JURUSAN TEKNIK SIPIL FTUNS2008

SISTEM DRAINASE

Diskripsi Singkat : Mata kuliah ini akan membahas tentang identifikasi permasalahan, pengembangan, perencanaan, manajemen dan pengelolaan sistem drainase

Silabi singkatPengertian sistem drainase, fungsi, jenis, dan klasifikasinya. Komponen-komponen sistem drainase. Dasar-dasar perencanaan sistem drainase (aspek teknik,lingkungan, ekonomi dan finansial) Pola pengembangan, pengelolaan, dan manajemen sistem drainase perkotaan.

Tujuan Instruksional UmumSetelah menyelesaikan mata kuliah ini peserta didik akan dapat mengidentifikasi permasalahan sistem drainase, perencanaan, serta operasi dan pemeliharaan.

SISTEM DRAINASE

GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENGAJARAN (GBPP)

No

.Pokok Bahasan Dosen Pengampu

1.

Pendahuluan: Pengertian sistem drainase: keterkaitan antara sistem

drainase dan infrastruktur lain; definisi; fungsi; klasifikasi sistem

drainase: berdasar sumber air buangan, fungsi jaringa, letak bangunan;

komponen-komponen sistem drainase.

2.

Identifikasi permasalahan drainase: Penyebab banjir : siklus hidrologi,

tata guna lahan dan limpasan permukaan, fungsi penutup lahan,

dampak pembangunan terhadap debit limpasan, rob-dan amblesan

tanah, serta banjir kiriman.

3.

Perencanaan Sistem Drainase : Siklus perencanaan sistem drainase;

Langkah-langkah perencanaan sistem drainase, aspek-aspek

perencanaan : teknis, ekonomi-finasial, lingkungan.

4.Sistem drainase perkotaan yang berkelanjutan.:

Pembiayaan sistem drainase

5.

Hidrologi perkotaan; Stasiun pengukur hujan, data hujan, analisis

data hujan : hujan harian, hujan jangka pendek, hyujan DAS, periode

ulang hujan, lengkung-intensitas-durasi hujan, lengkung masaa hujan.

Prakiraan debit rencana, metode rasional.

6.

Aspek-aspek hidraulika: aliran pada saluran terbuka, jenis dan sifat

aliran, bentuk-bentuk penampang melintang saluran, kemiringan

dasar saluran, penampang yang ekonomis, profil muka air, air balik,

penelusuran banjir (flood routing).

7.Manajemen sistem drainase perkotaan : organisasi pengelola, kinerja

sistem drainase, operasi dan pemeliharaan,

8.

Perencanaan dimensi sistem drainase: dimensi saluran, gorong-

gorong, kolam tando (polder), perhitungan kapasitas pompa, analisa

air balik (back water).

GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENGAJARAN (GBPP)

Daftar Pustaka :

1.Hindarko, S. (2000). Drainase Perkotaan. Ed. 2. Penerbit ES-HA

2.Linsley, R.K., Kohler, M.A., dan Paulus, J.L.H. (1982). Hydrology for Engineering. Mc.Graw Hill, Inc.

3.Loebis, J. (1984). Banjir Rencana untuk Bangunan Air. Badan Penerbit Pekerjaan Umum, Jakarta.

4.Suripin (2004). Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. ANDI Offset Yogyakarta.

5.Wilson, E.M. (1993). Hidrologi Teknik. Terjemahan oleh Asnawi Marjuki. Penerbit Erlangga, Jakarta.

Tugas :

GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENGAJARAN (GBPP)

Kualitas manajemen suatu kota dapat dilihat dari kualitas sistem drainase yang ada.

Sistem drainase yang baik dapat membebaskan kota dari genangan air.

Genangan air menyebabkan lingkungan menjadi kotor dan jorok, menjadi sarang nyamuk, dan sumber penyakit lainnya, sehingga dapat menurunkan kualitas lingkungan, dan kesehatan masyarakat

MOTTO

Sistem Pengelolaan Sumberdaya Air Perkotaan Terpadu (Integrated Urban Water Management System)

Distribution

Use Collection

TTTT

Wells

Effluent

Combined sewer

outflow

Wastewater

Drainage

Treated water

Raw water

Reservoir

Land

Sludge treatment

TTTT

DrainageUrban service boundary

Air hujan sebagai sumber utama

beban drainase, sekaligus sebagai

sumber utama air tawar (air baku)

Perlu perencanaan

yang komprehensif

dan terpadu

sehingga fungsi

drainase &

pengtendalian banjir

berjalan efektif, dan

persediaan air baku

terjamin sepanjang

masa.

KETERKAITAN ANTAR

INFRASTRUKTUR SANITASI

Sistem Air Bersih

Sistem Air Limbah

Sistem Drainase

Persampahan

Keterkaitan antar komponen sistem sanitasiDRAINASEDRAINASEDRAINASEDRAINASE AIR BERSIHAIR BERSIHAIR BERSIHAIR BERSIH AIR LIMBAHAIR LIMBAHAIR LIMBAHAIR LIMBAH PERSAMPAHANPERSAMPAHANPERSAMPAHANPERSAMPAHAN

DRAINASEDRAINASEDRAINASEDRAINASE Perbaikan sistem drainase akan

memperlancar sistem dan menghilangkan

genangan sehingga mengurangi resapan

dan pengisian air tanah dengan air

tercemar.

Penggelontoran saluran yang

menerima gabungan air limbah & air

hujan akan mengurangi tingkat

cemaran pada saluran gabungan,

khususnya pada musim kemarau

Apabila saluran drainase tertutup,

saluran tidak akan menjadi lokasi

pembuangan sampah . Saluran

terbuka harus diperhitungkan agar

mampu menghanyutkan sampah

AIR BERSIHAIR BERSIHAIR BERSIHAIR BERSIH Apabila drainase merupakan sistem

gabungan, maka peningkatan kebutuhan

air bersih akan menambhan beban sistem

drainase

Makin banyak konsumsi air bersih,

makin banyak air limbah. Masalah

akan timbul apabila:

• Kepadatan penduduk tinggi

• Resapan air kecil

• Daerah datar

tidak ada

AIR LIMBAHAIR LIMBAHAIR LIMBAHAIR LIMBAH Pembuangan limbah pada sistem drainse

campuran akan meningkatkan polusi pada

sistem drainase

Pengumpulan dan pengolahan air limbah

melindungi air permukaan & air tanah dari

pencemaran. Sebaliknya pembuangan air

limbah tanpa pengolahan akan menimbulkan

pencemaran

Air limbah mempertinggi kelembaban

sampah

PERSAMPAHPERSAMPAHPERSAMPAHPERSAMPAH----ANANANAN Pembuangan sampah ke sistem drainase

dapat menyumbat saluran, saringan

pompa, dan mempercepat penurunan

kapasitas saluran, sehingga menyebabkan

genangan dan banjir; menyulitkan operasi

pintu, dan meningkatkan polusi air.

"Sanitary landfill" harus ditempatkan

sedemikian rupa agar tak terjadi peresapan

yang akan mengotori sumber air

Menejemen sampah yang kurang

baik dapat menyumbat saluran

limbah, dan menyebabkan gangguan

kesehatan lingkungan.

Sistem Drainase

Definisi :

� To drain = mengeringkan atau mengalirkan air

� Drainase perkotaan adalah Suatu sistem yang berfungsi untuk membuang kelebihan air dari suatu kawasan perkotaan dengan batasan tertentu sehingga daya guna lahan menjadi optimal

KOMPONEN SISTEM DRAINASE

1. saluran penerima (interceptor drain), 2. saluran pengumpul (collector drain), 3. saluran pembawa (conveyor drain), 4. saluran induk (main drain), dan 5. badan air penerima (receiving waters).

Di sepanjang sistem sering dijumpai bangunan lainnya, seperti gorong-gorong, siphon, jembatan air (aquaduct), pelimpah, pintu-pintu air, bangunan terjun, kolam tando, dan stasiun pompa. Pada sistem yang lengkap, sebelum masuk ke badan air penerima, air diolah dahulu di instalasi pengolah air limbah (IPAL), khususnya untuk sistem tercampur.

Hanya air yang telah memenuhi baku mutu tertentu yang dimasukkan ke badan air penerima, sehingga tidak merusak lingkungan.

� Mencegah terjadinya genangan pada lahan dan/atau harta benda

� Memperbaiki lingkungan hidup

� Konservasi air

TUJUAN

Permasalahan drainase

perkotaan

Pertumbuhan

penduduk

Kebutuhan tempat

tinggal/Rumah

Perubahan

tataguna lahan

Lahan untuk usaha,

pertanian, perkebunan,

dll.

Manajemen sampah

tidak baik

Produksi sampah

Debit banjir

meningkat

Kebutuhan air

bersihPengambilan air

tanah berlebihan

Sedimentasi

saluran

Saluran meluap,

banjir

Pasang surut

Penurunan

kapasitas saluran

Pembuangan

sampah ke saluran

Erosi lahan

meningkat

Amblesan tanah Genangan

lokal

Limpasan

permukaan

meningkat

Pengisian air tanah

menurunPenurunan air

tanah

SAMPAH

POTRET PERMASALAHAN DRAINASE

Masyarakat masih menganggap Masyarakat masih menganggap Masyarakat masih menganggap Masyarakat masih menganggap bahwa badan air merupakan bahwa badan air merupakan bahwa badan air merupakan bahwa badan air merupakan tempat pembuangan sampah. tempat pembuangan sampah. tempat pembuangan sampah. tempat pembuangan sampah. Sampah dibaung sembarangan, Sampah dibaung sembarangan, Sampah dibaung sembarangan, Sampah dibaung sembarangan, berserakan di jalan, dan berserakan di jalan, dan berserakan di jalan, dan berserakan di jalan, dan akhirnya disapu air hujan masuk akhirnya disapu air hujan masuk akhirnya disapu air hujan masuk akhirnya disapu air hujan masuk ke saluran. ke saluran. ke saluran. ke saluran. Air menjadi kotor, jorok, dan Air menjadi kotor, jorok, dan Air menjadi kotor, jorok, dan Air menjadi kotor, jorok, dan saluran menjadi penuh sampah, saluran menjadi penuh sampah, saluran menjadi penuh sampah, saluran menjadi penuh sampah, mampet dan meluber pada mampet dan meluber pada mampet dan meluber pada mampet dan meluber pada musim hujan. musim hujan. musim hujan. musim hujan.

Seluruh anggota masyarakat, disadari atau tidak, sedikit atau banyak,

ikut berperan dalam penumpukan sampah di saluran.

Maka pembersihannya juga perlu peran serta seluruh lapisan

masyarakat

Bangunan Liar

Penyerobotan lahan umum,

bantaran sungai, saluran drainase jalan raya, dll, untuk bangunan: rumah-gubug liar untuk tempat tinggal maupun kiosk jualan, mengakibatkan penampang sungai/saluran berkurang, pemeliharaan sulit. Ancaman luapan air banjir selalu mengintai.

Alih fungsi lahan: penebangan

hutan yang serampangan, dan

bekas penambangan yang

dibiarkan terbuka merupakan

sumber bencana banjir dan

kekeringan

Pembuangan limbah ke badan air tanpa melalui IPALmenyebabkan pencemaran dan sedimentasi sungai / saluranmenyebabkan pencemaran dan sedimentasi sungai / saluranmenyebabkan pencemaran dan sedimentasi sungai / saluranmenyebabkan pencemaran dan sedimentasi sungai / saluran

Genangan robGenangan robGenangan robGenangan rob

Kawasan pantai sangat rawan terhadap genangan pasang surut (rob) terutama daerah yang elevasinya rendah.

Pada banyak kasus hal ini terjadi akibat proses penurunan tanah (land subsidence).

Pengambilan air tanah dalam yang berlebiah sering sebagai penyebab utama terjadinya penurunan tanah.

Posisi air di sungai/saluran berada di atas perkampungan,

sistem drainase yang memungkinkan hanya dengan sistem

pompa

KENAPA TERJADI GENANGAN SAMPAI BANJIR

Peresapan

Infiltrasi

Airtanah(Bebas)

Airtanah(Bertekan)

Mata Air

Lapisan Kedap Air

Dataran Banjir

Lereng Tidak Stabil

Muka Airtanah(Bebas)

Evaporasi

Evapotranspirasi

Hujan

SIKLUS HIDROLOGISIKLUS HIDROLOGI

Eksploitasi sumberdaya lahan yang berlebihan:

• Perubahan guna lahan : lahan terbuka / hutan, sawah �pemukiman, kawasan industri, dll. tanpa kompensasipengganti resapan akan mengakibatkan kenaikan debit puncak sampai 25 kali.

Misal:

Debit Puncak = 10 m3/dt

Resapan = 5 m3/dt

Resapan

Debit Puncak = 75 m3/dt

Resapan = 0,5 m3/dt

Akibat perubahan guna lahan

bisa menjadi

Fungsi tanaman penutup lahan

� Intersepsi (menangkap & menyimpan sementara)� f(A)

� Evapotranspirasi � f(t, A)

� Memperlambat aliran � f(n)

� Meningkatkan infiltrasi � f (t, I)

Meningkatkan limpasan

permukaan

PERUBAHAN GUNA LAHAN VS PERUBAHAN DISTRIBUSI AIR HUJAN

P

R

RO

E

P

R

RO

E

Perubahan hidrograf banjir

Limpasan

55%

Daerah pedesaan masih mempunyai cukup simpanan dan retensi

0

10

20

0 30 60

waktu (menit)

debit (m

3 /dt)

Limpasan

74%

Daerah pengembangan, kapasitas simpanan menurun, limpasan meningkat.Penduduk dan fasilitas meningkat

0

10

20

0 30 60

waktu (menit)

debit (m

3 /dt)

Penduduk dan fasilitas meningkat bahkan sampai di daerah rawan banjir.Kapasitas simpanan menurun terus, limpasan meningkat pesat.Terjadi tanah longsor dan banjir

Limpasan

89%

0

10

20

0 30 60

waktu (menit)

debit (m

3 /dt)

Hujan 100 mm

DPS 100 ha

Vol. air hujan 100.000 m3

C = 0,25

Tc = 2 jam

Tb = 8 jam

C = 0,75

Tc = 1 jam

Tb = 4 jam

Vol = 25.000 m3

Qp = 1,74 m3/dt

Tb

Qp

Vol = 75.000 m3

Qp = 10,42 m3/dt

Tb

Qp

hujan

hujan

hujan

hujan

Transpirasi

Infiltra

si b

esar

penyimpanan

Eva

po

rasi

Eva

po

rasi

Eva

po

rasi

• Limpasan kecil dg kecepatan lambat

• Penyimpanan ada/besar

• Infiltrasi besar & lama

• transpirasi besar

Humus

penyimpan

air

Intersepsi

Delay

hu

jan

Infiltra

si k

ecil

Eva

po

rasi

• Limpasan besar dg kecepatan tinggi

• Penyimpanan kecil/tidak ada

• Infiltrasi kecil dan singkat

• transpirasi kecil

EROSI DAN SEDIMENTASI

Salah satu penyebab terjadinya genangan adalah ketidak mampuan saluran drainase mnampung debit, karena kapasitas saluran menurun.

Penurunan kapasitas saluran disebabkan oleh sedimentasi, dan bangunan liar.

Sumber sedimentasi adalah hasil erosi lahan dan sampah.

Erosi lahan meningkat akibat adanya pembukaan lahan, pengeprasan bukit.

PERTUMBUHAN

PENDUDUK

KEBUTUHAN LAHAN:

PERUBAHAN GUNA

LAHAN

KEBUTUHAN AIR/ AIR BERSIH MENINGKAT

SUPLAI PDAM

TIDAK

MENCUKUPI

EKSPLOITASI

AIRTANAH

BERLEBIHAN

DEFISIT AIR TANAH

RESAPAN AIR

MENURUN DEBIT

LIMPASAN

MENINGKAT

BANJIR & ROB

PENURUNAN

MUKA TANAH

LAND SUBSIDENCE

Partisipasi masyarakat

Setiap orang, baik disadari atau tidak, mempunyai andil dalam

penciptaan kondisi sistem drainase yang ada saat ini, antara lain

dalam bentuk:

Membuang sampah yang tidak pada tempatnya.

Membangun/mengembangkan rumah tanpa memberiakn kompensasi

fungsi lahan.

Meninggikan lantai rumah tanpa memperhatikan kondisi sekitarnya.

Mengambil air tanah berlebihan.

Mengabaikan perawatan drainase lingkungan (receptor drain)

Membuat bangunan di atas saluran drainase, sungai, dll.

Kepedulian terhadap kondisi lingkungan lemah.

• Peresapan air berkurang• Muka air tanah turun, • Mata Air kering• Terjadi intrusi air laut

• Banjir bandang• Masalah banjir meluas

• Erosi tinggi• Longsor

Pada musim kemarau air sungai nyaris kering

PENGELOLAAN DAS(TIDAK TERKENDALI)

PENGELOLAAN DAS(TIDAK TERKENDALI)

PENYEBAB BANJIR ADALAH

Controllable Causals:Perubahan tata guna lahan : kualitas penutupan lahan

Partisipasi masyarakat: pembuangan sampah, bangunan liar, kerusakan bangunan drainase

Erosi dan sedimentasi

Penurunan tanah, rob

Ilmu Pengetahuan & teknologi

Uncontrollable Causals:Fisiografi

Geologi & Jenis tanah

Curah hujan

Klimatologi (angin, kelembaban, dll)

DIPERLUKAN SISTEM DRAINASE

Konsep sistem drainase

SISTEM DRAINASE

Kapasitas cenderung menurun:

• sedimentasi, sampah

• bangunan liar

• Q = A V

• Q = kapasitas saluran, m3/detik

• A = luas penampang saluran, m2

• V = kecepatan aliran, m/detik

Debit banjir cenderung meningkat:

• meningkatnya lahan terbangun

• Q = 0,002778 C I A

• Q = debit banjir, m3/detik

• C = koefisien limpasan

• I = Intensitas hujan, mm/jam

• A = luas daerah tangkapan air, ha

Me

nu

run

ka

n

be

ba

n d

rain

as

e

Me

nin

gk

atk

an

ka

pa

sit

as

sa

lura

n

sa

ng

at

be

rat

BEBAN =

DEBIT

BANJIR

KLASIFIKASI SISTEM DRAINASE

Berdasar sejarah terbentuknya

Drainase alamiah (natural drainage)

Drainase buatan (artificial drainage)

Berdasar letak bangunan

Drainase permukaan tanah (surface drainage)

Drainase bawah permukaan (subsurface drainage)

Berdasar fungsi

Sistem terpisah(separate system)

Sisterm campuran (combined system)

Berdasar Konstruksi

Saluran terbuka

Saluran terttutup

DRAINASE BERDASAR SEJARAHNYA

Drainase alamiah (natural drainage)Terbentuk secara alamiah, tidak terdapat bangunan-bangunan penunjang, sperti pelimpah, gorong-gorong, dll.

Saluran terbentuk oleh gerusan air yang bergerak karena gravitasi yang lambat laun membentuk jalan air yang

permanen seperti sungai.

Drainase buatan (artificial drainage)Drainase yang dibuat dengan maksud dan tujuan tertentu sehingga memerlukan bangunan-bangunan khusus seperti selokan pasangan batu/beton, gorong-gorong, pompa, dll.

KLASIFIKASI BERDASAR LETAK BANGUNAN

SURFACE DRAINAGE SUBSURFACE DRAINAGE

� Biaya awal kecil � Biaya awal besar

� Memerlukan lahan khusus � Tidak memerlukan lahan khusus

� Kapasitas drainase besar � Kapasitas terbatas

� Berpotensi ditumbuhi rumput/tumbuhan liar

� Tahan terhadap pertumbuhan rumput/tumbuhan liar

� Terjadinya erosi � Tahan terhadap erosi

� Inspeksi mudah dilakukan � Inspeksi sulit dilakukan

� Perbaikan mudah dan murah � Perbaikan sulit & mahal mahal

� Memelukan jembatan � Tidak memelukan jembatan

� Biaya pemeliharaan tinggi dan kontinue

� Biaya pemeliharaan murah dan jarang

Sistem terpisah (separated system)

Sistem yang melayani air hujan dan air limbah terpisah, dipakai jika:

� Periode musim hujan dan kemarau yang terlalu lama

� Kontinuitas yang jauh berbeda antara air hujan dan air limbah

� Air limbah memerlukan IPAL sedang air hujan tidak.

Keuntungan:

� Sistem mempunyai dimensi yang kecil sehingga pelaksanaan mudah

� Diperlukan IPAL yang kecil, karena tidak ada tambahan air hujan

� Dapat direncanakan pembilasan tersendiri untuk air limbah.

� Mengurangi bahaya bagi kesehatan masyarakat.

Kerugian:

� Perlu dua sistem sehingga perlu lahan yang luas.

Sistem tercampur (combined system)

Sistem yang melayani air hujan dan air limbah sekaligus, dipakai jika:

� Kejadian & tinggi hujan yang hampir merata sepanjang tahun.

� Kuasntitas air hujan dan air limbah kecil sehingga dapat disatukan

� Kunatitas air hujan dan limbah tidak jauh berbeda.

Keuntungan:

� Hanya diperlukan satu sistem sehingga pembangunan awalnya lebih murah.

� Terjadi pengenceran air buangan oleh air hujan sehingga

konsentrasi air limbahn menurun.

Kerugian:

� Diperlukan IPAL yang lebih besar, sehingga perlu lahan yang luanuntuk instalasi.

PERBANDINGAN ANTARA SISTEM DRAINASE TERPISAH & TERCAMPUR

TERPISAH TERCAMPUR

� Perlu dua sistem � Hanya diperlukan satu sistem

� Biaya awal kecil (sistem tertutup)

� Biaya awal besar

� Pelaksanaan mudah (konstruksi kecil)

� Pelaksanaan sulit, khususnya untuk kawasan padat

� Cocok untuk wlayah dengan

hujan tidak merata sepanjang tahun

� Cocok untuk daerah dengan

hujan merata sepanjang tahun

� Perlu IPAL kecil � Perlu IPAL besar

� Jika terjadi overflow limbah, pencemaran lebih berat

� Berpotensi terjadi pencemaran

� Operasional lebih murah � Operasional mahal

DRAINASE BERDASAR KONSTRUKSI

Saluran terbukaCocok untuk drainase air hujan dengan daerah tangkapan yang luas, atau drainase non-hujan yang tidak membayakan kesehatan masyarakat.

Saluran tertutupSering dipakai untuk saluran air limbah sebelum masuk ke IPAL (Instalasi Pengolah Air Limbah) dimana air dapat mengganggu kesehatan masyarakat, atau

Untuk saluran yang berada di tengah kota yang padat, karena keterbatasan lahan.

Lama:

Pematusan ; membuang air secepat-cepatnya ke badan

air yang lebih besar

Mengabaikan konsep konservasi

harus segera ditinggalkan

baru:

konservasi ; menahan air sebanyak-banyakanya di hulu dan melepaskannya pelan-pelan

FILOSOFI / PARADIGMA

PERENCANAAN SISTEM DRAINASE

� ASPEK TEKNIS (TOPOGRAFI, HIDROLOGI DAN HIDROLIKA)

� ASPEK LINGKUNGAN (SISTEM DRAINASE YANG BERKELANJUTAN)

� ASPEK EKONOMI DAN FINANSIAL

� PARTISIPASI MASYARAKAT

� CONTOH KASUS (GENANGAN DAN BANJIR KOTA SOLO)