pendampingan perencanaan bangunanan ......untuk menghitung debit air hujan dalam mendimensi saluran...

Ringkasan judul artikel| nama penulis 1 |nama penulis 2

1

PENDAMPINGAN PERENCANAAN BANGUNANAN DRAINASE DI AREA PEMUKIMAN WARGA DESA TIRTOMOYO

KABUPATEN MALANG

Tiong Iskandar, Agus Santosa, Deviany Kartika Dosen Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan ITN Malang

ABSTRAKSI

Bangunan drainase merupakan bangunan air yang ditujukan untuk mengendalikan air, baik yang berasal dari air hujan, rembesan, aliran air dari hulu dan hilir pada suatu kawasan, salah satunya kawasan pemukiman. Pengendalian kelebihan air dilakukan melalui upaya meresapkan, dan mengalirkan air ke suatu tempat namun dengan tidak menimbulkan dampak negatif yang baru (dampak negatif yang seminimal mungkin). Agar dalam tahapan pelaksanaan proyek konstruksi bangunan sipil dapat berjalan lancar dan hasilnya dapat memberikan manfaat yang optimal, maka salah satu tahapan kegiatan yang dilakukan adalah tahapan perencanaan teknis, seperti yang dilakukan pada kegiatan pengabdian kepada masyarakat di Area Desa Tirtomoyo, Kecamatan Pakis Kabupaten Malang Total Area Perencanaan terdiri dari 74,4% kawasan pemukiman, 1,0% taman, dan 24,7% jalan. Beberapa data yang diperlukan dalam perencanaan bangunan air dari aspek hidrolis adalah: data karakteristik daerah pengaliran (data topografi dan data tata guna lahan), data iklim, data curah hujan, dan data debit. Data tersebut selanjutnya akan digunakan dalam perhitungan data debit rencana. Dari analisa dapat disimpulkan bahwa distribusi frekuensi metode Gumbel dan Log Pearson Type III lolos analisa kesesuaian distribusi dan hasil analisa distribusi frekuensi dari kedua metode ini dapat digunakan. Kriteria yang digunakan untuk memilih curah hujan rencana yang digunakan dalam perhitungan debit rencana, yaitu nilai yang tertinggi. Nilai tertinggi terdapat pada Metode Gumbel. Untuk saluran di dalam pemukiman menggunakan kala ulang 5 tahunan, yaitu sebesar 94,22 mm; sedangkan untuk saluran di Jalan Utama menggunakan kala ulang 10 tahunan, yaitu sebesar 107,16 mm.

Kata Kunci: drainase, saluran, gorong-gorong. I. ANALISIS SITUASI

Bangunan drainase merupakan bangunan air yang ditujukan untuk mengendalikan air, baik yang berasal dari air hujan, rembesan, aliran air dari hulu dan hilir pada suatu kawasan, salah satunya kawasan pemukiman. Pengendalian kelebihan air dilakukan melalui upaya meresapkan, dan mengalirkan air ke suatu tempat namun dengan tidak menimbulkan dampak negatif yang baru (dampak negatif yang seminimal mungkin). Agar dalam

Spectra Nomor ...... Volume......Bulan tahu: hal-hal

2

tahapan pelaksanaan proyek konstruksi bangunan sipil dapat berjalan lancar dan memberikan manfaat yang optimal, maka salah satu kegiatan yang dilakukan adalah tahapan perencanaan teknis, seperti yang dilakukan pada kegiatan pengabdian kepada masyarakat di Area Desa Tirtomoyo, Kecamatan Pakis Kabupaten Malang

Area Perencanaan berada di Desa Tirtomoyo, Kecamatan Pakis, dengan luas areal lebih kurang 146 ha. Adapun batas-batas wilayah daerah perencanaan adalah: Sebelah utara: Desa Banjararum; Sebelah timur: Desa Saptorenggo, Sebelah selatan: Desa Asrikaton; Sebelah barat: Desa Banjararum. Dengan total Area Perencanaan terdiri dari 74,4% kawasan pemukiman, 1,0% taman, dan 24,7% jalan.

Perencanaan teknis suatu bangunan air dapat ditinjau dari beberapa aspek, diantaranya aspek struktur dan aspek hidrolis. Perencanaan dari aspek struktur dimaksudkan agar bangunan air kokoh terhadap gaya-gaya yang bekerja. Perencanaan dari aspek hidrolis dimaksudkan agar bangunan air mampu mengalirkan debit tertentu dengan aman tanpa menimbulkan kerusakan pada bangunan air yang bersangkutan.

Beberapa data yang diperlukan dalam perencanaan bangunan air dari aspek hidrolis adalah: data karakteristik daerah pengaliran (data topografi dan data tata guna lahan), data iklim, data curah hujan, dan data debit. Data tersebut selanjutnya akan digunakan dalam perhitungan data debit rencana.

Adapun data perencananaan untuk pekerjaan drainase di desa Tirtomoyo, Kecamatan Pakis, Kabupaten Malang, sebagai berikut: 1. Curah hujan rencana kala ulang 5 tahun untuk saluran drainase sekunder

sebesar 94,22 mm. (berdasarkan analisa hidrologi) 2. Curah hujan rencana kala ulang 25 tahun untuk saluran drainase primer

sebesar 107,16 mm. (berdasarkan analisa hidrologi) 3. Penampang saluran yang dipakai untuk gorong-gorong maupun saluran

samping adalah penampang lingkaran. Berikut diameter penampang lingkaran yang tersedia di pasaran:

4. Bahan yang digunakan untuk a. saluran samping adalah NRCP (Non Reinforcement Concrete Pipe) b. gorong-gorong adalah RCP (Reinforcement Concrete Pipe)

TINJAUAN PUSTAKA BANJIR RANCANGAN DEBIT

Kapasitas saluran drainase dihitung dari jumlah debit air hujan dan debit air kotor yang dihasilkan oleh suatu daerah kajian, yang selanjutnya disebut dengan debit banjir rancangan. Debit banjir rancangan hasil perhitungan ditambah dengan 10% kandungan sedimen yang terdapat dalam aliran banjir. Sehingga didapatkan rumus sebagai berikut:

QRanc = 1,1 x Qbanjir

QRanc = 1,1 x ( Q1 + Q2 ) Keterangan : Q1 = debit banjir akibat air hujan


3

Q2 = debit banjir air kotor

Dalam perhitungan ini, kecepatan aliran banjir dianggap konstan meskipun konsentrasi sedimen tinggi. DEBIT AIR HUJAN

Untuk menghitung debit air hujan dalam mendimensi saluran drainase digunakan metode rasional. Bentuk umum dari persamaan Rasional (jika daerah pengaliran kurang dari 0,8 km2 ) adalah sebagai berikut (Suyono Sosrodarsono, 1983:144) : Keterangan : Q = debit banjir maksimum (m

3/det)

C = koefisien pengaliran

I = intensitas hujan rerata selama waktu tiba banjir A = luas daerah pengaliran (km

2)

1. Intensitas Hujan Intensitas hujan adalah tinggi air hujan per satuan waktu, dengan

satuan mm/menit atau mm/jam. Untuk mendapatkan intensitas hujan selama waktu konsentrasi menggunakan rumus Rasional dari Dr. Mononobe :

Keterangan : I = Intensitas hujan (mm/jam) R24 = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm) Tc = Waktu Konsentrasi (jam)

Keterangan : to = Waktu air mengalir di area limpasan td = Waktu air mengalir di saluran

Keterangan : Lo = Panjang lintasan aliran di daerah limpasan (m) nd = Koefisien permukaan limpasan So = Kemiringan lahan limpasan

Tabel 1. Koefisien permukaan limpasan (nd)

Sedangkan untuk menentukan waktu yang ditempuh aliran

dalam saluran, menggunakan rumus:

Keterangan : td = waktu konsentrasi aliran dalam saluran (menit)

Ld = panjang saluran (m)

AICQ ..6,3

1


4

Jenis Permukaan/Tata Guna Tanah Koefisien Pengaliran

1. Perumputan

- Tanah pasir, slope 2 % 0.05 - 0.1

- Tanah pasir, slope 2 - 7 % 0.10 - 0.15

- Tanah Pasir, slope 7 % 0.15 - 0.32

- Tanah gemuk, slope 2 % 0.13 - 0.17

- Tanah gemuk, slope 2 - 7 % 0.17 - 0.22


2. Perkantoran

- Pusat kota 0.75 - 0.95

- Daerah pinggiran 0.50 - 0.7

3. Perumahan

- Kepadatan 20 rumah/ha 0.50 - 0.60

- Kepadatan 20 - 60 rumah/ha 0.60 - 0.80


4. Perindustrian

- Industri ringan 0.50 - 0.60

- Industri berat 0.60 - 0.90

5. Pertanian 0.45 - 0.55

6. Perkebunan 0.20 - 0.30

7. Pertamanan, kuburan 0.10 - 0.25

8. Tempat bermain 0.20 - 0.35

9. Jalan

- Beraspal 0.70 - 0.95

- Beton 0.80 - 0.95

- Batu 0.70 - 0.85

10. Daerah yang dikerjakan 0.10 - 0.30 Sumber : I,Subarkah, 1980:50


1. Perumputan







2. Perkantoran

- Pusat kota 0.75 - 0.95


3. Perumahan




4. Perindustrian



5. Pertanian 0.45 - 0.55




9. Jalan

- Beraspal 0.70 - 0.95

- Beton 0.80 - 0.95

- Batu 0.70 - 0.85



1. Perumputan







2. Perkantoran

- Pusat kota 0.75 - 0.95


3. Perumahan




4. Perindustrian



5. Pertanian 0.45 - 0.55




9. Jalan

- Beraspal 0.70 - 0.95

- Beton 0.80 - 0.95

- Batu 0.70 - 0.85


V = kecepatan aliran di dalam saluran (m/detik)

Tabel 2. Jenis bahan dan kecepatan rencana yang diijinkan

Jenis Bahan Kecepatan Aliran Air yang

diijinkan , V ijin (m/dt)

Pasir Halus Lempung Kepasiran Lanau Aluvial Lempung Kokoh Lempung Padat Kerikil Kasar Batu-batu besar Pasangan batu Beton Beton bertulang

0,45 0,50 0,70 0,75 1,10 1,20 1,50 1,50 1,50 1,50

2. Koefisien Pengaliran Koefisien pengaliran adalah perbandingan antara jumlah air yang mengalir di permukaan akibat hujan (limpasan) pada suatu daerah dengan jumlah curah hujan yang turun di daerah tersebut. Angka koefisien tersebut dipengaruhi oleh: 1. Jenis permukaan tanah yang dilalui air hujan.

a. Tanah biasa, tanah pasir (lebih banyak air meresap daripada tanah biasa)

b. Rumah-rumah dengan atap genteng atau seng c. Jalan-jalan yang diaspal.

2. Keadaan tanah yang dilalui (berhubungan dengan miringnya). Besarnya koefisien pengaliran menurut imam Subarkah sebagai berikut:

Tabel 3 Nilai Koefisien Pengaliran Berdasarkan Jenis Pemakaian Tata Guna Tanah

Cara menentukan harga koefisien pengaliran suatu daerah yang terdiri dari beberapa jenis tata guna lahan adalah dengan mengambil harga rata-rata koefisien pengaliran dari setiap tata guna lahan, yaitu dengan memperhitungkan bobot masing-masing bagian sesuai dengan luas daerah yang mewakilinya dan dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:

Keterangan : Cm = koefisien pengaliran rata-rata


5

Ai = luas daerah masing-masing tata guna lahan Ci = koefisien pengaliran dari masing-masing daerah

N = banyaknya jenis penggunaan tanah dalam suatu daerah 3. Luas Pengaliran

Luas daerah pengaliran merupakan luas daerah yang mempengaruhi debit air hujan yang memasuki drainase.

DEBIT AIR KOTOR Kebutuhan air rata-rata di Indonesia (terutama kota-kota besar) adalah 110 liter/hari/orang. Rumus debit rata-rata air kotor yang dihasilkan dari sumber-sumber pemakaian adalah sebagai berikut:

Qd = Pn.Q.K Keterangan : Qd = debit air kotor domestic (m

3/dt)

Pn = jumlah penduduk (jiwa) Q = kebutuhan air penduduk (lt/orang/hari) = 100 lt/orang/hari

K = konversi air buangan penduduk yang masuk ke saluran

= diasumsikan air buangan yang terjadi 75% dari kebutuhan air bersih penduduk

ANALISA HIDROLIKA Besar kapasitas saluran drainasi dihitung berdasarkan kondisi steady flow

menggunakan rumus Manning (Ven.Te Chow, 1989) : Q = V . A

V = 1/n . R2/3 . S1/2 Keterangan : Q = debit air (m

3/dt)

V = kecepatan aliran (m/dt) A = luas penampang basah (m

2)

n = koefisien kekasaran Manning R = jari-jari hidrolis (m) S = Kemiringan dasar saluran

Tabel 4. Beberapa Tipe Penampang Saluran

Gambar Penampang Saluran Jenis Penampang Saluran

1

m

b

h

Penampang saluran trapesium A = ( b + m.h ). h

2212 mhbP

P

AR

b

h

Penampang saluran segiempat A = b . h

hbP 2

P

AR


6

D

h

2

r

Penampang saluran lingkaran

2sin

2

12rA

rP 2

)cos1( rh

P

AR dalam radian

Keterangan : A : luas penampang basah (m2)

P : keliling basah saluran (m) R : jari-jari hidrolis (m) b : lebar dasar saluran (m) h : kedalaman air di saluran (m) d : diameter saluran (m)

m : kemiringan saluran Tabel 5. Nilai Koefisien Kekasaran Manning (n)

Sumber : Ven Te Chow, 1985

Karena direncanakan memakai gorong-gorong berbentuk lingkaran

maka unsur-unsur geometrisnya pun harus disesuaikan dengan bentuk penampang :

Gambar 1. Geometris Penampang Lingkaran

Tabel 6. Unsur-unsur geometris penampang lingkaran

Luas (A) Keliling Basah (P) Lebar puncak (T)

ANALISA HIDROLOGI KETERSEDIAAN DATA CURAH HUJAN

Data curah hujan diperlukan untuk perhitungan curah hujan rancangan. Data yang digunakan adalah data curah hujan tahun 1998

Tipe Saluran n

A. Saluran Tertutup Terisi Sebagian

1. Gorong-gorong dari beton lurus dan bebas kikisan 2. Gorong-gorong dengan belokan dan sambungan 3. Saluran pembuang lurus dari beton 4. Pasangan bata dilapisi dengan semen 5. Pasangan batu kali disemen

0,010 – 0,013 0,011 – 0,014 0,013 – 0,017 0,011 – 0,014 0,015 – 0,017

B. Saluran dilapis atau disemen

Pasangan bata disemen Beton dipoles Pasangan batu kali disemen Pasangan batu kosong

0,012 – 0,018 1,013 – 0,016 0,017 – 0,030 0,023 – 0,035

θ

0,

5

D

O

A B

C α D

0

,

8

D

0

,

2

D

2

0

% 8

0

%

T

y


7

Tahun Bulan Tanggal Sta. Ciliwung Sta. Singosari Sta. Jabung

Des 28 87 68 30

Feb 7 0 108 38

Mar 26 23 1 92

Des 7 125 9 55

Apr 7 0 102 15

April 11 0 69 84

Nov 10 83 30 93

Des 11 0 125 32

Jan 7 0 0 127

Mar 26 97 20 47

Jan 21 64 80 3

Feb 6 33 10 158

Mar 18 96 9 0

Jan 24 85 88 4

Nov 19 0 0 101

Des 30 118 6 0

Mar 10 32 74 8

Nov 17 40 1 115

Mar 15 167 62 0

Jan 7 47 78 66

Mar 30 31 3 83

Juni 21 104 5 19

Juni 4 0 74 0

des 31 9 17 75

Feb 6 104 47 0

Apr 10 50 105 12

Mei 25 0 0 75

Mar 13 118 3 0

Juni 1 7 35 0

Mar 26 0 3 68

Sumber: Dinas Pengairan Kabupaten Malang

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998


Des 28 87 68 30

Feb 7 0 108 38

Mar 26 23 1 92

Des 7 125 9 55

Apr 7 0 102 15

April 11 0 69 84

Nov 10 83 30 93

Des 11 0 125 32

Jan 7 0 0 127

Mar 26 97 20 47

Jan 21 64 80 3

Feb 6 33 10 158

Mar 18 96 9 0

Jan 24 85 88 4

Nov 19 0 0 101

Des 30 118 6 0

Mar 10 32 74 8

Nov 17 40 1 115

Mar 15 167 62 0

Jan 7 47 78 66

Mar 30 31 3 83

Juni 21 104 5 19

Juni 4 0 74 0

des 31 9 17 75

Feb 6 104 47 0

Apr 10 50 105 12

Mei 25 0 0 75

Mar 13 118 3 0

Juni 1 7 35 0

Mar 26 0 3 68


2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998


Des 28 87 68 30

Feb 7 0 108 38

Mar 26 23 1 92

Des 7 125 9 55

Apr 7 0 102 15

April 11 0 69 84

Nov 10 83 30 93

Des 11 0 125 32

Jan 7 0 0 127

Mar 26 97 20 47

Jan 21 64 80 3

Feb 6 33 10 158

Mar 18 96 9 0

Jan 24 85 88 4

Nov 19 0 0 101

Des 30 118 6 0

Mar 10 32 74 8

Nov 17 40 1 115

Mar 15 167 62 0

Jan 7 47 78 66

Mar 30 31 3 83

Juni 21 104 5 19

Juni 4 0 74 0

des 31 9 17 75

Feb 6 104 47 0

Apr 10 50 105 12

Mei 25 0 0 75

Mar 13 118 3 0

Juni 1 7 35 0

Mar 26 0 3 68


2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

hingga tahun 2007 (10 tahun) dari stasiun curah hujan yang mempengaruhi daerah kajian.

Ada beberapa stasiun yang mempengaruhi daerah kajian yang terletak di Desa Tirtomoyo, Kecamatan Pakis, Kabupaten Malang, yaitu Stasiun Hujan Singosari, Ciliwung dan Jabung. Berdasarkan metode Poligon Thiessen yang digunakan untuk menentukan stasiun yang mempengaruhi daerah kajian, maka didapatkan hanya dua stasiun yang mempengaruhi, yaitu stasiun hujan Ciliwung dan Singosari.

Sehingga nilai koefisen Thiessen untuk masing-masing stasiun hujan tersebut, sebagai berikut:

Tabel 7. Koefisien Thiessen No. Sta Luas (m

2) Prosentase

1 Ciliwung 812,148 55.51%

2 Singosari 650,919 44.49%

3 Jabung 0.00%

1,463,067 100.00%

Sumber: Hasil Perhitungan

Total

Data hujan dari masing-masing stasiun untuk 10 tahun adalah sebagai

berikut: Tabel 8. Data Curah Hujan Maksimum Stasiun Ciliwung, Singosari dan Jabung

UJI KONSISTENSI DATA CURAH HUJAN Berikut curah hujan maksimum di masing-masing stasiun.

Tabel 9. Curah Hujan Maksimum Harian Tiga Stasiun yang Mempengaruhi Daerah Kajian Tahun Sta. Ciliwung Sta. Singosari Sta. Jabung

1998 87 108 92

1999 125 102 84

2000 83 125 127

2001 97 80 158

2002 96 88 101

2003 118 74 115

2004 167 78 83

2005 104 74 75

2006 104 105 75

2007 118 35 68

Sumber: Dinas Pengairan Kabupaten Malang Uji konsistensi dilakukan pada setiap stasiun terhadap dua stasiun

yang lain. Data dianggap konsisten ketika R2 mencapai angka minimal 99%. Berikut uji konsistensi untung masing-masing stasiun: 1. Uji Konsistensi Stasiun Ciliwung terhadap Stasiun Singosari dan Jabung

Tabel 10. Uji Konsistensi Stasiun Ciliwung terhadap Stasiun Singosari dan Jabung


8

Sta. Ciliwung Sta. Singosari Sta. Jabung Sta. Ciliwung Referensi

1998 87 108 92 100 87 100

1999 125 102 84 93 212 193

2000 83 125 127 126 295 319

2001 97 80 158 119 392 438

2002 96 88 101 94.5 488 532.5

2003 118 74 115 94.5 606 627

2004 167 78 83 80.5 773 707.5

2005 104 74 75 74.5 877 782

2006 104 105 75 90 981 872

2007 118 35 68 51.5 1099 923.5

Kumulatif Stasiun


Curah Hujan Harian Maksimum (mm) Rerata Stasiun

Singosari dan JabungTahun

Gambar 2. Grafik Uji Konsistensi Stasiun Ciliwung terhadap stasiun Singosari dan Jabung

y = 93,22x + 36,7R² = 0,990

0

200

400

600

800

1000

1200

87 212 295 392 488 606 773 877 981 1099

Ku

mu

latif

Sta

siu

n R

efe

ren

si

Kumulatif Stasiun Ciliwung

Grafik Uji Konsistensi Stasiun Ciliwung terhadap Stasiun Singosari dan Stasiun Jabung

Dari gambar 2 dan tabel 10 menunjukkan bahwa data curah hujan yang berada di stasiun Ciliwung konsisten terhadap dua stasiun yang lain, yaitu menghasilkan angka R2 = 99,0%, artinya 99,0% data konsisten.

2. Uji Konsistensi Stasiun Singosari terhadap Stasiun Ciliwung dan Jabung Tabel 11. Uji Konsistensi Stasiun Singosari terhadap Stasiun Ciliwung dan Jabung

Gambar 3. Grafik Uji Konsistensi Stasiun Singosari terhadap stasiun Ciliwung dan Jabung

Dari gambar 3 dan tabel 11 menunjukkan bahwa data curah hujan yang berada di stasiun Singosari konsisten terhadap dua stasiun yang lain, yaitu menghasilkan angka R2 = 99,8%, artinya 99,8% data konsisten.

3. Uji Konsistensi Stasiun Jabung terhadap Stasiun Singosari dan Ciliwung Tabel 12. Uji Konsistensi Stasiun Jabung terhadap Stasiun Ciliwung dan Singosari

y = 107,4x - 12,56R² = 0,998

0

200

400

600

800

1000

1200

108 210 335 415 503 577 655 729 834 869

Ku

mu

latif

Sta

siu

n R

efe

ren

si

Kumulatif Stasiun Singosari

Grafik Uji Konsistensi Stasiun Singosari terhadap Stasiun Ciliwung dan Stasiun Jabung

Sta. Singosari Sta. Ciliwung Sta. Jabung Sta. Singosari Referensi

1998 108 87 92 89.5 108 89.5

1999 102 125 84 104.5 210 194

2000 125 83 127 105 335 299

2001 80 97 158 127.5 415 426.5

2002 88 96 101 98.5 503 525

2003 74 118 115 116.5 577 641.5

2004 78 167 83 125 655 766.5

2005 74 104 75 89.5 729 856

2006 105 104 75 89.5 834 945.5

2007 35 118 68 93 869 1038.5


Rerata Stasiun Ciliwung

dan Jabung

Kumulatif StasiunTahun

Curah Hujan Harian Maksimum (mm)


9

∑

Koef. Thiessen 55.51% Koef. Thiessen 44.49% Koef. Thiessen 0.00% CH * koef

CH CH*koef CH CH*koef CH CH*koef

Des 28 87 48.29 68 30.25 30 0 78.55 78.547

Feb 7 0 0.00 108 48.05 38 0 48.05

Mar 26 23 12.77 1 0.44 92 0 13.21

Des 7 125 69.39 9 4.00 55 0 73.39 73.392

Apr 7 0 0.00 102 45.38 15 0 45.38

April 11 0 0.00 69 30.70 84 0 30.70

Nov 10 83 46.07 30 13.35 93 0 59.42 59.420

Des 11 0 0.00 125 55.61 32 0 55.61

Jan 7 0 0.00 0 0.00 127 0 0.00

Mar 26 97 53.84 20 8.90 47 0 62.74 71.118

Jan 21 64 35.53 80 35.59 3 0 71.12

Feb 6 33 18.32 10 4.45 158 0 22.77

Mar 18 96 53.29 9 4.00 0 0 57.29 86.335

Jan 24 85 47.18 88 39.15 4 0 86.33

Nov 19 0 0.00 0 0.00 101 0 0.00

Des 30 118 65.50 6 2.67 0 0 68.17 68.171

Mar 10 32 17.76 74 32.92 8 0 50.69

Nov 17 40 22.20 1 0.44 115 0 22.65

Mar 15 167 92.70 62 27.58 0 0 120.29 120.285

Jan 7 47 26.09 78 34.70 66 0 60.79

Mar 30 31 17.21 3 1.33 83 0 18.54

Juni 21 104 57.73 5 2.22 19 0 59.95 59.955

Juni 4 0 0.00 74 32.92 0 0 32.92

des 31 9 5.00 17 7.56 75 0 12.56

Feb 6 104 57.73 47 20.91 0 0 78.64 78.641

Apr 10 50 27.75 105 46.71 12 0 74.47

Mei 25 0 0.00 0 0.00 75 0 0.00

Mar 13 118 65.50 3 1.33 0 0 66.84 66.836

Juni 1 7 3.89 35 15.57 0 0 19.46

Mar 26 0 0.00 3 1.33 68 0 1.33


CH

Maksimum

2007

2006

2005

Sta. Ciliwung Sta. JabungSta. Singosari

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

TanggalBulanTahun

y = 98,91x + 8,2R² = 0,999

0

200

400

600

800

1000

1200

92 176 303 461 562 677 760 835 910 978

Ku

mu

latif

Sta

siu

n R

efe

ren

si

Kumulatif Stasiun Jabung

Grafik Uji Konsistensi Stasiun Jabung terhadap Stasiun Singosari dan Ciliwung

Sta. Jabung Sta. Ciliwung Sta. Singosari Sta. Jabung Referensi

1998 92 87 108 97.5 92 97.5

1999 84 125 102 113.5 176 211

2000 127 83 125 104 303 315

2001 158 97 80 88.5 461 403.5

2002 101 96 88 92 562 495.5

2003 115 118 74 96 677 591.5

2004 83 167 78 122.5 760 714

2005 75 104 74 89 835 803

2006 75 104 105 104.5 910 907.5

2007 68 118 35 76.5 978 984


Kumulatif StasiunRerata Stasiun Ciliwung

dan Singosari

Curah Hujan Harian Maksimum (mm)Tahun

Gambar 4. Grafik Uji Konsistensi Stasiun Jabung terhadap stasiun Ciliwung dan Singosari

Dari gambar 4 dan tabel 12 menunjukkan bahwa data curah hujan yang berada di stasiun Singosari konsisten terhadap dua stasiun yang lain, yaitu menghasilkan angka R2 = 99,9%, artinya 99,9% data konsisten.

CURAH HUJAN RERATA DAERAH

Curah hujan rerata daerah didapatkan dengan menggunakan Metode Thiessen dan didapatkan koefisien Thiessen pada tabel 12..

Tabel 13. Curah Hujan Maksimum Rerata Daerah

CURAH HUJAN RENCANA PEMILIHAN DISTRIBUSI FREKUENSI


10

Tabel 14. Pemilihan Distribusi Frekuensi Tahun R maks (mm) Jenis Distribusi Syarat Hasil

1998 78.55 Cs > 1,14 Diterima

1999 73.39 Ck > 5,4 Diterima

2000 59.42 -0,05 < Cs < 0,05 Ditolak

2001 71.12 2,7 < Ck < 3,3 Ditolak

2002 86.33 Log Pearson Type III tidak ada batasan Diterima

2003 68.17 Sumber: Hasil Perhitungan

2004 120.29

2005 59.95

2006 78.64

2007 66.84

Cs 1.93

Ck 8.12


Gumbel

Normal

Dari hasil uji pemilihan distribusi frekuensi di atas diperoleh bahwa

Metode Gumbel dan Metode Log Pearson Type III yang memenuhi persyaratan nilai Cs dan Ck. Sehingga analisa selanjutnya akan menggunakan Metode Gumbel dan Metode Log Pearson Type III. ANALISA DISTRIBUSI FREKUENSI Berdasarkan tabel 14, maka analisa distribusi frekuensi menggunakan metode Log Pearson III dan Metode Gumbel. Perhitungan tersebut sebagai berikut: 1. Metode Gumbel

Dari proses perhitungan didapatkan nilai hujan rencana dengan periode ulang 2 tahun hinggan 50 tahun pada tabel berikut.

Tabel 15. Curah Hujan Rencana Berdasarkan Frekuensi Metode Gumbel Tr

(Tahun)

P (%) Yt K R24

rencana2 50 0.37 -0.09 74.67

5 20 1.50 1.02 94.22

10 10 2.25 1.76 107.16

25 4 3.20 2.68 123.52

50 2 3.90 3.37 135.65

Sumber: Hasil Perhitungan 2. Metode Log Pearson Type III

Dari proses perhitungan maka didapatkan nilai hujan rencana dengan periode ulang 2 tahun hingga 50 tahun sebagai berikut:

Tabel 16. Perhitungan Distribusi Frekuensi Metode Log Pearson Type III Tr

(Tahun)R rerata Kemencengan Peluang K

(tahun) (log) (Cs) (%) (tabel) Log (mm/hari)

2 1.874 1.392 50 -0.224 1.854 71.387

5 1.874 1.392 20 0.706 1.936 86.358

10 1.874 1.392 10 1.337 1.992 98.268

25 1.874 1.392 4 2.126 2.063 115.502

50 1.874 1.392 2 2.703 2.114 129.969


R24 Rencana

Dari ketiga metode distribusi frekuensi di atas, didapatkan rekapitulasi hasil perhitungan pada tabel di bawah ini.

Tabel 17. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Distribusi Frekuensi Tr

(Tahun) Gumbel Log Pearson

2 74.67 71.39

5 94.22 86.36

10 107.16 98.27

25 123.52 115.50

50 135.65 129.97


R24 Rencana


11

UJI KESESUAIAN DISTRIBUSI Uji kesesuaian distribusi menggunakan Metode Smirnov-Kolmogorov

dan Metode Chi-Square. 1. Uji Kesesuaian Distribusi Metode Smirnov-Kolmogorov

Tabel 18. Perhitungan Uji Distribusi dengan Metode Smirnov-Kolmogorov untuk Distribusi Frekuensi Metode Gumbel

R24 maks

(Xi)

1 2004 120 9.091 2.500 3.011 20.813 4.805 4.286

2 2002 86 18.182 0.572 1.043 3.366 29.707 11.525

3 2006 79 27.273 0.135 0.597 2.362 42.343 15.070

4 1998 79 36.364 0.129 0.591 2.352 42.516 6.152

5 1999 73 45.455 -0.164 0.292 1.901 52.599 7.145

6 2001 71 54.545 -0.293 0.161 1.744 57.331 2.786

7 2003 68 63.636 -0.460 -0.010 1.573 63.593 0.044

8 2007 67 72.727 -0.536 -0.088 1.505 66.435 6.292

9 2005 60 81.818 -0.927 -0.487 1.245 80.347 1.471

10 2000 59 90.909 -0.957 -0.518 1.230 81.328 9.581

ΔP maks (%) 15.07

Derajat signifikan a (%) 5

Banyaknya data 10

ΔP kritis (%) 40.9


ΔP (%)i TahunP (Xi)

(%)f(t) Yt Tr P' (Xi)

Berdasarkan tabel 18 di atas, dapat dilihat bahwa: Simpangan maksimum (∆P maks) = 15,07%

Jumlah data 10 dan (derajat kepercayaan) adalah 5%, didapatkan ∆P kritis 40,9 %. Jadi, ∆P maks < ∆P kritis. Sehingga distribusi probabilitas Gumbel dapat diterima untuk menganalisis data hujan.

Metode Log Pearson Type III Tabel 19. Perhitungan Uji Distribusi dengan Metode Smirnov-Kolmogorov untuk Distribusi

Frekuensi Metode Log Pearson Type III R24 maks

(Xi)

1 2004 2.08 9.09 2.32 3.31 5.78

2 2002 1.94 18.18 0.70 20.04 1.86

3 2006 1.90 27.27 0.25 34.75 7.48

4 1998 1.90 36.36 0.24 34.94 1.43

5 1999 1.87 45.45 -0.09 45.64 0.18

6 2001 1.85 54.55 -0.24 50.91 3.64

7 2003 1.83 63.64 -0.45 61.10 2.54

8 2007 1.83 72.73 -0.55 65.86 6.87

9 2005 1.78 81.82 -1.08 91.30 9.49

10 2000 1.77 90.91 -1.12 93.01 2.10

ΔP maks (%) 9.49

Derajat signifikan a (%) 5

Banyaknya data 10

ΔP kritis (%) 40.9


Tahuni ΔP (%)P'(Xi)

(%)f(t)

P (Xi)

(%)

Berdasarkan tabel 19 di atas, dapat dilihat bahwa: Simpangan maksimum (∆P maks) = 9,49%

Jumlah data 10 dan (derajat kepercayaan) adalah 5%, didapatkan ∆P kritis 40,9 %. Jadi, ∆P maks < ∆P kritis. Sehingga distribusi probabilitas Log Pearson Type III dapat diterima untuk menganalisis data hujan. 2. Uji Kesesuaian Distribusi Metode Chi-Square


12

Tabel 20. Perhitungan Uji Distribusi dengan Metode Chi-Square untuk Distribusi Frekuensi Metode Gumbel

P Tr R

(%) (tahun) (mm)

1 20 5.0 76.27 17.6036 1.500 1.050 94.754

2 40 2.5 76.27 17.6036 0.672 0.222 80.174

3 60 1.7 76.27 17.6036 0.087 -0.363 69.889

4 80 1.3 76.27 17.6036 -0.476 -0.926 59.972


Of Ef Of - Ef (Of-Ef)2/Ef

> 94.754 1 1.667 -0.667 0.267

94.754 - 80.174 1 1.667 -0.667 0.267

80.174 - 69.889 4 1.667 2.333 3.267

69.889 - 59.972 3 1.667 1.333 1.067

59.972 < 1 1.667 -0.667 0.267

10 8.333 1.667 5.133


Interval Kelas

Jumlah

KYtSt. DevMeanNo.

Metode Log Pearson Type III

Tabel 21. Perhitungan Uji Distribusi dengan Metode Chi-Square untuk Distribusi Frekuensi Metode Log Pearson Type III

P

(%) log mm

1 20 1.874 0.089 1.392 0.706 1.936 86.358

2 40 1.874 0.089 1.392 0.086 1.881 76.064

3 60 1.874 0.089 1.392 -0.427 1.836 68.482

4 80 1.874 0.089 1.392 -0.832 1.799 63.023


No.R

KCsSt. DevMean

a. Perhitungan Chi-Square

Tabel 22. Perhitungan Chi-Square untuk distribusi Gumbel Of Ef Of - Ef (Of-Ef)

2/Ef

> 94.754 1 1.667 -0.667 0.267

94.754 - 80.174 1 1.667 -0.667 0.267

80.174 - 69.889 4 1.667 2.333 3.267

69.889 - 59.972 3 1.667 1.333 1.067

59.972 > 1 1.667 -0.667 0.267

10 8.333 1.667 5.133


Interval Kelas

Jumlah

Chi-Square hitung = 5,133

(%) = 5 Dk = 3 Chi-square kritis = 7,82

Berdasarkan tabel 22 didapatkan bahwa 2<cr, maka dapat disimpulkan bahwa distribusi tersebut dapat diterima.

Tabel 23. Perhitungan Chi-Square untuk distribusi log Pearson Type III Of Ef Of-Ef (Of-Ef)

2/Ef

> 86.358 1 1.667 -0.667 0.267

86.358 - 76.064 3 1.667 1.333 1.067

76.064 - 68.482 2 1.667 0.333 0.067

68.482 - 63.023 2 1.667 0.333 0.067

63.023 > 2 1.667 0.333 0.067

10 8.333 1.667 1.533

Sumebr: Hasil Perhitungan

Interval Kelas

Jumlah

Chi-Square hitung = 1,133

(%) = 5 Dk = 3 Chi-square kritis = 7,82

Berdasarkan tabel 23 didapatkan bahwa 2<cr, maka dapat disimpulkan bahwa distribusi tersebut dapat diterima

ANALISA UJI KESESUAIAN DISTRIBUSI

Dari kedua metode pengujian kesesuaian distribusi di atas, maka dapat ditabelkan sebagai berikut:

Tabel 24. An


13

alisa Uji Kesesuaian Distribusi

ΔP maks ΔP kritis ΔP maks - ΔP kritis Hipotesa

Gumbel 15.07 ΔP maks < ΔP kritis Diterima

Log Pearson Type III 9.49 ΔP maks < ΔP kritis Diterima


2 hitung

2 kritis

2 maks -

2 kritis Hipotesa

Gumbel 5.13 ΔP maks < ΔP kritis Diterima

Log Pearson Type III 1.53 ΔP maks < ΔP kritis Diterima


7,82

DistribusiUji Smirnov-Kolmogorof

40.9

DistribusiUji Chi-Square

Dari tabel analisa di atas, dapat disimpulkan bahwa distribusi

frekuensi metode Gumbel dan Log Pearson Type III lolos analisa kesesuaian distribusi dan hasil analisa distribusi frekuensi dari kedua metode ini dapat digunakan. Kriteria yang digunakan untuk memilih curah hujan rencana yang digunakan dalam perhitungan debit rencana, yaitu nilai yang tertinggi. Nilai tertinggi terdapat pada Metode Gumbel. Untuk saluran di dalam pemukiman menggunakan kala ulang 5 tahunan, yaitu sebesar 94,22 mm; sedangkan untuk saluran di Jalan Utama menggunakan kala ulang 10 tahunan, yaitu sebesar 107,16 mm. DEBIT BANJIR RANCANGAN INTENSITAS HUJAN

Intensitas hujan menggunakan teori Mononobe untuk mengubah hujan harian maksimum dari periode yang telah didapatkan, menjadi hujan lima menitan selama satu jam.

Intensitas hujan yang diperoleh dari curah hujan rencana adalah sebagai berikut:

Tabel 25. Intensitas Hujan Rencana menurut Teori Mononobe

menit jam 5 th 25 th5 0.0833 227.140 290.73910 0.1667 143.089 183.15420 0.3333 90.141 115.38030 0.5 68.790 88.05160 1 43.335 55.46990 1.5 33.071 42.331120 2 27.299 34.943


Durasi Intensitas (mm/jam)

Gambar 5. Kurva Intensitas Hujan Rencana menurut Teori Mononobe

0,000

50,000

100,000

150,000

200,000

250,000

300,000

350,000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Inte

nsi

tas

hu

jan

(m

m/j

am)

Durasi (jam)

Kurva Intensitas Hujan Rencana

5 th

25 tahun

KOEFISIEN PENGALIRAN Area perencanaan desa Tirtomoyo, Kecamatan Pakis,

Kabupaten Malang adalah lahan berupa perumahan yang terdiri dari rumah dengan kepadatan 20-60 rumah per hektar dan jalan beraspal. Sehingga koefisien pengaliran yang diambil, yaitu Area pemukiman : 0,65 Jalan aspal : 0,85 Taman :0,15


14

PERHITUNGAN DEBIT RENCANA Langkah awal dimulai dengan menghitung waktu air mengalir di

area limpasan. Panjang lintasan daerah limpasan (Lo) untuk daerah Blok perumahan sepanjang 20 m, dan untuk daerah limpasan dari jalan sepanjang 12 m. Koefisien permukaan limpasan untuk jalan sebesar 0,013 untuk kondisi lapisan aspal, semen, dan beton, sementara untuk blok 0,02 untuk kondisi permukaan licin kedap air. Dan Kemiringan limpasan untuk blok perumahan yaitu sebesar 0,005 dan untuk jalan sebesar 0,02.

t0 Jalan :

Dan setelah itu langkah selanjutnya yaitu menghitung waktu

konsentrasi aliran dalam saluran (td). Berdasarkan gambar denah maka didapat panjang saluran A yaitu 162,19 m; dan kecepatan aliran air yang diijinkan sebesar 1,50 m/dt berdasarkan jenis bahan yang direncanakan yaitu berupa gorong-gorong beton.

tc Blok : tc = 12,37 + 1,8 = 14,17 menit = 0,240 jam tc Jalan : tc = 1,86 + 1,8 = 3,66 menit = 0,061 jam Dari kedua waktu konsentrasi di atas, dipilih waktu terlama untuk

digunakan dalam perhitungan selanjutnya. Tc yang dipakai adalah 0,240 jam.

Setelah menghitung waktu konsentrasi, langkah berikutnya adalah menghitung intensitas curah hujan sesuai dengan curah hujan rancangan yang telah dihitung sebelumnya yaitu sebesar 125 mm, tc = 0,240 jam.

Koefisien Pengaliran (C) untuk Blok diambil 0,65 karena permukiman

multiunit dan tergabung. Sementara untuk jalan diambil 0,85 karena perkerasan aspal, dan taman diambil 0,15. Sementara untuk luas daerah pengaliran (A) didapat untuk blok sebesar 3.244 m2 = 3,24 x 10 -3 km2sementara untuk jalan yaitu 1.946,00 m2 = 1,95 x 10-3 km2.


15

Dari nilai C, I, dan A yang telah dicari, maka debit pada saluran tersebut dapat dihitung sebagai berikut:

Qair hujan = 0,278 x C x I x A = 0,278 x 0,73 x 145,17 x 5,19 x 10-3 = 0,152 m3/dt

Dalam hal ini saluran A menampung 10 unit rumah dengan luas tanah 15 x 20 m2, jika setiap rumah dihuni 5 orang, maka saluran A menampung air kotor dari 50 orang. Untuk Q = 100 lt/orang/hari = 100 / ( 24 * 3600 ) = 0,93 x 10-3 lt/orang/dtk

= 0,93 x 10-6 m3/orang/dtk Qd = Pn.Q.K Qd = 50 x 0,93 x 10-6 x 0,75= 3,49 x 10-5 m3 / dtk

Jika sudah pada tahap ini maka debit untuk saluran A adalah jumlah debit blok akibat air hujan dan debit air kotor yang sudah dihitung sebelumnya. Disini didapat debit total saluran A yaitu sebesar 0,167 m3/dt. PENDIMENSIAN

Pendimensian pada saluran tersier dan saluran sekunder menggunakan penampang lingkaran berbahan beton NRCP untuk saluran samping dan RCP untuk gorong-gorong. Sedangkan pada saluran primer terbuka menggunakan penampang trapesium dengan dasar tanah, dan menggunakan penampang lingkaran berbahan beton RCP untuk gorong-gorong. Koefisien kekasaran Manning yang dipakai adalah 0,013.

Karena direncanakan memakai gorong-gorong berbentuk lingkaran maka unsur-unsur geometrisnya pun harus disesuaikan dengan bentuk penampang.

Diketahui pada perhitungan debit sebelumnya bahwa saluran A mempunyai debit sebesar 0,167 m3/dt. Jika kemiringan saluran diasumsikan sebesar 0,025 atau 2,5% sementara nilai kekasaran Manning (n) = 0,013. Maka berikut adalah langkah-langkah untuk mencari berapa diameter saluran yang dibutuhkan :

θ = 360-2.α = 360 – 106,26 = 253,74o

Setelah sudut (θ) sudah diketahui maka untuk mencari luas lingkaran (A) serta keliling basah (P) didapat luas lingkaran (A) = 31,84 D2 serta keliling basah (P) = 126,87 D. Setelah mendapat nilai luas dan keliling maka dilanjutkan denggan mencari nilai jari-jari hidrolis (R) yaitu sebagai berikut :


16

D = 0,302 m ~ dipakai D = 0,3 m, karena dimensi terkecil yang tersedia

di lapangan adalah 0,4 m, maka untuk saluran ini memakai dimensi 0,4 m. RENCANA ELEVASI SALURAN Setelah mengetahui dimensi masing-masing saluran langkah selanjutnya

yaitu merencanakan elevasi saluran tersebut sesuai dengan kemiringan yang telah didesain.

Tabel 26. Pembagian segmen saluran No. U73-U72 Jalan Utama C

Awal Akhir Awal Akhir Awal Akhir

m m3

m m m m

u72 u73 168,37 0,171 469,59 463,20 468,99 462,60 0,038

u72 u72.1 20,00 0,171 469,59 468,86 468,89 468,46 0,021

u72.1 u72.2 20,00 0,171 468,86 468,14 468,16 467,74 0,021

u72.2 u72.3 20,00 0,171 468,14 467,41 467,44 467,01 0,021

u72.3 u72.4 20,00 0,171 467,41 466,69 466,71 466,29 0,021

u72.4 u72.5 20,00 0,171 466,69 465,96 465,99 465,56 0,021

u72.5 u72.6 10,00 0,171 465,96 465,60 465,36 465,20 0,016

u72.6 u72.7 20,00 0,171 465,60 464,87 464,90 464,47 0,021

u72.7 u72.8 20,00 0,171 464,87 464,15 464,17 463,75 0,021

u72.8 u73 18,37 0,171 464,15 463,20 463,25 462,80 0,025

Sumber: Hasil Hitungan

Q

pakai

Panjang

SaluranS

Kode Saluran Elevasi SaluranElevasi Jalan

Dari tabel di atas di dapatkan diameter saluran, kapasitas saluran, dan

kontrol saluran-saluran tersebut sebagai berikut: Tabel 27. Kapasitas saluran U73-U72 dan kontrolnya

Awal Akhir

m m3 m m/det m

3

u72 u73 168,37 0,171 0,40 3,680 0,397 OK Tdk OK OK Superkritis

u72 u72.1 20,00 0,171 0,40 2,756 0,297 OK OK OK Superkritis

u72.1 u72.2 20,00 0,171 0,40 2,756 0,297 OK OK OK Superkritis







u72.8 u73 18,37 0,171 0,40 2,963 0,319 OK OK OK Superkritis

Sumber: Hasil Hitungan

KontrolQ

pakai

Panjang

SaluranFrV maksVminQ

Kode SaluranQhitVhit

D

saluran

Dari tabel 27 didapatkan bahwa pembagian segmen telah terkontrol.

KESIMPULAN

Dari analisa di atas, dapat disimpulkan bahwa distribusi frekuensi

metode Gumbel dan Log Pearson Type III lolos analisa kesesuaian distribusi dan hasil analisa distribusi frekuensi dari kedua metode ini dapat digunakan. Kriteria yang digunakan untuk memilih curah hujan rencana yang digunakan dalam perhitungan debit rencana, yaitu nilai yang tertinggi. Nilai tertinggi terdapat pada Metode Gumbel. Untuk saluran di dalam pemukiman menggunakan kala ulang 5 tahunan, yaitu sebesar 94,22 mm; sedangkan untuk saluran di Jalan Utama menggunakan kala ulang 10 tahunan, yaitu sebesar 107,16 mm.

pendampingan perencanaan bangunanan ......untuk menghitung debit air hujan dalam mendimensi saluran...

Documents