BAB I

Tugas Perencanaan Sistem DrainaseDesa Prigi, Kecamatan Kebon Agung, Kabupaten DemakJawa Tengah

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

Drainase berasal dari bahasa inggris, drainase mempunyai arti menguras, membuang. Dalam bidang teknik sipil, drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan maupun rembesan, sehingga fungsi kawasan atau lahan tidak terganggu. Drainase juga dapat diartikan sebagai sanitasi. Jadi, drainase tidak hanya menyangkut air tanah. Secara umum sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal ( Suripin, 2003:7-8 ). Drainase merupakan suatu sistem pembuangan air menggenang pada suatu daerah yang berfungsi untuk mengalirkan kelebihan air hujan menuju ke badan air menerima dengan aman, sehingga dapat mengalihkan terjadinya banjir ( Masduki, 1998:1-1 ).Jaringan drainase perkotaan meliputi seluruh alur, baik alur alam maupun alur buatan yang hulunya terletak di kota dan bermuara di sungai yang melewati kota tersebut atau ke laut di tepi kota tersebut.Secara umum, kegunaan drainase adalah sebgai berikut :1. Mengeringkan daerah becek dan genangan air.2. Menurunkan permukaan air tanah.3. Mengendalikan erosi tanah, kerusakan jalan dan sarana bangunan-bangunan lain.4. Mengendalikan limbah air hujan yang berlebihan.2.1Peran DrainaseSistem Drainase diperlukan unutk melakukan tindakan teknis dalam mengendalikan : 2.1.1Kelebihan Air. Sistem drainase dapat mengendalikan terhadap kemungkinan adanya banjir, genangan air pada lahan produktif, erosi tanah serta kerusakan dan gangguan fisik, kimia dan biologi pada tanah produktif. 2.1.2Elevasi Badan Air Permukaan. Adanya arus limpasan air hujan menuju badan air penerima maka akan timbul kemungkinan naiknya elevasi badan air permukaan. Selain itu, dampak lain yang dapat mengganguadalah kemungkinan terjadinya air balik ( back water ) dan kerusakan terhadap badan air permukaan yang disebabkan oleh melimpahnya air permukaan. 2.1.3Elevasi Permukaan Air Tanah Pada Lahan Produktif. Bila ada air hujan tanpa adanya saluran drainase, maka yang akan terjadi adalah menggenangnya jalan tanah dan lain sebagainya tanpa terkendali. Jadi kegunaan drainase secara umum adalah sebagai alat pematusan daerah dari kelebihan air permukaan dan air tanah. Apabila tidak adanya pematusan atau pengendali dan pengontrol, maka kiriman air hujan akan masuk secara tidak terkendali ke dalam badan penerima. Selain fungsi utama dari drainase adalah sebagai pemelihara dan pengendali sumber air yaitu untuk memelihara elevasi air baik air tanah maupun air permukaan.2.2Macam-macam Drainase2.2.1Drainase Sistem GravitasiDrainse sistem gravitasi adalah sistem drainase yang paling sederhana, yaitu pengaliran air dari tempat yang lebih tinggi ke lebih rendah. Pada daerah perbukitan biasanya kemiringan tanahnya cukup curam dan menyebabkan kecepatan aliran di saluran melampui batas maksimum, sehingga diperlukan bangunan terjun agar tidak merusak permukaan saluran2.2.2Drainase Sistem Sub SurfaceDrainase sistem sub surface yaitu sistem pematusan permukaan tanah akibat adanya curah hujan dengan cara meresapkan ke dalam tanah untuk kemudian ditampung, disalurkan melalui pipa berpori (dengan kedalaman tertentu) ke sistem jaringan drainase yang ada disekitar lokasi pori tersebut. Penentuan kedalaman pipa berdasarkan pada perbedaan muka tanah dan muka air banjir. Semakin dalam pipa maka jarak antara pipa semakin jauh. Apabila kedalaman pipa dangkal, maka jarak pipa semakin dekat. Untuk pertimbangan ekonomi sehingga perlu dicari kedalaman pipa yang paling murah dan mudah dilaksanakan (Sugiyanto, 2001).Perhitungan sub surface drainase berdasarkan asumsi sebagai berikut:1. Tidak adanya aliran runoff (aliran permukaan).2. Kondisi lapisan dan permukaan kering.3. Tidak ada air yang keluar / masuk daerah tangkapan.2.2.3Drainase Sistem PolderDrainase sistem polder digunakan apabila penggunaan drainase sistem gravitasi sudah tidak memungkinkan lagi, walaupun biaya dan operasinya lebih mahal.Drainase sistem polder akan digunakan pada kondisi sebagai berikut ini:1. Elevasi atau ketinggian muka tanah lebih rendah dari pada elevasi muka air laut pasang. Pada daerah tersebut sering terjadi genangan akibat air pasang (rob).2. Elevasi muka tanah lebih rendah dari pada muka air banjir di sungai yang merupakan outlet saluran drainase kota.3. Daerah yang mengalami penurunan, sehingga daerah tersebut yang semula lebih tinggi dari muka air laut pasang maupun muka air banjir di sungai diprediksikan akan tergenangSesuai dengan kondisi di lapangan, maka ada enam bentuk sistem polder yaitu:1. Drainase sistem polder dengan menggunakan pompa dan kolam retensi di satu tempat. Digunakan apabila lahan untuk keperluan kolam retensi tidak ada masalah.2. Drainase sistem polder dengan menggunakan pompa dan kolam retensi. Digunakan apabila kondisi di lapangan tidak memiliki lahan yang cukup (pemukiman padat).3. Drainase sistem polder dengan pompa dan tampungan memanjang.4. Drainase sistem polder dengan pompa dan kolam retensi tidak di satu tempat.5. Drainase sistem polder dengan kolam retensi dan kolam air.6. Drainase sistem polder tanpa kolam retensi dan kolam air.2.3Analisa HidrologiAnalisa hidrologi merupakan analisa awal dalam perencanaan konstruksi bangunan air yaitu untuk mengetahui besarnya debit yang akan disalurkan sehingga dapat ditentukan dimensi bangunan air tersebut secara ekonomis. Besar debit yang dipakai sebagai dasar dasar perencanaan adalah debit hujan rencana tidak boleh terlalu besar untuk menghindari ukuran bangunan yang terlalu besar dan tidak ekonomis.Penetapan besarnya banjir rencana memang merupakan masalah pertimbangan hidro ekonomis. Untuk memperkirakan besarnya banjir rencana yang sesuai, Pengetahuan analisa hidrologi mempunyai peranan penting. Dalam perhitungan dapat digunakan data suatu sungai atau saluran atau curah hujan yang nantinya akan diolah menjadi debit rencana.2.3.1 Karakteristik HujanHujan pada tiap-tiap wilayah memiliki karakteristik masing-masing sesuai dengan kondisi wilayah tersebut. Karakteristik hujan antara lain :1. Durasi hujan, adalah lama kejadian hujan (menitan, jam-jaman, harian) yang diperoleh dari hasil pencatatan alat pengukur hujan otomatis.2. Intensitas hujan, adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume hujan tiap satuan waktu. Nilai ini tergantung dari lamanya curah hujan dan frekuensi kejadiannya serta diperoleh dengan cara analisis data hujan baik secara statistik maupun empiris.3. Lengkung intensitas hujan adalah grafik yang menyatakan hubungan antara intensitas hujan dengan durasi hujan.4. Waktu konsentrasi (tc) adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran. Rumus untuk menghitung waktu konsentrasi :tc = to + td

Waktu konsentrasi terdiri atas dua komponen, yaitu :a. Inlet time (to), yaitu waktu yang diperlukan air untuk mengalir di atas permukaan tanah menuju saluran drainase. Untuk menghitung to pada daerah pengaliran yang kecil dengan panjang limpasan sampai dengan 300 meter, menggunakan rumus :to =

keterangan :to = inlet time (menit)C = koefisien pengaliranLo = panjang aliran limpasan (m)So = kemiringan (%)b. Conduit time (td), yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di sepanjang saluran sampai ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir.Penentuan td dengan rumus : td =

keterangan :td = conduit time (menit )Ld = panjang saluran (m)Vd = kecepatan air dalam saluran (m/detik)

Kecepatan air dalam saluran tergantung kepada kondisi salurannya. Untuk saluran alami, sifat-sifat hidroliknya sulit ditentukan sehingga td dapat ditentukan dengan menggunakan perkiraan kecepatan air seperti pada tabel 2.1

Tabel 2.1 Kecepatan untuk Saluran AlamiKemiringan Rata-rata Dasar Saluran (%)Kecepatan Rata-rata (m/detik)

2rn = Curah hujan pada tahun yang sama dengan rx pada stasiun pembanding.Rn = Curah hujan rata-rata tahunan pada stasiun pengamat hujan pembanding2. Uji Konsistensi Data Curah HujanSuatu rangkaian data curah hujan bisa mengalami ketidakkonsistensian atau non homogenitas yang bisa mengakibatkan hasil perhitungan menjadi tidak tepat. Ketidakkonsistensian data curah hujan disebabkan :a. Perubahan mendadak pada sistem lingkunganb. Pemindahan alat ukurc. Perubahan cara pengukuranKetidakkonsistensian data hujan ditandai dengan beloknya grafik garis lurus yang terdiri dari: Absis, yaitu oleh harga rata-rata curah hujan dari paling sedikit 5 (lima) stasiun hujan yang datanya dipakai dalam perhitungan perencanaan sistem drainase . Ordinat, yaitu oleh curah hujan dari stasiun yang diuji konsistensiannya.Keduanya harus dalam tahun yang bersamaan dan diplot dalam koordinat kartesius, yang dimulai dari data yang terbaru. Harga rata-rata yang diplot merupakan harga kumulatif .Konsistensi data hujan diuji dengan garis massa ganda (double mass curves technique). Dengan metoda ini dapat juga dilakukan koreksi datanya. Dasar metoda ini adalah membandingkan curah hujan tahunan akumulatif dari jaringan stasiun dasar. Curah hujan yang konsisten seharusnya membentuk garis lurus, namun apabila tidak membentuk garis lurus, maka diadakan koreksi sebgai berikut :Fk =

Rk = Fk. Rdimana :, = sudut kemiringan data hujan dari stasiun yang dicariFk= faktor koreksiR= curah hujan asliRk= curah hujan setelah dikoreksi Menghitung Hujan Wilayah Rata-rata Daerah AliranCurah hujan yang diperlukan untuk penyusunan suatu rancangan pemanfaatan air dan rancangan pengendalian banjir adalah curah hujan rata-rata di seluruh daerah yang bersangkutan, bukan curah hujan pada suatu titik tertentu. Curah hujan ini disebut curah hujan wilayah/daerah dan dinyatakan dalam mm (Soemarto, C.D., Ir., B.I.E DIPL.H., Hidrologi Teknik, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1995). Curah hujan daerah ini harus diperkirakan dari beberapa titik pengamatan curah hujan. Cara-cara perhitungan curah hujan daerah dari pengamatan curah hujan di beberapa titik adalah sebagai berikut : Cara Rata-rata Aljabar Cara ini adalah perhitungan rata-rata secara aljabar curah hujan di dalam dan di sekitar daerah yang bersangkutan.

R = (R1 + R2 + R3 + +Rn) di mana :R = curah hujan daerah (mm)n = jumlah titik (pos-pos) pengamatanR1 , R2 , R3 Rn = curah hujan di tiap titik pengamatan (mm) Cara Polygon ThiessenJika titik-titik pengamatan di dalam daerah itu tidak tersebar merata, maka cara perhitungan curah hujan rata-rata dilakukan dengan memperhitungkan daerah pengaruh tiap titik pengamatan (Varshney, R.S., Engineering Hydrology, India, 1979). Curah hujan daerah itu dapat dihitung dengan persamaan sbb :

R = A1R1 + A2R2 + A3R3 + + AnRn A1 + A2 + A3 + + An

= A1R1 + A2R2 + A3R3 + + AnRn A= W1R1 + W2R2 + W3R3 + + WnRndi mana :R = curah hujan daerahR1, R2, R3,Rn = curah hujan di tiap titik pengamatan dan n adalah jumlah titik-titik pengamatanA1, A2, A3,An=bagian daerah yang mewakili tiap titik pengamatan

Dimana : I = Stasiun I dengan luas Poligon A1II = Stasiun II dengan luas poligon A2III = Stasiun III dengan luas poligon A3A1 = Luas daerah yang dibatasi POQA2 = Luas daerah yang dibatasi PORA3 = Luas daerah yang dibatasi ROQ

2.3.3Pengukuran DispersiPada kenyataannya bahwa tidak semua varian dari suatu variabel hidrologi terletak atau sama dengan nilai rata-ratanya. Variasi atau dispersi adalah besarnya derajat dari sebaran varian disekitar nilai rata-ratanya. Cara mengukur besarnya dispersi disebut pengukuran dispersi.Adapun cara pengukuran dispersi antara lain :1. Deviasi Standart (S)

dimana :S = Deviasi standarXi = Nilai varian ke iX = Nilai rata-rata varianN = jumlah data

2. Koefisien Skewness (CS)

dimana :CS = koefesien SkewnessXi = Nilai varian ke iX = Nilai rata-rata variann = Jumlah dataS = Deviasi standar3. Pengukuran Kurtosis (CK)

CK = Koefisien KurtosisXi = Nilai varian ke iX = Nilai rata-rata variann = Jumlah dataS = Deviasi standar

4. Koefisien Variasi (CV)

CV = Koefisien variasiX = Nilai rata-rata varianDari nilai-nilai di atas, kemudian dilakukan pemilihan jenis sebaran yaitu dengan membandingan koefisien distribusi dari metode yang akan digunakan.2.3.4Pemilihan Jenis SebaranAda berbagai macam distribusi teoritis yang kesemuanya dapat dibagi menjadi dua yaitu distribusi diskrit dan distribusi kontinyu. Yang diskrit adalah binomial dan poisson, sedangkan yang kontinyu adalah Normal, Log Normal, Gama, Beta, Pearson dan Gumbel.Untuk memilih jenis sebaran, ada beberapa macam distribusi yang sering dipakai yaitu :1. Distribusi NormalDalam analisis hidrologi distribusi normal sering digunakan untuk menganalisis frekuensi curah hujan, analisis statistik dari distribusi curah hujan tahunan, debit rata-rata tahunan. Distribusi tipe normal, mempunyai koefisien kemencengan (Coefisien of \ skewness) atau CS = 02. Distribusi Log NormalDistribusi Log Normal, merupakan hasil transformasi dari distribusi Normal, yaitu dengan mengubah varian X menjadi nilai logaritmik varian X. Distribusi ini dapat diperoleh juga dari distribusi Log Person Tipe III, apabila nilai koefisien kemencengan CS = 0 . Distribusi tipe Log Normal, mempunyai koefisien kemencengan (Coefisien of skewness) atau CS. Besarnya CS = 3 CV + CV23. Distribusi Gumbel IDistribusi Tipe I Gumbel atau Distribusi Ekstrim Tipe I digunakan untuk analisis data maksimum, misalnya untuk analisis frekuensi banjir. Distribusi Tipe I Gumbel, mempunyai koefisien kemencengan (Coefisien of skewness) atau CS = 1,1396.4. Distribusi Log Person Tipe IIIDistribusi Log Person Tipe III atau Distribusi Ekstrim Tipe III digunakan untuk analisis variabel hidrologi dengan nilai varian minimum misalnya analisis frekuensi distribusi dari debit minimum (low flows). Distribusi Log Person Tipe III, mempunyai koefisien kemencengan (Coefisien of skewness) atau CS 0. Setelah pemilahan jenis sebaran dilakukan maka prosedur selanjutnya yaitu mencari curah hujan rencana periode ulang 2, 5, 10 , 25, 50 dan 100 tahun.Tabel2.2Syarat Distribusi Data

2.3.5Curah Hujan Rencana dengan Periode Ulang TertentuAnalisa curah hujan rencana ini ditujukan untuk mengetahui besarnya curah hujan harian maksimum dalam periode ulang tertentu yang nantinya digunakan untuk perhitungan debit banjir rencana.Metode yang umum digunakan untuk perhitungan curah hujan rencana ini adalah metode gumbel, metode normal, metode log normal dan metode log pearson tipe III.

1. Metode Gumbel

Dimana:Yn : Harga rata-rata reduced mean (Tabel 2.3).Sn : Reduced Standard Deviation (Tabel 2.4).Yt : Reduced variate (Tabel 2.5).Xt : Hujan dalam periode ulang tahun.Xr : Curah hujan rata-rata (mm).Sx : Standar deviasi.N : Banyaknya data.(Sumber : Dr. Ir. Suripin, M. Eng. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan hal 51 )Tabel 2.3Reduced Mean (Yn)

Tabel 2.4Reduced Standard Deviation (Sn)

Tabel 2.5 Reduced Varaite (Yt)

2. Metode Normal

Dimana :XT : Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulangT-tahun.S : Deviasi standar nilai variat.X : Curah hujan rata-rata.Kt : Faktor frekuensi (variabel reduksi Gauss), yang besarnyadiberikan pada Tabel 2.6.

Tabel 2.6Nilai Variabel Reduksi Gauss

3. Metode Log NormalDimana :

XT : Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulangT-tahun.S : Deviasi standar nilai variat.X : Curah hujan rata-rata.Kt : Faktor frekuensi (variabel reduksi Gauss), yang besarnyadiberikan pada Tabel 2.7.Tabel 2.7Nilai Variabel Reduksi Gauss

4. Metode Log Pearson Tipe IIIParameter-parameter statistik yang diperlukan oleh distribusi Person Tipe III adalah :a. Nilai tengah (mean)b. Standar Deviasic. Koefisien KepencenganUntuk menghitung banjir perencanaan dalam praktek, The Hydroloy Committee of The Water Resources Council USA, menganjurkan, pertama kali mentransformasi data ke nilai-nilai logaritmanya, kemudian menghitung parameter-parameter statistiknya. Karena transformasi tersebut, maka cara ini disebut Log Pearson Tipe III.Langkah-langkah perhitungannya :1. Menyusun data-data curah hujan ( R ) mulai dari harga yang terbesar sampai dengan harga terkecil2. Merubah sejumlah N data curah hujan ke dalam bentuk logaritmaXi = log Ri 3. Menghitung besarnya harga rata-rata besaran tersebut dengan persamaan

4. Menghitung besarnya Cs dengan rumus :

Harga Cs yang didapat digunakan untuk mencari nilai Kx pada tabel yang telah disediakan sesuai dengan PUH yang ditentukan.5. Menentukan harga Xt dengan rumus :Xt = X + Kx.x 6. Harga Xt yang didapatkan, diantilogkan, maka akan didapatkan nilai dari HHM yang dicari.Rt = Antilog Xt 5.Distribusi Log Normal Dua ParameterDistribusi log normal dua parameter mempunyai persamaan transformasi :Log X =Keterangan :Log X = nilai variat X yang diharapkan tarjadi pada peluang atau periode tertentu = rata- rata nilai X hasil pengamatan = deviasi standar logaritmik nilai X hasil pengamatan k = karakteristik dari distribusi normal.Momen peringkat 1 dari X terhadap titik asal adalah :M0 =Varian dari X :

6. Distribusi Log Normal Tiga Parameter

Distribusi log normal tiga parameter memiliki batas bawah tidak selalu sama dengan nol, oleh karena itu perlu di modifikasikan suatu parameter dengan nilai sebagai batas bawah.Fungsi dari pada distribusi log normal 3 parameter adalah :

Keterangan :P(X) = fungsi densitas peluang log normal variat XX = variabel random kontinyu

= parameter batas bawah

= 3,14159e = 2,71828

n = rata rata populasi , trnsformasi dari variat In

= deviasi standar populasi ,transformasi dari variat IN

Dengan demikian diperlukan tiga parameter untuk penyelesaian , yaitu parameter : Persamaan garisnya merupakan model matematik :Y =Keterangan :

Y= logaritma dari kejadian , pada periode ulang tertentu.

= rata rata kejadian YS = deviasi standar kejadian Y K = karakteristik dari distribusi log normal 3 parameter Atau dapat ditulis sbb:In

Dengan metode momen, maka untuk menghitung adalah :

dimana :

keterangan : CV = koefesien variasi dari kejadianCVt = koefesien variasi dari Untuk menghitung Berdasarkan perhitungan keenam jenis metoda tersebut, maka yang dipilih untuk menentukan intensitas hujan berdasarkan hasil analisa frekuensi adalah yang mempunyai penyimpangan maksimum yang terkecil.

2.3.6Plotting DataSebelum dilakukan penggambaran, data harus diurutkan dahulu, dari kecil ke besar. Penggambaran posisi (plotting positions) yang dipakai adalah cara yang dikembangkan oleh Weinbull dan Gumbel, yaitu :

Dimana :P (Xm) : data sesudah dirangking dari kecil ke besarm : nomor urutn : jumlah dataDalam kertas probabilitas titik-titik plotting merupakan nilai P=m/(n+1) sedangkan garis lurus merupakan curah hujan rencana dengan periode ulang tertentu (Xt=Xrt + k.S). Plotting data dilakukan pada kertas probabilitas Normal, Log Normal, Gumbel dan Log Pearson III bertujuan untuk mencocokkan rangkaian data dengan jenis sebaran yang dipilih, dimana kecocokan dapat dilihat dengan persamaan garis yang membentuk garis lurus.2.3.7Uji KeselarasanUntuk menentukan pola distribusi data curah hujan rata-rata yang paling sesuai dari beberapa metode distribusi statistik yang telah dilakukan maka dilakukan uji keselarasan.Pada tes ini biasanya yang diamati adalah hasil perhitungan yang diharapkan.1. Uji Keselarasan Chi SquareUji keselarasan chi square menggunakan rumus :

Dimana :X2 : Harga chi square terhitung.Oi : Jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke-1.Ei : Jumlah nilai teoritis pada sub kelompok ke-1.N : Jumlah data.Suatu distrisbusi dikatakan selaras jika nilai X2 hitung < dari X2 kritis. Dari hasil pengamatan yang didapat dicari penyimpangannya dengan chi square kritis paling kecil. Untuk suatu nilai nyata tertentu (level of significant) yang sering diambil adalah 5 %. Derajat kebebasan ini secara umum dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Tabel 2.8Nilai Kritis untuk Distribusi Chi-Square 2.3.8Intensitas Curah HujanCurah hujan jangka pendek dinyatakan dalam intensitas per jam yang disebut dengan Intensitas Curah Hujan. Hujan dalam intensitas yang besar umumnya terjadi dalam waktu yang pendek. Hubungan intensitas curah hujan dengan waktu hujan banyak dirumuskan, yang pada umumnya tergantung pada parameter setempat. Besarnya intensitas curah hujan berbeda-beda biasanya disebabkan oleh lamanya curah hujan dan frekuensi kejadiannya. Intensitas curah hujan rata-rata digunakan sebagai parameter perhitungan debit banjir dengan menggunakan cara Rasional atau Storage Function. Ada banyak model untuk mengestimasi intensitas curah hujan rata-rata dari curah hujan harian. Beberapa rumus intensitas curah hujan yang berhubungan dengan hal ini disusun sebagai rumus-rumus empiris yang dapat dituliskan sebagai berikut:1. Menurut Prof. Talbot (1881)Untuk hujan dengan waktu < 2 jam, Prof. Talbot (1881) menuliskan rumus :

Dimana :I : Intensitas curah hujan (mm/jam).t : Waktu (durasi) curah hujan (menit).a,b : Konstanta yang tergantung dari keadaan setempat.

2. Menurut Prof. Sherman (1905)Untuk hujan dengan waktu > 2 jam, Prof. Sherman (1905) menuliskan rumus :

Dimana :I : Intensitas curah hujan (mm/jam).t : Waktu (durasi) curah hujan (menit).a : Konstanta yang tergantung pada lama curah hujan didaerah aliran.3. Menurut Dr. Ishiguro (1953)Rumus diatas dikembangkan oleh Dr. Ishiguro (1953) menjadi :

Dimana :I : Intensitas curah hujan (mm/jam).t : Waktu (durasi) curah hujan (menit).a,b : Konstanta yang tergantung pada lam curah hujan didaerah aliran.Intensitas curah hujan yang dipakai adalah rumus Talbot karena berdasarkan hasil perhitungan intensitas curah hujan, rumus Talbot yang paling mendekati hasil pengukuran intensitas curah hujan sesungguhnya.

2.3.9 Debit Banjir RencanaMetode yang sering digunakan untuk mendapatkan debit banjir adalah hubungan empiris antara curah hujan limpasan namun dalam perencanaan sistem drainase ini digunakan perangkat lunak (software) EPA SWMM (Storm Water Management Model) Version 5.0. EPA SWMM adalah model simulasi limpasan (runoff) curah hujan periodik yang digunakan untuk mensimulasi kejadian tunggal atau kejadian terus-menerus dengan kuantitas dan kualitas limpasan dari wilayah yang ditinjau. Komponen limpasan SWMM dioperasikan dengan menjumlahkan luas daerah tangkapan (subcatchment) yang menerima hujan total dan membangkitkannya dalam bentuk limpasan (runoff) dan beban polusi. Aliran limpasan di SWMM dapat ditelusuri melalui sistem pipa, saluran terbuka, kolam tampungan dan pompa. SWMM merupakan kuantitas dan kualitas limpasan yang dibangkitkan pada masing-masing daerah tangkapan (subcatchment), rata-rata aliran, kedalaman aliran, kualitas air di masing-masing pipa dan saluran terbuka waktu simulasi dimasukkan dalam penambahan waktu (Rossman, 2005).2.4 Analisa HidrolikaHidrolika adalah ilmu yang mempelajari tentang sifat-sifat zat cair. Analisis hidrolika dimaksudkan untuk mengetahui kapasitas alur sungai dan saluran pada kondisi sekarang terhadap banjir rencana, yang selanjutnya digunakan untuk mendesain alur sungai dan saluran.2.4.1Perencanaan Pintu AirPintu air (Gate, Sluice) yang biasanya dibangun memotong tanggul sungai atau antara sungai utama dengan saluran drainase berfungsi sebagai pengatur aliran air untuk pembuang (drainage), penyadap dan pengatur lalu-lintas air. Ditinjau dari konstruksinya, secara garis besarnya pintu air dapat dibedakan dalam dua tipe yaitu pintu air tipe saluran terbuka atau disebut pintu air saluran (gate) dan pintu air tipe saluran tertutup atau disebut pintu air saluran terowongan (sluice). Pintu air saluran pada umumnya dibangun pada sistem saluran air yang besar-besar, sedangkan pintu air terowongan dibangun pada sistem saluran air yang relatif kecil. Fungsi pintu air adalah mengatur aliran air untuk pembuang, penyadap dan pengatur lalu-lintas air. Sebagai pembuang yang dibangun di muara sistem drainase biasanya senantiasa dalam keadaan terbuka dan penutupnya dilakukan manakala elevasi muka air di dalam sungai induk lebih tinggi dari elevasi air yang terdapat didalam saluran drainase.Dengan demikian, dapat dicegah masuknya sungai ke dataran yang dilindungi. Sedangkan pintu air sebagai penyadap untuk mengatur besarnya debit air yang dialirkan ke dalam sistem saluran air yang dibelakanginya, sehingga daun pintunya senantiasa diatur disesuaikan debit yang diinginkan. Selain itu bangunan pintu air harus dapat pula berfungsi sebagai tanggul banjir, karenanya bidang kontak antara bangunan pintu air yang terdiri dari beton dan tubuh tanggul yang terdiri dari urugan tanah haruslah benar-benar rapar air, agar tidak terjadikebocoran melalui kontak tersebut yang dapat menjebolkan tanggul disekitar bangunan pintu tersebut (Sosrodarsono dan Takeda, 1985).Tahap-tahap yang dilakukan dalam perencanaan pintu air adalah :1. Penentuan Dimensi Pintu AirDimensi pintu air ditetapkan berdasarkan debit yang akan dilewatkan melalui pintu. Untuk dimensi pintu drainase ditentukan berdasarkan elevasi muka air banjir di sungai, elevasi banjir dan debit drainase yang dibuang melalui pintu tersebut. Apabila banjir pada sungai bersamaan dengan terjadinya hujan pada daerah pengaliran pintu drainasenya, maka genangan air hujan tersebut tidak dapat dihindarkan, tetapi durasinya, kedalaman serta luas kedalaman haruslah dibatas pada tigkat yang tidak membahayakan. Apabila persyaratan tersebut tidak terpenuhi, maka haruslah dipertimbangkan untuk pemasangan pompa drainase. Kecepatan aliran air yang diinginkan melalui adalah antara 1 2 m/dt, tetapi untuk pintu-pintu air berdimensi kecil dapat mencapai kecepatan 3,5 m/dt.2. Penentuan Penampang Pintu DrainaseMeskipun penampang pintu tidak berubah, akan tetapi debit yang akan dialirkan melalui pintu tersebut tidaklah selalu sama. Tetapi penampang pintu ditentukan berdasarkan debit hasil perhitungan limpasan, genangan yang diijinkan di areal yang diamankan dan pertimbangan-pertimbangan ekonomi lainnya. Kapasitas pintu drainase umumnya diperoleh dari hasil perhitungan aliran uniform atau aliran non uniform yang dimulai dari elevasi muka air sungai.2.4.2Perencanaan Tinggi Jagaan SaluranBesarnya tinggi jagaan yang paling baik adalah berkisar antara 0,75 m 1,5 m. Hal-hal lain yang mempengaruhi basarnya nilai tinggi jagaan adalah penimbunan sedimen di dalam saluran, berkurangnya efisiensi hidrolik karena tumbuhnya tanaman, penurunan tebing dan kelebihan jumlah aliran selama terjadinya hujan. 2.4.3Perencanaan Kolam Tampungan (Pond)Pengendalian banjir direncanakan dengan memanfaatkan waduk-waduk di daerah pegunungan dan rawa-rawa (Retarding Basin), di daerah dataran, atau diantara sungai dan retarding basin dibuat suatu tanggul yang sebagian dimanfaatkan sebagai pelimpah guna memotong puncak debit banjir sehingga retarding basin berubah menjadi kolam pengatur.Hal ini dianggap lebih menguntungkan dari pada penanganan debit banjir rencana yang dilakukan dengan perbaikan dan pengaturan sungai. Kolam pengatur berfungsi sebagai pemotong puncak debit banjir, dengan demikian kolam yang tidak luas pun dapat mengendalikan banjir secara efektif. Dalam perencanaan pengendalian banjir, penentuan dimensi dari masing-masing komponen sistem pengendalian banjir harus ditelaah dari segi teknis, ekonomis maupun sosial dalam rangka perencanaan persungaian secara keseluruhan (Sosrodarsono dan Tominaga, 1985).1. Perencanaan Kapasitas Kolam.Perhitungan kapasitas kolam dimaksudkan untuk menentukan batasan maksimum yang dapat ditampung oleh kolam penampungan. Volume air hujan yang terjadi dihitung dengan metode hidrograf satuan Snyder.

Dimana :Qp : Debit banjir rencana (m3/detik).W : air * h * AH : Tinggi permukaan air dari dari dasar saluran.A : Luas daerah pelayanan. air : 1 (ton/m3)Tp : Time rise to peak (detik).Jika Tc > Tr maka Tp = tp + 0,5 tr (tr = 1 jam)tp = tp + 0.25 tr ( tr tc )tc = tp / 5,5tp = Ct ( L . Lc ) 0,3Ct = Koefisien antara = 1,35 1,65 diambil = 1,5Lc = jarak antara centeroid dengan mulut aliranJika tc < tr maka Tp = tp = 0,5 tr( Sumber : Ir. Joesron Lubis M.Eng,Banjir Rencana Untuk Bangunan Air, DPU, Badan Penerbit PU, 1987)

Gambar 2.1Kolam Penampungan dan Bangunan Pelengkapnya

Gambar 2.2Kolam Penampungan2.4.4Perencanaan Stasiun PompaDataran rendah di kanan kiri sungai, ada yang lebih rendah daripada muka air banjirnya dan dapat terendam apabila terjadi luapan air banjir sungai atau saluran tersebut. Air genangan pada dataran semacam ini akan meluas dan genangan akan cukup lama. Untuk mencegah terjadinya genangan yang lama, maka pada dataran rendah tersebut dibangun pompa air drainase. Sebagai pompa pengangkat air dari elevasi yang lebih rendah ke elevasi yang lebih tinggi. Pompa drainase umumnya beroperasi pada saat terjadi banjir dan tinggi tekan serta debitnya berubah-ubah sepanjang waktu.Terdapat berbagai jenis pompa, tergantung dari konstruksi, kapasitas, dan spesifikasinya. Untuk pompa drainase umumnya digunakan jenis pompa turbin seperti pompa aliran (axial flow) atau pompa aliran semi aksial (mix flow) untuk tinggi tekanan yang lebih rendah dan sedang dengan kapasitas yang besar, dan pompa volut (volute pump) untuk tekanan yang tinggi.Faktor-faktor yang mempengaruhi penggunaan pompa antara lain :a. Debit airb. Pengoperasian pompac. Kapasitas pompaSedangkan rumus yang digunakan untuk menghitung daya pompa (Dp) tersebut adalah sebagai berikut :

Dimana :Dp : Daya pompaHp : Hs + hfQ : Debit airw : Berat jenis air : Efisiensi pompa2.5DASAR PERENCANAANSistem yang akan direncanakan adalah sistem terpisah. Di dalam perencanaan sistem penyaluran air hujan ini digunakan beberapa parameter yang merupakan dasar perencanaan sistem. Dalam menentukan arah jalur saluran air hujan yang direncanakan terdapat batasan batasan sebagai berikut : Arah pengaliran dalam saluran mengikuti garis ketinggian yang ada sehingga diharapkan pengaliran secara gravitasi dan menghindari pemompaan. Pemanfaatan sungai/anak sungai sebagai badan air penerima dari outfall yang direncanakan.Dalam parameter tersebut ditunjukkan adanya faktor pembatas yaitu kondisi geografi setempat. Dari kondisi ini dikembangkan suatu sistem dengan berbagai alternatif dengan mempertimbangkan segi teknis dan ekonomisnya. 2.5.1Penentuan Jalur Saluran dan Daerah Saluran air hujan terdiri dari tiga macam :1. Saluran tersier, yaitu saluran yang terdapat pada jalan-jalan kecil, dimana saluran tersebut menyalurkan air hujan menuju saluran yang lebih besar.2. Saluran sekunder, yaitu saluran lanjutan dari saluran tertier, dimana kuantitas air merupakan kumulatif dari saluransaluran yang kecil, lalu disalurkan menuju saluran utama /saluran primer.3. Saluran primer/utama, adalah saluran yang menampung air hujan dari beberapa daerah pengaliran lewat saluran sekunder.Dalam merencanakan jalur saluran air hujan untuk seluruh daerah perencanaan ini, prinsip-prinsip yang harus diperhatikan adalah :1. Pengaliran air hujan di usahakan disalurkan ke badan air terdekat.2. Saluran diusahakan harus sependek mungkin dan secepatnya.3. Sistem air hujan tidak ada penggelontoran.4. Merupakan saluran terbuka, dengan dimensi tertentu yang dapat mencegah banjir, dan prinsip penyalurannya secara gravitasi .5. Aliran tidak boleh terputus-putus, kecepatan aliran lebih kecil dari 3,0 m/detik untuk mencegah erosi dan lebih besar dari 0,6 m /detik agar tak terjadi pengendapan.

2.5.2Pembagian Blok Daerah PengaliranPembagian blok daerah pengaliran ini berdasarkan atas beberapa pertimbangan, dengan melihat peta dan kemudian menganalisanya. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan antara lain :a. Topografi daerahDalam hal ini dapat diketahui kondisi topografi daerah dan dapat diperkirakan bahwa air akan cenderung mengalir dari daerah yang berelevasi tinggi menuju daerah berelevasi rendah dengan kemiringan tanah yang paling tajam.b. Luas daerahBlok daerah pengaliran dapat dibatasi yaitu dengan melihat daerah yang luas pengalirannya dapat tertampung pada saluran dengan panjang tertentu, karena luas daerah akan menentukan debit yang dialirkan pada saluran.c. Jarak pengaliranDalam hal ini berhubungan dengan daerah, untuk suatu titik yang terlalu jauh dengan jarak inlet, lebih baik dibuat blok aliran yang baru, yang lebih dekat dengan titik tersebut. Sebab hal ini akan memperlama waktu pengaliran.2.5.3Pemilihan Profil SaluranPada umumnya saluran air hujan menggunakan saluran terbuka. Hal ini karena air hujan tidak berbahaya bila dilihat dari segi kondisi airnya, dan saluran terbuka relatif efektif, sebab pemasukan air hujan akan lebih cepat dibandingkan bila memakai saluran tertutup.Untuk saluran air hujan yang melewati daerah ramai dan sibuk seperti daerah pertokoan, pasar industri, perkantoran dan rumah sakit umumnya menggunakan saluran tertutup. Hal ini untuk menghindari orang agar tidak terperosok dan pada daerah ramai umumnya sangat diperlukan sekali lahan, sehingga bila saluran tertutup di atas saluran tersebut dapat digunakan untuk kepentingan lain, misalnya untuk tempat parkir, trotoar dan sebagainya.Pada saluran terbuka profil yang biasa di gunakan adalah bentuk segi tiga, trapesium, segi empat, setengah lingkaran. Untuk perencanaan ini saluran dibuat segi empat, dengan pertimbangan : a. Menyalurkan limbah air hujan dengan debit aliran besar yang sifat alirannya terus menerus dengan fluktuasi kecil.b. Cukup praktis jika bagian atas saluran harus ditutup.Faktor faktor yang diperlukan dipertimbangkan untuk perancangan saluran tahan erosi adalah :1. Jenis material yang membentuk tubuh saluran untuk menentukan koefisien kekasarannya.2. Kecepatan aliran minimum yang diijinkan agar tidak terjadi pengendapan apabila air mengandung lumpur dan sisa sisa kotoran.3. Kemiringan dasar dan dinding saluran.4. Penampang yang efisien, baik yang hidrolis maupun empiris.Beberapa kriteria perancangan dapat diuraikan berikut ini :1. Koefisien larian (run off)Ketepatan dalam menetapkan besarnya debit air yang harus dialirkan melalui saluran drainase pada daerah tertentu, sangatlah penting dalam penentuan dimensi saluran. Menghitung besarnya debit rancangan drainase perkotaan pada umumnya digunakan metode rasional dan modifikasinya.Besarnya koefisien pengaliran dapat dilihat pada tabel 2.9

Tabel 2.9Koefisien Pengaliran Berdasarkan Jenis Permukaan dan Tata Guna TanahNoJenis Permukaan / Tata Guna TanahKoefisien Pengaliran

1

2

3

4

56789Perumputan Tanah pasir, slope 2 % Tanah pasir, slope 2 7 % Tanah pasir, slope 7 %Business Pusat kota Daerah pinggiranPerumahan Kepadatan 20 rumah / Ha Kepadatan 20 60 rumah / Ha Kepadatan 60 160 rumah /HaDaerah Industri Industri Ringan Industri BeratDaerah PertanianDaerah PerkebunanTanah KuburanTempat BermainJalan AspalJalan BetonJalan Batu0,05 0,100,10 0,150,15 - 0,20

0,75 0,950,50 0,70

0,50 0,600,60 0,800,70 0,90

0,50 0,800,60 0,900,45 0,550,20 0,300,10 0,500,20 0,35

0,70 - 0,950,80 0,950,70 0,85

Sumber : Imam Subarkah, Hidrologi Untuk Perencanaan Bangunan Air,19982. Bentuk bentuk saluranBentuk bentuk untuk saluran drainase tidak terlampau jauh berbeda dengan saluran air untuk irigasi pada umumnya. Dalam perancangan dimensi saluran harus diusahakan dapat memperoleh dimensi penampang yang ekonomis.Bentuk saluran drainase terdiri dari :a. Bentuk trapesiumPada umumnya saluran ini dari tanah, tetapi dimungkinkan juga dari pasangan batu kali. Saluran ini membutuhkan ruang yang cukup.b. Bentuk segi empatSaluran ini tidak banyak membutuhkan ruang. Sebagai konsekuensi saluran ini harus dari pasangan atau beton.c. Bentuk lingkaran, parabola, dan bulat telurSaluran ini berupa saluran dari pasangan atau kombinasi pasangan dan pipa beton. Dengan bentuk dasar saluran yang bulat memudahkan pengangkutan bahan endapan/limbah.d. Bentuk tersusunSaluran ini dapat berupa tanah maupun pasangan. Tampang saluran yang bawah berfungsi mengalirkan air rumah tangga pada kondisi tidak hujan, apabila terjadi hujan maka kelebihan air dapat ditampung pada saluran bagian atas.3. Macam materialLapisan dasar dan dinding saluran drainase tanah erosi bisa dibuat dari beton, pasangan batu kali, pasangan batu merah, aspal, kayu, besi cor, baja, dan lain lain. Pilihan material tergantung pada tersedianya lahan serta harga bahan konstruksi saluran. Penampang melintang saluran drainase perkotaan pada umumnya berbentuk segi empat, karena dipandang lebih efisien di dalam pembebasan tanahnya jika dibandingkan dengan trapesium.4. Kemiringan saluranYang dimaksud dengan kemiringan saluran adalah kemiringan dasar saluran dan kemiringan dinding saluran.Kemiringan dasar saluran merupakan kemiringan dasar saluran arah memanjang dimana umumnya dipengaruhi oleh kondisi topografi, serta tinggi tekanan yang diperlukan untuk adanya pengaliran sesuai dengan kecepatan yang diinginkan. Kemiringan dasar saluran maksimum yang diperbolehkan adalah 0,005 0,008 tergantung pada bahan saluran yang digunakan. Kemiringan yang lebih curam dari 0,002 bagi tanah lepas sampai dengan 0,005 untuk tanah padat akan menyebabkan erosi.5. Kecepatan yang diijinkanKecepatan minimum yang diijinkan adalah kecepatan terkecil yang tidak menimbulkan pengendapan dan tidak merangsang pertumbuhan tanaman akuatik serta lumut. Pada umumnya dalam praktek kecepatan sebesar 0,60 3,0 m/det dapat digunakan dengan aman apabila prosentase lumpur yang ada di air cukup kecil.Kecepatan maksimum yang diijinkan berdasarkan material :a. Untuk saluran berdinding tanah : v maks = 0,75 m/detb. Untuk saluran berdinding batu : v maks = 2,5 m/detc. Untuk saluran berdinding beton : v maks = 3 m/det6. Jagaan (freeboard)Yang dimaksud dengan jagaan dari suatu saluran adalah jarak vertikal dari puncak tanggul sampai permukaan air pada kondisi perencanaan. Jagaan direncanakan untuk dapat mencegah peluapan air akibat gelombang serta fluktuasi permukaan air, akibat gerakan angin serta pasang surut. Jagaan tersebut direncanakan antara 5 % sampai dengan 30 % dari dalamnya aliran.7. Koefisien kekasaran ManningDari macam macam jenis saluran, baik berupa saluran tanah maupun dengan pasangan, besarnya koefisien mengacu pada tabel 2.10Di samping kriteria kriteria yang disiapkan berdasarkan kondisi alam di atas, ada pula kriteria kriteria yang dibuat kondisi batas yang lain. Kondisi batas ini meliputi antara lain aspek biaya, sosial, lingkungan dan lain sebagainya. Salah satu kriteria yang berdasarkan pada aspek biaya adalah kala ulang untuk debit rencana yaitu sebagai berikut : - saluran kwarter:periode ulang 1 tahun- saluran tersier:periode ulang 2 tahun- saluran sekunder:periode ulang 5 tahun - saluran primer:periode ulang 10 tahun

Tabel 2.10Koefisien Kekasaran Manning

2.6PERHITUNGAN LIMPASAN HUJANUntuk menentukan besarnya debit aliran air berdasarkan curah hujan, perlu ditinjau hubungan antara aliran dengan curah hujan. Besarnya aliran dalam saluran ditentukan terutama oleh besarnya hujan, intensitas hujan, luas daerah hujan, lama waktu hujan, luas daerah aliran saluran, dan ciri-ciri daerah aliran tersebut.Metode pengukuran yang sering dipakai untuk menghitung besarnya aliran air dalam hubungannya dengan faktor-faktor diatas adalah Metode Rasional, dimana perumusannya adalah sebagai berikut :Q = C . I . A (cubic feet per second) Atau apabila menggunakan satuan metrik, maka rumus diatas menjadi :Q = 0,278 C . I . A Dimana :Q = debit aliran (m3/detik)C = koefisien pengaliran, tidak berdimensiA = Luas daerah aliran saluran (m)I = Intensitas Hujan Maksimum yang direncanakan untuk PUH tertentu (mm/detik)Rumus rasional diatas, dipakai untuk menentukan besarnya banjir rencana maksimum bagi saluran-saluran dengan daerah aliran kecil, tidak lebih dari 80 ha. Untuk daerah aliran yang lebih besar dari 80 ha, maka perhitungan dengan rumus rasional tersebut harus dikalikan dengan koefisien penampungan (Cs). Sehingga untuk daerah aliran yang lebih besar dari 80 ha perhitungan dilakukan dengan Metode Modifikasi Rasional yaitu :Q = 0,278 . C . Cs . I . A m3/detik (metode metrik)

1. Time of Overland FlowAdalah waktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh di daerah pematusan untuk masuk ke dalam saluran/badan air penerima yang terdekat. Perumusannya adalah sebagai berikut :t0 = 3,26 ( 1,1 C ) Lo0,5/S0,3, untuk tali air 300 mto = 108 n Lo0,3/S0,2, untuk tali air sampai 1000 mDimana :Lo = Panjang jarak dari tempat terjauh (awal pengaliran) sampai pada saluran/badan air penerimaH = Beda ketinggian antara tempat terjauh dengan saluran/badan air penerima yang terdekat.So = Perbandingan antara H dengan L2. Overland Flow (Lo)Merupakan suatu aliran limpasan permukaan alamiah pada daerah yang kita amati sebelum aliran tersebut masuk ke dalam saluran atau badan air penerima yang terdekat. Besarnya pengaliran tergantung pada koefisien pengaliran, koefisien penampungan, serta keadaan daerah tersebut.3. Slope of Overland FlowAdalah kemiringan dari aliran pada daerah yang kita tinjau. Slope ini dapat kita peroleh dari dari hasil perbandingan selisih tinggi antara tempat terjauh (awal aliran) dengan badan air penerima (akhir aliran), dengan panjang/jarak aliran tersebut dari awal hingga ke badan air penerima.

4. Time of DrainAdalah waktu yang dibutuhkan air untuk mengalir selama berada di dalam saluran, sampai pada titik pengamatan yang kita tentukan.Perumusannya adalah sebagai berikut :td = L VDimana :L = panjang saluran (m)V = Kecepatan aliran air di dalam saluran (m/dt)5. Time of ConcentrationAdalah waktu yang dibutuhkan air hujan untuk mengalir mulai dari awal pengalirannya sampai pada titik pengamatan yang kita tentukan. Perumusannya adalah sebagai berikut :tc = to + tdLama dari waktu konsentrasi ini tergantung pada kondisi daerah aliran, terutama jarak pengaliran dan kemiringan daerah pengaliran, dan koefisien pengaliranya.Besarnya time of inlet dipengaruhi banyak faktor, antara lain :a. Kekasaran tanah, makin kasar permukaan tanah maka aliran makin kecil sehingga time of inlet makin besarb. Adanya legokan pada permukaan tanah sehingga menghambat aliran, bahkan dapat mengurangi jumlah air yang mengalirc. Kemiringan tanah yang akan mempengaruhi kecepatan alirand. Luas daerah pengaliran atau jarak daerah pengaliran ke stream inlete. Kepadatan rumah dan jenis permukaan tanah Dalam perencanaan saluran air hujan, sebagian faktor yang disebutkan di atas sulit untuk diperhitungkan, sehingga untuk perencanaan selanjutnya time of inlet diperhitungkan berdasarkan besarnya koefisien pengaliran dan kemiringan rata rata permukaan tanah.Sedangkan kecepatan rata rata aliran dapat diperkirakan berdasarkan kemiringan rata rata dasar saluran, seperti tertera pada tabel 2.11Tabel 2.11Hubungan Kemiringan Rata Rata Dasar Saluran dan Kecepatan AliranKemiringan rata rata dasar saluran (%)Kecepatan aliran rata rata (m/det)

Kurang dari 11 22 44 - 66 1010 150,400,600,901,201,502,40

Sumber : Drainage Design for Bandung, BUDS Project, 19786. Rumus KirpichRumus ini bisa digunakan untuk menginghitung td, to, maupun tc. Untuk menghitung td, maka yang digunakan adalah Ld, sedangkan untuk menghitung to yang digunakan adalah Lo, dan untuk menghitung tc, yang digunakan adalah jumlah dari Lo dan Ld. Dirumuskan sebagai berikut :

to = 0.0195 Lo SSedangkan untuk tc dan td, maka yang diganti adalah koefisien Lo, seperti yang telah dijelaskan di atas.7. Koefisien PenampunganMerupakan efek penampungan dari suatu aliran terhadap banjir puncak (maksimum), dimana koefisien ini akan semakin besar kalau daerah alirannya semakin luas. Efek penampungan terhadap banjir maksimum diperhitungkan sebagai koefisien penampungan (Cs = Coefficient of Storage), dengan rumus :Cs = 2tc g 2tc + tddimana :Cs = koefisien penampungantc = waktu konsentrasitd = waktu mengalir dalam saluran8. Koefisien PengaliranBesar suatu pengaliran dapat kita nyatakan dalam ukuran tinggi, dan kita sebut sebagai tinggi aliran. Kalau ukuran besarnya hujan (dalam mm) untuk luas daerah yang sama, kita sebut tinggi hujan, maka perbandingan antara tinggi aliran dengan tinggi hujan (yang ditentukan untuk jangka waktu yag cukup panjang) disebut koefisien pengaliran, jadi : C = tinggi aliran k tinggi hujanKoefisien pengaliran ini dipengaruhi oleh : keadaan hujan, luas dan bentuk DAS, kemiringan DAS dan dasar saluran, daya infiltrasi dan perkolasi tanah kebasahan tanah, letak DAS terhadap arah angin, dan lain-lain. Harga C berubah dari waktu ke waktu, sesuai dengan perubahan pada DAS.9. Kecepatan aliran dalam saluran ( V )Kecepatan aliran yang diijinkan dalam suatu saluran telah memiliki suatu ketentuan-ketentuan tertentu. Secara umum, kecepatan aliran dalam saluran diisyaratkan sebesar 0,3 meter/detik atau lebih, dengan maksud agar tidak terjadi pengendapan material di dasar saluran. Dan kecepatan maksimumnya biasanya diisyaratkan antara 1 sampai 3 m/detik dengan maksud agar saluran tidak mudah tergerus, terutama untuk saluran berbentuk segi empat.10. Intensitas HujanPenentuan intensitas hujan untuk perencanaan saluran mempertimbangkan :a. Periode ulang hujan rata-rata yang diperolehb. Waktu konsentrasiUntuk keperluan perencanaan, digunakan intensitas hujan yang memiliki durasi sama dengan waktu konsentrasi pada PUH yang dipilih.2.7PERANCANGAN SALURANSebelum merencanakan dimensi saluran, langkah pertama yang harus diketahui adalah berapa debit rencananya. Untuk menghitung debit rencana perlu diketahui berapa luas daerah yang harus dikeringkan oleh saluran tersebut. Perhitungan besar air yang dibuang adalah berdasarkan tata guna lahan. Langkah pertama adalah merencanakan tata letak. Tata letak direncanakan berdasarkan peta kota dan peta topografi. Tentukan letak letak saluran saluran, kemudian hitung beban saluran saluran tersebut, dari yang terkecil sampai ke saluran induk. Setelah debit masing - masing saluran diketahui, barulah dilakukan perhitungan dimensi saluran. Untuk merencanakan dimensi penampang saluran drainase digunakan pendekatan rumus rumus aliran seragam.1. Trase SaluranPada ruas sungai yang belok-belokannya sangat tajam atau meander-nya sangat kritis, maka tanggul yang akan dibangun biasanya akan menjadi lebih panjang. Selain itu pada ruas sungai yang demikian, gerusan pada belokan luar sangat meningkat dan terjadi kerusakan tebing sungai yang akhirnya mengancam kaki tanggul. Sebaliknya pada belokan dalamnya terjadi pengendapan yang intensif pula. Jadi alur sungai menjadi lebih panjang dan dapat mengganggu kelancaran aliran banjir. Guna mengurangi keadaan yang kurang menguntungkan tersebut, maka pada ruas sungai tersebut pula dipertimbangkan pembuatan alur baru (sudetan) agar pada ruas tersebut alur sungai mendekati garis lurus dan lebi pendek (Sosrodarsono dan Tominaga, 1985). Pada perencanaan drainase perkotaan, alinyemen saluran disesuaikan dengan kondisi Rencana Umum Tataruang Kota (RUTK).2. Bentuk Penampang Melintang SaluranAda beberapa bentuk penampang melintang saluran banjir yang umum dilaksanakan, yaitu penampang berganda, penampang tunggal trapesium, penampang tunggal persegi. Potongan melintang saluran yang paling ekonomis adalah saluran yang dapat melewatkan debit maksimum untuk luas penampang basah, kekasaran dan kemiringan dasar tertentu. Faktor yang terpenting dalam menentukan pilihan bentuk penampang saluran adalah pertimbangan ekonomis (Suripin, 2004).Pada perencanaan ini akan direncanakan suatu jaringan saluran limpasan air hujan yang dapat melayani semaksimal mungkin daerah yang direncanakan, dengan anggapan bahwa datadata yang ada adalah data pada periode perencanaan .Bentuk penampang saluran drainase dapat merupakan saluran terbuka maupun saluran tertutup tergantung pada kondisi daerahnya. Rumus kecepatan rata rata pada perhitungan dimensi penampang saluran menggunakan rumus Manning, karena rumus ini mempunyai bentuk yang sangat sederhana tetap.1. Penampang saluran segi empat

a. Angka kekasaran (n) dapat ditentukan berdasarkan jenis bahan yang dipergunakan.b. Kemiringan tanah asli = kemiringan dasar saluran (S) dapat diketahui berdasarkan kondisi topografinyac. Luas penampang (A) = d. Keliling basah (P) = e. Jari jari hidrolis ( R ) = f. Tinggi jagaan = 30 % hg. Tinggi saluran (H) = h + tinggi jagaanUntuk menentukan dimensi saluran dianjurkan untuk melakukan pendekatan terhadap perbandingan antara lebar dasar saluran (b) dengan kedalaman aliran dalam saluran (h) yang dihubungkan dengan kapasitas saluran, seperti terlihat pada tabel berikut :Tabel 2.12Perbandingan Lebar Dasar Saluran dengan Tinggi Air yang Dianjurkan Berdasarkan Kapasitas SaluranKapasitas Saluran (m3/det)b : h

0,0 0,50,5 1,01,0 1,51,5 3,03,0 4,54,5 6,06,0 7,57,5 9,09,0 11,01,01,52,02,53,03,54,04,55,0

Sumber : Imam Subarkah, Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air, Bandung, 1980 2. Penampang Saluran Trapesium

a. Angka kekasaran ditentukan berdasarkan jenis bahan yang digunakan.b. Kemiringan dasar saluran (S) ditentukan berdasarkan topografi (atau disebut S = 0,0006)c. Kemiringan dinding saluran berdasarkan bahan yang digunakan, dapat dilihat pada tabel 2.7b. Luas Penampang (A)= (b + mh)h c. Keliling Basah= b + 2hd. Jari jari hidrolis = A/Pe. Tinggi jagaan = 25 % hf. Tinggi saluran = h + tinggi jagaan Tabel 2.13Kemiringan Dinding Saluran yang Dianjurkan Berdasarkan Bahan yang DigunakanBahan SaluranKemiringan Dinding

Batuan cadasTanah LumpurLempung keras atau tanah dengan lapisan betonTanah dengan pasangan batu atau tanah dengan saluran besarLempung atau tanah untuk saluran - saluran kecilTanah berpasir lepasLumpur berpasir atau lempung porousMendekati vertikal0,25 : 1(0,5 1) : 1

1 : 1

1,5 : 1

2 : 13 : 1

Sumber : Ven Te Chow, Open Channel Hydraulics, 1978

2.8PERANCANGAN BANGUNANDalam perancangan drainase , diperlukan bermacam macam bangunan yang berfungsi sebagai sarana untuk :1. Memperlancar surutnya genangan yang mungkin timbul di atas permukaan jalan karena Q hujan rencana.2. Memperlancar arus saluran3. Mengamankan dari bahaya degradasi pada dasar saluran4. Mengatur saluran terhadap pasang surut, khususnya di daerah pantaiAdapun bangunan bangunan sebagaimana tersebut di atas adalah :1. Inlet tegakDitempatkan pada jarak jarak tertentu di sepanjang tepi jalan (KERB) atau pada pertemuan KERB di perempatan jalan2. Inlet datarDitempatkan di pertigaan jalan, dimana pada arah melintang jalan terdapat saluran3. GrillDitempatkan pada perempatan jalan, dimana di bawahnya terdapat saluran, yang berfungsi menerima air yang melewatinya. Berada pada tempat yang terendah dari jalan yang menurun.4. ManholeBangunan ini diletakkan pada jarak jarak tertentu di sepanjang trotoar, berfungsi untuk pemeliharaan saluran.5. Gorong - gorongBangunan ini dibuat untuk menghubungkan saluran di kaki bukit melintang jalan di bawahnya dan berakhir di sisi bawah dari bangunan penahan tanah yang mendukung struktur jalan tersebut.Perhitungan dimensi gorong gorong :

Keterangan :Q= debit aliran (m3/det)n= koefisien debit (dapat dilihat pada tabel 2.4)A= luas gorong gorong (m2)g= percepatan gravitasi (= 9,81 m/det2)z= kehilangan tinggi energi pada gorong gorong

Tabel 2.14Koefisien DebitTinggi dasar dibangun sama dengan saluranTinggi dasar dibangun lebih tinggi dari dasar saluran

SisinAmbangSisin

Segi empatBulat0,80,9Segi empatBulatBulatSegi empatSegi empatBulat0,720,760,85

Sumber : Modul Prinsip Prinsip Dasar Sistem DrainaseKehilangan tinggi tenagaHmasuk = koefisien masuk . (va v)2/2g Keterangan :Koefisien masuk= 0,8va= kecepatan aliran pada saluranv= kecepatan dalam gorong gorongg= percepatan gravitasi (= 9,81 m/det2)Kecepatan dalam gorong gorong 1 2 m/det6. JembatanBangunan ini dimaksudkan untuk mendukung pipa (saluran air/minyak) atau jalan yang melintang saluran drainase.7. Bangunan TerjunBangunan ini diperlukan bila penempatan saluran terpaksa harus melewati jalur dengan kemiringan dasar (S) yang cukup besar.8. Ground SillBangunan ini ditempatkan melintang saluran pada jarak jarak tertentu sehingga dapat berfungsi sebagai pengaman terhadap bahaya degradasi terhadap dasar saluran.9. Pintu AirBangunan pintu air dapat berupa manual maupun otomatis, berfungsi sebagai penahan air pasang atau banjir.

II-1ELVIRA ASTRIANA SARI21080111130053