BAB II

KRITERIA PERENCANAAN

2.1 Kriteria Perencanaan Drainase

2.1.1 Kriteria Perencanaan Hidrologi

Perencanaan hidrologi dilakukan untuk mengetahui karakteristik hujan, menganalisis hujan rancangan dan analisis debit rancangan. Untuk memenuhi langkah tersebut di atas diperlukan data curah hujan, kondisi tata guna lahan, dan kemiringan lahan.

Kriteria perencanaan hidrologi terdiri dari:1. Hujan dengan ketentuan sebagai berikut:

a. Perkiraan hujan rencana dilakukan dengan analisis frekuensi terhadap data curah hujan harian maksimum tahunan, dengan lama pengamatan sekurang-kurangnya 10 tahun.

b. Analisis frekuensi terhadap curah hujan. menggunakan metode Probabilitas Distribusi Normal, Log normal distribusi, Pearson Type III, Log Pearson tipe III dan Gumbel. Perhitungan didasarkan pada ketentuan standar return period yang telah disepakati.

c. Untuk pengecekan data hujan menggunakan metode kurva masa ganda atau yang sesuai.

d. Perhitungan intensitas hujan ditinjau dengan menggunakan metode Mononobe, Hasper Der Weduwen dengan program Cuicago Trainhyad

2. Debit banjir dengan ketentuan sebagai berikut :

a. Debit rencana dihitung dengan metode rasional yang telah dimodifikasi.

b. Koefisien limpasan (runoff) ditentukan berdasarkan tata guna lahan daerah tangkapan (lihat pada label dalam lampiran).

c. Waktu konsentrasi adalah jumlah dari waktu pengaliran di permukaan dan waktu drainase.

d. Koefisien penyimpangan dihitung dari rumus waktu konsentrasi dan waktu drainase.

2.1.1.1 Data Curah Hujan

Data curah hujan yang digunakan pada studi ini adalah curah hujan jangka panjang (tahunan) yaitu dimulai dari tahun 1993 hingga 2012. Dalam beberapa kasus sering ditemukan data curah hujan yang hilang, hal ini disebabkan oleh berbagai faktor seperti :

Kerusakan alat

Kelalaian petugas

Penggantian alat

Bencana (pengrusakan)

Adapun cara-cara untuk mengetahui data curah hujan yang hilang adalah sebagai berikut :

a. Apabila perbedaan hujan tahunan normal pada stasiun yang datanya tersebut < 10%, maka perkiraan data curah hujan yang hilang dicari dengan mengambil harga rata-rata aritmatik dari stasiun-stasiun yang mengelilinginya

Rumus yang digunakan :

dimana,

Px

=curah hujan yang hilang

PA,PB,PC=Curah hujan pada stasiun A, B, C

b. Bila perbedaan tersebut melebihi diatas angka 10%, maka perkiraan curah hujan yang hilang dihitung dengan Metode Perbandingan Normal :

dimana,

Px= curah hujan yang hilang

Nx=curah hujan tahunan rata-rata pada stasiun yang kehilangan data

Ni= curah hujan rata-rata pada stasiun n

Pi= curah hujan pada stasiun n

N= jumlah stasiun

2.1.1.2 Intensitas Hujan

Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan persatuan waktu. Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intensitasnya cenderung makin tinggi dan makin bersar periode ulangnya makin tinggi pula intensitasnya Apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia, yang ada hanya data hujan harian maka intensitas hujan dapat dihitung dengan rumus monobe. Pada perencanaan ini digunakan data hujan jangka pendek, sehingga intensitas hujan ditentukan dengan persamaan :

1. Metode Talbot

Rumus ini banyak digunakan karena mudah diterapkan dan tetapan-tetapan a dan b ditetapkan dengan harga-harga terukur.

Dimana :

I

= Intensitas hujan (mm/jam)

t

= lamanya hujan

a dan b= konstanta yang tergantung pada lamanya hujan yang terjadi di DAS.

2. Metode Sherman

Rumus Sherman cocok untuk jangka waktu curah hujan yang lamanya lebih dar 2 jam.

Dimana :

I= Intensitas hujan (mm/jam)

t= lamanya hujan

n= konstanta

3. Metode Ishoguro

Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :

Dimana :

I

= Intensitas hujan (mm/jam)

t

= lamanya hujan

a dan b= konstanta

Pemilihan intensitas hujan dari ketiga metode, ditentukan berdasarkan selisih terkecil antara I awal dan I teoritis hasil perhitungan dengan rumus diatas. Persamaan intensitas hujan dengan selisih terkecil tersebut selanjutnya digunakan dalam perhitungan debit.

2.1.1.3 Frekuensi Hujan

Hujan rancangan merupakan kemungkinan tinggi hujan yang terjadi dalam kala ulang tertentu sebagai hasil dari rangkaian analisis hidrologi yang biasa disebut analisis frekuensi curah hujan. Analisis frekuensi sesungguhnya merupakan prakiraan dalam arti probabilitas untuk terjadinya suatu peristiwa hidrologi dalam bentuk hujan rancangan yang berfungsi sebagai dasar perhitungan perencanaan hidrologi untuk antisipasi setiap kemungkinan yang akan terjadi. Analisis frekuensi ini dilakukan dengan menggunakan teori distribusi probabilitas. Dalam tugas perencanaan ini, analisis frekuensi hujan dilakukan dengan menggunakan 3 metode yaitu Metode Gumbel, Metode Log Person Tipe III dan Metode Iway Kadoya.

2.1.1.4 Analisa Laju Aliran Puncak

Perhitungan debit puncak digunakan persamaan rasional, mengingat lahan (DAS) yang diperhitungkan kecil (< 100 ha), yang menyatakan:

Q = 0,0027CIA

Dengan :

C=Koefisien limpasan yang merupakan fungsi

penutup dan kemiringan lahan.

I=Intensitas hujan (mm/jam).

A=Luas daerah tangkapan air (ha).

Koefisien limpasan dapat dilihat pada Tabel berikut :

Tabel 2.1 Koefisien Runoff

No.Tata Guna LahanNilai C

1Perumahan0.30-0.50

2Perkebunan0.10-0.25

3Tegalan0.10-0.26

4Sawah Irigasi0.10-0.27

5Sawah Tadah Hujan0.10-0.28

6Semak/Belukar0.50-0.70

7Hutan0.05-0.25

2.1.1.5 Waktu Konsentrasi (tc)

Waktu konsntrasi suatu DAS adalah waktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh untuk mengalir dar titik terjauh sampi ketempat keluaran DAS ( titik kontrol ) setelah tanah menjadi jenuh dan depresi-depresi kecil terpenuhi. Dalam hal ini diasumsikan bahwa jIka durasi hujan sama dengan waktu konsentrasi, maka setiap bagian DAS secara serentak telah menyumbangkan aliran terhadap titik kontrol. Salah satu metode yang digunakan untuk memperkirakan waktu konsentrasi adalah rumus :

tc= to + td

Dimana :

Untuk daerah pengaliran sangat kecil, dengan jarak 300 m

Untuk daerah pengaliran kecil, dengan jarak 1000 m

Dengan :

tc= waktu konsentrasi (menit).

to= waktu limpasan (menit)

Lo= panjang limpasan (m)

L= panjang saluran (m)

So= slope limpasan (m/m)

n= koefisien manning

v= laju aliran (m/s)

2.1.1.6 Analisa Kapasitas Saluran

Berdasarkan perhitungan debit puncak yang dapat ditampung pada suatu saluran akan dapat menentukan daya tampung saluran, penampang saluran yang dipilih adalah berbentuk trapesium yang ekonomis. Menurut Suripin (2004) persamaan yang dipergunakan untuk analisis penampang saluran tersebut adalah sebagai berikut:

Dengan persamaan Manning :

Q = A.V

Dimana :

Q: Debit (m/dt) S : Kemiringan dasar saluran

A : Luas tampang basah saluran ( m ) w : tinggi jagaan

V : Kecepatan pengaliran (m/dt)

B : Lebar dasar saluran (m)

h : Tinggi air normal di saluran (m)

m : Kemiringan tebing saluran

p : Keliling tampang basah saluran

n : Koefisien Manning

2.1.2 Kriteria Perencanaan Hidraulika

Kriteria perencanaan hidraulika ditentukan sebagai berikut:

1. Kapasitas saluran dihitung dengan rumus Manning atau yang sesuai.

2. Untuk saluran drainase yang terpengaruh oleh pengempangan (back water effect) perlu diperhitungkan pasang surutnya dengan Standard Step Method.

3. Kecepatan maksimum ditentukan oleh dinding dan dasar saluran, untuk saluran tanah v =0,7 m/dt , pasangan batu kali v = 2 m/dt dan pasangan beton v = 3 m/dt.

2.1.2.1 Dasar-Dasar Perencanaan

Dalam perencanaan sistem drainase, sistem yang digunakan ialah sistem terpisah dari saluran pengumpul air buangan kota. Sistem penyaluran air hujan ini menggunakan beberapa parameter yang merupakan dasar perencanaan sistem.

Dalam menentukan arah jalur saluran air hujan yang direncanakan terdapat batasan-batasan yaitu:

a. Arah aliran dalam saluran mengikuti garis ketinggian yang ada sehingga diharapkan pengaliran secara gravitasi dan menghindarkan pemompaan.

b. Pemanfaatan sungai atau anak sungai sebagai badan air penerima dan outfall yang direncanakan.

c. Menghindari banyaknya perlintasan saluran pada jalan sehingga mengurangi penggunaan gorong-gorong.

Dari parameter tersebut dapat dilihat adanya faktor pembatas yaitu kondisi topografi setempat. Dari kondisi ini dapat dikembangkan suatu sistem dengan berbagai alternatif dengan mempertimbangkan segi teknis dan ekonomisnya. Pengembangan suatu sistem mempunyai konsekuensi logis terhadap dampak perencanaan. Tetapi dengan sedikit mungkin menghindari akibat sosial yang mungkin timbul, yaitu dengan perencanaan yang logis dan baik, maka diharapkan dapat tercapainya perencanaan sistem seperti yang diharapkan.

2.1.2.2 Bentuk-Bentuk dan Jenis Saluran

Bentuk dan jenis saluran yang akan dipilh disesuaikan dengan keadaan lingkungan setempat, untuk itu digunakan tipe saluran sebagai berikut :1. Saluran tertutup.

Saluran ini dibuat dari beton tidak bertulang berbentuk bulat dan diterapkan pada daerah dengan kepadatan yang tinggi dimana ruang yang tersedia terbatas dan lalu lintas pejalan kaki padat seperti pada daerah perdagangan dan pusat pemerintahan dan jalan protocol. Sistem pengaliran air dari jalan kedalam saluran menggunakan street inlet. Dan pada jarak tertentu dibuat sumur pemeriksa (manhole) yang fungsinya selain sebagai sumur pemeriksa juga sebagai bangunan terjunan (drop manhole), perubahan dimensi saluran dan pertemuan saluran

2. Saluran terbuka.

Saluran ini terdiri dari dua bentuk dengan karakteristik yang berbeda :

a. Saluran berbentuk segi empat dan modifikasinya.

Saluran ini terbuat dari pasangan batu kali atau batu belah dan biasanya diterapkan pada suatu daerah dengan ruang yang tersedia terbatas seperti pada lingkungan pemukiman penduduk dimana ambang saluran dapat berfungsi sebagai inlet dari air hujan yang turun pada area.

b. Saluran berbentuk trapesium dengan modifikasinya.

Saluran ini dibuat tanpa pengerasan, diterapkan pada daerah dengan kepadatan penduduk rendah dimana ruang yang tersedia masih leluasa seperti pada daerah pertanian. Dan pada daerah tertentu dilakukan pengerasan bila batas kecepatan maksimum tidak terpenuhi.

2.1.2.3 Jalur Saluran

Jaringan sistem penyaluran air hujan yang direncanakan disesuaikan dengan keadaan fisik daerah pelayanan, dimana jalur saluran air hujan direncanakan disalah satu sisi jalan (kiri atau kanan jalan) atau mungkin dikedua sisi jalan. Untuk saluran awal (hulu saluran), batas maksimal lebar atas saluran 1.00 m. Sedangkan untuk saluran induk (primer) lebar atas saluran lebih besar dari 1.00 m. Untuk saluran ini diusahakan berada jauh dan melintas jalan agar pemukiman disekitarnya tidak perlu membuat jembatan persil.

Kapasitas saluran dan pelengkapnya sesuai dengan beban keadaan serta sifat-sifat hidrolis dimana saluran dan perlengkapan tersebut ditempatkan. Perencanaan hidrolis juga harus diperhatikan, meliputi prinsip hidrolika penggunaan saluran perencanaan. Sedangkan untuk hal teknis berupa segi-segi teknis yang lebih diperhatikan dalam rencana penyaluran sesuai topografi.

Daerah yang ditampung limpahan air hujan oleh satu jaringan drainase disebut blok pelayanan. Tidak ada batas luas tertentu untuk setiap blok dan sebaiknya setiap blok dilayani jaringan drainase maksimal 1000 meter.

BAB III

DESKRIPSI DAERAH PERENCANAAN

3.1 Batas Wilayah Administrasi

Kecamatan Ngampilan merupakan salah satu kecamatan di Kota Yogyakarta, Daerah Istimewa Yogyakarta (DIY). Jumlah penduduk pada tahun 2013 yaitu 18619 jiwa. Kecamatan Ngampilan memiliki luas wilayah 0.82 km2 dengan 2 kelurahan yang dapat dilihat pada gambar 3.1 untuk Kecamatan Ngampilan.Gambar 3.1 Peta Administrasi Kecamatan Ngampilan

1. Kelurahan Notoprajan (0.35 km2)

2. Kelurahan Ngampilan (0.45 km2)

Kebanyakan lahan di kecamatan Ngampilan ini digunakan untuk kegiatan perekonomian, seperti pusat pendidikan, pusat perbelanjaan, dan kesehatan, selain daripada pemukiman warga. Batas-batas wilayah kecamatan Ngampilan seperti pada tabel 3.1 tentang batas wilayah Kecamatan Ngampilan

Tabel 3.1 Batas Wilayah Kecamatan Ngampilan

ArahBatas Wilayah

UtaraWilayah kelurahan Pringgokusuman

SelatanWilayah kelurahan Gedongkiwo, kec. Mantrijeron

BaratWilayah kelurahan Wirobrajan, kec. Wirobrajan

TimurWilayah kelurahan Ngupasan, kec. Gondokusuman

3.2DATA CURAH HUJAN

Tabel 3.2 Jumlah Penduduk Kecamatan Ngampilan tahun 2013

NoTahunStasiun AStasiun CStasiun DStasiun F

MmMmMmMm

11993245264-270

21994248-265265

31995-275230285

41996266286234286

51997272330232-

61998253278264248

71999287252240229

82000268247-262

92001292280262-

102002319292251268

112003285326235238

122004300263244267

132005-266260244

142006255-230270

152007268282246243

162008238251288331

172009267317313251

182010244275242235

192011270223269244

202012243214272260

3.3 DEMOGRAFI KEPENDUDUKAN

Jumlah penduduk di kecamatan Ngampilan selalu mengalami peningkatan di setiap tahunnya yang rinciannya dapat dilihat pada tabel 3.2

Tabel 3.2 Jumlah Penduduk Kecamatan Ngampilan tahun 2013

KecamatanLaki lakiPerempuanJumlah / Total

Notoprajan398241158097

Ngampilan5151537110522

Jumlah / Total20139133948318619

20129425965519080

2011100351027720312

4.2.1 Curah Hujan Rata-rata

a. Metode Poligon Thiessen

Berdasarkan data yang diperoleh, luasan wilayah kecamatan Ngampilan mmiliki luasan 82 ha. Nilai curah hujan rata-rata ini didapat berdasar luasan yang telah dibagi berdasarkan jumlah stasiun lalu didapat luas jangkauan stasiun pengamat hujan sebagai berikut:

Tabel 4.2 Luas Jangkauan Stasiun Pengamat Hujan Metode Polygon Thiessen

Luas Jangkauan Stasiun Pengamat Hujan

NOSTASIUNLUAS (ha)

1A186.46

2C338.92

3D189.55

4F105.08

JUMLAH820.01

Nilai rerata curah hujan yang didapat untuk metode Polygon Thiessen adalah

Contoh perhitungan untuk Tahun 1993 :

Tabel 4.3 Curah Hujan Rata - Rata Metode Polygon Thiessen

NoTahunStasiun AStasiun CStasiun DStasiun FRerata hujan tahunan

MmMmMmMm

11993245264259.7270259.7

21994248259.3265265259.3

31995263.3275230285263.3

41996266286234286268.0

51997272330232278278.0

61998253278264248260.8

71999287252240229252.0

82000268247259262259.0

92001292280262278278.0

102002319292251268282.5

112003285326235238271.0

122004300263244267268.5

132005256.7266260244256.7

142006255251.7230270251.7

152007268282246243259.8

162008238251288331277.0

172009267317313251287.0

182010244275242235249.0

192011270223269244251.5

202012243214272260247.3

JUMLAH5340.05432.05095.752525279.9

Rerata Stasiun267271.6254.8262.6264.0

Kelompok 3