i

DRAINASE

SISTEM POLDER

ii

Judul : DRAINASE SISTEM POLDER Tim Penulis : S. Imam Wahyudi, Henny Pratiwi Adi Penata letak dan desain sampul : Dwi Riyadi Hartono Hak Cipta dilindungi Undang-Undang All Right Reserved Cetakan pertama: Juli 2016 Penerbit: EF PRESS DIGIMEDIA Isi di luar tanggung jawab penerbit. ISBN. 978-602-1145-78-4

iii

KATA PENGANTAR

Penyusunan Buku Drainase Sistem Polder ini

dimaksudkan sebagai bahan bacaan bagi mahasiswa dan umum

dalam memahami dan mendalam iaplikasi dari drainase non

gravitasi yang areanya ada di bawah muka air laut atau

sungai.Materi yang disajikan dalam buku ajar ini merupakan hasil

penelitian dan pengalaman penulis dan berbagai sumber yang

penulis peroleh, baik dari pengkajian berbagai bacaan visual

maupuncetak.

Rasa syukurselalupenulispanjatkankehadirat Allah SWT.,

yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga buku

referensi ini dapat tersusun. Terima kasih yang tulus dan tak

terhingga kepada istri dan anak-anak tercinta yang sebagia nbesar

waktunya tersita dalam penyusunan buku ajar ini. Tidak lupa

penulis ucapkan terima kasih kepada Fatkhu Husni yang membantu

proses editing serta para rekan dan civitas akademika Fakultas

Teknik Universitas Islam Sultan Agung Semarang yang turut

memacu penyusunan buku ajar ini secara menyeluruh.

Penulis berharap Buku Drainase Sistem Polder ini

memberikan manfaat dan dapat menjadi pedoman dalam

perencanaan dan implementasi sistem polder untuk daerah yang

mengalami banjir rob (air pasang).

Semarang, Juli 2016

Penulis,

S. Imam Wahyudi

Henny Pratiwi Adi

iv

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .................................................................... iii

DAFTAR ISI ................................................................................... iv

DAFTAR TABEL .......................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................... ix

BAB I PRINSIP DASAR PERENCANAAN DRAINASE

PERKOTAAN ................................................................................. 1

1.1. Pemanasan Global dan Elevasi Air Laut ............................... 1

1.2. Sistem Drainase Perkotaan .................................................... 2

1.3. Fungsi Drainase Perkotaan .................................................... 5

1.4. Faktor Penyebab Terjadinya Banjir di Perkotaan .................. 8

1.4.1. Kondisi alam (statis) ....................................................... 8

1.5. Faktor yang Berpengaruh Terhadap Sistem Drainase

Perkotaan .................................................................................... 11

1.5.1. Intensitas hujan ............................................................. 11

1.5.2. CatchmentArea ............................................................. 11

1.5.4. Faktor Medan dan Lingkungan ..................................... 13

BAB II KONSEP DRAINASE BERWAWASAN

LINGKUNGAN(ECO-DRAIN) ..................................................... 14

2.1. Konsep Eco-Drain ............................................................... 14

2.2. Tahapan Pelaksanaan Eco-Drain ........................................ 15

2.3. Model Pelaksanaan Kegiatan Eco-Drain ........................... 18

2.4. Kegiatan Eco-Drain yang Berkelanjutan ............................ 23

BAB III INFRASTRUKTUR DRAINASE SISTEM POLDER ... 25

3.1. Sistem Polder ....................................................................... 25

3.1.1. Deskripsi Sistem Polder ................................................ 25

v

3.1.2. Konsep Sistem Polder ................................................... 27

3.1.3. Penggunaan Sistem Polder ........................................... 33

3.1.4. Konsep Pengeringan Sistem Polder Dengan Pompa .... 36

BAB IV ANALISA HIDROLOGI ................................................ 38

4.1. Curah Hujan Rerata Daerah Maksimum (Rainfall Area) .... 38

4.2. Uji Konsistensi Data Hujan ................................................. 39

4.3. Curah Hujan Rancangan ...................................................... 41

4.4. Pemilihan Distribusi Frekuensi ........................................... 45

4.5. Uji Kesesuaian Distribusi .................................................... 46

4.6. Analisa Debit Banjir Rancangan ......................................... 48

BAB V ANALISA HIDROLOGI SEBAGAI KOMPONEN

PERENCANAAN DRAINASE SISTEM POLDER ..................... 61

5.1. Analisa Curah Hujan ........................................................... 61

5.1.2. Perhitungan dengan cara Log Pearson Tipe III ........... 64

5.1.3. Perhitungan dengan cara rasional ................................. 65

5.2. Debit Drainase Sistem Polder.............................................. 67

5.2.1. Hidrograf banjir ............................................................ 69

BAB VI PASANG SURUT AIR LAUT........................................ 71

6.1. Mekanisme Terjadinya Pasang Surut .................................. 71

6.2. Tipe Pasang Surut ................................................................ 72

6.3. Komponen Harmonik Pasang Surut .................................... 74

6.4. Pasang Surut Air Laut Sebagai Variabel Drainase .............. 75

BAB VII SIMULASI KAPASITAS KOLAM RETENSI ............. 79

DALAM SISTEM POLDER ......................................................... 79

7.1. Kolam Retensi .................................................................... 79

7.2. Tipe Kolam Retensi ............................................................. 80

7.3. Simulasi Kapasitas Kolam Retensi...................................... 83

BAB VIII HIDROULIKA SALURAN.......................................... 88

vi

8.1. Dimensi Saluran Drainase ................................................... 88

8.2. Kecepatan Aliran ................................................................. 92

8.2. Tinggi Jagaan dan Lebar Tanggul ..................................... 101

BAB IX DIMENSI DAN STABILITAS TANGGUL ................. 105

9.1. Penyelidikan Tanah ........................................................... 105

9.1.1. Pekerjaan Sondir (Cone Penetrometer Test, CPT) ..... 105

9.1.2. Pekerjaan Boring ........................................................ 106

9.1.3. Pemeriksaan Laboratorium ......................................... 107

9.2. Standar Perencanaan Tanggul Tanah ................................ 108

9.2.1. Lebar Standar Mercu Tanggul .................................... 108

9.2.2. Kemiringan Lereng Tanggul (Slope of Levee) ........... 108

9.3. Analisa Stabilitas Tanggul Saluran ................................... 110

9.3.1. Gaya yang bekerja pada tanggul ................................. 110

9.4. Analisa Stabilitas Tanggul Kolam Retensi ........................ 114

9.4.1. Analisa daya dukung................................................... 114

DAFTAR PUSTAKA .................................................................. 126

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hubungan Koefisien Skewnes (G) Positif dengan

Koefisien K ... 43

Tabel 4.2. Hubungan Koefisien Skewnes (G) Negatif dengan

Koefisien K ... 44

Tabel 4.3. Syarat Pemilihan Distribusi Frekuensi ...45

Gambar 4.2. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayatsu ... 55

Tabel 5.1. Curah Hujan Harian Maksimum ... 61

Tabel 5.2. Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Gumbel ...

63

Tabel 5.3. Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Log Pearson

... 64

Tabel 5.4. Perhitungan ”R” Metode Rasional ... 65

Tabel 5.5. Rekapitulasi Perhitungan Curah Hujan Rencana ... 66

Tabel 5.6. Analisa Hidrograf Banjir Metode Nakayatsu ... 69

Tabel 6.1. Komponen Pasang Surut ... 77

Tabel 6.2. Elevasi Acuan Pasang Surut ... 78

Tabel 7.1. Hasil Simulasi Kolam Retensi ... 86

Tabel 8.1. Koefisien Kekasaran Bazin ... 93

Tabel 8.2. Koefisien Kekasaran Manning ... 94

Tabel 8.3. Kala Ulang Berdasarkan Tipologi Kota ... 98

Tabel 8.4. Koefisien Kekasaran Strickler Untuk Saluran Tanah ...

101

viii

Tabel 8.5. Harga Kekasaran Strickler Untuk Saluran Pasangan ...

101

Tabel 8.6. Tinggi Jagaan Minimum untuk Saluran Tanah dan

Saluran Pasangan ... 102

Tabel 8.7. Harga Kekasaran Strickler Untuk Saluran Pasangan ...

104

Tabel 9.1. Karakteristik Tanah Hasil Penyelidikan Laboratorium ...

107

Tabel 9.2. Lebar Standar Mercu Tanggul ... 108

Tabel 9.3. Perhitungan Momen Horisontal ... 117

Tabel 9.4. Faktor Keamanan Tanggul Pada Kolam Retensi ... 121

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Perubahan Tinggi Rata-Rata Muka Laut Diukur Dari

Daerah Dengan Lingkungan Yang Stabil Secara Geologi ... 2

Gambar 1.2. Skema Sistem Drainase Perkotaan ... 6

Gambar 2.1. Kerangka Pikir Pengelolaan Saluran Drainase Model

Eco-Drain ..16

Gambar 2.2 Kondisi Sampah di Saluran Drainase Kota ... 19

Gambar 2.3. Pelaksanaan Eco-Drain dengan Metode Three In One

... 21

Gambar 3.1 Sistem Polder ... 25

Gambar 3.2 Contoh Kolam Retensi Tawang, Semarang ... 29

Gambar 3.3 Pompa Air Modern ... 32

Gambar 4.1. Kurva Massa Ganda ...39

Gambar 4.3 Bagan Alir Pekerjaan Analisa Hidrologi ... 59

Gambar 5.1. Hidrograf Satuan Metode Nakayatsu ... 70

Gambar 6.1. Grafik Elevasi Muka Air ... 76

Gambar 7.1. Kolam Retensi Tipe Di Samping Badan Sungai ... 80

Gambar 7.2. Kolam Retensi Tipe Di Dalam Badan Sungai ... 81

Gambar 7.3. Kolam Retensi Tipe Storage Memanjang ... 82

Gambar 7.4. Skema Simulasi Kapasitas Kolam Retensi,

Karakteristik Tandon dan Pompa ... 83

Gambar 8.1. Profil Basah Berbentuk Lingkaran ... 88

Gambar 8.2. Profil Saluran Drainase Berbentuk Trapesium ... 89

x

Gambar 8.3. Profil Basah Berbentuk Segitiga ... 90

Gambar 8.4. Profil Basah Berbentuk Segiempat ... 91

Gambar 8.5. Penampang Profil Basah Majemuk ... 95

Gambar 8.6. Koefisien Koreksi Untuk Berbagai Periode Ulang D ...

99

Gambar 8.7. Grafik Tinggi Jagaan Untuk Saluran Pembuang ... 103

Gambar 8.8. Kriteria Desain Lebar Tanggul ... 104

Gambar 9.1. Gaya-Gaya Yang Bekerja Pada Tanggul ... 111

Gambar 9.2. Pemodelan Tanggul Manual pada Kolam Retensi ...

115

Gambar 9.4. Gaya-Gaya yang Bekerja pada Tanggul Kolam

Retensi ... 118

Gambar 9.5. Input Dimensi dan Data Tanggul ... 122

Gambar 9.6. Hasil Deformasi Tanggul Stage 1 ... 123

Gambar 9.7. Hasil Deformasi Tanggul Stage 2 ... 123

Gambar 9.8. Hasil Deformasi Tanggul Stage 3 ... 124

Gambar 9.9. Hasil Deformasi Tanggul Stage 4 ... 124

1

BAB I PRINSIP DASAR PERENCANAAN DRAINASE

PERKOTAAN

1.1.Pemanasan Global dan Elevasi Air Laut

Pemanasan global berdampak terhadap cuaca, tinggi

permukaan air laut, pantai, pertanian, kehidupan hewan liar dan

kesehatan manusia. Indikasi dampak pemanasan global terhadap

cuaca yang begitu jelas dirasakan adalah kenaikan suhu yang

ekstrem, misalnya suhu di Kalimantan yang biasanya sekitar 35

derajat Celcius naik menjadi 39 derajat Celcius. Di Sumatra, yang

biasanya berkisar pada 33-34 derajat naik menjadi 37 derajat, dan

di Jakarta yang biasanya 32-34 naik menjadi 36 derajat Celcius.

Ketika atmosfer menghangat, lapisan permukaan lautan juga akan

menghangat, sehingga volumenya akan membesar dan menaikkan

tinggi permukaan laut. Pemanasan juga akan mencairkan banyak es

di kutub, terutama sekitar Greenland, yang lebih memperbanyak

volume air di laut. Perubahan tinggi muka laut akan sangat

mempengaruhi kehidupan di daerah pantai. Kenaikan 100 cm akan

menenggelamkan 6% daerah Belanda, 17,5% daerah Bangladesh,

dan banyak pulau-pulau. Ketika tinggi lautan mencapai muara

sungai, banjir akibat air pasang akan meningkat di daratan.

Perubahan tinggi rata-rata muka air laut di dunia sejak Tahun 1889

hingga 2000 dapat dilihat pada Gambar 1.1.

2

Gambar 1.1.Perubahan Tinggi Rata-Rata Muka Laut Diukur

Dari Daerah Dengan Lingkungan Yang Stabil Secara Geologi

(Sumber : Wahyudi S. Imam, 2010)

Permasalahan banjir akibat air pasang terjadi karena adanya

penurunan tanah dan kenaikan muka air laut sebagai akibat

pemanasan global. Permukaan tanah semakin menurun akibat dari

sifat atau karakteristik geologi tanah, beban statis bangunan yang

ada di atas tanah dan beban dinamis benda bergerak, gaya tektonis,

serta pengambilan air tanah yang berlebihan.

1.2.Sistem Drainase Perkotaan

Drainase perkotaan adalah drainase di wilayah kota yang

berfungsi mengendalikan kelebihan air permukaan, sehingga tidak

3

mengganggu masyarakat dan dapat memberikan manfaat bagi

kegiatan kehidupan manusia. Sedangkan sistem drainase perkotaan

adalah jaringan drainase perkotaan dalam satu kesatuan wilayah

administrasi kota dansekitarnya (urban) yang saling berhubungan.

Pada umumnya penanganan sistem drainase di Indonesia

masih bersifat parsial,sehingga tidak menyelesaikan permasalahan

banjir dan genangan secara tuntas. Pengelolaandrainase perkotaan

harus dilaksanakan secara menyeluruh, mengacu pada SIDLACOM

dimulaidari tahap Survey, Investigation (investigasi), Design

(perencanaan), Land Acquisation(pembebasan lahan), Construction

(konstruksi), Operation (operasi) dan Maintenance(pemeliharaan),

serta ditunjang dengan peningkatan kelembagaan, pembiayaan

serta partisipasimasyarakat. Peningkatan pemahaman mengenai

sistem drainase kepada pihak yang terlibat, baikpelaksana maupun

masyarakat perlu dilakukan secara berkesinambungan, agar

penangananpermasalahan sistem drainase dapat dilakukan secara

terus-menerus dengan sebaik-baiknya

Secara umum Sistem Drainase Perkotaan dapat ditinjau dari

2 (dua) sisi yaitu:

1. Satuan Wilayah Sungai; adalah kumpulan anak-anak sungai

yang berada di lintas kabupaten/kota dalam SatuanWilayah

Sungai yang tergolong mikro pada orde sungai tingkat 2

atau 3 yang sepenuhnyaberada di dalam batas administratif

4

Perkotaan. Dimana sungai besarnya merupakan sungai

lintas kabupaten/kota

2. Satuan Wilayah Sungai di Kabupaten/Kota; adalah

kumpulan jaringan anak-anak sungai dan saluran pada

masing-masing daerah alirannya dimana wilayah sungainya

menjadi kewenanganpemerintahan kabupaten atau

pemerintahan kota.

Sedangkan dari segi pengendalian banjir Sistem Drainase

Perkotaan dapat dibagi menjadi 2 areal pengendalian antara lain:

1. Daerah Permukiman Urban; adalah upaya untuk

mengendalikan aliran banjir pada sungai yangmelintasi kota

agar muka air banjir tidak melampau tanggul kanan dan

tanggul kirinya(overtopping) yang akan menyebabkan

banjir/genangan di dalam kota

2. Daerah Area Produktif; adalah upaya untuk menghindari

terjadinya banjir padalahan-lahan produktif.

Dalam sistem drainase perkotaan perlu tempat yang

berfungsi sebagai tempat pengolahan air yang terakhir, yang dapat

melakukan proses self purification(memperbaiki diri sendiri),dapat

berupa sungai, danau, rawa dan laut yang menerima alirandari

sistem drainase perkotaan. Tempat pembuangan dari pengolahan

air tersebut dalam sistem drainase perkotaan disebut dengan istilah

5

badan air. Selayaknya, kualitas air sudah bagus sebelum dialirkan

ke badan sungai.

1.3. Fungsi Drainase Perkotaan

Fungsi drainase perkotaan antara lain adalah sebagai

berikut:

1. Mengendalikan air permukaan akibat hujan sehingga dapat

mengatasi genangan air ataupun banjir.

2. Mengalirkan air dari permukiman melalui jaringan drainase

3. Mengendalikan erosi tanah, kerusakan jalan maupun

infrastrujtur publik lainnya.

4. Menjaga kestabilan permukaan air tanah.

Berdasarkan pembagian kewenangan pengelolaan dan

fungsi pelayanan untuk sistem drainase perkotaan menggunakan

istilah sebagai berikut:

A. Sistem Drainase Lokal (Minor Urban Drainage)

Adalah suatu sistem jaringan drainase yang berfungsi

sebagai pemutus bagi suatu daerah/area tertentu yang

merupakan bagian dari suatu kota, misalnya kawasan

permukiman, kawasan industri, kawasan komersil,

perkantoran, atau kawasan-kawasan tertentu dari suatu kota,

dimana pengurusan dan pengelolaannya menjadi tanggung

jawab pengelola atau pemilik dari kawasan tertentu tersebut.

6

B. Sistem Drainase Utama (Major Urban Drainage)

Suatu sistem jaringan drainase yang berfungsi sebagai

pematus untuk suatu wilayah perkotaan, yang pengurusan

dan pengelolaannya menjadi tanggung jawab Pemerintah

Daerah kota/Kabupaten atau Pemerintah Provinsi. Sistem

drainase utama mengumpulkan dan mengeluarkan air dari

sistem drainase lokal

Gambar 1.2. Skema Sistem Drainase Perkotaan

(Sumber: www.sanitasi.net)

7

Pengendalian Banjir (Flood Control)

Pengendalian Banjir adalah upaya mengendalikan aliran

permukaan dalam sungai maupundalam badan air yang

lainnya agar tidak meluap serta limpas atau menggenangi

daerahperkotaan. Pengendalian banjir merupakan tanggung

jawab pemerintah kabupaten/kota, pemerintah propinsi

ataupemerintah pusat sesuai wilayah sungainya. Konstruksi

atau bangunan air pada sistem flood control antara lain

berupa:

o Tanggul

o Bangunan Bagi

o Pintu Air

o Saluran Flood Way

Berdasarkan fisiknya, sistem drainase terdiri atas saluran

primer, sekunder, tersier sebagaiberikut:

a) Sistem Saluran Primer

Saluran primer adalah saluran yang menerima masukan

aliran dari saluran-saluran sekunder.Saluran primer

relatif besar sebab letak saluran paling hilir. Aliran dari

saluran primer langsungdialirkan ke badan air.

b) Sistem Saluran Sekunder

Saluran terbuka atau tertutup yang berfungsi menerima

aliran air dari saluran-saluran tersier danmeneruskan

aliran ke saluran primer.

8

c) Sistem Saluran Tersier

Saluran drainase yang menerima aliran air langsung

dari saluran-saluran pembuangan rumah

tangga.Umumnya saluran tersier ini adalah saluran di

kiri kanan jalan perumahan.

1.4. Faktor Penyebab Terjadinya Banjir di Perkotaan

Secara umum proses terjadinya banjir diakibatkan oleh

faktor kondisi alam dan ulah manusiasebagai berikut:

1.4.1. Kondisi alam (statis)

A. Geografi

Apabila kota dibangun di daerah pegunungan akan

menyebabkan lahan resapan airakan tertutup oleh

bangunan dan infrastruktur kota dan akan

meningkatan debit banjiryang akan mengancam

kota yang ada di bagian hilir.

Apabila kota dibangun di tepi pantai, pengaruh

pasang laut akan menyebabkansebagian aliran

tidak dapat mengalir secara gravitasi, dan akan

dapat menyebabkangenangan. Aliran air dalam

sungai akan mengalami kenaikan akibat back water

yang dapat menyebabkan overtopping dan dapat

menyebabkan banjir di dalam kota.

9

B. Topografi

Kondisi topografi yang bergelombang sesuai kontur dalam

pengukuran atau citra satelit.Kota yang berada pada

bagian yangrendah lebih rawan terkena banjir dan

genangan.

C. Geometri Alur Sungai

Kemiringan dasar sungai yang terlalu besar akan

menimbulkan gerusan dasarsungai. Hal semacam ini

akan menyebabkan konsentrasi sedimentasi pada

bagian hilir yang datar dapat menyebabkan saluran /

sungai cepat menjadi dangkal.

Sungai Berkelok (Meander) umumnya terjadi pada

alur sungai yang disebut dalam morfologi sungai

sebagai sungai tua, dimana kemiringan alur sungai

sudah berkurang (mnjadi lebih landai). Sedimentasi

akan mengendap pada bagian yang kecepatan

alirannya menurun. Endapan sedimentasi tersebut

dapat membelokkan arah aliran ke kanan atau kekiri

sehingga sungai menjadi berkelok-kelok.

1.4.2. Kondisi alam (dinamis)

A. Curah Hujan

Intensitas curah hujan yang tinggi merupakan faktor

penyebab terjadinyabanjir dan genangan. Di Semarang

misalnya untuk hujan 5 tahun bisa lebih dari 200

mm/hari.

10

B. Pasang Surut

Tingginya pasang surut laut merupakan faktor penyebab

banjir untuk kota di daerahpantai. Kondisi sekarang, darat

semakin lebih rendah dari air pasang.

1.4.3. Kegiatan manusia (dinamis)

Beberapa kegiatan menusia yang menjadi faktor

penyebab banjir di perkotaan adalah sebagai berikut.

1. Semakin berkurang ruang air dan resapanpada

bantaran sungai dan di Daerah Aliran Sungai

(Catchment Area) yang tidaksesuai dengan

peruntukan.

2. Permukiman di bantaran sungai dan di atas saluran

drainase.

3. Pengambilan air tanah yang berlebihan yang

berpotensi menyebabkan terjadi penurunanlahan.

4. Pembuangan sampah oleh masyarakat kedalam

saluran drainase.

5. Bangunan persilangan yang tidak terencana dengan

baik seperti adanya pipa PDAM,pipa telepon dan

listrik yang melintang di penampang basah saluran.

6. Pemeliharaan rutin yang terabaikan menyebabkan

saluran cepat menjadi dangkal.

11

1.5. Faktor yang Berpengaruh Terhadap Sistem Drainase

Perkotaan

1.5.1. Intensitas hujan

Intensitas hujan adalah derasnya hujan yang jatuh pada luas

daerah tadah hujan tertentu. Ukuranderas hujan yaitu akumulasi

tinggi hujan pada jangka waktu (menit) tertentu dinyatakan

dalamsatuan mm per menit, jam atau hari.

Data curah hujan di Indonesia dikumpulkan oleh Badan

Meteorologi Klimatologi dan Geofisika(BMKG). Jika dikaitkan

dengan perencanaan drainase, maka penggunaan data curah hujan

berguna untuk:

a. Perhitungan dimensi saluran drainase

b. Perhitungan dimensi bangunan-bangunan drainase

c. Perhitungan kolam retensi dan resapan yang diperlukan

Air hujan sebagian meresap ke dalam tanah, menguap dan

sebagian lagi dialirkan ke permukaanyang lebih rendah. Hal ini

tergantung dari porositas tanah tadah hujannya (kondisi

geologisetempat), disamping kerapatan vegetasi/tanaman. Besarnya

aliran dinyatakan dalam istilahdebit air (Q) dalam satuan volume

per satuan waktu.

1.5.2. CatchmentArea

Catchment area atau daerah tangkapan air adalah kesatuan

area dimana air permukaannyamengalir ke badan air yang sama

yang berupa sungai atau danau, mengikuti arah konturtopografi

area tersebut.

12

1.5.3. Pertumbuhan daerah perkotaan

a. Pertumbuhan fisik kota: Pertumbuhan fisik kota

dipengaruhi oleh laju pertumbuhan penduduk dan

urbanisasi, yang pada akhirnya mempengaruhi

ketersediaan lahan. Makin sempitnya ruang terbuka

menyebabkan makin besarnya pengaliran (koefisien

run-off) air permukaan sehingga beban sistem drainase

perkotaan semakin berat. Dengan demikian

pembangunan sistem drainase perkotaan harus

mengantisipasi laju pertumbuhan penduduk, sejalan

dengan arahan Rencana Tata Ruang Kota maupun

pentahapan pelaksanaannya.

b. Keseimbangan pembangunan antarkota dan dalam

kota: Pertumbuhan suatu kota harusdidukung oleh

daerah belakang yang menunjang pertumbuhan kota

tersebut. Pertumbuhandaerah belakang yang tidak

terkendali atau tidak sesuai dengan peruntukannya

dapatmengakibatkan bertambahnya potensi banjir dan

genangan di wilayah perkotaan, karenapenurunan

fungsi daerah tersebut sebagai daerah resapan air.

c. Faktor sosial ekonomi budaya: Kurangnya kesadaran

masyarakat terhadap sanitasilingkungan dapat

menimbulkan permasalahan dalam saluran

disampingmenghambat pembangunan sistem drainase

dan mengurangi public area serta keindahan kota.

13

Penerapan peraturan serta perkuatan aspek hukum sangat

diperlukan, agar lahan sepanjangsungai atau saluran dapat

dibebaskan dari hunian penduduk sehingga memudahkan

untukpelebaran atau peningkatan kapasitas saluran pada masa

mendatang serta kegiatan operasi danpemeliharaan saluran.

1.5.4. Faktor Medan dan Lingkungan

a. Topografi: Pembangunan sistem drainase harus

memperhatikan topografi, keberadaan jaringan saluran

drainase, jalan, sawah, perkampungan dan keberadaan

badan air. Pembangunan drainase pada daerah datar

harus memperhatikan sistem aliran dan ketersediaan air

penggelontor untuk mengatasi kemungkinan

pengendapan dan pencemaran.

b. Kestabilan tanah: Pembangunan drainase di daerah

lereng pegunungan harusmemperhatikan masalah

longsor yang disebabkan oleh kandungan air tanah.

c. Pengempangan: Pada daerah yang terkena pengaruh

pengempangan dari waduk atau laut perlu

memperhatikan akibat pembendungan atau

pengempangan yang diakibatkan oleh aliran balik(back

water).

14

BAB II KONSEP DRAINASE BERWAWASAN

LINGKUNGAN(ECO-DRAIN)

2.1.Konsep Eco-Drain

Konsep eco-drain pada prinsipnya adalah program

pemulihan dan peningkatan kualitas aliran salurandrainase

perkotaan dari pencemaran yang diakibatkan oleh sampah atau air

limbah mengalir kedalam saluran atausungai yang melintasi

kawasan perkotaan.Eco-drain juga termasuk sistem saluran yang

selaras dengan lingkungan.

Penanganan drainase, yang dilaksanakan secara terpadu

dengan penanganan sampah dan airlimbah dengan konsep

berwawasan lingkungan (eco-drain), dapat dilakukan dengan cara-

carasebagai berikut:

Pemasangan dan pengoperasian saringan sampah.

Penerapan pengelolaan sampah yang benar dengan

pendekatan 3R (Reduce, Reuse & Recycle) yang berbasis

pada masyarakat.

Penerapan perbaikan sanitasi yang berbasis masyarakat

(SANIMAS).

Pemulihan kualitas air sungai melalui beberapa metode

diantaranya bioremediasi.

15

Pembuatan sumur-sumur resapan penampung air hujan

guna mengurangi volume limpasanair hujan yang akan

mengalir ke saluran drainase dan sungai.

Pembuatan saluran dan tanggul yang memperindah

lingkungan.

2.2.Tahapan Pelaksanaan Eco-Drain

Pelaksanaan kegiatan eco-drain dimulai darikegiatan survei

lokasi dan identifikasi kondisi eksisting, kemudian dilanjutkan

denganpengumpulan dan pengolahan data (melalui observasi atau

pengamatan), mencari solusi yangberwawasan lingkungan dengan

memperhatikan efektivitas dan efisiensi serta keamanan

bagimanusia dan lingkungannya.

16

Gambar 2.1.Kerangka Pikir Pengelolaan Saluran Drainase Model Eco-

Drain

Untuk survei lokasi dan kondisi eksisting, perlu dilakukan

identifikasi permasalahan danpenentuan target dengan:

1. Melakukan review terhadap sistem drainase, limbah dan

persampahan eksisting dan survai lapangan atau penelitian

serta kajian secara teknis terhadap sistem drainase, limbah

dan persampahan internal dan eksternal mencakup aspek

karakteristik dan kondisi fisik lokasi dan sebagainya.

2. Melakukan survei topografi, dari hasil survai topografi

digambarkan potongan memanjang dan melintangnya sesuai

dengan keperluannya.

Identifikasi Permasalaha

n

Obervasi/ Pengamatan

Analisa Pemecahan

Konsep Penanganan

Model ECO-DRAIN

17

3. Melakukan survei hidrologi, hidrolika dan meteorologi serta

kondisi struktur bangunan existing drainase, sampah dan air

limbah yang ada.

4. Periksa kualitas air di laboratorium, apakah air tersebut

masih pantas digunakan sebagai air baku atau tidak.

Setelah itu dilanjutkan dengan melakukan pendefinisian

kriteria dan pola penanganan, denganmelakukan perencanaan

penanganan secara kuantitif dalam rangka pencapaian target

dengan:

1. Melakukan analisis data sehingga menghasilkan aspek

kuantitatif dan aspek kualitatif yang dapat digunakan

sebagai bahan untuk konsep dalam rangka penanganan yang

terpadu.

2. Melakukan analisa dan evaluasi data hidrologi, hidrolika

dan perhitungan struktur untuk pehitungan dimensi dan

hidrolis bangunan pelengkap sistem drainase.

3. Melakukan perencanaan yang efektif dan efisien dengan

tetap memperhatikan keamanan manusia dan pelestarian

lingkungan.

4. Melakukan kajian teknis, keuangan, institusi, peraturan dan

peran serta swasta dan masyarakat di dalam penanganan

sampah atau air limbah dari sumbernya di kawasan

permukiman di sepanjang saluran drainase atau badan

sungai dengan program 3R dan Sanimas.

18

2.3.Model Pelaksanaan Kegiatan Eco-Drain

Secara prinsip, model pelaksanaan kegiatan Ecodrain dapat

dilaksanakan dengan menggunakanmodel Three in One dan model

Zona Pengolahan Plug Flow Reactor Model. Model three in

oneadalah kegiatan ecodrain yang dilaksanakan dengan:

A. Pemasangan dan Pengoperaisan Trash Rack

Trash Rack adalah alat penyaring atau penangkap sampah

yang ditempatkan pada salurandrainase perkotaan. Adapun

sistem pengoperasiannya, trash rack dapat dioperasikan

secaramanual, otomatis dan semi otomatis. Sedangkan untuk

sistem penggeraknya, trash rackdigerakkan dengan Sistem

Penggerak Statis (static screen) dan Sistem Penggerak yang

dapatberpindah (moving screen). Komponen Trash Rack terdiri

dari bagian-bagian: Screen(saringan), Scrapper (sekop atau

garpu penggaruk sampah), Conveyor (ban berjalan),

Container(bak sampah), Truk pengangkut container serta

Mesin pengolah sampah (bila diperlukan).

19

Gambar 2.2 Kondisi Sampah di Saluran Drainase Kota.

B. Perbaikan Kualitas Air di Hilir Trash Rack (Bioremediasi)

Bioremediasi pada dasarnya adalah upaya pengembalian

kualitas dan keseimbangan unsurCarbon (C), Nitrogen (N),

Sulphur (S) dan Fosfor (F). Bioremediasi merupakan

siklusbiokimia, dimana dilakukan upaya-upaya agar terjadi

keseimbangan alam kembali yangdicerminkan pada: Siklus

Carbon, Siklus Nitrogen, Siklus Sulphur dan Siklus

Fosfor.Bioremediasi dapat berupa:

Tumpukan sampah

memperkecil kapasitas

saluran atau sungai

berpotensi menimbulkan

banjir dan penyumbatan

operasi pompa

Upaya penanganan sampah di

saluran yangsekarang sering

dilakukan dengan

pemasangansaringan sampah

secara mekanik

20

Biostimulasi dilakukan dengan cara penambahan

nutrien dan oksigen ke dalam air yang tercemar secara

biologis untuk menstimulasi atau mengembangkan

populasi bakteri tertentu yang akan mempercepat

proses perbaikan kualitas air tersebut.

Bioaugmentasi dilakukan dengan membubuhkan

mikro organisme khusus yang sudah dipilih kedalam

air yang tercemar secara biologis untuk membantu

memperlambat proses degradasi kualitas air tersebut.

Fitoremediasi, yaitu suatu sistem dimana tanaman

tertentu bekerjasama denganmikroorganisme dalam

media (tanah, koral dan air) dapat mengubah zat

kontaminan (pencemar atau polutan) menjadi kurang

atau tidak berbahaya bahkan menjadi bahan yang

berguna secara ekonomi. Terdapat enam tahap proses

secara serial yang dilakukan tumbuhan terhadap zat

kontaminan yang berada disekitarnya yaitu

Phytoacumulation, Rhizofiltration, Phytostabilization,

rhyzodegradation, Phytodegradation dan

Phytovolatization.

Contoh tanaman yang digunakan di fitoremediasi adalah

Anturium merah atau kuning,Alamanda kuning atau ungu, akar

wangi, bambu air, cana presiden merah atau kuning atauputih,

dahlia, papirus, pisang mas, ponaderia, sempol merah atau

putih, spider lili, dll.

21

Gambar 2.3. Pelaksanaan Eco-Drain dengan Metode Three In One

C. Pengelolaan Sampah Atau Air Limbah Dalam Catchment

Area Dengan Program 3R dan SANIMAS

Metoda 3R (Reuse, Reduce, Recycle)

Adalah pengelolaan sampah skala kawasan

maupunlingkungan di perkotaan dengan cara

meningkatkan proses pemberdayaan masyarakat

dalampemilahan sampah sejak dari sumbernya. Metode

3R meliputi 3 langkah dalam pelaksanaannya. Secara

ringkas dapat dijelaskan sebagai berikut: Langkah 1)

Reuse, merupakan tahap untuk meminimalkan sampah

dengan menggunakan kembali barang yang sudah terpakai

22

baik untuk fungsi yang sama maupun fungsi yang lain

tanpa perubahan bentuk. Langkah 2) Reduce, merupakan

tahap untuk meminimalkan sampah dengan mengunakan

barang yang tidak habis dalam sekali pakai. Langkah 3)

Recycle, merupakan upaya untuk mengolah/ mendaur

ulang barang yang sudah terpakai menjadi barang baru

untuk kegiatan lain yang bermanfaat.

Sanitasi Oleh Masyarakat (SANIMAS)

Pembuangan air limbah tanpa melalui prosespengolahan

akan mengakibatkan terjadinyapencemaran lingkungan,

khususnya terjadinyapencemaran pada sumber-sumber air

bakuuntuk air minum, baik air permukaan maupunair

tanah.Pengolahan air limbah bertujuan untuk mengurangi

dampak negatif terhadap lingkungan, dengan mengurangi

jumlah air limbah sebelum dibuang ke sungai.

SANIMAS merupakan konsep penyelenggaraan

sanitasi/air limbah domestik yang didasarkan pada

kebutuhan masyarakat, melalui perencanaan, pemilihan

teknologi, pembangunan, operasional dan pemeliharaan

oleh masyarakat itu sendiri (pustaka.pu.go.id). Pada

prinsipnya SANIMAS membantu masyarakat dan

pemerintah daerah dalam menyediakanprasarana dan

sarana sanitasi yang dapatdijalankan oleh masyarakat

miskin perkotaan atau perdesaan dan didasarkan pada

23

prinsip keterjangkauan harga, efisiensi, mengutamakan

prinsip pengeoperasiandan perawatan yang mudah.

2.4.Kegiatan Eco-Drain yang Berkelanjutan

Mengingat semakin menurunnya kualitas lingkungan

(degradasi) dengan kenyataansemakin tingginya tingkat

pencemaran serta belum dilaksanakannya pengelolaanpencemaran

lingkungan secara terpadu dan sistematis, maka pola penanganan

eco-drainperlu dibagi menjadi program penanganan mendesak dan

program penanganan jangkapanjang yang berkelanjutan.

1. Pelaksanaan program penanganan jangka pendek

a) Membersihkan saluran atau sungai dari sampah.

b) Memperbaiki kualitas air di hilir bangunan penangkap

sampah atau trash rack.

2. Pelaksanaan program penanganan jangka panjang yang

berkelanjutan

a) Menyeimbangkan hubungan tata air di hulu dan di hilir.

b) Merencanakan dan melaksanakan penanganan sampah

dari sumbernya, antara lain dengan program-program

yang berbasis masyarakatdi kawasan catchment area

saluran/sungai tersebut.

c) Melakukan evaluasi berkala (tahunan) untuk

pengembangan selanjutnya.

d) Memastikan adanya institusi yang mengoperasikan atau

mengelola.

24

e) Kajian masalah keuangan, institusi, peraturan dan peran

serta swasta atau masyarakat.

25

BAB III INFRASTRUKTUR DRAINASE SISTEM POLDER

3.1.Sistem Polder

3.1.1. Deskripsi Sistem Polder

Polder adalah sekumpulan dataran rendah yang membentuk

kesatuan hidrologis artifisial yang dikelilingi oleh tanggul

(dijk/dike). Pada daerah polder, air buangan (air kotor dan air

hujan) dikumpulkan di suatu badan air (sungai, situ) lalu

dipompakan ke sungai atau kanal yang langsung bermuara ke laut.

Tanggul yang mengelilingi polder bisa berupa pemadatan tanah

dengan lapisan kedap air, dinding batu, bisa juga berupa konstruksi

beton dan perkerasan yang canggih.Polder juga bisa diartikan

sebagai tanah yang direklamasi, artinya semula basah dikeringkan.

Polder identik dengan negeri kincir angin Belanda yang

seperempat wilayahnya berada di bawah muka laut dan memiliki

lebih dari 3000 polder. Sebelum ditemukannya mesin pompa,

kincir angin digunakan untuk menaikkan air dari suatu polder ke

polder lain yang lebih tinggi, untuk selanjutnya dipompa ke sungai,

muara dan laut.

Sistem Polder adalah suatu cara penanganan banjir dengan

bangunan fisik, yang meliputi sistem drainase, kolam retensi,

tanggul yang mengelilingi kawasan, serta pompa dan / pintu air,

sebagai satu kesatuan pengelolaan tata air tak terpisahkan. Sistem

26

polder dipakai untuk mengeluarkan air dari dataran rendah dan juga

menangkal banjir di wilayah delta dan daerah aliran sungai (Pusair,

2007).

Gambar 3.1Sistem Polder

(Sumber: Wahyudi, S. Imam, 2010)

Latar belakang dikembangkannya sistem Polder antara lain:

a. Pengembangan kota-kota pantai di Indonesia seperti Jakarta

dan Semarang seringkali lebih didasarkan pada kepentingan

pertumbuhan ekonomi.

b. Pengembangan kawasan-kawasan ini menimbulkan banjir

yang menunjukkan ketidak seimbangan pembangunan.

c. Perlu upaya peningkatan / Pengembangan aspek Teknologi dan

Manajemen, untuk pengendalian banjir dan ROB di kota-kota

pantai di Indonesia, untuk itu Sistem Polder dikembangkan

dengan menggunakan paradigma baru, yaitu :

Berwawasan lingkungan (environment oriented),

27

Pendekatan kewilayahan (regional based),

Pemberdayaan masyarakat pengguna (community

partisipatory)

3.1.2. Konsep Sistem Polder

A. Tanggul

Tanggul merupakan suatu batas yang mengelilingi

suatu badan air atau daerah/wilayah tertentu dengan elevasi

yang lebih tinggi daripada elevasi di sekitar kawasan tersebut,

yang bertujuan untuk melindungi kawasan tersebut dari

limpasan air yang berasal dari luar kawasan.Dalam bidang

perairan, laut dan badan air merupakan daerah yang

memerlukan tanggul sebagai pelindung di sekitarnya. Jenis –

jenis tanggul, antara lain: tanggul alamiah, tanggul timbunan,

tanggul beton dan tanggul berfungsi sebagai infrastruktur jalan.

Berikut definisi ke empat jenis tanggul tersebut:

1) Tanggul alamiah yaitu tanggul yang sudah terbentuk

secara alamiah dari bentukan tanah dengan sendirinya.

Contohnya bantaran sungai di pinggiran sungai secara

memanjang.

2) Tanggul timbunan adalah tanggul yang sengaja dibuat

dengan menimbun tanah atau material lainnya, di

pinggiran wilayah. Contohnya tanggul timbunan batuan di

sepanjang pinggiran laut.

3) Tanggul beton merupakan tanggul yang sengaja dibangun

dari campuran perkerasan beton agar berdiri dengan kokoh

28

dan kuat. Contohnya tanggul bendung, dinding penahan

tanah ( DPT ).

4) Tanggul infrastruktur merupakan sebuah struktur yang

didesain dan dibangun secara kuat dalam periode waktu

yang lama dengan perbaikan dan pemeliharaan secara

terus menerus, sehingga seringkali dapat difungsikan yang

lain seperti tanggul dengan taman yang indah dan jalan

raya.

B. Kolam Retensi

Kolam retensi merupakan suatu cekungan atau kolam

yang dapat menampung atau meresapkan air didalamnya,

tergantung dari jenis bahan pelapis dinding dan dasar kolam,

kolam retensi dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu kolam

alami dan kolam non alami.

Kolam alami yaitu kolam retensi yang berupa cekungan

atau lahan resapan yang sudah terdapat secara alami dan

dapat dimanfaatkan baik pada kondisi aslinya atau

dilakukan penyesuaian. Pada umumnya perencanaan

kolam jenis ini memadukan fungsi sebagai kolam

penyimpanan air dan penggunaan sesuai kondisi

lingkungan masyarakat sekitarnya. Kolam jenis alami ini

selain berfungsi sebagai tempat penyimpanan, juga dapat

meresapkan pada lahan atau kolam yang pervious,

misalnya lapangan sepak bola ( yang tertutup oleh rumput)

29

atau danau alami, yang berfungsi sebagai taman rekreasi

dan kolam rawa.

Kolam non alami yaitu kolam retensi yang didesain dan

dibuat dengan bentuk dan kapasitas tertentu pada lokasi

yang telah direncanakan sebelumnya. Pada kolam jenis ini

air yang masuk ke dalam inlet harus dapat ditampung

sesuai dengan kapasitas yang telah direncanakan sehingga

dapat mengurangi debit banjir puncak (peak flow). Kolam

berfungsi mengurangi debit banjir dikarenakan adanya

penambahan waktu konsentrasi air untuk mengalir

dipermukaan.

Gambar 3.2Contoh Kolam Retensi Tawang, Semarang

30

C. Pompa

Pompa Drainase Perkotaan (Stormwater Pumping)

adalah pompa air yang umum dipakai untuk membantu

mengalirkan aliran dari satu bidang ke bidang lainnya yang

lebih tinggi.

Jenis Pompa yang ada dan biasa dipergunakan adalah

sebagai berikut :

1. Poros Tegak (Vertikal propeller and mixed flow)

2. Pompa dalam air (Submersible vertical dan

horizontal)

3. Centrifugal (horizontal non –clog )

4. Skrup (screw)

5. Volute or Angle flow (Vertical)

Secara umum pompa-pompa tersebut adalah pompa

yang menggunakan tenaga listrik, tetapi ada juga yang

menggunakan diesel.

Pengoperasian pompa pada sistem folder lebih

ditentukan oleh kondisi Muka Air di waduk/long storage

/kolam yang disebabkan oleh hujan atau buangan domestik.

Beberapa kondisi keduanya adalah sebagai berikut:

1. Pemompaan dari polder ke laut

Kondisi muka air di area polder sebagai berikut:

31

o Muka Air Rendah (normal) pada kondisi tidak

hujan, pompa diistirahatkan untuk dilakukan

pengecekan ringan, pemberian pelumas,

pengecekan kelancaran arus listrik dari sumber

dan panel.

o Muka Air naik karena buangan air domestik

masuk biasanya waktu pagi dan sore hari. Pompa

dioperasikan sampai muka air di waduk kembali

normal.

o Terjadi hujan ringan pompa dioperasikan jika

tinggi muka air terjadi kenaikan melebihi ambang

tinggi yang sudah ditentukan.

o Terjadi hujan lebat di area polder otomatis tinggi

muka air akan naik maka pompa harus

dioperasikan secara maksimal untuk

mengembalikan kondisi tinggi muka air menjadi

normal kembali.

o Untuk menjaga agar supaya pompa tidak

memompa sampai kering dan akan merusak

baling-baling (propeller) maka harus ditentukan

batas tinggi muka air terendah. Tinggi muka air

terendahjuga difungsikan supaya saluran tidak

kotor dan tidak kering.

o Tinggi muka air normal berada pada level tinggi

muka air tanah. Sekalipun kolam retensi dibuat

32

dalam, setelah dipompa muka air akan kembali ke

level normal lagi. Volume retensi yang

operasional untuk musim kemarau dimulai dari

muka air normal sampai muka air maksimal.

Untuk musim hujan volume

retensidioperasionalkan mulai darimuka air

terendah sebab volume tampungan dibutuhkan

lebih besar sesuai besarnya debit yang masuk

lewat inlet.

2. Pemompaan ke kanal (Sungai)

Pemompaan ke badan air berupa kanal atau sungai

prosedurnya sama dengan ke laut. Hanya saja

terkadang untuk meletakkan pompa terkendala oleh

adanya tanggul.Apalagi kalau diameter pompanya

besar dapat mengganggu lalu lintas di atasnya jika

pompa harus diletakkan di atas tanggul.Ketinggian

tanggul diperhitungkan terhadap tinggi air laut pasang

dan muka air banjir di kanal.

33

Gambar 3.3.Pompa Air Modern

3.1.3. Penggunaan Sistem Polder

Penerapan sistem polder dapat memecahkan masalah banjir

perkotaan.Sistem polder adalah suatu subsistem-subsistem

pengelolaan tata air yang diharapkan demokratis dan mandiri yang

dikembangkan dan dioperasikan oleh dan untuk masyarakat dalam

hal pengendalian banjir kawasan permukiman mereka.Unsur

terpenting di dalam sistem polder adalah organisasi pengelola, tata

kelola sistem berbasis partisipasi masyarakat yang demokratis dan

mandiri, serta infrastruktur tata air yang dirancang, dioperasikan

dan dipelihara oleh masyarakat. Adapun pemerintah hanya

bertanggung jawab terhadap pengintegrasian sistem-sistem polder,

pembangunan, pengoperasian dan pemeliharaan sungai-sungai

utama.Hal tersebut merupakan penerapan prinsip pembagian

34

tanggung jawab dan koordinasi dalam good governance (Rosdianti,

2009).

Untuk menerapkan sistem polder, sebagai contoh di

Semarang ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu :

a. Pemanfaatan lahan di sekitar tanggul harus dikontrol

seketat mungkin, paling tidak sepanjang bantaran sungai

dan tanggul kanal harus bebas dari bangunan dan

permukiman liar. Daerah ini memiliki resiko tertinggi bila

terjadi banjir. Alternatif pemanfaatannya bisa berupa

taman ataupun jalan. Berkait dengan tata ruang secara

umum, penegakan ketentuan tata ruang seperti guna lahan

(land use) dan koefisien dasar bangunan (KDB) juga harus

benar-benar dilaksanakan.

b. Ketika semua air buangan dialirkan ke laut, ancaman

banjir dari laut juga perlu diperhatikan. Dimungkinkan

gelombang pasang akan membanjiri kota melalui kanal

banjir yang ada. Untuk itu dalam beberapa kondisi

diperlukan pintu atau gerbang kanal yang bisa dibuka-

tutup sewaktu-waktu.

c. Sistem polder amatlah bergantung pada lancarnya saluran

air, kanal, sungai, serta kinerja mesin-mesin yang

memompa air keluar dari daerah polder. Aspek perawatan

(sumber daya manusia dan peralatan) perlu mendapat

perhatian dalam bentuk program kerja dan anggaran. Yang

35

terjadi selama ini kita lebih pandai mengadakan sarana dan

prasarana publik ketimbang merawatnya.

d. Resapan air hujan perlu lebih dimaksimalkan melalui

daerah resapan mikro seperti taman, kolam, perkerasan

yang permeabel, dan sumur resapan. Prinsipnya adalah

mengurangi buangan air hujan ke sungai dan

memperbanyak resapannya ke dalam tanah. Disini, peran

arsitek, kontraktor, dan pemilik properti amatlah penting

untuk mengalokasikan sebagian lahannya untuk fungsi

resapan seperti taman rumput (bertanah) dan sumur

resapan. Daerah resapan yang tidak terlalu luas namun jika

banyak jumlahnya dan tersebar di seluruh penjuru kota

tentu akan memberikan kontribusi yang signifikan untuk

meresapkan air hujan ke dalam tanah.

Sistem polder merupakan upaya struktural penanggulangan

banjir yang konsekuensinya jelas adalah biaya yang besar dan

waktu yang lama, baik untuk pembebasan tanah, pembangunan

fisik, maupun untuk pengadaan dan perawatan mesin-mesin dan

peralatan.Selain itu, yang tak kalah pentingnya adalah upaya non-

struktural yang berkaitan dengan pendidikan publik. Upaya

membangun kesadaran seperti tidak membuang sampah di saluran

air, memperbanyak penanaman pohon, menggunakan perkerasan

grass-block dan paving-block yang permeable, atau bahkan

bagaimana bersikap ketika banjir datang akan jauh lebih berguna

36

untuk mencegah banjir dan meminimalisir kerugian akibat banjir

yang bisa datang setiap tahun.

Sistem polder merupakan salah satu alternatif rekayasa yang

dinilai tepat dan efektif untuk mengendalikan banjir dan

mendukung pengembangan kawasan perkotaan di daerah dataran

rendah rawan banjir.Sistem polder terdiri atas tanggul, kolam

retensi, sistem drainase, pompa dan komponen lainnya yang

merupakan satu sistem, dan dirancang sesuai dengan lokasi dan

permasalahan yang dihadapi.

Pembangunan sistem polder tidak dapat dilakukan secara

sendiri-sendiri, melainkan perlu direncanakan dan dilaksanakan

secara terpadu, disesuaikan dengan rencana tata ruang wilayah dan

tata air secara makro.Kombinasi kapasitas pompa dan kolam

retensi harus mampu mengendalikan muka air pada suatu kawasan

polder dan tidak menimbulkan dampak negatif terhadap sistem

drainase secara makro (Pusair, 2007).

3.1.4. Konsep Pengeringan Sistem Polder Dengan Pompa

Di dalam stasiun pompa terdapat pompa yang digunakan

untuk mengeluarkan air yang sudah terkumpul dalam kolam retensi

atau jaringan drainase ke luar cakupan area.Prinsip dasar kerja

pompa adalah menghisap air dengan menggunakan sumber tenaga,

baik itu listrik atau diesel/solar. Air dapat dibuang langsung ke laut

atau sungai/banjir kanal yang bagian hilirnya akan bermuara di

37

laut. Biasanya pompa digunakan pada dataran rendah atau keadaan

topografi yang datar, sehingga saluran-saluran yang ada tidak

mampu mengalir secara gravitasi. Jumlah dan kapasitas pompa

yang disediakan di dalam stasiun pompa harus disesuaikan dengan

volume layanan air yang harus dikeluarkan. Pompa yang

menggunakan tenaga listrik, biasa disebut dengan pompa jenis

sentrifugal, sedangkan pompa yangbiasa menggunakan tenaga

diesel dengan bahan bakar solar adalah pompa submersible.

38

BAB IV ANALISA HIDROLOGI

Analisis hidrologi diperlukan untuk mengetahui

karakteristik hidrologi yang meliputi data dan informasi di

daerahaliran sungai yang akan digunakan untuk menentukan

besarnya debit rencana pada perencanaan bangunan air. Secara

umum analisis hidrologi merupakan satu bagian analisa awal

dalamperencanaan bangunan-bangunan hidraulik, seperti tanggul

sungai, gorong-gorong, bendung, kolam retensi dan lain

sebagainya.

4.1.Curah Hujan Rerata Daerah Maksimum (Rainfall Area)

Curah hujan yang diperlukan untuk rancangan pemanfaatan

air dan pengendalian banjir adalah curah hujan rerata daerah bukan

curah hujan pada suatu titik tertentu yang besarnya dinyatakan

dalam mm. Hujan rerata daerah dapat ditentukan dengan metode

Poligon Thiessen, dan metode Isohyet. Metode Isohyet merupakan

metode yang paling teliti, tetapi membutuhkan jaringan penakar

hujan yang rapat untuk memungkinkan membuat garis - garis

Isohyetnya.

Dalam studi ini perhitungan hujan rerata daerah

menggunakan metode Poligon Thiessen. Metode Poligon Thiessen

lebih akurat karena setiap stasiun memberikan bobot tertentu, atau

setiap stasiun hujan dianggap mewakili hujan dalam suatu daerah

39

(poligon) dengan luas tertentu (daerah pengaruh), dan luas tersebut

merupakan koefisien untuk hujan di stasiun yang bersangkutan

dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

n21

nn2211

A.....AA

R.A.....R.AR.AR

... (4.1)

A

R.A.....R.AR.AR nn2211

... (4.2)

Wn.Rn......R2W2W1.R1R ... (4.3)

Dimana :

R = hujan rerata daerah (mm)

Rn = hujan pada pos penakar hujan (mm)

An = luas daerah pengaruh pos penakar hujan (km2)

A = luas total DAS (km2)

Wn = A

A

n

4.2.Uji Konsistensi Data Hujan

Dalam suatu deretan pengamatan hujan sering terjadi

ketidaksesuaian data. Untuk itu uji konsistensi terhadap data hujan

perlu dilakukan untuk mengetahui adanya penyimpangan data

hujan, sehingga dapat diketahui data tersebut layak dipakai dalam

analisa hidrologi atau tidak.

40

Keadaan ini dapat diperlihatkan sekaligus dikoreksi

dengan menggambarkan suatu grafik ortogonal yang disebut

Kurva Massa Ganda yaitu suatu kurva yang membandingkan

antara data hujan tahunan kumulatif stasiun yang diuji dengan

rerata hujan tahunan kumulatif dari stasiun yang lain. Uji ini

bertujuan untuk mengetahui dimana letak ketidakkonsistenan

suatu deretan data.

Gambar 4.1.Kurva Massa Ganda

Xo

YooTg

Xo

Yz

X

YTgα ... (4.4)

HooTg

TgHz

... (4.5)

Dimana :

Hz = data curah hujan yang telah dikoreksi

Ho = data curah hujan tahunan hasil pengamatan

Tg = kemiringan setelah dikoreksi

Ku

mu

latif Sta

siu

n (

mm

)

o

Kumulatif Rerata Stasiun

(mm)

Yz

o

41

Tgo = kemiringan awal

4.3.Curah Hujan Rancangan

Curah hujan rancangan adalah hujan terbesar yang mungkin

terjadi sekali dalam suatu periode ulang tertentu. Beberapa metode

yang biasa dipakai dalam perhitungan curah hujan rancangan antara

lain Metode Gumbel, Log Pearson Type III, Log Normal, Rasional

dan lain - lain. Dalam perhitungan sering dibandingkan dengan

yang lain, Metode Gumbel dan Log Pearson IIIyang umum

digunakan di Indonesia.

4.3.1. Metode gumbel

Pendekatan perhitungan dengan metoda ini dapat didekati

dengan 2 cara yaitu analitis dan grafis yang ditunjang dengan grafik

hubungan antar parameter yang telah ditentukan secara empirik.

Secara analitis rumus yang sudah diturunkan adalah sebagai

berikut:

Sn

ynYtSdXmXt

... (4.6)

Sn

YtSd

Sn

YnSdXmXt ... (4.7)

Jika digantikan oleh variabel a dan b, maka :

SnSda

SdSna

1

42

SnSdynXmb )*( ... (4.8)

Sehingga persamaan menjadi :

YtabXt *1 ... (4.9)

Dimana :

Xt = hujan rancangan dengan kala ulang t tahun

Yt = reduced variate dengan persamaan :

Yt = - ln ( - ln ((Tr – 1)/Tr))

Tr = kala ulang

Sd = standar deviasi

Yn = reduced mean (didasarkan pada banyaknya data)

Sn = reduced standart deviation (didasarkan pada

banyaknya data)

Xm = rerata hujan

4.3.2. Metode log Pearson Tipe III

Langkah-langkah perhitungannya adalah sebagai berikut :

1. Mengubah data hujan tahunan sebanyak n buah X1, X2,

…, Xn menjadi log X1, log X2, …., log Xn.

2. Menghitung harga rata - rata nilai logaritma tersebut.

3. Menghitung deviasi standar dengan rumus sebagai berikut:

)1(

)log(log1

2

n

XXi

Sd

n

i ... (4.10)

43

4. Menghitung koefisien kepencengan dengan rumus sebagai

berikut :

5. 3

1

3

)2)(1(

)log(log

Sdnn

XXi

Cs

n

i

... (4.11)

6. Menghitung logaritma hujan P dengan waktu balik yang

dikehendaki dengan rumus :

SdGXP *loglog ... (4.12)

Nilai G dapat dilihat pada tabel untuk harga Cs yang

sesuai.

7. Untuk mendapatkan nilai P yang sebenarnya dapat

digunakan antilog

44

Tabel 4.1 Hubungan Koefisien Skewnes (G) Positif dengan

Koefisien K

1.0101 1.0526 1.1111 1.25 2 5 10 25 50 100 200 1000

99 95 90 80 50 20 10 4 2 1 0.5 0.1

3 -0.667 -0.665 -0.66 -0.36 -0.396 0.42 1.18 2.278 3.152 4.051 4.97 7.15

2.9 -0.69 -0.688 -0.681 -0.651 -0.39 0.44 1.195 2.277 3.134 5.013 4.909 7.03

2.8 -0.714 -0.711 -0.702 -0.666 -0.384 0.46 1.21 2.275 3.114 3.973 4.847 6.92

2.7 -0.74 -0.736 -0.724 -0.681 -0.376 0.479 1.224 2.272 3.093 3.932 4.783 6.79

2.6 -0.769 -0.762 -0.747 -0.696 -0.368 0.499 1.238 2.267 3.071 3.887 4.718 6.67

2.5 -0.799 -0.79 -0.771 -0.771 -0.36 0.51 1.25 2.262 3.048 3.845 4.652 6.55

2.4 -0.832 -0.819 -0.795 -0.725 -0.351 0.537 1.262 2.256 3.023 3.8 4.584 6.42

2.3 -0.867 -0.85 -0.819 -0.739 -0.341 0.555 1.274 2.248 2.997 3.753 4.515 6.3

2.2 -0.905 -0.882 -0.844 -0.752 -0.33 0.574 1.284 2.24 2.97 3.705 4.444 6.17

2.1 -0.946 -0.914 -0.869 -0.765 -0.319 0.592 1.294 2.23 2.942 3.656 4.372 6.04

2 -0.99 -0.949 -0.895 -0.777 -0.307 0.609 1.302 2.219 2.912 3.605 4.298 5.91

1.9 -1.037 -0.984 -0.92 -0.788 -0.294 0.627 1.31 2.207 2.881 3.553 4.223 5.78

1.8 -1.087 -1.02 -0.945 -0.799 -0.282 0.642 1.318 2.193 2.848 3.499 4.147 5.64

1.7 -1.14 -1.056 -0.97 -0.808 -0.268 0.66 1.324 2.179 2.815 3.444 4.069 5.51

1.6 -1.197 -1.093 -0.994 -0.817 -0.254 0.675 1.329 2.163 2.78 3.388 3.99 5.37

1.5 -1.256 -1.131 -1.018 -0.825 -0.24 0.69 1.333 2.146 2.743 3.33 3.91 5.23

1.4 -1.318 -1.168 -1.041 -0.832 -0.225 0.705 1.337 2.128 2.706 3.271 3.828 5.1

1.3 -1.383 -1.206 -1.064 -0.838 -0.21 0.719 1.339 2.108 2.666 3.211 3.745 4.96

1.2 -1.449 -1.243 -1.086 -0.844 -0.195 0.732 1.34 2.087 2.626 3.149 3.661 4.81

1.1 -1.518 -1.28 -1.107 -0.848 -0.18 0.745 1.341 2.066 2.585 3.087 3.575 4.67

1 -1.588 -1.317 -1.128 -0.852 -0.164 0.758 1.34 2.043 2.542 3.022 3.489 4.53

0.9 -1.66 -1.353 -1.147 -0.854 -0.148 0.769 1.339 2.018 2.498 2.957 3.401 4.39

0.8 -1.733 -1.388 -1.166 -0.856 -0.132 0.78 1.336 1.993 2.453 2.891 3.312 4.24

0.7 -1.806 -1.423 -1.183 -0.857 -0.116 0.79 1.333 1.967 2.407 2.824 3.223 4.1

0.6 -1.88 -1.458 -1.2 -0.857 -0.099 0.8 1.328 1.939 2.359 2.755 3.123 3.96

0.5 -1.955 -1.491 -1.216 -0.856 -0.083 0.808 1.323 1.91 2.311 2.686 3.041 3.81

0.4 -2.029 -1.524 -1.231 -0.855 -0.066 0.816 1.317 1.88 2.261 2.615 2.949 3.67

0.3 -2.104 -1.555 -1.245 -0.853 -0.05 0.824 1.309 1.849 2.211 2.544 2.859 3.52

0.2 -2.178 -1.586 -1.256 -0.85 -0.033 0.83 1.301 1.818 2.059 2.472 2.763 3.38

0.1 -2.252 -1.616 -1.27 -0.846 -0.017 0.836 1.292 1.785 2.007 2.4 2.67 3.23

0 -2.326 -1.645 -1.282 -0.842 0 0.842 1.282 1.751 2.054 2.326 2.576 3.09

Average Recurrence Interval in Years

Percent change

Skew

Coef

(g)

45

Tabel 4.2.Hubungan Koefisien Skewnes (G) Negatif dengan

Koefisien K

4.4.Pemilihan Distribusi Frekuensi

Untuk menentukan distribusi frekuensi yang digunakan

maka harus dihitung parameter statistik sebagai batasan dalam

pemilihan distribusi frekuensi. Adapun yang menjadi batasan

adalah koefisien Skewness (Cs) dan Koefisien Kurtosis (Ck).

Persamaan yang dipakai adalah sebagai berikut :

1.0101 1.0526 1.1111 1.25 2 5 10 25 50 100 200 1000

99 95 90 80 50 20 10 4 2 1 0.5 0.1

0 -2.326 -1.645 -1.282 -0.842 0 0.842 1.282 1.751 2.054 2.326 2.576 3.09

-0.1 -2.4 -1.673 -1.292 -0.836 0.017 0.846 1.27 1.716 2 2.252 2.482 2.95

-0.2 -2.472 -1.7 -1.301 -0.83 0.033 0.45 1.258 1.68 1.945 2.178 2.388 2.81

-0.3 -2.544 -1.726 -1.309 -0.824 0.05 0.853 1.245 1.643 1.89 2.104 2.294 2.67

-0.4 -2.615 -1.75 -1.317 -0.816 0.066 0.855 1.231 1.606 1.834 2.029 2.201 2.53

-0.5 -2.686 -1.774 -1.323 -0.808 0.083 0.856 1.216 1.567 1.777 1.955 2.108 2.4

-0.6 -2.755 -1.797 -1.328 -0.8 0.099 0.857 1.2 1.528 1.72 1.88 2.016 2.27

-0.7 -2.824 -1.819 -1.333 -0.79 0.116 0.857 1.183 1.488 1.663 1.806 1.926 2.14

-0.8 -2.891 -1.839 -1.336 -0.78 0.132 0.856 1.166 1.448 1.606 1.733 1.837 2.02

-0.9 -2.957 -1.858 -1.339 -0.769 0.148 0.854 1.147 1.407 1.549 1.66 1.749 1.90

-1 -3.022 -1.877 -1.34 -0.758 0.164 0.852 1.128 1.366 1.492 1.588 1.664 1.79

-1.1 -3.087 -1.894 -1.341 -0.45 0.18 0.848 1.107 1.324 1.435 1.518 1.581 1.68

-1.2 -3.149 -1.91 -1.34 -0.732 0.195 0.844 1.086 1.282 1.379 1.449 1.501 1.58

-1.3 -3.211 -1.925 -1.339 -0.719 0.21 0.838 1.064 1.24 1.324 1.383 1.424 1.48

-1.4 -3.271 -1.938 -1.337 -0.705 0.225 0.832 1.041 1.198 1.27 1.318 1.351 1.39

-1.5 -3.33 -1.951 -1.333 -0.69 0.24 0.825 1.018 1.157 1.217 1.256 1.282 1.31

-1.6 -3.388 -1.962 -1.329 -0.675 0.254 0.817 0.994 1.116 1.166 1.197 1.216 1.24

-1.7 -3.444 -1.972 -1.324 -0.66 0.268 0.808 0.97 1.075 1.116 1.14 1.155 1.17

-1.8 -3.499 -9.81 -1.318 -0.643 0.282 0.799 0.945 1.035 1.069 1.087 1.097 1.11

-1.9 -3.553 -1.989 -1.31 -0.627 0.292 0.788 0.92 0.996 1.023 1.037 1.044 1.05

-2 -3.605 -1.996 -1.302 -0.609 0.307 0.777 0.895 0.959 0.98 0.99 0.995 1.00

-2.1 -3.656 -2.001 -1.294 -0.592 0.319 0.765 0.869 0.923 0.939 0.946 0.949 0.95

-2.2 -3.705 -2.006 -1.284 -0.574 0.33 0.752 0.844 0.888 0.9 0.905 0.907 0.91

-2.3 -3.753 -2.009 -1.274 -0.555 0.341 0.739 0.819 0.855 0.864 0.867 0.869 0.87

-2.4 -3.8 -2.011 -1.262 -0.537 0.351 0.725 0.795 0.823 0.83 0.832 0.833 0.83

-2.5 -3.845 -2.012 -1.25 -0.518 0.36 0.711 0.771 0.793 0.798 0.799 0.8 0.8

-2.6 -3.889 -2.013 -1.238 -0.499 0.368 0.696 0.747 0.764 0.768 0.769 0.769 0.77

-2.7 -3.932 -2.012 -1.224 -0.479 0.376 0.681 0.724 0.738 0.74 0.74 0.741 0.74

-2.8 -3.973 -2.01 -1.21 -0.46 0.384 0.666 0.702 0.712 0.714 0.714 0.714 0.71

-2.9 -4.013 -2.007 -1.195 -0.44 0.39 0.651 0.683 0.683 0.689 0.69 0.69 0.69

-3 -4.051 -2.003 -1.18 -0.42 0.396 0.636 0.66 0.666 0.666 0.667 0.667 0.67

Average Recurrence Interval in Years

Percent change

Skew

Coef

(g)

46

3

3

)2)(1(

)(

Snn

XXnCs

... (4.13)

4

42

)3)(2)(1(

)(

Snnn

XXnCk

... (4.14)

Tabel 4.3.Syarat Pemilihan Distribusi Frekuensi

JENIS METODE Ck Cs

Gumbel 5.4002 1.1396

Normal 3.0 0

Log Pearson Bebas Bebas

4.5.Uji Kesesuaian Distribusi

1. Metode Smirnov Kolmogorov

Uji ini digunakan untuk menguji simpangan secara

horizontal, yaitu simpangan maksimum antara distribusi

secara toritis dan empiris ( maks). Kemudian

dibandingkan antara maks dan cr , apabila maks

<cr maka pemilihan distribusi frekuensi tersebut dapat

diterapkan untuk data yang ada.

Langkah perhitungannya adalah sebagai berikut :

- data curah hujan maksimum harian rerata tiap tahun

disusun dari kecil ke besar

- probabilitas dihitung dengan persamaan Weibull :

47

)1(100 nmP

Dimana :

P = probabilitas (%)

m = nomor urut data seri yang telah disusun

n = jumlah data

- plot data hujan Xi dan probabilitas

- plot persamaan analisis frekuensi yang sesuai

2. Metode Kai Kuadrat

Uji Kai Kuadrat digunakan untuk menguji simpangan

secara vertikal apakah distribusi pengamatan dapat

diterima oleh distribusi teoritis.

Dari distribusi (sebaran) Kai - kuadrat dengan penjabaran

seperlunya, dapat diturunkan dengan rumus sebagai

berikut :

Ef

OfEfX

22 )(

... (4.15)

Dimana :

X2 = harga kai - kuadrat

Ef = frekuensi (banyaknya pengamatan) yang

diharapkan,sesuai dengan pembagian kelasnya.

Of = frekuensi yang terbaca pada kelas yang sama

48

Nilai X2 yang terdapat ini harus lebih kecil dari harga X

2cr

(Kai Kuadrat kritis), untuk suatu derajat nyata tertentu

(level of significance), sering diambil sebesar 5%.

Derajat kebebasan ini secara umum dapat dihitung

dengan:

)1( PKDk ... (4.16)

Dimana :

DK = derajat kebebasan

K = banyaknya data

4.6.Analisa Debit Banjir Rancangan

Analisa debit banjir rancangan yang dilakukan dengan

menggunakan metode-metode perhitungan banjir rancangan yang

umum dipakai di Indonesia seperti Metode Bankfull Capacity,

Metode Hidrograf Banjir Rancangan Nakayasu, dan Metode

Gamma-I.

Metode-metode ini dipakai karena sudah umum digunakan

dalam pendekatan banjir rancangan di Indonesia, karena masih

banyak lagi metode penentuan banjir secara empiris yang lazim

dipakai seperti Metode Haspers, Melchior, dan lain - lain yang

hasilnya dan batasan-batasan perencanaannya harus dipenuhi

sebelum dipakai sebagai alternatif perhitungan banjir.

49

4.6.1. Analisa banjir rancangan metode Bankfull Capacity

Dengan memperkirakan banjir yang terjadi di lapangan

didapat elevasi muka air banjir pada tiap - tiap patok

berdasarkan informasi banjir di lapangan, sehingga diperoleh

luas penampang basah dan keliling basah pada tiap profil di

sekitar saluran.

Kemiringan sungai rata-rata (I) = diambil dari data

kemiringan sungai di lapangan.Perhitungan debit banjir rencana

dihitung dengan Rumus Chezy :

5.0)*..( IRCV ... (4.17)

5.0)(1

87

RC

... (4.18)

QQbfVFQ *5,1*

7.1

... (4.19)

Dimana :

V = kecepatan pengaliran (m/dt)

C = koefisien Chezy

R = jari - jari hidrolis penampang (m)

F = luas penampang basah (m)

P = keliling basah (m)

a = koefisien pengaliran

Q = debit pengaliran (m3/dt)

I = rata - rata kemiringan sungai

50

Qbf = debit pengaliran bank full capacity (m3/dt)

4.6.2. Analisa Banjir Rancangan Metode Nakayatsu

Analisa hidrograf banjir rancangan metode Nakayasu yang

dilakukan diproses dengan tahapan berikut :

1. Perhitungan distribusi curah hujan jam - jaman

Hasil pengamatan di Indonesia, hujan terpusat tidak lebih

dari 7 jam, maka dalam perhitungan ini diasumsikan hujan

terpusat 6 jam sehari.

Sebaran hujan jam - jaman dihitung dengan menggunakan

rumus Mononobe, yaitu :

32

24 )(T

t

t

RRt ... (4.20)

Dimana :

Rt = Intensitas hujan rerata dalam T jam ( % )

R24 = Curah hujan efektif dalam 1 hari

t = waktu konsentrasi hujan = 6 jam

T = waktu mulai hujan

2. Penentuan koefisien pengaliran

Koefisien pengaliran pada suatu daerah dipengaruhi

kondisi karakteristik DAS yang bersangkutan, yaitu :

a. Kondisi hujan

b. Luas dan bentuk daerah pengaliran

51

c. Kemiringan daerah aliran dan kemiringan dasar

sungai

d. Daya infiltrasi dan perkolasi tanah

e. Kebasahan tanah

f. Suhu udara dan angin serta evaporasi

g. Tata guna lahan

3. Perhitungan nisbah hujan jam-jaman

Berdasarkan persentase kejadian hujan terpusat di atas,

maka dilakukan distribusi hujan pada setiap jam kejadian

hujan tersebut terhadap curah hujan efektif 1 hari (R24).

Pendekatan persamaan tersebut adalah :

)1()1( RttRttRt ... (4.21)

Dimana :

Rt = persentase intensitas hujan rerata dalam t jam

Rt-1 = persentase intensitas hujan rerata dalam (t - 1)

jam

Untuk mendapatkan curah hujan netto harus dikalikan

dengan nilai koefisien pengaliran (C) berdasarkan hasil

perhitungan nisbah hujan jam-jaman di atas, maka dari

curah hujan rancangan tersebut didapatkan hujan netto

jam-jaman.

RCRn . ... (4.22)

52

Dimana :

Rn = hujan netto (mm/hari)

C = koefisien pengaliran

R = curah hujan harian maksimum (mm/hari)

4. Perhitungan Hidrograf Satuan Sintetik Nakayatsu

Untuk menganalisa debit banjir rancangan, terlebih dahulu

harus dibuat hidrograf banjir pada sungai (drainase) yang

bersangkutan.

Parameter yang mempengaruhi unit hidrograf adalah :

a. Tenggang waktu dari permulaan hujan sampai

puncak hidrograf (time to peak magnitude).

b. Tenggang waktu dari titik berat sampai titik berat

hidrograf (time log).

c. Tenggang waktu hidrograf (time base of

hydrograph)

d. Luas daerah pengaliran

e. Panjang alur sungai utama terpanjang (length of the

longest channel).

f. Koefisien pengaliran (run-off coefficient)

Hidrograf satuan sintetik Nakayasu (Shynthetic Unit

Hydrograph DR. Nakayasu), dinyatakan sebagai berikut :

).3,0(*6,3

.

3,0TTp

RoAQp

... (4.23)

53

Dimana :

Qp = debit puncak banjir (m3/dt/mm)

A = luas daerah pengaliran (km2)

Ro = curah hujan satuan (mm)

Tp = tenggang waktu dari permulaan hujan sampai

puncakbanjir (jam)

T0,3 = waktu yang diperlukan pada penurunan debit

puncak sampaike debit sebesar 30% dari debit

puncak (jam)

Untuk menentukan Tp dan T0,3 digunakan rumus :

TrTgTp 8,0 ... (4.24)

TgT *3.0 ... (4.25)

Tg dihitung berdasarkan rumus :

kmLuntukLTg

kmLuntukLTg

15.21,0

15.058,040,0

70,0

Dimana :

Tg = waktu kosentrasi (jam)

L = panjang alur sungai (km)

Tr = satuan waktu hujan (jam)

= parameter yang bernilai antara 1,5 – 3,5

Harga mempunyai kriteria sebagai berikut :

54

a) Untuk daerah pengaliran biasa harga = 2

b) Untuk bagian naik hidrograf yang lambat dan bagan

menurun dengan cepat harga = 1,5

c) Untuk bagian naik hidrograf yang cepat dan bagian

menurun yang lambat harga = 3,0

Untuk menentukan parameter tersebut digunakan rumus

pendekatan sebagai berikut :

TgT

LAT

.

)..(47,0

03

25,0

3.0

Dari kedua persamaan di atas, maka nilai dari dapat

dicari dengan persamaan sebagai berikut :

Tg

LA 25,0)*(*47,0 ... (4.26)

Dimana :

L = panjang alur sungai utama terpanjang (km)

A = luas daerah aliran (km2)

Namun tidak tertutup kemungkinan untuk mengambil

harga yang bervariasi guna mendapatkan hidrograf yang

sesuai dengan hasil pengamatan.

Persamaan hidrograf satuan adalah sebagai berikut :

1. Pada kurva naik (rising line)

55

0 < 1 < Tp

4,2

.

Tp

tQpQt

... (4.27)

2. Pada kurva turun (recession line)

a. Tp < t < (Tp + T0,3)

3,0

30,0.T

TptQpQt ... (4.28)

b. (Tp + T0,3) < t < (Tp + T0,3 + 1,5.T0,3)

3,0

3,05,1

5,0.30,0.

T

T

TptQpQt

... (4.29)

c. t > (Tp + T0,3 + 1,5.T0,3)

3,0

3,0.2

5,030,0.

T

T

TptQpQt

... (4.30)

Secara jelas apabila kurva naik dan kurva turun ini

diplotkan dalam bentuk garfik akan membentuk parabola

naik dan turun sesuai dengan yang tersaji dalam gambar

berikut ini.

56

Gambar 4.2.Hidrograf Satuan Sintetik Nakayatsu

4.6.3. Analisa banjir rancangan metode Hidrograf Satuan

Sintetik Gamma-I

Parameter-parameter yang dipakai dalam analisa debit

banjir rancangan metode Hidrograf Satuan Sintetik Gamma – I

diuraikan seperti berikut:

1. Faktor Sumber (SF) yaitu perbandingan antara jumlah

panjang sungai tingkat satu dengan jumlah panjang

sungai semua tingkat.

2. Frekwensi Sumber (SN), yaitu perbandingan antar

jumlah pangsa sungai-sungai tingkat satu dengan

jumlah panjang sungai-sungai semua tingkat.

Tr

0,8TrTg

Lengkung

naik

0,32 Qp

Q

P 0,3Qp

Tp T0,3 1,5T0,

3

1,5T0,

3

Lengkung

turun

57

3. Faktor Lebar (WF), yaitu perbandingan antara lebar

DAS yang diukur dititik sungai yang berjarak 0,75 L

dengan lebar DAS yang di ukur dititik sungai yang

berjarak 0,25 L dari stasiun hidrometri.

4. Luas DAS sebelah hulu (RUA), yaitu perbandingan

antar luas DAS yang diukur dihulu garis yang ditarik

tegak lurus garis hubung antara stasiun hidrometri

dengan titik yang paling dekat dengan titik berat DAS,

melewati titik tersebut.

5. Faktor Simetri (SIM), yaitu hasil kali antara faktor

lebar (WF) dengan luas DAS sebelah hulu (RUA).

6. Jumlah pertemuan sungai (JN) adalah jumlah semua

pertemuan sungai di dalam DAS tersebut. Jumlah ini

tidak lain adalah jumlah pangsa sungai tingkat satu

dikurangi satu.

7. Kerapatan jaringan kuras (D), yaitu jumlah panjang

sungai semua tingkat tiap satuan luas DAS.

Penetapan parameter-parameter di atas, dapat ditentukan

dengan menggunakan peta topografi skala 1 : 25.000. Selanjutnya

hidrograf satuan diberikan dalam empat variabel pokok, yaitu

waktu naik (TR), debit puncak (Qp), waktu dasar (TB) dan

koefisien tampungan (K) dengan persamaan - persaman sebagai

berikut :

Qt = Qp . e -t/k

TR = 0,43(L/100 SF)3 + 1,0665 SIM + 1,2775

58

QP = 0,1836 A 0,5886 TR -0,4008

JN 0,2381

TB = 27,4132 TR0,1457

S -0,0986

SN0,7344

RUA

K = 0,5617 A0,1798

S -0,1446

SFF-1,0897

D0,0452

QB = 0,4751 A0,6444

. D0,9430

B = 1,5518 A-0,1491

. N-0,2725

. SIM-0,0259

. S-0,0733

Dimana :

Qt = debit resesi hidrograf (m3/det)

Qp = debit puncak hidrograf (m3/det)

A = luas daerah pengaliran (km2)

TR = waktu naik hidrograf (jam)

TB = debit puncak hidrograf (m3/det)

K = koefisien tampungan (jam)

QB = Aliran dasar (m3/det)

SF = Faktor sumber = perbandingan antara jumlah panjang

sungai tingkat I dengan jumlah sungai semua tingkat

SN = Frekuensi sumber = perbandingan antara jumlah pangsa

sungai tingkat I dengan jumah pangsa sungai semua

tingkat

RUA = Luas DAS sebelah hulu (km2) = perbandingan antara

luas DAS yang diukur di hulu garis yang ditarik tegak

lurus garis hubung antara stasiun hidrometri dengan

titik yang paling dekat dengan berat DAS melewati titik

tersebut.

SIM = Faktor simetri = hasil kali antara faktor lebar (WF)

dengan luas DAS sebelah hulu (RUA)

59

JN = jumlah pertemuan sungai di dalam DAS = jumlah

pangsa sungai tingkat I dikurangi 1

WF = Faktor lebar = perbandingan antara luas DAS yang

diukur di titik sungai yang berjarak 0,75 L dengan lebar

DAS yang diukur di titik sungai yang berjarak 0,25 L

dari stasiun hidrometri

D = Kerapatan jaringan kuras = jumlah panjang sungai

semua tingkat tiap satuan luas DAS

S = slope / kelandaian sungai

Dalam pemakaian metode tersebut di atas masih terdapat

hal - hal lain yang perlu diperhatikan, yaitu :

1. Penetapan hujan mangkus untuk memperoleh hidrograf

dilakukan dengan menggunakan indek - infiltrasi.

2. Untuk memperoleh indek ini agak sulit, untuk itu dapat

digunakan persamaan Barnes (1959), pendekatannya

diuraikan sebagai berikut :

= 10,4903 - 3,859. 10-6

A2 + 1,6985. 10

-13 (A/SN)

4

3. Untuk memperkirakan aliran dasar (base flow)

digunakan persamaan Kraijenhof Van Der Leur (1967)

QB = 0,4751. A0,6444

D0,943

4. Dalam menetapkan hujan rata-rata DAS, masih perlu

mengikuti cara - cara yang ada. Akan tetapi, apabila

dalam praktek analisis tersebut sulit, maka dapat

60

disarankan untuk menggunakan cara yang disebutkan

berikut ini dengan mengalikan hujan titik dengan

reduksi hujan terbesar :

B = 1,5518 A-0,1491

N

Pekerjaan analisa hidrologi secara umum dapat

digambarkan pada Bagan Alir Pekerjaan Analisa Hidrologi

pada Gambar 4.3 berikut ini.

Gambar 4.3.Bagan Alir Pekerjaan Analisa Hidrologi

61

BAB V ANALISA HIDROLOGI SEBAGAI KOMPONEN PERENCANAAN DRAINASE SISTEM POLDER

Dalam sub bab ini disampaikan salah satu contoh analisa

hidrologi dengan menggunakan data curah hujan kabupaten

pekalongan selama lebih dari 10 tahun pada dan Stasiun Medono

No.123. Selanjutnya data yang ada diolah untuk mendapatkan data

curah hujan harian maksimum.

5.1.Analisa Curah Hujan

Analisis dilakukan untuk mendapatkan debit yang dihitung

dari curah hujan dengan periode ulang yang ditentukan. Secara urut

proses perhitungannya sebagai berikut.

Analisis curah hujan harian maksimum tahunan dilakukan

dengan cara mencari curah hujan maksimum dari data curah

hujan harian untuk setiap tahunnya dari stasiun pencatat curah

hujan selama sepuluh tahun. Dari nilai curah hujan maksimum

kemudian dihitung besarnya curah hujan rerata maksimum.

Tabel 5.1 berikut adalah curah hujan harian maksimum yang

didapatkan.

62

Tabel 5.1. Curah Hujan Harian Maksimum

Sumber : Data Curah Hujan Sta 123 Medono

Berdasarkan tabel di atas diolah untuk mendapatkan

besarnya curah hujan rencana/rancangan (Rrencana). Curah hujan

rancangan merupakan curah hujan maksimum tahunan dengan

periode ulang tertentu yang mungkin terjadi di suatu daerah.

Perhitungan curah hujan rencana dilakukan dengan 3 (tiga) metode

yaitu cara Gumbel, Log Pearson Tipe III dan Rasional. Masing-

masing metode/cara menggunakan parameter statistik meliputi rata-

rata, simpangan baku, koefisien variasi dan koefisien skewness.

TAHUN

No.Sta 123

Medono

(Xi)

1994 177

1995 243

1996 173

1997 203

1998 169

1999 179

2000 152

2001 123

2002 189

2003 158

2004 171

2005 85

2006 183

2007 193

2008 166

2009 196

63

Berikut penjelasan analisis perhitungan curah hujan rancangan

masing-masing metode.

5.1.1. Perhitungan dengan cara gumbel

Perhitungan curah hujan rancangan dengan metode Gumbel

dilakukan dengan cara sebagai berikut :

Dihitung nilai standar deviasi :

Sx = )1(

)( 2

n

xxi

... (5.1)

Dicari harga Yn dari tabel reduced mean Yn, didapat Yn =

0.5157

Dicari harga Sn dari tabel reduced standard deviation,

didapat:

Sn = 1.0316

Dihitung harga curah hujan rancangan (Rt) dengan rumus

sebagai berikut:

x

n

nt)n( S.

S

)YY(xR

... (5.2)

Kemudian hitungan direkap dalam Tabel 5.2 berikut:

Tabel 5.2. Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Gumbel

64

Periode

Ulang

(th)

Reduce

Variete

(Yt)

Yt - Yn ((Yt-

Yn)/Sn)*Sx x

Rth

(mm/hr)

2 0.3665 -0.1492 -5.026 172.50 167.0

5 1.4999 0.9842 33.152 172.50 206.0

10 2.2502 1.7345 58.425 172.50 231.0

20 2.9606 2.4449 82.355 172.50 255.0

25 3.1985 2.6828 90.368 172.50 263.0

50 3.9019 3.3862 114.061 172.50 287.0

Sumber : Hasil Analisis Stranas 2013

5.1.2. Perhitungan dengan cara Log Pearson Tipe III

Perhitungan curah hujan rancangan dengan metode Log

Pearson Tipe III terlebih dahulu dihitung harga rata-rata Lnx,

harga deviasi standar (Si) dan harga koefisien skewness (Cs)

dari analisis distribusi frekuensi. Rumus-rumus yang digunakan

adalah sebagai berikut :

Harga rata-rata Lnx rata-rata:

Lnx rata-rata = ( Lnx / n) ... (5.3)

Deviasi standar :

Si = (Lnxi – Lnx rata-rata)2 / (n-1)

1/2... (5.4)

Koefisien Skewness :

Cs = n.(Lnxi – Lnx rata-rata)3 / (n-1).(n-2).(Si)

3 ... (5.4)

65

Kemudian cari dari tabel harga hubungan koefisien

skewness (G) positif dengan koefisien K, dari tabel ini

didapatkan nilai G untuk masing-masing periode ulang.

Hitung Ln x dengan persamaan : Ln x = Lnx rata-rata + G . Si

Hitung curah hujan rancangan (R(T)) = 2,7184Lnx

Lnx rata-rata = 5,1275 dan Si = 0,233711

Perhitungan disajikan dalam Tabel 5.3 berikut:

Tabel 5.3.Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Log Pearson

Return

Period

(Tahun)

Dari

Tabel G

G . Si lnx = lnx+G.Si Rth = 2,7184^lnx

(mm/hari)

2 0.2680 0.062635 5.190134 179.5

5 0.8080 0.188839 5.316338 203.7

10 0.9700 0.226700 5.354199 211.5

20 1.0400 0.243060 5.370559 215.0

25 1.0750 0.251240 5.378739 216.8

50 1.1160 0.260822 5.388321 218.9

Sumber : Hasil Analisis Stranas 2013

5.1.3. Perhitungan dengan cara rasional

Perhitungan curah hujan rancangan (R(t)) dengan cara

rasional dilakukan sebagai berikut :

Hitung R dengan log R = (1/n) log Ri = 2,226844788,

sehingga R = 169

n = 16 m = n/15 = 1,1

66

Rb = 243,00, Rc = 85,00

bi = ((Rb . Rc – R2) / (2R – (Rb + Rc)) = 790,60

b = 1/m . bi = (1/1,1) . 790,60 = 741,188

yi = log (Ri + b)

y = yi / n = 47,36796 / 16 = 2,9605

1/n = (((2n / (n-1)) . (y2 – (yi)

2))

0,5 = 0,023699

Cari harga Z (dari tabel hubungan antara Z dengan return

period)

Kemudian hitung curah hujan rancangan (R(t)) dengan

persamaan :

R(t) = b + 1 / log (y + 1/n . Z)

Perhitungan dilakukan dalam Tabel 5.4 berikut.

Tabel 5.4. Perhitungan ”R” Metode Rasional

Return

Period

(Year's)

b y 1/n z

R =

b+1/log(y+1/n.Z)

(mm)

2 - 39.30 2.9605 0.2048 0.0000 88.00

5 - 39.30 2.9605 0.2048 0.5951 130.00

10 - 39.30 2.9605 0.2048 0.9062 156.00

20 - 39.30 2.9605 0.2048 1.0427 169.00

25 - 39.30 2.9605 0.2048 1.1110 176.00

50 - 39.30 2.9605 0.2048 1.4522 214.00

Sumber : Hasil Analisis Stranas 2013

Besaran nilai curah hujan rancangan yang dipakai untuk

mencari debit rencana dapat menggunakan salah satu dari ketiga

67

metode tersebut. Pada pekerjaan ini digunakan metode Gumbel

dengan mempertimbangkan aspek aman terhadap besaran nilai

yang didapat dari ketiga metode. Hasil perhitungan curah hujan

rencana ditampilkan pada Tabel 5.5.

Tabel 5.5. Rekapitulasi Perhitungan Curah Hujan Rencana

Return

Period

(Year's)

Metode

Gumbel

Metode Log

Pearson Type

III

Metode

Rasional Rrencana

2 167.0 180.00 88.00 167.00

5 206.0 204.00 130.00 206.00

10 231.0 212.00 156.00 231.00

20 255.0 215.00 169.00 255.00

25 263.0 217.00 176.00 263.00

50 287.0 219.00 214.00 287.00

Sumber : Hasil Analisis Stranas 2013

5.2.Debit Drainase Sistem Polder

Besarnya debit masing-masing drainase dihitung

berdasarkan:

1. Luas wilayah layanan drainase

Luas wilayah layanan drainase yaitu luasan wilayah yang

airnya dibuang melalui saluran-saluran lingkungan ke

saluran drainase kolektor ini. Luas wilayah ini diukur dari

peta wilayah yang berskala dengan bantuan program

AUTOCAD.

68

2. Parameter debit metode rasional

Debit drainase didapatkan dari hasil analisis curah hujan.

Dengan asumsi drainase ini berada di wilayah kota sehingga

peresapan dianggap tidak ada dan genangan yang diijinkan

juga tidak ada. Besarnya evaporasi dianggap nol karena saat

hujan biasanya udara tidak panas.

Rumus perhitungan mencari debit drainase menggunakan

Metoda Rasional yaitu

.I.AsC.CQ ... (5.5)

dimana :

Q = debit banjir puncak pada Perioda Ulang T

tahun (lt/detik), yang terjadi pada muara

DAS

I = intensitas hujan (l/detik/ha)

A = luas DAS (ha)

C = koefisien Pengaliran

Cs = koefisien Retensi

Berdasarkan atas rumus perhitungan di atas didapat debit

banjir maksimum dengan Return Periode 5 tahun adalah 12,69

m3/dt.

69

5.2.1. Hidrograf banjir

Hidrograf banjir dianalisis dengan metode Nakayatsu.

Metode ini dihitung berdasarkan data curah hujan harian

maksimum 5 tahunan, sebagaimana sudah didapat dalam paragraf

sebelumnya. Kemudian distribusi debit tersebut dalam kurun waktu

tertentu. Hasil analisis sebagimana dalam tabel 5.6 berikut.

70

Tabel 5.6. Analisa Hidrograf Banjir Metode Nakayatsu

Q Rencana 5 th

I DATA III PERHITUNGAN DEBIT BANJIR

CA = 10,83 Km2 L < 15 Km -> Tg = 0.21*L^0.7 t UH 1 2 3 4 5 6 Q

L = 6,500 Km L > 15 Km -> Tg = 0.4 + 0.058*L (jam) (m3/dt) 60,255 15,553 11,021 8,755 7,416 0,000 (m3/dt)

= 1,397 0 0,000 0,000

R24 = 206,00 1 0,644 38,821 38,821

Re = 103,00 2 0,005 0,320 10,021 10,340

Tg = 0,779 3 0,000 0,008 0,082 7,101 7,191

Tp = 1,579 4 0,000 0,005 0,002 0,058 5,641 5,706

T 0.3 = 1,088 5 0,000 0,000 0,001 0,001 0,046 4,778 4,828

Qp = 1,927 6 0,000 0,000 0,000 0,001 0,001 0,039 0,000 0,041

7 0,0003 0,017 0,000 0,000 0,001 0,001 0,000 0,019

II PERHITUNGAN UNIT HIDROGRAF 8 0,0001 0,005 0,004 0,000 0,000 0,001 0,000 0,010

9 0,0000 0,002 0,001 0,003 0,000 0,000 0,000 0,006

t Lengkung Lengkung Lengkung Lengkung 10 0,0000 0,000 0,000 0,001 0,002 0,000 0,000 0,004

(jam) Naik Turun 1 Turun 2 Turun 3 11 0,0000 0,000 0,000 0,000 0,001 0,002 0,000 0,003

0 12 0,0000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,001

1 0,644 13 0,0000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

2 0,005 14 0,0000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

3 0,000 15 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

4 0,000 16 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

5 0,000 17 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

6 0,000 18 0,000 0,000 0,000 0,000

7 0,0003 19 0,000 0,000 0,000

8 0,0001 20 0,000 0,000

9 0,0000

10 0,0000

11 0,0000

12 0,0000

13 0,0000

14 0,0000

15 0,0000

16 0,0000

17 0,0000

18 0,0000

19 0,0000

20 0,0000

70

Gambar 5.1.Hidrograf Satuan Metode Nakayatsu

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Hidrograf Satuan Metode Nakayasu Q Rencana 5 Tahun

71

BAB VI PASANG SURUT AIR LAUT

6.1.Mekanisme Terjadinya Pasang Surut

Menurut Dronkers (1964) pasang surut laut merupakan

suatu fenomena pergerakan naik turunnya permukaan air laut

secara berkala yang diakibatkan oleh kombinasi gaya gravitasi dan

gaya tarik menarik dari benda-benda astronomi terutama oleh

matahari, bumi dan bulan. Pengaruh benda angkasa lainnya dapat

diabaikan karena jaraknya lebih jauh atau ukurannya lebih kecil.

Untuk menjelaskan terjadinya pasang surut maka mula-

mula dianggap bahwa bumi benar-benar bulat serta seluruh

permukaannya ditutupi oleh lapisan air laut yang sama tebalnya

sehingga didalam hal ini dapat diterapkan teori keseimbangan.

Pada setiap titik dimuka bumi akan terjadi pasang surut yang

merupakan kombinasi dari beberapa komponen yang mempunyai

amplitudo dan kecepatan sudut yang tertentu sesuai dengan gaya

pembangkitnya. Pada keadaan sebenarnya bumi tidak semuanya

ditutupi oleh air laut melainkan sebagian merupakan daratan dan

juga kedalaman laut berbeda beda. Sebagai konsekwensi dari teori

keseimbangan maka pasang surut akan terdiri dari beberapa

komponen yang mempunyai kecepatan amplitudo dan kecepatan

sudut tertentu, sama besarnya seperti yang diuraikan pada teori

keseimbangan (www.digilib.itb.ac.id).

72

Dalam sebulan, variasi harian dari rentang pasang laut

berubah secara sistematis terhadap siklus bulan. Rentang pasang

laut juga bergantung pada bentuk perairan dan konfigurasi dasar

samudera. Pasang laut merupakan hasil dari gaya gravitasi dan

efek sentrifugal. Efek sentrifugal adalah dorongan ke arah luar

pusat rotasi (bumi). Gravitasi bervariasi secara langsung dengan

massa tetapi berbanding terbalik terhadap jarak. Meskipun ukuran

bulan lebih kecil dari matahari, namun gaya gravitasi bulan dua

kali lebih besar daripada gaya tarik matahari dalam membangkitkan

pasang surut laut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarak

matahari ke bumi. Gaya gravitasi menarik air laut ke arah bulan

dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan pasang surut

gravitasional di laut. Lintang dari tonjolan pasang surut ditentukan

oleh deklinasi, sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang orbital

bulan dan matahari (www.wikipedia.co.id).

6.2.Tipe Pasang Surut

Tipe pasut ditentukan oleh frekuensi air pasang dengan

surut setiap harinya. Hal ini disebabkan karena perbedaan respon

setiap lokasi terhadap gaya pembangkit pasang surut. Jika suatu

perairan mengalami satu kali pasang dan satu kali surut dalam satu

hari, maka kawasan tersebut dikatakan bertipe pasut harian tunggal

(diurnal tides), namun jika terjadi dua kali pasang dan dua kali

surut dalam sehari, maka tipe pasutnya disebut tipe harian ganda

(semidiurnal tides). Tipe pasut lainnya merupakan peralihan antara

73

tipe tunggal dan ganda disebut dengan tipe campuran (mixed tides)

dan tipe pasut ini digolongkan menjadi dua bagian yaitu tipe

campuran dominasi ganda dan tipe campuran dominasi

tunggal (surbakti77.wordpress.com).

Bentuk pasang surut di berbagai daerah tidak sama. Di suatu

daerah dalam satu hari dapat terjadi satu kali atau dua kali pasang

surut. Secara umum pasang surut di berbagai daerah dapat

dibedakan dalam 4 tipe yaitu :

a. Pasang surut harian ganda (semi diurnal tide)

Dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan dua kali air

surut dengan tinggi yang hampir sama dan pasang surut

terjadi secara berurutan secara teratur. Periode pasang surut

rata-rata adalah 12 jam 24 menit. Pasang surut jenis ini

terdapat diselat Malaka sampai laut Andaman.

b. Pasang surut harian tunggal (diurnal tide)

Dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air

surut. Periode pasang surut adalah 24 jam 50 menit. Pasang

surut tipe ini terjadi di perairan selat Karimata.

c. Pasang surut campuran condong keharian ganda(mixed tide

prevalling semidiurnal)

Dalam satu hari terjad dua kali pasang san dua kali surut

tetapi tinggi dan periodanya berbeda. Pasang surut jenis ini

terdapat diperairan indonesia timur.

74

d. Pasang surut campuran condong ke harian tunggal (mixed

tide prevalling diurnal)

Pada tipe ini dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan

dua kali air surut, tetapi kadang-kadang untuk sementara

waktu terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dengan

tinggi dan perioda yang berbeda.pasang surut ini terdapat di

selat Kalimantan dan pantai utara Jawa Barat (Triatmodjo,

1999).

6.3.Komponen Harmonik Pasang Surut

Secara kuantitatif, tipe pasang surut suatu perairan dapat

ditentukan oleh nisbah (perbandingan) antara amplitudo unsur-

unsur pasang surut tunggal utama dengan amplitudo unsur-unsur

pasang surut ganda utama. Nisbah ini dikenal sebagai bilangan

Formhazl yang mempunyai formula sebagai berikut :

22

11

SM

OKF

... (.1)

Dimana :

F = Bilangan Formhazl.

O1 = Amplitudo komponen pasut tunggal utama yang

disebabkan gaya tarik bulan.

K1 = Amplitudo komponen pasut tunggal utama yang

disebabkan gaya tarik surya.

75

M2 = Amplitudo komponen pasut ganda utama yang

disebabkan gaya tarik bulan.

S2 = Amplitudo komponen pasut ganda utama yang

disebabkan gaya tarik surya.

Dengan demikian jika nilai F

0 ≤ F < 0,25 = Semi Diurnal

0,25 ≤ F <1,5 = Mixed type (semi diurnal dominant)

1,5 ≤ F < 3,0 = Mixed type (diurnal dominant)

F ≥ 3,0 = Diurnal

Keadaan pasang surut (pasut) di wilayah perairan Nusantara

ditentukan oleh penjalaran pasang surut dari Samudra Pasifik dan

India serta morfologi pantai dan Batimeri perairan yang kompleks,

dimana terdapat banyak selat, palung dan laut yang dangkal sampai

sangat dalam (Wyrtki, 1961).

6.4.Pasang Surut Air Laut Sebagai Variabel Drainase

Pasang surut muka air laut sangat berpengaruh terhadap

drainase. Pada saat muka air laut pasang daerah-daerah yang

rendah akan tergenang air rob dari laut yang masuk melalui

saluran/sungai dan sistem drainase. Pada saat pasang muka air laut

bersamaaan dengan hujan, maka air hujan (banjir) akan terhambat

masuk ke laut karena muka air laut yang tinggi. Oleh karena itu

data pasang surut air laut merupakan parameter penting dalam

perencanaan drainase.

76

Pengamatan pasang surut muka air laut dilakukan selama

minimal 15 (lima belas) hari dan maksimal 30 (tiga puluh) hari

secara berturut di lokasi penelitian dengan memakai papan

baca/peilschaal dengan pembacaan tinggi muka air laut pada papan

baca dilakukan setiap interval waktu 60 menit (1 jam). Disamping

itu data pasang surut juga bisa didapatkan melalui data peramalan.

Pada sub bab ini disampaikan salah satu contoh analisa

pasang surut dengan menggunakan data peramalan pasang surut

selama 30 hari yaitu pada tanggal 1-30 Juli 2010. Berikut grafik

elevasi muka air laut di lokasi penelitian.(gambar 6.1).

Gambar 6.1.Grafik Elevasi Muka Air

(Sumber : Hasil Analisis Stranas 2013)

Selanjutnya dengan data yang sama dianalisa menggunakan

program peramalan pasang surut untuk mendapatkan parameter-

parameter pasang surut di lokasi penelitian. Perhitungan konstituen

10

60

110

01 06 11 16 21 26 31

Ele

vasi M

uka A

ir (

cm

)

Waktu (Januari 2006)

Grafik Elevasi Muka Air di Lokasi Studi

77

pasang surut dilakukan dengan menggunakan metode Least Square,

meliputi 9 konstituen.

Tabel 6.1.Komponen Pasang Surut

Sumber : Hasil Analisis Stranas 2013

Masing-masing komponen pasang surut merupakan;

A : Amplitudo (cm)

g : Beda fase (0)

S0 : Elevasi muka air laut rata-rata terhadap nol rambu ukur (cm)

M2 : Komponen utama bulan (semi diurnal) (cm)

S2 : Komponen utama matahari (semi diurnal) (cm)

N2 : Komponen eliptis bulan (cm)

K1 : Komponen bulan (cm)

K2 : Komponen bulan (cm)

O1 : Komponen utama bulan (semi diurnal) (cm)

P1 : Komponen utama matahari (semi diurnal) (cm)

M4 : Komponen utama bulan (semi diurnal) (cm)

MS4 : Komponen utama matahari-bulan (cm)

Dengan menggunakan amplitude komponen-komponen

pasang surut K1,O1,M2 dan S2 yang terdapat pada (tabel 6.1), maka

dapat ditentukan jenis pasang surut.

78

27.367.426.5

28.112.21

F

Dari nilai NF dapat diketahui jenis pasang surut di lokasi

pekerjaan adalah Diurnal Tide maksudnya dalam satu hari terjadi

satu kali air pasang dan satu kali air surut. Dengan konstanta sama

dilakukan peramalan untuk masa 20 tahun sejak tanggal data

peramalan (1 Juli 2010). Sehingga diperoleh elevasi-elevasi acuan

pasang surut sebagai berikut:

Tabel 6.2.Elevasi Acuan Pasang Surut

Nilai Elevasi-elevasi Penting Elevasi (cm)

Highest High Water Level (HHWL) 105.33

Mean High Water Spring (MHWS) 95.05

Mean High Water Level (MHWL) 79.85

Mean Sea Level (MSL) 58.69

Mean Low Water Level (MLWL) 38.09

Mean Low Water Spring (MLWS) 22.88

Lowest Low Water Level (LLWL) 12.74

Sumber : Hasil Analisis Stranas 2013

Dari elevasi-elevasi acuan pasang surut di atas didapat Zo

sebesar +58,69 cm yang dijadikan sebagai acuan nol terhadap

elevasi lainnya. Selanjutnya elevasi +0,00 diikatkan pada BM

pelabuhan dan dikonversi memberikan elevasi acuan dalam

perencanaan dimensi saluran yaitu sebesar +0,466 meter.

79

BAB VII SIMULASI KAPASITAS KOLAM RETENSI

DALAM SISTEM POLDER

7.1. Kolam Retensi

Fungsi dari kolam retensi adalah sebagai pengganti lahan

resapan yang dijadikan lahan tertutup/perumahan/perkantoran dan

dapat menampung air hujan. Oleh kerana ituletak dari kolam

retensi harus lebih rendah dibandingkan dengan lahan pemukiman.

Selain fungsi di atas kolam retensi juga sebagai pengendali

banjir, penyalur air, Pengolahan limbah dalam sistem drainase.

Pemilihan kolam retensi sebagai pengendali banjir

diperlukan ketika saluran induk drainase bermuara pada lokasi

yangtidak bisa secara gravitasi, seperti:

Dialirkan ke laut dengan elevasi pasang air laut yang tinggi

Melewati tanggul sungai besar dengan muka air sungai yang

tinggi.

Lokasi dengan 2 faktor di atas menyebabkan saluran induk

drainase mengalami efek backwater. Sehingga pada saat debit

puncak pada drainase induk bersamaan dengan pasang air laut

tertinggiakan menimbulkan luapan/banjir pada kawasan perkotaan

di sekitar saluran induk drainase.

80

7.2.Tipe Kolam Retensi

Air yang dibuang dari kolam retensi dapat dialirkan secara

gravitasi, namun untuk sungai/laut yang mempunyai elevasi lebih

tinggi diperlukan pompa (non gravitasi).Beberapa tipe Kolam

retensi antara lain:

1. Kolam retensi yang terletak disamping badan sungai

Tipe ini memiliki bagian-bagian berupa kolam retensi, pintu

inlet, bangunan pelimpah samping, pintu outlet, jalan akses

menuju kolam retensi, ambang rendah di depan pintu outlet,

saringan sampah dan kolam penangkap sedimen. Kolam

retensi jenis ini cocok diterapkan apabila tersedia lahan

yang luas untuk kolam retensi sehingga kapasitasnya bisa

optimal. Keunggulan dari tipe ini adalah tidak mengganggu

sistem aliran yang ada, mudah dalam pelaksanaan dan

pemeliharaan.

Gambar 7.1.Kolam Retensi Tipe Di Samping Badan Sungai

(sumber: gilangrupaka.wordpress.com)

81

2. Kolam retensi yang terletak di dalam badan sungai

Kolam retensi jenis ini memiliki bagian-bagian berupa

tanggul keliling, pintu outlet, bendung, saringan sampah

dan kolam sedimen. Tipe ini diterapkan bila lahan untuk

kolam retensi sulit didapat. Kelemahan dari tipe ini adalah

kapasitas kolam yang terbatas, harus menunggu aliran air

dari hulu, pelaksanaan lebih sulit dan pemeliharaan lebih

mahal.

Gambar 7.2.Kolam Retensi Tipe Di Dalam Badan Sungai

(sumber: gilangrupaka.wordpress.com)

3. Kolam retensi storage memanjang

Kelengkapan sistem dari kolam retensi tipe ini adalah

saluran yang panjang dan dalam serta cek dam atau

bendung setempat. Tipe ini digunakan apabila lahan tidak

tersedia sehingga harus mengoptimalkan saluran drainase

yang ada. Kelemahan dari tipe ini adalah kapasitasnya

82

terbatas, menunggu aliran air yang ada dan pelaksanaannya

lebih sulit.

Ukuran ideal suatu kolam retensi adalah dengan

perbandingan panjang/lebar lebih besar dari 2:1. Sedang dua

kutub aliran masuk (inlet) dan keluar (outlet) terletak kira-

kira di ujung kolam berbentuk bulat telor itulah terdapat

kedua ”mulut” masuk dan keluarnya (aliran) air.

Keuntungan yang diperoleh adalah bahwa dengan bentuk

kolam yang memanjang semacam itu, ternyata sedimen

relatif lebih cepat mengendap dan interaksi antar kehidupan

(proses aktivitas biologis) di dalamnya juga menjadi lebih

aktif karena terbentuknya air yang ‟terus bergerak, namun

tetap dalam kondisi tenang. Tanaman tetentu dapat

menstabilkan dinding kolam dan mendapat makanan

(nutrient) yang larut dalam air.

Gambar 7.3.Kolam Retensi Tipe StorageMemanjang

(sumber: gilangrupaka.wordpress.com)

83

7.3.Simulasi Kapasitas Kolam Retensi

Pada paragraph sebelumnya disampaikan bahwa

pembuangan air dari kolam retensi dapat lebih tinggi sehingga

diperlukan pompa air. Pada paragraph ini disampaikan salah satu

contoh simulasi air dalam kolam retensi dengan menggunakan

pompa.

Gambar 7.4 menjelaskan suatu tandon (kolam retensi) yang

menampung debit banjir (Qbanjir) dan pompa dengan kapasitas P.

Dimana selisih debit banjir dan debit pompa merupakan perubahan

volume tandon.

Gambar 7.4.Skema Simulasi Kapasitas Kolam

Retensi,Karakteristik Tandon dan Pompa

(Sumber: Hindarko, 2000)

84

Untuk simulasi diperlakukan hukum kontinuitas yaitu:

S = Vin + Vinf – Vout ... (7.1)

Dimana:

S = Storage (Volume tandon)

Vin = Volume Inlet (masuk dari banjir)

Vinf = Volume infiltrasi ke dalam kolam

Vout = Volume keluar (pompa)

Bila volume dibuat untuk kurun waktu tertentu persamaan

menjadi:

dS

dt=

Vin

t+

Vinf

t−

Vout

t ... (7.2)

dS

dt= Qin + Qinf − P ... (7.3)

Karena dilindungi tanggul kedap air (sheet pile beton),

Pada simulasi ini diasumsikan Qinf=0, Sehingga persamaan

menjadi:

dS

dt= Qin − P ... (7.4)

Dimana:

dS/dt = laju perubahan volume tandon

Qin = Debit air banjir (m3/dt)

P = Debit pompa (outlet) m3/dt

85

Untuk interval waktu t, persamaan perubahan volume

tandon banjir dapat dituliskan:

S2 − S1 = Qin 1+ Qin 2

2 t −

P1+P2

2t ... (7.5)

2S2 − 2S1 = Qin1 + Qin2 t − P1 + P2 t

Qin1 + Qin2 t + 2S1 − P1t = 2S2 + P2t

Persamaan dikalikan 0,5 sehingga menjadi

0,5 Qin1 + Qin2 t + S1 − 0,5P1t = (S2 + 0,5P2t) ... (7.6)

Persamaan tersebut digunakan sebagai dasar simulasi

sebagaimana hasilnyadalam tabel 7.1.

86

Tabel 7.1.Hasil Simulasi Kolam Retensi

Sumber : Hasil Analisis Stranas 2013

Luas Tandon (A) = 6 ha

Elev Dasar Kolam = -3 m

Tinggi Tanggul = 0.3 m

Periode Waktu Routing Q Banjir 0,5(Q1+Q2)t Kapasitas Pompa 0,5 Pt S1 (S1-0,5 Pt) (S2+0,5 Pt) S2 EMA Tandon Freeboard

Routing (jam) (m3/detik) (m3) (m3/detik) (m3) (m3) (m3) (m3) (m3) (cm) (m)

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12)

x 10 4 x 10 4

0 0 0

1 1 38.821 88490.337 4 7200 179997.500 172797.5 261287.837 254087.837 -2.500 -2.80000

2 2 10.340 31555.952 4 7200 254087.837 246887.84 278443.789 271243.789 -1.265 -1.56516

3 3 7.191 23214.531 4 7200 271243.789 264043.79 287258.320 280058.320 -0.979 -1.27923

4 4 5.706 18960.250 4 7200 280058.320 272858.32 291818.570 284618.570 -0.832 -1.13232

5 5 4.828 8764.204 4 7200 284618.570 277418.57 286182.774 278982.774 -0.756 -1.05632

6 6 0.041 108.102 4 7200 278982.774 271782.77 271890.876 264690.876 -0.850 -1.15025

7 7 0.019 51.490 2 3600 264690.876 261090.88 261142.366 257542.366 -1.088 -1.38844

8 8 0.010 28.776 2 3600 257542.366 253942.37 253971.142 250371.142 -1.208 -1.50759

9 9 0.006 18.291 2 3600 250371.142 246771.14 246789.433 243189.433 -1.327 -1.62711

10 10 0.004 13.587 1 1800 243189.433 241389.43 241403.020 239603.020 -1.447 -1.74680

11 11 0.003 7.799 1 1800 239603.020 237803.02 237810.819 236010.819 -1.507 -1.80657

12 12 0.00099991 1.800 1 1800 236010.819 234210.82 234212.619 232412.619 -1.566 -1.86644

= Diisi sesuai data

87

Keterangan Tabel 7.1

Kolom 1-2 :Waktu hujan sesuai dengan hidrograf banjir

Kolom 3 :Debit banjir yang didapat dari analisis hidrologi

Kolom 4 :Volume untuk interval debit yaitu tiap jam

Kolom 5 :Kapasitas pompa yang diaplikasikan

Kolom 6-10 :Persamaan laju perubahan volume tendon/kolam

retensi

Kolom 11 :Elevasi muka air tandon/kolam retensi

Kolom 12 :Ketinggian freeboard dari muka air tendon/kolam

retensi

88

BAB VIII HIDROULIKA SALURAN

8.1. Dimensi Saluran Drainase

Bentuk saluran drainase umumnya: trapesium, segi empat,

bulat, setengah lingkaran, dan segitiga atau kombinasi dari masing-

masing bentuk.

(1) Luas profil basah berbentuk lingkaran

Gambar 8.1.Profil Basah Berbentuk Lingkaran

𝑎 = 𝑟 sin ɸ−1800

2 … (8.1)

Dimana :

a = tinggi air (dalam m)

ɸ = sudut ketinggian air (dalam radial)= y

r = jari-jari lingkaran (dalam m)

89

1 m 1 m

mhth B

h

T

A = luas profil basah (dalam m2) = 1 2 𝑟2

ɸ𝑃

180−

sinɸ

P = keliling basah (dalam m)= 𝑟 ɸ = 𝑟 .ɸ𝑃

180

(2) Luas profil basah berbentuk trapezium

Gambar 8.2.Profil Saluran Drainase Berbentuk Trapesium

Luas profil basah berbentuk trapesium dapat dinyatakan

dalam rumus sebagai berikut :

𝐴 = 𝐵+𝑇

2𝑋 ℎ ... (8.2)

Dimana :

A = luas profil basah (m2)

B = lebar dasar saluran (m)

h = tinggi air di dalam saluran (m)

T = (B + m h + t h) = lebar atas muka air

m = kemiringan talud kanan

t = kemiringan talud kiri

90

(3) Luas profil basah berbentuk segitiga

Luas profil basah berbentuk segitiga dapat dinyatakan

sebagai berikut :

Gambar 8.3.Profil Basah Berbentuk Segitiga

𝐴 = 1

2 𝑥 𝑇 𝑥 ℎ ... (8.3)

Dimana :

A = luas profil basah (m2)

B = 0 (nol)

h = tinggi air dalam saluran (m)

T = ( B + m h + t h)

m = kemiringan talud kanan

t = kemiringan talud kiri

h

91

h

B

(4) Luas profil basah berbentuk segiempat

Gambar8.4.Profil Basah Berbentuk Segiempat

Luas profil basah berbentuk segiempat dapat dinyatakan

dalam rumus sebagai berikut:

𝐴 = 𝐵 𝑥 ℎ… (8.5)

Dimana :

A = luas profil basah (m2)

B = lebar dasar saluran (m)

h = tinggi air di dalam saluran (m)

T = B

m = 0 (nol) dan

t = 0 (nol)

92

8.2. Kecepatan Aliran

Kecepatan saluran rata-rata dihitung dengan rumus Chezy,

Bazin, Manning atau Strickler.

1) Rumus Chezy

𝑉 = 𝐶 𝑅𝐼 ... (8.6)

Dimana :

V = kecepatan aliran dalam m/dt

C = koefisien Chezy

R = jari-jari hidrolis dalam m

A = profil basah saluran dalam m2

P = keliling basah dalam m

I = kemiringan dasar saluran

2) Rumus Bazin

Bazin mengusulkan rumus berikut ini :

𝐶 = 87

1+𝑔𝐵

𝑅

... (8.7)

Dengan gB adalah koefisien yang tergantung pada

kekasaran dinding. Nilai gB untuk beberapa jenis dinding

saluran dapat dilihat dalam tabel 8.1 dibawah ini.

93

Tabel 8.1.Koefisien Kekasaran Bazin

Jenis Dinding gB

Dinding sangat halus (semen)

Dinding halus (papan, batu, bata)

Dinding batu pecah

Dinding dinding sangat teratur

Saluran tanah dengan kondisi biasa

Saluran tanah dengan dasar batu pecah

dan tebing rumput

0,06

0,16

0,46

0,85

1,30

1,75

Sumber : “Standar SK SNI M-18-1989-f,Metode Perhitungan

Debit Banjir

3) Rumus Manning

Seorang ahli dari Islandia, Robert Manning mengusulkan

rumus berikut:

𝐶 = 𝑖

𝑛𝑅2 3 ... (8.8)

Dengan koefisien tersebut maka rumus kecepatan aliran

menjadi :

𝑉 = 1

𝑛𝑅2 3 𝐼1 2 … (8.9)

Rumus ini dikenal dengan rumus Manning

94

Dimana :

n = Koefisien Manning dapat dilihat dalam tabel 8.2

R = Jari-jari hidrolis dalam m

A = Profil basah saluran dalam m2

P = Keliling basah dalam m

l = Kemiringan dasar saluran

Tabel 8.2.Koefisien Kekasaran Manning

Bahan Koefisien Manning , n

Besi tuang lapis

Kaca

Saluran beton

Bata dilapis mortar

Pasangan batu disemen

Saluran tanah bersih

Saluran tanah

Saluran dengan dasar batu dan

tebing rumput

Saluran pada galian batu padas

0,01

0,010

0,013

0,015

0,025

0,022

0,030

0,040

0,040

Sumber: “Standar SK SNI M-18-1989-f,Metode Perhitungan Debit Banjir

4) Rumus Strickler

Strickler mencari hubungan antara nilai koefisien n dari

rumus Manning sebagai fungsi dari dimensi material yang

membentuk dinding saluran. Untuk dinding saluran dari

95

material yang tidak koheren, koefisien Strickler, ks

diberikan oleh rumus :

𝑘𝑠 = 1

𝑛, sehingga rumus kecepatan aliran menjadi :

V = ks R2/3

I1/2

... (8.10)

Apabila di dalam satu penampang saluran existing terdapat

nilai kekasaran dinding atau koefisien Manning yang berbeda satu

dengan lainnya, maka dicari nilai kekasaran equivalen (neq).

a) Rumus Kekasaran Dinding Equivalen (n)

Bila bentuk profil saluran seperti dalam gambar 8.5, maka

untuk mencari nilai kekasaran dinding equivalen

digunakan rumus :

Gambar 8.5.Penampang Profil Basah Majemuk

𝑛 = 𝑛𝑖 2 3

2 3

𝑝2 3 ... (8.11)

Dimana :

n = nilai kekasaran dinding equivalen

h

n1

n2

n3

96

Pt = total keliling basah dalam m

ni = kekasaran dinding pada sub-profil basah i

Pi = panjang keliling basah pada sub-profil basah i

b) Rumus Aliran (Q)

Untuk menghitung debit profil majemuk existing pada

saluran drainase perkotaan digunakan rumus kontinuitas

dengan mengalikan luas profil basah dengan kecepatan

rata-rata menggunakan rumus Manning dan koefisien

kekasaran equivalen (neq). Rumus alirannya adalah sebagai

berikut

𝑄𝑡 = 𝐴𝑡1

𝑛𝑒𝑞𝑅𝑡2 3 𝑆1 2 ... (8.12)

Dimana :

Qt = total dalam m3/dt

At = luas profil basah total dari masing-masing sub-

profil basah dalam m2

Rt = total jari-jari hidraulis dari masing-masing sub-

profil basah dalam m

S = kemiringan rata-rata dasar saluran

Neg = kekasaran dinding equivalen yang nilainya

dinyatakan dalam persamaan :

𝑛𝑒𝑞 = 𝐴𝑡(𝑅𝑡 )2 3

1

𝑛𝑡𝐴𝑖𝑅𝑖

2 3 𝑛𝑖=1

… (8.13)

97

Aliran kritis, sub-kritis dan super-kritis dinyatakan dengan

bilangan Froude. Aliran kritis apabila Froude number, Fr = 1;

aliran sub-kritis apabila Froude number, Fr < 1 dan aliran super

kritis apabila Froude Number, Fr > 1.

Froude number, 𝐹𝑟 = 𝑉

𝑔𝐷 ... (8.14)

Dimana :

V = kecepatan aliran dalam m/dt

gD = cepat rambat gelombang dalam m/dt

D =A

T = kedalaman hidroulis dalam m

A = luas profil basah dalam m3

T = lebar muka air dari tampang saluran

1. Kala ulang harus memenuhi ketentuan sebagai berikut :

a) Kala ulang yang dipakai berdasarkan luas daerah

pengaliran saluran dan jenis kota yang akan

direncanakan sistem drainasenya, seperti terlihat pada

tabel berikut.

98

Tabel 8.3.Kala Ulang Berdasarkan Tipologi Kota

b) Untuk bangunan pelengkap dipakai kala ulang yang

sama dengan sistem saluran dimana bangunan

pelengkap ini berada ditambah 10 debit saluran.

c) Perhitungan curah hujan berdasarkan data hidrologi

minimal 10 tahun terakhir (mengacu pada tata cara

analisis curah hujan drainase perkotaan).

PerencanaansaluranjugaberpedomanpadaKriteriaPerencan

aanBagianSaluran (KP.04) KriteriaPerencanaanIrigasi yang

dikeluarkanDirektoratJenderalPengairan, 1986. Parameter yang

berkaitandenganperencanaansaluraninisecaragarisbesaradalah :

Kecepatan maksimum dan minimum

- Kecepatan Maksimum yang diijinkan :

Vmaks = Vb x A x B x C x D ... (8.15)

Keterangan :

TIPILOGI

KOTA

DAERAH TANGKAPAN AIR (Ha)

< 10 10 - 100 101 - 500 > 500

Kota

Metropolitan 2 Th 2 – 5 Th 5 – 10 Th

10 – 25

Th

Kota Besar 2 Th 2 – 5 Th 2 – 5 Th 5 – 20

Th

Kota Sedang 2 Th 2 – 5 Th 2 – 5 Th 5 – 10

Th

Kota Kecil 2 Th 2 Th 2 Th 2 – 5

Th

99

V maks : Kecepatan maksimum yang diijinksn , m/dt

V b : Kecepatan dasar, m/dt

A : Faktor koreksi untuk angka pori permukaan sal

B : Faktor koreksi untuk kedalaman air

C : Faktor koreksi untuk lengkung

D : Faktor D ditambahkan apabila banjir rencana

dengan periode ulang yang tinggi ( D = 1

untuk periode ulang di bawah 10 tahun) dan

kecepatan dasar yang diijinkan vba = vb x A

- Kecepatan minimum V min = 0.60 m/dt

Periode Ulang Dalam Tahun

Gambar 8.6.Koefisien Koreksi Untuk Berbagai Periode Ulang D

100

Tinggi muka air

Tinggi muka air rencana pada titik pertemuan 2 saluran

drainase sebaiknya diambil sebagai berikut :

- Elevasi muka air yang sesuai dengan banjir dengan

periode ulang 5 kali pertahun untuk sungai

- Muka air rencana untuk drainase yang tingkatnya

lebih tinggi.

- Mean Sea Level (MSL) untuklaut

Koefisien kekasaran Strickler

Salah satu unsur geometris penampang saluran, koefisien

strickler k merupakan hal penting yang perlu diperhatikan.

Besarnya koefisien strickler k biasanya tergantung pada hal-

hal berikut :

- Kekasaran permukaan saluran

- Ketidakteraturan permukaan saluran

- Trase saluran

- Lebatnya vegetasi, panjang vegetasi

- Sedimen

Makin tinggi kekasaran permukaan saluran akan

menyebabkan rendahnya harga kekasaran strickler,

sehingga bisa menyebabkan berkurangnya kecepatan.

Ketidakteraturan permukaan saluran akan menyebabkan

perubahan terhadap luas penampang basah A dan panjang

101

keliling basah P. Pengaruh adanya vegetasi terhadap saluran

akan menyebabkan berkurangnya koefisien kekasaran

strickler. Kedalaman aliran dan kecepatan aliran akan

membatasi pertumbuhan vegetasi didalam saluran.

Pemeliharaan selama masa eksploitasi terhadap permukaan

saluran serta menjaga saluran agar bebas dari vegetasi akan

sangat berpengaruh terhadap koefisien kekasaran Strickler.

Koefisien kekasaran Strickler untuk saluran tanah dan

pasangan dapat dilihat tapda Tabel8.4 dan Tabel8.5berikut:

Tabel 8.4.Koefisien Kekasaran Strickler Untuk Saluran Tanah

Tabel 8.5.Harga Kekasaran Strickler Untuk Saluran Pasangan

8.2. Tinggi Jagaan dan Lebar Tanggul

Tinggi jagaan

Debit rencana m3/dt k m 1/3 . dt

Q > 10 45

5 < Q < 10 42,5

1 < Q < 5 40

Q < 1 35

Debit rencana m3/dt k m 1/3 . dt

Pasangan batu 60

Pasangan beton 70

Pasangan tanah 35 - 45

102

Tinggi jagaan minimum saluran irigasi ditentukan

berdasarkan besarnya debit saluran. Untuk saluran tanah

dapat dilihat pada Tabel 8.6. sebagai berikut .

Tabel 8.6.Tinggi Jagaan Minimum untuk SaluranTanah dan

SaluranPasangan

Debit

(m3/dt)

F

( m )

UNTUK SALURAN TANAH

< 0.5 0.40

0.5 - 1.5 0.50

1.5 – 5.0 0.60

5.0 – 10.0 0.75

10.0 – 15.0 0.85

> 15.0 1.00

UNTUK SALURAN PASANGAN

Q < 15.0 0.40

103

Gambar 8.7.Grafik Tinggi Jagaan Untuk Saluran Pembuang

Lebar tanggulminimum

Tanggul saluran primer dan saluran sekunder salah satu

tanggulnya harus dapat berfungsi sebagai jalan inspeksi.

Lebar tanggul minimum saluran dapat dilihat pada Tabel8.7

sebagai berikut:

Tabel 8.7.Harga Kekasaran Strickler Untuk Saluran Pasangan

Debit

(m3/dt)

Tanpa Jalan Inspeksi

(m)

Dengan Jalan Inspeksi

(m)

Q < 1.0 1.0 3.00

1,0< Q < 5.0 1.50 5.00

5,0< Q < 10.0 2.00 5.00

10.0 < Q < 15.0 3.00 5.00

Q > 15.0 3.50 5.00

104

Gambar 8.8.Kriteria Desain Lebar Tanggul

1,0 m3/d < Q ≤ 5

m3/dt

105

BAB IX DIMENSI DAN STABILITAS TANGGUL

9.1. Penyelidikan Tanah

Penyelidikan tanah dimaksudkan untuk mendapatkan besaran

parameter sifat fisis dan sifat teknis dari tanah. Besaran parameter

yang didapat akan memberikan gambaran nyata mengenai sifat dan

jenis tanah setempat untuk memberikan rekomendasi mengenai

pondasi proyek tersebut. Tujuan dari penyelidikan tanah ini adalah

untuk memberikan informasi kepada pihak-pihak yang

berkepentingan dengan pekerjaan tersebut agar pekerjaan yang

berhubungan dengan tanah dapat diselesaikan dengan baik dan

menghasilkan perencanaan yang aman dan ekonomis.

Pada bab ini disajikan contoh penyelidikan tanah dengan

lokasi Kabupaten Pekalongan. Lingkup pekerjaan penyelidikan

tanah yang dilaksanakan terdiri dari :

Penyelidikan tanah di lapangan yang meliputi pekerjaan

sondir dan boring

Pekerjaan test laboratorium dari contoh tanah yang diambil.

9.1.1. Pekerjaan Sondir (Cone Penetrometer Test, CPT)

Sondir dilaksanakan sebanyak 2 (dua) titik dengan kapasitas

maksimum alat 2.5 ton yang dilengkapi dengan bikonus.Sondir

dilaksanakan untuk mengetahui tingkat perlawanan tanah terhadap

106

tekanan konus dan lekatan (friction). Pembacaan manometer

dilakukan setiap interval 20 cm sampai kedalaman -25,00 m pada

titik S.1 dan titik S.2. Dari hasil sondir tidak ditemukan tanah keras

(dengan batasan nilai konus qc >150 kg/cm2) sampai kedalaman –

25.00 meter baik pada titik S.1 maupun titik S.2.

Beberapa hal penting yang dapat diperoleh dari penyelidikan

tanah melalui sondir, antara lain :

Perkiraan kedalaman tanah keras sesuai dengan spesifikasi

pekerjaan.

Perkiraan ketebalan tiap jenis tanah

Dengan dapat diperkirakannya ketebalan lapisan tanah,

maka dapat diperkirakan penurunan yang mungkin terjadi

akibat pembebanan.

9.1.2. Pekerjaan Boring

Pekerjaan boring dilaksanakan dengan alat bor tangan pada

satu titik yang berdekatan dengan titik sondir, yaitu HB 1

kedalaman sampai – 6.00 meter (dari muka tanah asli setempat).

Pengambilan contoh tanah dilaksanakan pada tanah kedalaman –

3.00 meter dan – 6.00 meter, baik tanah terganggu (disturb sample)

maupun contoh tanah tak terganggu (undisturb sample). Contoh

tanah dibawa ke laboratorium untuk dilakukan pengujian lebih

lanjut. Hasil dari pekerjaan boring berupa boring log yang

menyajikan gambaran jenis-jenis tanah dan sampel tanah sesuai

kedalaman yang diambil.

107

9.1.3. Pemeriksaan Laboratorium

Kegiatan di laboratorium meliputi:

Percobaan Indeks Pengenal: berat volume/isi tanah ( ),

kadar air ( w ), berat butir ( Gs ), kadar pori ( e ) dan

derajat kejenuhan ( Sr ).

Analisa ukuran butiran/ grain size analysis. Dilaksanakan

dengan analisa saringan/analisa hidrometer. Material

dideskripiskan mempunyai gradasi kasar, sedang dan halus.

Percobaan kekuatan geser langsung / Direct shear test.

Guna mendapatkan kekuatan geser tanah yang ditunjukkan

dengan nilai kohesi ( c ) dan sudut geser dalam ( ).

Percobaan batas-batas Atterberg. Mengetahui batas-batas

konsistensi / atterberg limitsdari nilai cair / LL dan batas

plastis / PL.

Nilai-nilai dari hasil laboratorium dapat dilihat pada

summary of soil data pada tabel 9.1, sebagai berikut:

Tabel 9.1.Karakteristik Tanah Hasil Penyelidikan Laboratorium

108

9.2. Standar Perencanaan Tanggul Tanah

Berikut disajikan standar jagaan tanggul tanah yang lazim

dipakai di Indonesia, sepanjang mercu tanggul tidak digunakan

untuk lalu lintas jalan.

9.2.1. Lebar Standar Mercu Tanggul

Pada daerah yang padat, dimana perolehan areal tanah

untuktempat kedudukan tanggul sangat sukar dan mahal,

pembangunantanggul dengan mercu yang tidak lebar dan dengan

lerengnyayang agak curam cukup memadai.Lebar standar mercu

tanggul dapat dilihat pada tabel 9.2 berikut :

Tabel 9.2. Lebar Standar Mercu Tanggul

Debit Rencana (m3/detik) Lebar Mercu (m)

< 500 3

> 500 s/d < 2000 4

>2000 s/d < 5000 5

> 5000 s/d < 10000 6

> 10000 7

9.2.2. Kemiringan Lereng Tanggul (Slope of Levee)

Untuk menentukan kemiringan tanggul guna keperluan

desain sangat erat kaitannya dengan karakteristik mekanika tanah

dari jenis tanah serta infiltrasi air melalui badan tanggul

tersebut.Oleh karena itu apabila proyek itu besar syarat mutlak

jenis tanah untuk timbunan maupun jenis tanah untuk calon

109

pondasi tanggul harus diadakan penyelidikan laboratorium

mekanika tanah.Dari hasil laboratorium tersebut dapat diketahui

kekuatan geser dan kohesi yang bekerja diantara partikel-partikel

tanah karena adanya gravitasi. Stabilitas lereng tanggul dapat

dihitung berdasarkan konsep bidang gelincir lingkaran yang

rumusnya sebagai berikut :

Rumus umum :

SF = (E I)/(W sin ) ... (9.1)

Dimana :

SF = faktor keamanan (safety factor)

E = gaya normalhorizontal (t/m)

W = tegangan oleh gaya berat irisan vertikal persatuan lebar

(t/m)

I = panjang busur lingkaran galiner (m)

= sudut antara setiap garis tengah irisan

= tegangan geser persatuan luas (t/m2)

Untuk mencari tegangan geser (τ) dapat menggunakan rumus

sebagai berikut :

= σ tg + C ... (9.2)

Dimana :

σ = tegangan kompresive vertical

= sudut geser dalam

110

C = kohesi

9.3. Analisa Stabilitas Tanggul Saluran

9.3.1. Gaya yang bekerja pada tanggul

Jenis dinding saluran drainase yang dipakai pasangan batu,

selain sebagai saluran juga berfungsi sebagai penahan tanah yang

ada di belakangnya, perlu diperhitungkan besarnya tekanan tanah

aktif dan pasif yang terjadi agar dapat diketahui momennya.Untuk

memperjelas uraian tersebut berikut dijabarkan perhitungan gaya-

gayanya.

111

Gambar 9.1. Gaya-Gaya Yang Bekerja Pada Tanggul

(Sumber : Analisa, Stranas, 2013)

a. Koefisien Tekanan Tanah Aktif

+ +

+ +

± t/m2

w = var

± 0

-0

-

Pasangan batu kali :

a = 1.0 ton/m3

pas = 1.8 ton/m3

ζpas = 3.0 kg/cm2

h = 1.313

h3 = 0.000 h3 = 0.000

0.40 0.00

B = 3.33

h2 = 1.913 h2 = 1.913

0.00 0.40 0.26 b = 2.00 0.26

hf = 0.60c2 = 0.235 kg/cm2

1.913

2 = 1.911 gr/cm3

1.313 2= 20

c1 = 0.271 kg/cm2

H = 1.313h = 1.313 - 2.25

1 = 1.825 gr/cm3

0.000 1= 17

0.250

h1 = 0.25

0.40 0.000 0.40 q = 0.425

9 50 (panjang = 950 m)

0.25

Ruas : 1 Hm. 0 00 s/d

Wt2

Wp 1

Wp2Wp2'

Wp3

Wp 1'

Wt1

Wt2'

Wt1'LaLa

0.2 H

Lh

0.2 H

Wa1

Ta

Ea4

Ea2

Ea1

Ea3Ta'

Ea4'

Ea2'

Ea1'

Ea3'

Wa2' Wa2

Ka1 = tg2 (450 - 1/2) = tg2 ( 450 - 170/2) = tg2 35,50 =

Kp1 = tg2 (450 + 1/2) = tg2 ( 450 + 170/2) = tg2 53,50 =

Ka2 = tg2 (45

0 - 2/2) = tg

2 ( 45

0 - 20

0/2) = tg

2 35

0 =

Kp2 = tg2 (450 + 2/2) = tg2 ( 450 + 200/2) = tg2 550 =

0.490

2.040

0.548

1.826

112

b. Beban Vertikal (V)

c. Beban Horisontal

(↓ )

x ( x 2 ) x (↓ )

(↓ )

x ( x 2 ) x (↓ )

Wp3 = (↓ )

x ( x (↓ )

(↓ )

x ( x (↓ )

(↓ )

(↓ )

0,5 x (0,2 x h2) x a =2

(↓ )

0,5 x (0,2 x h2) x a =2

(↓ )

(↓ )

(↓ )

Jumlah beban vertikal saat saluran kosong (V1) = 6.103 ton

Jumlah beban vertikal saat saluran penuh (V2) = 10.813 ton

1.313 ) x 1.000 = 0.172 ton

) x 1.000 = 0.172 ton

Wa2' = 0.5 x ( 0.20 x

1.000 = 4.366 ton

Wa2 = 0.5 x ( 0.20 x 1.313

1.825 = 0.000 ton

Wa1 = b x h x a = 3.33 x 1.313 x

1.825 = 0.000 ton

Wt2' = Lh x H x 1 = 0.00 x 1.313 x

1.825 = 0.000 ton

Wt1' = 0.50 x (Lh x h1) x 1 = 0.5 0.00 0.250 ) x

1.825 = 0.000 ton

Wt2 = Lh x H x 1 = 0.00 x 1.313 x

Wt1 = 0.50 x (Lh x h1) x 1 = 0.5 0.00 0.250 ) x

ton

B x hf x pas = 3.33 x 0.60 x 1.800 = 3.591 ton

0.945 ton

Wp2' = 0.5 x (0.20 x H2) x pas = 0.5 0.2 1.31 1.800 = 0.310

0.310 ton

Wp1' = La x H x pas = 0.40 x 1.313 x 1.800 =

= 0.945 ton

Wp2 = 0.5 x (0.20 x H2) x pas = 0.5 0.2 1.31 1.800 =

Wp1 = La x H x pas = 0.40 x 1.313 x 1.800

( )2

( )

( )

x x x2

( )

( )

( )2

( )

( )

x x x2

( )

x ( )2

= 0.862 ton ←

Jumlah gaya horisontal (H) = 6.275 ton

= 0.000 ton →

Ta' = 1/2 x a x h2 = 0.50 1.000 x 1.313

= 0.000 ton →

Ea4' = Ka2 x 1/2 x 2 x h3

2 = 0.490 0.5 1.911 0.000

x 1.825 x 1.91 )) x 0.000

ton →

Ea3' = Ka2 x (q + (0.5 x 1 x h2)) x h3

= 0.490 x ( 0.425 + ( 0.5

x 1.825 x 1.91 = 1.830

1.91 = 0.446 ton →

Ea2' = Ka1 x 1/2 x 1 x h2

2 = 0.548 x 0.5

Ea1' = Ka1 x q x h2 = 0.548 x 0.425 x

1.3132

= 0.862 ton →

= 0.000 ton ←

Ta = 1/2 x a x h2 = 0.50 x 1.000 x

= 0.000 ton ←

Ea4 = Ka2 x 1/2 x 2 x h32 = 0.490 0.5 1.911 0.000

x 1.825 x 1.91 )) x 0.000= 0.490 x ( 0.425 + ( 0.5

1.91 = 1.830 ton ←

Ea3 = Ka2 x (q + (0.5 x 1 x h2)) x h3

ton ←

Ea2 = Ka1 x 1/2 x 1 x h2

2 = 0.548 x 0.5 x 1.825 x

Ea1 = Ka1 x q x h2 = 0.548 x 0.425 x 1.91 = 0.446( )

2( )

( )

x x x2

( )

( )

( )2

( )

( )

x x x2

( )

x ( )2 = 0.862 ton ←

Jumlah gaya horisontal (H) = 6.275 ton

= 0.000 ton →

Ta' = 1/2 x a x h2 = 0.50 1.000 x 1.313

= 0.000 ton →

Ea4' = Ka2 x 1/2 x 2 x h3

2 = 0.490 0.5 1.911 0.000

x 1.825 x 1.91 )) x 0.000

ton →

Ea3' = Ka2 x (q + (0.5 x 1 x h2)) x h3

= 0.490 x ( 0.425 + ( 0.5

x 1.825 x 1.91 = 1.830

1.91 = 0.446 ton →

Ea2' = Ka1 x 1/2 x 1 x h22 = 0.548 x 0.5

Ea1' = Ka1 x q x h2 = 0.548 x 0.425 x

1.313 2 = 0.862 ton →

= 0.000 ton ←

Ta = 1/2 x a x h2 = 0.50 x 1.000 x

= 0.000 ton ←

Ea4 = Ka2 x 1/2 x 2 x h32 = 0.490 0.5 1.911 0.000

x 1.825 x 1.91 )) x 0.000= 0.490 x ( 0.425 + ( 0.5

1.91 = 1.830 ton ←

Ea3 = Ka2 x (q + (0.5 x 1 x h2)) x h3

ton ←

Ea2 = Ka1 x 1/2 x 1 x h22 = 0.548 x 0.5 x 1.825 x

Ea1 = Ka1 x q x h2 = 0.548 x 0.425 x 1.91 = 0.446

113

9.3.1. Tinjauan Kestabilan Konstruksi Tanggul

a. Tekanan Tanah Keatas Pada Dasar Saluran

- Pada Kondisi Saluran Kosong

ℶ𝑚𝑎𝑘𝑠 ,𝑚𝑖𝑛 =6,103

1,00𝑥3,33= 1,835 𝑡𝑜𝑛/𝑚2

= 0,184 𝑘𝑔/𝑐𝑚2

- Pad Kondisi Saluran Berisi Maksimum Tinggi Air

ℶ𝑚𝑎𝑘𝑠 ,𝑚𝑖𝑛 =10,813

1,00𝑥3,33= 3,252 𝑡𝑜𝑛/𝑚2

= 0,325 𝑘𝑔/𝑐𝑚2

b. Daya Dukung Tanah

Menurut Terzaghi untuk pondasi menerus

Dari hasil penyelidikan tanah dan grafik nilai koefisien daya

dukung tanah didapatkan:

Menurut Terzaghi untuk pondasi menerus :

o

x + x x + x x

=

)

)

0.184 kg/cm2

- Pada kondisi saluran berisi maksimum tinggi air

qall = 6.990 kg/cm2 > qmaks = ( 0.325 kg/cm

2

6.990 kg/cm2

FS 3

- Pada kondisi saluran kosong

qall = 6.990 kg/cm2 > qmaks = (

qall =

1.911 1.66 3.0

=

20.971 kg/cm2

qult =

20.971

qult = 0.235 15.5 1.911 0.60 6.8

= 20.00 Nq = 6.8

c = 0.235 kg/cm2 N = 3.0

dari hasilpenyelidikan tanah dan grafik nilai koefisien daya dukung tanah didapatkan :

= 1.911 gr/cm3 = 1.911 t/m3 Nc = 15.5

qult = c . Nc + . D . Nq + . B/2 . N

Wt2

Wp 1

Wp2Wp2'

Wp3

Wp 1'

Wt1

Wt2'

Wt1'LaLa

0.2 H

Lh

0.2 H

Wa1

Ta

Ea4

Ea2

Ea1

Ea3Ta'

Ea4'

Ea2'

Ea1'

Ea3'

Wa2' Wa2

Menurut Terzaghi untuk pondasi menerus :

o

x + x x + x x

=

)

)

0.184 kg/cm2

- Pada kondisi saluran berisi maksimum tinggi air

qall = 6.990 kg/cm2 > qmaks = ( 0.325 kg/cm

2

6.990 kg/cm2

FS 3

- Pada kondisi saluran kosong

qall = 6.990 kg/cm2 > qmaks = (

qall =

1.911 1.66 3.0

=

20.971 kg/cm2

qult =

20.971

qult = 0.235 15.5 1.911 0.60 6.8

= 20.00 Nq = 6.8

c = 0.235 kg/cm2 N = 3.0

dari hasilpenyelidikan tanah dan grafik nilai koefisien daya dukung tanah didapatkan :

= 1.911 gr/cm3 = 1.911 t/m3 Nc = 15.5

qult = c . Nc + . D . Nq + . B/2 . N

Wt2

Wp 1

Wp2Wp2'

Wp3

Wp 1'

Wt1

Wt2'

Wt1'LaLa

0.2 H

Lh

0.2 H

Wa1

Ta

Ea4

Ea2

Ea1

Ea3Ta'

Ea4'

Ea2'

Ea1'

Ea3'

Wa2' Wa2

114

c. Kemungkinan Pecahnya Konstruksi Lantai Saluran

9.4. Analisa Stabilitas Tanggul Kolam Retensi

9.4.1. Analisa daya dukung

Fungsi tanggul sebagai pehanan tanah dibelakang dinding

kolam retensi sehingga diperlukan data dan analisis yang akurat

dimana kestabilan dan keamanan merupakan salah satu faktor

utama perencanaan. Adapun perhitungan gaya dukung dari tanggul

diuraikan berikut ini.

a. Gaya-gaya yang bekerja

Jenis turap/dinding penahan yang dipancang kedalam tanah

yaitu sheet pile terbuat dari beton (PC) sedalam 11 m. Pada

x x x ( ↓ )

( ↑ )

( ↓ )

+ + ( ↓ )

( ↑ )

( ↓ )

0.851 kg/cm2 < ζ pas = 3 kg/cm

2

m2 = 6000 cm2

ζ =3,403

x 1.50 =6000

Pias yang menahan = 0.60 x 1.00 = 0.60

= 33 kg

= 3,403 kg

Gaya ke atas = 0.325 x 1.00 x

- Pada kondisi saluran berisi air tinggi maksimum

Gaya ke bawah = 2183 172

100

1,080 = 3,435 kg

kg/cm2 < ζ pas = 3 kg/cm20.265

m2 = 6000 cm2

ζ =1,062

x 1.50 =6000

Pias yang menahan = 0.60 x 1.00 = 0.60

= 18 kg

Jumlah gaya = 1,062 kg

Gaya ke atas = 0.184 x 1.00 x 100

- Pada kondisi saluran kosong

Gaya ke bawah = 0.60 1.00 1.8 1000 = 1,080 kgx x x ( ↓ )

( ↑ )

( ↓ )

+ + ( ↓ )

( ↑ )

( ↓ )

0.851 kg/cm2 < ζ pas = 3 kg/cm

2

m2 = 6000 cm2

ζ =3,403

x 1.50 =6000

Pias yang menahan = 0.60 x 1.00 = 0.60

= 33 kg

= 3,403 kg

Gaya ke atas = 0.325 x 1.00 x

- Pada kondisi saluran berisi air tinggi maksimum

Gaya ke bawah = 2183 172

100

1,080 = 3,435 kg

kg/cm2 < ζ pas = 3 kg/cm20.265

m2 = 6000 cm2

ζ =1,062

x 1.50 =6000

Pias yang menahan = 0.60 x 1.00 = 0.60

= 18 kg

Jumlah gaya = 1,062 kg

Gaya ke atas = 0.184 x 1.00 x 100

- Pada kondisi saluran kosong

Gaya ke bawah = 0.60 1.00 1.8 1000 = 1,080 kg

115

gambar 9.2 adalah deskripsi retainingwall yang

direncanakan, terlihat bagian atas turap ditahan oleh

angker/jangkar yang diletakkan pada jarak yang aman.

Sebagai penahan tanah yang ada di belakangnya, perlu

diperhitungkan besarnya tekanan tanah aktif dan pasif yang

terjadi agar dapat diketahui momen maksimum. Nilai

momen yang didapat tersebut sebagai input untuk

mengetahui gaya dan kekuatan jangkar. Untuk memperjelas

uraian tersebut berikut dijabarkan perhitungan gaya-

gayanya.

Gambar 9.2.Pemodelan Tanggul Manual pada Kolam Retensi

(Sumber : Analisa, Stranas, 2013)

Dari data tanah hasil laboratorium diperoleh koefisien

tekanan tanah berikut ini selanjutnya proses perhitungan

PC.Sheet Pile

q = 1 ton/m 2

Dim 450 x 996 x 1100 cm

A

B

C

D

Angker/Jangkar

3.25

1.00

5.00

MAT I

II

116

dilakukan menurut diagram seperti pada

gambar 4.16 dibawah.

Ka1= tg2 (45 – 17/2) = 0.548

Ka2= tg2 (45 – 20/2) = 0.490

Kp2= tg2 (45 – 20/2) = 2.040

b. Perhitungan tekanan tanah aktif dan pasif:

Pa1 = Ka1 . „q = 0,548 ton

Pa2 = Ka1 .d . H1 = 2.718 ton

Pa3 = Pa1 + Pa2 = 3,266 ton

Pa4 = Ka2 .w . H2 = 0,931 ton

Pa5 = Pa3 + Pa4 = 4,196 ton

Pa6 = Ka2 .w . H3 = 4,653 ton

Pp = Kp .w . H3 = (19,370)ton

Perhitungan gaya-gaya:

Fa1 = Pa1 . H1 = 1.781 ton

Fa2 = Pa2 .H1 . 0.5 = 4,416 ton

Fa3 = Pa3 . H2 = 3.266 ton

Fa4 = Pa4 .H2 . 0.5 = 0,465 ton

Fa5 = Pa5 . H3 = 20,982 ton

Fa6 = (Pa6 .H3 . 0.5)/2 = 5,816 ton

Fp = (Pp .H3 . 0.5)/2 = (24,212) ton

Gaya-gayayang diperoleh sebagai parameter pengali

terhadap jarak pada satu titik acuan. Tabel perhitungan

momen berikut menguraikan hal tersebut

117

Tabel 9.3. Perhitungan Momen Horisontal

No.

Segmen

Gaya-gaya

(ton)

Lengan

terhadap D

(m)

Momen

Horizontal

Mh (ton.m)

Fa1

Fa2

Fa3

Fa4

Fa5

Fa6

Fp

1,781

4,416

3,266

0,465

20,982

5,816

(24,212)

7,65

7,08

5,50

5,33

2,50

1,67

1,67

13,580

31,283

17,962

2,481

52,454

9,693

(40,354)

Fh 12,514 Mh 87,100

Sumber : Analisis Stranas, 2013

Sehingga lengan momen maksimum (Y) dari titik “D”

adalah :

Y = Mh / Fh = 6,96 m

118

Gambar 9.4. Gaya-Gaya yang Bekerja pada Tanggul Kolam

Retensi

(Sumber : Analisa Stranas, 2013)

c. Perhitungan daya dukung tanggul kolam retensi

Besarnya daya dukung tanggul dapat diketahui dari rumus :

5

)(

3

)'( fxOxAPP

... (9.3)

Dimana :

P‟ = tahanan conus pada dasar pile = 9,00 kg/cm2

A = luas penampang tiang = 5,000 cm2

f = total friction = 1116,00 kg/cm‟

O = keliling tiang = 2.892 cm

6.67

Fa.5

7.00

5.33

5.50

3.25

1.00

Pa.6 Pa.5 Pp

5.00

1.67

Pa.1 Pa.2

Pa.3 Pa.4

Fa.1

Fa.2

Fa.3 Fa.4

Fa.6 Fp 2.50

119

3-5 = faktor keamanan

Sehingga diperoleh gaya dukung sheet pile (P) sebesar

20,490 ton

Kontrol tegangan yang terjadi akibat momen

maksimum:

Fc‟ = 50,00 Mpa

b = 99,60 cm

h = 45,00 cm

Mh = 87,100 ton.m = 87.099,51 Mpa

W = 1/6 .b .h2 = 33.615,00 cm

3

fc = Mh/W = 2,59 Mpa

fc < fc‟ = 50,00 Mpa

OK

= 0.25 . Mh = 21,775 kN.m

< ijin = 50,00 kN.m

OK

Momen pada ujung dinding kolam retensi titik “A”

H = h1 + h2 = 4,25 m

Q = (Pa1+Pa2+Pa3+Pa4)/H = 1,756 ton/m

MA = 0,5 . Q . H2 = 15,857 ton.m

Jarak Jangkar Penahan Momen (D) = 8,00 m

Gaya yang harus ditahan oleh Jangkar, (F) = MA . D

= 126,856 ton

120

Kekuatan jangkar penahan dinding kolam retensi (p) :

Ptnh = A .d .d .cos = 81,152 ton

Pbs = 25 .fy‟ . L = 117,750 ton

P = Ptnh + Pbs = 175,352 ton

P>F = 126,856 ton OK

Sf = P / F = 1,6

d. Perhitungan kedalaman (panjang) tanggul kolam

retensi

Untuk pekerjaan dinding kolam retensi ini digunakan PC

Tipe Wharf Sheet Pile W-450A 1000 dengan panjang (L)

11,00 m. Adapun formula yang digunakan untuk

mengetahui panjang sheet pile sebagai berikut.

Perhitungan Panjang Sheet Pile yang Tertanam (y) :

Gesekan sheet pile dengan tanah dihitung berdasar rumus

sebagai berikut:

P = 1/3 .k .½ .y2 .w .Ko. Tan

P = 1/3 . (2 . 0.996 + 2 . 0,45) . ½ .y2 .1,911 . (1 + tan2

20,00) . tan 20,00

P = 0,37728213 y2 ... (9.4)

Rumus yang dipakai untuk menghitung lengketan sheet pile

dengan tanah:

P = 1/3 .k .y .c

P = 1/3 .2.892 .y .2,71

P = 2,61 y ... (9.5)

121

Gaya dukung sheet pile total berdasar gesekan dan

lengketan tanah adalah (1) + (2)

Ptot = 0,37728213 y2 + 2,61 y

Dengan menggunakan gaya dukung sheet pile dan gaya

maksimum yang bekerja pada satu sheet pile, akan didapat

panjang sheet pile yang harus dipancang.

Ptot = 0,37728213 y2 + 2,61 y = 77,995.0,25

Ptot = 0,37728213 y2 + 2,61 y – 19,499 = 0

y = 4,52 m

y = 5,00 m (dibulatkan)

Sehingga panjang sheet pile total (L) adalah

L = (H1 + H2 + y) – 0.50

L = 8.75 m 9.00 m

Untuk menambah faktor keamanan stabilitas sheet pile dari

hasil perhitungan didapat kedalaman sheet pile yang

tertanam D = 5 m kemudian diambil kedalam dalam

pelaksanaan D√ 2 = 7 m. Jadi sheet pile yang dipakai 11 m

dengan mengacu pada tabel 9.4 sebagai berikut :

122

Tabel 9.4. Faktor Keamanan Tanggul Pada Kolam Retensi

Kedalaman

Hasil Perhitungan

Kedalaman

Pelaksanaan

Angka

Keamanan

D

D

D

D

D √ 2

Didapat dengan mereduksi

nilai Kp dengan angka

keamanan 2 – 3

D (1,5) sampai 2)

Didapat dengan mereduksi

nilai c tanah dengan angka

keamanan 1,5 s/d 2

1.7

2 sampai 3

1,5 sampai 2

1,5 sampai 2

9.4.1. Contoh Model Numerik Stabilitas Tanggul

Gambar 9.5. Input Dimensi dan Data Tanggul

(Sumber : Analisa Stranas, 2013)

123

Gambar 9.6.Hasil Deformasi Tanggul Stage 1

(Sumber : Analisa Stranas, 2013)

Gambar 9.7. Hasil Deformasi Tanggul Stage 2

(Sumber : Analisa Stranas, 2013)

Tanah depan dinding tidak boleh digali semua

124

Gambar 9.8. Hasil Deformasi Tanggul Stage 3

(Sumber : Analisa Stranas, 2013)

Gambar 9.9. Hasil Deformasi Tanggul Stage 4

(Sumber : Analisa Stranas, 2013)

Tanah depan dinding tidak boleh digali semua

125

Penjelasan hasil model numerikstabilitas tanggul dengan

menggunakan program Plaxis pada gambar 9.5 sampai 9.9

adalah sebagai berikut:

Pada stage pertama adalah bentuk pemodelan sheet

pile sebagai dinding kolam retensi dengan sheet pile

yang tertanam 7 m dengan perkuatan batang angkur

dibelakangnya.

Tanah yang berada di depan sheet pile tidak boleh

digali semua karena akan stabilitas akan terjadi

kemiringan. Tanah boleh dikeruk apabila dalam

pemancangan sudah selesai kemudian diberi angkur

dan groting sudah kuat/mengeras.

Pada stage ke dua deformasi awal akibat beban

tekanan tanah, diperlihatkan dalam gambar sangat

besar karena sistem angkur belum bekerja/mengeras.

Stage ke tiga deformasi semakin mengecil karena

sistem angkur sudah kuat.

Stage ke-4 pengerukan tanah di depan sheet pile boleh dilakukan.

126

DAFTAR PUSTAKA

Anne L Breton et Eric Beaudet, 2008, L’utilisation des terreaux

en horticulture et la rehabilitation des tourbieres, L‟echo

des tourbieres, no 15.

Annie boulet, 2009, L’eau et sa gestion dans le parc naturel

regional de Briere, Conseil scientifique du Parc naturel de

Briere, France

Arnoud Molenaar, 2008, Rotterdam Waterplan transition in

Urban Water Management, Public Works, Water

Management Dept., March 2008, Rotterdam

Billaud Jean-Paul, 2000, Gestion de l’eauu et formation des

societies locales, Estuaria, CNRS, la maison du port,

Cordemais

Delobbe George, 2008, Le Parc Naturel Regional de Briere,

Bibliotheque de travail fondee, Ecole Moderne Francaise.

Departemen Pekerjaan Umum, 1986, Kriteria Perencanaan

Bagian Saluran KP-03, Standar Perencanaan Irigasi, CV.

Galang Persada, Bandung

Helmer Johan et al., 2009, Rotterdam Polder System and Plan of

K. Banger Polder in Semarang, Waterboard HHSK

Rotterdam

Hindarko, S, 2000,Drainase Perkotaan, Penerbit Esha, Jakarta

Lennon, G. P., Chang, Tom, and Weisman, R. N., 1990, Predicting

Incipient Fluidization of Fine Sands in Unbounded

Domains, Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 116, No.

12, pp. 1454

Maryono, A, 2001, Pengelolaan Sungai Kecil dengan Konsep

Eko Hidroulik, Modul Kursus Singkat Sistem Sumber

Daya Air Dalam Otonomi Daerah III, Yogyakarta.

127

Maryono, A, 2002, ”Eko Engineering untuk tanggulangi

longsor”,www.kompas.com, dikutip pada 18 maret 2007,

pada pukul 21.35 WIB.

MF. Niam, Radianta T., dan Nizam, 2002, Simulasi Fluidisasi

Dasar pada Saluran dengan Aliran Permukaan untuk

Perawatan Muara dan Alur Pelayaran, Tesis, Program

Studi Teknik Sipil, Pascasarjana UGM.

Pranoto, 2003, Kaitan Perilaku dan Aktivitas Masyarakat

Terhadap Banjir serta Upaya Pencegahannya, LPB

Publishing, Semarang.

Prasanti dan Kabul Basah S, 1994, Model Pengendalian Erosi

pada Lereng Tanah Pasir. Proceeding SSE-#, STC,

Yogyakarta, Indonesia.

Pusair, 2007, Sistem Polder untuk Perkotaan Rawan Air,

Semiloka Pusair 2007.

Rosdianti, Isma, 2009, Banjir dan Penerapan Sistem Polder,

www.bencanaalam.wordpress.com

Rahim, Supli Effendi, 2003, Pengendalian Erosi Tanah Dalam

Rangka Pelestarian Lingkungan Hidup, Bumi Aksara,

Jakarta.

R. Karlinasari, 2000, Numerical Stability on Explicit Scheme

Finite Difference Method PONDASI, Vol. 3,

UNISSULA, ISSN No.: 0853-814X.

R.Karlinasari, 2000, Duncan Model Validation on Numerical

Program, Proceedings of The 2000 FTUI Seminar Quality

in Research , Faculty of Engineering University of

Indonesia, ISSN No. 1411-1284.

R. Karlinasari, I.Wahyudi, S. AdiNugroho, A. Riyanto, 2003,

Simulasi Kasus Kelongsoran Tanah pada Lereng

Dengan Program Numerik Geoteknik, Seminar Nasional

Komputasi Dalam Bidang Teknik Sipil, Universitas Islam

Indonesia, Yogyakarta

128

Sianipar, Vera Rosalina, 2003, Penerapan Pola Rekayasa Eko-

Hidraulik untuk Perbaikan Penggal Alur Sungai Gajah

Wong, Program Pascasarjana UGM, Yogyakarta.

Soenomo, 2003, Pemberdayaan Masyarakat dalam

Pengendalian Banjir, LPB Publishing, Semarang.

Wildensyah, Iden, 2006, Pelestarian Daerah Aliran Sungai

(DAS) dengan Pendekatan Konsep Eko-Hidraulik,

Prosiding Konferensi Nasional ”Peran Teknik Sipil dalam

Pemberdayaan DAS yang berkelanjutan, Jurusan Teknik

Sipil FT UNS Surakarta.

Wahyudi, 2010, Pengembangan Sistem Polder Untuk

Penanganan Banjir Rob Akibat Kenaikan Muka Air

Laut dan Penurunan Tanah, UNISSULA, ISBN 978-602-

8420-36-5.

Departemen Pekerjaan Umum, 1986, Standar Perencanaan

Irigasi: KP-03 Kriteria Perencanaan Bagian Saluran,

Badan Penerbit Pekerjaan umum, Jakarta

Administrator, 2000, Dasar-dasar Teknik dan Manajemen

Drainse, www.sanitasi.net, dikutip pada 1 Agustus 2014,

pada pukul 10.15 WIB

Administrator, 2013, Konsep Pengeringan pada Sistem Polder,

http://driverhutapadang.blogspot.com, dikutip pada 1

Agustus 2014, pada pukul 12.30 WIB.

Administrator, 2012, Belajar Dari Sistem Polder Negeri

Belanda, http://anggunsugiarti.blogspot.com, dikutip pada

1 Agustus 2014, pada pukul 13.45 WIB.

Administrator, 2012, Kolam Retensi,

http://gilangrupaka.wordpress.com, dikutip pada 1 Agustus

2014, pada pukul 19.25 WIB.