TUGAS BESAR

PERENCANAAN SISTEM JARINGAN

DRAINASE DAN PENGELOLAAN LIMBAH

PERUMAHAN ALAM SUTERA – CLUSTER ELYSIA

TANGERANG

Disusun oleh :

1. Maryam Nadiara Husfika 1111020037

2. Muhamad Luthfi 1111020009

3. Mutiara Nurul Faadhilah 1111020038

4. Salma Izzati 1111020025

5. Yolanda Oktariani 1111020048

3 Sipil 2 Pagi

PROGRAM STUDI TEKNIK KONSTRUKSI SIPIL

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

DEPOK

2014

i

LEMBAR PERSETUJUAN

Diterima oleh Dosen Pembimbing Tugas Drainase dan Pengelolaan Limbah

KPK Sumber Daya Air dan Lingkungan

Jurusan Teknik Sipil, Program Studi Konstruksi Bangunan Sipil

Politeknik Negeri Jakarta

Pada Tanggal, Juni 2014

Laporan Tugas Besar ini telah disetujui.

Menyetujui,

Dosen Pembimbing

Ir. Drs. Jasuri Sa’at, M.T.

NIP. 19550623 198603 1 001

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan

rahmat dan hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan Tugas Besar Drainase dan

Pengelolaan Limbah tepat pada waktunya. Adapun tugas ini dimaksudkan untuk

memenuhi syarat nilai mata kuliah Drainase dan Pengelolaan Limbah pada semester VI,

yang mana tugas ini lebih di titik beratkan kepada penerapan teori dan pengaplikasiannya

di lapangan.

Laporan Tugas Besar ini tidak akan terlaksana tanpa adanya bantuan dari

berbagai pihak yang telah mendukung dalam penulisan laporan ini. Oleh karena itu kami

mengucapkan terima kasih kepada:

1. Orang tua kami yang selalu memberikan dukungan baik moral maupun material.

2. Bapak Ir. Drs. Jasuri Sa’at, M.T. selaku pembimbing kami.

3. Dan berbagai pihak yang tidak bisa disebutkan satu-persatu namanya yang telah

membantu penulis dalam menyelesaikan laporan ini.

Kami menyadari bahwa dalam Laporan Tugas Besar ini masih banyak

kekurangan. Oleh karena itu kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun dari semua pihak.

Dan pada akhirnya, kami berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi

semua pihak dan dapat menjadi pedoman nantinya di dunia kerja.

Depok, Juni 2014

Penyusun

iii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN...................................................................................ii

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

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

DAFTAR TABEL.................................................................................................vi

DAFTAR GAMBAR.............................................................................................vii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang........................................................................................1

1.2 Tujuan Penulisan....................................................................................1

1.3 Tujuan Khusus........................................................................................1

1.4 Rumusan Masalah...................................................................................1

1.5 Sistematika Penulisan.............................................................................2

BAB II DASAR TEORI

2.1 Pengertian Drainase................................................................................3

2.2 Jenis Drainase dan Permasalahannya.....................................................3

2.3 Drainase Perkotaan.................................................................................6

2.4 Aspek Hidrologi......................................................................................8

2.5 Aspek Hidrolika....................................................................................20

BAB III DATA PERENCANAAN

3.1 Peta Daerah Proyek Perencanaan Drainase..........................................22

3.2 Data Curah Hujan Stasiun Pondok Betung...........................................23

BAB IV ANALISA DATA PERENCANAAN

4.1 Perhitungan Curah Hujan.....................................................................24

4.2 Perhitungan Debit.................................................................................33

4.3 Perhitungan Dimensi Saluran...............................................................36

4.4 Perhitungan Hilang Tinggi Tekan Mayor (hgs)....................................41

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan...........................................................................................43

iv

5.2 Saran.....................................................................................................43

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang......................................................................................44

1.2 Tujuan Penulisan..................................................................................44

1.3 Permasalahan........................................................................................45

1.4 Pembatasan Masalah............................................................................45

1.5 Sistematika Penulisan...........................................................................45

BAB II DASAR TEORI

1.1 Air Limbah...........................................................................................46

1.1.1 Macam-macam Sistem Pengolahan Air Limbah..........................48

1.1.2 Kualitas Air Limbah.....................................................................48

1.1.3 Sumber-Sumber Air Limbah.........................................................48

1.1.4 Variasi Laju Aliran Air Limbah....................................................49

1.1.5 Pengolahan Air Limbah................................................................49

2.2 Analisa Debit dan Dimensi..................................................................60

2.2.1 Analisa Debit................................................................................60

2.2.2 Analisa Dimensi............................................................................60

2.2.3 Analisa Hilang Tinggi Tekan........................................................61

BAB III DATA PERENCANAAN

3.1 Data Jumlah Penduduk.........................................................................63

3.2 Data Lapangan......................................................................................63

Gambar.19 Layout Perumahan Alam Sutera Cluster Elysia..........................64

BAB IV ANALISA DATA PERENCANAAN

4.1 Perencanaan Saluran Air Limbah.........................................................65

4.1.1 Analisa Hasil Limbah Rumah Tangga..........................................65

4.1.2 Perhitungan Jumlah Penduduk Umur Rencana.............................65

4.1.3 Perhitungan Debit Maksimum......................................................66

BAB V............................................................................................................71

PENUTUP......................................................................................................71

5.1 Kesimpulan...........................................................................................71

5.2 Saran.....................................................................................................71

DAFTAR PUSTAKA....................................................................................72

v

DAFTAR TABELTabel 4.1 Perhitungan Curah Hujan ......................................................................24

Tabel 4.2 Return Period a Function of Reduced ...................................................25

Tabel 4.3 Perhitungan Intensitas Curah Hujan Metode Mononobe (20tahunan). .28

Tabel 4.4 Perhitungan Nilai Tc..............................................................................32

Tabel 4.5 Perhitungan debit saluran.......................................................................34

Tabel 4.6 Perhitungan dimensi saluran..................................................................39

Tabel 4.7 Perhitungan hgs......................................................................................42

Tabel 3.1 Data Jumlah Penduduk .........................................................................63

Tabel 4.1 Perhitungan Jumlah penduduk tiap saluran...........................................66

Tabel 4.2 Perhitungan debit maksimum................................................................67

Tabel 4.3 Perhitungan Dimensi Pipa Saluran Limbah...........................................68

Tabel 4.4 Perhitungan Kehilangan Tinggi Tekan.................................................69

Tabel 4.5. Perhitungan Elevasi Pipa......................................................................70

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Drainase Alamiah pada Siklus Air.........................................................3

Gambar 2. Drainase Buatan.....................................................................................4

Gambar 3. Siklus Hidrologi dan Sistem Pengendali Banjir..Error! Bookmark not

defined.7

Gambar 4. Kurva Inensitas Hujan........................Error! Bookmark not defined.1

Gambar 5. Kurva untuk memperkirakan to..........Error! Bookmark not defined.2

Gambar 6. Poligon Thiesen................................Error! Bookmark not defined.16

Gambar 7. Metode Isohyet.................................Error! Bookmark not defined.17

Gambar 8.Hubungan antara unsur-unsur fungsional dari sistem pengolahan air

limbah kota.......................................Error! Bookmark not defined.47

Gambar 9. Layout Perumahan Alam Sutera Cluster Elysia...................................64

vii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perumahan Alam Sutera, Cluster Elysia yang berlokasi di Serpong, Tangerang

adalah perumahan sebagai salah satu pertumbuhan fisik dalam suatu wilayah yang

merupakan kebutuhan dasar manusia yang dapat berfungsi sebagai sarana produksi

keluarga, merupakan titik strategis dalam pembangunan manusia seutuhnya.

Oleh karena itu, perencanaan sistem drainase dalam Perumahan Alam Sutera,

Cluster Elysia perlu mendapat perhatian yang penting guna terhindar dari bencana banjir

atau genangan air hujan, serta mendukung kehidupan manusia yang hidup bermukim di

perumahan tersebut dengan nyaman, sehat dan dapat berinteraksi satu dengan lainnya

dalam kehidupan sehari – hari.

Drainase yang kurang baik akan mengakibatkan berbagai macam masalah yang

bisa merugikan manusia itu sendiri. Salah satunya adalah masalah banjir.

1.2. Tujuan Penulisan

1. Mahasiswa mampu memahami mata kuliah drainase dan pengelolaan limbah.

2. Mahasiswa mampu merancang sistem drainase dan pengelolaan limbah pada

suatu perumahan dengan baik.

1.3. Tujuan Khusus

1. Mahasiswa mampu merencanakan drainase di Perumahan Alam Sutera,

Cluster Elysia.

2. Mahasiswa mampu merencanakan dimensi saluran drainase yang sesuai

dengan kebutuhan pada Perumahan Alam Sutra, Cluster Elysia.

1.4. Rumusan Masalah

a. Perencanaan Layout Drainase

b. Perhitungan Intensitas Hujan & Catchment Area

c. Perhitungan Debit Drainase

d. Perencanaan Dimensi Saluran Drainase

e. Penggambaran Sistem Drainase

1

1.5. Sistematika Penulisan

Sistematika Penulisan pada makalah ini adalah sebagai berikut :

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PERSETUJUAN

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

BAB I

berisi tentang pendahuluan dan gambaran tentang isi dari penulisan.

BAB II

berisi tentang dasar teori yang digunakan.

BAB III

berisi tentang data-data yang dibutuhkan untuk menganalisa.

BAB IV

berisi tentang Analisa Perhitungan Data.

BAB V

berisi tentang kesimpulan dan saran

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

2

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pengertian Drainase

Drainase (drainage) didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan yang

mempelajari usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan dalam suatu konteks

pemanfaatan tertentu.

Drainase perkotaan merupakan jaringan pembuangan air yang berfungsi

mengeringkan bagian-bagian wilayah administrasi kota dan daerah urban dari

genangan air, baik dari hujan lokal maupun luapan sungai yang melintas di dalam

kota.

2.2 Jenis Drainase dan Permasalahanya

2.2.1 Jenis – Jenis Drainase

1. Menurut Sejarah Terbentuknya

a. Drainase Alamiah (Natural Drainage)

Terbentuk secara alamiah , tidak terdapat bangunan penunjang.

3

b. Drainase Buatan (Artificial Drainage)

Dibuat dengan tujuan tertentu, memerlukan bangunan khusus.

2. Menurut Letak Bangunan

a. Drainase Permukaan Tanah (Surface Drainage)

Suatu system pembuangan air untuk menyalurkan air

dipermukaan tanah. Hal ini berguna untuk mencegah adanya

genangan.

b. Drainase Bawah Permukaan Tanah (Subsurface Drainage)

Suatu sistem pembuangan untuk mengalirkan kelebihan air

dibawah tanah. Pada jenis tanaman tertentu drainase juga

bermanfaat untuk mengurangi ketinggian muka air tanah sehingga

tanaman dapat tumbuh dengan baik.

3. Menurut Fungsi

1) Single Purpose

Saluran yang berfungsi mengalirkan satu jenis air buangan,

misalnya air hujan saja atau jenis air buangan yang lainnya seperti

limbah domestik, air limbah industri dan lain – lain.

4

2) Multi Purpose

Saluran yang berfungsi mengalirkan beberapa jenis air buangan

baik secara bercampur maupun bergantian.

4. Menurut Konstruksi

a. Saluran Terbuka

yaitu sistem saluran yang biasanya direncanakan hanya untuk

menampung dan mengalirkan air hujan, namun pada umumnya sistem

saluran ini berfungsi sebagai saluran campuran. Pada pinggiran kota,

saluran terbuka ini biasanya tidak diberi lining (lapisan pelindung).

Akan tetapi, saluran terbuka di dalam kota harus diberi lining dengan

beton, mansory (pasangan batu).

b. Saluran Tertutup

yaitu saluran untuk air kotor yang mengganggu kesehatan

lingkungan. Sistem drainase ini baik untuk diterapkan di daerah

perkotaan, terutama dengan tingkat penduduk yang tinggi.

2.2.2 Sistem dan Permasalahan Drainase

1. Sistem drainase dibagi menjadi

a. Tersier Drainage

b. Secondary Drainage

c. Main Drainage

d. Sea Drainage

2. Permasalahan drainase

Permasalahan drainase perkotaan bukanlah hal yang sederhana.

Banyak faktor yang mempengaruhi dan pertimbangan yang matang

dalam perencanaan, antara lain :

5

1. Peningkatan Debit

Manajemen sampah yang kurang baik memberi kontribusi

percepatan pendangkalan /penyempitan saluran dan sungai. Kapasitas

sungai dan saluran drainase menjadi berkurang, sehingga tidak

mampu menampung debit yang terjadi, air meluap dan terjadilah

genangan.

2. Peningkatan Jumlah Penduduk

Meningkatnya jumlah penduduk perkotaan yang sangat cepat,

akibat dari pertumbuhan maupun urbanisasi. Peningkayan jumlah

penduduk selalu diikuti oleh penambahn infrastruktur perkotaan,

disamping itu peningkatn penduduk juga selalu diikuti oleh

peningkatan limbah, baik limbah cair maupun pada sampah.

3. Amblesan Tanah

Disebabkan oleh pengambilan air tanah yang berlebihan,

mengakibatkan beberapa bagian kota berada dibawah muka air laut

pasang.

4. Penyempitan dan pendangkalan saluran

5. Reklamasi

6. Limbah sampah dan pasang surut

2.3 Drainase Perkotaan

Prinsip utama drainase perkotaan:

1. Kapasitas sistem harus mencukupi untuk menampung air hujan yang

akan dibuang ke sungai, dan cukup diresapkan ke tanah.

2. Tata letak sistem segi hidrolik dan tata letak dalam kaitannya dengan

prasarana lain seperti jalan, perumahan, dll serta memperhitungkan

kemungkinan untuk perluasan kapasitas sistem drainase.

3. Stabilitas sisem segi struktural, keawetan dan kemudahan mengalirkan

secara gravitasi.

6

4. Meminimalisasi pembebasan tanah dengan mencari jalur terpendek

agar pembebasan tanah kecil.

Drainase di perkotaan dapat dilakukan dengan menggunakan :

1. Waduk

2. Kanal (Saluran)

3. Polder

Bangunan pelengkap drainase perkotaan:

1. Gorong-gorong

Gorong-gorong adalah bangunan yang dipakai untuk membawa

aliran air (saluran irigasi atau pembuang) melewati bawah jalan air

lainnya (biasanya saluran), di bawah jalan, atau jalan kereta api. Gorong-

gorong juga digunakan untuk mengalihkan aliran air pada saluran.

2. Bangunan bagi

Merupakan bangunan yang berfungsi untuk megubah arah aliran

air.

7

3. Bangunan pelimpah

Merupakan bangunan yang berfungsi menyatukan aliran air dari

beberapa saluran untuk diteruskan ke suatu saluran.

4. Bangunan penangkap endapan

Merupakan bangunan yang berfungsi sebagai tempat pengendapan

material yang tercampur bersama aliran air.

2.4 Aspek Hidrologi

Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang terjadinya pergerakan

dan distribusi air di bumi, baik ditinjau secara kuantitas maupun kualitas, sebagai

dasar untuk perencanaan drainase jalan dan jembatan. Secara umum dapat dibagi

dalam 2 kategori, yaitu :

a) Operational Hydrology

Menyangkut pemasangan alat-alat ukur berikut penentuan jaringan stasiun

pengamatannya, pengumpulan data hidrologi, pengolahan data mentah dan

publikasi data.

b) Applied Hydrology

Ilmu yang langsung berhubungan dengan penggunaan hukum-hukum yang

berlaku menurut ilmu-ilmu murni (pure science) pada kejadian praktis

dalam kehidupan.

Analisis hidrologi dari daerah perencanaan yang meliputi analisis curah

hujan harian maksimum dan pembuatan kurva intensitas durasi hujan merupakan

langkah awal yang perlu dilakukan dalam perencanaan saluran drainase. Dengan

melakukan analisis hidrologi, debit banjir rencana yang akan digunakan sebagai

dasar penentuan dimensi saluran dan perlengkapannya dapat diperkirakan.

2.4.1 Data-Data Hidrologi

Menurut tipenya, data dapat dikategorikan dalam :

– Data berdasarkan sejarah

– Data hasil pengukuran/pengumpulan di lapangan

– Data hasil percobaan di laboratorium

8

– Data hasil pengukuran serempak 2 variabel atau lebih, dengan

tujuan agar dapat dipelajari hubungan antar variable tersebut.

2.4.2 Proses Hidrologi

• Proses Deterministik

– Terjadi jika perubahan dari variable hidrologi dikontrol oleh suatu

hukum tertentu (sudah dapat dipastikan).

– Contoh : Selama kecepatan aliran tanah berhubungan secara

proporsional terhadap kemiringan hidraulik :

• Proses Probabilistik

– Terjadi bila perubahan/evolusi variable hidrologi mempunyai

berbagai kemungkinan (tidak dapat dipastikan), tidak tergantung

dari waktu (time independent).

– Contoh : Prosedur pembuatan kurva duration flow merupakan

proses probabilistik

• Proses Stokhastik

– Terjadi bila perubahan/evolusi variable hidrologi tidak dapat

dipastikan, tergantung pada fungsi waktu (kebanyakan/sebagian

besar proses hidrologi tergantung fungsi waktu).

– Contoh : Prosedur pembangkitan debit dari data series debit yang

ada.

2.4.3 Macam-Macam dan Tahapan Siklus Hidrologi :

1. Siklus Pendek / Siklus Kecil

a. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari

b. Terjadi kondensasi dan pembentukan awan

c. Turun hujan di permukaan laut

2. Siklus Sedang

a. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari

b. Terjadi kondensasi

9

c. Uap bergerak oleh tiupan angin ke darat

d. Pembentukan awan

e. Turun hujan di permukaan daratan

f. Air mengalir di sungai menuju laut kembali

3. Siklus Panjang / Siklus Besar

a. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari

b. Uap air mengalami sublimasi

c. Pembentukan awan yang mengandung kristal es

d. Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat

e. Pembentukan awan

f. Turun salju

g. Pembentukan gletser

h. Gletser mencair membentuk aliran sungai

i. Air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut

2.4.4 Karakteristik Hujan

a) Durasi

Durasi hujan adalah lama kejadian hujan (menitan, jam-jaman, harian)

diperoleh terutama dari hasil pencatatan alat pengukur hujan otomatis.

Dalam perencanaan drainase durasi hujan ini sering dikaitkan dengan

waktu konsentrasi, khususnya pada drainase perkotaan diperlukan

durasi yang relatif pendek, mengingat akan toleransi terhadap lamanya

genangan.

b) Intensitas

Intensitas adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan

atau volume hujan tiap satuan waktu. Besarnya intensitas hujan

berbeda-beda, tergantung dari lamanya curah hujan dan frekuensi

kejadiannya. Intensitas hujan diperoleh dengan cara melakukan

analisis data hujan baik secara statistik maupun empiris.

c) Lengkung Intensitas

10

Lengkung intensitas hujan adalah grafik yang menyatakan hubungan

antara intensitas hujan dengan durasi hujan, hubungan tersebut

dinyatakan dalam bentuk lengkung intensitas hujan dengan kala ulang

hujan tertentu.

Pada gambar 2.1. merupakan salah satu contoh lengkung intensitas

hujan untuk beberapa macam kala ulang hujan menurut Haspers.

Gambar 3. Kurva Intensitas Hujan

d) Waktu Konsentrasi (T)

Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan

air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang

ditentukan di bagian hilir suatu saluran.

Pada prinsipnya waktu konsentrasi dapat dibagi menjadi:

i) Inlet time (to), yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir

di atas permukaan tanah menuju saluran drainase.

ii) Conduit time (td), yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk

mengalir di sepanjang saluran sampai titik kontrol yang ditentukan

dibagian hilir.

11

Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan rumus:

tc = to + td

Lama waktu mengalir didalam saluran (td) ditentukan dengan rumus

sesuai dengan kondisi salurannya.

Pada saluran buatan nilai kecepatan aliran dapat dimodifikasi

berdasarkan nilai kekasaran dinding saluran menurut Manning, Chezy,

atau yang lainnya.

Waktu konsentrasi besarnya sangat bervariasi dan dipengaruhi oleh

faktor-faktor berikut ini:

i) Luas daerah pengaliran

ii) Panjang saluran drainase

iii)Kemiringan dasar saluran

iv)Debit dan kecepatan aliran

Dalam perencanaan drainase waktu konsentrasi sering dikaitkan

dengan durasi hujan, karena air yang melimpas mengalir dipermukaan

tanah dan selokan drainase sebagai akibat adanya hujan selama waktu

konsentrasi.

Gambar 4. Kurva untuk memperkirakan to

Sumber: Buku Drainase Perkotaan, karangan S. Hindarko. Ir.

12

2.4.5 Data Hujan

a) Pengukuran

Hujan merupakan komponen yang amat penting dalam analisis

hidrologi pada perancangan debit untuk menentukan dimensi saluran

drainase.

Pengukuran hujan dilakukan selama 24 jam, dengan cara ini berarti

hujan yang diketahui adalah hujan total yang terjadi selama satu hari.

Untuk berbagai kepentingan perancangan drainase tertentu data hujan

yang diperlukan tidak hanya data hujan harian, akan teteapi juga

distribusi jam-jaman atau menitan. Hal ini akan membawa konsekwensi

dalam pemilihan data, dan dianjurkan untuk menggunakan data hujan

hasil pengukuran dengan alat ukur otomatis.

b) Alat Ukur

Dalam praktek pengukuran hujan terdapat dua jenis alat ukur hujan,

yaitu:

1. Alat Ukur Hujan Biasa (Manual Raingauge)

Data yang diperoleh dari pengukuran dengan menggunakan alat ini, berupa

data hasil pencatatan oleh petugas pada setiap periode tertentu. Alat

pengukur hujan ini berupa suatu corong dan sebuah gelas ukur yang

masing-masing berfungsi untuk menampung jumlah air hujan dalam satu

hari (hujan harian).

2. Alat Ukur Hujan Otomatis (Automatic Raingauge)

Data yang diperoleh dari hasil pengukuran dengan menggunakan alat ini

berupa data pencatatan secara menerus pada kertas pencatat yang dipasang

pada alat ukur. Berdasarkan data ini akan dapat dilakukan analisis untuk

memperoleh besaran intensitas hujan.

Tipe alat hujan otomatis ada tiga, yaitu:

(1) Weighting Bucket Raingauge

(2) Float Type Raingauge

(3) Tipping Bucket Raingauge

13

c) Kondisi dan Sifat Data

Data hujan yang baik diperlukan dalam melakukan analisis hidrologi,

sedangkan untuk mendapatkan data yang berkualitas biasanya tidak

mudah. Data hujan hasil pencatatan yang tersedia biasanya dalam

kondisi tidak menerus. Apabila terputusnya rangkaian data hanya

beberapa saat, kemungkinan tidak menimbulkan masalah didalam

melakukan analisis.

Menghadapi kondisi data seperti ini langkah yang dapat ditempuh

adalah dengan melihat akan kepentingan dari sasaran yang dituju,

apakah data kosong tersebut perlu diisi kembali.

Kualitas data yang tersedia akan ditentukan oleh alat ukur dan

manajemen pengelolaannya.

2.4.6 Pengolahan Data

a) Hujan Rerata Daerah Aliran

Hujan rata-rata untuk suatu daerah dapat dihitung dengan:

i) Cara Rata-rata Aljabar

Cara ini adalah perhitungan rata-rata secara alajabar curah hujan di

dalam dan disekitar daerah yang bersangkutan

R = 1/n (R1 + R2 + ...................Rn)

Dimana:

R = curah hujan daerah

N = jumlah titik atau pos pengamatan

R1, R2, ....................Rn = curah hujan di tiap titik pengamatan

ii) Cara Thiessen

Jika titik-titik didaerah pengamatan di dalam daerah itu tidak tersebar

merata, maka cara perhitungan curah hujan dilakukan dengan

memperhitungkan daerah pengarus tiap titik pengamatan.

14

Dimana:

R = curah hujan daerah

R1, R2, Rn = curah hujan ditiap titik pengamatan

A1, A2, An = bagian daerah yang mewakili tiap titil pengamatan

W1, W2, ........ Wn = . ................

Bagian-bagian daerah A1, A2, ............. An ditentukan dengan cara

sebagai berikut:

1. Cantumkan titik-titik pengamatan di dalam dan disekitar daerah itu

pada peta topografi, kemudian dihubungkan tiap titik yang

berdekatan dengan sebuah garis lurus. Dengan demikian akan

terlukis jaringan segitiga yang menutupi seluruh daerah.

2. Daerah yang bersangkutan itu dibagi dalam poligon-poligon yang

didapat dengan menggambar garis bagi tegak lurus pada setiap sisi

segitiga tersebut di atas. Curah hujan dalam setiap poligon

dianggap diwakili oleh curah hujan dari titik pengamatan dalam

tiap poligon itu. Luas tiap poligon diukur dengan planimeter atau

dengan cara lain.

Cara Thiessen ini memberikan hasil yang lebih teliti daripada cara

aljabar. Akan tetapi penentuan titik pengamatan dan pemilihan

ketinggian akan mempengaruhi ketelitian hasil yang didapat. Kerugian

yang lain umpamanya untuk penentuan kembali jaringan segitiga jika

terdapat kekurangan pengamatan pada salah satu titik pengamatan.

15

Gambar 5. Poligon Thiesen

iii) Cara Isohyet

Peta isohyet digambar pada peda topografi dengan perbedaan 10 mm

sampai 20 mm berdasarkan data curah hujan pada titik-titik

pengamatan didalam dan sekitar daerah yang dimaksud.

Luas bagian daerah antara 2 garis isohyet yang berdekatan diukur

dengan planimeter. Demikian pula harga rata-rata dari garis-garis

isohyet yang berdekatan yang termasuk bagian-bagian itu dapat

dihitung. Curah hujan daerah itu dapat dihitung menurut persamaan

sebagai berikut:

Dimana:

R = curah hujan daerah

R1, R2, ...... Rn = curah hujan rata-rata pada bagian-bagian A1,

A2, .......... An

A1, A2, ...... An = luas bagian-bagian antara garis isohyet

Cara ini adalah cara rasional yang terbaik jika garis-garis isohyet

dapat digambar dengan teliti. Akan tetapi jika titik-titik pengamatan

itu banyak dan wariasi curah hujan di daerah bersangkutan besar,

16

maka pada pembuatan peta isohyet ini akan terdapat kesalahan pribadi

si pembuat data.

Gambar 6. Metode Isohyet

b) Melengkapi Data

Hasil pengukuran hujan yang diterima oleh pusat Meteorologi dan

Geofisika dari tempat-tempat pengamatan hujan kadang-kadang ada yang tak

lengkap, sehingga didalam daftar hujan yang disusun ada data hujan yang

hilang.

Untuk melengkapi data yang hilang itu kita tidak dapat mengadakan

perkiraan. Sebagai dasar untuk perkiraan ini digunakan data hujan dari tiga

tempat pengamatan yang berdekatan dan mengelilingi tempat pengamatan

yang datanya tidak lengkap. Kalau titik-titik itu tadi selisih antara hujan-

hujan tahunan normal dari tempat pengamatan yang datanya tak lengkap itu

kurang dari 10% maka perkiraan data yang hilang boleh diambil harga rata-

rata hitung dari data-data tempat-tempat pengamatan yang mengelilinginya.

Kalau selisih itu melebihi 10% diambil cara menurut perbandingan biasa

yaitu:

Dimana:

R = ch rata-rata setahun di tempat pengamatan R datanya harus lengkap

ra, rb, rc = curah hujan ditempat pengamatan RA, RB, RC

RA, RB, RC = curah hujan rata-rata setahun di A, B, dan C

17

c) Kala Ulang Hujan

Suatu data hujan adalah (x) akan mencapai suatu harga tertentu/disamai (x1)

atau kurang dari (x1) atau lebih/dilampaui dari (x1) dan diperkirakan terjadi

sekali dalam kurun waktu T tahun, maka T tahun ini dianggap sebagai

periode ulang dari (x1).

Contoh: R2th = 115 mm

Dalam perencanaan saluran drainase periode ulang yang dipergunakan

tergantung dari fungsi saluran serta daerah tangkap hujan yang akan

dikeringkan.

Menurut pengalaman, penggunaan periode ulang untuk perencanaan:

1. Saluran kwarter: periode ulang 1 tahun

2. Saluran tersier : periode ulang 2 tahun

3. Saluran sekunder: periode ulang 5 tahun

4. Saluran primer: periode ulang 10 tahun

Penentuan periode ulang juga didasarkan pada pertimbangan ekonomis.

Berdasarkan prinsip dalam penyelesaian masalah drainase perkotaan dari

aspek hidrologi, sebelu dilakukan analisis frekwensi untuk mendapatkan

besaran hujan dengan kala ulang tertentu harus dipersiapkan rangkaian data

hujan berdasarkan pada durasi harian, jam-jaman atau menitan.

Analisis frekwensi terhadap data hujan yang tersedia dapat dilakukan dengan

beberapa metode antara lain Gumbell, Log Normal, Log Person III, dan

sebagainya.

d) Analisis Intensitas Hujan

Data curah hujan dalam suatu waktu tertentu (beberapa menit) yang tercatat

pada alat otomatik dapat dirubah menjadi intensitas curah hujan per jam.

Umpamanya untuk merubah hujan 5 menit menjadi intensitas curah hujan per

jam, maka curah hujan ini harus dikalikan dengan 60/5. Demikian pula untuk

hujan 10 menit dikalikan dengan 60/10.

Menurut Dr. Monobe intensitas hujan (I) didalam rumus rasional dapat

dihitung dengan rumus:

18

Dimana:

R = curah hujan rancangan setempat dalam mm

tc = lama waktu konsentrasi dalam jam

I = intensitas hujan dalam mm/jam

2.4.7 Debit Rancangan dengan Metode Rasional

Asumsi dasar yang ada selama ini adalah bahwa kala ulang debit

ekivalen dengan kala ulang hujan. Debit rencana untuk daerah perkotaan

umumnya dihendaki pembuangam air yang secepatnya, agar jangan ada

genangan air yang berarti. Untuk memenuhi tujuan ini saluran-saluran

harus dibuat cukup sesuai dengan debit rancangan.

Faktor-faktor yang menentukan sampai berapa tinggi genangan air

yang diperboleh agar tidak menimbulkan kerugian yang berarti adalah:

1. Berapa luas daerah yang akan tergenang (sampai batas tinggi yang

diperbolehkan)

2. Berapa lama waktu penggenangan itu.

Suatu daerah perkotaan umumnya merupakan bagian dari suatu daerah

aliran yang lebih luas, dan di daerah aliran ini sudah ada sistem drainase

alami. Perencanaan dan pengembangan sistem bagi suatu daerah perkotaan

yang baru harus diselaraskan dengan sistem drainase alami yang sudah

ada, agar keadaan aslinya dapat dipertahankan sejauh mungkin.

Besarnya debit rencana dihitung dengan memakai metode Rasional

kalau daerah alirannya kurang dari 80 Ha. Untuk daerah aliran yang lebih

luas sampai dengan 5000 Ha dapat digunakan metode rasional yang

diubah. Untuk luas daerah yang lebih dari 5000 Ha digunakan hidrogaf

satuan atau metode rasional yang diubah.

Rumus metode rasional:

Q = (α x r x f)/3,6

Dimana:

Q : Debit maksimum (m3/dt)

19

α : Run off coefisient (empiris)

r : Intensitas hujan selama time of concentration (mm/jam)

f : Luas daerah pengaliran (km2)

Koefisien Pengaliran ( α )

Koefisien pengaliran merupakan nilai banding antara bagian hujan yang

membentuk limpasan langsung dengan hujan total yang terjadi. Besaran ini

dipengaruhi oleh tata guna lahan, kemiringan lahan, jenis dan kondisi tanah.

Pemilihan koefisien pengaliran harus memperhitungkan kemungkinan adanya

perubahan tata guna lahan dikemudian hari.

Koefisien Penyebaran Hujan

Koefisien penyebaran hujan ( ) merupakan nilai yang digunakan untuk

mengoreksi pengaruh penyebaran hujan yang tidak merata pada suatu daerah

pengaliran. Nilai besaran ini tergantung dari kondisi dan luas daerah

pengaliran. Untuk daerah yang relatif kecil biasanya kejadian hujan

diasumsikan merata. Sehingga nila koefisien penyebaran hujan = 1

2.5 Aspek Hidrolika

2.5.1 Umum

Aliran air dalam suatu saluran dapat berupa aliran saluran terbuka

(open channel flow) maupun saluran tertutup (pipe flow). Pada aliran

saluran terbuka terdapat permukaan air yang bebas (free surdace),

permukaan bebas ini dapat dipengaruhi oleh tekanan udara luar secara

langsung. Sedangkan pada aliran pipa tidak terdapat permukaan yang

bebas, oleh karena seluruh saluran diisi oleh air. Pada aliran pipa

permukaan air secara langsung tidak dipengaruhi oleh tekanan udara luar,

kecuali hanya oleh tekanan hidraulik yang ada dalam aliran saja.

Pada aliran pipa dua tabung piezometer dipasangkan pipa yaitu pada

penampang 1 dan 2. Permukaan air dalam tabung diatur dengan tekanan

20

dalam pipa pada ketinggian yang disebut garis derajat hidraulik (Hydraulic

Grade Line).

Tekanan yang ditimbulkan oleh air pada setiap penampang

ditunjukkan dalam tabung yang bersesuaian dengan kolom air setingggi y

diatas garis tengah pipa. Jumlah energi dalam aliran di penampang

berdasarkan suatu garis persamaan yang disebut Garis Derajat Energi

(Energy Line), yaitu jumlah dari tinggi tempat z diukur dari garis tengah

pipa, tinggi tekanan y dan tinggi kecepatan V2/2g, dimana V adalah

kecepatan rata-rata aliran dalam pipa. Energi yang hilang ketika air

mengalir dari penampang 1 ke penampang 2 dinyatakan dengan hf.

Aliran dalam suatu saluran tertutup tidak selalu bersifat aliran pipa.

Apabila terdapat permukaan bebas, harus digolongkan sebagai aliran

saluran terbuka. Sebagai contoh, saluran drainase air hujan yang

merupakan saluran tertutup, biasanya dirancang untuk aliran saluran

terbuka sebab aliran saluran drainase diperkirakan hampir setiap saat,

memiliki permukaan bebas.

21

BAB III

DATA PERENCANAAN

3.1. Peta Daerah Proyek Perencanaan Drainase

Pada tugas besar Perencanaan Drainase ini, membuat perencanaan

saluran drainase di Perumahan Alam Sutera - Cluster Elysia, Tangerang,

Banten.

22

Data Curah Hujan Stasiun Pondok Betung

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Januari 94.0 65.0 112.0 83.0 68.0 82.0 37.0 66.0 89.8 47.6

Februari 87.0 68.0 37.0 121.3 85.0 30.4 68.0 198.0 161.0 122.0

Maret 44.3 65.8 63.0 67.0 57.5 87.0 60.3 0.0 72.0 82.0

April 37.0 51.0 70.0 13.0 72.0 35.3 70.0 67.0 38.0 35.0

Mei 76.0 38.0 30.0 83.0 39.3 39.0 26.5 82.3 88.5 32.4

Juni 24.0 23.2 31.0 3.3 11.0 75.0 38.7 33.4 71.0 15.0

Juli 0.0 40.0 52.0 0.0 57.0 111.0 36.0 17.0 2.0 17.8

Agustus 3.0 21.0 9.0 0.0 9.0 72.3 4.4 31.0 50.3 38.0

September 0.0 54.4 16.0 63.0 4.4 45.6 0.0 114.0 48.0 34.2

Oktober 18.0 99.0 4.0 105.6 0.0 39.0 0.0 38.0 17.9 85.3

November 75.6 21.0 31.0 108.3 55.0 57.0 34.2 56.0 66.7 94.6

Desember 60.0 55.0 40.0 18.0 25.0 27.0 74.0 104.0 17.4 58.0

CH MAX 94.0 99.0 112.0 121.3 85.0 111.0 74.0 198.0 161.0 122.0

23

SUMBER : BMKG PONDOK BETUNG

24

BAB IV

ANALISA DATA PERENCANAAN

4.1 Perhitungan Curah Hujan

4.1.1 Analisis Frekuensi

Dalam menghitung analisis frekuensi digunakan rumus gumbel dan

periode ulang yang digunakan adalah 20 tahun.

n = 20 tahunan

Tabel 4.1 Perhitungan Curah Hujan

No Tahun XiLog

Xi

Log

xa

Log Xi-Log

Xa (Z) Z^2 Z^3

1 2000 99.5 2.0 2.05 -0.05 0.002 -0.0001

2 2001 102.0 2.0 2.05 -0.04 0.001 -0.0001

3 2002 116.1 2.1 2.05 0.02 0.000 0.0000

4 2003 116.6 2.1 2.05 0.02 0.000 0.0000

5 2004 83.7 1.9 2.05 -0.12 0.016 -0.0019

6 2005 108.9 2.0 2.05 -0.01 0.000 0.0000

7 2006 78.2 1.9 2.05 -0.15 0.024 -0.0037

8 2007 181.2 2.3 2.05 0.21 0.044 0.0094

9 2008 147.7 2.2 2.05 0.12 0.015 0.0018

10 2009 113.3 2.1 2.05 0.01 0.000 0.0000

  Jumlah 1147.0 20.5 20.5 0.00 0.1 0.0

24

Log X = Log xa + G . Si

Log Xa = =

Si =

Si = = 0.1072

Cs =

Cs

Tabel 4.2 Return Period a Function of Reduced

Coefficient

(Cs)

Periode Ulang (tahun)

2 5 100 25 50 100

Probabilitas Kemungkinan Terjadinya

50 20 10 4 2 1

3 -0.396 0.42 1.18 2.278 3.152 4.051

2.5 -0.36 0.518 1.25 2.262 3.048 3.845

2.2 -0.33 0.574 1.284 2.24 2.97 3.705

2 -0.307 0.609 1.302 2.219 2.912 3.605

1.8 -0.282 0.643 1.318 2.193 2.848 3.499

1.6 -0.254 0.675 1.329 2.163 2.78 3.388

1.4 -0.255 0.705 1.337 2.128 0.706 3.271

1.2 -0.195 0.0732 1.34 2.087 0.626 3.149

1 -0.164 0.758 1.34 2.043 2.542 3.022

25

0.9 -0.148 0.769 1.339 2.018 2.498 2.957

0.8 -0.132 0.78 1.336 1.98 2.453 2.891

0.7 -0.116 0.79 1.333 1.967 2.407 2.824

0.6 -0.099 0.8 1.328 1.939 2.539 2.755

0.5 -0.083 0.808 1.323 1.91 2.311 2.686

0.4 -0.066 0.816 1.317 1.88 2.261 2.615

0.3 -0.05 0.824 1.309 1.849 2.211 2.544

0.2 -0.033 0.83 1.301 1.818 2.159 2.472

0.1 -0.017 0.836 1.292 1.785 2.017 2.4

0 0 0.842 1.282 1.75 2.054 2.326

-0.1 0.017 0.836 1.27 1.716 2 2.252

-0.2 0.033 0.85 1.258 0.68 1.945 2.178

-0.3 0.05 0.583 1.245 1.643 1.89 2.104

-0.4 0.066 0.855 1.231 1.606 1.834 2.029

-0.5 0.083 0.856 1.216 1.567 1.777 1.955

-0.6 0.099 0.857 1.2 1.528 1.72 1.88

-0.7 0.116 0.857 1.183 1.488 1.663 1.806

-0.8 0.132 0.856 1.166 1.448 1.606 1.733

-0.9 0.148 0.854 1.147 1.407 1.549 1.66

-1 0.164 0.852 1.128 1.366 1.492 1.588

-1.2 0.195 0.844 1.086 1.282 1.379 1.499

-1.4 0.225 0.832 1.041 0.198 1.27 1.318

-1.6 0.254 0.817 0.994 1.116 1.166 1.197

-1.8 0.282 0.799 0.954 1.035 1.069 1.087

-2 0.307 0.777 0.895 0.959 0.98 0.99

-2.2 0.33 0.752 0.844 0.888 0.9 0.905

-2.5 0.36 0.711 0.711 0.793 0.796 0.799

26

Untuk G, dengan Cs = 0.0612 di dapatdari table di bawahini:

Cs/Tahun 2 5 10 20 25 50 100

0.100 -0.017 0.836 1.292   1.785 2.107 2.400

0.061 -0.010 0.838 1.288 1.610 1.771 2.086 2.371

0.000 0.000 0.842 1.282   1.750 2.054 2.326

Contoh Perhitungan :

Log X = Log xa + G . Si

Log X2 = 2.05 + (-0.01041 x 0.1072)

X2 = 118.568

CurahHujan :

PeriodeUlang Rt

2 111.2

5 137.1

10 153.21

20 165.96

25 172.62

50 186.6

100 200.17

4.1.2 Intensitas Curah Hujan

27

Dalam melakukan perhitungan intensitas curah hujan digunakan rumus

mononobe yaitu :

I =

Contoh Perhitungan :

Periode ulang = 20 tahunan

durasi (t) = 5menit

Rt (20 tahunan) = 165.96 mm

I =

=

=278.40 mm/jam

Tabel 4.3 Perhitungan Intensitas Curah Hujan Metode Mononobe (20tahunan)

t (menit) t (jam) R24/24 24/t (24/t)2/3 i (mm/jam)

0 0        

5 0.08 6.38 288 43.61 278.40

10 0.17 6.38 144 27.47 175.38

15 0.25 6.38 96 20.97 133.84

20 0.33 6.38 72 17.31 110.48

25 0.42 6.38 57.6 14.91 95.21

30 0.50 6.38 48 13.21 84.31

35 0.58 6.38 41.14 11.92 76.08

40 0.67 6.38 36 10.90 69.60

45 0.75 6.38 32 10.08 64.34

50 0.83 6.38 28.8 9.40 59.98

28

55 0.92 6.38 26.18 8.82 56.3

60 1 6.38 24 8.32 53.11

29

30

Gambar 4.1. Kurva IDC

31

5. Perhitungan nilai Tc (Time Of Concentration)

Tc = td + to

To = time inlet. Waktu yang dibutuhkan air hujan jatuh ke permukaan tanah

Td = time of dethusion. Waktu yang dibutuhkan air mengalir ke saluran

drainase

Tc = waktu consepenjumlahan time inlet dan time of dethusion

Perhitungan tc pada saluran 14 - 8

To = 5 menit

Td =

= = 43,91

Tc =

Tc = = 0.82jam

32

td = Ls V x 60

Tabel 4.4 Perhitungan Nilai Tc

NodeJenis TinggiTitik Beda Tinggi ∆h (m) L Ls S V to td tc

Saluran h1 (m) h2 (m) (m) (m)   (m/s) (menit) (menit) jam

14 8 T 34.00 31.50 2.50 1,580.68 1,580.68 0.002 0.6 5.0 43.9 0.82

8 7 S 31.50 30.00 1.50 480.05 480.055 0.003 0.6 5.0 13.3 0.31

13 7 T 32.00 30.00 2.00 1,772.30 1,772.30 0.001 0.6 5.0 49.2 0.90

7 6 S 30.00 29.50 0.50 576.55 576.55 0.001 0.6 5.0 16.0 0.35

12 6 T 33.00 29.50 3.50 1,965.90 1,965.90 0.002 0.6 5.0 54.6 0.99

6 2 S 29.50 29.00 0.50 63.98 63.98 0.008 0.6 5.0 1.8 0.11

11 5 T 32.00 30.00 2.00 1,380.22 1,380.22 0.001 0.6 5.0 38.3 0.72

5 4 S 30.00 29.50 0.50 562.46 562.46 0.001 0.6 5.0 15.6 0.34

10 4 T 31.50 29.50 2.00 1,085.89 1,085.89 0.002 0.6 5.0 30.2 0.59

4 3 S 29.50 28.00 1.50 676.95 676.95 0.002 0.6 5.0 18.8 0.40

9 3 T 31.00 28.00 3.00 734.10 734.10 0.004 0.6 5.0 20.4 0.42

3 1 S 28.00 27.80 0.20 78.78 78.78 0.003 0.6 5.0 2.2 0.12

2 1 P 29.00 27.80 1.20 1,057.99 1,057.99 0.001 0.6 5.0 29.4 0.57

33

4.2 Perhitungan Debit

Dalam melakukan perhitungan debit menggunakan Metode Rasional :

Q = 0.278 x C x I x A

Ket : Q = Debit (m3 / jam)

C = Koefisien pengaliran

I = Intensitas curah hujan (mm/jam)

A = Luas catchment area (km2)

Contoh Perhitungan :

Node 14 - 8

Luas Zona = 0,009km2 (tabel 4.6)

C = 0.75 (perumahan)

Tc = 0.82jam

Waktu konsentrasi tersebut digunakan untuk menghitung intensitas curah hujan

periode ulang 20 tahun berdasarkan kurva IDC. Kemudian ambil intensitas curah

hujan dari masing-masing node dan didapat intensitas terbesar yaitu :

246,22mm/jam.

Debit saluran :

Q =

=

= 0,127m3/detik

34

Perhitungan debit selanjutnya dapat dilihat pada tabel 4.6 di bawah ini :

Tabel 4.5 Perhitungan debit saluran

NodeJenis TinggiTitik Beda Tinggi ∆h (m) L Ls S V

Saluran h1 (m) h2 (m) (m) (m)   (m/s)

14 8 T 34.00 31.50 2.50 1,580.68 1,580.68 0.002 0.6

8 7 S 31.50 30.00 1.50 480.05 480.055 0.003 0.6

13 7 T 32.00 30.00 2.00 1,772.30 1,772.30 0.001 0.6

7 6 S 30.00 29.50 0.50 576.55 576.55 0.001 0.6

12 6 T 33.00 29.50 3.50 1,965.90 1,965.90 0.002 0.6

6 2 S 29.50 29.00 0.50 63.98 63.98 0.008 0.6

11 5 T 32.00 30.00 2.00 1,380.22 1,380.22 0.001 0.6

5 4 S 30.00 29.50 0.50 562.46 562.46 0.001 0.6

10 4 T 31.50 29.50 2.00 1,085.89 1,085.89 0.002 0.6

4 3 S 29.50 28.00 1.50 676.95 676.95 0.002 0.6

9 3 T 31.00 28.00 3.00 734.10 734.10 0.004 0.6

3 1 S 28.00 27.80 0.20 78.78 78.78 0.003 0.6

2 1 P 29.00 27.80 1.20 1,057.99 1,057.99 0.001 0.6

34

to td TcC

I A A Q Q kumulatif

(menit) (menit) Jam (mm/jam) (Catchment Area) (km2) (m3/det) (m3/det)

5.0 43.9 0.82 0.75 65.9348 9,268.5280 0.009 0.127 0.127

5.0 13.3 0.31 0.75 126.8183 - -   0.127

5.0 49.2 0.90 0.75 61.5466 8,812.5570 0.009 0.113 0.240

5.0 16.0 0.35 0.75 115.7917 - -   0.240

5.0 54.6 0.99 0.75 57.7868 11,586.0000 0.012 0.139 0.380

5.0 1.8 0.11 0.75 246.2267 - -   0.380

5.0 38.3 0.72 0.75 71.4680 11,021.5600 0.011 0.164 0.544

5.0 15.6 0.34 0.75 117.2519 - -   0.544

5.0 30.2 0.59 0.75 82.1557 7,830.2910 0.008 0.134 0.678

5.0 18.8 0.40 0.75 106.5609 - -   0.678

5.0 20.4 0.42 0.75 102.0719 7,476.8700 0.007 0.159 0.837

5.0 2.2 0.12 0.75 236.7453 - -   0.837

5.0 29.4 0.57 0.75 83.3855 - -   0.837

35

4.3 Perhitungan Dimensi Saluran

Dalam perhitungan dimensi saluran, saluran yang dihitung ulang merupakan

saluran terbuka yang memakai bentuk trapezium. Dimensi saluran tersebut

dibagi menjadi saluran tersier dan sekunder.

Contoh Perhitungan :

Saluran : Tersier

Node : 14 - 8

Q = 0,127 m3/detik

S = 0,002

V = 0,6 m/s

Maka A =

= = 0,212 m2

Tetapi untuk nilai A dalam perhitungan dimensi saluran tersier diambil yang

terbesar dari masing-masing saluran tersier yaitu : 1,395 m2

Saluran Trapesium Terefisien :

1. Panjang sisi miring (a) = ½ lebar puncak (T)

2. Jari-jari hidrolik (R) = ½ kedalaman air (h)

a = ½ T

h√1+0,57 =

b = 1,15 h . 2 – 1,14 h

b = 2,31 – 1,14

b = 1,17 h

maka, A = (b + 0,57 h) h

= (1,17 h + 0,57 h) h

36

= 1,74

h = = 0,349 m

b = 1,17 x 0,349 = 0,409 m

w = tinggi jagaan saluran diambil 0,5 m, maka H saluran = w + h.

H = 0,5 + 0,349 = 0,849 m

Asaluran = H (b + mH)

= 0,849 ( 0,409 + 1,0 x 0.849)

= 1,068 m2

lu = b + 2H

lu = 0,409 + 2.0,849

= 2,811 m

R =

= =0,380 m

Kontrol kecepatan saluran = V = kst x (R)2/3 x (S)1/2

V syarat = 0.6 – 3 m/s

Kst= 53,0 (Saluran Beton)

V = kst x (R)2/3 x (S)1/2

= 53,0 x (0,380)2/3 x (0,002)1/2 = 1,11 m/detik < 3 m/dtk.......OK

37

Tabel 4.6 Perhitungan dimensi saluran

39

40

4.5 Perhitungan Hilang Tinggi Tekan Mayor (hgs)

Contoh perhitungan Hilang Tinggi Tekan Mayor (hgs)

a. Penampang Trapesium

Node 14 - 8

Diketahui :

V = 0,70 m/det

Ls = 1580,682 m

n = 0.01

R = 0,190 m

Kst = 53

Maka, hgs =

=

= 2,50mKa

41

Perhitungan HGS selanjutnya dapat dilihat pada tabel 4.11 di bawah ini :

Tabel 4.9. Perhitungan hgs

Titik Node V saluran Kst R Ls hgs hl

Total

Loose

( m/det ) (m) (m) (m) (m) (m)

a B c D e f g i j

14 8 0.70

53.00

0.190 1,580.682 2.50 0.025 2.525

8 7 0.98 0.190 480.055 1.50 0.049 1.549

13 7 0.73 0.260 1,772.301 2.00 0.027 2.027

7 6 0.64 0.260 576.549 0.50 0.021 0.521

12 6 1.06 0.327 1,965.903 3.50 0.058 3.558

6 2 2.23 0.327 63.978 0.50 0.252 0.752

11 5 1.08 0.392 1,380.221 2.00 0.059 2.059

5 4 0.85 0.392 562.460 0.50 0.036 0.536

10 4 1.31 0.437 1,085.892 2.00 0.088 2.088

4 3 1.44 0.437 676.952 1.50 0.105 1.605

9 3 2.09 0.486 734.101 3.00 0.224 3.224

3 1 1.65 0.486 78.780 0.20 0.139 0.339

2 1 1.10 0.486 1,057.991 1.20 0.062 1.262

NilaiMaksimum 3.50 0.25 3.56

Nilai Minimum 0.20 0.02 0.34

42

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil analisa perencanaan sistem drainase didapat hasil:

1. Debit terbesar pada saluran sekunder yaitu 0,837 m³/det sehingga di dapat

dimensi saluran berbentuk trapesium dengan lebar 1,084 meter dan tinggi

0,895 meter. Debit saluran tersier yaitu 0,164 m³/det sehingga didapat

dimensi saluran dengan lebar 0,844 meter dan tinggi 0,722 meter.

2. Sisa tinggi tekan pada ujung saluran yang didapat yaitu 2,73 meter pada

node dengan demikian sistem dapat berjalan sempurna dan menggunakan

sistem gravitasi penuh.

3. Kecepatan aliran sudah memenuhi syarat 0.6 – 3 m/s

5.2 Saran

1. Agar sistem drainase yang telah direncanakan tetap berjalan dengan baik,

maka perlu dilakukan pemeliharaan secara berkala.

2. Pemeliharaan berkala yang akan dilakukan tersebut harus mencapai

kualitas yang diinginkan agar sistem drainase dan air limbah tetap

berjalan dengan baik. Pemeliharaan berkala harus melibatkan partisipasi

masyarakat sekitar agar pemeliharaan drainase dan air limbah dapat

berjalan dengan baik.

43

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Limbah didefinisikan sebagai sisa atau buangan dari suatau usaha dan atau kegiatan

manusia. Pada dasarnya orang menganggap bahwa limbah adalah sampah yang sama

sekali tidak ada gunanya dan harus dibuang, akan tetapi jika limbah terus ditumpuk

maka akan menyebabkan berbagai polusi baik udara air maupun tanah.

Berdasarkan wujud atau bentuknya dikenal 3 macam limbah yaitu ;

1. Limbah cair , contohnya air cucian , air sabun , sisa minyak goreng dan lain-lain.

2. Limbah padat , contohnya plastik bekas, botol bekas , ban bekas dan lain-lain.

3. Limbah gas, contohnya karbon dioksida, karbon monoksida asam Florida, atrium

dioksida dan lain-lain.

Berdasarkan sumbernya dikenal 3 macam limbah yaitu limbah alam, limbah

manusia dan limbah konsumsi. berdasarkan jenis senyawanya ada 3 jenis limbah yaitu

limbah organik, limbah anorganik dan limbah B3, maka dari itu agar tidak

menyebabkan kerusakan lingkungan perlu dilakukan pengolahan limbah secara

terpadu.

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan umum penulisan makalah ini diantaranya:

1. Mahasiswa mampu memahami mata kuliah drainase dan pengolahan limbah.

2. Mahasiswa mampu merancang sistem drainase dan pengolahan limbah pada

suatu perumahan dengan baik.

Tujuan khusus penulisan makalah ini diantaranya :

1. Mahasiswa mampu merencanakan system pengelolaan Air Limbah di

Perumahan Alam Sutera Cluster Elysia.

2. Mampu merencanakan dimensi pipa yang sesuai kebutuhan di Perumahan Alam

Sutera Cluster Elysia.

44

1.3 Permasalahan

Topik permasalahan yang akan dibahas dalam tugas pengelolaan limbah perkotaan ini

adalah bagaimana cara menentukan dimensi saluran limbah berdasarkan curah hujan,

data penduduk, dan catchment area yang telah ada.

1.4 Pembatasan Masalah

Dalam tugas ini, masalah yang akan kami bahas tidak menyeluruh mengenai sistem

pengelolaan limbah, melainkan kami batasi hanya pada pengelolaan limbah sistem

gravitasi.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika Penulisan pada makalah ini adalah sebagai berikut :

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PERSETUJUAN

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

BAB I

berisi tentang pendahuluan dan gambaran tentang isi dari penulisan.

BAB II

berisi tentang dasar teori yang digunakan.

BAB III

berisi tentang data-data yang dibutuhkan untuk menganalisa.

BAB IV

berisi tentang Analisa Perhitungan Data.

BAB V

berisi tentang kesimpulan dan saran

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

45

BAB II

DASAR TEORI

1.1 Air Limbah

Air Limbah yaitu air dari suatu permukiman, industri, perkantoran, yang telah

dipergunakan untuk berbagai keperluan, harus dikumpulkan dan dibuang untuk menjaga

lingkungan hidup yang sehat dan baik.

Air limbah atau air kotor berasal dari air buangan rumah tangga, rumah sakit,

rumah makan, dan sebagainya yang disebut dengan limbah domestik (domestic waste

water), bisa pula dari air buangan pabrik / industri, yang disebut limbah pabrik / industri

(industrial waste water).

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang air limbah, maka perlu kiranya untuk diketahui

terlebih dahulu beberapa istilah yang sering dipergunakan dalam pengolahan air limbah

yaitu :

1. Air Limbah (waste water) adalah kotoran dari masyarakat dan rumah tangga dan juga

berasal dari industri, air tanah, air permukaan serta buangan lainnya.

2. Bangunan air limbah (sewage treatment plant) adalah bangunan yang dipergunakan

untuk mengolah/memproses air limbah menjadi bahan-bahan yang berguna lainnya,

serta tidak berbahaya bagi lingkungan sekelilingnya.

3. Saluran tercampur (combined water) adalah saluran air limbah yang dipergunakan

untuk mengalirkan air limbah, baik yang berasal dari daerah industri, air hujan dan

air permukaan.

4. Saluran air limbah (sewer) adalah perlengkapan pengolahan air limbah, bisa berupa

pipa ataupun selokan yang dipergunakan untuk membawa air buangan dari

sumbernya sampai ke tempat pengolahan atau pembuangan.

5. BOD (Biochemical Oxygen Demand) adalah banyaknya oksigen dalam ppm atau

milligram/liter (mg/l) yang diperlukan untuk menguraikan benda organik oleh

bakteri, sehingga limbah tersebut menjadi jernih kembali.

6. COD (Chemical Oxygen Demand) adalah banyaknya oksigen dalam ppm atau

milligram/liter (mg/l) yang diperlukan dalam kondisi khusus untuk menguraikan

benda organik secara kimiawi.

46

7. Oksigen terlarut (Dissolved Oxygen = DO) adalah jumlah oksigen yang diproduksi

air limbah dalam satuan waktu tertentu dengan satuan milligram/liter (mg/l).

Unsur-unsur dari suatu sistem pengolahan air limbah yang modern terdiri

atas :

1. Masing-masing sumber air limbah

2. Sarana pemrosesan setempat

3. Sarana pengumpul

4. Sarana penyaluran

5. Sarana pengolahan, dan

6. Sarana pembuangan

Hubungan antara unsur-unsur ini digambarkan secara grafis pada gambar 2.4.Seperti

dalam sistem penyaluran air bersih, ada dua faktor yang penting yang harus

diperhatikan dalam sistem pengolahan air limbah adalah jumlah dan mutu.

Gambar 1. Hubungan antara unsur-unsur fungsional dari sistem pengolahan air limbah kota

47

1.1.1 Macam-macam Sistem Pengolahan Air Limbah

Metode pengolahan fisik

a. Metode pengolahan fisik berfungsi untuk mengurangi kandungan bahan

padat, warna, bau, dan suhunya.

Metode pengolahan kimiawi

b. Metode pengolahan fisik berfungsi untuk mengurangi kadar Ammonia

bebas, Nitrogen organik, Nitrit, Nitrat, Fosfor organik, dan fosfor

anorganik.

Metode pengolahan biologis

c. Metode pengolahan biologis berfungsi untuk menstabilkan bahan

organik sebelum dibuang.

1.1.2 Kualitas Air Limbah

Air limbah yang harus dibuang dari suatu daerah permukiman terdiri atas :

1) Air limbah rumah tangga ( yang juga disebut saniter ), yaitu air limbah

dari daerah perumahan serta sarana – sarana pertimbangan,

institusional, dan yang serupa dengan itu.

2) Air limbah industri yaitu bila bahan – bahan buangan industri

merupakan bagian terbesar.

3) Air resapan / aliran masuk, yaitu air dari luar yang masuk ke dalam

sistem pembuangan dengan berbagai cara, serta air hujan yang tercurah

dari sumber-sumber talang dan drainase pondasi, dan,

4) Air hujan hasil dari aliran curah hujan.

1.1.3 Sumber-Sumber Air Limbah

Air limbah yang harus dibuang dari suatu daerah permukiman terdiri atas :

a. Air limbah rumah tangga (yang juga disebut saniter), yaitu air limbah

dari daerah perumahan serta sarana-sarana pertimbangan, institusional,

dan yang serupa dengan itu.

b. Air limbah industri yaitu bila bahan – bahan buangan industri

merupakan bagian terbesar.

48

c. Air resapan/aliran masuk, yaitu air dari luar yang masuk ke dalam

sistem pembuangan dengan berbagai cara, serta air hujan yang tercurah

dari sumber-sumber talang dan drainase pondasi, dan,

d. Air hujan hasil dari aliran curah hujan.

1.1.4 Variasi Laju Aliran Air Limbah

Aliran air limbah rumah tangga dan industri bervariasi sepanjang

hari maupun sepanjang tahun. Puncak harian dari suatu daerah perumahan

yang kecil biasanya terjadi dipertengahan pagi hari 7,5 %, siang hari 6,5%

dan malam hari 5,5% dengan variasiantara 200 hingga lebih dari 500 % dari

laju aliran rata – rata, tergantung dari jumlah orang yang turut memakai.

Air limbah dari sumber industri dan rumah tangga disalurkan secara

lebih seragam dalam sehari, dengan aliran puncak bervariasi diantara 150

dan 250 % dari laju aliran rata-rata. Karena adanya penimbunan dan adanya

kehilangan waktu di dalam selokan, maka aliran puncak dinyatakan sebagai

persentase dari aliran rata – rata yang akan berkurang apabila ukuran luas

DAS anak sungai yang yang bersangkutan bertambah. Aliran puncak pada

suatu instalasi pengolahan kota biasanya berkisar antara 150 dan 250 % dari

aliran rata-rata. Aliran minimum jarang sekali turun dibawah 40 % dari

aliran rata-rata.

Faktor puncak untuk sarana-sarana komersial dan industri harus

didasarkan pada pengukuran aliran selokan. Kalau industrinya belum ada,

data dari kegiatan yang serupa pada daerah permukaan lain dapat

dipergunakan.

1.1.5 Pengolahan Air Limbah

Sistem pengolahan air limbah terpadu (off-site treatment) terdiri

dari kombinasi beberapa unit operasi atau unit proses, yang dirancang untuk

dapat menurunkan kadar parameter kimia yang membahayakan dan harus

standar baku mutu air limbah sampai pada baku mutu yang disyaratkan.

Pengolahan air limbah konvensional (conventional waste-

watertreatment) pada sistem off-site mengenal prinsip jenis pengolahan

49

mulai dari pengolahan pendahuluan (preliminary treatment), pengolahan

awal (primary treatment), pengolahan kedua (secondary tretment) dan

pengolahan ketiga/lanjutan (tertiary treatment).

Pada umumnya pengolahan limbah domestik telah dapat dipandang

cukup (mencapai target baku mutu efluen limbah) hanya dengan melakukan

pengolahan pendahuluan, pengolahan awal dan pengolahan kedua. Air

limbah mengandung banyak kotoran dengan bermacam bentuk, ukuran dan

berat jenis. Efektivitas pengurangan kotoran ini membutuhkan kombinasi

unit operasi antara lain seperti saringan ( screening ), penghancuran bahan

kasar ( communition ). Bersamaan dengan itu agar supaya proses

pengolahan berjalan dengan baik diperlukan alat pengatur atau pengukur

debit. Unit operasi dengan bak ekualisasi untuk mengatur debit limbah

( flow equalization ) dan kualitas, juga dikelompokkan dalam bagian dari

preliminary treatment.

Unit-unit operasi pada pengolahan pendahuluan pada penganan

limbah domestic adalah 1) screening, 2) communition, 3) grit chamber, 4)

flow equalitazion. Unit proses fisik lainnya pada pengolahan pendahuluan

yang banyak pula digunakan untuk penanganan limbah dalam kasus-kasus

tertentu adalah kombinasi dari 1) screening, 2) communition, 3) grit

chamber, 4) flow equalitazion, 5) mixing, 6) flocculation. Bentuk kombinasi

unit operasi pengolahan yang digunakan dapat diatur sesuai dengan kondisi

limbah dan pertimbangan lainnya.

1) Saringan

Saringan berfungsi membuang/mengurangi bahan pencemar padat

(solid particle) yang akan berpengaruh terhadap pengolahan selanjutnya

dengan menghilangkan bahan padat tersebut, berarti akan mengurangi

beban hidrolis sekaligus beban biologis dari peralatan penanganan limbah

lainnya (IPAL). Peralatan yang dimaksud antara lain pompa, katup-katup,

pipa penyalur, alat – alat pengaduk limbah dan lain-lain.

50

Pada jenis lain penghilangan sampah / kotoran kasar, dapat

dilengkapi/dilakukan dengan alat penghancur / penggiling yang disebut

communior. Biasanya alat ini dilengkapi dengan mekanisme otomatis untuk

mebuang bahan-bahan yang telah dihancurkan.

Terdapat beberapa jenis saringan kasar/screeningyaitu :

a. Saringan kasar, bukan kisi 19-102 mm, dapat bekerja otomatis maupun

manual

b. Saringan halus, sebagai sarana peningkatan efisiensi IPAL, bukan kisi <

0,5 inchi

Pada IPAL domestik kota jarang digunakan saringan pasir halus. Efisiensi

tahap ini biasanya mencapai 30 – 35 % untuk beban hidrolis maupun BOD

nya.

2) Comminution

Agar supaya air limbah lebih mudah ditangani di bagian hilirnya,

kotoran dalam air yang mempunyai banyak variasi ukuran perlu di potong-

potong ( dicacah ) dalam ukuran yang lebih kecil dan sama besarnya. Alat

communitor diproduksi oleh pabrik. Communitor sering pula diletakkan

dekat rumah pompa agar pompa terhindar dari bahaya macet akibat

gangguan kotoran di air limbah. Dalam penanganan limbah domestik,

communitor digunakan untuk limbah dari kota dengan skope kecil. Bila

debit limbah melebihi aliran reratanya sering dilakukan bypass terhadap

communitor ini. Gambar potongan dari alat ini disajikan berikut ini :

51

Gambar 2. Communitor tampak atas (Metcalf & Eddy, 1979)

Gambar 3. Communitor tampak samping (Metcalf & Eddy, 1979)

3) Grit Chamber (KantongA Pasir)

Limbah domestik dari sebuah kota atau permukiman sering

membawa kotoran inorganic seperti pasir, kerikil, kulit telur, kaca,

lempengan metal, dls. Kotoran lain semacam biji, kopi, the, remukan tulang

juga terbawa. Semua ini dikategorikan sebagai grit pada konsep penaganan

limbah.Grit perlu dihilangkan karena sifatnya yang abrasive dan

mengganggu kerja pompa serta menulitkan dalam kerja peralatan pengolah

lumpur (sludge handling). Tumpukan grit pada pipa, bak kontrol dan bak

clarifier akan cenderung menyerap lemak dan akan menggumpal. Karena

merupakan material yang sulit teruraikan/degradable, kotoran ini memakan

52

ruang/tempat pada sludge digester. Oleh karenanya perlu memisahkan grit

ini dari komponen suspended solids.

4) Kolam Ekualisasi

Kolam ekualisasi digunakan untuk mengatasi adanya problem

operasional adanya variasi debit dan mengatasi adanya problem penanganan

kualitas si bagian hilir. Dengan adanya kolam ekualisasi maka diharapkan

diperoleh besar aliran (debit) yang mendekati atau tetap normal.

Dikenal ada 2 jenis cara menempatkan kolam ekualisasi yaitu :

a. In-lineekualisasi

b. Off-line ekualisasi

Pada in-line ekualisasi semua aliran limbah menuju kolam

ekualisasi. Sedangkan pada off-line hanya debit yang melebihi nilai debit

rencana harian yang dibelokkan menuju kolam ekualisasi.

Beberapa keuntungan lain diperoleh dengan pemakaian kolam

ekualisasi antara lain :

a. Memperbaiki treatibility air limbah.

b. Shock loading berkurang sehingga pengolahan secara biologis

membaik.

c. Terjadi solids loading yang konstan pada sedimentasi kedua sehingga

efluen dan unjuk kerja sedimentasi kedua ini bertambah.

Perhitungan memperoleh ukuran kebutuhan volume kolam

ekualisasi didasarkan pada penggunaan inflow mass diagram, dimana nilai

komulatif volume debit masuk diplot sejalan dengan waktu. Nilai debit

rerata juga diplotkan pada kertas grafik yang sama.

Pada in-line maupun off-line ekualisasi dalam tangki sering

ditambahkan pengadukan dan aerasi untuk menghindari adanya kotoran

yang terendapkan dan air limbah supaya tidak septik. Mengingatt terjadi

kehilangan tenaga akibat aliran dan adanya variasi tinggi muka air limbah,

kolam ekualisasi atau keduanya. Untuk menjamin agar air limbah keluar

dari kolam mengalir sesuai debit yang dipilih alat pengontrol debit.

53

5) Adukan dan Flokulasi (Mixing & Flocculation)

Flokulasi pada air limbah akan membentuk flok atau jonjot dari

kotoran halus di air limbah. Walaupun tidak jamak dipakai untuk

penanganan limbah, psoses flokulasi air limbah dilakukan dengan tujuan :

1. Memperbesar penghilangan kotoran terlarut (suspended solid) dan BOD

dalam pengendapan awal.

2. Memperbaiki perlakuan (conditioning) air limbah yang mengandung

limbah industri.

3. Memperbesar unjuk kerja/efisiensi tangki pengendapan kedua

(secondary settling tank) khususnya pada kolam lumpur aktif.

Proses flokulasi dapat dilakukan pada 1) tangki terpisah atau 2)

secara in-line pada saluran atau pipa air limbah yang menuju proses

berikutnya, 3) pada kombinasi tangki flokulasi dan pembersih (clarifier).

Adukan secara mekanis atau dengan semprotan udara dilakukan untuk

terjadinya flok/jonjot.

6) Pengapungan

Unit operasi lain yang dapat dimasukkan termasuk dalam kelompok

preliminary treatment adalah floatation/skimming, preaeration. Selanjutnya

efluen dari pengolahan pendahuluan ini akan menuju ke pengolahan awal

(primary treatment) yang berupa kolam tangki pengendapan awal

(sedimentation tank).

Pengapungan bertujuan untuk memisahkan partikel tersuspensi dari

airnya. Kotoran yang dimaksud berupa minyak, lemak dan bahan terapung

lainnya.

Dalam penanganan limbah, pengapungan akan menghilangkan

kotoran yang ringan yang terapung di atas permukaan air seperti minyak,

lemak, busa, sabun, serpihan kayu dan lainnya. Proses pengapungan dapat

dilakukan terpisah/bergabung dengan tangki proses sedimentasi tergantung

dari kondisi air limbah dan model penanganan yang akan dilakukan. Dan

biasanya pula pada tangki sedimentasi dilengkapi dengan alat pengumpul

bahan terapung (skimmer). Pengapungan memberikan keuntungan akan

berkurangnya kotoran kecil dan ringan secara lebih cepat.

54

Penanganan limbah dengan pengapungan dapat dilakukan dengan

cara :

1. Dissolved air floatation

2. Air floatation

3. Vacuum floatation

Bahan kimia kadang diberikan pada air limbah untuk membantu proses

pengapungan dengan maksud memperbesar struktur dan permukaan partikel

kotoran sehingga mudah menyerap udara atau terperangkap dalam

gelembung udara.

7) Pre Aeration

Aerasi air limbah bertujuan untuk :

1. Untuk memperbesar kemungkinan pengolahannya (treatability)

2. Memisahkan lemka dari air

3. Menghilangkan bau

4. Menghilangkan pasir

5. Membentuk flok/jonjot

6. Mendorong tersebarnya kotoran tersuspensi secara nmerata

7. Mengapungkan kotoran

8. Meningkatkan pengurangan BOD

8) Filtrasi

Proses filtrasi merupakan suatu proses pengolahan dengan cara

mengalirkan air limbah melewati suatu media filter yang tersusun dari

bahan butiran dengan diameter dan tebal tertentu. Dalam proses penanganan

limbah proses filtrasi merupakan bagian dari pengolahan ketiga ( tertiary

treatment ). Proses ini dilakukan bila akan dilakukan pemanfaatan ulang

( reuse ) atau penghilangan nutrisi air limbah yang dapat mengakibatkan

enrichment sungai atau eutrophication.

Dikenal beberapa macam filter yaitu :

1. Saringan pasir cepat

2. Saringan pasir lambat

3. Saringan pasir bertekanan

55

9) Sistem Pembuangan Air Limbah

Sistem pembuangan air limbah umumnya terdiri dari :

- Pengumpulan air limbah (collection works)

- Pengolahan air limbah (treatment works)

- Pembuangan air limbah (outfall or disposal works)

Ketiga hal di atas secara bersama-sama membentuk struktur yang disebut

sistem drainase.

Sistem drainase pembuangan air dapat dilakukan secara :

1. Tercampur (pembuangan air hujan dan air limbah menjadi satu).

2. Terpisah (pembuangan air hujan dan air limbah asing-masing dalam

sistem drainase tersendiri).

Air limbah rumah tangga (domestic waste water) dan air limbah

industri/pabrik (industrial waste water), keduanya disebut air limbah

perkotaan (municipal waste water). Air limbah ini harus dibuang secara

berkala dengan cara, seperti :

- Digunakan kembali (rause).

- Dibuang ke air permukaan/badan - badan air (sungai, danau, dan

sebagainya).

- Dimasukkan/diinjeksikan atau diperkolasikan ke dalam air tanah.

- Dibiarkan menguap ke udara/atmosfir.

Pada hampir samua cara, air limbah harus dilolah terlebih dahulu

untuk membuang bahan-bahan pencemar (contaminants), baik karena

kepentingan teknik (engineering necessity) ataupun untuk memnuhi

syarat/ketentuan/peraturan lingkungan dari pemerintah.

Untuk menetapkan tingkat / derajat pengolahan air limbah yang

dibutuhkan, perlu dipertimbangkan pengaruh dari berbagai polutan (bahan

pencemar) terhadap lingkungan tempat air limbah tadi akan dibuang, serta

persyaratan berdasarkan peraturan yang telah ada.

10) Sistem Pembuangan Rumah Tangga ( on site sanitation )

Air limbah rumah tangga berasal dari dapur, kamar mandi, WC, dan

tempat cuci pakaian. Di samping bahan-bahan mineral dan organik dari air

56

bersih yang digunakan untuk keperluan rumah tangga, air limbah rumah

tangga ditambah lagi dengan kotoran manusia (human excrement) seperti

keringat, air kencing, ludah, dan sebagainya, seperti kertas pembersih

(tissue), sabun, sampah, sisa-sisa makanan (garbage) dan bahan-bahan

lainnya.

Sebagian dari benda-benda ini tetap mengambang, sebagian lagi

larut dalam air, dan yang lainnya terpisah serta mempunyai sifat partikel

koloidal (menyebar dalam butiran-butiran yang sangat

kecil/ultramicroscopic). Banyak dari bahan limbah ini organik dan berguna

bagi mikroorganisme saprofik, yaitu bakteri pembusukan.

Air limbah domestik tidak stabil, dapat mengalami penurunan hidup

(biodegradable), atau mengalami pembusukan (putrescible), dan dapat

menimbulkan bau yang menyengat. Harus dianggap, bahwa air limbah

rumah tangga mengandung organisme yang membahayakan kesehatan.

Sistem drainase rumah tangga dibagi dalam 2 bagian, yaitu :

1. Drainase rumah (house drains), ada di dalam rumah.

2. Saluran pembuangan rumah (house sewers), yang berada di luar rumah.

Pada sistem pembuangan air secara tecampur, air hujan yang jatuh

dari atap-atap rumah disalurkan ke dalam drainase rumah, sedangkan air

dari halaman dialirkan ke dalam saluran pembuang rumah.

Pada sistem pembuangan terpisah, air hujan dari atap rumah dan

halaman disalurkan melalui saluran drainase tersendiri dan dibuang ke

dalam saluran di tepi jalan atau langsung ke saluran pembuang air hujan.

Kesalahan di dalam menghubungkan saluran pembuang air limbah dengan

saluran pembuang air hujan akan menyebabkan tercampurbya air hujan ke

dalam saluran air limbah, atau sebaliknya masuknya air limbah ke dalam

saluran air hujan.

Pada saluran pembuangan yang tercampur, aliran yang terjadi

selama musim kering / kemarau, terutama berupa aliran air buangan /

limbah dan air tanah.Sedangkan pada musim hujan, aliran sebgaian besar

berupa air hujan. Aliran pertama dari air hujan akan menggerus dan

menyapu semua endapan padat, termasuk banyak bahan organik yang

membusuk.

57

Keterangan :

Saluran pembuangan rumah : Ø> 4” (lebih baik jika Ø> 6”),kemiringan

¼” per ft.

Drainase rumah : dari pipa besi / cast iron, kemiringan ⅛” per ftatau

lebih.

Pipa U : Untuk mencegah masuknya binatang dan bau dari

saluranpembuangan umum.

11) Sistem Pembuangan Kota (off site sanitation)

Faktor-faktor yang menentukan pola sistem pengumpulan air buangan

adalah :

1. Jenis/macam dari sistem (tercampur atau terpisah)

2. Jalur jalan (street lines) atau Daerah Milik Jalan (Right of Way).

3. Topografi, hidrologi, dan geologi dari daerah pengeringan (drainase).

4. Batas-batas wilayah administrasi/politik.

5. Lokasi dan sifat pengolahan serta pekerjaan pembuangan air limbah.

Ada 5 pola sistem pembuangan air :

1. Pola Tegak Lurus (Perpendicular Pattern).

Untuk saluran pembuang air hujan atau saluran pembuanga

tercampur (combined sewerage). Air hujan harus dibuang secepatnya

melalui jarak terpendek ke saluran induk pembuang atau ke

sungai.Sistem pembuagan air secara tercampur dari jenis atau pola ini

sudah jarang. Air limbah akan mencemari air dan menyulitkan usaha

pengolahan air buangan.

2. Pola Pencegat (Intercepter Pattern).

Untuk melindungi badan air, sering aliran air buangan dicegat

(intercepted) sebelum masuk ke badan air (sungai, dan sebgainya).

Jika daerah pengaruh aliran (tributary area) luas, kapasitas

pencegat (intercepter) harus ditapkan berdasarkan keipatan yang sesuai

dari debit rata-rata aliran pada musim kering, atau debit rata-rata musim

kering ditambah debit aliran air hujan yang pertama, yang sudah tentu

terpolusi paling berat. Di sini intensitas air hujan dan lama waktu hujan

merupakan faktor-faktor yang menentukan.

58

Intensitas surah hujan yang sanat tinggi, seperti di Amerika

Utara, membuat limpasan air buangan tidak dapat dikurangi dengan

menigkatkan kapasitas dari intercepters, bahkan sampai sepuluh kali

adri debit musim kering. Batas yang dianggap ekonomis adalah tidak

lebih dari debit musim kering maksimum. Lebih dari jumlah ini akan

melimpas ke dalam badan air melalui lubang keluar (outlets)

sebelum/mendahului pencegatan, atau melalui bangunan pelimpah air

hujan yang dibuat untuk keperluan tersebut.

3. Pola Pencegat (Zone Pattern)

Untuk pembuangan air secara tercampur. Pemompaan

(biasanya dihubungkan dengan ontercepters di tepi sungai), ukuran

(diameter) pipa dan kesulitan pembangunan di tanah rendah yang

kondisinya sering jelek, kadang-kadang dapat dikurangi dengan

membagi daerah drainase ke dalam satu seri atau lebih daerah-daerah

yang kira-kira sejajar, yang berbeda elevasi (ketinggian) dan

mempunyai pencegatan (interception) asing-masing yang terpisah. Pola

ini disebut pola wilayah (zone pattern), yang sering berguna pula untuk

saluran kesehatan (sanitary sewers).

a. High-level intercepter.

b. Intermediate-level intercepter.

c. Low-level intercepter.

4. Pola Kipas (Zone Pattern)

Untuk saluran kesehatan. Pola ini memusatkan aliran air ke

dalam, dari daerah pinggiran permukiman dan menuju ke satu tempat

pengeluaran ( single outfall ). Meskipun demikian aliran air terbesar

sangat mungkin melintasi wilayah / distrik yang paling padat

penduduknya, dan sulit untuk meningkatkan kapasitas dari sitem,

misalnya dengan membangun asluran tambahan / penolong bila daerah

seburan bertumbuh / berkembang dan debir air buangan bertambah.

5. Pola Radial ( Radial Pattern ).

59

Untuk saluran kesehatan atau saluran pembuang tercampur.

Pada pola radial, kebalikan dari pola kipas, di sini aliran menuju ke luar,

dari jantung kota mengikuti arah jari – jari roda. Jalur saluran efektif

relatif kecil dan pendek, tetapi jumlah tempat pengolahan dapat berlipat

ganda.

2.2 Analisa Debit dan Dimensi

2.2.1 Analisa Debit

a. Prediksi Jumlah Penduduk Tahun Mendatang

Jumlah penduduk dapat diprediksi dengan rumus:

Po (1 + r)n

Dimana:

Pn = Jumlah Penduduk Tahun ke-n (jiwa)

Po = Jumlah Penduduk Sekarang (jiwa)

r = persentase peningkatan penduduk tiap tahun (%)

n = tahun rencana (tahun)

b. Debit Limbah

Air limbah yang dihasilkan tiap orang per detiknya adalah 0,01-0,02 l/s.

Setelah debit tersebut dikalikan dengan jumlah pendudukmaka debit tersebut

diplotkan ke dalam diagram maximal flow. Debit maximumlah yang

digunakan dalam menentukan dimensi saluran.

2.2.1 Analisa Dimensi

Rumus mendapatkan diameter saluran pipa:

Dimana:

D = diameter (m)

Q = debit limbah (m3/dtk)

C = Nilai Koefisien Kekasaran

S = kemiringan

60

2.2.2 Analisa Hilang Tinggi Tekan

a. Kehilangan Energi (tekanan) akibat gesekan sepanjang pipa berdasarkan:

Penelitian Hazen William dan Chezy

Dimana:

Hl = kehilangan tinggi tekan (m)

L = Panjang Pipa (m)

C = Koefisien kekasaran Pipa dari Hazen dan William

D = Diameter pipa (m)

Q = Debit air (m3/detik)

Hl dapat juga didekati dengan rumus:

b. Kehilangan tinggi tekan (energi) akibat sambungan-sambungan pipa dan

belokan pipa berdasarkan:

Penelitian Darcy-Weisbach

atau

Dimana:

61

Hl = kehilangan tinggi tekan (m)

V = Kecepatan aliran (m/dtk)

g = Gravitasi 9,81 m/detik2

k = koefisien yang besarnya ditentukan oleh tipe sambungan dan atau sudut

belokan pipa, diambil k = 1

BAB III

DATA PERENCANAAN

62

3.1 Data Jumlah Penduduk

Berikut ini data penduduk untuk daerah Perumahan Alam Sutera :

Tabel 3.1. Data Jumlah Penduduk

3.2 Data Lapangan

Data lapangan berupa peta situasi daerah Tangerang yang digunakan untuk

pembuatan layout saluran dan arah aliran air. Sumber perolehan peta adalah kantor

pemasaran Perumahan Alam Sutera Tangerang Selatan

63

Gambar.9 Layout Perumahan Alam Sutera Cluster Elysia

BAB

IV

ANALISA DATA PERENCANAAN

64

1.1 Perencanaan Saluran Air Limbah

1.1.1 Analisa Hasil Limbah Rumah Tangga

1 Bathroom 0.50 L/s = 0.50 L/s

1 Sink 0.50 L/s = 0.50 L/s

1 WC 2.50 L/s = 2.50 L/s

1 Dish Washer 1.50 L/s = 1.50 L/s

1 Laundry Tray 1.50 L/s = 1.50 L/s

6.5 L/s

Terdapat 168 unit rumah

Total Flow 838,5 L/s

Jumlah Fixture Type 84 & 112

2 Bathroom 0.50 L/s = 1.00 L/s

1 Sink 0.50 L/s = 0.50 L/s

2 WC 2.50 L/s = 5.00 L/s

1 Dish Washer 1.50 L/s = 1.50 L/s

1 Laundry Tray 1.50 L/s = 1.50 L/s

9.5 L/s

Terdapat 168 unit rumah

Total Flow 1225,5 L/s

1.1.2 Perhitungan Jumlah Penduduk Umur Rencana

Data-data perhitungan :

- Jumlah Rumah = 168 rumah

- Pertumbuhan penduduk/tahun = 2%

- Umur Rencana = 20 tahun

- Asumsi isi orang/rumah = 5 orang/rumah

Perhitungan proyeksi jumlah penduduk tahun 2034 adalah sebagai berikut :

Pn= Po (1+ r )n

Diketahui :

Jumlah Penduduk = Jumlah rumah x Asumsi penduduk

65

= 168 x 5 orang

= 840 orang

Jumlah penduduk pada umur rencana = Po (1+r)n

= 840 ( 1+ 0,02)20

= 1248 = 1249 orang

Tabel 4.1 Perhitungan Jumlah penduduk tiap saluran

1.1.3 Perhitungan Debit Maksimum

Data-data perencanaan :

Asumsi pengeluaran limbah = 0.01 - 0.02 Liter/detik/orang

= 0.01 liter/detik/orang

Qfw tersebut di plot kan ke grafik plumbing ficture

Maka didapatkan Qmaks sebesar = 0.005 mᶟ/detik

Tabel 4.2 Perhitungan debit maksimum

66

67

Tabel 4.3 Perhitungan Dimensi Pipa Saluran Limbah

68

Tabel 4.4 Perhitungan Kehilangan Tinggi Tekan

69

Tabel 4.5 Perhitungan Elevasi Pipa

70

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil analisa perencanaan sistem limbah didapat hasil:

1) Debit terbesar pada pipa sekunder yaitu 0,06 m³/det sehingga di dapat diameter

pipa 9 inch. Debit saluran tersier terbesar yaitu 0,55 m³/det sehingga didapat

diameter pipa 8 inch. Debit saluran primer terbesar 0,06 m³/det sehingga didapat

diameter pipa 8 inch.

2) Hilang tinggi tekan mayor losses pada saluran terpanjang saluran limbah pada

perumahan Alam Sutera Cluster Elysia adalah 1,181 meter. Sisa tinggi tekan

terbesar yang didapat yaitu 0,793 meter pada node 4-9 dan hilang tinggi tekan

terkecil 0,039 meter pada node 9-10.

3) Sisa tekanan pipa terujung yaitu 1,399 m, nilai tersebut lebih besar dari

5.2 Saran

Berdasarkan pada Laporan Tugas Besar “Perencanaan Sistem Jaringan

Drainase dan Pengelolaan Limbah Perumahan Alam Sutera Cluster Elysia”.

penyusun ingin memberikan beberapa saran terkait dengan masalah tersebut. adapun

saran yang dapat kami berikan antara lain:

1) Perlu ditingkatkannya sosialisasi pengolahan limbah cair ke semua lapisan

masyarakat.

2) Bagi semua masyarakat pengelolaan limbah sejak dini merupakan tindakan yang

amat baik untuk masa depan. Bersama-sama kita wujudkan lingkungan yang

bersih dan sehat.

3) Sebaiknya dimensi diameter pipa disesuaikan dengan diameter yang terdapat

dipasaran sehingga dapat memudahkan dalam pelaksanannya.

71

DAFTAR PUSTAKA

Supriyan, Desi. Diktat Hidrologi. 2004. Politeknik Negeri Jakarta: Depok.

Soewarno. Hidrologi Operasional. Jilid 1. 2000. Bandung.

Sukamto, Ir. Haryono. Drainase Perkotaan. 1999. DPU.

C.D Sunarto. Hidrologi Teknik. 1999. Jakarta.

Ir. Sanjoyo, Hartoyo. Sistem Drainase. Yogyakarta 1999

Ir. S. Hindarko. Drainase Perkotaan Edisi Kedua. 2000.

72