EVALUASI SISTEM DRAINASE DI KECAMATAN HELVETIA KOTA …

ISSN : 2598–3814 (Online), ISSN : 1410–4520 (Cetak)

Buletin Utama Teknik Vol. 13, No. 2, Januari 2018 163

EVALUASI SISTEM DRAINASE DI KECAMATANHELVETIA KOTA MEDAN

Anisah LukmanDosen Program Studi, Teknik Sipil, Fakultas Teknik

Universitas Islam Sumatera [email protected]

AbstrakKondisi drainase primer dan sekunder yang berada di Kawasan Helvetia sebagian dari saluran yang ada tidaklagi sesuai dengan fungsinya, dimensi penampang yang tidak beraturan, kurangnya perawatan maupun sistempengaliran dan pembuangan yang tidak sesuai lagi dengan lingkungan. Mengingat begitu banyaknya kerugianyang ditimbulkan oleh banjir atau genangan, maka perlu direncanakan dengan cermat penanganan kelebihanair pada daerah tersebut, hal ini merupakan alasan mendasar untuk menganalisis kapasitas dan sistemdrainase pada kawasan Helvetia. Adapun lokasi yang diambil pada kawasan Drainase Helvetia Kota Medanyang dipusatkan di Kecamatan Medan Helvetia dikarenakan di wilayah ini rawan terjadi genangan. Datamengenai curah hujan harian maksimum wilayah kecamatan Medan Helvetia didapat melalui StasiunKlimatologi Sampali Medan. Luas total area wilayah Medan Helvetia adalah 1.316 Ha. Dengan luas areagenangan sebesar 1,46 km² = 146 Ha apakah masih mencukupi untuk mengalirkan serta membuang air yangberasal dari daerah tangkapan air tersebut disepanjang drainase primer dan sekunder pada saat banjir (curahhujan tinggi). Berdasarkan hasil analisa hidrologi dan uji sebaran distribusi, digunakan distribusi Log Persontype III sehingga di dapat intensitas curah hujan maksimum (I maks)= 14,644 mm/jam, debit banjir rencanamaksimum (Q)= 5,646 m³/det dan waktu konsentrasi (tc)= 1,087 jam. Dari hasil Q analisis rancangan dan Qanalisis kapasitas saluran di atas dibuat perbandingan hasil perhitungan untuk mengetahui kondisi drainaseprimer kawasan Medan Helvetia dari analisa didapat Drainase Primer sebesar 1,7188 m3/det pada Q EksistingSaluran. Untuk Q Rancangan didapat sebesar 0,5646 m3/det pada kondisi 10 tahun.

Kata-kata Kunci: Analisa Drainase, Air, Debit Banjir, Hidrologi

I. Pendahuluan

Seiring dengan perkembangan Kota Medanyang amat pesat di Provinsi Sumatera Utarakhususnya kawasan Helvetia, permasalahandrainase perkotaan semakin meningkat pula. Padaumumnya penanganan drainase di banyak kota diProvinsi Sumatera Utara masih bersifat parsial,sehingga tidak menyelesaikan permasalahan banjirdan genangan secara tuntas. Pengelolaan drainaseperkotaan harus dilaksanakan secara menyeluruh,dimulai tahap perencanaan, konstruksi, operasi danpemeliharaan, serta ditunjang dengan peningkatankelembagaan,

Banjir merupakan fenomena alam yang biasaterjadi di suatu kawasan yang banyak dialiri olehaliran sungai. Secara sederhana banjir dapatdidefinisikan sebagai hadirnya air di suatu kawasanluas sehingga menutupi permukaan bumi kawasantersebut. Sedangkan sistem drainase secara umumdapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunanair yang berfungsi untuk mengurangi ataumembuang kelebihan air dari suatu kawasan ataulahan, sehingga lahan dapat difungsikan secaraoptimal, jadi sistem drainase adalah rekayasainfrastruktur di suatu kawasan untukmenanggulangi adanya genangan banjir.

1.1 Latar Belakang MasalahDi Kota Medan sendiri, khususnya drainase di

kawasan Helvetia yaitu area drainase primer yangmembelah Kecamatan Medan Helvetia dan tepatsejajar dengan Jl. Asrama serta drainase sekunderyang terletak di Jl. Gaperta, Jl. Beringin 7, Jl.Kemiri, dan Jl. Sukadono sering terjadi genanganair (banjir), di mana banjir dan genangan-genanganair terjadi bukan lagi karena faktor-faktor alamyang ekstrem, namun, permasalahan yangkompleks seperti: daerah serapan air yang semakinberkurang akibat pertumbuhan penduduk yangtinggi, berdirinya bangunan–bangunan perumahan,hotel, restaurant dan fasilitas publik yang tidaksesuai dengan tata ruang Kota, sarana drainaseyang tidak terawat bahkan rusak dan tidak layak.

Untuk mengatasi permasalahan genangantersebut maka diperlukan penanganan yangterencana yakni dengan melakukan identifikasipermasalahan secara seksama dan membuat desainyang mampu mengatasi masalah tersebut. Banyakfaktor menjadi penyebab terjadinya banjir,diantaranya adalah:

1. Curah hujan2. Kapasitas drainase yang tidak

memadai3. Sampah4. Drainase perkotaan yang tidak terawat


164 Buletin Utama Teknik Vol. 13, No. 2, Januari 2018

Kawasan Medan Helvetia merupakan salahsatu kecamatan yang berada di kota Medan,Provinsi Sumatera Utara di mana sebagian besardaerahnya terdiri dari gedung-gedung danpemukiman penduduk. Kawasan Helvetia memilikiluas 16.460 Hektar (164,60 Km²), dengan jumlahpenduduk yang relatif besar. Secara geografisterletak pada 30 36’ 52” Lintang Utara dan 980 41’36” Bujur Timur. Untuk itu topografi kota Medancendrung miring keutara dan berada padaketinggian 12 - 40 meter di atas permukaan laut.Sempitnya lahan di Kawasan Helvetiamengakibatkan terjadinya desakan pemukimanpenduduk. Kondisi tersebut mengakibatkankemiringan bentuk aliran air daripada drainase-drainase ekisting menjadi lebih kecil dankapasitasnya menjadi berkurang.

1.2 Perumusan MasalahBerdasarkan latar belakang yang telah

dikemukakan sebelumnya maka pokokpermasalahan yang ada di Kawasan Helvetia Kotaadalah: Bagaimana mengevaluasi debit banjirrencana di kawasan Helvetia kota Medan. Apakahsaluran drainase eksisting masih mampu untukmenampung debit banjir rencana pada kawasanHelvetia kota Medan

1.3 Tujuan PenelitianBerdasarkan uraian di atas dalam

permasalahan pasti mempunyai tujuan yang ingindicapai, adapun tujuan dalam penelitian ini adalah:

1. Untuk mengetahui distribusi yang sesuaidengan mengolah data yang sudah ada.

2. Untuk mendapatkan debit banjir rencanadan waktu konsentrasi di lokasi penelitianpada daerah tangkapan air.

3. Untuk mengetahui apakah salurandrainase eksisting masih mampumenampung debit banjir rencana padakawasan Helvetia kota Medan.

Batasan MasalahUntuk penelitian ini agar lebih terarah, maka

permasalahan dibatasi sebagai berikut:Menentukan distribusi yang sesuai denganmenganalisa data yang ada. Mengevaluasi debitbanjir rencana pada daerah penelitian di drainaseyang terdapat di Jl. Gaperta, Jl. Beringin 7, Jl.Kemiri, dan di Jl. Sukadono Kecamatan MedanHelvetia.

II. Landasan Teori

Hidrologi adalah ilmu yang berkaitan denganair bumi, terjadinya peredaran, sifat-sifat kimia danfisiknya, dan reaksi dengan lingkungannya,termasuk hubungannya dengan makhluk-makhlukhidup (Seyhan, 1990).

Karena perkembangan yang ada maka ilmuhidrologi telah berkembang menjadi ilmu yangmempelajari sirkulasi air. Jadi dapat dikatakan,hidrologi adalah ilmu untuk mempelajari:presipitasi (precipitation), evaporasi dan transpirasi(evaporation), aliran permukaan (surface streamflow), dan air tanah (groun water).

Sedangkan hidrologi teknik adalah cabanghidrologi terapan yang termasuk keteranganhidrologi yang teruntuk bagi teknik, misalnyaperancangan, penyelenggaraan, dan perawatansarana dan bangunan teknik.

Analisis hidrologi diperlukan untukperencanaan drainase, culvert, maupun jembatanyang melintang sungai atau saluran. Dalam analisishidrologi diperlukan data curah hujan, daerah aliransungai (DAS), analisa curah hujan rencana,pemilihan jenis sebaran, dan analisis debit banjirrencana. Kegagalan dalam perhitungan drainasemenyebabkan terjadinya banjir yang tentunya akanmenyebabkan keruntuhan pada struktur dari jalan.

2.1 Siklus HidrologiPada prinsipnya, jumlah air di alam ini tetap

dan mengikuti suatu aliran yang dinamakan siklushidrologi. Siklus hidrologi adalah suatu prosesyang berkaitan, dimana air diangkut dari lautan keatmosfir (udara), ke darat dan kembali lagi ke laut.

Siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidakpernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembalike atmosfir melalui kondensasi, presipitasi,evaporasi dan transpirasi. Air di bumi mengalamisuatu siklus melalui serangkaian peristiwa yangberlangsung terus-menerus, di mana kita tidak tahukapan dan dari mana berawalnya dan kapan pulaakan berakhirnya (Suripin, 2004).

Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagaipresipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu,hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut.Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasidapat berevaporasi kembali ke atas atau langsungjatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanamansebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah,siklus hidrologi terus bergerak secara kontiniudalam tiga cara yang berbeda:

1. Evapotranspirasi: Air yang ada di laut, didaratan, di sungai, di tanaman, dansebagainya kemudian akan menguap keangkasa (atmosfir) dan kemudian akanmenjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air(awan) itu akan menjadi bintik-bintik airyang selanjutnya akan turun(precipitation) dalam bentuk hujan, saljudan es.

2. Infiltrasi/perkolasi ke dalam tanah: Airbergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuanmenuju muka air tanah. Air dapat bergerakakibat aksi kapiler atau air dapat bergeraksecara vertikal atau horizontal di bawah



permukaan tanah hingga air tersebutmemasuki kembali sistem air permukaan.

3. Air permukaan: Air bergerak di ataspermukaan tanah dekat dengan aliranutama dan danau, makin landai lahan danmakin sedikit pori-pori tanah, maka aliranpermukaan semakin besar. Prosesperjalanan air di daratan itu terjadi dalamkomponen-komponen siklus hidrologiyang tertera pada Gambar 1.

Gambar 1. Siklus hidrologi (Soemarto, 1987)

2.2 Pengertian DrainaseDrainase secara umum didefenisikan sebagai

ilmu pengetahuan yang mempelajari usaha untukmengalirkan air yang berlebihan dalam suatukonteks pemanfaatan tertentu.

Drainase merupakan salah satu fasilitas dasaryang dirancang sebagai sistem guna memenuhikebutuhan masyarakat dan merupakan komponenpenting dalam perencanaan kota (perencanaaninfrastruktur khususnya). Secara umum, drainasedidefinisikan sebagai serangkaian bangunan airyang berfungsi untuk mengurangi atau membuangkelebihan air dari suatu kawasan atau lahan,sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal.

2.3 Drainase perkotaanDrainase perkotaan/terapan adalah ilmu

drainase yang diterapkan mengkhususkanpengkajian pada kawasan perkotaan yang eratkaitannya dengan kondisi lingkungan social budayayang ada di kawasan kota.

Sistem drainase pokok mencakup sungai dansaluran alami, saluran pembuangan, dataranpenampung banjir, jalan utama. Sistem drainasepokok harus mempunyai kapasitas cukup untukmelayani banjir-banjir sungai dan saluran dengandaerah lebih dari 100 Ha, dengan masa ulang 10tahun. Berikut ini tertera Tabel 1.

Tabel 1. Kriteria desain hidrologi sistemdrainase perkotaan

Luas DAS(Ha)

Periode ulang(tahun)

Metode perhitungandebit banjir

< 10 2 Rasional100– 100 2-5 Rasional101 – 500 5-20 Rasional

>500 10-25 Hidrograf SatuanSumber: Suripin, 2004

2.3.1 Sistem DrainaseDrainase perkotaan/terapan merupakan sistem

pengeringan atau pengaliran air dari wilayahperkotaan yang meliputi:

1. Pemukiman2. Kawasan industri dan perdagangan3. Kampus dan sekolah4. Rumah sakit dan fasilitas umum5. Lapangan olah raga6. Lapangan parkir7. Instalasi militer, listrik dan

telekomunikasi8. Pelabuhan dan udara

Kriteria desain drainase perkotaan memilikikekhususan, serta untuk perkotaan ada tambahanvariabel desain seperti:

1. Keterkaitan dengan tata guna lahan.2. Keterkaitan dengan masterplan drainase kota.3. Keterkaitan dengan masalah sosial budaya4. Dalam sistem jaringan drainase, sesuai dengan

fungsi dan sistem kerjanya dapat dibedakanmenjadi tiga jenis, yaitu:

a. Saluran pencegahan pembebanan(Intercepter drain)

b. Saluran Pengumpul (Collector drain)c. Saluran Pembawa (Conveyor drain)

2.3.2 Jenis-Jenis DrainaseAda beberapa jenis drainase yang dibagi

berdasarkan:a. Berdasarkan sejarah terbentuknya

1. Drainase alami (Natural drainage)2. Drainase buatan (Artifical drainage)

b. Berdasarkan letak bangunannya1. Drainase permukaan tanah (Surface

drainage)2. Drainase dibawah permukaan tanah

c. Berdasarkan fungsinya.Satu fungsi (Single purpose)1. Banyak fungsi (Multi purpose)

d. Berdasarkan konstruksi.1. Saluran terbuka2. Saluran tertutup

e. Berdasarkan sistem pengalirannya.1. Drainase dengan sistem jaringan2. Drainase dengan sistem resapan

2.4 Hujan (Presipitasi)Presipitasi adalah nama umum dari uap yang

mengkondensasi dan jatuh ke tanah dalamrangkaian proses siklus hidrologi. Proses ini dapatdikatakan sebagai proses terjadinya hujan. Hujanmerupakan proses lanjutan dari naiknya massaudara atau awan. Uap air yang terkandung dalamawan tersebut berubah menjadi butir-butir air yangbesar dan akhirnya jatuh ke bumi. Proses terjadinyahujan dan besarnya curah hujan tidak sama antaradaerah yang satu dengan daerah yang lain. Hujanadalah proses kondensasi uap air di atmosfir



menjadi butir air yang cukup berat untuk jatuh danbiasanya tiba di dataran.

2.4.1 Durasi hujanDurasi hujan adalah lamanya hujan (menit,

jam, etmal) yang diperoleh dari hasil pencatatanalat ukur hujan otomatis. Durasi hujan selaludihubungkan dengan waktu konsentrasi (tc)khusunya pada drainase perkotaan/terapan(Halim, 2011).

2.4.2 Inte nsitas Curah HujanIntensitas curah hujan adalah yang dinyatakan

dalam tinggi hujan atau volume hujan tiap satuanwaktu. Nilai intensitas curah hujan tergantunglamanya curah hujan dan frekuensi hujan dan wakukonsentrasi. Intensitas curah hujan dianalisis daridata hujan secara empiris dan secara statistik.

2.4.3 Waktu KonsentrasiWaktu konsentrasi adalah waktu yang

diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yangpaling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yangditentukan di bagian hulu suatu aliran (Halim,2011).

Waktu konsentrasi (tc) = to + td (1)

Dimana:to (inlet time): waktu yang diperlukan air untuk

mengalir di muka tanahmenuju saluran drainase.

td (conduct time) : waktu yang diperlukan air untukmengalir di sepanjangsaluran.

24.4 Analisa Curah Hujan RencanaHujan merupakan komponen yang sangat

penting dalam analisis hidrologi. Pengukuran hujandilakukan selama 24 jam baik secara manualmaupun otomatis, dengan cara ini berarti hujanyang diketahui adalah hujan total yang terjadiselama satu hari. Dalam analisa digunakan curahhujan rencana, hujan rencana yang dimaksudadalah hujan harian maksimum yang akandigunakan untuk menghitung intensitas hujan,kemudian intensitas ini digunakan untukmengestimasi debit rencana. Untuk berbagaikepentingan perancangan drainase tertentu datahujan yang diperlukan tidak hanya data hujanharian, tetapi juga distribusi jam atau menit. Hal iniakan membawa konsekuen dalam pemilihan data,dan dianjurkan untuk menggunakan data hujanhasil pengukuran dengan alat ukur otomatis. Dalamperencanaan saluran drainase periode ulang (returnperiode) yang dipergunakan tergantung dari fungsisaluran serta daerah tangkapan hujan yang akandikeringkan. Menurut pengalaman, penggunaanperiode ulang untuk perencanaan:- Saluran kwarter : periode ulang 1 tahun

- Saluran tersier : periode ulang 2 tahun- Saluran sekunder: periode ulang 5 tahun- Saluran primer : periode ulang 10 tahun

Dalam pemilihan suatu teknik analisispenentuan banjir rencana tergantung dari data-datayang tersedia dan macam dari bangunan air yangakan dibangun (Soewarno, 1995).

a. Analisa Frekuensi Curah HujanAnalisa frekuensi adalah prosedur

memperkirakan frekuensi suatu kejadian pada masalalu ataupun masa yang akan datang. Prosedurtersebut dapat digunakan menentukan hujanrancangan dalam berbagai kala ulang berdasarkandistribusi hujan secara teoritis dengan distribusihujan secara empiris. Hujan rancangan inidigunakan untuk menentukan intensitas hujan yangdiperlukan dalam memperkirakan laju aliranpuncak (debit banjir). Langkah-langkah analisafrekuensi tersebut adalah:

1. Menentukan curah hujan harian maksimummerata untuk tiap-tiap tahun data.

2. Menentukan parameter statistik dari data yangtelah diurutkan dari besar ke kecil, yaitu:Mean, Standart Deviation, Coeffisient ofVariation, Coeffisient of Skewness, Coeffisientof Kurtosis.

3. Menentukan jenis distribusi yang sesuaiberdasarkan parameter yang ada.

b. Analisis FrekuensiDari curah hujan rata-rata dari berbagai

stasiun yang ada di daerah aliran sungai,selanjutnya dianalisis secara statistik untukmendapatkan pola sebaran data curah hujan yangsesuai dengan pola sebaran data curah hujan rata-rata (Soewarno, 1995).1. Standar Deviasi (S)

Perhitungan standar deviasi digunakan rumussebagai berikut:= ∑ { } (2) (2.1)Dimana:

S = deviasi standar curah hujanX = nilai rata-rata curah hujanXi = nilai pengukuran dari suatucurah hujan ke-in = jumlah data curah hujan

2. Koefisien Variasi (CV)Koefisien variasi (variation coefficient)

adalah nilai perbandingan antara deviasi standardengan nilai rata-rata hitung dari suatu distribusi.Perhitungan koefisien variasi digunakan rumussebagai berikut:= (3)

Di mana:



Cs = koefisien varianS = deviasi standar

= nilai rata-rata varian

Dari nilai-nilai di atas, kemudiandilakukan pemilihan jenis sebaran yaitu denganmembandingkan koefisien distribusi darimetode yang akan digunakan.

3. Koefisien Skewness (Cs)Kemencengan (skewness) adalah suatu nilai

yang menunjukkan derajat ketidaksimetrisan(assymetry) dari suatu bentuk distribusi.Perhitungan koefisien skewness digunakan rumussebagai berikut:= ∑ ( )( )( ) (4)Di mana:Cs = koefisien skewnessXi = nilai varian ke i

X = nilai rata-rata variann = jumlah dataS = deviasi standar

4. Pengukuran KurtosisPengukuran kurtosis dimaksud untuk

mengukur keruncingan dari bentuk kurvadistribusi, yang umumnya dibandingkan dengandistribusi normal yang mempunyai Ck = 3 yangdinamakan mesokurtik, Ck < 3 berpuncak tajamyang dinamakan leptokurtik, sedangkan Ck > 3berpuncak datar dinamakan platikurtik.Perhitungan kurtosis digunakan rumus sebagaiberikut:

= ∑ ( )(5)

Dimana:Ck = koefisien kurtosis curah hujann = jumlah data curah hujan

= nilai rata-rata dari data sampelX i = curah hujan ke iS = standar deviasi

2.4.5 Distribusi FrekuensiDistribusi frekuensi digunakan untuk

memperoleh probabilitas besaran curah hujanrencana dalam berbagai periode ulang. Dasarperhitungan distribusi frekuensi adalah parameteryang berkaitan dengan analisis data yang meliputirata-rata, simpangan baku, koefisien variasi, dankoefisien skewness (kecondongan ataukemencengan).

Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macamdistribusi frekuensi yang banyak digunakan dalambidang hidrologi. Berikut ini beberapa jenis

distribusi frekuensi yang digunakan dalampenelitian ini:

- Distribusi Gumbel- Distribusi Log Pearson Type III

a. Distribusi GumbelJika data hujan yang dipergunakan dalam

perhitungan adalah berupa sampel (populasiterbatas), maka perhitungan hujan rencanaberdasarkan Distribusi Probabilitas Gumbeldilakukan dengan rumus-rumus berikut:

= + S x K (6)

Keterangan rumus:= hujan rencana atau debit dengan

periode ulang T= nilai rata-rata dari data hujan (X)

S = standar deviasi dari data hujan (X)K = faktor frekuensi Gumbel

K = (7)

Yt = reducedvariate= nilai Y, bisa ditentukan berdasarkan

Lampiran= Reduced standart deviasi= Reduced mean.

b. Distribusi Log Pearson Type IIISecara sederhana fungsi kerapatan peluang

distribusi Log Pearson type III ini mempunyaipersamaan sebagai berikut:log X = log X + K . S (8)log X = ∑ (9)

Si = standart deviasi = ( )( ) (10)

Cs = koefisien skewness = ( )( ).( ) (11)

di mana:xi = data ke-iSi = standar deviasiCs = koefisien skewnessn = jumlah dataKT = koefisien frekuensi

2.4.6 Intensitas HujanIntensitas hujan adalah jumlah hujan yang

dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume hujantiap satuan waktu. Besarnya intensitas hujanberbeda-beda, tergantung dari lamanya curah hujandan frekuensi kejadiannya. Intensitas hujandiperoleh dengan cara melakukan analisis datahujan baik secara statistik maupun secara empiris.

Intensitas hujan (I) ialah laju rata-rata darihujan yang lamanya sama dengan waktu



konsentrasi Tc dengan masa ulang tertentu sesuaikebutuhan. Dalam perencanaan drainase durasihujan ini sering dikaitkan dengan waktukonsentrasi, khususnya pada drainase perkotaandiperlukan durasi yang relatif pendek mengingatakan toleransi terhadap lamanya genangan.Selanjutnya lengkung intensitas hujan adalah grafikyang menyatakan hubungan antara intensitas hujandengan durasi hujan, hubungan tersebut dinyatakandalam bentuk lengkungan intensitas hujan kalaulang hujan tertentu.

Untuk menetukan intensitas hujan adalahdengan menggunakan rumus-rumus empiris yangmenyatakan hubungan antara intensitas hujandengan lamanya hujan.

Rumus MononobeI= ( ) / (12)

Rumus Mononobe sering digunakan diJepang, digunakan untuk menghitung intensitascurah hujan setiap berdasarkan data curah hujanharian.di mana:

I = intensitas curah hujan (mm/jam)t = lamanya curah hujan (menit)R = curah hujan yang mungkin terjadi

berdasarkan masa ulangtertentu (curah hujan maximum

dalam 24 jam - mm)

2.5 BanjirBanjir adalah aliran air dipermukaan yang

relatif tinggi dan tidak dapat ditampung olehsaluran drainase atau sungai sehingga melimpas kekiri dan ke kanan saluran akibat terhambatnyaaliran pada saluran pembuang. Akibat alamimaupun akibat manusia. Pengaliran didasar sungaiterutama disebabkan oleh hujan. Jatuhnya air hujandisuatu daerah, baik menurut waktu maupunmenurut letak geografisnya tidak tetap melainkanberubah-ubah. Kita kenal dengan adanya musimhujan dan musim kemarau.

2.5.1 Banjir RencanaBanjir rencana tidak boleh kita tetapkan

terlalu kecil agar jangan terlalu sering terjadiancaman pengrusakan bangunan atau daerah disekitarnya. Tetapi juga tidak boleh terlalu besarsehingga ukuran bangunan tidak ekonomis.Jatuhnya hujan terjadi menurut suatu pola dansuatu siklus tertentu. Hanya kadang-kadang terjadipenyimpangan-penyimpangan pada pola itu tetapibiasanya kembali pada pola yang teratur. Untukmenentukan banjir rencana dalam perencanaansaluran drainase, perlu diadakan pertimbangan-pertimbangan hidro ekonomis yang didasarkanpada:

2.5.2 Koefisien Pengaliran (C)Koefisien pengaliran (C) adalah perbandingan

antara jumlah aliran (run off) dengan jumlah curahhujan. Sehingga disingkat dengan:

C = (13)

Untuk daerah tangkapan beraneka ragam, bentukpermukaan dapat dicari koefisien pengalirannnyadengan rumus:= ( ₁ ₁ ₂ ₂ ….. ) (14)

Dimana:C = Koefisien pengaliranA = Luas daerah tangkapan (m²)

Persentase angka pengaliran berangsur-angsurbertambah selama hujan berlangsung, juga hargakoefisien pengaliran tersebut berbeda-beda, yangmana hal ini dapat disebabkan antara lain:1. Faktor meteorologi, yang mencakup:

a. Curah hujanb. Intersepsic. Evaporasid. Transpirasi

2. Faktor daerah, yang mencakupi:a. Karakteristik daerah pengaliranb. Faktor fisik, yaitu antara lain:- Penggunaan tanah (land use)- Jenis tanah- Kondisi topografi

2.5.3 Kecepatan AliranKecepatan aliran adalah kecepatan rata-rata

suatu aliran dalam waktu tertentu. Rumuskecepatan aliran metode Manning antara lainadalah:= (15)Dimana:

R = radius hidrolikS = Kemiringan salurann = koefisien Manning

2.6 Koefisien TampunganDaerah yang memiliki cekungan untuk

menampung air hujan relatif mengalirkan lebhsedikit air hujan dibandingkan dengan daerah yangtidak memiliki cekungan sama sekali. Efektampungan oleh cekungan ini terhadap debitrencana diperkirakan dengan koefisien tampunganyang diperoleh dengan rumus berikut ini.C = (16)

dimana:Cs = koefisien tampungan



Tc = waktu konsentrasi (jam)Td = waktu aliran air mengalir di dalam

saluran dari hulu hingga ke tempatpengukuran (jam)

2.7 Perhitungan Debit Banjir (Q)Cara untuk menetukan debit banjir rencana

aliran (Q) yang berdasarkan debit hujan, dapatdiklasifikasikan dengan langkah-lengkah sebagaiberikut:

1. Menggunakan rumus Empiris2. Melihat data curah hujan dari lembaga

Meteorologi dan Geofisika sesuaidengan data yang diinginkan.

3. Menentukan periode ulang rencanauntuk selokan samping saluran jaringandrainase.

Dari langkah–langkah diatas yang paling cocokdigunakan untuk kondisi lapangan adalah caraEmpiris, metode rasional. Metode rasional adalahsatu metode untuk menentukan debit aliranpermukaan yang disebabkan oleh curah hujan yangumumnya merupakan suatu dasar untukmerencanakan debit saluran drainase. Adapunasumsi dari metode rasional adalah debit pengaliranakan maksimum kalau lama waktu curah hujansama dengan lama waktu konsentrasi daerahalirannya.Rumus dari metode rasional adalah sebagai berikut:

Q = 0,00278.C.I.A (17)

Dimana:Q = Debit (m³/debit)A = Luas daerah pengaliran (Ha)I = intensitas Curah Hujan (mm/jam)C = Koefisien pengaliran

2.8 Perhitungan Debit RencanaPerhitungan debit rencana dapat dilakukan

dengan beberapa metode. Berikut ini adalahpenjelasan dari metode rasional.Metode Rasional

Metode Rasional adalah salah satu metodeuntuk menentukan debit aliran permukaan yangdiakibatkan oleh curah hujan, yang umumnyamerupakan suatu dasar untuk merencanakan debitsaluran drainase. Adapun asumsi dari MetodeRasional adalah pengaliran maksimum terjadi kalaulama waktu curah hujan sama dengan lama waktukonsentrasi daerah alirannya. Secara matematisdapat ditulis sebagai berikut:Q = 0,00278 C. I. A (18)

Di mana:Q = debit dalam m / detA = luasan daerah aliran dalam HaI = intensitas curah hujan dalam mm/ jam

C = angka pengaliran.

Rumus diatas berlaku untuk daerah yang luaspengalirannya tidak lebih dari 80 Ha, sedangkanuntuk daerah yang luas pengalirannya lebih besardari 80 Ha maka rumus rasional diatas harusdirubah menjadi:Q = 0,00278 C. C . I. A (19)

di mana:Q = debit dalam m / detA = luasan daerah aliran dalam HaI = intensitas curah hujan dalam mm/ jamC = angka pengaliran, C = koefisien

tampunganC = (20)

dimana:Cs = koefisien tampungan,T = waktu konsentrasi (jam)T = waktu aliran air mengalir did lam saluran

dari hulu hingga ke tempatpengukuran (jam).

III. Analisa Data

3.1 Analisis Curah Hujan RencanaAnalisis curah hujan rencana adalah analisa

curah hujan untuk mendapatkan tinggi curah hujantahunan tahun ke n yang mana akan di gunakanuntuk mencari debit banjir rancangan.Untuk mendapatkan harga curah hujan area dapatdihitung dengan metode rata-rata aljabar.

Tabel 2. Curah hujan haran maksimum

Tahun Curah Hujan HarianMaksimum (mm)

2005 362006 41,42007 38,42008 472009 57,82010 40,32011 42.52012 45,12013 36,22014 42,2

N = 10 Tahun Total = 426,9

Dari data curah hujan rata-rata maksimumtersebut kemudian dihitung pola distribusisebarannya dengan menggunakan perhitungananalisa frekuensi. Distribusi sebaran yang akan dicari analisa frekuensinya antara lain adalah



distribusi gumbel, distibusi log normal, dandistribusi log pearson tipe III.

3.2 Analisa FrekuensiAnalisa frekuensi adalah prosedur

memperkirakan frekuensi suatu kejadian pada masalalu ataupun masa yang akan datang. Prosedurtersebut dapat digunakan menentukan hujan

rancangan dalam berbagai kala ulang berdasarkandistribusi hujan secara teoritis dengan distribusihujan secara empiris. Hujan rancangan inidigunakan untuk menentukan intensitas hujan yangdiperlukan dalam memperkirakan laju aliranpuncak (debit banjir).

Tabel 3. Perhitungan analisa frekuensi untuk distribusi Gumbel

Tahun Xi X Xi-X (Xi-X)^2 (Xi-X)^3 (Xi-X)^4

2005 36 42,69 -6,69 44,756 -299,418 2003,1082006 41,4 42,69 -1,29 1,664 -2,146 2,7692007 38,4 42,69 -4,29 18,404 -78,953 338,7102008 47 42,69 4,31 18,576 80,062 345,0712009 57,8 42,69 15,11 228,312 3449,795 52126,4152010 40,3 42,69 -2,39 5,712 -13,651 32,6282011 42,5 42,69 -0,19 0,036 -0,006 0,0012012 45,1 42,69 2,41 5,808 13,997 33,7342013 36,2 42,69 -6,49 42,120 -273,359 1774,1022014 42,2 42,69 -0,49 0,240 -0,117 0,057

Σ = 10 Tahun 426,9 365,629 2876,201 56656,599

Parameter StatistikCurah hujan rata-rata (X):X = ∑ = , = 42,69Standart deviasi (Sd)

Sd = ∑( )( ) = , = 6,373

Koefisien skewness (Cs)Cs = ∑( )( )( ) = ( , )( )( )( , ) = 1,542

Pengukuran kurtosis (Ck)Ck = ∑ ( ) = ( , ), = 3,432

Koefisien variasi (Cv)= = 0,149

Parameter StatistikStandart deviasi (Sd)

Sd = ∑( )( ) = , = 0,015925139

Koefisien skewness (Cs)Cs = ∑( )( )( ) = ( , )( )( )( , ) =1,006029239Pengukuran kurtosis (Ck)Ck = ∑ ( ) = ( , ). =2,72609451Koefisien variasi (Cv)= =0,000373041

Tabel 4. Perhitungan analisa frekuensi untuk distribusi log normal dan log pearson III:

Tahun Xi Yi = Log Xi Log Yi - Log Y (Log Yi - LogY)^2

(Log Yi - LogY)^3

(Log Yi - LogY)^4

2005 36 1,556302501 -0,01912137 0,00036563 -0,00000699 0,00000013372006 41,4 1,617000341 -0,00250527 0,00000628 -0,00000002 0,00000000002007 38,4 1,584331224 -0,01136940 0,00012926 -0,00000147 0,00000001672008 47 1,672097858 0,01204631 0,00014511 0,00000175 0,00000002112009 57,8 1,761927838 0,03477273 0,00120914 0,00004205 0,00000146202010 40,3 1,605305046 -0,00565781 0,00003201 -0,00000018 0,00000000102011 42,5 1,62838893 0,00054276 0,00000029 0,00000000 0,00000000002012 45,1 1,654176542 0,00736647 0,00005426 0,00000040 0,00000000292013 36,2 1,558708571 -0,01845046 0,00034042 -0,00000628 0,00000011592014 42,2 1,625312451 -0,00027852 0,00000008 0,00000000 0,0000000000

Σ= 10 Tahun 426,9 16,2635513 0,00228249 0,00002925 0,0000017534



Tabel 5. Hasil pengukuran dispersi Stasiun Sampali

No DispersiHasil Dispersi

Parameter Statistik Parameter Hasil Logaritma

1 Sd 6,373809257 0,015925139

2 Cv 0,149304504 0,000373041

3 Cs 1,542729136 1,006029239

4 Ck 3,432845442 2,726094506

Tabel 6. Perhitungan curah hujan rencana metode Log Pearson Type III.

No Periode Rata - rata Log Xi Sd Cs Nilai kLog Pearson Type III

Log Rr Rr (mm)1 2 1,6264 0,0159 1,006 -0,157 1,6238 42,05712 5 1,6264 0,0159 1,006 0,841 1,6397 43,62623 10 1,6264 0,0159 1,006 1,457 1,6496 44,62294 25 1,6264 0,0159 1,006 1,563 1,6512 44,79695 50 1,6264 0,0159 1,006 1,771 1,6546 45,14026 100 1,6264 0,0159 1,006 1,948 1,6574 45,4328

Perhitungan debit banjir rencana dengan periodeulang 2 tahun (Q2).

Diketahui data sebagai berikut:tc = 0.87 x 37801000 x 0.01 .tc = 1.08738565

I = 107.73024 x 240.9101 /I = 13.802 mm/jam

Perhitungan Intensitas Curah Hujan untuk periode5 dan 10 tahun dapat di lihat pada Tabel 7.Perhitungan debit banjir rencana dengan periodeulang 2 tahun (Q2).Diketahui data sebagai berikut:tc = 0.87 x 37801000 x 0.01 .

tc = 1.08738565

I = 107.73024 x 240.9101 /I = 13.802 mm/jam

2 5 10

Data Curah HujanRencana

42.0571 43.6262 44.6229

42.0571

43.6262

44.6229

40.500041.000041.500042.000042.500043.000043.500044.000044.500045.0000

CH M

aks

Periode

Grafik Curah Hujan Rencana Metode Log Pearson Type III

Gambar 2. Grafik curah hujan rencana



Tabel 7. Perhitungan intensitas curah hujan

No PeriodeR24

(mm) Ctc

(jam)I

(mm/jam)

1 2 42,057 0,95 1,087 13,802

2 5 43,626 0,95 1,087 14,317

3 10 44,622 0,95 1,087 14,644

Luas Cathment Area drainase kawasan Helvetiakota Medan adalah = 146 Ha

Koefisen pengaliran (C) = 0.95

Jadi debit banjir rancangan untuk kala ulang 2tahun adalah:

Q = 0,00278 C.I.AQ = 0,00278. 13,8 . 146Q = 5,322094 mm3/det

Tabel 8. Perhitunga Q rencana

PeriodeL

(Km) Ctc

(jam)I

(mm/jam)A

(Ha)Q

(m3/det)

2 3,78 0,95 1,087 13,802 146 5,322

5 3,78 0,95 1,087 14,317 146 5,520

10 3,78 0,95 1,087 14,644 146 5,646

IV. Perhitungan Kapasitas Saluran Drainase

a. Drainase PrimerBerdasarkan hasil survei yang dilakukan di

lapangan data-data yang diperoleh antara lainadalah:

Tabel 9. Hasil survei drainase primer

No Saluran

Ukuran SaluranPanjangSaluranmeter

KondisiEksistingSaluran

T(m)

B(m)

H(m)

m(m)

1 Primer 5 3 1,2 1 3780Batu

PecahDisemen

b. Drainase SekunderBerdasarkan hasil survey yang dilakukan di

lapangan data-data yang diperoleh antara lain:

Tabel 10. Hasil survey drainase sekunder.

No Saluran


KondisiEksistingSaluran

T(m)

B(m)

H(m)

m(m)

1 Skunder 1 0,5 1 0,25 1700 Batu Pecah

Disemen

4.1 Perhitungan Debit Salurana. Saluran Drainase Primer

Perhitungan debit saluran yang dipilih drainaseprimer terpanjang untuk mengetahui berapa besardebit yang dapat di tampung saluran.

Luas Permukaan (A):A = (B + m . H) HA = (3 + 1 . 1,2) 1,2

A = 5,04 m2

Keliling Basah (P):P = B + 2H √1 + m²P = 3 + 2 . 1,2 . √1 + 1P = 6,394 m

Jari-jari Hidrolis (R):R = ( . )R = ( . , ). ,. , .R = 0,788 m

Kecepatan ( Manning)V =

V = . 0,62802 0.0001V = 0,3410 m/det

Jadi debit banjir rancangan adalahQ = V x AQ = 0,3410 x 5,04Q =1,7188 m3/det

Dari hasil Q analisis rancangan dan Qanalisis kapasitas saluran diatas di buatperbandingan hasil perhitungan untuk mengetahuikondisi drainase primer kawasan Medan Helvetia.Hasil perbandingan analisis disajikan di dalamTable 11.

Tabel 11. Perbandingan Q rancangan dan Q SaluranDrainase Primer kawasan Medan Helvetia

No

NamaSaluran

Q EksistingSaluran

Q Rancangan

Ket.2tahun

5tahu

n

10tahu

n

1 DrainasePrimer

1,7188m3/det

0,5322m3/det

0,5520m3/det

0,5646

m3/det

Aman untuk2,5dan 10

tahun,

b. Saluran Drainase SekunderPerhitungan debit saluran dilakukan untuk

mengetahui berapa besar debit yang dapat ditampung saluran.Luas Permukaan (A):A = (B + m . H) HA = (0,1 + 0,25 . 1) 1A = 0,75 m2

Keliling Basah (P):P = B + 2H √1 + m²P = 0,1 + 2 . 1 . 1 + 0,25P = 2,561 m

Jari-jari Hidrolis (R):R = ( . )R = ( , , . )., . . ,R = 0,292 m



Kecepatan ( Manning)Koefisien pengaliran manning untuk kondisisaluran Batu pecah disemen = 0.025V =

V = . 0,62802 0.0001V = 0,1756 m/det

Jadi debit banjir rancangan adalahQ = V x A = 0,1756 x 0,75 = 0,1317 m3/det

Dari hasil Q analisis rancangan dan Q analisiskapasitas saluran diatas di buat perbandingan hasilperhitungan untuk mengetahui kondisi drainasesekunder kawasan Medan Helvetia. Hasilperbandingan analisis disajikan di dalam Tabel 12.

Tabel 12. Perbandingan Q rancangan dan Q SaluranDrainase Sekunder Kec Helvetia

No

NamaSaluran

QEksistingSaluran

Q RancanganKeterangan2

tahun5

tahun10

tahun

1DrainaseSekunde

r

0,1317m3/det

0,8022m3/det

0,8322m3/det

0,8512

m3/det

Tidak amanuntuk 2, 5,

dan 10 tahun

4.2. Perhitungan Debit Saluran EksistingPerhitungan debit saluran dilakukan untuk

mengetahui apakah ukuran dimensi saluran yangada di lapangan dapat menampung besar debitbanjir rancangan. Apabila nilai Q rancangan < QSaluran maka saluran dapat dikatakan aman daribanjir.

a. Drainase Primer

Berdasarkan hasil survei yang dilakukan dilapangan data-data yang diperoleh antara lainadalah.

Tabel 13. Hasil survey eksisting drainase primerdi lapangan

No Saluran


KondisiEksistingSaluranT

(m)B

(m)H

(m)m

(m)

1 Primer 5 3 0,6 1 3780BatuPecah

Disemen

Saluran Drainase PrimerLuas Permukaan (A):A = (B + m . H) HA = (3 + 1 . 0,6) 0,6A = 0,35 m2

Keliling Basah (P):P = B + 2H √1 + m²P = 3 + 2 . 0,6 . √1 + 1P = 2,161 m

Jari-jari Hidrolis (R):

R = ( . )R = ( . , ). ,. ,R = 0,161 m

Kecepatan ( Manning):Koefisien pengaliran manning untuk kondisisaluran Batu pecah disemen = 0.025V =

V = . 0,65901 0.001V = 0,1181 m/det

Jadi Debit banjir rancangan adalahQ = V x AQ = 0.1181 x 0,35Q = 0,0413 m3/det

Dari hasil Q analisis rancangan dan Q analisisSaluran Eksisting diatas di buat perbandingan hasilperhitungan untuk mengetahui kondisi salurandrainase primer, Hasil perbandingan analisisdisajikan di dalam Tabel 14.

Tabel 14. Perbandingan Q rancangan dan Q ekistingSaluran drainase primer kawasan Helvetia

No

NamaSaluran

QEksistin

gSaluran

Q RancanganKet.

2 tahun 5 tahun 10tahun

1Draina

sePrimer

0,0413m3/det

0,5322m3/det

0,5520m3/det

5,646m3/de

t

Tidakamanuntuk2, 5dan10

tahun

b. Drainase sekunder

Berdasarkan hasil survei yang dilakukan dilapangan data-data yang diperoleh antara lainadalah.

Tabel 15. Hasil survey eksisting drainasesekunder di lapangan.

No Saluran


KondisiEksistingSaluranT

(m)B

(m)H

(m)m

(m)

1 Sekunder 1 0,5 0,5 0,25 1700

BatuPecah

Disemen

Saluran Drainase SekunderLuas Permukaan (A):A = (B + m . H) HA = (0,1+ 0,25 . 0,5) 0,5 == 0,312 m2

Keliling Basah (P):P = B + 2H √1 + m²P = 0,1 + 2 . 0,5 . 1 + 0,25 = 1,530 m



Jari-jari Hidrolis (R):R = ( . )R = ( , , . , ). ,, . , , = 0,204 m

Kecepatan ( Manning):Koefisien pengaliran manning untuk kondisisaluran Batu pecah disemen = 0.025V =

V = . 0,65901 0.001 = 0,1379 m/detJadi Debit banjir rancangan adalahQ = V x AQ = 1,379 x 0,312 = 0,0431 m3/det

Dari hasil Q analisis rancangan dan Q analisisSaluran Eksisting diatas di buat perbandingan hasilperhitungan untuk mengetahui kondisi salurandrainase sekunder kawasan Helvetia, Hasilperbandingan analisis disajikan di dalam Tabel 16.

Tabel 16. Perbandingan Q rancangan dan Q eksistingSaluran drainase sekunder kawasan Helvetia

No

NamaSaluran

QEksistin

gSaluran

Q RancanganKet.2 tahun 5 tahun 10 tahun

1

Drainase

Sekunder

0,0431m3/det

0,2458m3/det

0,2550m3/det

0,2608m3/det

Tidakamanuntuk

2, 5 dan10

tahun

Dari hasil analisa di atas dapat di simpulkan bahwa- Kurangnya perawatan drainase primer

menyebabkan tingginya sedimentasi, bentukdrainase yang tidak beraturan, sertapenyumbatan sampah sehingga mengakibatkandrainase primer tidak mampu lagi menampungdebit banjir rancangan kala ulang 2, 5, sampai10 tahun.

- Kurangnya kapasitas saluran drainase sekundermenyebabkan drainase tidak mampumenampung debit banjir rancangan kala ulang2, 5 dan 10 tahun, sehingga perlu dilakukanpelebaran kapasitas drainase.

- Permasalahan yang timbul pada drainase primerserta drainase sekunder adalah penyebab yangmengakibatkan meluapnya air di Jl. Asrama, Jl.Gaperta, Jl. Beringin 7, Jl. Kemiri, dan Jl.Sukadono kecamatan Medan Helvetia.

V. Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan1. Berdasarkan analisa yang telah dilakukan,

maka didapat data-data yang sesuai denganketentuan dalam melakukan pemilihandistribusi.- Adapun distribusi yang dapat digunakan

adalah distribusi Log Person Type IIIdengan ketentuan Cs ≠ 0 yang sesuai

dengan data-data yang didapat untuk ujidistribusi log Person Type III yaitu Cs =1,006

- Dengan menggunakan distribusi LogPerson Type III, diperoleh data curahhujan rencana maksimum pada periodeulang 5 tahun adalah 44,626 mm/jamyang disebabkan intensitas curah hujanyang tinggi adalah 14,317 mm/jam.

2. Dari hasil perhitungan debit banjir didapat:Debit banjir rencana (Q) untuk periode 5tahunadalah 0,5520 m³/detWaktu konsentrasi (tc) adalah 1,087 jam

3. Dari hasil perhitungan melalui evaluasi daridimensi saluran eksisting drainase primer dandrainase sekunder tidak mampu untukmenampung debit banjir rencana pada daerahpenelitian.

5.2 Saran1. Untuk mendapatkan data yang lebih akurat

sebaiknya dilakukan analisa lanjutan yanglebih spesifik sebagai dasar dalam menanganimasalah–masalah yang terjadi pada drainaseprimer dan drainase sekunder pada kawasanMedan Helvetia.

2. Membangun dimensi penampang drainaseyang sesuai dengan kapasitas debit banjirrencana si seluruh titik–titik rawan banjir.

3. Perlu masyarakat pedulu untuk merawatsaluran drainase dari sedimentasi yangberlebihan untuk dikeruk dan membersihkansampah yang ada untuk dibuang padatempatnya.

Daftar Pustaka

[1] Departemen Pekerjaan Umum, 1994,Urban drainase guidelines and technicalstandards

[2] Dept, PU., 1994, Urban drainaseguidelines and technical standards.

[3] Harto, S., 1993, Analisis hidrologi,Jakarta: Gramedia pustaka utama.

[4] Halim, 2011, Drainase terapan,Yogyakarta: UII Press.

[5] Suripin, 2004, Sistem drainase perkotaanyang berkelanjutan, Jakarta: Andi.

[6] Sosrodarsono, S., 1976, Hidrologi untukpengairan, Jakarta: Pradnya paramita.

[7] Sutanto, 2006, Pedoman drainase jalanraya, Jakarta: UII Press.

[8] Soewarno, 1995, Hidrologi aplikasimetode statistic jilid 1 dan 2, Bandung:Nova.

[9] Wesli, 2008, Drainase perkotaan,Yogyakarta: Graha Ilmu.

EVALUASI SISTEM DRAINASE DI KECAMATAN HELVETIA KOTA …

Documents

Transcript of EVALUASI SISTEM DRAINASE DI KECAMATAN HELVETIA KOTA …