakarta adalah suatu fenomena yang sudah lama terjadi secara

alami. Bahkan, tanpa faktor polusi akibat kegiatan manusia dan faktor-faktor

antropogenik lainnya, Kota Jakarta sudah terkena banjir yang disebabkan oleh

metabolisme alaminya (Caljouw, as, dan !ratiwo "#$%&. 'ekarang, Jakarta

merupakan sebuah delta berumur %### tahun yang terbentuk oleh sedimentasi dari

gunung-gunung merapi dari 'elatan. erdapat sekitar $) waterway yang melewati

dataran alu*ial ini yang berada sedikit di atas permukaan laut. Kecepatan air yang

mengalir di dalam delta ke arah laut mengalami perlambatan karena kontur tanah

di daerah tersebut relatif landai, dan pada saat musim hujan sungai-sungai yang

melewati daerah tersebut membawa air yang mengandung banyak lumpur dari

hulu. +leh karena itu, terjadi banyak sedimentasi pada outlet sungai.

!enjajah Belanda yang datang ke Bata*ia tidak asing dengan

karakteristik delta tersebut dan fenomena banjir yang sering terjadi, karena Kota

msterdam mempunyai karakteristik yang sama. Berbeda dengan warga pribumi,

penjajah Belanda memilih untuk menantang kondisi alami daerah Bata*ia,dibandingkan dengan menghindarinya. Berbagai macam usaha dilakukan oleh

pemerintah kolonial Belanda untuk mencegah banjir di Bata*ia, seperti reklamasi

wetlands, penggalian kanal, dan penimbunan tanah untuk menaikkan ketinggian

tanah daerah tersebut (Caljouw et al, "##%&. 'eiring dengan berkembangnya Kota

Bata*ia, Bata*ia terkena banjir besar yang disebabkan oleh kegiatan-kegiatan

perluasan lahan seperti penebangan hutan di daerah hulu dan irigasi untuk wilayah

pertanian. ntuk mengatasi masalah banjir yang semakin sering terjadi, seoranginsinyur keairan bernama erman /an Breen, merancang Banjir Kanal Barat yang

berfungsi untuk mengendalikan *olume air yang mengalir dari 'ungai Ciliwung

ke bagian barat Bata*ia sebelum masuk ke laut.

ntuk memenuhi kebutuhan air di dalam Bata*ia itu sendiri, /an Breen

juga merancang polder dan waduk di beberapa bagian Jakarta tara menggunakan

kerukan sedimen dari mulut sungai (Caljouw et al, "##%&. 'alah satunya adalah

0aduk 'unter 'elatan. 0aduk 'unter 'elatan ini mempunyai luas sebesar "%,1 a

dengan enam buah pompa yang dapat memompa air sebesar $% m)2detik. 3ungsi

Universitas Indonesia


2/22

2

0aduk 'unter 'elatan ini adalah untuk menampung air pada saat musim hujan

untuk mengurangi dampak banjir, dan ketika ketinggian air sudah mencapai dua

meter, air dialirkan oleh pompa melalui pipa pembuangan dan dialirkan ke 4aut

ncol melalui Kali 'entiong. amun, 0aduk 'unter 'elatan sudah mengalami

pendangkalan sehingga harus dikeruk untuk mengembalikan fungsinya untuk

menampung air.

1.2 Tujuan

a. 5enganalisis kecukupan kapasitas saluran inlet utama, bangunan inlet dan

outlet serta waduk terhadap banjir rencana $## tahunan.

b. 5engusulkan alternatif bangunan inlet dan rancangan dimensi hidrolisnya.



3/22

3

BAB 2 PEMBAHASAN

2.1 Daerah Tangkapan Air Sunter Selatan

!ada studi ini, kami mendapatkan data mengenai 6aerah angkapan ir

(6& 'unter 'elatan seperti sebagai berikut7

8ambar ".$ 6aerah angkapan ir 'unter 'elatan

Sumber Gambar: GoogleMaps, 2015

6ari gambar tersebut dapat diketahui bahwa jumlah waduk 'unter

'elatan adalah " buah, yaitu 'unter 'elatan Barat seluas $%,1 a dan 'unter

'elatan imur seluas $# a. 6aerah angkapan ir dari waduk tersebut menaungi

sebagian besar daerah selatan waduk dan sisanya daerah utara waduk. erdapat "

inlet untuk 0aduk Barat dan 9 inlet untuk 0aduk imur. 'emua inlet yang masuk

ke dalam waduk tersebut adalah saluran drainase dalam kota yang terbuat dari

batu kali.

6ari gambar tersebut juga tidak terlihat 0aduk imur dan 0aduk Barat

terhubung oleh suatu saluran terbuka, sehingga kami berasumsi bahwa kedua

waduk tersebut terhubung oleh gorong-gorong yang terendam dalam waduk atau

submerged culvert .

0aduk 'unter 'elatan ini memiliki ele*asi lebih rendah daripada Kali

'entiong sebagai saluran penerima outlet waduk, sehingga dibutuhkan pompa

untuk mengalirkan air dari waduk ke Kali 'entiong.

2.2 Saluran Utama Waduk Barat



4/22

4

'emua saluran yang terhubung dengan saluran inlet waduk diteliti dan

diukur jaraknya dengan menggunakan aplikasi komputer. 'aluran utama atau

main drain pada studi kasus kami adalah saluran yang memiliki alur terpanjang,

untuk mendapatkan waktu konsentrasi yang lama agar debit banjir yang

dihasilkan adalah debit banjir maksimum. 'aluran utama kami memiliki panjang

"#1# m dan kemiringan #.##", dan mengalirkan air dari utara ke dalam waduk

'unter 'elatan Barat melalui inlet berupa pintu air di ujung timur.

8ambar "." 'aluran yang diberi warna merah adalah saluran utama


".".$ !erhitungan 6ebit :encana 'aluran tama 0aduk Barat

ntuk mendapatkan debit rencana saluran utama, digunakan data curah

hujan 6K; Jakarta yang kami peroleh dari 'tasiun ujan anjung !riok. Berikut

ini adalah datanya7

ahun6ata ujan

(mm&ahun

6ata ujan(mm&

$1


5/22

5

$11$ %= "##$ %"

$11" $=$ "##" $9=

$11) $=< "##) $"=

abel ".$ 6ata Curah ujan 5aksimum arian "# ahunan

'elanjutnya adalah perhitungan hujan rencana pada polder yang

menggunakan metode 8umbell, asil dari perhitungannya adalah sebagai berikut7

n "#

Rerata $#1.9%

Standar

Deviasi

9).9=1%9=

%

Ytr ".1=

Yn #.%")>

Sn $.#>"<

KTr ".)#$


6/22

6

d #.$> jam $$9.1")9< menit

c ".#= jam $"9.9$)%1 menit

abel ".) !erhitungan Time of Concentration

'elanjutnya adalah menghitung intensitas hujan waduk dengan rumus

5ononobe7

)"

"9 "9

"9

×

=

t

R I

6imana 7

; ? ;ntensitas curah hujan (mm2jam&.

? 4amanya curah hujan (jam&.

: "9 ? Curah hujan maksimum dalam "9 jam (mm&

Durasi

!menit"

KalaUlang

Durasi

!menit"

KalaUlang

1 tahun 1 tahun

# )9.1)

1 ")1. $# >".>#

1# $

2 $%$.$# %# %=.%1

2# $)#."$ & %%.99

' $$%.)$ %).9=

'# $#9.#% 1 %$.>.1< 12 9%.=>

) =".>9 12# 99.%)

)# >


7/22

(

8ambar ".) Kur*a ;63 $## ahunan di 'tasiun anjung !riok

6ari perhitungan intensitas tersebut, pada c ? $"9,9 menit, didapatkan ;

? 99,>= mm2jam. 5aka intensitas hujan yang terjadi pada 0aduk 'unter 'elatan

Barat adalahKemudian dihitung debit atau banjir rencana dengan menggunakan

metode rasional7

* + ,.-.A

Keterangan7

@ ? dependable flow (4)2s&

C ? runoff coefficient

; ? dependable rainfall (42s&

? watershed area (4"&

6engan mengambil koefisien limpasan sebesar #,1= 5aka, debit rencana

pada waduk 'unter 'elatan Barat adalah sebesar =#,%)% m)2detik.

"."." !erhitungan /olume dengan idrograf 'atuan

Kami mencari hidrograf satuan untuk mendapatkan *olume kumulatif

yang dihasilkan oleh saluran utama inlet di waduk timur per $# menit. /olume

kumulatif tersebut kemudian dicari selisihnya dengan *olume waduk. 4angkah

pertama adalah menghitung debit per $# menit, perhitungannya adalah sebagai

berikut7

0aktu 6ebit (m)2s&

# #

$# %.>9"<

"# $$."

)# $>.1"".#=#<

$"# =#.%)%

$)# >=.%1>#9$>=

$9# >9.>%=#


8/22

$%# >$.=$19=1$>=

)"# $$.=%%


9/22

/

"# %#= "#%9.=#9

$9# )1>=%.1)=% )"%=)#.>9$%

$%# )>$91.$$">%.>9$%

$=# )">"".9)=% 9"# $>=%".#>"% >9)$).>$1.>9$%

))# 99#9%.#>"% =$)>=).$9$%

)%#


10/22

10

'ama seperti perhitungan waduk barat, semua saluran yang terhubung

dengan saluran inlet waduk barat diteliti dan diukur jaraknya dengan

menggunakan aplikasi komputer. 'aluran utama waduk timur memiliki panjang

$$## m dan kemiringan #.##), dan mengalirkan air dari selatan ke dalam waduk

'unter 'elatan imur melalui inlet berupa saluran terbuka.

8ambar ".9 'aluran yang diberi warna merah adalah saluran utama


6engan perhitungan yang sama seperti sebelumnya, besar hujan rencana

pada akhir waktu ulang "# tahun adalah sebesar "#1,%)) mm.

Kemudian waktu konsentrasi untuk waduk timur adalah7

#.$1 #.$1 jam $$."1 menit

d #.1> jam %=.9 menit

c $.$% jam >".>#

1# $

2 $%$.$# %# %=.%1



11/22

11

2# $)#."$ & %%.99

' $$%.)$ %).9=

'# $#9.#% 1 %$.><

( 1%.$1 1# %#.#"

(# 9 12# 99.%)

)# >


12/22

12

"# "1.1)".9$$1")#<

$9# 91"

$%# 9#."19")#==$># )".")%)"

$=# "9.$=>%)

$.$$=>1")$

$1# 1.=


13/22

13

%# 9#9#1.)%=$9 $$""9#%9.$$>)

$## %#==#.=)#== )9.1 %$#$"%.$1)"

$9# )$9"1.% %9$%%9.>1)"

$%# "$=%1" %%) >#$11>.#)19

"## # >#$11>.#)19

asil *olume kumulatif terbesar itulah yang akan dicari selisihnya

dengan *olume total waduk untuk die*aluasi.

2.( 0utlet Waduk Timur !Sumerged ,ulvert"

Kami berasumsi bahwa antara waduk timur dan barat dihubungkan

dengan saluran gorong-gorong yang terendam atau submerged cul*ert.

!erhitungannya adalah sebagai berikut7

8ambar ".> ;lustrasi 8orong-gorong

Sumber Gambar: uler' %esign and +ridges

!ada saluran gorong-gorong digunakan rumus berikut7

6imana7

b ? cul*ert height

0 A b2" ? head on cul*ert measured from barrel centerline



14/22

14

'ehingga perhitungannya menjadi seperti berikut7

6iameter (m& ).<

4uas (m"& $$.))%9Keliling $$.1)"

0 (m& 9

b (m& ).<

6ebit (m)2s& 9).>%>))">

6engan mendapatkan debit gorong-gorong sebesar 9),>% m)2s, kami

dapat menghitung *olume kumulatif per $# menit yang kemudian akan

dibandingkan dengan *olume kumulatif waduk7

Waktulume -nlet

Waduk !m'"

lume

,ulvert !m'"

# #

1 99$1).=11%9

2 $=1%1.=$9"1 %")1)" )>>=$).$1)>

1# %>))$).%==< )1"1#>.11)"

1) %#$11>.#)19 %")


15/22

15

0 50 100 150 200 2500

100000

200000

300000

400000

500000

600000

(00000

apasi'as Goronggorong er 10 Meni'

olume m3- olume Goronggorong

6ari grafik dan tabel tersebut dapat dilihat bahwa *olume tampungan

bisa didapat dengan mencari selisih *olume gorong-gorong dan *olume inlet

waduk. Jadi *olume tampungan pada waduk timur adalah7 =


16/22

16

Jumlah pompa pada waduk 'unter 'elatan ini berjumlah > buah dengan

kapasitas masing-masing pompa "%## m)2s. Kami mencoba untuk menghitung

kapasitas pompa apabila semuanya dihidupkan, hanya % pompa dihidupkan, hanya

9 pompa dihidupkan dan seterusnya. Kemudian kapasitas tersebut dibandingkan

dengan *olume kumulatif dari hidrograf satuan untuk mendapatkan *olume

tampungan.

0aktu

(menit&

/olume >

!ompa (m)&

/olume %

!ompa (m)&

/olume 9

!ompa (m)&

/olume )

!ompa (m)&

/olume "

!ompa (m)&

/olume

(m)&

# # # # # # #

$# 1### =%## >### 9%## )### $>1".### >==$.)>

)# "=### ""%## $#### 9### "9### $#

1# =%## %9### 9#%## "=### $)=$"#.#9

$## 1#### =%### >#### 9%### )#### $>1"###"99>$%.)<

>

$)# $$=### 1=%## =### $#%### )### 9"###)"%=)#.>9

"

$%# $)%### $$"%## 1#### >=%## 9%### )>$


17/22

1(

1

$># $99### $"#### 1>### ="### 9">%.>9

"

$=# $%)### $"=%## $#"### =>%## %$###

9"### 19%## >)###%9$=99.#=

1

""# $1%### $)"### 11### >>###%>%%91.>9

"

")# "#=### $="%## $)1###%#=9

"

"%# ""%### $).#=

1

"># ")9### $1%### $%>### $$=### =9)$).### =$)%".$9"

"1# ">$### "$=%## $=9### $)#%## 9

"

)$# "=1### ")"%## $### $)1%## 1)###=##99=.=).$9

"

)%# )$%### ">"%## "$#### $%=%## $#%###=$9%%9.### $>"### $#


18/22

1

0 50 100 150 200 250 300 350 4000

200000

400000

600000

00000

apasi'as ompa er 10 Meni'

olume 6 ompa 5 ompa

4 ompa 3 ompa 2 ompa

6ari grafik dan tabel tersebut dapat dilihat bahwa *olume tampungan

bisa didapat dengan mencari selisih *olume kapasitas pompa dengan *olume

hidrograf satuan waduk.

4umlah 3mpa Akti5 lume Tampungan 6valuasi h

> )1#%%9.

% 999%%9."=

9 91


19/22

1/

4umlah " Buah

8ear 1 3intu ) m

Tinggi 9 m

8uas 1 3intu $" m"

3erimeter $9 m

Ttal 8uas "9 m"

Ttal 3erimeter "< m

R #.$>119$ m)2s

Kondisi ksisting

-786T

3intu Air

4umlah ) Buah

8ear 1 3intu ) m

Tinggi 9 m

8uas 1 3intu $" m"

3erimeter $9 m

Ttal 8uas )> m"

Ttal 3erimeter 9" m

R #.


20/22

20

Reach 1

1.961904*.733333*.495237*.266666*.171428*.104761*.038094*

Sa l u r a n 1

Reach 2

1.936936*.873873*.810810*.747747*.684684*

.621621*

.558558*

.495495*

.432432*

.369369*

.306305*

.243242*

.180179*

.117116*

.054052*

S al

ur

an 2

Sunter Barat Sunter Timur Goronggorongrumah !om!a

rence' ( ntere' $Ser!olate' $S)

8ambar ". 'kema liran 0aduk 'unter 'elatan dengan C:'

Sumber Gambar: 7la8an enulis, 2015

6esain eksisting saluran pada inlet waduk timur adalah 9,% m " m.

pabila dimasukkan pada aplikasi tersebut, ditemukan bahwa terjadi banjir.

'ehingga diperlukan perubahan desain yaitu 1 m % m.

0 2 4 6 82

0

2

4

6

8

10

Sunter 3 *lan+ *lan 01 12,23,2015

Station (m)

- l e . a t i o n ( m )

Legend

-G */ 1S */ 1

Groun'

Ban Sta

.025 .025 .025

8ambar ". 6esain ksisting ;nlet 0aduk imur




21/22

21

0 2 4 6 8 10 123

2

1

0

1

2

3

Sunter 3 *lan+ *lan 01 12,23,2015

Station (m)

- l e . a t i o n ( m )

Legend

-G */ 1

S */ 1

Groun'

Ban Sta

.025 .025 .025

8ambar ". 6esain sulan 'aluran ;nlet 0aduk imur


6esain eksisting saluran pada inlet waduk barat adalah 1 m ) m.

pabila dimasukkan pada aplikasi tersebut, tidak terjadi banjir. 6engan demikian

tidak diperlukan perubahan desain saluran inlet.

0 2 4 6 8 10 12 142.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

Sunter 3 *lan+ *lan 01 12,23,2015

Station (m)

- l e . a t i o n ( m

)

Legend

-G */ 1

S */ 1

Groun'

Ban Sta

.025 .025 .025

8ambar ". 6esain ksisting 'aluran ;nlet 0aduk Barat




22/22

22

BAB 3 PENUTUP

'.1 Kesimpulan

6apat disimpulkan bahwa berdasarkan e*aluasi kecukupan kapasitas

saluran utama (main drain&, bangunan inlet dan outlet , serta waduk terhadap

banjir rencana $## tahunan maka saluran utama, dan kapasitas pompa di waduk

sudah memenuhi apabila kedalaman 0aduk 'unter 'elatan imur sebesar " m dan

kedalaman 0aduk 'unter 'elatan Barat sebesar ",9 m. amun, bangunan inlet

yaitu pintu air tidak dapat menghambat debit air yang datang dari saluran utama.

8orong A gorong untuk mengalirkan air dari 0aduk 'unter 'elatan imur ke

0aduk 'unter 'elatan Barat tidak teridentifikasi, sehingga diperlukan usulan

alternatif desain gorong A gorong yang menghubungkan kedua waduk.

'.2 Saran

lternatif desain yang diusulkan oleh penulis adalah penambahan pintu

air di inlet 0aduk 'unter 'elatan Barat sebanyak satu buah dengan ketinggian 9

meter dan lebar ) meter. 4alu, dimensi gorong A gorong yang dibutuhkan untuk

mengalirkan air dari 0aduk 'unter 'elatan imur ke 0aduk 'unter 'elatan Baratadalah diameter sebesar ),< m. Kedalaman waduk 'unter 'elatan Barat dan imur

yang dibutuhkan agar *olume tampungan tetap aman adalah ",9 m dan " m.

Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan

Documents

Transcript of Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan