EVALUASI SISTEM DRAINASE DAERAH MUARA BOEZEM
UTARA MOROKREMBANGAN SURABAYA
Rianti Dwi Putri, Dwi Priyantoro, Linda Prasetyorini, Heri Suprijanto
Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
Jalan MT. Haryono 167, Malang 65145, Indonesia
E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Boezem Morokrembangan Surabaya memiliki luas total ± 78,96 ha terbagi menjadi dua bagian yaitu
bagian utara dengan luas ± 41,58 ha dan bagian selatan dengan luas ± 39,13 ha. Di hilir boezem utara
terdapat pintu klep, pintu sorong dan pompa yang mengatur keluarnya debit dari Boezem menuju ke laut.
Pada studi ini akan dianalisa kapasitas saluran drainase pesapen terhadap debit banjir rancangan Q10
tahun, analisa fenomena pasang dan surut muka air laut terhadap sistem operasi boezem Morokrembangan
dan efektifitas sistem operasi boezem terhadap debit banjir rancangan.
Dari hasil analisis dengan kala ulang 10 tahun didapatkan debit banjir rancangan adalah Qrencana =
3,2896 m3/detik dan Qeksisting = 2,998 m
3/detik sehingga saluran drainase eksisting tidak mampu mengalirkan
debit banjir (Qeksisting < Qrencana), debit banjir rancangan total sebesar 30,339 m3/detik. Debit inflow total yang
menuju Boezem Utara Morokrembangan sebesar 37,998 m3/detik. Pengaruh muka air pasang surut di hilir
Boezem menyebabkan fluktuasi muka air di dalam Boezem. Fluktuasi tersebut mengikuti kemampuan debit
yang dikeluarkan oleh 6 pintu klep dan 2 pintu sorong yang tersedia. Volume tampungan Boezem
Morokrembangan = 0,485 x 106 m
3. Berdasarkan hasil perhitungan pada boezem dengan kondisi muka air
maksimum adalah +0,4 dan muka air minimum adalah -0,2, kebutuhan tampungan untuk pasang surut tinggi
= 1,06 x 106 m
3 dan untuk pasang surut rendah = 0,712 x 10
6 m
3, maka dibutuhkan pompa untuk
mengeluarkan sebagian dari volume tampungan tersebut. Pada boezem terdapat 5 pompa banjir dengan
kapasitas setiap pompa = 1,5 m3/dt, jika 5 pompa beropersi dalam sehari maka dapat mengeluarkan debit =
648000 m3/hari. Berdasarkan analisa dapat dikatakan Boezem Morokrembangan aman terhadap bahaya
melimpahnya pada tanggul Boezem Morokrembangan Utara.
Kata Kunci: Banjir, kapasitas eksisting, drainase, pasang surut, efektifitas boezem
ABSTRAK
Morokrembangan Boezem in Surabaya have a total area about ± 78,96 ha is divided into 2 areas, the
north area is ± 41,58 ha and the south is ± 39,13 ha. There are sluice gate, valve gate and pump which is
controlling the flow from Boezem into the sea in the downstream of the north area.
In this study the capasity analysis of pesapen drainage system in design flood Q10, the analysis of
tide level toward the operation system, and the analysis of operation system toward design flood.
By doing the analysis in 10 years return period, gained design flood is about 3,2896 m3/second and
existing flow is 2,998 m3/second. In this case, the overflow can not come out from the existing drainage
channel, a total design flood is 30,339 m3/second. A total inflow to the north Morokrembangan is 37,998
m3/second. The effect of tide level in the downstream of boezem caused the fluctuation of water level in
boezem area. The fluctuation depends on the capability of the outflow which run out from 6 valve gates and 2
sluice gates. The volume capacity of Morokrembangan Boezem is 0,485 x 106 m
3. Based on the analysis,
maximum water level in boezem is +0,4 and the minimum water level is -0,2, the needed capasity in high tide
level is 1,06 x 106 m
3 and for the low tide level is 0,712 x 10
6 m
3. This is caused the need for a pump to
reduce a several flow from capacity. There are 5 pump which each capacity is 1,5 m3/second that can reduce
the flow about 648000 m3/day. Based on the analysis, Morokrembangan Boezem is safe from the overflow
problem in the embankment of north Boezem.
Keywords: Flood, eksisting capacity, drainage, tide level, efectivity of boezam
1. PENDAHULUAN
Surabaya adalah ibukota provinsi
Jawa Timur dan merupakan kota terbesar
kedua di Indonesia setelah kota Jakarta
yang juga merupakan kota industri dan
perdagangan yang penting. Seiring
dengan peningkatan di sektor ekonomi
dan pertumbuhan penduduk dibutuhkan
juga pembangunan fisik seperti jalan,
jembatan, perumahan, sistem
pembuangan air dan fasilitas lainnya.
Bila pembangunan tersebut tidak
berwawasan lingkungan maka akan
menyebabkan ketidakseimbangan pada
lingkungan, kemacetan lalu lintas, dan
menyebabkan adanya daerah genangan
air yang mengganggu.
Bila dilihat dari letak kota Surabaya
yang berada di dekat laut, maka dapat
dikatakan bahwa Surabaya terletak di
dataran rendah dengan ketinggian
mendekati +0 m, SHVP (Surabaya
Haven Vloed Peil). Ketinggian tersebut
sejajar dengan permukaan air laut,
bahkan ada beberapa daerah di Surabaya
yang ketinggiannya di bawah air laut.
Kondisi ini menyebabkan pembuangan
air drainasi sulit, sehingga apabila terjadi
air laut pasang dan disaat yang
bersamaan terjadi hujan lebat dalam
waktu lama akan mengakibatkan
terjadinya banjir.
Boezem Morokrembangan yang
berada di pinggiran bagian utara kota
Surabaya memiliki luas total ± 78,96 ha
terbagi menjadi dua bagian, yaitu bagian
utara dengan luas sekitar ± 41,58 ha dan
bagian selatan dengan luas sekitar ±
39,13 ha. Boezem Morokrembangan
merupakan boezem terluas di Surabaya
dengan tangkapan aliran (catchment
area) hampir mencapai 25% dari luas
total Kota Surabaya. Kedalaman rata-
rata boezem adalah 3 m. Dua bagian
tersebut dihubungkan dengan saluran
yang berada di bawah jalan raya
Surabaya-Gresik. Di sebelah hilir
boezem utara terdapat enam buah pintu
hidrolis otomatis yang mengatur
pembuangan air dari boezem ke laut.
Apabila air laut surut, pintu akan
membuka secara otomatis dan
permukaan air di boezem akan turun
karena air dari boezem mengalir ke laut.
Pada prinsipnya pintu ini bekerja apabila
muka air boezem lebih tinggi dari muka
air laut.
Adanya perubahan tata guna lahan
yang tidak sesuai dengan sistem
penataan kota meyebabkan
meningkatnya limpasan. Hal tersebut
menyebabkan air yang masuk ke boezem
menjadi bertambah. Disamping
bertambahnya air yang masuk ke
boezem, terdapat pula sampah-sampah
dan bahan padat lainnya yang ikut
masuk ke boezem. Keadaan tersebut
mengakibatkan terjadinya pendangkalan
pada boezem terutama pada boezem
Selatan. Hal ini menyebabkan kapasitas
tampungan efektif dari boezem akan
berkurang. Tampungan efektif dari
boezem Morokrembangan ditentukan
berdasarkan rencana pada masa
pembangunan dari pengolahan data
curah hujan dan debit rencana pada masa
itu.
Berdasarkan keadaan di atas perlu
diadakan suatu evaluasi untuk daerah
boezem utara Morokrembangan, apakah
kapasitas boezem saat ini masih mampu
menampung debit banjir yang masuk ke
boezem utara Morokrembangan dan
bagaimana pengaruh pasang surut
terhadap pembuangan.
2. BAHAN DAN METODE
BAHAN
a. Analisa Hidrologi
Curah hujan rancangan adalah
curah hujan terbesar yang mungkin
terjadi dalam suatu daerah tertentu pada
periode ulang tertentu yang dipakai
sebagai dasar perhitungan perencanaan
dimensi suatu bangunan. Metode yang
digunakan adalah Metode Log Pearson
III karena dapat dipakai untuk semua
macam sebaran data, oleh karena itu
metode ini sering dipakai dalam
menentukan curah hujan rancangan.
Tahapan untuk perhitungan curah
hujan rancangan dengan menggunakan
metode Log Pearson III adalah sebagai
berikut: (Soemarto,1987:243)
1. Mengubah data hujan sebanyak n
buah menjadi dalam bentuk
logaritma.
2. Menghitung harga rata-rata logaritma
dengan menggunakan rumus:
n
i n
LogXiX
1
log
3. Menghitung simpangan baku dengan
rumus:
1
loglog1
2
n
XXi
S
n
i
4. Menghitung korfisien kemiringan (Cs)
dengan menggunakan rumus sebagai
berikut:
3
1
3
21
loglog
Snn
XXi
nCs
n
i
5. Menghitung logaritma curah hujan
rancangan dengan kala ualang tertentu
SGXX T .loglog Harga G diperoleh berdasarkan harga
Cs dan tingkat probabilitasnya.
6. Dan tahapan yang terakhir adalah
menghitung curah hujan rancangan
dengan periode ulang tertentu dengan
mengambil harga antilog XT.
Dengan :
XT = curah hujan rancangan
dengan kala ulang T tahun
logX = rata-rata logaritma dari
curah hujan
Xi = curah hujan tahun ke-i
n = banyaknya tahun
pengamatan
S = simpangan baku
Cs = koefisien kemiringan
G = koefisien frekuensi
b. Debit Banjir Rancangan
Debit banjir rancangan (Qr)
adalah debit air hujan (Qah) ditambah
dengan debit air kotor (Qak). Dimana
debit banjir rancangan akan digunakan
untuk menghitung kapasitas saluran
drainase. Dihitung dengan persamaan:
Qr = Qah + Qak
Dengan :
Qr = debit banjir rancangan (m3/dt)
Qah = debit air hujan (m3/dt)
Qak = debit air kotor (m3/dt)
c. Debit Air Hujan
Metode yang digunakan untuk
menghitung debit air hujan pada saluran
adalah Metode Rasional. Metode
rasional banyak digunakan untuk
memperkirakan debit puncak yang
ditimbulkan oleh hujan deras pada
daerah tangkapan (DAS) kecil. Metode
rasional didasarkan pada persamaan
berikut : (Triatmodjo, 2010:144)
Q = 0,278.C. I.A
Dengan :
Q = debit puncak yang ditimbulkan
oleh hujan dengan intensitas,
durasi dan frekuensi tertentu
(m3/dt)
I = intensitas hujan (mm/jam)
A = luas daerah tangkapan (km2)
C = koefisien pengaliran
0,278 = faktor konversi
d. Debit Air Kotor
Debit air kotor adalah debit yang
berasal dari air buangan hasil aktifitas
penduduk yang berasal dari lingkungan
rumah tinggal, bangunan umum dan
instalasi, bangunan komersial dan lain
sebagainya. Besarnya dipengaruhi oleh
banyaknya jumlah penduduk dan
kebutuhan air rata-rata penduduk.
Adapun besarnya kebutuhan air
penduduk rata-rata adalah 150
liter/orang/hari. Sedangkan debit air
kotor yang harus dibuang di dalam
saluran adalah 70% dari kebutuhan air
bersih (Suhardjono, 1984:39).
Qak = A
Pnxq
Dengan :
Qak = debit air kotor (ltr/dtk/km2)
q = jumlah air buangan
(ltr/dtk/orang)
Pn = jumlah penduduk (jiwa)
A = luas daerah (km2)
e. Kapasitas Tampungan
Penentuan kapasitas tampungan
didasarkan atas tampungan terbesar yang
terjadi setiap hari. Tampungan
merupakan selisih antara jumlah air yang
masuk dan yang keluar ditambah dengan
evaporasi yang terjadi.
Untuk menentukan kapasitas
tampungan boezem yang dapat
mengatasi debit banjir maksimum, maka
harus menganalisa tampungan yang
terjadi setiap jam dengan menggunakan
metode penelusuran banjir melalui
tampungan. Rumus yang digunakan
adalah sebagai berikut (Soemarto
1987:188):
t
QSt
QSt
II
222
2
2
1
1
21
Dengan :
S1,S2 = volume tampungan (storage)
pada boezem (m3)
I1,I2 = debit yang masuk (inflow) ke
boezem (m3/dt)
Q1,Q2= debit yang keluar (outflow) dari
pintu boezem (m3/dt)
Δt = periode penelusuran, 1 jam
(detik)
METODE
a. Pengumpulan Data
Setelah mengetahui kondisi daerah
studi, kemudian dilakukan pengumpulan
data penunjang. Data-data yang
diperlukan tersebut adalah sebagai
berikut :
1. Peta lokasi studi untuk mengetahui
lokasi studi perencanaan.
2. Peta topografi.
3. Peta tata guna lahan.
4. Skema jalan dan jaringan saluran
drainase.
5. Data curah hujan guna keperluan
hidrologi. Data curah hujan diambil
dari stasiun penakar hujan. Yaitu
stasiun hujan BMKG Perak I. Data
hujan yang diperlukan dari tahun
2002-2012.
6. Data Pasang Surut.
7. Data penduduk untuk
memproyeksikan jumlah penduduk
dan menghitung kebutuhan air.
8. Data saluran drainase eksisting untuk
evaluasi saluran dalam
kemampuannya menampung debit
rancangan yang ada.
b. Tahapan Penyelesaian Studi
1. Melakukan studi pustaka mengenai
teori yang akan dipakai
2. Mengumpulkan data - data yang
diperlukan untuk kepentingan
perhitungan
3. Analisa hidrologi
- Menghitung curah hujan
rancangan dengan metode Log
Pearson tipe III dengan kala
ulang 10 tahun.
- Menguji kesesuaian distribusi
hujan dengan uji Smirnov-
Kolmogorov dan uji Chi Square
untuk mengetahui kebenaran
hipotesa apakah data tersebut
benar sesuai teoritis, hipotesa
tersebut dapat digunakan atau
tidak untuk perhitungan
selanjutnya.
4. Perhitungan limpasan permukaan:
- Menghitung rasional modifikasi
untuk memperkirakan debit
puncak yang ditimbulkan oleh
hujan deras pada DAS.
- Menghitung intensias hujan.
- Menentukan koefisien pengaliran
(C) dari peta tata guna lahan
wilayah studi.
- Menghitung waktu konsentrasi.
- Menghitung proyeksi
pertumbuhan penduduk.
- Menghitung debit air kotor.
- Menghitung pasang surut.
5. Kapasitas boezem Morokrembangan
- Melakukan analisa kapasitas
tampungan boezem
- Menghitung debit keluaran
melalui pintu
- Dari hasil analisa Qa terhadap Qr
dapat diketahui apakah saluran
drainase memenuhi atau tidak
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Perhitungan Curah Hujan Daerah
Besarnya curah hujan maksimum
rata-rata daerah diperoleh dengan
menggunakan data-data dari stasiun
penakar hujan harian, yaitu: Stasiun
Perak I periode pengamatan data curah
hujan yang digunakan selama 11
(sebelas) tahun dari tahun 2002 s/d
2012.
Dalam studi ini lokasi stasiun hujan
berada dalam 1 (satu) catchment area
dengan lokasi studi. Perhitungan debit
mengunakan catchment area 2,98 km².
b. Analisa Hidrologi
Analisa hidrologi digunakan untuk
memperoleh besaran intensitas hujan
yang kemudian diolah menjadi debit
maksimum yang kemungkinan dapat
terjadi di lapangan. Data hujan
maksimum tahunan berdasarkan
pencatatan BMKG Perak.
Tabel 1. Hujan Rancagan Metode Log
Pearson III
X rancangan
(mm)
5 1,0526 -1,5791 -0,2069 61,5726
20 1,25 -2,0331 -0,2664 53,6911
50 2 -0,0400 -0,0052 97,9597
80 5 0,8326 0,1091 127,4624
90 10 1,310247 0,1717 147,2206
Tr G G . SiPercent
Sumber: Hasil Perhitungan
c. Perhitungan Debit Air Hujan
dengan Metode Rasional
Untuk menghitung debit
rancangan air hujan pada saluran
drainase digunakan rumus rasional
karena rumus ini dapat digunakan untuk
perencanaan saluran drainase dengan
catchment area yang tidak terlalu luas.
Berikut ini adalah gambar pembagian
area tata guna lahan yang ada.
Gambar 1. Peta Tata Guna Lahan
Langkah-langkah perhitungan untuk titik
P.2 dengan kala ulang 10 tahun adalah:
1. Waktu konsentrasi (tc)
77.0
60
0195,0
S
Lxtc
=
77.0
00128,0
1,662
60
0195,0
x
= 0,63 jam
2. Menghitung intensitas hujan (I)
It = t
Rt
= 3
2206,147
= 49,07 mm/jam
3. Menghitung koefisien pengaliran rata-
rata (Cm)
Di daerah kajian terdapat berbagai
macam peruntukan tanah maka koefisien
pengaliran yang digunakan adalah
koefisien ekivalen dari berbagai
peruntukan tanah. Adapun koefisien
pengaliran diambil nilai presentasenya.
P.2 penggunaan tata guna lahan adalah:
Pemukiman = 0,4560 km2
Daerah Hijau = 0,0128 km2
Jalan Aspal dan paving = 0,0767 km2
Pergudangan dan Jasa = 0,0655 km2
Cm =
n
i
i
n
i
ii
A
CA1
.
0655,00767,00128,0 0,4560
0655,0.4,00767,09,00128,03,0 0,4560.90,0
= 0,83
4. Menghitung curah hujan rancangan
metode rasional
Q = 0,278.C. I. A
= 0,278 . 0,83. 49,07. 0,611
= 6,951 m3/detik
Untuk perhitungan saluran lainnya
disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Perhitungan Debit Air Hujan Kala Ulang 10 Tahun
Panjang Panjang Koefisien Pengaliran Waktu Debit Qah
Saluran Saluran Pengaliran Gabungan Konsentrasi Air Hujan Komulatif
(L) (L) (s) (A) (A) ( c ) (Cw) (Tc) ( I ) (Q) (Q)
(m) (km) (km ²) (km ²) (jam) (mm/jam) (m3/dt) (m3/dt)
0,00128 0,2389 Pemukiman 0,90
0,00128 0,0003 Daerah Hijau 0,30
0,00128 0,0273 Jalan Aspal 0,90
0,00128 0,0000 Pergudangan dan Jasa 0,40
0,00128 0,4560 Pemukiman 0,90
0,00128 0,0128 Daerah Hijau 0,30
0,00128 0,0767 Jalan Aspal 0,90
0,00128 0,0655 Pergudangan dan Jasa 0,40
0,00128 0,4455 Pemukiman 0,90
0,00128 0,0000 Daerah Hijau 0,30
0,00128 0,0373 Jalan Aspal 0,90
0,00128 0,0000 Pergudangan dan Jasa 0,40
0,00128 0,6641 Pemukiman 0,90
0,00128 0,4988 Daerah Hijau 0,30
0,00128 0,1501 Jalan Aspal 0,90
0,00128 0,2629 Pergudangan dan Jasa 0,40
0,00128 0,0413 Pemukiman 0,90
0,00128 0,0000 Daerah Hijau 0,30
0,00128 0,0048 Jalan Aspal 0,90
0,00128 0,0000 Pergudangan dan Jasa 0,40
13,473
5,928
6,951
3,270
0,63
0,78
0,96
49,07
0,89 49,07 3,270
Intensitas
0,90
Menuju
Slope Luas
Tata Guna Lahan
Luas Total
Ruas
I P.1 1042,3 1,042 0,267
II P.2 662,1 0,6621 0,611 0,83
5,928III P.3 873,9 0,874 0,483 0,90
0,046 0,14 49,07 0,566
IV P.4 1155 1,155 1,576 0,63
0,90V P.5 93 0,093 30,188
49,07 13,473
6,951
49,07
Sumber: Hasil Perhitungan\
d. Estimasi Air Buangan Penduduk
Pada perhitungan debit air buangan
penduduk jumlah penduduk yang
digunakan adalah jumlah penduduk yang
tercantum pada dokumen Surabaya
Dalam Angka 2012 yang berjumlah
124.005 jiwa. Dikarenakan hasil
proyeksi pertumbuhan penduduk
kecamatan Krembangan dengan metode
exponential, geometri dan aritmatika
tidak mungkin diterapkan dikarenakan
prosentase pertumbuhan penduduk
adalah -0,73% hal ini menyebabkan hasil
proyeksi pada setiap metode menjadi
berkurang setiap tahun.
Dengan beberapa pertimbangan
bahwa lokasi studi merupakan daerah
yang banyak meyerap ternaga kerja
maupun jasa yang cukup banyak, secara
tidak langsung kondisi ini
mempengaruhi laju perpindahan
penduduk baik harian, bulanan, tahunan
yang tidak dilaporkan pada dinas terkait.
Dari masalah ini dapat saya asumsikan
bahwa data jumlah penduduk minimal
yang digunakan dalam menentukan
jumlah debit air kotor adalah data
pencatatan penduduk terakhir yang
digunakan oleh BPS. Berikut ini adalah
tabel estimasi air buangan penduduk.
Tabel 3. Estimasi Air Buangan Penduduk
Penduduk Keb.Air A Pemukiman QperKm Qair Kotor Qak Komulatif
jiwa lt/hari/jiwa lt/hari/jiwa lt/dt/jiwa Km2
m3/dt/km
2m
3/dt m
3/dt
I P.1 124005 150 105 0,00122 0,2389 0,0816477 0,0195 0,01950
II P.2 124005 150 105 0,00122 0,4560 0,0816477 0,0372 0,05673
III P.3 124005 150 105 0,00122 0,4455 0,0816477 0,0364 0,09311
IV P.4 124005 150 105 0,00122 0,6641 0,0816477 0,0542 0,14733
V P.5 124005 150 105 0,00122 0,0413 0,0816477 0,0034 0,15070
Air buanganRuas Menuju
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 4. Perhitungan Debit Banjir Rancangan Kala Ulang 10 Tahun
Qah Qak Q Total Q akumulatif
m3/dt m
3/dt m
3/dt m
3/dt
I P.1 3,2701 0,0195 3,2896 3,2896
II P.2 6,9507 0,0372 6,9879 6,9879
III P.3 5,9278 0,0364 5,9642 9,2538
IV P.4 13,4734 0,0542 13,5276 13,5276
V P.5 0,5661 0,0034 0,5695 30,3388
Ruas Menuju
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 5. Analisis Kapasitas Saluran Eksisting Terhadap Debit Rancangan
Keterangan
Qsal dapat
(m) (m) (m2) (m) (m) (m/s) m3/dt m
3/dt Menampung Qr10
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11]
I P.1 3,90 1,50 0,025 0,00286 5,850 6,900 0,848 0,513 2,998 3,290 Tidak Mampu
II P.2 4,80 2,20 0,025 0,01920 10,560 9,200 1,148 2,434 25,704 6,988 Cukup
III P.3 4,20 1,80 0,025 0,00286 7,560 7,800 0,969 0,670 5,064 9,254 Tidak Mampu
IV P.4 2,50 0,90 0,025 0,00286 2,250 4,300 0,523 0,195 0,439 13,528 Tidak Mampu
V P.5 5,20 1,80 0,025 0,01920 9,360 8,800 1,064 2,090 19,564 30,339 Tidak MampuSumber : Hasil Perhitungan
1. Data 4. Data 7. (5) / (6) 10. Data
2. Data 5. (1) x (2) 8. 1/(3) x (7)^2/3 x (4)^0,5 11. Q < Q10 (tidak mampu)
3. Data 6. (1) + 2.(2) 9. (5) x (8)
(Qr10)B h (Q)(n) (s)
Ruas Patok
(P)(A) (V)( R )
e. Analisa Kemampuan Boezem
Terhadapa Banjir
Analisa kemampuan boezem
diidentifikasikan dengan menggunakan
analisa penelusuran banjir pada Boezem
Morokrembangan.
Analisa menggunakan data input inflow
yang berasal dari saluran Pesapen dan
Boezem Selatan Morokrembangan.
Pada Boezem Selatan
Morokrembangan terdapat rumah
pompa Greges Gadukan. Pada rumah
pompa tersebut terdapat 5 unit pompa
banjir dengan kapasitas setiap pompa
adalah 1,5 m3/dt. Maka debit yang
masuk dari Boezem Selatan adalah 7,5
m3/dt (5 x 1,5 m
3/dt). Jadi Inflow
menuju Boezem Utara dapat dilihat
pada tabel berikut :
Tabel 6. Inflow Menuju Boezem Utara
Morokrembangan
Debit
m3/dt
Saluran Pesapen 30,3388
Boezem Selatan 7,5
Air Kotor 0,1507
Inflow
37,9895 Sumber: Hasil Perhitungan
f. Analisa Pasang Surut
Analisa pasang surut dilakukan
dalam hubungan dengan penentuan nilai
pasang surut rencana. Nilai pasang surut
rencana diambil dari hasil peramalan
fluktuasi muka air laut yang terjadi
Surabaya (Pelabuhan). Pasang surut di
lokasi ini cenderung bersifat campuran
condong ke harian ganda (mixed tide
prevailing semidiurnal) dengan dua kali
pasang dan dua kali surut dalam satu hari
dengan ketinggian yang berbeda.
Gambar 2. Kurva Pasang Surut
Gambar 2. menunjukkan contoh
hasil pencatatan muka air laut sebagai
fungsi waktu (kurva pasang surut).
Tinggi pasang surut adalah jarak
vertikal antara air tertinggi (puncak air
pasang) dan air terendah (lembah air
surut) yang berturutan. Periode pasang
surut ada lah waktu yang diperlukan
dari posisi muka air rerata ke posisi
yang sama berikutnya.
1. Tipe Pasang Surut
Selain dengan melihat data pasang
surut yang diplot dalam bentuk grafik,
tipe pasang surut dapat juga ditentukan
dengan rumus Formzahl. Untuk
perhitungannya dapat dilihat di bawah
ini:
22
11
SM
KOF
57,30136,77
86,11319,220
F
93,378
044,334F
F = 0,8815
Jadi, tipe pasang surutnya adalah pasang
surut campuran condong ke harian ganda
(mixed tide prevailing semidiurnal).
Tabel 7. Unsur Pasang Surut
Perioda Hi Amplitudo
(jam) (m) (derajat)
Semidiurnal
1 Utama Bulan M2 12,4206 0,5066 77,36
2 Utama Matahari S2 12,0000 0,2190 301,57
Diurnal
3 Matahari-bulan K1 23,9346 0,5612 113,86
4 Utama Bulan O1 25,8194 0,2460 220,19
Perairan Dangkal
5 Utama Bulan M4 6,2103 0,0020 45,75
6 Matahari-bulan MS4 6,1033 0,0032 37,49
Nama Komponen SimbolNo
Sumber: Dishidros, Desember 2013
Tabel 8. Elevasi Muka Air Acuan
Pengamatan Peramalan
(m) (m)
2,800 2,836
2,228 2,424
1,857 2,104
1,501 1,498
1,364 0,886
0,907 0,540
0,200 0,000
Highest Measured Tide
Mean Higher High Water (MHHW)
Mean High Water (MHW)
Mean Sea Level (MSL)
Mean Low Water (MLW)
Mean Lower Low Water (MLLW)
Lowest Measured Tide Sumber: Dishidros, Desember 2013
2. Kebutuhan Kapasitas Tampungan
a. Pasang Surut Tinggi (spring tide)
Penentuan volume total air drainasi
untuk pasang surut siklus satu hari
Diketahui :
M.A max = + 0,4 m
M.A min = - 0,2 m
Q = 37,99 m3/dt
T = 24,5 jam
V = Q * T
= 3350718 m3
Penentuan periode waktu
pembuangan/drain T1 dan T2
Dari gambar didapatkan :
S1 = 7 jam 25,5 menit
T1 = 3 jam 49,5 menit
S2 = 3 jam 45 menit
T2 = 8 jam 55,5 menit
Setiap periode waktu T dibagi
menjadi interval waktu Δt yang
lebih kecil
Δt1 = 1967 detik
Δt2 = 1890 detik
Ukur Δh dan h di tengah-tengah
setiap interval waktu Δt.
Kemudian dicek, apakah kondisi
aliran sama untuk seluruh periode
waktu drainasi
H = Δhn + hn
hn > (2/3) H → aliran sub kritis
→ µ/m = 1,2
hn < (2/3) H → aliran kritis
→ µ/m = 0,9
Tabel 9. Periode Pembuangan T1 (Pasang Surut Tinggi)
h.(2*g*Δhn)^0,5 µ atau m Δt
[1] [2] [3]
1 0,065 2,865 3,235 1,2 1967 7636,888
2 0,190 2,890 5,580 1,2 1967 13170,727
3 0,215 2,915 5,987 1,2 1967 14131,651
4 0,240 2,940 6,380 1,2 1967 15058,720
5 0,215 2,965 6,090 1,2 1967 14374,046
6 0,190 2,990 5,773 1,2 1967 13626,462
7 0,065 3,015 3,405 1,2 1967 8036,725
Sumber: Hasil Perhitungan Σ1 86035,218
No Δhn hn qn = (1) * (2) * (3)
Tabel 10. Periode Pembuangan T2 (Pasang Surut Tinggi)
h.(2*g*Δhn)^0,5 µ atau m Δt
[1] [2] [3]
1 0,131 3,381 5,420 1,2 1890 12293,438
2 0,349 3,349 8,763 1,2 1890 19875,608
3 0,618 3,325 11,578 1,2 1890 26259,015
4 0,886 3,296 13,742 1,2 1890 31167,116
5 1,054 3,267 14,857 1,2 1890 33694,731
6 1,223 3,238 15,861 1,2 1890 35973,494
7 1,291 3,209 16,150 1,2 1890 36629,028
8 1,359 3,180 16,420 1,2 1890 37241,692
9 1,377 3,151 16,378 1,2 1890 37145,647
10 1,396 3,122 16,339 1,2 1890 37056,821
11 1,264 3,093 15,403 1,2 1890 34933,814
12 1,132 3,064 14,440 1,2 1890 32749,489
13 0,950 3,036 13,107 1,2 1890 29727,345
14 0,769 3,000 11,653 1,2 1890 26428,772
15 0,537 2,978 9,666 1,2 1890 21923,222
16 0,306 2,949 7,226 1,2 1890 16388,079
17 0,124 2,920 4,555 1,2 1890 10329,665
Sumber: Hasil Perhitungan Σ2 479816,975
No Δhn hn qn = (1) * (2) * (3)
Perhitungan lebar pintu
(S1 + S2) * b = V
(86035,218 + 479816,975) * b
= 3350718
b = 28,21 m ~ 28 m
Maka dipilih 6 pintu dengan lebar
4,5 m.
Perhitungan kebutuhan kapasitas
tampungan
Pada periode S1 dan S2 air akan
tertampung, karena tidak
memungkinkan terjadi pembuangan.
Volume tampungan minimum yang
dibutuhkan :
Total aliran = 3350718 m3/hr
= 139613,25 m3/jam
Volume tampungan minimum =
3 jam 45 menit x 139613,25 =
523549,69 m3
Cek perhitungan
Perhitungan permulaan waktu
pengecekan dimulai pada periode
S1:
Tabel 11. Kontrol Perhitungan Total Aliran (Pasang Surut Tinggi)
Aliran Masuk Tampungan Aliran Keluar Tampungan Kebutuhan Tampungan
106
m3
106
m3
106
m3
S1 * (Q/jam)
7,575 * 0,140=
1,06
T1 * (Q/jam) Σ1 * b 1,06 + 0,53 - 2,43 =
3,825 * 0,140 = 0,086 * 27,63 = -0,84
0,53 2,43
S2 * (Q/jam)
3,75 * 0,140 =
0,52
T2 * (Q/jam) Σ2 * b 0,52 + 1,25 - 0,92 =
8,925 * 0,140 = 0,033 * 27,63 = 0,85
1,25 0,92
Total Aliran Masuk Total Aliran Keluar
3,36 3,35
- 1,06
T1
S1
Periode
T2
Perimbangan
0,52-S2
Sumber: Hasil Perhitungan
2. Pasang Surut Rendah (neap tide)
Penentuan volume total air drainasi
untuk pasang surut siklus satu hari
Diketahui :
Q = 37,99 m3/dt
T = 24,5 jam
V = Q * T
= 3350718 m3
Penentuan periode waktu
pembuangan/drain T1
Dari Gambar 4.5 didapatkan :
S1 = 5 jam 6 menit
T1 = 18 jam 55,5 menit
Setiap periode waktu T dibagi
menjadi interval waktu Δt yang
lebih kecil
Δt1 = 1841 detik
Ukur Δh dan h di tengah-tengah
setiap interval waktu Δt.
Kemudian dicek, apakah kondisi
aliran sama untuk seluruh periode
waktu drainasi
H = Δhn + hn
hn > (2/3) H → aliran sub kritis
→ µ/m = 1,2
hn < (2/3) H → aliran kritis
→ µ/m = 0,9
Tabel 12. Periode Pembuangan T1 (Pasang Surut Rendah)
h.(2*g*Δhn)^0,5 µ atau m Δt
[1] [2] [3]
1 0,088 3,388 4,452 1,2 1841 9834,885
2 0,136 3,375 5,513 1,2 1841 12179,453
3 0,161 3,361 5,974 1,2 1841 13196,720
4 0,195 3,348 6,549 1,2 1841 14467,293
5 0,235 3,345 7,183 1,2 1841 15867,722
6 0,271 3,321 7,658 1,2 1841 16917,573
7 0,308 3,308 8,132 1,2 1841 17964,924
8 0,351 3,295 8,647 1,2 1841 19102,645
9 0,382 3,281 8,982 1,2 1841 19843,691
10 0,383 3,268 8,958 1,2 1841 19790,919
11 0,355 3,255 8,590 1,2 1841 18977,968
12 0,300 3,242 7,865 1,2 1841 17376,335
13 0,228 3,228 6,827 1,2 1841 15082,922
14 0,156 3,215 5,625 1,2 1841 12425,899
15 0,102 3,201 4,528 1,2 1841 10003,922
16 0,080 3,188 3,994 1,2 1841 8823,641
17 0,075 3,175 3,851 1,2 1841 8508,615
18 0,068 3,162 3,652 1,2 1841 8068,650
19 0,049 3,149 3,088 1,2 1841 6821,113
20 0,018 3,135 1,863 1,2 1841 4115,839
21 0,022 3,122 2,051 1,2 1841 4531,362
22 0,103 3,109 4,420 1,2 1841 9763,912
23 0,196 3,095 6,069 1,2 1841 13408,285
24 0,234 3,082 6,604 1,2 1841 14588,986
25 0,269 3,068 7,048 1,2 1841 15570,983
26 0,353 3,056 8,042 1,2 1841 17767,456
27 0,442 3,042 8,958 1,2 1841 19790,414
28 0,485 3,029 9,344 1,2 1841 20642,138
29 0,516 3,016 9,596 1,2 1841 21200,237
30 0,564 3,000 9,980 1,2 1841 22046,789
31 0,589 2,989 10,161 1,2 1841 22447,506
32 0,541 2,976 9,696 1,2 1841 21419,834
33 0,463 2,963 8,930 1,2 1841 19729,073
34 0,401 2,949 8,272 1,2 1841 18273,911
35 0,336 2,936 7,538 1,2 1841 16653,680
36 0,239 2,923 6,330 1,2 1841 13983,385
37 0,110 2,910 4,275 1,2 1841 9444,389
Sumber: Hasil Perhitungan Σ1 550633,068
No Δhn hn qn = (1) * (2) * (3)
Perhitungan lebar pintu
S1 * b = V
550633,068 * b = 3350718
b = 6,09 m ~ 6 m
Maka dipilih 2 pintu dengan lebar
3 m.
Perhitungan kebutuhan kapasitas
tampungan
Pada periode S1 air akan
tertampung, karena tidak
memungkinkan terjadi pembuangan.
Volume tampungan minimum yang
dibutuhkan :
Total aliran = 3350718 m3/hr
= 139613,25 m3/jam
Volume tampungan minimum =
5 jam 6 menit x 139613,25
= 712027,58 m3
Cek perhitungan
Perhitungan permulaan waktu
pengecekan dimulai pada periode
S1:
Tabel 13. Kontrol Perhitungan Total Aliran (Pasang Surut Rendah)
Aliran Masuk Tampungan Aliran Keluar Tampungan Kebutuhan Tampungan
106
m3
106
m3
106
m3
S1 * (Q/jam)
5,100 * 0,140 =
0,712
T1 * (Q/jam) Σ1 * b 0,712 + 2,642 - 3,351 =
18,925 * 0,140 = 0,551 * 6,09 = 0,003
2,642 3,351
Total Aliran Masuk Total Aliran Keluar
3,354 3,351
Periode
S1
T1
Perimbangan
- 0,712
Sumber: Hasil Perhitungan
f. Evaluasi Kebutuhan Tampungan
Pada kondisi daerah studi untuk
Boezem Selatan Morokrembangan
dengan luas 39,13 ha memiliki
tampungan sebesar 0,235 x 106
m3 dan
Boezem Utara Morokrembangan dengan
luas 41,58 ha memiliki tampungan
sebesar 0,250 x 106
m3. Maka kebutuhan
total tampungan pada Boezem adalah
0,485 x 106
m3.
Sedangkan pada hitungan diatas,
kebutuhan tampungan adalah 1,06 x 106
m3, dengan demikian pompa harus
dioperasikan untuk membantu
mengeluarkan debit pada Boezem. Pada
daerah studi terdapat 5 pompa banjir
dengan kapasitas untuk setiap pompa
adalah 1,5 m3/dt. Satu pompa dapat
mengeluarkan debit sebesar 129600
m3/hari, jika 5 pompa berfungsi dalam 1
hari maka debit yang dapat dikeluarkan
adalah 129600 x 5 = 648000 m3/hari.
Maka dapat disimpulkan bahwa,
jika semua pintu berfungsi dengan baik,
debit yang bisa dikeluarkan hanya
separuh dari jumlah kebutuhan yang
harus dikeluarkan. Oleh sebab itu
dibutuhkan pompa untuk mengeluarkan
debit.
4. KESIMPULAN
Dari hasil analisa pembahasan
studi ini dapat diambil beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan hasil perhitungan debit
banjir rancangan total dengan kala
ulang 10 tahun adalah sebesar 30,339
m3/detik. Untuk kapasitas saluran
eksisting diperoleh Qeksisting = 2,998
m3/detik dan Qrencana = 3,290 m
3/detik,
sehingga saluran drainase eksisting
tidak mampu mengalirkan debit banjir
dengan kala ulang 10 tahun karena
(Qeksisting < Q10 tahun). Untuk debit
inflow total yang menuju Boezem
Utara Morokrembangan adalah
sebesar 37,99 m3/detik.
2. Pengaruh muka air pasang surut di
hilir Boezem Morokrembangan
menyebabkan fluktuasi muka air di
dalam Boezem. Fluktuasi tersebut
mengikuti kemampuan debit yang
dikeluarkan oleh 6 pintu klep dan 1
pintu sorong yang tersedia. Sehingga
pada saat kondisi muka air pasang
hanya dapat dilakukan pengoperasian
pompa saja dan pada kondisi muka air
surut seluruh sistem pembuang pada
boezem (pintu dan pompa) dapat
dioperasikan secara normal.
3. BoezemRMorokrembangan
mempunyai volume tampungan
sebesar 0,485 x 106
m3. Berdasarkan
hasil perhitungan pada boezem
dengan kondisi muka air maksimum
adalah +0,4 dan muka air minimum
adalah -0,2, kebutuhan tampungan
untuk pasang surut tertinggi
didapatkan 1,06 x 106
m3 dan untuk
pasang surut terendah didapatkan
0,712 x 106
m3, maka dengan
demikian dibutuhkan pompa untuk
mengeluarkan sebagian dari volume
tampungan tersebut. Pada boezem
terdapat 5 pompa banjir dengan
kapasitas untuk setiap pompa adalah
1,5 m3/dt, jika 5 pompa beropersi
dalam sehari maka dapat
mengeluarkan debit sebesar 648000
m3/hari.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 1986. Kriteria
Perencanaan Bagian
Bangunan,
StandarPerencanaan
Irigasi – KP 04. CV.
GALANG PERSADA:
Bandung.
BPS, 2012. Kepadatan Penduduk.
Surabaya dalam angka.
Hadisusanto, N. 2010. Aplikasi
Hidrologi. Yogyakarta:
Jogja Madiautama
Harto, Sri. 1981. Analisis Hidrologi.
Jakarta: Gramedia.
Soehardjono. 1984. Drainasi. Malang:
Fakultas Teknik Universitas
Brawijaya.
Soehardjono. 2013. Naskah Buku Ajar
Drainase Perkotaan. Malang:
Fakultas Teknik Universitas
Brawijaya.
Soeharto, Besar. 1986. Studi Perbaikan
Saluran Drainase Pesapen
Pada Boezem Morokrembangan
Surabaya. Skripsi Jurusan
Pengairan Fakultas Teknik
Universitas Brawijaya, Malang.
Soemarto, CD. 1987. Hidrologi Teknik.
Jakarta: Erlangga.
Sosrodarsono, S. 2003. Hidrologi Untuk
Pengairan. Jakarta: PT. Pradya
Paramita.
Subarkah, I. 1980. Hidrologi Untuk
Perencanaan Bangunan Air.
Bandung: Idea Dharma.
Suprijanto, Heri. 1997. Reklamasi Rawa
Pasang Surut. Malang. Fakultas
Teknik Universitas Brawijaya
Suripin. 2003. Sistem Drainase
Perkotaan yang Berkelanjutan.
Yogyakarta: Andi Offset.
Triatmodjo, B. 1999. Teknik Pantai.
Yogyakarta: Beta Offset
Yogyakarta.
Triatmodjo, B. 2003. Pelabuhan.
Yogyakarta: Beta Offset
Yogyakarta.
Triatmodjo, B. 2010. Hidrologi Terapan.
Yogyakarta: Beta Offset
Yogyakarta.
EVALUASI SISTEM DRAINASE DAERAH MUARA BOEZEM
UTARA MOROKREMBANGAN SURABAYA
JURNAL ILMIAH
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
RIANTI DWI PUTRI
NIM. 0910643028-64
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK PENGAIRAN
MALANG
2014
LEMBAR PERSETUJUAN
EVALUASI SISTEM DRAINASE DAERAH MUARA BOEZEM
UTARA MOROKREMBANGAN SURABAYA
JURNAL ILMIAH
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T.)
Disusun Oleh :
RIANTI DWI PUTRI
NIM. 0910643028-64
Menyetujui :
Dosen Pembimbing I
Ir. Dwi Priyantoro, MS.
NIP. 19580502 198503 1 001
Dosen Pembimbing II
Linda Prasetyorini, ST., MT.
NIP. 19850524 201212 2 002
Top Related