DRAINASE PERKOTAAN 1. Landasan Teori. 1.1. Pengertian. Drainase berasal dari kata drainage yang secara harfiah berarti mengeringkan atau mengalirkan. Dalam perkembangannya drainase adalah suatu sistem dimana sistem itu dibuat dalam rangka untuk menangani persoalan kelebihan air baik yang berada di permukaan tanah maupun yang berada di bawah permukaan tanah. Kelebihan air ini disebabkan oleh : a. Intensitas hujan yang tinggi. b. Durasi atau waktu turunnya hujan yang lama. c. Air kotor (limbah) yang dihasilkan sebagai akibat adanya aktifitas masyarakat (rumah tangga, industri dan lain sebagainya). Sejalan dengan perkembangan umat manusia dan teknologi maka sistem drainase menjadi suatu kebutuhan dalam suatu kawasan terutama dalam suatu kawasan perkotaan. Hal ini disebabkan karena kawasan perkotaan yang identik dengan tingginya aktifitas manusia, tingkat kepadatan penduduk yang tinggi, minimnya lahan resapan air hujan dan lain sebagainya. Desain drainase perkotaan mempunyai kaitan langsung dengan tata guna lahan, tata ruang kota, master plan dan kondisi sosial budaya masyarakat. Pengertian drainase perkotaan bukan hanya terbatas pada teknik penanganan kelebihan air, tetapi lebih luas lagi karena menyangkut berbagai aspek kehidupan di kawasan perkotaan. Sistem drainase perkotaan harus didesain sedemikian rupa agar sejalan dengan perkembangan masyarakat. Desain ini harus mempertimbangkan peningkatan jumlah penduduk dimasa yang akan datang, pertumbuhan industri, semakin bertambahnya kawasan-kawasan permukiman dan level curah hujan yang terjadi. Sehingga dalam beberapa tahun ke depan dengan perhitungan yang mempertimbangkan berbagai hal maka sistem drainase yang ada akan bisa mengatasi kelebihan air yang ada. 1.2. Jenis Drainase. Jenis drainase yang ada sangat beragam, sehingga untuk memudahkan dalam pemahaman jenis-jenis drainase dapat dikelompokkan menjadi beberapa bagian yaitu : a. Jenis drainase ditinjau dari cara terbentuknya. • Drainase alamiah, yaitu saluran drainase yang terbentuk sebagai akibat adanya gerusan air yang mengikuti pola kontur tanah. Drainase ini biasanya terbentuk pada daerah yang cukup kemiringannya. Sehingga secara alamiah air akan mengalir dengan sendirinya dan masuk ke sungai-sungai yang ada dibawahnya. Pada kondisi tanah tertentu sebagian air akan meresap kedalam tanah (infiltasi) dan dalam proses selanjutnya air akan mengalir sehingga menjadi aliran antara (sub surface flow) menuju ke sungai. Atau bisa juga air tersebut akan masuk terus ke dalam tanah (perkolasi) hingga bercampur dengan air tanah dan mengalir sebagai aliran air tanah (ground water flow) menuju ke sungai-sungai. • Drainase buatan, adalah suatu sistem drainase yang dibuat dengan maksud dan tujuan tertentu serta merupakan hasil rekayasa yang berdasarkan hitunganhitungan tertentu pula. Sistem drainase ini ada karena merupakan salah satu rekayasa dalam penyempurnaan atau mengisi kekurangan sistem drainase alamiah yang telah ada. b. Jenis drainase berdasarkan sistem pengalirannya. • Drainase dengan sistem jaringan, adalah suatu sistem pengeringan atau pengaliran air pada suatu kawasan tertentu yang dilakukan dengan jalan mengalirkan air melalui suatu sistem tata saluran dengan berbagai bangunanbangunan pelengkapnya. • Drainase dengan sistem resapan, adalah suatu sistem pengeringan atau pengaliran air yang dilakukan dengan cara meresapkan air ke dalam tanah. Cara peresapan ini dapat dilakukan secara langsung terhadap genangan air di permukaan tanah ke dalam tanah atau melalui sumur resapan/saluran resapan. Sistem ini biasanya dipergunakan dalam usaha konservasi air. c. Jenis drainase ditinjau berdasarkan dari tujuan pembuatan drainase. • Drainase perkotaan, berdasarkan Surat Keputusan Menteri Pekerjaan Umum Nomor : 239 Tahun 1987 yang dimaksud dengan drainase perkotaan adalah jaringan pembuangan air yang berfungsi mengeringkan bagian-bagian wilayah administrasi kota dan daerah urban dari genangan air, baik dari hujan lokal maupun luapan sungai yang melintas di dalam kota. Sedangkan pengertian lain dari drainase perkotaan adalah suatu sistem pengeringan atau pengaliran dari wilayah perkotaan ke sungai yang ada atau melintasi wilayah perkotaan sehingga wilayah perkotaan itu sendiri tidak tergenangi air. • Drainase daerah pertanian, adalah pengeringan atau pengaliran air di daerah pertanian baik di persawahan maupun daerah sekitarnya yang bertujuan untuk mencegah kelebihan air agar pertumbuhan tanaman tidak terganggu. • Drainase lapangan terbang, yaitu pengeringan atau pengaliran air di kawasan lapangan terbang terutama pada runaway (landasan pacu) dan taxiway sehingga kegiatan penerbangan baik take off, landing maupun taxing tidak terhambat. • Drainase jalan raya, adalah pengeringan atau pengaliran air dipermukaan jalan yang bertujuan untuk menghindari kerusakan pada badan jalan dan menghindari terjadinya kecelakaan lalu lintas. Drainase ini biasanya berupa saluran di kiri dan kanan jalan serta gorong-gorong yang melintas dibawah badan jalan. • Drainase jalan kereta api, adalah pengeringan atau pengaliran air disepanjang jalur rel kereta api yang bertujuan untuk menghindari kerusakan pada jalur rel kereta api. • Drainase pada tanggul dan dam, adalah pengaliran air di daerah sisi luar tanggul dan dam yang bertujuan untuk mencegah keruntuhan tanggul dan dam akibat erosi rembesan aliran air. • Drainase lapangan olah raga, adalah pengeringan atu pengaliran air pada suatu lapangan olah raga seperti lapangan sepak bola dan lainnya yang bertujuan agar kegiatan olah raga tidak terganggu meskipun dalam kondisi hujan. • Drainase untuk keindahan kota, adalah bagian dari drainase perkotaan, namun dalam pembuatannya drainase ini ditujukan pada sisi estetika seperti pada tempat rekreasi dan lain sebagainya. • Drainase untuk kesehatan lingkungan, adalah drainase yang juga merupakan bagian dari drainase perkotaan, dimana pengeringan dan pengaliran air bertujuan untuk mencegah genangan yang dapat menimbulkan wabah penyakit. • Drainase untuk penambahan areal, yaitu pengeringan atau pengaliran air pada daerah rawa ataupun laut yang bertujuan sebagai upaya untuk menambah luas suatu areal. d. Jenis drainase berdasarkan tata letaknya. • Drainase permukaan tanah, yaitu sistem drainase yang salurannya berada di atas permukaan tanah dimana pengaliran terjadi karena adanya beda tinggi permukaan saluran (slope). • Drainase bawah permukaan, yaitu sistem drainase yang dialirkan di bawah tanah (ditanam) biasanya disebabkan karena faktor artistik atau faktor kondisi lingkungan dimana dalam areal drainase tersebut tidak memungkinkan untuk mengalirkan air diatas permukaan tanah seperti pada lapangan olah raga, lapangan terbang, taman kota dan lain sebagainya. e. Jenis drainase berdasarkan fungsinya. • Drainase single purpose, adalah saluran drainase yang berfungsi mengalirkan satu jenis air buangan misalnya air hujan atau limbah. • Drainase multi purpose, adalah saluran drainase yang berfungsi mengalirkan lebih sari satu air buangan baik secara bercampur maupun bergantian. Misalnya campuran air hujan dan air limbah. f. Jenis drainase berdasarkan konstruksinya. • Drainase terbuka, adalah sistem saluran yang permukaan airnya terpengaruh dengan udara luar. Drainase saluran terbuka biasanya mempunyai luasan yang cukup dan digunakan untuk mengalirkan air hujan atau air limbah yang tidak membahayakan kesehatan lingkungan dan tidak menganggu keindahan. • Drainase tertutup, adalah sistem saluran yang permukaan airnya tidak terpengaruh dengan udara luar. Saluran ini biasanya digunakan untuk mengalirkan air limbah atau air kotor yang mengganggu kesehatan lingkungan dan mengganggu keindahan. 1.3. Perencanaan Drainase Perkotaan. Dari penjelasan pada sub bab sebelumnya, telah diuraikan tentang pengertian drainase perkotaan. Apabila dicermati maka dari berbagai jenis drainase ternyata beberapa jenis kelompok drainase merupakan bagian dari drainase perkotaan, baik ditinjau dari segi konstruksi (drainase terbuka dan tertutup), dari segi fungsi yaitu single purpose atau multi purpose, dari segi tata letaknya (diatas permukaan tanah atau dibawah permukaan tanah) dan lain sebagainya. Ada beberapa pertimbangan lain di luar teknis seperti tuntutan akan terjaganya keindahan kota, kesehatan lingkungan dan lain sebagainya yang akan menentukan perencanaan bentuk, letak dan sifat dari drainase perkotaan itu sendiri. Fungsi daripada drainase perkotaan sendiri adalah : a. Mengeringkan bagian wilayah kota dari genangan sehingga tidak menimbulkan dampak negatif. b. Mengalirkan air permukaan ke badan air penerima terdekat secepatnya. c. Mengendalikan kelebihan air permukaan yang dapat dimanfaatkan untuk persediaan air dan kehidupan aquatik. d. Meresapkan air permukaan untuk menjaga kelestarian tanah (konservasi air). e. Melindungi sarana dan prasaran yang telah dibangun. Berdasarkan fungsi layanannya, maka drainase perkotaan dapat terbagi dalam beberapa jenis yaitu : a. Sistem drainase lokal, adalah saluran awal yang melayani suatu kawasan kota tertentu seperti daerah permukiman, areal pasar, perkantoran, area industri dan komersial. Sistem ini biasanya melayani areal kurang dari 10 ha. b. Sistem drainase utama, yang termasuk dalam sistem ini adalah saluran drainase primer, sekunder, tersier beserta bangunan pelengkapnya yang melayani kepentingan sebagian besar masyarakat. • Saluran primer adalah saluran utama yang menerima masukan aliran dari saluran sekunder. Dimensi saluran drainase ini relatif besar. • Saluran sekunder adalah saluran terbuka atau tertutup yang berfungsi menerima air dari saluran tersier serta limpasan air dari permukaan sekitarnya dan meneruskan air ke saluran primer. Dimensi saluran tergantung pada debit yang dialirkan. • Saluran tersier adalah saluran drainase yang menerima air dari saluran drainase lokal. Beberapa prinsip utama yang harus diperhatikan dalam setiap perencanaan sistem drainase perkotaan adalah : a. Kapasitas sistem harus mencukupi, baik untuk melayani pengaliran air ke badan air maupun untuk meresapkan air ke dalam tanah. Untuk mencapai kapasitas yang memadai dilakukan perencanaan berdasarkan perhitungan hidrologi dan hidrolika. b. Pembangunan drainase perkotaan perlu memperhatikan fungsi drainase perkotaan sebagai prasarana kota yang didasarkan pada konsep berwawasan lingkungan. Konsep ini berkaitan dengan usaha konservasi sumber daya air, yang pada prinsipnya mengendalikan air hujan agar lebih banyak yang diresapkan kedalam tanah sehingga mengurani jumlah limpasan yang antara lain dilakukan dengan jalan membuat bangunan resapan buatan, kolam retensi dan penataan landscape. c. Sedapat mungkin menggunakan sistem gravitasi. d. Meminimalisasi pembebasan lahan. e. Memaksimalkan resapan dan meminimalisasi aliran permukaan. f. Letak sistem yang memenuhi kriteria perkotaan dan memiliki kesempatan untuk memperluas sistem. g. Stabilitas sistem harus terjamin, baik dari segi struktural, keawetan sistem dan kemudahan dalam operasi dan pemeliharaan. h. Pembuatan kolam retensi dan sistem poulder disusun dengan memperhatikan faktor sosial ekonomi antara lain perkembangan kota serta rencana sarana dan prasarana kota. Dalam rangka memenuhi prinsip kapasitas sistem yang cukup, maka parameterparameter yang dipakai sebagai dasar perhitungan perencanaan drainase adalah sebagai berikut : a. Hujan. Fenomena hujan merupakan fenomena alam yang tidak dapat diketahui secara pasti namun dapat diperkirakan berdasarkan data-data hujan yang telah terjadi. Semakin banyak data hujan yang didapatkan maka akan semakin mendekati akurasi perkiraan-perkiraan yang dilakukan. • Data Curah Hujan. Pengukuran hujan dilakukan selama 24 jam, dengan cara ini berarti hujan yang diketahui adalah hujan total yang terjadi selama satu hari. Data dari hasil pengukuran hujan dapat dihitung dengan beberapa cara, antara lain : 1. Rata-rata aljabar Cara ini adalah perhitungan rata-rata secara aljabar curah hujan di dalam dan di sekitar daerah yang bersangkutan : �= Dimana : � (� + �� + … … . . + �� ) � � R = Curah hujan daerah n = Jumlah titik atau pos pengamatan R1, R2, ...Rn = Curah hujan disetiap titik pengamatan 2. Cara Thiessen Polygon Jika titik-titik didaerah pengamatan didalam daerah itu tidak tersebar merata, maka cara perhitungan curah hujan dilakukan dengan memperhitungkan daerah pengaruh tiap titik pengamatan. �= �= � � �� + � � �� + … … . . + � � �� �� + �� + … … … . . �� � � �� + � � �� + … … . . + � � �� � Dimana : �� = curah hujan daerah R 1, R 2 ... R n = curah hujan ditiap titik pengamatan A 1, A 2 ... A n = bagian daerah yang mewakili tiap titik pengamatan Cara Thiessen ini memberikan hasil yang lebih tetili daripada cara aljabar. Akan tetapi penentuan titik pengamatan dan pemilihan ketinggian akan mempengaruhi ketelitian hasil yang didapat. Kerugian yang lain umpamanya untuk penentuan kembali jaringan segitiga jika terdapat kekurangan pengamatan pada salah satu titik pengamatan. 3. Cara Isohyet Peta Isohyet digambar pada peta topografi dengan perbedaan 10 mm sampai 20 mm berdasarkan data curah hujan pada titik-titik pengamatan didalam dan sekitar daerah yang dimaksud. Luas bagian daerah antara 2 garis isohyet yang berdekatan diukur dengan planimeter. Demikian pula harga rata-rata dari garis-garis isohyet yang berdekatan yang termasuk bagian-bagian itu dapat dihitung. Curah hujan daerah itu dapat dihitung menurut persamaan sebagai berikut : Dimana : �= � � �� + � � �� + … … . . + �� �� � � + � � + … … … . . �� �� = curah hujan daerah R 1, R 2 ... R n = curah hujan rata-rata pada bagian A 1, A 2 ... A n A 1, A 2 ... A n = luas bagian-bagian antara garis isohyet Cara ini adalah rasional yang terbalik jika garis-garis isohyet dapat digambar dengan teliti. Akan tetapi jika titik-titik pengamatan itu banyak dan variasi curah hujan didaerah bersangkutan besar, maka pada pembuatan peta isohyet ini akan terdapat kesalahan pribadi si pembuat data. • Intensitas Hujan. Intensitas hujan adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume hujan tiap satuan waktu. Besarnya intensitas hujan berbeda-beda, tergantung dari lamanya curah hujan dan frekwensi kejadiannya. Intensitas hujan diperoleh dengan cara melakukan analisis data hujan baik secara statistik maupun secara empiris. Intensitas hujan ialah ketinggian hujan yang terjadi pada suatu kurun waktu air hujan terkonsentrasi. Biasanya intensitas hujan dihubungkan dengan durasi hujan jangka pendek misalnya 5 menit, 30 menit, 60 menit dan jam-jaman. Data curah hujan jangka pendek ini hanya dapat diperoleh dengan menggunakan alat pencatat hujan otomatis. Di Indonesia alat ini sangat sedikit dan jarang, yang banyak digunakan adalah alat pencatat hujan biasa yang mengukur hujan 24 jam atau disebut hujan harian. Apabila yang tersedia hanya data hujan harian ini maka intensitas hujan dapat diestimasi dengan menggunakan rumus Mononobe seperti berikut : �= � �� �� �� dimana : �� � � � � I = Intensitas Curah hujan (mm/jam) R 24 = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm) t = tc = waktu konsentrasi • Hujan Rencana. Tinggi hujan rencana dapat dihitung melalui pendekatan dengan cara statistik berdasarkan data curah hujan terdahulu dengan menggunakan rumus : �� = � + � ∙ �� �= � ∑��=� �� � � � ∑� �=�(�� −�) Sd = � �−� Dimana : �� adalah hujan rencana periode ulang T tahun. �� adalah hujan harian tahunan maksimum rata-rata. � adalah faktor frekuensi untuk periode ulang T tahun sesuai dengan tipe sebaran hujan. S d adalah standar deviasi. R i adalah hujan harian maksimum tahun ke i. n adalah jumlah data atau tahun pengamatan. b. Limpasan. Limpasan permukaan adalah air yang mencapai sungai tanpa mencapai permukaan air tanah yaitu curah hujanyang dikurangi sebagian infiltrasi, besarnya air yang tertahan dan besarnya genangan. Limpasan permukaan merupakan bagian penting dari penentuan puncak banjir. Bagian dari curah hujan yang berebihan dan mengalir selama periode hujan dan sebagian lagi sesudah periode hujan. Ada banyak rumus rasional yang dibuat secara empiris yang dapat menjelaskan hubungan antara hujan dengan limpasannya diantaranya adalah : Q = 0,278 • C • Cs • I • A dimana : Q = Debit (m3/det) C = Koefisien aliran Cs = Koefisien tampungan I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam) A = Luas daerah aliran (km2) Dalam perencanaan saluran drainase periode ulang yang dipergunakan tergantung dari fungsi saluran serta daerah tangkap hujan yang akan dikeringkan. c. Koefisien Pengaliran Nilai koefisien pengaliran berkisar antara 0 sampai dengan 1 dan bergantung dari jenis tanah, jenis vegetasi, karakeristik tata guna lahan dan konstruksi permukaan tanah seperti jalan aspal, atap bangunan dan lain-lain yang menyebabkan air hujan tidak dapat sampai secara langsung ke permukaan tanah sehingga tidak dapat berinfiltrasi maka akan menghasilkan limpasan permukaan hampir 100%. Pendekatan perhitungan koefisien pengaliran dapat mempergunakan rumus : dimana : �= � � C = Koefisien pengaliran Q = Jumlah Limpasan R = Jumlah Curah Hujan Besarnya nilai koefisien pengaliran (C) berdasarkan penelitian para ahli adalah sebagai berikut : NILAI KOEFISIEN PENGALIRAN (Coeffisient Run Off) NO 1 2 3 4 5 6 7 8 TATA GUNA LAHAN Bisnis : (B) Daerah Bisnis Ramai Daerah Bisnis Sedang Perumahan : (P) Daerah Perumahan Satu Dua Perumahan Sedang Perumahan Padat Perumahan Pinggiran Daerah Apartemen Industri : (I) Area Terbuka Daerah Pergudangan Tanah Terbuka (Makam) Daerah Pertanian Area atau Lahan Bergunung dan Curam Pegunungan Tersier Sungai Sungai Bergunung Sungai Dataran Jalan Aspal Beton Batu/makadam/paving Trotoar C 0,70 0,50 - 0,95 0,70 0,30 0,40 0,60 0,25 0,50 - 0,50 0,60 0,75 0,40 0,70 0,50 0,60 0,10 0,10 - 0,80 0,90 0,25 0,30 0,75 0,70 - 0,90 0,90 0,75 0,45 - 0,85 0,75 0,70 0,80 0,70 0,75 - 0,95 0,95 0,85 0,95 d. Waktu Konsentrasi (Tc). Waktu konsentrasi terdiri dari dua komponen, yaitu waktu masuk (inlet time) dan waktu aliran (conduit time). Waktu masuk (t o ) adalah waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir diatas permukaan tanah menuju saluran drainase. Sedangkan waktu aliran (t d ) adalah waktu yang diperlukan oleh air untuk mangalir di sepanjang saluran sampai pada titik kontrol yang ditentukan dibagian hilir. Debit limpasan dari sebuah daerah tangkapan (cathment area) akan maskimum apabila seluruh aliran dari tempat terjauh dengan aliran dari tempat-tempat di hilirnya tiba di tempat pengukuran secara bersama-sama. Pengertian ini memberikan gambaran bahwa debit maksimum akan terjadi apabila durasi hujan harus sama atau lebih besar dari waktu konsentrasi. Waktu konsentrasi untuk drainase perkotaan terdiri dari waktu yang diperlukan air untuk mengalir melalui permukaan tanah dari tempat terjauh ke saluran terdekat (inlet time) ditambah dengan waktu untuk mengalir di dalam saluran ke tempat pengukuran (conduit time). Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan menggunakan rumus : tc = to + td dimana : t c adalah waktu konsentrasi (jam) t o adalah inlet time (jam) t d adalah conduit time (jam) Harga t o dan t d dapat dihiutng dengan mempergunakan rumus empiris seperti misalnya mempergunakan Rumus Kirpich, yaitu : t o = �. ���� � dimana : �� √�� � �,�� t o adalah inlet time ke saluran terdekat (menit) Lo adalah jarak aliran terjauh diatas tanah hingga saluran terdekat (m) So adalah kemiringan permukaan tanah yang dilalui aliran diatasnya Sedangkan harga t d ditentukan oleh panjang saluran yang dilalui aliran dan kecepatan aliran didalam saluran, perhitungannya menggunakan rumus sebagai berikut : �� = � �� ���� � dimana : t d adalah conduit time sampai ke tempat pengukuran L 1 adalah jarak yang ditempuh aliran didalam saluran ke tempat pengukuran (m) V adalah kecepatan aliran didalam saluran (m/detik) Pada saluran buatan nilai kecepatan aliran dapat dimodifikasi berdasarkan jenis material yang digunakan untuk dasar/ lantai saluran. Tabel Kecepatan (V) Berdasarkan Jenis Material Jenis Bahan Pasir halus Lempung Kepasiran Lanau Aluvial Kerikil Halus Lempung Kokoh Lempung Padat Kerikil Kasar Batu - batuan Besar Pasangan Batu Beton Beton Bertulang Kecepatan Aliran yang Diizinkan (m/det) 0,45 0,50 0,60 0,75 0,75 1,10 1,20 1,50 1,50 1,50 1,50 Sumber : Modul Drainase Perkotaan “Wesli” e. Koefisien Tampungan. Daerah yang memiliki cekungan untuk menampung air hujan relatif mengalirkan lebih sedikit air hujan dibandingkan dengan daerah yang tidak memiliki cekungan sama sekali. Efek tampungan oleh cekungan ini terhadap debit rencana diperkirakan dengan koefisien tampungan yang diperoleh dengan rumus berikut ini : �� = � �� � �� + �� Dimana : Cs = Koefisien tampungan Tc = waktu konsentrasi (jam) Td = waktu aliran air mengalir didalam saluran dari hulu hingga ke tempat pengukuran (jam) f. Bentuk Penampang Saluran. Ketersediaan lahan dalam perencanaan drainase perkotaan akan menjadi pertimbangan utama. Dalam menentukan bentuk penampang saluran maka dipilih suatu penampang yang memiliki luasan terkecil untuk suatu debit tertentu atau memiliki keliling basah terkecil dengan hantaran maksimum. Unsur-unsur geometris penampang hidrolis yang dimaksud adalah : UNSUR GEOMETRIK PENAMPANG HIDROLIS No. 1. Penampang Melintang Luas (A) Keliling Basah (P) Jari-jari Hidrolis (R) Lebar Puncak (T) 3/√3∙Y2 6/√3∙Y ½∙Y 4/√3∙Y 2Y2 4Y ½Y 2Y Y2 4/√2∙Y ¼∙√2∙Y 2∙Y π/2∙Y2 π ∙Y ½∙Y 2∙Y 4. Trapesium (setengah segi enam) Persegipanjang (setengah bujur sangkar Segitiga (setengah bujur sangkar) Setengah lingkaran 5. Parabola 4/3∙√2∙Y2 8/3∙√2∙Y ½∙Y 2√2∙Y 6. Lengkung Hidrolis 1,3959∙Y2 2,9836∙Y 0,46784∙Y 1,917532∙Y 2. 3. Sumber : Modul Drainase Perkotaan “Wesli” Dalam implementasi unsur geometrik penampang hidrolis untuk perencanaan drainase maka faktor kenaikan muka air yang melimpah ke tepi harus diperhitungkan dengan cara menetapkan tinggi jagaan pada saluran yaitu jarak vertikal dari puncak saluran ke permukaan air pada kondisi debit rencana. g. Dimensi Saluran. Dimensi saluran yang ditetapkan harus mempunyai kapasitas atau kemampuan dalam mengalirkan debit rencana. Debit saluran (Qs) yang direncanakan harus sama atau lebi besar dari debit rencana (QT). Debit suatu penampang saluran (Qs) dapat dihitung atau ditetapkan dengan menggunakan rumus : �� = ��. � dimana : As adalah luas penampang saluran tegak lurus arah aliran (m2) V adalah kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/detik) Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran dapat dihitung dengan menggunakan Rumus Manning sebagai berikut : 1 �2/3 � 1/2 �= � �= �� � ������ ℎ���� � ��������ℎ ���� ∶ Penjelasan : V = kecepatan rata-rata aliran didalam saluran (m/det) n = koefisien kekasaran Manning R = jari-jari hidrolis (m) S = kemiringan dasar saluran As = luas penampang saluran tegak lurus arah aliran (m2) P = keliling basah saluran (m) Koefisien Kekasaran Manning sebagaimana dijelaskan dalam tabel berikut ini : Tabel Koefisien Kekasaran Manning Untuk Gorong-Gorong Dan Saluran Pasangan Tipe Saluran a. Baja Koefisien Manning (n) 0.011 – 0.014 b. Baja permukaan gelombang 0.021 – 0.030 c. Semen 0.010 – 0.013 d. Beton 0.011 – 0.015 e. Pasangan batu 0.017 – 0.030 f. Kayu 0.010 – 0.014 g. Bata 0.011 – 0.015 h. Aspal 0.013 Sumber : Modul Drainase Perkotaan “Wesli” 2. Perhitungan Saluran Drainase Kecamatan Junrejo 2.1. Kondisi Eksisting Jaringan drainase primer yang ada di Kecamatan Junrejo adalah Saluran Primer Kali Kungkuk. Data-data eksisting Saluran Primer Kali Kungkuk adalah sebagai berikut : • Peta Saluran Primer Kali Kungkuk. • Kondisi Saluran. • Panjang saluran (L 1 )    = 2734,8 m Elevasi awal = 708,5 m Elevasi akhir = 574,3 m Kemiringan (S 1 ) = 0,0490 • Luas daerah aliran = 2,84 km2 • Dimensi eksisting saluran drainase primer Kali Kungkuk 3,7 m 1 0,5 m 1 Koe. Manning = Luas (A) = = = Keliling Basah (P) = = Jari-jari Hidrolis (R) = = = Kecepatan (V) Debit (Q) 0,017 (Pasangan dari batu) 3 � �2 √3 3 � 0,752 √3 0,97 m2 6 √3 6 √3 �� �0,75 2,60 m 1 � 2 0,375 m = 1 2/3 1/2 � �1 � = 6,82 m/detik = = = VxA 6,82 x 0,97 6,65 m3/detik = 1 0,3752/3 0,0491/2 0,017 0,75 m • Cathment Area = 5,91 km2 Terdiri dari :    Kawasan permukiman = 0.50 km2 Kawasan tak terbangun = 4,98 km2 Jalan aspal = 0,43 km2 • Jarak titik terjauh (L o )    = 6026,74 m Elevasi awal = 794,7 m Elevasi akhir = 598,9 m Kemiringan (S o ) = 0,0324 • Data hujan Data Hujan Harian Maksimum (mm) Kecamatan Junrejo Kota Batu BULAN TAHUN 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Januari 713 450 204 119 272 84 219 371 Februari 595 619 308 219 358 299 333 412 Maret 326 166 373 259 224 226 483 86 April 325 115 43 130 151 242 74 42 Mei 89 164 - - 10 - 23 97 Juni - 27 - - - 6 6 10 Juli - - 2 2 - - - - Agustus - - - 16 - - 20 - September 2 - 9 21 - 2 6 8 Oktober 7 48 11 67 - 25 48 12 Nopember 249 274 270 158 14 204 152 190 Desember 844 149 251 291 183 237 291 189 106,83 101,00 110,42 137,92 118,08 Ṝ 262,50 167,63 122,58 Sumber : Kota Batu Dalam Angka 2003-2010 (BPS Kota Batu) 2.2. Langkah Perhitungan • Pengolahan Data Hujan Tabel Perhitungan Data Hujan NO Tahun 1 2 3 4 5 6 7 8 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Ri (mm) 262,50 122,58 167,63 118,08 137,92 110,42 106,83 101,00 Ri - Ṝ Ṝ= ∑ ��  �= � 68.906,25 15.026,67 28.098,14 13.943,67 19.021,01 12.191,84 11.413,36 10.201,00 20.047,56 178.801,95 Ṝ= � Ri2 121,63 14.793,91 -18,29 334,39 26,76 715,84 -22,79 519,22 -2,95 8,72 -30,45 927,39 -34,04 1.158,48 -39,87 1.589,60 1.126,96  (Ri - Ṝ)2 1.126,96 8 = 140,87 mm ∑(��− Ṝ)2 �= � �−1 20.047,56 = 53,52 8−1  Harga Yn (Reduced Mean) dan Sn (Reduced Standar Deviasi) diambil dari tabel. Tabel Reduced Mean (Yn) m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,4952 0,4996 0,5035 0,5070 0,5100 0,5128 0,5157 0,5181 0,5209 0,5220 20 0,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,5309 0,5320 0,5322 0,5343 0,5353 30 0,5362 0,5371 0,5380 0,5388 0,5396 0,5402 0,5410 0,5418 0,5424 0,5430 40 0,5436 0,5442 0,5448 0,5453 0,5458 0,5463 0,5468 0,5473 0,5477 0,5481 50 0,5485 0,5489 0,5493 0,5497 0,5501 0,5564 0,5508 0,5511 0,5515 0,5518 60 0,5521 0,5524 0,5527 0,5530 0,5523 0,5535 0,5538 0,5540 0,5543 0,5545 70 0,5548 0,5550 0,5552 0,5555 0,5577 0,5559 0,5561 0,5562 0,5565 0,5567 80 0,5569 0,5570 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,5580 0,5581 0,5583 0,5585 90 0,5585 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,5598 0,5509 100 0,5600 Tabel Standar Deviasi Mean (Sn) m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,9496 0,9676 0,9833 0,9971 1,0095 1,0206 1,0316 1,0411 1,0493 1,0565 20 1,0628 1,0696 1,0754 1,8011 1,0864 1,0915 1,0961 1,1004 1,1047 1,1086 30 1,1124 1,1159 1,1193 1,1226 1,1255 1,1285 1,1313 1,1339 1,1363 1,1388 40 1,1413 1,1436 1,1458 1,1480 1,1499 1,1519 1,1538 1,1557 1,1574 1,1590 50 1,1607 1,1630 1,1836 1,1650 1,1667 1,1681 1,1696 1,1708 1,1721 1,1734 60 1,1747 1,1759 1,1770 1,1782 1,1793 1,1803 1,1814 12182 1,8340 1,1844 70 1,1845 1,1863 1,1873 1,1882 1,1890 1,1898 1,1906 1,1915 1,1923 1,1930 80 1,9380 1,1945 1,1953 1,1959 1,1967 1,1973 1,1980 1,1987 1,1994 1,2001 90 1,2007 1,2013 -1202 1,2026 1,2032 1,2038 1,2044 1,2049 1,2055 1,2060 100 1,2065  Perhitungan hujan rencana periode ulang 10 tahun. R T = 10 tahun = 10 Tx = = � �−1 10 10 − 1 = 1,11 Yn Sn = 0,4952 = 0,9496 Yt = −���� �� − 1� � 10 = −���� � � 10 − 1 = 2,25 Rx R10 = Ṝ+ � = �� − �� �� �� 2,25 − 0,4952 140,87 + � = 239,78 mm 0,9496 � � 53,52  Perhitungan hujan rencana periode ulang 20 tahun. R T = 20 tahun = 20 Tx = = Yn Sn Yt � �−1 20 20 − 1 = 1,05 = 0,5236 = 1,0628 � = −���� �� − 1� = −���� � 2,97 = Rx R20 = Ṝ+ � = 20 � 20 − 1 �� − �� �� �� 2,97 − 0,5236 140,87 + � 1,0628 = 264,06 mm � � 53,52 • Koefisien Pengaliran (C). LUAS KOEFISIEN (A) PENGALIRAN (C) 2 0,50 km 0,75 4,98 km2 0,30 2 0,43 km 0,95 Nilai Koefisien Aliran (C) Daerah Aliran JENIS KAWASAN Permukiman Tak Terbangun Jalan Aspal • Waktu Pengaliran. Inlet Time (To) = = = Conduit time (Td) = �� 0,77 0,0195 � � √�� 6026,74 0,77 0,0195 � � √0,032 59,4 menit atau 0,99 jam 1 �1 � � 3600 � AxC 0,064 0,253 0,070 0,386 = Waktu Konsentrasi (Tc) = = = = Koefisien daerah tampungan (Cs) = = = 1 2734,8 � � 3600 6,83 0,111 jam �� + �� 0,99 + 0,111 1,101 jam 2�� 2�� + �� 2,202 2,202 + 0,111 0,952 • Banjir rencana periode ulang 10 tahun. Nilai Koefisien Aliran (C) Koefisien Daerah Tampungan (Cs) Waktu Konsentrasi (Tc dimana Tc = T) Luas Daerah Aliran (A) = 0,386 = 0,952 = 1,101 jam = 2,84 km2 Intensitas Hujan (I) = = Banjir rencana (Q 10 ) = = = = �24 24 2/3 � � 24 � 239,78 24 2/3 � � 24 1,101 76,37 mm 0,278.C.Cs.I.A 0,278 x 0,386 x 0,952 x 76,37 x 2,84 22,14 m3/detik • Banjir rencana periode ulang 20 tahun. Nilai Koefisien Aliran (C) Koefisien Daerah Tampungan (Cs) Waktu Konsentrasi (Tc dimana Tc = T) Luas Daerah Aliran (A) = 0,386 = 0,952 = 1,101 jam = 2,84 km2 Intensitas Hujan (I) = = = = = = Banjir rencana (Q 20 ) �24 24 2/3 � � 24 � 264,06 24 2/3 � � 24 1,101 84,11 mm 0,278.C.Cs.I.A 0,278 x 0,386 x 0,952 x 76,37 x 2,84 24,39 m3/detik • Perhitungan penambahan dimensi berdasarkan banjir rencana periode ulang 20 tahun (2029) Q existing Q 20 Qselisih Penambahan dimensi berbentuk persegi panjang, maka Qselisih 17,74 25,23h 2 h2 Tinggi jagaan Tinggi total h 2 = = = = 6,65 m3/detik 24,39 m3/detik 24,39 – 6,65 17,74 m3/detik = = = = = = = = VxA 6,82 x 3,7h 2 17,74 0,70 m 20% x 0,70 m 0,14 m  0,15 m 0,70 + 0,15 0,85 m • Dimensi existing. 3,7 m 1 0,5 m 1 0,75 m • Dimensi proyeksi tahun 2029. 3,7 m 1,60 m 1,45 m 1 1 3. Kesimpulan. Dari hasil pengamatan lapangan dan hasil perhitungan dan mengingat kondisi daerah Kecamatan Junrejo Kota Batu yang merupakan daerah pegunungan maka : a. Perlu adanya perencanaan jaringan drainase yang lebih mendalam sehingga didapat hasil yang maksimal karena kondisi daerah yang pegunungan maka memerlukan pengamatan lapangan, perhitungan dan perencanaan yang berorientasi kedepan. b. Perhitungan yang didapat dengan mengambil sampling saluran yang ada menunjukkan bahwa karena curah hujan yang tinggi di Kecamatan Junrejo maka penambahan dimensi dalam 20 (dua puluh tahun) kedepan adalah sebesar 0,85 m.