Laporan Drainase Perkotaan

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang Hujan adalah komponen masukan penting dalam proses hidrologi. Karakteristik hujan

antara lain yaitu intensitas, durasi, kedalaman, dan frekuensi. Intensitas yang berhubungan dengan durasi dan frekuensi yang dapat dihubungkan melalui kurava Intensity-DurationFrequency (IDF). Data yang diperlukan berupa data curah hujan dan data karakteristik DAS. Data curah hujan yang digunakan adalah data curah hujan bulanan selama 10 tahun (1993 2003) di stasiun kelurahan Simpang Tiga, Kecamatan Bukit Raya, Pekanbaru, Riau.

1.2.

Maksud dan Tujuan Maksud dan tujuan secara garis besar antara lain : 1) Melakukan pengumpulan data dan informasi berupa besar intensitas hujan,luas wilayah daerah yang di survey 2) Mengetahui besar intensitas hujan per jam, debit aliran rencana, dan doimensi penampang saluran. 3) Membuat laporan desain saluran yang diperlukan suatu daerah.

1

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

1.3.

Lingkup Pekerjaan Secara garis besar lingkup pekerjaan adalah sebagai berikut : 

Pengumpulan dan penelaahan semua data yang berkaitan dengan pekerjaan antara lain data curah hujan, peta topografi, tata guna lahan, dan hasil studi yang telah dilaksanakan dan lain-lain.

1.4.



Analisis Hujan Rencana



Analisis Banjir Rencana



Analisis Dimensi Saluran

Sumber Data Sumber data berasal dari beberapa instansi pemerintah yaitu : 

Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) di kecamatan Simpang Tiga, kota Pekanbaru.

2

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

BAB 2 GAMBARAN UMUM LOKASI 2.1.

Keadaan Umum Wilayah Kelurahan Simpang Tiga Kelurahan Simpang Tiga termasuk dalam wilayah Kecamatan Bukit Raya, Kota

Pekanbaru, Propinsi Riau. Wilayah Kelurahan Simpang Tiga berbatasan dengan kelurahankelurahan lain yang ada disekitarnya, yaitu: 

Sebelah Utara : Kelurahan Simpang Baru



Sebelah Selatan : Kelurahan Tuah Karya



Sebelah Barat : Kelurahan Sidomulyo



Sebelah Timur : Kelurahan Delima

Luas wilayah Kelurahan Simpang Tiga secara keseluruhan adalah 2378 ha. Sebagian besar wilayah digunakan untuk pemukiman dan industri. Kondisi geografis Kelurahan Simpang Tiga merupakan daerah dataran rendah dan keadaan suhu maksimum 32,6 sampai 36,5 derajat Celcius.

Gambar 2.1. 3

Foto peta satelit Simpang Tiga DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

2.2.

Peta Daerah Pengaliran Lahan dan Saluran

Garis berwarna hitam menunjukan daerah lokasi yang di tinjau dan garis berwarna biru merupakan bagan aliran air dari lokasi tersebut.

4

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

2.3.

Data curah hujan kelurahan Simpang Tiga, Kecamatan Bukit Raya, Kota Pekanbaru, Propinsi Riau (Tahun 1993-2003) 1993 1994 1995 1996 1997 1998

5

1999

2000

2001 2002 2003

Jan

278

132

302

73

106

248

293

231

310

399

233

Feb

64

214

310

160

151

144

111

63

383

15

158

Mar

161

191

297

240

280

224

212

289

313

226

234

Apr

233

213

292

336

396

103

135

408

297

220

341

Mei

225

116

184

194

190

327

281

139

165

231

124

Jun

100

69

223

91

63

118

226

270

123

133

179

Jul

185

12

229

187

34

298

108

88

112

193

130

Agus

121

51

184

246

96

235

203

108

170

55

190

Sep

236

88

257

256

54

252

291

144

202

149

83

Okt

165

119

265

365

130

134

400

145

443

54

357

Nov

396

319

387

321

311

346

170

170

392

352

169

Des

413

91

236

175

160

420

146

309

383

334

357

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

BAB 3 DASAR TEORI 3.1.

Distribusi Log Pearson III Parameter penting dalam Log Pearson Type III yaitu harga rata-rata, simpangan baku

dan koefisien kemencengan. Jika koefisien kemencengan sama dengan nol maka distribusi kembali ke distribusi Log Normal. Tidak seperti konsep yang melatar belakangi pemakaian distribusi normal untuk debit puncak, maka probabilitas distribusi Log Pearson III masih tetap dipakai karena fleksibilitasnya. Berikut ini langkah-langkah penggunaan distribusi Log Pearson Type III adalah sebagai berikut : 1. Ubah data ke dalam bentuk logaritmik, X = log X 2. Hitung harga rata-rata : ∑ 3. Hitung harga simpangan baku : [

̅ ]

∑

4. Hitung koefisien kemencengan : ̅

∑

5. Hitung logaritma hujan dengan periode ulang T : ̅ 6

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

3.2.

Intensitas Curah Hujan Menurut Asdak (1995), menyatakan bahwa instensitas hujan adalah jumlah hujan per

satuan waktu. Untuk mendapatkan nilai intensitas hujan di suatu tempat makaalat penakar hujan yang digunakan harus mampu mencatat besarnya volume hujan dan waktu mulai berlangsungnya hujan sampai hujan tersebut berhenti. Intensitas hujan atau ketebalan hujan per satuan waktu lazimnya dalam satuan millimeter per jam. Data intensitas hujan biasanya dimanfaatkan untuk perhitungan-perhitungan prakiraan besarnya erosi, debit puncak (banjir), perencanaan drainase, dan bangunan air lainnya. Menurut Loebis, dkk (1993), perhitungan debit banjir dengan metode rasional memerlukan data intensitas curah hujan. Intensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan yang terjadi pada kurun waktu dimana air tersebut terkonsentrasi. Intensitas curah hujan dinotasikan dengan huruf I dengan satuan mm/jam. Lama waktu hujan adalah lama waktu berlangsungnya hujan, dalam hal ini dapat mewakili total curah curah hujan atau periode hujan yang singkat dari curah hujan yang relative seragam. Untuk menentukan nilai intensitas hujan biasanya menggunakan data curah hujan untuk daerah penelitian yang terdiri atas lama waktu hujan dan interval waktu hujan (Asdak, 1995). Untuk melakukan analisis frekuensi kejadian hujan atau banjir besar pada intensitas dan lama waktu yang berbeda digunakan data curah hujan yang diperoleh dari suatu stasiun penakar hujan. Pengalaman yang diperoleh dari daerah tropis menunjukkan bahwa curah

7

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

hujan yang sangat intensif umumnya berlangsung dalam waktu relative singkat. Sedangkan presipitasi yang berlangsung cukup lama pada umumnya tidak terlalu deras (Asdak, 1995). Loebis (1992), menyatakan bahwa Analisis hubungan dua parameter hujan yang penting berupa intensitas dan durasi dihubungkan secara statistic dengan suatu frekuensi kejadiannya. Penyajian secara grafik hubungan ini adalah berupa kurva Intensity-DurationFrequency (IDF). Analaisis IDF memerlukan analisis frekuensi dengan menggunakan seri data yang diperoleh dari rekaman hujan. Jika tidak tersedia waktu untuk mengamati besarnya intensitras curah hujan atau disebabkan oleh karena alatnya tidak ada, dapat ditempuh cara-cara empiris dengan menggunakan rumus-rumus ekperimental seperti rumus Talbot, Mononobe, Sherman dan Ishigura (Sri Harto, 1993). Intensitas hujan (mm/jam) dapat diturunkan dari data curah hujan harian (mm) empiris menggunakan metode mononobe, intensitas curah hujan (I) dalam rumus rasional dapat dihitung berdasarkan rumus :

(

)

Dimana : R = curah hujan rancangan setempat (mm) t = Lamanya curah hujan (jam) I = Intensitas curah hujan (mm/jam) (Loebis, 1992). 8

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intensitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar periode ulangnya makin tinggi pula intensitasnya (Suripin, 2004). Hubungan antara intensitas, lama hujann dan frekuensi hujan biasanya dinyatakan dalam lengkung Intensitas Druasi frekuensi (IDF curve = Intencity-Duration-Frequency Curve). Lengkung Intensity Duration Frequency (IDF) ini digunakan dalam menghitung debit puncak dengan metode rasional untuk menentukan intensitas curah hujan rata-rata dari waktu konsentrasi yang dipilih. 3.3.

Waktu Konsentrasi Menurut Suripin (2004), waktu konsentrasi suatu DAS adalah waktu yang diperlukan

oleh air hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh sampai ke tempat keluaran DAS (titik control) setelah tanah menjadi jenuh. Dalam hal ini diasumsikan bahwa jika durasi hujan sama dengan waktu konsentrasi, maka setiap bagian DAS secara serentak telah menyumbangkan aliran terhadap titik control. Salah satu meotde untuk memperkirakan waktu konsentrasi adalah sebagai berikut :

√

9

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

Dimana : Tc = waktu konsentrasi (menit) t1 = waktu inlet (menit) t2 = waktu aliran (menit) L = panjang saluran(m) Lo = jarak dari titik terjauh ke fasilitas drainase (m) S = kemiringan daerah pengaliran V = kecepatan air rata-rata (m/detik) nd = koefisien hambatan

10

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

BAB 4 PENGOLAHAN DATA 4.1.

Perhitungan Intensitas curah hujan metode Monobe dengan parameter statistik Log Pearson III Tabel 4.1 Data curah hujan Kecamatan Simpang Tiga, Kota Pekanbaru

Bulan

1993

1994 1995 1996 1997

1998

1999

2000 2001 2002 2003

1

278

132

302

73

106

248

293

231

310

399

233

2

64

214

310

160

151

144

111

63

383

15

158

3

161

191

297

240

280

224

212

289

313

226

234

4

233

213

292

336

396

103

135

408

297

220

341

5

225

116

184

194

190

327

281

139

165

231

124

6

100

69

223

91

63

118

226

270

123

133

179

7

185

12

229

187

34

298

108

88

112

193

130

8

121

51

184

246

96

235

203

108

170

55

190

9

236

88

257

256

54

252

291

144

202

149

83

10

165

119

265

365

130

134

400

145

443

54

357

11

396

319

387

321

311

346

170

170

392

352

169

12

413

91

236

175

160

420

146

309

383

334

357

Total

2577

1615 3166 2644 1971

2849

2576

2364 3293 2361 2555

Maksimum

413

319

420

400

408

11

387

365

396

443

399

357

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

Tabel 4.2 Hitungan parameter statistik No. Tahun

Data

(Xi-Xaverage)2

(Xi-Xaverage)3

(Xi-Xaverage)4

1

1993

413

460,30

9875,47

211873,81

2

1994

319

5262,84

-381795,34

27697516,18

3

1995

387

20,66

-93,91

426,88

4

1996

365

704,66

-18705,55

496547,35

5

1997

396

19,84

88,39

393,74

6

1998

420

809,66

23038,54

655551,19

7

1999

400

71,48

604,33

5109,30

8

2000

408

270,75

4455,10

73306,68

9

2001

443

2647,57

136229,52

7009628,22

10

2002

399

55,57

414,25

3088,05

11

2003

357

1193,39

-41226,15

1424175,94

4307

11516,73

-267115,34

37577617,34

Total

Nilai rerata ̅ : ̅

∑

Deviasi standar s :

√

12

∑ ̅

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

Koefisien asimetri (skewness) Cs : ∑ ̅

Koefisien variasi Cv :

̅

Koefisien kurtosis Ck : ∑

13

̅

Xmax

443

Xaverage - s (A)

357,61

Xmin

319

Xaverage + s (B)

425,48

Xaverage

391,55

Xaverage - 2s (C)

323,67

s

33,94

Xaverage + 2s (D)

459,42

Cv

0,09

byk data < A

2

Cs

-0,835

byk data > B

1

Ck

4,76

byk data < C

1

n

11

byk data > D

0

Y1

3

Y2

1

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

Tabel 4.3

Parameter statistik untuk menentukan jenis distribusi Distribusi

Syarat

Hasil

Normal

68,27%

72,73%

95,44%

91%

0

-0,84

3

4,76

0,26

-0,84

6,24

4,76

1,14

-0,84

5,4

4,76

Log Normal

Gumbel

Log Pearson Tipe III

jika

tidak

yang

ada

memenuhi

syarat

Tabel 4.4

14

Data hujan dan probabilitas untuk distribusi Log Pearson III m

p (mm)

yi=log p

(Xi-Xaverage)2

1

413

2,61595

0,000611

2

319

2,50379

0,007644

3

387

2,58771

0,000012

4

365

2,56229

0,000837

5

396

2,5977

0,000042

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

Tabel 4.5 Kala

6

420

2,62325

0,001026

7

400

2,60206

0,000117

8

408

2,61066

0,000378

9

443

2,6464

0,003045

10

399

2,60097

0,000095

11

357

2,55267

0,001486

Jumlah

4307

28,5035

0,015294

yrata-rata

391,545 2,59122

0,001390

sy

0,03911

Csy

0,01509

Hujan rancangan dengan kala ulang selama 5 tahun

Nilai log Nilai

K Nilai Cs

ulang X

S

5

0,04

2,5928

K (0) (0,1)

0,015093 0,836

Log

Hujan

Xt

rancangan (Xt)

Kt

0,842 0,79309 2,6238 420,53152

Nilai Kt dihitung dengan cara interpolasi linier :

Setelah itu , dilakukan penghitungan curah hujan rancangan pada kala ulang 5 tahun dengan persamaan : ̅

15

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

Tabel 4.6

Intensitas hujan jam-jam (mm/jam) untuk kala ulang 5 tahun Metode yang digunakan dalam perhitungan intensitas hujan adalah metode Mononobe

16

T

Kala

ulang

(menit)

tahun (mm/jam)

5

767,4666081

10

483,4736673

15

368,9594619

30

232,4298963

60

146,4216595

120

92,23986548

180

70,39219183

240

58,10747408

360

44,34430212

480

36,60541488

720

27,93515984

5

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

Dari tabel diatas dapat dibuat kurva Intensity Duration Frequency (IDF) :

Kurva IDF 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 -100 0 -200

4.2.

Kurva IDF y = -130.3ln(x) + 782.65

200

400

600

Log. (Kurva IDF)

800

Perhitungan Debit Aliran (Q) Menghitung debit aliran (Q) dengan langkah-langkah berikut : 1) Hitung intensitas curah hujan dalam kurun waktu 4 jam yang didapatkan dari tabel perhitungan intensitas hujan jam-jaman sebesar 58,108 mm/jam.

2) Tentukan jarak dari titik terjauh ke fasilitas drainase (Lo), panjang saluran (L), dan kemiringan lahan antara elevasi maksimum dan minimum (S). Lo = 725 m L = 175 m

17

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

3) Hitung waktu konsentrasi (Tc) dengan menggunakan rumus :

√

4) Tentukan intensitas curah hujan rencana (Irencana) dengan cara memasukkan angka waktu konsentrasi (Tc) ke dalam rumus persamaan garis yang telah didapat dari kurva IDF :

Dengan begitu maka didapatkan besar intensitas hujan rencana sebesar I = 455,673 mm/jam

5) Tentukan luas daerah pengaliran (A), didapatkan luas daerah pengaliran lokasi yang di tinjau sebesar 0,015425 km2

18

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

6) Tentukan koefisien aliran (C) sesuai kondisi permukaan Tipe daerah aliran

C

Rerumputan Tanah pasir, datar, 2%

0,5-0,10

Tanah pasir, sedang, 2-7%

0,10-0,15

Tanah pasr, curam, 7%

0,15-0,20

Tanah gemuk, datar, 2%

0,13-0,17

Tanah gemuk, sedang, 2-7%

0,18-0,22

Tanah gemuk, curam, 7%

0,25-0,35

Perdagangan Daerah kota lama

0,75-0,95

Daerah pinggiran

0,50-0,70

Perumahan Daerah single family

0,30-0,50

Multi unit terpisah

0,40-0,60

Multi unit tertutup

0,60-0,75

Suburban

0,25-0,40

Daerah apartemen

0,50-0,70

Industri

19

Daerah ringan

0,50-0,80

Daerah berat

0,60-0,90

Taman, kuburan

0,10-0,25 DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

Tempat bermain

0,20-0,35

Halaman kereta api

0,20-0,40

Daerah tidak dikerjakan

0,10-0,30

Jalan : Beraspal

0,70-0,95

Beton

0,80-0,95

Batu

0,70-0,85

Atap

0,75-0,95

Sumber : Buku Hidrologi Terapan, Bambang Triatmodjo

7) Tentukan kecepatan aliran rata-rata yang diizinkan

Jenis Bahan Pasir halus Lempung kepasiran Lanau aluvial Kerikil halus Lempung kokoh Lempung padat Kerikil kasar Batu-batu besar Pasangan batu Beton Beton bertulang

20

Kecepatan aliran yang diizinkan (m/detik) 0.45 0.5 0.6 0.75 0.75 1.1 1.2 1.5 1.5 1.5 1.5

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

8) Hitung debit air (Q) dengan menggunakan rumus :

m3/detik

4.3.

Perhitungan dimensi saluran Menghitung dimensi saluran dengan mengggunakan langkah-langkah berikut : 1) Dalam mencari nilai b dan d,dapat menggunakan persamaan rumus luas penampang basah (F) dengan bentuk penampang yaitu trapesium :

√ Dari pernyataan tersebut maka dibuatlah persamaan yang menghasilkan nilai dimensi saluran penampang, yaitu : 

b = 0,8694 m



d = 0,8123 m

2) Menghitung tinggi jagaan (W) selokan samping, yaitu : √

21

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

4.4.

22

Gambar dimensi penampang saluran

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL BINUS UNIVERSITY

BAB 5 KESIMPULAN

5.1

Kesimpulan Dari perhitungan yang telah dilakukan pada daerah kelurahan Simpang Tiga, nilai

intensitas hujannya sebesar 455,673 mm/jam. Lalu didapatkan besar debit rencana aliran sebesar 1,135 m³/detik. Besar dimensi saluran rencana yang dapat digunakan yaitu : 

b = 0,8694 m



d = 0,8123 m



w = 0,5744 m

Hasil perhitungan dimensi saluran dapat memenuhi persyaratan dikarenakan kecepatan aliran yang digunakan tidak melebihi kecepatan maksimum yang diizinkan (Vultimate) dari persyaratan SNI yang ada.

5.2

23

Referensi 

SNI 03-3424-1994 (Tata Cara Perencanaan Drainase Permukaan Jalan)



Triatmodjo,Bambang.2009.Hidrologi Terapan.Yogyakarta : Beta Offset

DRAINASE PERKOTAAN BINUS UNIVERSITY