Drainase Bab 2

2013Evaluasi Saluran Drainase Jalan Gaharu, Pasir Pangaraian

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Drainase

Drainase merupakan salah satu fasilitas dasar yang dirancang sebagai sistem

guna memenuhi kebutuhan masyarakat dan merupakan komponen penting dalam

perencanaan kota (perencanaan infrastruktur khususnya). Menurut Suripin (2004),

drainase mempunyai arti 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.

Drainase yaitu suatu cara pembuangan kelebihan air yang tidak diinginkan

pada suatu daerah, serta cara-cara penangggulangan akibat yang ditimbulkan oleh

kelebihan air tersebut. Dari sudut pandang yang lain, drainase adalah salah satu

unsur dari prasarana umum yang dibutuhkan masyarakat kota dalam rangka

menuju kehidupan kota yang aman, nyaman, bersih, dan sehat. Prasarana drainase

disini berfungsi untuk mengalirkan air permukaan ke badan air (sumber air

permukaan dan bawah permukaan tanah) dan atau bangunan resapan. Selain itu

juga berfungsi sebagai pengendali kebutuhan air permukaan dengan tindakan

untuk memperbaiki daerah becek, genangan air dan banjir (Suripin, 2004).

2.2. Kegunaan Drainase

Kegunaan dengan adanya saluran drainase ini antara lain (Suripin, 2004) :

Mengeringkan genangan air sehingga tidak ada akumulasi air tanah.

Menurunkan permukaan air tanah pada tingkat yang ideal.

Mengendalikan erosi tanah, kerusakan jalan dan bangunan yang ada.

Mengendalikan air hujan yang berlebihan sehingga tidak terjadi bencana

banjir.

6


Sebagai salah satu sistem dalam perencanaan perkotaan, maka sistem

drainase yang ada dikenal dengan istilah sistem drainase perkotaan. Berikut

definisi drainase perkotaan (Hasmar, 2002) :

1. Drainase perkotaan yaitu ilmu drainase yang mengkhususkan pengkajian

pada kawasan perkotaan yang erat kaitannya dengan kondisi lingkungan

sosial-budaya yang ada di kawasan kota.

2. Drainase perkotaan merupakan sistem pengeringan dan pengaliran air dari

wilayah perkotaan yang meliputi :

a) Permukiman

b) Kawasan industri dan perdagangan

c) Kampus dan sekolah

d) Rumah sakit dan fasilitas umum

e) Lapangan olahraga

f) Lapangan parkir

g) Instalasi militer, listrik, telekomunikasi

h) Pelabuhan udara.

Standar dan sistem penyediaan drainase kota sistem penyediaan jaringan

drainase terdiri dari empat macam, yaitu (Hasmar, 2002) :

1. Sistem drainase utama merupakan sistem drainase perkotaan yang melayani

kepentingan sebagian besar warga masyarakat kota.

2. Sistem drainase lokal merupakan sistem drainase perkotaan yang melayani

kepentingan sebagian kecil warga masyarakat kota.

3. Sistem drainase terpisah merupakan sistem drainase yang mempunyai

jaringan saluran pembuangan terpisah untuk air permukaan atau air limpasan.

4. Sistem gabungan merupakan sistem drainase yang mempunyai jaringan

saluran pembuangan yang sama, baik untuk air genangan atau air limpasan

yang telah diolah.

Sasaran penyediaan sistem drainase dan pengendalian banjir adalah

(Hasmar, 2002) :

1. Penataan sistem jaringan drainase primer, sekunder dan tersier melalui

normalisasi maupun rehabilitasi saluran guna menciptakan lingkungan yang

7


aman dan baik terhadap genangan, luapan sungai, banjir kiriman, maupun

hujan lokal. Dari masing-masing jaringan dapat didefinisikan sebagai berikut:

a. Jaringan primer merupakan saluran yang memanfaatkan sungai dan anak

sungai.

b. Jaringan sekunder merupakan saluran yang menghubungkan saluran

tersier dengan saluran primer (dibangun dengan beton/plesteran semen).

c. Jaringan tersier merupakan saluran untuk mengalirkan limbah rumah

tangga ke saluran sekunder, berupa plesteran, pipa dan tanah.

2. Memenuhi kebutuhan dasar (basic need) drainase bagi kawasan hunian dan

kota.

3. Menunjang kebutuhan pembangunan (development need) dalam menunjang

terciptanya skenario pengembangan kota untuk kawasan andalan dan

menunjang sektor unggulan yang berpedoman pada Rencana Umum Tata

Ruang Kota. Sedangkan arahan dalam pelaksanaannya adalah :

Harus dapat diatasi dengan biaya ekonomis.

Pelaksanaannya tidak menimbulkan dampak sosial yang berat.

Dapat dilaksanakan dengan teknologi sederhana.

Memanfaatkan semaksimal mungkin saluran yang ada.

Jaringan drainase harus mudah pengoperasian dan pemeliharaannya.

Mengalirkan air hujan ke badan sungai yang terdekat.

Standardisasi sistem penyediaan drainase untuk penempatan perumahan di

pinggiran saluran primer atau sungai yang mengacu pada Provincial Water

Reclement (PWR) Bab II pasal 2 tentang “Pemakaian Bebas dari Perairan Umum”

(Waterrocilijn) yang berbunyi “Dilarang menempatkan sebuah bangunan apapun,

atau memperbaharui seluruhnya atau sebagian dalam jarak diukur dari kaki

tangkis sepanjang perairan umum atau bilamana tidak ada tangkis, dari pinggir

atas dari tamping (talud) perairan umum kurang dari :

a. 20 meter untuk sungai-sungai tersebut dalam daftar 1 dari verordening ini.

b. 5 meter untuk sungai-sungai tersebut dalam daftar 2 dari verordening ini,

demikian juga untuk saluran pengaliran dan pembuangan dengan

kemampuan (kapasistet) 4 m3/detik atau lebih.

8


c. 3 meter untuk saluran-saluran pengairan, pengambilan dan pembuangan

kemampuan normal 1 s/d 4 m3/detik.

d. 2 meter untuk saluran-saluran pengairan pengambilan dan pembuangan

kemampuan normal kurang dari 1 m3/detik.

Sistem jaringan drainase perkotan umumnya dibagi atas 2 bagian, yaitu

(Hasmar, 2002) :

1. Sistem Drainase Mayor

Sistem drainase mayor yaitu sistem saluran atau badan air yang

menampung dan mengalirkan air dari suatu daerah tangkapan air hujan

(Catchment Area). Pada umumnya sistem drainase mayor ini disebut juga

sebagai sistem saluran pembuangan utama (major system) atau drainase

primer. Sistem jaringan ini menampung aliran yang berskala besar dan luas

seperti saluran drainase primer, kanal-kanal atau sungai-sungai. Perencanaan

drainase makro ini umumnya dipakai dengan periode ulang antara 5 sampai

10 tahun dan pengukuran topografi yang detail mutlak diperlukan dalam

perencanaan sistem drainase ini.

2. Sistem Drainase Mikro

Sistem drainase mikro yaitu sistem saluran dan bangunan pelengkap

drainase yang menampung dan mengalirkan air dari daerah tangkapan hujan.

Secara keseluruhan yang termasuk dalam sistem drainase mikro adalah

saluran di sepanjang sisi jalan, saluran/selokan air hujan di sekitar bangunan,

gorong-gorong, saluran drainase kota dan lain sebagainya dimana debit air

yang dapat ditampungnya tidak terlalu besar. Pada umumnya drainase mikro

ini direncanakan untuk hujan dengan masa ulang 2, 5 atau 10 tahun

tergantung pada tata guna lahan yang ada. Sistem drainase untuk lingkungan

permukiman lebih cenderung sebagai sistem drainase mikro.

9


2.3. Jenis-jenis Drainase

Jenis – jenis drainase dapat dikelompokkan menjadi beberapa kelompok,

yaitu (Hasmar, 2002) :

1. Menurut Sejarah Terbentuknya

a) Drainase Alamiah (Natural Drainage), yaitu sistem drainase yang

terbentuk secara alami dan tidak ada unsur campur tangan manusia.

b) Drainase Buatan, yaitu sistem drainase yang dibentuk berdasarkan

analisis ilmu drainase, untuk menentukan debit akibat hujan, dan dimensi

saluran.

2. Menurut Letak Saluran

a) Drainase Permukaan Tanah (Surface Drainage), yaitu saluran drainase

yang berada di atas permukaan tanah yang berfungsi mengalirkan air

limpasan permukaan. Analisa alirannya merupakan analisa open channel

flow.

b) Drainase Bawah Tanah (Sub Surface Drainage), yaitu saluran drainase

yang bertujuan mengalirkan air limpasan permukaan melalui media di

bawah permukaan tanah (pipa-pipa), dikarenakan alasan-alasan tertentu.

Alasan tersebut antara lain tuntutan artistik, tuntutan fungsi permukaan

tanah yang tidak membolehkan adanya saluran di permukaan tanah

seperti lapangan sepak bola, lapangan terbang, taman, dan lain-lain.

3. Menurut Konstruksi

a) Saluran Terbuka, yaitu sistem saluran yang biasanya direncanakan hanya

untuk menampung dan mengalirkan air hujan (sistem terpisah), namun

kebanyakan sistem saluran ini berfungsi sebagai saluran campuran. Pada

pinggiran kota, saluran terbuka ini biasanya tidak diberi lining (lapisan

pelindung). Akan tetapi saluran terbuka di dalam kota harus diberi lining

dengan beton, pasangan batu (masonry) ataupun dengan pasangan bata.

b) Saluran Tertutup, yaitu saluran untuk air kotor yang mengganggu

kesehatan lingkungan. Sistem ini cukup bagus digunakan di daerah

perkotaan terutama dengan tingkat kepadatan penduduk yang tinggi

seperti kota metropolitan dan kota-kota besar lainnya.

10


4. Menurut Fungsi

a) Single Purpose, yaitu saluran yang berfungsi mengalirkan satu jenis air

buangan saja.

b) Multy Purpose, yaitu saluran yang berfungsi mengalirkan beberapa jenis

buangan, baik secara bercampur maupun bergantian.

2.4. Arahan Dalam Pelaksanaan Penyediaan Sistem Drainase

Arahan dalam pelaksanaan penyediaan sistem drainase adalah (Hasmar,

2002) :

1. Harus dapat diatasi dengan biaya ekonomis.

2. Pelaksanaannya tidak menimbulkan dampak sosial yang berat.

3. Dapat dilaksanakan dengan teknologi sederhana.

4. Memanfaatkan semaksimal mungkin saluran yang ada.

5. Jaringan drainase harus mudah pengoperasian dan pemeliharannya.

6. Mengalirkan air hujan ke badan sungai yang terdekat.

2.5. Pengklasifikasian Saluran Drainase

Macam saluran untuk pembuangan air, menurut De Chaira dan Koppelmen

(1994) dapat dibedakan menjadi :

1. Saluran Air Tertutup

a) Drainase bawah tanah tertutup, yaitu saluran yang menerima air

limpasan dari daerah yang diperkeras maupun yang tidak diperkeras

dan membawanya ke sebuah pipa keluar di sisi tapak (saluran

permukaan atau sungai) ke sistem drainase kota.

b) Drainase bawah tanah tertutup dengan tempat penampungan pada

tapak, dimana drainase ini mampu menampung air limpasan dengan

volume dan kecepatan yang meningkat tanpa menyebabkan erosi dan

kerusakan pada tapak.

2. Saluran Air Terbuka

Merupakan saluran yang mengalirkan air dengan suatu permukaan bebas.

Pada saluran air terbuka ini jika ada sampah yang menyumbat dapat dengan

mudah untuk dibersihkan, namun bau yang ditimbulkan dapat mengurangi

kenyamanan. Menurut asalnya, saluran dibedakan menjadi :

11


a) Saluran Alam (natural), meliputi selokan kecil, kali, sungai kecil dan

sungai besar sampai saluran terbuka alamiah.

b) Saluran Buatan (artificial), seperti saluran pelayaran, irigasi, parit

pembuangan, dan lain-lain. Saluran terbuka buatan mempunyai istilah

yang berbeda-beda antara lain :

Saluran (canal)

Biasanya panjang dan merupakan selokan landai yang dibuat

di tanah, dapat dilapisi pasangan batu atau beton, semen, kayu

maupun aspal.

Talang (flume)

Merupakan selokan dari kayu, logam, beton/pasangan batu,

biasanya disangga atau terletak di atas permukaan tanah, untuk

mengalirkan air berdasarkan perbedaan tinggi tekan.

Got miring (chute)

Selokan yang curam.

Terjunan (drop)

Seperti got miring dimana perubahan tinggi air terjadi dalam

jangka pendek.

Gorong-gorong (culvert)

Saluran tertutup (pendek) yang mengalirkan air melewati

jalan raya, jalan kereta api, atau timbunan lainnya.

Terowongan Air Terbuka (open-flow tunnel)

Selokan tertutup yang cukup panjang, dipakai untuk

mengalirkan air menembus bukit atau gundukan tanah.

3. Saluran Air Kombinasi, dimana limpasan air terbuka dikumpulkan pada

saluran drainase permukaan, sementara limpasan dari daerah yang diperkeras

dikumpulkan pada saluran drainase tertutup.

12


2.6. Pola Jaringan Drainase

Pola jaringan drainase menurut Sidharta Karmawan (1997) terdiri dari enam

macam, antara lain:

1. Siku

Digunakan pada daerah yang mempunyai topografi sedikit lebih tinggi

daripada sungai. Sungai sebagai saluran pembuangan akhir berada di tengah

kota.

2. Paralel

Saluran utama terletak sejajar dengan saluran cabang. Apabila terjadi

perkembangan kota, saluran-saluran akan dapat menyesuaikan diri.

3. Grid Iron

Digunakan untuk daerah dengan sungai yang terletak di pinggir kota,

sehingga saluran-saluran cabang dikumpulkan dahulu pada saluran

pengumpul.

4. Alamiah

Sama seperti pola siku, hanya beban sungai pada pola alamiah lebih

besar.

5. Radial

Digunakan untuk daerah berbukit, sehingga pola saluan memencar ke

segala arah.

6. Jaring-Jaring

Mempunyai saluran-saluran pembuangan yang mengikuti arah jalan raya

dan cocok untuk daerah dengan topografi datar.

Pola jaring-jaring terbagi lagi menjadi 4 jenis (Modul Perkuliahan Drainase

Perkotaan, 2004) :

1. Pola Perpendicular

Pola perpendicular adalah pola jaringan penyaluran air buangan yang

dapat digunakan untuk sistem terpisah dan tercampur sehingga banyak

diperlukan banyak bangunan pengolahan.

13


2. Pola Interceptor Dan Pola Zone

Pola interceptor dan pola zone adalah pola jaringan yang digunakan

untuk sistem tercampur.

3. Pola Fan

Pola fan adalah pola jaringan dengan dua sambungan saluran atau cabang

yang dapat lebih dari dua saluran menjadi satu menuju ke sautu banguan

pengolahan. Biasanya digunakan untuk sistem terpisah.

4. Pola Radial

Pola radial adalah pola jaringan yang pengalirannya menuju ke segala

arah dimulai dari tengah kota sehingga ada kemungkinan diperlukan banyak

bangunan pengolahan.

2.7. Bangunan-Bangunan Sistem Drainase Dan Pelengkapnya

Dalam pembuatan sistem drainase diperlukan beberapa bangunan sistem

drainase dan bangunan pelengkap, yaitu (Modul Perkuliahan Drainase Perkotaan,

2004) :

1. Bangunan-Bangunan Sistem Saluran Drainase

Bangunan-bangunan dalam sistem drainase adalah bangunan-bangunan

struktur dan bangunan-bangunan non struktur.

a. Bangunan Struktur

Bangunan struktur adalah bangunan pasangan disertai dengan

perhitungan-perhitungan kekuatan tertentu. Contoh bangunan struktur

adalah :

- bangunan rumah pompa

- bangunan tembok penahan tanah

- bangunan terjunan yang cukup tinggi

- jembatan

b. Bangunan Non Struktur

Bangunan non struktur adalah bangunan pasangan atau tanpa

pasangan, tidak disertai dengan perhitungan-perhitungan kekuatan tertentu

yang biasanya berbentuk siap pasang. Contoh bangunan non struktur

adalah :

14


- Pasangan (saluran Cecil tertutup, tembok talud saluran, manhole/bak

kontrol ususran Cecil, street inlet).

- Tanpa pasangan yaitu saluran tanah dan saluran tanah berlapis

rumput.

2. Bangunan Pelengkap Saluran Drainase

Bangunan pelengkap saluran drainase diperlukan untuk melengkapi suatu

sisem saluran untuk fungsi-fungsi tertentu. Adapun bangunan-bangunan

pelengkap sistem drainase antara lain :

a. Catch Basin/Watershed

Bangunan dimana air masuk ke dalam sistem saluran tertutup dan air

mengalir bebas di atas permukaan tanah menuju catch basin. Catch basin

dibuat pada tiap persimpangan jalan, pada tepat-tempat yang rendah,

tempat parkir.

b. Inlet

Apabila terdapat saluran terbuka dimana pembuangannya akan

dimasukkan ke dalam saluran tertutup yang lebih besar, maka dibuat suatu

konstruksi khusus inlet. Inlet harus diberi saringan agar sampah tidak

masuk ke dalam saluran tertutup.

c. Headwall

Headwall adalah konstruksi khusus pada outlet saluran tertutup dan

ujung gorong-gorong yang dimaksudkan untuk melindungi dari longsor

dan erosi.

d. Shipon

Shipon dibuat bilamana ada persilangan dengan sungai. Shipon

dibangun bawah dari penampang sungai, karena tertanam di dalam tanah

maka pada waktu pembuangannya harus dibuat secara kuat sehingga tidak

terjadi keretakan ataupun kerusakan konstruksi. Sebaiknya dalam

merencanakan drainase dihindarkan perencanaan dengan menggunakan

shipon, dan sebaiknya saluran yang debitnya lebih tinggi tetap untuk

dibuat shipon dan saluran drainasenya yang dibuat saluran terbuka atau

gorong-gorong.

15


e. Manhole

Untuk keperluan pemeliharaan sistem saluran drainase tertutup di

setiap saluran diberi manhole pertemuan, perubaan dimensi, perubahan

bentuk selokan pada setiap jarak 10-25 m. Lubang manhole dibuat sekecil

mungkin supaya ekonomis, cukup, asal dapat dimasuki oleh orang dewasa.

Biasanya lubang manhole berdiameter 60 cm dengan tutup dari besi

tulang.

Hal-hal yang menyebabkan terjadinya genangan air di suatu lokasi antara

lain (Modul Perkuliahan Drainase Perkotaan, 2004) :

Dimensi saluran yang tidak sesuai.

Perubahan tata guna lahan yang menyebabkan terjadinya peningkatan debit

banjir di suatu daerah aliran sistem drainase.

Elevasi saluran tidak memadai.

Lokasi merupakan daerah cekungan.

Lokasi merupakan tempat retensi air yang diubah fungsinya misalnya menjadi

permukiman. Ketika berfungsi sebagai tempat retensi (parkir alir) dan belum

dihuni adanya genangan tidak menjadi masalah. Masalah timbul ketika

daerah tersebut dihuni.

Tanggul kurang tinggi.

Kapasitas tampungan kurang besar.

Dimensi gorong-gorong terlalu kecil sehingga aliran balik.

Adanya penyempitan saluran.

Tersumbat saluran oleh endapan, sedimentasi atau timbunan sampah.

2.8. Perencanaan Sistem Drainase

2.8.1. Landasan Perencanaan

Perencanaan drainase perkotaan perlu memperhatikan fungsi drainase

perkotaan sebagai parasarana kota yang dilandaskan pada konsep pembangunan

yang berwawasan lingkungan. Konsep ini antara lain berkaitan dengan

sumberdaya air, yang ada prinsipnya adalah mengendalikan air hujan supaya

banyak meresap dalam tanah dan tidak banyak terbuang sebagai aliran, antara lain

16


membuat bangunan resapan buatan, kolam tandon, penataan landscape dan

sempadan.

2.8.2. Tahapan Perencanaan

Tahap perencanaan drainase perkotaan meliputi :

a. Tahapan dilakukan melalui pembuatan rencana induk, studi kelayakan dan

perencanaan detail dengan penjelasan :

Studi kelayakan dapat dibuat sebagai kelanjutan dari pembuatan

rencana induk.

Perencanaan detail perlu dibuat sebelum pekerjaan konstruksi drainase

dilaksanakan.

b. Drainase perkotaan di kota raya dan kota besar perlu direncanakan secara

menyeluruh melalui tahapan rencana induk.

c. Drainase perkotaan di kota sedang dan kota kecil dapat direncanakan melalui

tahapan rencana kerangka sebagai pengganti rencana induk.

2.8.3. Data dan Persyaratan

Sistem drainase perkotaan data dan persyaratan untuk perencanaannya

sebagai berikut (Modul Perkuliahan Drainase Perkotaan, 2004) :

a. Data primer merupakan data dasar yang dibutuhkan dalam perencanaan yang

diperoleh baik dari lapangan maupun dari pustaka, mencakup :

Data permasalahan dan data kuantitatif pada setiap lokasi genangan atau

banjir yang meliputi luas, lama, kedalaman rata-rata dan frekuensi

genangan.

Data keadaan fungsi, sistem, geometri dan dimensi saluran

Data daerah pengaliran sungai atau saluran meliputi topografi, hidrologi,

morfologi sungai, sifat tanah, tata guna tanah dan sebagainya. Data

prasarana dan fasilitas kota yang telah ada dan yang direncanakan.

b. Data sekunder merupakan data tambahan yang digunakan dalam perencanaan

drainase perkotaan yang sifatnya menunjang dan melengkapi data primer,

terdiri atas :

Rencana Pengembangan Kota

Geoteknik

17


Pembiayaan

Kependudukan

Institusi atau kelembagaan

Sosial ekonomi

Peran serta masyarakat

Keadaan kesehatan lingkungan permukiman

2.9. Masalah Dalam Sistem Drainase

Masalah dalam sistem drainase yang sering ditemui adalah sebagai berikut

(Modul Perkuliahan Drainase Perkotaan, 2004) :

a. Terjadi endapan

b. Terdapat timbunan Sampah

c. Tumbuhnya tanaman liar

d. Penyumbatan, kerusakan, penyalah-gunaan saluran dan bangunan

e. Peningkatan debit akibat perubahan tata guna lahan

2.10. Analisa Hidrologi

Untuk menyelesaikan persoalan drainase sangat berhubungan dengan aspek

hidrologi khususnya masalah hujan sebagai sumber air yang akan di alirkan pada

sistem drainase dan limpasan sebagai akibat tidak mampunyai sistem drainase

mengalirkan ke tempat pembuangan akhir. Desain hidrologi diperlukan untuk

mengetahui debit pengaliran (Modul Perkuliahan Drainase Perkotaan, 2004).

2.10.1 Siklus Hidrologi

Siklus Hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari

atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi,

evaporasi dan transpirasi. Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan

kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air

berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan

batu, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut. Pada perjalanan menuju

bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh

yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah

mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara

yang berbeda (Modul Perkuliahan Drainase Perkotaan, 2004) :

18


Evaporasi / Transpirasi

Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan sebagainya

kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan

menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-

bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan,

salju dan es.

Infiltrasi/ Perkolasi Ke Dalam Tanah

Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah

dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler

atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal di bawah permukaan

tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.

Air Permukaan

Air bergerak di atas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan

danau, makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran

permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya

pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan

membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar

daerah aliran sungai menuju laut. Air permukaan, baik yang mengalir

maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa), dan sebagian air bawah

permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir

ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam komponen-

komponen siklus hidrologi yang membentuk sistem Daerah Aliran Sungai

(DAS).

19


Gambar 2.1 Siklus Hidrologi

2.10.2 Analisa Curah Hujan Rencana

Hujan merupakan komponen yang sangat penting dalam analisis hidrologi.

Pengukuran hujan dilakukan selama 24 jam baik secara manual maupun otomatis,

dengan cara ini berarti hujan yang diketahui adalah hujan total yang terjadi selama

satu hari. Dalam analisa digunakan curah hujan rencana, hujan rencana yang

dimaksud adalah hujan harian maksimum yang akan digunakan untuk menghitung

intensitas hujan, kemudian intensitas ini digunakan untuk mengestimasi debit

rencana.

Untuk berbagai kepentingan perancangan drainase tertentu data hujan yang

diperlukan tidak hanya data hujan harian, tetapi juga distribusi jam jaman atau

menitan. Hal ini akan membawa konsekuen dalam pemilihan data, dan dianjurkan

untuk menggunakan data hujan hasil pengukuran dengan alat ukur otomatis.

Dalam perencanaan saluran drainase periode ulang (return period) yang

dipergunakan tergantung dari fungsi saluran serta daerah tangkapan hujan yang

akan dikeringkan. Menurut pengalaman, penggunaan periode ulang untuk

perencanaan:

- Saluran Kwarter : periode ulang 1 tahun

- Saluran Tersier : periode ulang 2 tahun

- Saluran Sekunder : periode ulang 5 tahun

- Saluran Primer : periode ulang 10 tahun

20


Rekomendasi periode ulang untuk desain banjir dan genangan dapat dilihat

pada tabel berikut ini:

Tabel 2.1 Rekomendasi Periode Ulang (Tahun) untuk Desain Banjir dan

Genangan

Sistem

Peyaluran

*Dasar Tipe Pekerjaan (untuk pengendalian banjir di sungai)

*Dasar dari jumlah penduduk (untuk sistem drainase)

TahapAwal

TahapAkhir

Sungai - Rencana Bahaya- Rencana Baru- Rencana Terbaru/ Awal* Untuk pedesaan atau perkotaan dengan jumlah penduduk < 2.000.000*Untuk perkotaan dengan jumlah penduduk > 2.000.000

510

25

25

1025

50

100

SistemDrainasePrimer(CatchmentArea > 500Ha)

- Pedesaan- Perkotaan dengan jumlah penduduk <

500.000- Perkotaan 500.000 < jumlah penduduk <

2.000.000- Pedesaan dengan jumlah Penduduk >

2.000.000

25

5

10

510

15

25

SistemDrainaseSekunderCatchmentArea < 500Ha)

- Pedesaan- Perkotaan dengan jumlah penduduk <

500.000- Perkotaan 500.000 < jumlah penduduk <

2.000.000- Pedesaan dengan jumlah Penduduk >

2.000.000

12

2

5

25

5

10

SistemDrainaseTersier(CatchmentArea < 10 Ha)

Perkotaan dan Pedesaan 1 2

Sumber : Flood Control Manual (1993)

21


Penentuan periode ulang juga didasarkan pada pertimbangan ekonomis.

Analisis frekuensi terhadap data hujan yang tersedia dapat dilakukan dengan

beberapa metode antara lain Disrtibusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi

Log Person III, Dan Distribusi Gumbel.

2.10.3 Analisa Frekuensi Curah Hujan

Distribusi frekuensi digunakan untuk memperoleh probabilitas besaran

curah hujan rencana dalam berbagai periode ulang. Dasar perhitungan distribusi

frekuensi adalah parameter yang berkaitan dengan analisis data yang meliputi

ratarata, simpangan baku, koefisien variasi, dan koefisien skewness (kecondongan

atau kemiringan).

Tabel 2.2 Parameter Statistik yang Penting

Parameter Sampel Populasi

Rata-rataX=1

n∑i=1

n

X i μ=E ( X )=∫−∞

∞

xf ( x )dx

Simpangan baku(standar deviasi) s=[ 1

n−1∑i=1

n

( xi−x )12] σ={E [(x−μ)2 ] }

12

Koefisien variasi

CV = sx

CV =σμ

Koefisien skewness

G=n∑

i=1

n

( x i−x )3

(n−1 )(n−2)s3

γ=E ¿¿

Sumber : Suripin (2004)

Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi yang

banyak digunakan dalam bidang hidrologi. Berikut ini empat jenis distribusi

frekuensi yang paling banyak digunakan dalam bidang hidrologi:

- Distribusi Normal

- Distribusi Log Normal

- Distribusi Log Person III

- Distribusi Gumbel.

22


a. Distribusi Normal

Distribusi normal atau kurva normal disebut juga distribusi Gauss.

Perhitungan curah hujan rencana menurut metode distribusi normal, mempunyai

persamaan sebagai berikut:

XT=X+ KT S (2.1)

di mana :

KT=XT−X

S (2.2)

Di mana:

XT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan,

X = Nilai rata-rata hitung variat,

S = Deviasi standar nilai variat,

KT = Faktor frekuensi

Untuk mempermudah perhitungan, nilai faktor frekuensi (KT) umumya

sudah tersedia dalam tabel, disebut sebagai tabel nilai variabel reduksi Gauss

(Variable reduced Gauss), seperti ditunjukkan dalam Tabel 2.3 .

23


Tabel 2.3 Nilai Variabel Reduksi Gauss

No.

Periode ulang T(tahun)

Peluang KT

1 1,001 0,999 -3,05

2 1,005 0,995 -2,58

3 1,010 0,990 -2,33

4 1,050 0,950 -1,64

5 1,110 0,900 -1,28

6 1,250 0,800 -0,84

7 1,330 0,750 -0,67

8 1,430 0,700 -0,52

9 1,670 0,600 -0,25

10 2,000 0,500 0

11 2,500 0,400 0,25

12 3,330 0,300 0,52

13 4,000 0,250 0,67

14 5,000 0,200 0,84

15 10,000 0,100 1,28

16 20,000 0,050 1,64

17 50,000 0,020 2,05

18 100,000 0,010 2,33

19 200,000 0,005 2,58

20 500,000 0,002 2,88

21 1000,000 0,001 3,09


b. Distribusi Log Normal

Dalam distribusi log normal data X diubah kedalam bentuk logaritmik Y =

log X. Jika variabel acak Y = log X terdistribusi secara normal, maka X dikatakan

mengikuti Distribusi Log Normal. Untuk distribusi Log Normal perhitungan curah

hujan rencana menggunakan persamaan berikut ini :

24


Y T=Y +KT S (2.3)

KT=Y T−Y

S (2.4)

di mana:

YT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahun

Y = nilai rata-rata hitung variat

S = deviasi standar nilai vatiat

KT = faktor frekuensi

c. Distribusi Log Person III

Perhitungan curah hujan rencana menurut metode Log Person III,

mempunyai langkah-langkah perumusan sebagai berikut:

- Ubah data dalam bentuk logaritmis, X = Log X

- Hitung harga rata-rata:

log X=∑i−1

n

log X i

n

(2.5)

- Hitung harga simpangan baku

s=¿¿ (2.6)

- Hitung koefisien kemencengan

G=n∑

i−1

n

( log X i−log X )3

(n−1 ) (n−2 ) s3

(2.7)

- Hitung logritma hujan atau banjir dengan periode ulang T dengan rumus:

log XT=log X+K .s (2.8)

dimana:

K = Variabel standar ( standardized variable) untuk X yang besarnya

tergantung koefisien kemiringan G (Tabel 2.4)

25


Tabel 2.4 Nilai K untuk Distribusi Log-Person III

Interval kejadian (Recurrence interval), tahun (periode ulang)

1,0101 1,2500 2 5 10 25 50 100

Koef, G Persentase peluang terlampaui (Percent chance of being exceeded)

99 80 50 20 10 4 2 1

3,0 -0,667 -0,636 -0,396 0,420 1,180 2,278 3,152 4,051

2,8 -0,714 -0,666 -0,384 0,460 1,210 2,275 3,114 3,973

2,6 -0,769 -0,696 -0,368 0,499 1,238 2,267 3,071 2,889

2,4 -0,832 -0,725 -0,351 0,537 1,262 2,256 3,023 3,800

2,2 -0,905 -0,752 -0,330 0,574 1,284 2,240 2,970 3,705

2,0 -0,990 -0,777 -0,307 0,609 1,302 2,219 2,192 3,605

1,8 -1,087 -0,799 -0,282 0,643 1,318 2,193 2,848 3,499

1,6 -1,197 -0,817 -0,254 0,675 1,329 2,163 2,780 3,388

1,4 -1,318 -0,832 -0,225 0,705 1,337 2,128 2,706 3,271

1,2 -1,449 -0,844 -0,195 0,732 1,340 2,087 2,626 3,149

1,0 -1,588 -0,852 -0,164 0,758 1,340 2,043 2,542 3,022

0,8 -1,733 -0,856 -0,132 0,780 1,336 1,993 2,453 2,891

0,6 -1,880 -0,857 -0,099 0,800 1,328 1,939 2,359 2,755

0,4 -2,029 -0,855 0,066 0,816 1,317 1,880 2,261 2,615

0,2 -2,178 -0,850 -0,033 0,830 1,301 1,818 2,159 2,472

0,0 -2,326 -0,842 0,000 0,842 1,282 1,751 2,051 2,326

-0,2 -2,472 -0,830 0,033 0,850 1,258 1,680 1,945 2,178

-0,4 2,615 -0,816 0,066 0,855 1,231 1,606 1,834 2,029

-0,6 -2,755 -0,800 0,099 0,857 1,200 1,528 1,720 1,880

-0,8 -2,891 -0,780 0,132 0,856 1,166 1,448 1,606 1,733

-1,0 -3,022 -0,758 0,164 0,852 1,128 1,366 1,492 1,588

-1,2 -2,149 -0,732 0,195 0,844 1,086 1,282 1,379 1,449

-1,4 -2,271 -0,705 0,225 0,832 1,041 1,198 1,270 1,318

-1,6 -2,388 -0,675 0,254 0,817 0,994 1,116 1,166 1,197

26


-1,8 -3,499 -0,643 0,282 0,799 0,945 1,035 1,069 1,087

-2,0 -3,605 -0,609 0,307 0,777 0,895 0,959 0,980 0,990

Interval kejadian (Recurrence interval), tahun (periode ulang)

1,0101 1,2500 2 5 10 25 50 100

Koef, G Persentase peluang terlampaui (Percent chance of being exceeded)

99 80 50 20 10 4 2 1

-2,2 -3,705 -0,574 0,330 0,752 0,844 0,888 0,900 0,905

-2,4 -3,800 -0,537 0,351 0,725 0,795 0,823 0,830 0,832

-2,6 -3,889 -0,490 0,368 0,696 0,747 0,764 0,768 0,769

-2,8 -3,973 -0,469 0,384 0,666 0,702 0,712 0,714 0,714

-3,0 -7,051 -0,420 0,396 0,636 0,660 0,666 0,666 0,667


d. Distribusi Gumbel

Perhitungan curah hujan rencana menurut Metode Gumbel, mempunyai

perumusan sebagai berikut:

X=X+SK (2.9)

di mana:

X = harga rata-rata sampel

S = standar deviasi sampel

Nilai K (faktor probabilitas) untuk harga-harga ekstrim Gumbel dapat

dinyatakan dalam persamaan:

K=Y Tr−Y n

Sn

(2.10)

di mana:

Yn = reduced mean yang tergantung jumlah sampel atau data n (Tabel 2.5)

Sn = reduced standard deviation yang juga tergantung pada jumlah sampel

27


atau data n (Tabel 2.6)

Ytr = reduced variate, yang dapat dihitung dengan persamaan berikut ini :

Y Tr=−ln {−lnT r−1

Tr }(2.11)

Tabel 2.7 memperlihatkan hubungan antara reduced variate dengan periode

ulang.

Tabel 2.5 Reduced Mean, Yn

N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,4952 0,4996 0,5035 0,5070 0,5100 0,5128 0,5157 0,5181 0,5202 0,5220

20 0,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,5309 0,5320 0,5332 0,5343 0,5353

30 0,5362 0,5371 0,5380 0,5388 0,8396 0,5403 0,5410 0,5418 0,5424 0,5436

40 0,5436 0,5442 0,5448 0,5453 0,5458 0,5463 0,5468 0,5473 0,5477 0,5481

50 0,5485 0,5489 0,5493 0,5497 0,5501 0,5504 0,5508 0,5511 0,5515 0,5518

60 0,5521 0,5524 0,5527 0,5530 0,5533 0,5535 0,5538 0,5540 0,5543 0,5545

70 0,5548 0,5550 0,5552 0,5555 0,5557 0,5559 0,5561 0,5563 0,5565 0,5567

80 0,5569 0,5570 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,5580 0,5581 0,5583 0,5585

90 0,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5569 0,5598 0,5599

100 0,5600 0,5602 0,5603 0,5604 0,5606 0,5607 0,5608 0,5609 0,5610 0,5611


28


Tabel 2.6 Reduced Standad Deviation, Sn

N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,9496 0,9676 0,9833 0,9971 1,0095 1,0206 1,0316 1,0411 1,0493 1,0565

20 1,0628 1,0696 1,0754 1,0811 1,0864 1,0915 1,0961 1,1004 1,1047 1,1080

30 1,1124 1,1159 1,1193 1,1226 1,1255 1,1285 1,1313 1,1339 1,1363 1,1388

40 1,1413 1,1436 1,1458 1,1480 1,1499 1,1519 1,1538 1,1557 1,1574 1,1590

50 1,1607 1,1623 1,1638 1,1658 1.1667 1,1681 1,1696 1,1708 1,1721 1,1734

60 1,1747 1,1759 1,1770 1,1782 1,1793 1,1803 1,1814 1,1824 1,1834 1,1844

70 1,1854 1,1863 1,1873 1,881 1,1890 1,1898 1,1906 1,1925 1,1923 1,1930

80 1,1938 1,1945 1,1953 1,1959 1,1967 1,1973 1,1980 1,1987 1,1994 1,2001

90 1,2007 1,2013 1,2020 1,2026 1,2032 1,2038 1,2044 1,2049 1,2055 1,2060

100 1,2065 1,2065 1,2073 1,2077 1,2081 1,2084 1,2087 1,2090 1,2093 1,2096


Table 2.7 Reduced variate, YTr sebagai fungsi periode ulang

Periode ulang,

Tr (tahun)

Reduced variate

YTr

Periode ulang,

Tr (tahun)

Reduced variate

YTr

2 0,3668 100 4,6012

5 1,5004 200 5,2969

10 2,2510 250 5,5206

20 2,9709 500 6,2149

25 3,1993 1000 6,9087

50 3,9028 5000 8,5188

75 4,3117 10000 9,2121


29


2.10.4 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 besar periode ulangnya makin tinggi pula

intensitasnya.

Intensitas hujan diperoleh dengan cara melakukan analisis data hujan baik

secara statistik maupun secara empiris. Biasanya intensitas hujan dihubungkan

dengan durasi hujan jangka pendek misalnya 5 menit, 30 menit, 60 menit dan

jamjaman. Data curah hujan jangka pendek ini hanya dapat diperoleh dengan

menggunakan alat pencatat hujan otomatis. Apabila data hujan jangka pendek

tidak tersedia, yang ada hanya data hujan harian, maka intensitas hujan dapat

dihitung dengan rumus Mononobe.

I=R24

24 ( 24t )

23 (2.12)

di mana:

I = Intensitas hujan (mm/jam)

t = lamanya hujan (jam)

R24 = curah hujan maksimum harian (selama 24 jam)(mm).

2.10.5 Debit Rencana

Debit rencana adalah debit maksimum yang akan dialirkan oleh saluran

drainase untuk mencegah terjadinya genangan. Untuk drainase perkotaan dan

jalan raya, sebagai debit rencana debit banjir maksimum periode ulang 5 tahun,

yang mempunyai makna kemugkinan banjir maksimum tersebut disamai atau

dilampaui 1 kali dalam 5 tahun atau 2 kali dalam 10 tahun atau 20 kali dalam 100

tahun. Penetapan debit banjir maksimum periode 5 tahun ini berdasarkan

pertimbangan:

30


a. Resiko akibat genangan yang ditimbulkan oleh hujan relatif kecil

dibandingkan dengan banjir yang ditimbulkan meluapnya sebuah sungai

b. Luas lahan diperkotaan relatif terbatas apabila ingin direncanakan saluran

yang melayani debit banjir maksimum periode ulang lebih besar dari 5 tahun.

c. Daerah perkotaan mengalami perubahan dalam periode tertentu sehingga

mengakibatkan perubahan pada saluran drainase.

Perencanaan debit rencana untuk drainase perkotaan dan jalan raya

dihadapi dengan persoalan tidak tersedianya data aliran. Umumnya untuk

menentukan debit aliran akibat air hujan diperoleh dari hubungan rasional antara

air hujan dengan limpasannya (Metode Rasional). Untuk debit air limbah rumah

tangga diestimasikan 25 l/o/h. Adapun rumusan perhitungan debit rencana Metode

Rasional adalah sebagai berikut:

Q=0,278 .C .Cs . I . A (2.13)

Q= 2 Tc2 Tc+Td

(2.14)

di mana:

Q = Debit rencana dengan periode ulang T tahun (m3/dtk)

C = Koefisien aliran permukaan

Cs = Koefisien tampungan oleh cekungan terhadap debit rencana

I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam)

A = Luas daerah pengaliran (km2)

Tc = Waktu konsentrasi (jam)

Td = Waktu aliran air mengakir di dalam saluran dari hulu hingga ke

tempat pengukuran (jam)

Dalam perencanaan saluaran drainase dapat dipakai standar yang telah

ditetapkan, baik debit rencana (periode ulang) dan cara analisis yang dipakai,

tinggi jagaan, struktur saluran, dan lain-lain. Tabel 2.8 berikut menyajikan standar

31


desain saluran drainase berdasar “ Pedoman Drainase Perkotaan dan Standar

Desain Teknis”.

Tabel 2.8 Kriteria Desain Hidrologi Sistem Drainase Perkotaan

Luas DAS (ha)Perode ulang

(tahun)Metode perhitungan debit banjir

< 10 2 Rasional

10 – 100 2 – 5 Rasional

101 – 500 5 – 20 Rasional

>500 10 - 25 Hidrogaf satuan


2.10.6 Koefisien Pengaliran ( C )

Koefisien pengaliran (run-off coefficient) adalah perbandingan antara

jumlah air hujan yang mengalir atau melimpas di atas permukaan tanah (surface

run-off) dengan jumlah air hujan yang jatuh dari atmosfir (hujan total yang

terjadi). Besaran ini dipengaruhi oleh tata guna lahan, kemiringan lahan, jenis dan

kondisi tanah. Pemilihan koefisien pengaliran harus memperhitungkan

kemungkinan adanya perubahan tata guna lahan dikemudian hari. Koefisien

pengaliran mempunyai nilai antara, dan sebaiknya nilai pengaliran untuk analisis

dipergunakan nilai terbesar atau nilai maksimum.

32


Tabel 2.9 Koefisien Limpasan untuk Metode Rasional

Deskripsi lahan / karakter permukaan Koefisien limpasan, C

Businessperkotaanpinggiran

Perumahanrumah tunggalmultiunit, terpisahmultiunit, tergabungperkampunganapartemen

Industriringanberat

Perkerasanaspal dan betonbatu bata, paving

AtapHalaman, tanah berpasir

datar 2 %rata-rata, 2- 7 %curam, 7 %

Halaman, tanah beratdatar 2 %rata-rata, 2- 7 %curam, 7 %

Halaman kereta apiTaman tempat bermainTaman, pekuburanHutan

datar, 0 – 5 %bergelombang, 5 – 10 %berbukit, 10 – 30 %

0,70 – 0,950,50 – 0,70

0,30 – 0,500,40 – 0,600,60 – 0,750,25 – 0,400,50 – 0,70

0,50 – 0,800,60 – 0,90

0,70 – 0,650,50 – 0,700,75 – 0,95

0,05 – 0,100,10 – 0,150,15 – 0,20

0,13 – 0,170,18 – 0,220,25 – 0,350,10 – 0,350,20 – 0,350,10 – 0,25

0,10 – 0,400,25 – 0,500,30 – 0,60


33


2.10.7 Waktu Konsentari ( Tc )

Menurut Wesli (2008) pengertian waktu konsentrasi adalah waktu yang

diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke

titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran. Pada prinsipnya waktu

konsentrasi dapat dibagi menjadi:

a. Inlet time (to), yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di atas

permukaan tanah menuju saluran drainase

b. Conduit time (td), yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di

sepanjang saluran sampai titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir.

Titik terjauh to menuju saluran darainase

Titik terjauh to menuju saluran darainase

Gambar 2.2 Lintasan Aliran Waktu Inlet Time (to) dan Conduit Time (td)

Waktu konsentrasi besarnya sangat bervariasi dan dipengaruhi oleh faktor

- faktor berikut ini:

a. Luas daerah pengaliran

b. Panjang saluran drainase

c. Kemiringan dasar saluran

d. Debit dan kecepatan aliran

e. Harga Tc ditentukan dengan menggunakan rumus seperti berikut ini:

34


Tc=¿+Td (2.15)

¿=[ 23

×3,28 × L×n

√S ]0,167

(2.16)

Td= Ls60 V

(2.17)

di mana:

Tc = Waktu Konsentrasi (jam)

to = Inlet time ke saluran terdekat (menit)

td = Conduit time sampai ke tempat pengukuran (menit)

n = angka kekasaran manning

S = kemiringan lahan (m)

L = panjang lintasan aliran di atas permukaan lahan (m)

Ls = panjang lintasan aliran di dalam saluran (m)

V = kecepatan aliran di dalam saluran (m/dtk)

2.11. Analisa Hidrolika

Zat cair dapat diangkut dari suatu tempat lain melalui bangunan pembawa

alamiah maupun buatan manusia. Bangunan pembawa ini dapat terbuka maupun

tertutup bagian atasnya. Saluran yang tertutup bagian atasnya disebut saluran

tertutup (closed conduits), sedangkan yang terbuka bagian atasnya disebut saluran

terbuka (open channels). Pada sistem pengaliran melalui saluran terbuka terdapat

permukaan air yang bebas (free surface) di mana permukaan bebas ini

dipengaruhi oleh tekanan udara luar secara langsung, saluran terbuka umumnya

digunakan pada lahan yang masih memungkinkan (luas), lalu lintas pejalan

kakinya relatif jarang, beban kiri dan kanan saluran relatif ringan.

Pada sistem pengaliran melalui saluran tertutup (pipa flow) seluruh pipa

diisi dengan air sehingga tidak terdapat permukaan yang bebas, oleh karena itu

permukaan tidak secara langsung dipengaruhi oleh tekanan udara luar, saluran

35


tertutup umumnya digunakan pada daerah yang lahannya terbatas (pasar,

pertokoan), daerah yang lalu lintas pejalan kakinya relatif padat, lahan yang

dipakai untuk lapangan parkir.

Berdasarkan konsistensi bentuk penampang dan kemiringan dasarnya

saluran terbuka dapat diklasifikasikan menjadi:

a. Saluran Prismatik (Prismatic Channel), yaitu saluran yang bentuk

penampang melintang dan kemiringan dasarnya tetap.

Contoh : saluran drainase, saluran irigasi.

b. Saluran Non Prismatik (Non Prismatic Channel), yaitu saluran yang

bentuk penampang melintang dan kemiringan dasarnya berubah-ubah.

Contoh : sungai.

Aliran pada saluran terbuka terdiri dari saluran alam (natural channel),

seperti sungai-sungai kecil di daerah hulu (pegunungan) hingga sungai besar di

muara, dan saluran buatan (artificial channel), seperti saluran drainase tepi jalan,

saluran irigasi untuk mengairi persawahan, saluran pembuangan, saluran untuk

membawa air ke pembangkit listrik tenaga air, saluran untuk supply air minum,

dan saluran banjir. Saluran buatan dapat berbentuk segitiga, trapesium, segi

empat, bulat, setengah lingkaran, dan bentuk tersusun (Gambar 2.4).

Gambar 2.3 Bentuk-Bentuk Profil Saluran

2.11.1 Bentuk Saluran yang Paling Ekonomis

36


a. Penampang Berbentuk Persegi yang Paling Ekonomis

Jika B adalah lebar dasar saluran dan h adalah kedalaman air (Gambar 2.5),

luas penampang basah, A, dan keliling basah, P, dapat dituliskan sebagai berikut:

A=B × h (2.18)

Gambar 2.4 Penampang Persegi Panjang

P=B+2. h (2.19)

B=2 h atau h=B2

(2.20)

Jari – jari Hidraulik R :

R= AP

= B . hB+2 h

(2.21)

Bentuk penampang melintang persegi yang paling ekonomis adalah jika:

h=B2

atau R=h2

b. Penampang Berbentuk Trapesium yang Paling Ekonomis

Saluran dengan penampang melintang bentuk trapesium dengan lebar dasar

B, kedalaman aliran h, dan kemiringan dinding 1: m (Gambar 2.6), luas

penampang melintang A dan keliling basah P, dapat dirumuskan sebagai berikut :

37


A=(B+mh )h (2.22)

P=B+2 h√m2+1 (2.23)

B=P−2 h√m2+1 (2.24)

Atau

B=23

h√3 (2.25)

A=h2 √3 (2.26)

Gambar 2.5 Penampang Trapesium

Penampang trapesium yang paling efisien adalah jika: m = ( 1 / √3 ) atau

60o

38

Evaluasi Saluran Drainase Jalan Gaharu, Pasir Pangaraian 2013

Tabel 2.10 Unsur-Unsur Geometris Penampang Saluran

Penampang Luas

(A)

Keliling basah

(O)

Jari – jari

hidraulik

(R)

Lebar

puncak

(T)

Kedalaman

hidrolis

(D)

Faktor

penampang

(Z)

b.y b + 2yby

b+2bb y B.y1,5

(b+z y ) y b+2 y √1+ z2(b+zy ) y

b+2 y √1+z2 b+2 zy(b+zy ) yb+2 zy

[ (b+zy ) y ]1,5

√b+2 zy

39

Evaluasi Saluran Drainase Jalan Gaharu, Pasir Pangaraian2013

2.11.2 Dimensi Saluran

Perhitungan dimensi saluran didasarkan pada debit harus ditampung oleh

saluran (Qs dalam m3/det) lebih besar atau sama dengan debit rencana yang

diakibatkan oleh hujan rencana (QT dalam m3/det). Kondisi demikian dapat

dirumuskan dengan persamaan berikut :

Qs ≥ QT (2.27)

Debit yang mampu ditampung oleh saluran (Qs) dapat diperoleh dengan

rumus seperti di bawah ini:

Qs = As.V (2.28)

Di mana:

As = luas penampang saluran (m2)

V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det)

Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran dapat dihitung dengan

menggunakan rumus Manning sebagai berikut:

V=1n

. R23 . S

12 (2.29)

R= AsP

(2.30)

Di mana:

V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det)

N = Koefisien kekasaran Manning (Tabel 2.9)

R = Jari-jari hidrolis (m)

S = Kemiringan dasar saluran

As = luas penampang saluran (m2)

P = Keliling basah saluran (m)

Drainase dan Penyaluran Air Limbah 40

Evaluasi Saluran Drainase Jalan Gaharu, Pasir Pangaraian2013

Nilai koefisien kekasaran Manning (n), untuk gorong-gorong dan saluran

pasangan dapat dilihat pada Tabel 2.9.

Tabel 2.11 Koefisien Kekasaran Manning

Tipe Saluran Koefisien Manning (N)

Baja 0,011 – 0,014

Baja permukaan gelombang 0,021 – 0,030

Semen 0,010 – 0,013

Beton 0,011 – 0,015

Pasangan batu 0,017 – 0,030

Kayu 0,010 – 0,014

Bata 0,011 – 0,015

Aspal 0,013

Sumber : Wesli (2008)

Nilai kemiringan dinding saluran diperoleh berdasarkan bahan saluran yang

digunakan. Nilai kemiringan dinding saluran dapat dilihat pada Tabel 2.10

Tabel 2.12 Nilai Kemiringan Dinding Saluran Sesuai Bahan

Bahan Saluran Kemiringan dinding (m)

Batuan / cadas 0

Tanah lumpur 0,25

Lempung keras / tanah 0,5 – 1

Tanah dengan pasangan batu 1

Lempung 1,5

Tanah berpasir lepas 2

Lumpur berpasir 3

Sumber: ISBN: 979 – 8382 – 49 – 8

Drainase dan Penyaluran Air Limbah 41

Drainase Bab 2

Documents

Transcript of Drainase Bab 2