ANALISIS DAN DESIGN SISTEM DRAINASE DI LINGKUNGAN ...digilib.unila.ac.id/33050/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Masalah dan tantangan air terdiri dari tiga tipe: banjir, kekeringan,

ANALISIS DAN DESIGN SISTEM DRAINASE DI LINGKUNGANUNIVERSITAS LAMPUNG

(Studi Kasus: Zona III Wilayah Rektorat – Fakultas Pertanian)

(Skripsi)

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

2018

Oleh

RAHMAT EFFENDI

ABSTRAK

Masalah dan tantangan air terdiri dari tiga tipe: banjir, kekeringan, dan polusi air.Banjir diakui sebagai sumber ancaman yang signifikan bagi kehidupan manusiaSalah satu tindakan pencegahan banjir yang dapat dilakukan adalah denganmengoptimalkan saluran drainase. Drainase merupakan tindakan teknis untukmengurangi kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga fungsi kawasanatau lahan tidak terganggu. Universitas Lampung yang terletak di kecamatanRajabasa menjadi salah satu lokasi yang rawan banjir. Untuk itu, makadilakukanlah penelitian untuk mengatasi banjir yang terjadi di UniversitasLampung (Studi Kasus: Zona III Wilayah Rektorat – Fakultas Pertanian). Tujuandari penelitian ini adalah untuk menganalisis sistem drainase UniversitasLampung dan mendesain sistem drainase yang menuhi debit banjir rencana.Penelitian dilakukan dengan survey langsung di lapangan. Analisis yangdilakukan pada penelitian ini meliputi analisis hidrologi dan analisis hidrolikamenggunakan aplikasi HEC-RAS4.1.0. Analisis hidrologi bertujuan untukmenghitung debit rencana dengan menggunakan metode rasional, dan permodelandengan aplikasi HEC-RA4.1.0 bertujuan untuk mengetahui kapasitas tinggi mukaair pada saluran eksisting. Berdasarkan hasil analisis tidak ada saluran yang tidakmencukupi debit banjirnya, namun terdapat beberapa saluran yang terputus danmenyebabkan air tidak mengalir. Saluran yang terputus itu terdapat pada salurandengan kode DN5 dan DN62. Untuk itu, sebaiknya dibuat saluran yangmenghubungkan saluran DN62 dengan DN63, serta membuat gorong-gorong padasaluran DN5 sampai DN65. Anggaran biaya yang dibutuhkan untuk perbaikansaluran ini adalah sejumlah Rp 207.203.725,00 (Dua Ratus Tujuh Juta Dua RatusTiga Ribu Tujuh Ratus Dua Puluh Lima Rupiah).

Kata kunci : Drainase, HEC-RAS, hidrologi, hidrolika, banjir

ABSTRACT

Water problems and challenges consist of three types: flood, drought, and waterpollution. Floods are recognized as a significant source of threat to human life.One of the flood prevention actions that can be done is to optimize the drainagechannels. Drainage can be defined as a technical action to reduce excess water sothat the function of the area or land is not disturbed. University of Lampungwhich is located in the district of Rajabasa is one of the locations prone toflooding. Therefore, a research to overcome the flood that occurred at theUniversity of Lampung has been conducted (Case Study: Zone III Rectorate Area- Faculty of Agriculture). The purposes of this research are to analyze thedrainage system of University of Lampung and to design drainage system thatfulfill flood discharge plan. The research was conducted by direct survey in thefield. The analyses conducted in this study include hydrological analysis andhydraulics analysis using HEC-RAS4.1.0 application. Hydrological analysis aimsto calculate the discharge plan by using rational method, and modeling withHEC-RAS4.1.0 application aims to determine the capacity of water level in theexisting channel. Based on the analysis results, there are no channels that are notsufficient for flood discharge, but there are some channels that are disconnectedand cause the water to not flow. The disconnected channels are located on thechannel with the DN5 and DN62 codes. For that, it is recommended to create achannel connecting DN62 channel with DN63, and make a channel on channelDN5 to DN65. The budget required for the repair of this channel is Rp207,203,725.00 (Two Hundred Seven Million Two Hundred and Three ThousandSeven Hundred Twenty Five Rupiah).Keywords: Drainage, HEC-RAS, hydrology, hydraulics, floods

ANALISIS DAN DESIGN SISTEM DRAINASE DI LINGKUNGAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

(Studi Kasus: Zona III Wilayah Rektorat – Fakultas Pertanian)

Oleh

RAHMAT EFFENDI

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK

pada

Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS LAMPUNG

2018

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 21

September 1994, sebagai anak kedua dari tiga bersaudara dari

pasangan Bapak Effendi Yunus, S.H. dan Ibu Catur Yenny, S.H..

Pendidikan Sekolah Dasar (SD) diselesaikan di SD Kartika Jaya II-5 pada tahun

2006, Sekolah Menengah Pertama (SMP) diselesaikan pada tahun 2009 di SMP

Negeri 2 Bandar Lampung dan Sekolah Menengah Atas (SMA) diselesaikan di

SMA Negeri 9 Bandar pada tahun 2012. Penulis terdaftar sebagai mahasiswa

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung pada tahun 2012

melalui jalur Ujian Tulis Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri

(SNMPTN).

Penulis pernah menjadi asisten dosen dalam mata kuliah Analisis Struktur I pada

tahun 2013. Penulis turut dalam organisasi kemahasiswaan yaitu Himpunan

Mahasiswa Teknik Sipil ( HIMATEKS ) periode 2014/2015 sebagai anggota

Departemen Penelitian dan Pengembangan. Penulis telah melakukan Kerja

Praktek (KP) pada Proyek Pembangunan Graving Dock dan Pengembangan

Dermaga Noahtu selama 3 bulan pada periode Februari April 2015. Penulis juga

telah mengikuti Kuliah Kerja Nyata (KKN) selama 40 hari pada periode Januari-

Maret 2017 di Desa Purworejo, Kecamatan Kota Gajah Kabupaten Lampung

Tengah.

Penulis pernah menjadi Finalis 10 besar terbaik Lomba Rancang Bendungan

Nasional 2015 di Universitas Mataram ( UNRAM ), serta menjadi finalis 8 besar

Lomba Indocement Awards 2016 “ Rumah Fabrikasi Tahan Gempa “ di PT.

Indocement Tunggal Prakarsa Tbk..

.

Persembahan

Untuk kedua orang tuaku, Bapak dan Ibu tercinta, terima kasihatas doa dan selalu memberi dukungan serta semangat dalam

segala hal.

Untuk Kakak dan Adik yang selalu mendoakan danmemberikan semangat untuk menyelesaikan skripsi ini.

Untuk semua guru-guru dan dosen-dosen yang telahmengajarkan banyak hal kepadaku. Terima kasih untuk ilmu,

pengetahuan, dan pelajaran hidup yang sudah diberikan.

Sahabat-sahabatku, Rekan seperjuangan serta Teknik sipil angkatan2012, terima kasih sudah menjadi bagian dalam hidupku danmendukungku. Semoga kita bisa sama-sama menjadi orang

sukses

Untuk Mutiara Prestika, terima kasih telah memberi dukungan,bantuan dan mensupport selama ini.

MOTTO HIDUP

“Mulailah dari tempatmu berada. Gunakan yang kau punya.

Lakukan yang kau bisa.”

(Arthur Ashe)

“Kesempatan tak terjadi. Kaulah yang menciptakannya.”

(Chris Grosser)

“Bekerja keras dan bersikap baiklah. Hal luar biasa akan terjadi.”

(Conan O’Brien)

“You can’t bring back what you’ve lost, think about what you

have now.”

(Jinbe)

SANWACANA

Segala puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT karena atas rahmat

dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi dengan

judul “Analisis dan Perencanaan Sistem Drainase di Lingkungan Universitas Lampung

(Studi Kasus Zona III : Wilayah Rektorat – Fakultas Pertanian)” merupakan salah satu

syarat bagi penulis untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas

Lampung.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas

Lampung;

2. Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil,

Fakultas Teknik, Universitas Lampung;

3. Ofik Taufik Purwadi, S.T., M.T. selaku Pembimbing Utama atas

kesediaannya untuk memberikan bimbingan, ide-ide dan saran serta kritik

dalam proses penyelesaian skripsi ini;

4. Dr. Ahmad Herison, S.T.,M.T.. selaku Pembimbing Kedua atas kesediaan

memberikan bimbingan, saran dan kritik dalam proses penyelesaian skripsi

ini.

5. Dr. Endro P. Wahono, S.T., M.Sc. selaku Penguji Utama yang telah

memberikan kritik dan saran pemikiran dalam penyempurnaan skripsi;

iii

6. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Sipil yang telah memberikan bekal ilmu

pengetahuan kepada penulis selama menjadi mahasiswa di Jurusan Teknik

Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung;

7. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Air dan Laboratorium Ilmu

Ukur Tanah Fakultas Teknik, Universitas Lampung yang telah memberikan

bantuan dan bimbingan selama penulis melakukan penelitian;

8. Keluargaku tercinta terutama orang tuaku, Effendi Yunus dan Catur Yenny,

kakakku tercinta Agung Effendi dan adikku tercinta Fitra Ramadhan

Effendi, serta seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan dan doa.

9. Teman seperjuangan skripsi M. Lutfi Yunianto, Widi Tejakusuma,

Jamaluddin, Arief Rachmat, Herdi Handika, Ancha, Rudi Kurniawan,

Ismawan, Fikri Aulia yang telah berbagi cerita suka dan duka selama

menjalani penelitian bersama.

10. Teman KP Muhammad Wahyuddin, Hasna Nurafifa, Robby Chandra

Hasyim, Mutya Nivitha, dan Wardatul Aini Putri yang telah berbagi cerita

suka dan duka selama menjalani perkuliahan dan membuat laporan KP

hingga selesai.

11. Kru-kru spesial satu tim kompetisi di berbagai Lomba Nasional: M. Lutfi

Yunianto, Oktario Eko Hidayat, Sholahuddin Triwidinata, dan Lidya

Susanti.

12. Saudara-saudari Teknik Sipil Universitas Lampung angkatan 2012 yang

berjuang bersama serta berbagi kenangan, pengalaman dan membuat kesan

yang tak terlupakan, terimakasih atas kebersamaan kalian

iv

Akhir kata, Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan,

akan tetapi penulis berharap semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi

kita semua. Aamiin.

Bandar Lampung, Juni 2018

Penulis

Rahmat Effendi

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ............................................................................................................. i

DAFTAR TABEL .................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................vii

DAFTAR NOTASI .................................................................................................. x

I. PENDAHULUAN ........................................................................................... 1

A. Latar Belakang ........................................................................................... 1

B. State of the Art (Pencapaian Tertinggi) ...................................................... 6

C. Identifikasi Masalah ................................................................................. 13

D. Rumusan Masalah .................................................................................... 13

E. Batasan Masalah ...................................................................................... 13

F. Tujuan Penelitian ..................................................................................... 14

G. Manfaat Penelitian ................................................................................... 14

H. Kerangka Pikir ......................................................................................... 15

II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................... 16

A. Umum ...................................................................................................... 16

B. Drainase ................................................................................................... 17

ii

C. Banjir........................................................................................................ 18

D. Dasar-dasar Kriteria Perencanaan Drainase ............................................. 19

E. Analisis Hidrologi .................................................................................... 20

F. Data Hujan yang Hilang........................................................................... 20

G. Metode Estimasi Data Hujan yang Hilang............................................... 22

G.1 Normal Ratio Method ....................................................................... 23

G.2 Cara “Inversed Square Distance” ..................................................... 23

G.3 Rata–rata Aljabar .............................................................................. 24

H. Uji Konsistensi Data Hujan ..................................................................... 24

H.1 Metode RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums) ............................ 25

H.2 Metode Kurva Massa Ganda ( Double Curve Analysis ) .................. 26

I. Analisis Hujan .......................................................................................... 28

J. Curah Hujan Maksimum Harian Rata-rata .............................................. 29

K. Analisis Frekuensi .................................................................................... 30

L. Waktu Konsentrasi ................................................................................... 35

M. Intensitas Hujan ....................................................................................... 35

N. Analisis Debit Banjir Rencana ................................................................. 37

O. Penampang Saluran Terbuka ................................................................... 38

P. Penampang Saluran Drainase .................................................................. 38

Q. Kecepatan Aliran Drainase ...................................................................... 39

III. METODOLOGI PENELITIAN ....................................................................... 42

iii

A. Lokasi Penelitian ...................................................................................... 42

B. Data yang Digunakan ............................................................................... 43

C. Alat yang Digunakan ............................................................................... 43

D. Langkah Pengerjaan ................................................................................. 44

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................... 48

A. Analisis Hidrologi .................................................................................... 48

A.1. Curah Hujan Wilayah (Areal Rainfall) ............................................. 48

A.2. Analisa Data Hujan yang Hilang ...................................................... 50

A.3. Uji Konsistensi Data ......................................................................... 53

A.4. Curah Hujan Rerata .......................................................................... 55

A.5. Analisis Frekuensi Curah Hujan ....................................................... 56

A.6. Pemilihan Jenis Distribusi ................................................................ 58

A.7. Uji Sebaran ....................................................................................... 59

A.8. Perhitungan Curah Hujan Rencana ................................................... 63

A.9. Pola Distribusi Hujan ........................................................................ 64

A.10. Perhitungan Intensitas Hujan ............................................................ 64

A.11. Perhitungan Debit Rencana .............................................................. 65

B. Analisis Kapasitas Saluran dengan Program HEC-RAS ......................... 67

a. Analisis Kapasitas Saluran pada Jaringan Drainase 1 ...................... 72

b. Analisis Kapasitas Saluran pada Jaringan Drainase 2 ...................... 74

c. Analisis Kapasitas Saluran pada Jaringan Drainase 3 ...................... 78

iv

d. Analisis Kapasitas Saluran pada Jaringan Drainase 4 ...................... 79

e. Analisis Kapasitas Saluran pada Jaringan Drainase 5 ...................... 80

f. Analisis Kapasitas Saluran pada Jaringan Drainase 6 ...................... 81

g. Analisis Kapasitas Saluran pada Jaringan Drainase 7 ...................... 82

h. Analisis Kapasitas Saluran pada Jaringan Drainase 8 ...................... 83

C. Redesain Saluran Drainase yang Bermasalah .......................................... 86

a. Hasil Analisis Desain Saluran DN5-DN65 ....................................... 87

b. Hasil Analisis Desain Saluran DN62-DN63 ..................................... 88

D. Rancangan Anggaran Biaya ..................................................................... 89

V. PENUTUP ......................................................................................................... 91

A. Kesimpulan .............................................................................................. 91

B. Saran ........................................................................................................ 91

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 92

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 State of the Art ............................................................................... 6

Tabel 2.1 Syarat metode hujan rata-rata wilayah berdasarkan pos hujannya 28

Tabel 2.2 Syarat metode hujan rata-rata wilayah berdasarkan luas DPS ...... 28

Tabel 2.3 Syarat metode hujan rata-rata wilayah berdasarkan topografinya 28

Tabel 2.4 Nilai variabel reduksi Gauss ......................................................... 31

Tabel 2.5 Reduced Mean, Yn ........................................................................ 33

Tabel 2.6 Reduced Standard Deviation, Sn .................................................. 33

Tabel 2.7 Reduced Variate, sebagai fungsi periode ulang ..................... 34

Tabel 2.8 Standar Metode Debit Rencana untuk Saluran Drainase .............. 37

Tabel 2.9 Fungsi penampang saluran drainase .............................................. 38

Tabel 2.10 Batas Kecepatan Aliran berdasarkan bahan material ................... 40

Tabel 4.1 Data Hujan Harian Maksimum (Sta. POLINELA) ....................... 48

Tabel 4.2 Data Hujan Harian Maksimum (Sta. Kemiling) ........................... 48

Tabel 4.3 Data Hujan Harian Maksimum Tahunan Sta. POLINELA ........... 49

Tabel 4.4 Data Hujan Harian Maksimum Tahunan Sta. Kemiling ............... 49

Tabel 4.5 Data Rata-rata Hujan Harian Maksimum (Sta. POLINELA) ....... 50

Tabel 4.6 Data Rata-rata Hujan Harian Maksimum (Sta. Kemiling) ............ 50

Tanel 4.7 Data Hujan yang hilang Sta. POLINELA ..................................... 51

Tabel 4.8 Data Hujan yang hilang Sta. Kemiling ......................................... 51

vi

Tabel 4.9 Perhitungan Metode RAPS Stasiun Polinela Hujan Maksimum

Tahunan ......................................................................................... 53

Tabel 4.10 Perhitungan Metode RAPS Stasiun Kemiling Hujan Tahunan

Maksimum ..................................................................................... 53

Tabel 4.11 Curah Hujan Maksimum Metode Aritmatik Aljabar dari 2

Stasiun Pertahun ............................................................................ 55

Tabel 4.12 Analisis Frekuensi Curah Hujan .................................................... 55

Tabel 4.13 Persyaratan Jenis Distribusi Sesuai dengan Hasil Perhitungan

dari Analisis Frekuensi CS dan CK............................................... 57

Tabel 4.14 Perhitungan Chi Square Test ......................................................... 59

Tabel 4.15 Nilai Delta Kritiis untuk Uji Smirnov – Kolmogorof ................... 60

Tabel 4.16 Perhitungan Uji Smirnov – Kolmogorov ...................................... 61

Tabel 4.17 Perhitungan Curah Hujan Maksimum Rencana ............................ 62

Tabel 4.18 Perhitungan Intensitas Hujan Tiap Periode Kala Ulang................ 64

Tabel 4.19 Perhitungan Debit Rancangan ....................................................... 66

Tabel 4.20 Perbandingan Kapasitas Eksisting dan Tinggi Muka Air ............. 84

Tabel 4.21 Rancangan Anggaran Biaya .......................................................... 89

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Kerangka Pikir .......................................................................... 15

Gambar 2.1 Lengkung Massa Ganda ........................................................... 27

Gambar 3.1 Peta Master Plan Universitas Lampung ................................... 41

Gambar 3.2 Bagan Alir Penelitian ............................................................... 46

Gambar 4.1 Peta Kontur Daerah Penelitian ................................................. 64

Gambar 4.2 Arah Aliran Drainase pada Daerah Penelitian .......................... 65

Gambar 4.3 Penampang Saluran DN18 - DN56 .......................................... 67

Gambar 4.4 Penampang Saluran DN56 – DN48 .......................................... 68

Gambar 4.5 Skema Jaringan Eksisting ......................................................... 70

Gambar 4.6 Profil Muka Air pada Penampang DN 28 ................................ 71


Gambar 4.8 Profil Muka Air pada Penampang DN27 ................................. 71


Gambar 4.10 Profil Muka Air pada Penampang DN5 ................................... 72

Gambar 4.11 Profil Muka Air pada Penampang DN 27’ ............................... 72

Gambar 4.12 Profil Muka Air pada Penampang DN 5’ ................................. 73




viii

Gambar 4.16 Profil Muka Air pada Penampang DN23’ ................................ 74
























ix





Gambar 4.44 Peta Jaringan Drainase yang Akan Didesain ............................ 85

Gambar 4.45 Skema Jaringan Rencana .......................................................... 86

Gambar 4.46 Profil Muka Air pada Desain Penampang DN5 ....................... 86

Gambar 4.47 Profil Muka Air pada Desain Penampang DN65 ..................... 87



DAFTAR NOTASI

Rrt = Curah Hujan Rata–rata

S = Standar Deviasi

Cs = Koefisien Kemencengan

Ck = Koefisien Kurtosis

Cv = Koefisien Variasi

α = Derajat Kepercayaan

RT = Hujan Rancangan

I = Intensitas Hujan

m2 = Meter Persegi

C = Koefisien Aliran

A = Luas

SNI = Standar Nasional Indonesia

km2 = Kilometer Persegi

Q = Debit

cm = Centimeter

h = Tinggi Penampang

m3

= Meter kubik

mm = Milimeter

mm2

= Milimeter persegi

xi

V = Kecepatan Aliran

R = Curah Hujan Maksimum

n = Jumlah stasiun

b = Lebar Dasar Saluran

DN = Drainase

Sk* = Simpangan Awal

Sk* = Simpangan Mutlak

Dy = Simpangan Rata-rata

Sk** = Nilai Konsistensi Data

Sk** = Nilai Konsistensi Data Mutlak

= Nilai Statistik Q

q = Intensitas Maksimum Jatuhnya Hujan Rata-rata

qn = Curah Hujan

DK = Derajat Kebebasan

Oi = Observed Frekuensi pada Kelas

IDF = Intensity-Duration-Frequency Curve

H = Tinggi Total Sumur Resapan

Do = Nilai Kritis

T = Lamanya Curah Hujan

DAS = Daerah Aliran Sungai

Dx = Data Tinggi Hujan Harian Maksimum di Stasiun x

Anx = Tinggi Hujan Rata-rata Tahunan di Stasiun x

Ani = Tinggi Hujan Rata-rata Tahunan di Stasiun Sekitar x

Hx = Curah Hujan yang Hilang

xii

Hi = Curah Hujan di Pos yang lain

S = Kemiringan Memanjang Saluran

K = Permeabilitas Tanah

F = Faktor Geometrik Sumur

R = Radius sumur

T = Durasi Aliran

tc = Waktu Konsentrasi

to = Inlet Time

td = Conduit Time

Y = Data Hujan Hasil Pengamatan

Tgα = Kemiringan Sebelum ada Perubahan

Tg αc = Kemiringan Setelah ada Perubahan

Y = Reduced Variate

= Simpangan Baku Reduced Variate

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Air merupakan faktor terpenting dalam kehidupan manusia. Namun, jika tidak

dikelola dengan baik, air dapat menimbulkan kerugian. Menurut Jun et al (2001)

Masalah dan tantangan dari air terdiri dari tiga tipe utama : Terlalu banyak air

(banjir), terlalu sedikit air (kekeringan), dan air yang terlalu kotor (polusi air). Di

Indonesia, masalah air yang sering terjadi adalah banjir. Setiap tahun, Indonesia

selalu mengalami masalah tersebut.

Banjir diakui sebagai sumber ancaman yang signifikan bagi kehidupan manusia

(Bevere et al, 2015). Dalam penilaian global terhadap korban yang berkaitan

dengan banjir, salah satunya adalah banjir bandang. Banjir bandang dapat

menyebabkan kematian tertinggi (jumlah korban tewas dibagi dengan jumlah

orang yang terkena dampak). (Braud, 2016).

Faktor alam seperti topografi (kemiringan dan ketinggian), curah hujan yang

berlebihan, peningkatan volume air limpasan, dan endapan pada dasar sungai

dapat menimbulkan bencana banjir (Bansal, 2015). Faktor manusia seperti

tertutupnya atau terganggunya saluran drainase, penggunaan lahan yang tidak

tepat, penggundulan hutan di daerah-daerah aliran air dan lain sebagainya, juga

menjadi salah satu fakor terjadinya banjir (Tingsanchali, 2012). Kondisi geografis

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002216941630484X

2

daerah dan kegiatan manusia yang berdampak pada perubahan tata ruang atau

guna lahan di suatu daerah juga menjadi salah satu penyebab banjir. (Rosyidi,

2013). Perubahan tata guna lahan dalam beberapa dekade terakhir yang

disebabkan oleh urbanisasi yang tinggi. Hal ini mengakibatkan area yang lebih

banyak dibangun dan permukaan permeabel dan ruang terbuka yang rendah, serta

ditunjukkan dengan statistik tingkat pertumbuhan dan peningkatan pembangunan.

Populasi kota mencatat pertumbuhan sekitar 114% selama dua dekade terakhir

dari tahun 1991 sampai 2011 (Singh et al., 2013).

Faktor yang menyebabkan terjadinya banjir saling berkaitan dan kompleks.

Berbagai faktor cuaca seperti badai salju, gelombang badai akibat siklon, curah

hujan tinggi, sistem drainase yang tidak memadai, dan kegagalan bendungan

struktural adalah beberapa faktor penyebab meningkatnya kejadian belakangan

ini. Terlepas dari faktor-faktor ini, fitur lingkungan/fisik meliputi vegetasi, tipe

tanah, dan fitur cekungan drainase lainnya, juga dapat menyebabkan banjir.

(Halgamuge, 2017)

Kerentanan manusia terhadap banjir semakin meningkat, sebagian besar

disebabkan oleh pertumbuhan penduduk, urbanisasi, perubahan tata guna lahan,

dan faktor iklim yang terkait dengan peningkatan curah hujan yang ekstrim. Di

masa yang akan datang frekuensi dan dampak banjir terhadap populasi manusia

diperkirakan akan meningkat (Doocy et al, 2013). Gangguan manusia pada

dataran banjir, dan kurangnya perencanaan respon banjir meningkatkan potensi

kerusakan (Bates et al, 2008). Berdasarkan studi yang telah dilakukan, perubahan

dan peningkatan luas bangunan perkotaan selama dua dekade terakhir dalam hal

3

kepadatan per 1000 orang meningkat dari 41 ha pada tahun 1986, 62 ha pada

tahun 1998 menjadi 104 ha pada tahun 2011 (Singh et al., 2013). Dengan

demikian, limpasan permukaan karena hujan meningkat pesat saat lapisan kedap

air meningkat. Ketidakmampuan untuk menangani peningkatan limpasan menjadi

salah satu penyebab meningkatnya banjir perkotaan. (Bansal et al, 2015).

Banjir dapat menyebabkan gangguan besar di kota-kota, dan membawa dampak

yang signifikan pada manusia, ekonomi, dan lingkungan. Dampak ini dapat

diperburuk oleh perubahan iklim dan sosial-ekonomi. Resilience thinking telah

menjadi cara penting untuk perencana kota dan pembuat keputusan untuk

mengelola resiko banjir. (Hammond, 2013).

Dalam bidang teknik sipil, drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai

suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air

hujan, rembesan, maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan atau lahan,

sehingga fungsi kawasan atau lahan tidak terganggu. Hal tersebut juga merupakan

suatu usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dengan salinitas.

Jadi, drainase tidak hanya menyangkut air permukaan tetapi juga air tanah

(Suripin, 2004).

Menurut Heri Sasvantela (2016), dari segi kuantitas fungsi drainase perkotaan

dapat dikategorikan dalam 3 hal yaitu :

1. Mengalirkan air hujan yang jatuh kepermukaan tanah kesaluran secepat

mungkin, sehingga tidak menimbulkan genangan didaerah tersebut.

2. Melindungi perkotaan terhadap kemungkinan masuknya genangan air pada saat

turun hujan.

4

3. Mengingat dinegara kita belum tersedia system sewerage, maka saluran

drainase juga berfungsi sebagai tempat buangan limbah domestik.

Perencanaan drainase sering diabaikan oleh ahli hidraulik dan seringkali

direncanakan seolah-olah bukan pekerjaan penting, atau paling tidak dianggap

kecil dibandingkan dengan pekerjaan-pekerjaan pengendalian banjir. Padahal

pekerjaan drainase merupakan pekerjaan yang rumit dan kompleks, bisa jadi

memerlukan biaya, tenaga dan waktu yang lebih besar dibandingkan dengan

pekerjaan pengendalian banjir. Secara fungsional, sulit memisahkan secara jelas

sistem drainase dan pengendalian banjir. Namun, secara praktis kita dapat

mengatakan bahwa drainase menangani kelebihan air sebelum masuk ke alur-alur.

Konsep dasar pengembangan sistem drainase yang berkelanjutan adalah

meningkatkan daya guna air, meminimalkan kerugian, serta memperbaiki dan

konservasi lingkungan. Untuk itu diperlukan usaha-usaha yang komprehensif

dan integratif yang meliputi seluruh proses, baik yang bersifat struktural maupun

non struktural, untuk mencapai tujuan tersebut. Prioritas utama dalam konsep

sistem drainase yang berkelanjutan adalah kegiatan harus ditujukan untuk

mengelola limpasan permukaan dengan cara mengembangkan fasilitas untuk

menahan air hujan. (Suripin, 2004)

Menurut data BPBD kota Bandar Lampung, terdapat beberapa daerah yang

mengalami banjir pada awal tahun 2017, diantaranya Pasir Gintung, Gedong Air,

Teluk Betung, Rajabasa, dan Kedamaian. (Tribun Lampung, 2017). Universitas

Lampung yang terletak di kecamatan Rajabasa menjadi salah satu lokasi yang

rawan banjir. Sebagai kawasan perguruan tinggi yang seharusnya menjadi tempat

5

pendidikan yang tertata rapi dan bebas dari banjir, maka sepatutnya sangat perlu

dilakukan tindakan pencegahan terhadap banjir.

Salah satu tindakan pencegahan banjir yang dapat dilakukan adalah dengan

mengoptimalkan saluran drainase yang ada. Untuk itu, maka dilakukanlah

penelitian dengan melakukan survey dan analisis untuk mengatasi banjir yang

terjadi di Universitas Lampung dengan judul Analisis dan Perencanaan Sistem

Drainase di Lingkungan Universitas Lampung.

Penelitian ini diharapkan dapat membantu pihak-pihak terkait sebagai salah satu

referensi dalam perencanaan drainase yang baik di Universitas Lampung dan

diharapkan juga dapat menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya, terutama

dalam bidang perencanaan drainase perkotaan.

B. State of the Art (Pencapaian Tertinggi)

Tabel 1. State of the Art (Pencapaian Tertinggi)

No. Sumber/Tahun Penulis Judul Tujuan Metode Hasil

1. Journal Of

Irrigation And

Drainage

Engineering ©

ASCE /

March/April

2006

Tahun 2006

Z. Jia; R. O.

Evans,

M.ASCE; J.T.

Smith

Effect of

Controlled

Drainage and

Vegetative

Buffers on

Drainage Water

Quality from

Wastewater

Irrigated Fields

menyajikan hasil

studi lapangan

untuk

mengevaluasi

efektivitas drainase

terkendali dan

buffer vegetatif

dalam mengurangi

pengangkutan

nutrisi air limbah

dari lahan aplikasi.

Penelitian dilakukan di

peternakan babi dekat

Kinston, Newyork City.

Vegetasi di daerah

penyangga adalah rumput

Bermuda pesisir. Tingkat

air di saluran pembuangan

dipantau terus menerus

menggunakan automatic

float type stage recorders.

Alat ukur tinggi muka air

juga dipasang di setiap

bidang di dekat titik tengah

antara selokan. Sampel

laguna dikumpulkan setiap

bulan untuk karakterisasi

nutrisi air limbah.

Pengamatan ini

menunjukkan bahwa

penjadwalan irigasi dan

pengelolaan yang tepat

lebih penting untuk

kualitas air daripada

tindakan perbaikan

seperti drainase

terkontrol atau buffer

vegetatif.

6

7

Tabel 1. State of the Art (Pencapaian Tertinggi) Lanjutan


2. Springer

Science +

Business

Media B. V.

2007

Tahun 2007

Bahram

Saghafian,

Hassan

Farazjoo,

Babak

Bozorgy, dan

Farhad

Yazdandoost

Flood

Intensification

due to Changes in

Land Use

Mengukur

kemungkinan

dampak perubahan

penggunaan lahan

dan

mengidentifikasi

daerah sumber

banjir untuk

perencanaan

pengendalian banjir

di masa depan.

Penelitian dilakukan di DAS

Golestas di timur laut Iran.

Menggunakan model curah

hujan runoff berbasis

kalibrasi, hidrograf banjir

yang sesuai dengan kondisi

penggunaan lahan pada

tahun 1967 dan 1996

disimulasikan dan

perubahan relative pada arus

puncak dua kondisi

selanjutanya ditentukan

untuk periode kembali yang

berbeda. Simulasi respon

hidrologi daerah aliran

sungai menggunakan model

HEC-HMS. Model elevasi

digital menggunakan GIS.

Dampak perubahan tata

guna lahan pada debit

puncak banjir jauh lebih

besar pada beberapa

sub Das. Penurunan

tutupan lahan telah

meningkatkan puncak

dan volume banjir.

Tutupan vegetasi tidak

begitu efektif dalam

mengurangi banjir besar

dengan periode

pengembalian yang

lebih tinggi. Puncak

banjir lebih sensitive

terhadap perubahan

penggunaaan lahan

dibandingkan dengan

volume banjir.

8



3. Jurnal

SMARTek,

Vol. 6, No.3,

Agustus 2008:

144-153

Tahun 2008

Yassir Arafat Reduksi Beban

Aliran Drainase

Permukaan

Menggunakan

Sumur Resapan

Untuk mengetahui

pengaruh drainase

berwawasan

lingkungan terhadap

keseimbangan tata

air dan kondisi

lingkungan

Penelitian ini menggunakan

sumur resapan sebagai

bentuk drainase yang

berwawasan lingkungan.

Penelitian ini dilakukan di

kota Palu.

Drainase berwawasan

lingkungan dapat

menjaga

keseimbangan tata air

dan kondisi

lingkungan

permukiman.

4. Hydrol. Earth

Syst. Sci., 13,

1019–1029,

2009

Tahun 2009

B. Palard, A.

Castellarin, dan

A. Montanari

Links Between

Drainage

Density and

Flood Statistics

Untuk mengetahui

hubungan antara

kerapatan drainase

dari cekungan

sungai dan statistik

banjir yang dipilih,

yaitu mean, standar

deviasi, koefisien

kemiringan

rangkaian arus

puncak maksimum

tahunan.

Simulasi numeric dilakukan

dengan menggunakan model

hidrologi spasial untuk

menyoroti bagaimana

statistic banjir berubah

dengan variasi kepadatan

drainase. Model hidrologi

konseptual digunakan untuk

menganalisis secara statistic

banjir terhadap kerapatan

drainase. Data dunia nyata

dari 44 daerah aliran sungai

yang berada di utara Italia

dianalisis.

Nilai kritis dari

kerapatan drainase ada

dimana minimum

dicapai baik dalam

koefisien variasi dan

nilai absout dari

koefisien kemiringan.

9



5. Journal of

the

American

Water

Resource

Association

Tahun

2010

Katherine L.

Meierdiercks,

James A.

Smith, Mary

Lynn Baeck,

dan Andrew

J. Miller

Analyses of

Urban

Drainage

Network

Structure and

Its Impact on

Hydrologic

Response.

Memeriksa

dampak struktur

jaringan drainase

terhadap respons

hidrologi.

Sumber

pengamatan

utama yang

digunakan

yaitu representasi

digital yang

komprehensif dari

jaringan drainase

perkotaan di Dead

Run. Analisis

pemodelan

hidrologi

menggunakan

Environmental

Protection

Agency’s

Stormwater

Management

Model (SWMM)

Kepadatan

drainase dan

adanya kolam

stormwater

mempengaruhi

debit puncak lebih

banyak terjadi

pada subbasenya

dibandingkan

dengan persentase

ketahanan atau

penggunaan lahan

subbasins.

10



6. Universitas

Brawijaya

Jurnal

Teknik

Pengairan,

Volume 3,

Nomor 2,

Desember

2012, hlm

102–111

Tahun 2012

Ubaidillah Studi Sistem

Drainase Kali

Tutup Barat

Kabupaten

Gresik Berbasis

Konservasi

untuk

Penanganan

Genangan

Mengetahui

kondisi sistem

drainase Kali Tutup

Barat Kabupaten

Gresik eksisting.

Mengetahui sistem

drainase Kali Tutup

Barat Kabupaten

Gresik berbasis

konservasi yang

dapat mengatasi

limpasan.

Penelitian dilakukan di Kali

Tutup Barat Kabupaten

Gresik. Analisis frekuensi

menggunakan distribusi

Gumbel dan Log Pearson

dengan curah hujan kala

ulang 5 tahun. Perhitungan

debit air dilakukan dengan

metode rasional.

Penanganan berbasis

konservasi menggunakan

Bozem dan Sumur Injeksi.

Sistem drainase Kali

Tutup Barat Kabupaten

Gresik tidak mampu

mengatasi limpasan.

Untuk mengurangi

limpasan yang terjadi,

dapat digunakan sistem

penanganan yang berbasis

konservasi yaitu dengan

pembuatan sistem kolam

penampungan (Bozem)

dan sistem penampungan

sumur injeksi.

7. Universitas

Pasir

Pengaraian

Tahun 2013

Hamdani Lubis Perencanaan

Saluran

Drainase (Studi

Kasus Desa

Rambah)

Merencanakan

saluran drainase

pada Desa Rambah

di Riau

Penelitian dilakukan di Desa

Rambah, Riau. Perhitungan

curah hujan menggunakan

metode Log Pearson III.

Perhitungan debit banjir

rencana menggunakan

metode rasional.

Dimensi saluran

drainase yang yang

diperlukan adalah lebar

atas 3,5m, lebar bawah

1,7m, dan tinggi saluran

1,4m. dengan bentuk

saluran trapesium.

11



8. Water 2014, 6,

976-992;

doi:10.3390/w

6040976

Tahun 2014

Qianqian Zhou

A Review of

Sustainable

Urban Drainage

Systems

Considering the

Climate Change

and

Urbanization

Impacts

Membahas

kemajuan terakhir

dalam

pengembangan

drainase

berkelanjutan

berdasarkan

literatur di bidang

yang berbeda

Mempresentasikan elemen

kunci dan kriteria desain

drainase yang berkelanjutan.

Memperkenalkan berbagai

perangkat contoh sistem

drainase berkelanjutan.

Membahas dan

membandingkan alternative

berkelanjutan.

Jurnal ini menyarankan

pendekatan terpadu dan

trans-disiplin untuk

desain drainase yang

berkelanjutan

9. P Procedia

Engineering

125 (2015)

263 – 269

Tahun 2015

Cilcia

Kusumastuti,

Ruslan Djajadi,

Angel Rumihin

Evaluation of

Drainage

Channels

Capacity in

Ambon City : A

Case Study on

Wai Batu Merah

Watershed

Flooding

Untuk

mengevaluasi

kapasitas saluran

drainase di DAS

berdasarkan curah

hujan desain dan

desain 50 tahun

menggunakan data

yang tersedia dari

sepuluh Curah

hujan tahunan

selama tahun 2004

- 2013.

Evaluasi kapasitas saluran

drainase dilakukan dengan

menghitung kapasitas

masing-masing saluran

untuk mengalirkan air dan

membandingkannya dengan

debit aliran darat. Metode

ini dilakukan dengan

menggunakan rumus

Manning dan metode

rasional.

Disimpulkan bahwa

banjir pada tahun 2013

di DAS Wai Batu

Merah terjadi di dekat

sungai utama karena

kapasitas sungai yang

tidak mencukupi dan

juga curah hujan yang

ekstrem

12



10. Universitas

Lampung

Tahun 2016

Riko Berli

Ardian

Studi System

Drainase di

Fakultas Teknik

Universitas

Lampung

Merencanakan

sistem jaringan

drainase di

Fakultas Teknik

Universitas

Lampung

Penelitian dilakukan di

Fakultas Teknik Universitas

Lampung. Data hujan

menggunakan hujan titik.

Penelitian menggunakan

data hujan dari tahun 2002

sampai 2014. Perhitungan

curah hujan menggunakan

metode Log Pearson III.

Desain Saluran

menggunakan saluran tipe

U-ditch. Analisis harga

satuan menggunakan

Analisa Harga Satuan

Pekerjaan (AHSP) 2015

Saluran drainase yang

direncanakan

menggunakan tipe U-

ditch dengan dimensi

600 x 1500 yang dapat

menampung debit

sebesar 2,56 m3/detik.

Rencana anggaran

biaya yang diperlukan

sebesar Rp.

468.547.567,92

C. Identifikasi Masalah

Sistem drainase di Universitas Lampung tidak begitu baik. Hal ini

ditunjukkan dengan masih adanya genangan di beberapa titik di Universitas

Lampung. Sebagian besar drainase pada tiap bangunan di Universitas

Lampung tidak saling berkesinambungan dengan drainase utama, sehingga

arah aliran airnya masih ada yang mengumpul di satu titik dan terjadi

genangan pada titik tersebut.

Selain itu, tidak adanya pemeliharaan untuk waktu yang lama membuat

sedimen tanah menumpuk di sebagian besar drainase dan mempengaruhi

dimensi saluran. Untuk itu perlu adanya penelitian untuk mengetahui apakah

drainase yang sudah ada masih dapat menampung debit yang ada.

D. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dalam penelitian

ini dirumuskan sebagai berikut :

1. Bagaimana sistem drainase eksisting pada Wilayah Universitas

Lampung ?

2. Bagaimana sistem drainase yang baik pada Wilayah Universitas

Lampung ?

E. Batasan Masalah

Agar penelitian yang dilakukan dapat terfokus, maka masalah yang akan

dibahas akan dibatasi menjadi beberapa hal, antara lain sebagai berikut :

7

13

14

1. Penelitian dilakukan pada area Rektorat dan Fakultas Pertanian

Universitas Lampung.

2. Penelitian ini menggunakan data primer berupa : Dimensi drainase

eksisting, material pada dasar saluran, topografi, dan titik genangan.

Sedangkan data sekunder yang digunakan berupa : data topografi yang

sudah ada, data curah hujan, dan peta masterplan Universitas Lampung.

3. Perhitungan hujan rata-rata kawasan menggunakan metode rata-rata

aljabar. Perhitungan debit banjir rancangan menggunakan metode

rasional.

4. Intensitas Hujan menggunakan nilai terbesar pada pola distribusi hujan.

5. Desain penampang baru diperuntukkan apabila kapasitas drainase (Qs) <

debit banjir (Qr).

6. Debit yang dipakai menggunakan debit steady flow.

F. Tujuan Penelitian

Tujuan Penelitian ini adalah :

1. Menganalisis sistem drainase eksisting pada Wilayah Universitas

Lampung.

2. Mendesain sistem drainase yang memenuhi debit rencana.

G. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :

1. Sebagai bahan evaluasi sistem drainase di Lingkungan Universitas

Lampung.

15

2. Menambah referensi desain sistem drainase yang baru kepada civitas

akademik Universitas Lampung agar menjadi masukan dan pertimbangan.

3. Menjadi bahan pembelajaran dan referensi untuk penelitian selanjutnya

terutama dalam bidang perencanaan drainase perkotaan.

H. Kerangka Pikir

Gambar 1.1 Kerangka Pikir

Analisis dan

Perencanaan

Saluran Drainase

Pembangunan

infrastruktur

Universitas

Lampung Perlu

dilakukan

analisis pada

drainase

Saluran drainase

yang terputus

Adanya genangan

air di Universitas

Lampung

Anggaran biaya

perbaikan drainae

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Umum

Infrastruktur air perkotaan meliputi tiga sistem yaitu sistem air bersih (urban

water supply), sistem sanitasi (waste water) dan sistem drainase air hujan

(storm water system). Ketiga sistem tersebut saling terkait, sehingga

idealnya dikelola secara integrasi. Hal ini sangat penting untuk

mengoptimalkan pemanfaatan sumberdaya dan fasilitas, menghindari

ketumpang-tindihan tugas dan tanggung jawab, serta keberlanjutan

pemanfaatan sumberdaya air. (Haryoko, 2013)

Sistem air bersih meliputi pengadaan (acquisition), pengolahan (treatment),

dan pengiriman/pendistribusian (delivery) air bersih ke pelanggan baik

domestik, komersil, industri, maupun sosial. Sistem sanitasi dimulai dari

titik keluarnya sistem air bersih. Sistem pengumpul mengambil air buangan

domestik, komersil, industri dan kebutuhan umum. Ada dua istilah yang

banyak dipakai untuk mendiskripsikan sistem air buangan (waste water

system) yaitu, “wastewater” dan “sewage”. (Haryoko, 2013)

17

B. Drainase

Secara umum sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian

bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang

kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan

secara optimal. Di sepanjang sistem sering dijumpai bangunan lainnya,

seperti gorong-gorong, siphon, jembatan air (aquaduct), pelimpah, pintu-

pintu air, bangunan terjun, kolam tando dan stasiun pompa. Pada sistem

yang lengkap, sebelum masuk ke badan air penerima, air diolah dahulu di

Instalasi Pengolah Air Limbah (IPAL), khususnya untuk sistem tercampur.

Hanya air yang telah memenuhi baku mutu tertentu yang dimasukan ke badan

air penerima, sehingga tidak merusak lingkungan. (Suripin, 2004)

Drainase sering diabaikan oleh ahli hidraulik dan seringkali direncanakan

seolah-olah bukan pekerjaan penting, atau paling tidak dianggap kecil

dibandingkan dengan pekerjaan-pekerjaan pengendalian banjir. Padahal

pekerjaan drainase merupakan pekerjaan yang rumit dan kompleks, bisa jadi

memerlukan biaya, tenaga dan waktu yang lebih besar dibandingkan dengan

pekerjaan pengendalian banjir. Secara fungsional, sulit memisahkan secara

jelas sistem drainase dan pengendalian banjir. Namun, secara praktis kita

dapat mengatakan bahwa drainase menangani kelebihan air sebelum masuk

ke alur-alur. Konsep dasar pengembangan sistem drainase yang

berkelanjutan adalah meningkatkan daya guna air, meminimalkan kerugian,

serta memperbaiki dan konservasi lingkungan. Untuk itu diperlukan usaha-

usaha yang komprehensif dan integratif yang meliputi seluruh proses, baik

18

yang bersifat struktural maupun non struktural, untuk mencapai tujuan

tersebut. Prioritas utama dalam konsep sistem drainase yang berkelanjutan

adalah kegiatan harus ditujukan untuk mengelola limpasan permukaan

dengan cara mengembangkan fasilitas untuk menahan air hujan. (Suripin,

2004)

C. Banjir

Banjir merupakan kata yang sangat populer di Indonesia, khususnya pada

musim hujan, mengingat hampir semua kota di Indonesia mengalami bencana

banjir. Banjir adalah suatu kondisi fenomena bencana alam yang memiliki

hubungan dengan jumlah kerusakan dari sisi kehidupan dan material.

Banyak faktor yang menyebabkan terjadinya banjir. Secara umum penyebab

terjadinya banjir di berbagai belahan dunia (Suripin, 2004) adalah :

1. Pertambahan penduduk yang sangat cepat, di atas rata-rata pertumbuhan

nasional, akibat urbanisasi baik migrasi musiman maupun permanen;

Pertambahan penduduk yang tidak diimbangi dengan penyediaan

prasarana dan sarana perkotaan yang memadai mengakibatkan

pemanfaatan lahan perkotaan menjadi tidak teratur.

2. Keadaan iklim; seperti masa turun hujan yang terlalu lama, dan

mengakibatkan banjir sungai. Banjir di daerah muara pantai umumnya

disebabkan karena kombinasi dari kenaikan pasang surut, tinggi muka

air dari gelombang air laut di pantai.

3. Perubahan tata guna lahan dan kenaikan populasi; perubahan tata guna

lahan dari pedesaan menjadi perkotaan sangat berpotensi menyebabkan

19

banjir. Banyak lokasi yang menjadi subjek dari banjir terutama daerah

muara. Perencanaan penanggulangan banjir merupkan usaha untuk

menanggulangi banjir pada lokasi-lokasi industri, komersial dan

pemukiman. Proses urbanisasi, kepadatan bangunan, kepadatan populasi

memiliki efek pada kemampuan kapasitas drainase suatu daerah dan

kemampuan tanah menyerap air, dan akhirnya menyebabkan naiknya

volume limpasan permukaan. Meskipun luas area perkotaan lebih kecil

dari 3% dari permukaan bumi, tapi sebaliknya efek dari urbanisasi pada

proses terjadinya banjir sangat besar.

4. Land subsidence; adalah proses penurunan level tanah dari elevasi

sebelumnya. Ketika gelombang pasang datang dari laut melebihi aliran

permukaan sungai, area land subsidence akan tergenangi.

D. Dasar-dasar Kriteria Perencanaan Drainase

Tujuan perencanaan ini adalah untuk mengalirkan genangan air sesaat yang

terjadi pada musim hujan serta dapat mengalirkan air kotor hasil buangan dari

rumah tangga. Kelebihan air atau genangan air sesaat terjadi karena

keseimbangaan air pada daerah terentu terganggu. Disebabkan oleh air yang

masuk dalam daerah tertentu lebih besar dari air keluar. Pada daerah

perkotaan, kelebihan air terjadi oleh air hujan. Kapasistas infiltrasi pada

daerah perkotaan sangat kecil sehingga terjadi limpasan air sesaat setelah

hujan turun. Perancangan saluran drainase akan digunakan dasar-dasar

perancangan saluran tahan erosi yaitu saluran yang mampu menahan erosi

dengan memuaskan dengan cara mengatur kecepatan maupun menggunakan

20

dinding dan dasar diberi lapisan yang berguna menahan erosi maupun

mengontrol kehilangan rembesan. (Edisono et al, 1997)

Kriteria dalam perencanaan dan perancangan drainase perkotaan yang umum

(Suripin, 2004) yaitu :

1. Perencanaan drainase haruslah sedemikian rupa sehingga fungsi fasilitas

drainase sebagai penampung, pembagi dan pembuang air dapat

sepenuhnya berdaya guna dan berhasil guna.

2. Pemilihan dimensi drainase harus diperkirakan keamanan dan

keekonomisannya

3. Perencanaan drainase haruslah mempertimbangkan pula segi

kemudahan dan nilai ekonomis dari pemeliharaan sistem drainase.

E. Analisis Hidrologi

Analisis hidrologi adalah kumpulan keterangan atau fakta mengenai

fenomena hidrologi (Suripin, 2004). Fenomena hidrologi adalah kumpulan

keterangan atau fakta mengenai besarnya curah hujan, temperatur,

penguapan, lama penyinaran matahari, kecepatan angin, debit sungai, tinggi

muka air, yang akan selalu berubah menurut waktu. Untuk suatu tujuan

tertentu data-data hidrologi dapat dikumpulkan, dihitung, disajikan, dan

ditafsirkan dalam beberapa prosedur tertentu. (Yuniarti, 2013)

F. Data Hujan yang Hilang

Data yang ideal adalah data yang untuk dan sesuai dengan apa yang

dibutuhkan. Tetapi dalam praktek sangat sering dijumpai data yang tidak

21

lengkap (incomplete record) hal ini dapat disebabkan beberapa hal, antara

lain yaitu kerusakan alat, kelalaian petugas, penggantian alat, bencana

(pengrusakan) dan sebagainya. Keadaan tersebut menyebabkan pada bagian–

bagian tertentu dari data runtut waktu terdapat data yang kosong (missing

record). Dalam memperkirakan besarnya data yang hilang, harus

diperhatikan pula pola penyebaran hujan pada stasiun yang bersangkutan

maupun stasiun-stasiun sekitarnya. (Dewi, 2012)

Keadaan data hujan hilang ini untuk kepentingan tertentu dapat mengganggu.

Misalnya pada suatu saat terjadi banjir, sedangkan data hujan pada satu atau

beberapa stasiun pada saat yang bersamaan tidak tersedia (karena berbagai

sebab). Keadaan demikian tidak terasa merugikan bila data tersebut tidak

tercatat pada saat yang dipandang tidak penting. (Dewi, 2012)

Menurut Soewarno (2000) dalam bukunya “Hidrologi Operasional Jilid

Kesatu”, analisis hidrologi memang tidak selalu diperlukan pengisian data

yang kosong atau hilang. Misal terdapat data kosong pada musim kemarau

sedang analis data hidrologi tersebut menghitung debit banjir musim

penghujan maka dipandang tidak perlu melengkapi data pada periode kosong

musim kemarau tersebut, tetapi bila untuk analisis kekeringan maka data

kosong pada musim kemarau tersebut harus diusahakan untuk melengkapi.

Data hujan yang hilang dapat diestimasi apabila di sekitarnya ada stasiun

penakar hujan (minimal 2 stasiun) yang lengkap datanya atau stasiun penakar

yang datanya hilang diketahui hujan rata-rata tahunannya. (Limantara, 2010)

22

(Rasimin, 2013) Menghadapi keadaan ini, terdapat dua langkah yang dapat

dilakukan yaitu :

1. Membiarkan saja data yang hilang tersebut, karena dengan cara apapun

data tersebut tidak akan diketahui dengan tepat.

2. Bila dipertimbangkan bahwa data tersebut mutlak diperlukan maka

perkiraan data tersebut dapat dilakukan dengan cara-cara yang dikenal

G. Metode Estimasi Data Hujan yang Hilang

Beberapa metode yang dapat digunakan menurut buku “Mengenal Dasar–

dasar Hidrologi” halaman 190-191 oleh Ir. Joyce Martha dan Ir. Wanny

Adidarma,Dipl.HE. yaitu Normal Ratio Method, cara “Inversed Square

Distance” dan cara rata–rata aljabar. Sedangkan menurut Soewarno dalam

bukunya “Hidrologi Operasional Jilid Kesatu” halaman 202, ada 3 metode

yang digunakan untuk memperkirakan data hujan periode kosong diantaranya

rata–rata aritmatik (arithmatical average), perbandingan normal (normal

ratio), dan kantor Cuaca Nasional Amerika Serikat (US.National Weather

service).

Ada kesamaan metode perhitungan dari buku “Hidrologi Operasional Jilid

Kesatu” dengan buku “Mengenal Dasar–dasar Hidrologi”, yaitu Metode rata–

rata aritmatik dengan rata–rata aljabar, dan Normal Ratio Method dengan

perbandingan normal (normal ratio) yang terdapat di buku Soewarno. Yang

berbeda adalah metode Kantor Cuaca Amerika Serikat

23

G.1 Normal Ratio Method

Linsley, Kohler dan Paulhus (1958) menyarankan satu metode yang

disebut “Normal Ratio Method”, syaratnya adalah perbedaan curah

hujan normal tahunan dari pos X yang hilang datanya dengan pos

sekelilingnya > 10% sebagai berikut :

n

i i

x

iAn

And

nDx

1

1

…... (1)

Dengan :

Dx = Data tinggi hujan harian maksimum di stasiun x

n = Jumlah stasiun di sekitar x untuk mencari data di x

di = Data tinggi hujan harian maksimumdi stasiun i

Anx = Tinggi hujan rata-rata tahunan di stasiun x

Ani = Tinggi hujan rata-rata tahunan di stasiun sekitar x

G.2 Cara “Inversed Square Distance”

Persamaan yang digunakan dalam cara “Inversed Square Distance”

(Simanton et al, 1980) adalah :

Px =

…... (2)

Dengan :

Px = Tinggi hujan yang dipertanyakan

PA, PB, Pc = Tinggi hujan pada stasiun disekitarnya

dXA, dXB, dXC = Jarak stasiun X terhadap masing – masing stasiun

A,B,C

24

G.3 Rata–rata Aljabar

Syaratnya adalah perbedaan curah huan normal tahunan dari pos X

yang hilang datanya dengan pos sekelilingnya > 10% sebagai berikut

(Martha et al, 1982) :

…... (3)

Dimana :

Hx : Curah Hujan yang hilang

Ha, Hb, Hc : Curah hujan bulanan di pos A, B dan C

Hn : Curah hujan bulanan di pos ke–n

H. Uji Konsistensi Data Hujan

Menurut Soewarno dalam bukunya “Hidrologi Operasional Jilid Kesatu”,

data hujan yang diperlukan untuk analisis disarankan minimal 30 tahun data

runtut waktu. Data itu harus tidak mengandung kesalahan dan harus dicek

sebelum digunakan untuk analisis hidrologi lebih lanjut. Agar tidak

mengandung kesalahan (error) dan harus tidak mengandung data kosong

(missing record). Oleh karena itu harus dilakukan pengecekan kualitas data

(data quality control). Beberapa kesalahan yang mungkin terjadi dapat

disebabkan oleh faktor manusia, alat dan faktor lokasi. Bila terjadi kesalahan

maka data itu dapat disebut tidak konsisten (inconsistency). Uji konsistensi

(consistency test) berarti menguji kebenaran data. Data hujan disebut

konsisten (consistent) berarti data yang terukur dan dihitung adalah teliti dan

benar serata sesuai dengan fenomena saat hujan itu terjadi.

25

Dua cara untuk menguji konsistensi data hujan dengan menggunakan analisis

kurva masa ganda (double mass curve analysis) dan RAPS (Rescaled

Adjusted Partical Sums). Pengujian tersebut dapat diketahui apakah terjadi

perubahan lingkungan atau perubahan cara menakar. Jika hasil uji

menyatakan data hujan di suatu stasiun konsisten berarti pada daerah

pengaruh sistem tersebut tidak terjadi perubahan lingkungan dan tidak terjadi

perubahan cara menakar selama pencatatan data tersebut dan sebaliknya.

(Dewi, 2012)

Ketelitian hasil perhitungan dalam ramalan hidrologi sangat diperlukan, yang

tergantung dari konsistensi data itu sendiri. Dalam suatu rangkaian data

pengamatan hujan, dapat timbul non-homogenitas dan ketidaksesuaian, yang

dapat mengakibatkan penyimpangan dalam perhitungan. (Dewi, 2012)

Non-homogenitas ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor,antara lain

(Dewi, 2012) :

a. Perubahan letak stasiun.

b. Perubahan system pendataan.

c. Perubahan iklim.

d. Perubahan dalam lingkungan sekitar.

H.1 Metode RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums)

Perubahan sistematis kecil dalam catatan iklim seringkali kurang

divisualisasikan oleh plot seri waktu standar karena biasanya

tersembunyi oleh besarnya dan variabilitas data. nilai diri mereka

sendiri. Visualisasi Rescaled Adjusted Partial Sums (RAPS) menyoroti

26

tren, pergeseran, pengelompokkan data, fluktuasi yang tidak teratur, dan

periodisitas dalam catatan. Informasi tambahan tentang jumlah, besaran,

bentuk, frekuensi, dan waktu fluktuasi dan tren juga dapat disimpulkan.

Pendekatan visualisasi dapat digunakan untuk inspeksi visual

pendahuluan dari deret waktu, untuk mendapatkan nuansa data, dan /

atau untuk memandu dan memfokuskan tes statistik dan analisis

selanjutnya. Hal ini tidak dimaksudkan sebagai pengganti analisis

statistik standar. Sebagai alternatif, pendekatan visualisasi dapat

digunakan untuk menampilkan temuan analisis deret waktu.

Kemampuan dan keterbatasan pendekatan dibahas dan diilustrasikan

untuk dua periode waktu dari nilai curah hujan tahunan. (Garbecht dan

Fernandez, 1994)

H.2 Metode Kurva Massa Ganda ( Double Curve Analysis )

Uji konsistensi ini dapat diselidiki dengan cara membandingkan curah

hujan tahunan komulatif dari stasiun yang diteliti dengan harga

komulatif curah hujan rata-rata dari suatu jaringan stasiun dasar yang

bersesuaian. Pada umumnya, metode ini disusun dengan urutan

kronologis mundur dan dimulai dari tahun yang terakhir atau data yang

terbaru hingga data terakhir. (Dewi, 2012)

Jika data hujan tidak konsisten karena perubahan atau gangguan

lingkungan di sekitar tempat penakar hujan dipasang, misalnya, penakar

hujan terlindung oleh pohon, terletak berdekatan dengan gedung tinggi,

perubahan penakaran dan pencatatan, pemindahan letak penakar dan

sebagainya, memungkinkan terjadi penyimpangan terhadap trend

27

semula. Hal ini dapat diselidiki dengan menggunakan lengkung massa

ganda. (Dewi, 2012)

Kalau tidak ada perubahan terhadap lingkungan maka akan diperoleh

garis ABC berupa garis lurus dan tidak terjadi patahan arah garis, maka

data hujan tersebut adalah konsisten. Tetapi apabila pada tahun tertentu

terjadi perubahan lingkungan, didapat garis patah ABC’.

Penyimpangan tiba-tiba dari garis semula menunjukkan adanya

perubahan tersebut, yang bukan disebabkan oleh perubahan iklim atau

keadaan hidrologis yang dapat menyebabkan adanya perubahan trend.

Sehingga data hujan tersebut dapat dikatakan tidak konsisten dan harus

dilakukan koreksi. Apabila data hujan tersebut tidak konsisten, maka

dapat dilakukan koreksi dengan menggunakan rumus (Dewi, 2012) :

….. (4)

….. (5)

Keterangan:

Yz : Data hujan yang diperbaiki, mm

Y : Data hujan hasil pengamatan, mm

Tg α : Kemiringan sebelum ada perubahan

Tg αc : Kemiringan setelah ada perubahan

28

Gambar 2.1. Lengkung Massa Ganda

Sumber: Tugas Besar Hidrologi Dasar, 2012

Keterangan:

- Pola yang terjadi berupa garis lurus dan tidak terjadi patahan arah

garis itu, maka data hujan pos X adalah konsisten.

- Pola yang terjadi berupa garis lurus dan terjadi patahan arah garis itu,

maka data hujan pos X adalah tidak konsisten dan harus dilakukan

koreksi

I. Analisis Hujan

Hujan merupakan komponen yang amat penting dalam analisis hidrologi

pada perancangan debit untuk menentukan dimensi saluran drainase.

Mengingat hujan sangat bervariasi terhadap tempat (space), maka untuk

kawasan sangat luas tidak bisa diwakili satu titik pos pengukuran. Dalam

hal ini diperlukan hujan kawasan yang diperoleh dari harga rata-rata curah

hujan beberapa pos pengukuran hujan yang ada disekitar kawasan tersebut.

29

Ada 3 macam cara yang umum dipakai dalam menghitung hujan rata-rata

kawasan: (1) rata-rata aljabar, (2) poligon thiessen dan (3) isohyet.

(Haryoko, 2013)

Tabel 2.1 Syarat metode hujan rata-rata wilayah berdasarkan pos hujannya

Jumlah pos cukup Isohyet,Thiessen, Aritmatik

Jumlah pos hujan terbatas Thiessen, Aritmatik

Pos hujan tunggal Metode Hujan Titik

Sumber : Suripin, 2004

Tabel 2.2 Syarat metode hujan rata-rata wilayah berdasarkan luas DPS

DPS besar > 5000 Km2

Isohyet

DPS sedang ( 500 – 5000 Km2 ) Thiessen

DPS kecil < 500 Km2

Aritmatik, Thiessen


Tabel 2.3 Syarat metode hujan rata-rata wilayah berdasarkan topografinya.

Berbukit, pegunungan dan tidak beraturan Isohyet

Dataran Thiessen, Aritmatik


J. Curah Hujan Maksimum Harian Rata-rata

Curah hujan diperlukan untuk menentukan besarnya intensitas yang

digunakan sebagai prediksi timbulnya aliran permukaan wilayah. Curah

hujan yang digunakan dalam analisis adalah curah hujan harian maksimum

rata-rata dalam satu tahun yang telah dihitung. Perhitungan data hujan

30

maksimum harian rata-rata harus dilakukan secara benar untuk analisis

frekuensi data hujan. (Haryoko, 2013)

K. Analisis Frekuensi

Sistem hidrologi kadang-kadang dipengaruhi oleh peristiwa-peristiwa yang

ekstrim, seperti hujan lebat, banjir, dan kekeringan. Besaran peristiwa ekstrim

berbanding terbalik dengan frekuensi kejadiannya. Peristiwa yang ekstrim

kejadiannya sangat langka. Tujuan analisis frekuensi data hidrologi adalah

berkaitan dengan besaran peristiwa-peristiwa ekstrim yang berkaitan dengan

frekuensi kejadiannya melalui penerapan distribusi kemungkinan. Data

hidrologi yang dianalisis diasumsikan tidak bergantung, terdistribusi secara

acak, dan bersifat stokastik (Suripin, 2004).

Dalam analisis frekuensi diperlukan seri data hujan yang diperoleh dari pos

penakar hujan. Analisis frekuensi ini didasarkan pada sifat statistik data

kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas besaran hujan di

masa yang akan datang. Dalam statistik dikenal beberapa parameter yang

berkaitan dengan analisis data yang meliputi rata-rata, simpangan baku,

koefisien variasi dan koefisien skewness. (Florince, 2015).

1) Rata-rata

∑

…... (6)

2) Simpangan baku

√ ∑

….. (7)

31

3) Koefisien variasi

…... (8)

4) Koefisien skewness

∑

….. (9)

Analisis frekuensi yang sering digunakan dalam bidang hidrologi adalah

sebagai berikut :

1) Distribusi Normal

Distribusi normal disebut juga distribusi Gauss. Perhitungan curah hujan

rencana menurut metode distribusi normal, mempunyai persamaan sebagai

berikut:

…. (10)

Keterangan :

XT : perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T

: nilai rata-rata hitung variat

S : deviasi standar nilai variat

KT : faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau periode

ulang dan tipe model matematik disrtibusi peluang yang

digunakan untuk analisis peluang

Untuk mempermudah perhitungan distribusi normal, sudah tersedia nilai

variabel reduksi Gauss seperti yang terdapat pada Tabel 2.4.

32

Tabel 2.4 Nilai variabel reduksi Gauss

No. Periode

ulang

Peluang KT No. Periode

ulang

Peluang KT

1 1,001 0,999 -3,05 11 2,500 0,400 0,25

2 1,005 0,995 -2,58 12 3,330 0,300 0,52

3 1,010 0,990 -2,33 13 4,000 0,250 0,67

4 1,050 0,950 -1,64 14 5,000 0,200 0,84

5 1,110 0,900 -1,28 15 10,000 0,100 1,28

6 1,250 0,800 -0,84 16 20,000 0,050 1,64

7 1,330 0,750 -0,67 17 50,000 0,020 2,05

8 1,430 0,700 -0,52 18 100,000 0,010 2,33

9 1,670 0,600 -0,25 19 200,000 0,005 2,58

10 2,000 0,500 0 20 500,000 0,002 2,88

21 1000,000 0,001 3,09


2) Distribusi Log Normal

Dalam distribusi log normal data X diubah ke dalam bentuk logaritmik Y

= log X. Jika variabel acak Y = log X terdistribusi secara normal, maka X

dikatakan mengikuti distribusi log normal. Perhitungan curah hujan

rencana menggunakan persamaan berikut ini :

…. (11)

Keterangan :

YT : Perkiraan nilai yang terjadi dengan periode ulang T-tahun

: Nilai rata-rata hitung variat

3) Distribusi Log Pearson III

Perhitungan curah hujan rencana menurut metode Log Person III,

mempunyai langkah-langkah perumusan sebagai berikut:

a) Mengubah data dalam bentuk logaritmis

…. (12)

33

b) Menghitung harga rata-rata (Pers. 6)

c) Menghitung harga simpangan baku (Pers. 7)

d) Menghitung koefisien skewness (Pers. 9)

e) Menghitung logaritma hujan atau banjir dengan periode ulang T

…. (13)

Nilai K adalah variable standar untuk X yang besarnya tergantung

koefisien kemencengan G.

4) Distribusi Gumbel

Perhitungan curah hujan rencana menurut Metode Gumbel digunakan

untuk analisis data maksimum, misal untuk analisis frekuensi banjir.

Perhitungan curah hujan rencana menurut Metode Gumbel, mempunyai

perumusan sebagai berikut :

…. (14)

Keterangan :

: Harga rata-rata sampel

S : Standar deviasi (simpangan baku) sampel

Nilai K (faktor probabilitas) untuk harga-harga ekstrim Gumbel dapat

dinyatakan dalam persamaan berikut :

…. (15)

Keterangan :

Yn : Reduced mean yang tergantung jumlah sample/data n (Tabel 2.5)

Sn : Reduced standard deviation yang juga tergantung pada jumlah

sample/data n (Tabel 2.6)

: Reduced variate, yang dapat dihitung dengan persamaan :

34

…. (16)

Hubungan antara reduced variate dan periode ulang dapat dilihat di

Tabel 2.7

Tabel 2.5 Reduced Mean, Yn

N 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 0,5202 0,5220

20 0,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,5309 0,5320 0,5332 0,5343 0,5353

30 0,5362 0,5371 0,5380 0,5388 0,8396 0,5403 0,5410 0,5418 0,5424 0,5436

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 0,5504 0,5508 0,5511 0,5515 0,5518

60 0,5521 0,5524 0,5527 0,5530 0,5533 0,5535 0,5538 0,5540 0,5543 0,5545

70 0,5548 0,5550 0,5552 0,5555 0,5557 0,5559 0,5561 0,5563 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 0,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,5598 0,5599

100 0,5600 0,5602 0,5603 0,5604 0,5606 0,5607 0,5608 0,5609 0,5610 0,5611


Tabel 2.6 Reduced Standard Deviation, Sn

N 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 1,0811 1,0864 1,0915 1,0961 1,1004 1,1047 1,1080

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 1,1623 1,1638 1,1658 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 1,1824 1,1834 1,1844

70 1,1854 1,1863 1,1873 1,1881 1,1890 1,1898 1,1906 1,1915 1,1923 1,1930

80 1,1938 1,1945 1,1953 1,1959 1,1967 1,1973 1,1980 1,1987 1,1994 1,2001

90 1,2007 1,2013 1,2020 1,2026 1,2032 1,2038 1,2044 1,2049 1,2055 1,2060

100 1,2065 1,2069 1,2073 1,2077 1,2081 1,2084 1,2087 1,2090 1,2093 1,2096


35

Tabel 2.7 Reduced Variate, sebagai fungsi periode ulang

Periode ulang,

Tr (tahun)

Reduced variate

YTr

Periode

ulang,

Reduced variate

YTr

2 0,3668 100 4,6012

5 1,5004 200 5,2969

10 2,2510 250 5,5206

20 2,9709 500 6,2149

25 3,1993 1000 6,9087

50 3,9028 5000 8,5188

75 4,3117 10000 9,2121


L. Waktu Konsentrasi

Menurut Edisono (1997), waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan

untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada aliran ke titik kontrol

yang ditentukan pada sebuah aliran. Pada Prinsipnya waktu konsentrasi

dibagi menjadi :

a. Inlet time ( to ), yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di

permukaan tanah menuju saluran drainase

b. Conduit time ( td ), yaitu waktu yang diperlukan air untuk mengalir di

sepanjang saluran sampai titik yang ditentukan

Waktu konsentrasi ( tc ) ditentukan dengan rumus :

Tc = to + td …. (17)

M. Intensitas Hujan

Intensitas hujan adalah tinggi air hujan per satuan waktu. Sifat umum hujan

adalah makin singkat hujan yang berlangsung, intensitasnya cenderung

semakin tinggi dan periode ulangnya makin besar intensitasnya. Hubungan

antara intensitas, lama hujan, dan frekuensi hujan dinyatakan dengan

36

lengkung Intensitas-Durasi-Frekuensi (IDF = Intensity, Duration, Frequency

Curve). (Florince, 2015)

Untuk menentukan debit banjir rencana (design flood) perlu didapatkan harga

suatu intensitas curah hujan terutama bila digunakan metode rasional.

Intensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan yang terjadi pada suatu

kurun waktu di mana air tersebut berkonsentrasi. Analisis intensitas curah

hujan ini dapat diproses dari data curah hujan yang telah terjadi pada masa

lampau. Untuk menghitung intensitas curah hujan dapat digunakan beberapa

rumus empiris sebagai berikut (Florince, 2015) :

1. Rumus Talbot

Rumus ini banyak digunakan karena mudah diterapkan dan tetapan-

tetapan a dan b ditentukan dengan harga-harga yang terukur.

…. (18)

Dimana :

I : Intensitas hujan ( mm/jam )

t : lamanya hujan ( jam )

a & b : konstanta yang tergantung lamanya hujan terjadi di DAS

2. Rumus Sherman

Rumus ini mungkin cocok untuk jangka waktu curah hujan yang

lamanya lebih dari 2 jam

…. (19)

Dimana:

I : Intensitas curah hujan ( mm/jam )

37

T : Lamanya curah hujan ( jam )

a dan n : konstanta

3. Persamaan Ishiguro

…. (20)

I = intensitas curah hujan (mm/jam)

t = lamanya curah hujan (jam)

a dan b : konstanta

4. Persamaan Mononobe

Apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia, yang ada hanya data

hujan harian maka digunakan perhitungan mononobe :

2/3

…. (21)

Dimana :

I : intensitas hujan ( mm/jam )

T : lamanya hujan ( jam )

R24 : Curah hujan maksimum ( mm )

N. Analisis Debit Banjir Rencana

Debit banjir rancangan dihitung berdasarkan hubungan antara hujan dan

aliran. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk menentukan debit

banjir rancangan adalah Metode Rasional. Metode ini banyak digunakan

untuk analisis debit banjir rancangan dengan daerah pengaliran yang relatif

sempit. Rumus rasional ini berorientasi pada hitungan debit puncak. (Sriyono,

2012)

Tabel 2.8 Standar Metode Debit Rencana untuk Saluran Drainase

38

Luas DAS (ha) Periode Ulang

(Tahun)

Metode perhitungan

Debit banjir

< 10 2 Rasional

10 – 100 2 – 5 Rasional

101 – 500 5 – 20 Rasional

> 500 10 – 25 Hidrograf Satuan

Sumber : Suripin, 2004.

Bentuk umum rumus rasional adalah:

QT = 0,278 x C x Itc,T x A …. (22)

Dimana :

QT = Debit puncak (m3/detik) untuk kala ulang T tahun

C = Koefisien aliran (run off), yang dipengaruhi kondisi tata guna lahan

pada daerah tangkapan aair (DAS)

Itc,T = Intensitas hujan rata-rata (mm/jam) untuk waktu konsentrasi (tc) dan

kala ulang T tahun

A = Luas daerah tangkapan air/DAS (km2)

O. Penampang Saluran Terbuka

Saluran terbuka adalah saluran yang memungkinkan air mengalir dengan

muka air bebas sehingga permukaannya bersentuhan dengan udara. Tekanan

yang ada di permukaan air adalah tekanan atmosfer. Pengaliran pada suatu

pipa yang tidak penuh masih disebut aliran pada saluran terbuka. (Florince,

2015)

P. Penampang Saluran Drainase

Saluran untuk drainase tidak terlampau jauh berbeda dengan saluran air

lainnya pada umumnya. Dalam perancangan dimensi saluran harus

39

diusahakan dapat memperoleh dimensi tampang yang ekonomis. Dimensi

saluran yang terlalu besar berarti tidak ekonomis, sebaliknya dimensi saluran

yang terlalu kecil tingkat kerugian akan besar. Efektifitas penggunaan dari

berbagai bentuk tampang saluran drainase yang dikaitkan dengan fungsi

saluran adalah sebagai berikut (Haryoko, 2013):

Tabel 2.9 Fungsi penampang saluran drainase

Bentuk Saluran Fungsi Lokasi

Trapesium Untuk debit besar yang sifat

aliran menerus dengan

fluktuasi kecil

Pada daerah dengan

lahan yang cukup

Persegi panjang Untuk debit besar yang sifat

aliran

Pada daerah dengan

lahan yang tidak

tersedia dengan cukup

½ lingkaran Untuk menyalurkan air

limbah dengan debit kecil

Segitiga Untuk debit kecil sampai

nol dari limbah air hujan

Bulat Lingkaran Untuk air hujan dan air

limbah

Pada daerah rumah

tangga dan pertokoan

Sumber : Masduki, 1990

Q. Kecepatan Aliran Drainase

Kecepatan dalam saluran biasanya sangat bervariasi dari satu titik ke titik

lainnya. Hal ini disebabkan adanya tegangan geser di dasar saluran, dinding

saluran dan keberadaan permukaan bebas. Kecepatan aliran mempunyai tiga

komponen arah menurut koordinat kartesius. Namun komponen arah vertikal

dan lateral biasanya kecil dan dapat diabaikan. Sehingga, hanya kecepatan

40

aliran yang searah dengan arah aliran yang diperhitungkan. Komponen

kecepatan ini bervariasi terhadap kedalaman dari permukaan air. Kecepatan

minimum yang diijinkan adalah kecepatan terkecil yang tidak menimbulkan

pengendapan dan tidak merangsang tumbuhnya tanaman aquatic dan lumut.

Pada umumnya, kecepatan sebesar 0,60 – 0,90 m/detik dapat digunakan

dengan amam apabila prosentase lumpur yang ada di air cukup kecil.

Kecepatan 0,75 m/detik bisa mencegah tumbuhnya tumbuh-tumbuhan yang

dapat memperkecil daya angkut saluran. (Haryoko, 2013)

Penentuan kecepatan aliran air didalam saluran yang direncanakan didasarkan

pada kecepatan minimum yang diperbolehkan agar kontruksi saluran tetap

aman. Persamaan Manning sebagai berikut: (Haryoko, 2013)

V = 1/n x R2/3

x S1/2

…. (23)

Dimana :

V = Kecepatan aliran (m/detik)

n = Koefisien kekasaran manning

R = Jari-jari hidrolik

S = Kemiringan memanjang saluran

Harga n Manning tergantung pada kekasaran sisi dan dasar saluran.

41

Tabel 2.10 Batas Kecepatan Aliran berdasarkan bahan material

Jenis Bahan Kecepatan Aliran Air Diizinkan

(m/detik) Pasir Halus

Lempung kepasiran

Lanau Aluvial

Kerikil Halus

Lempung Kokoh

Lempung Padat

Kerikil Kasar

Batu-batu besar

Pasangan Batu

Beton

Beton Bertulang

0,45

0,50

0,60

0,75

0,75

1,10

1,20

1,50

1,50

1,50

1,50

Sumber : Hadihardjaja, 1997.

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Lokasi Penelitian

Penelitian ini akan dilakukan di jaringan drainase yang terletak di wilayah

Rektorat dan Fakultas Pertanian Universitas Lampung. Lokasi penelitian

diberi tanda garis merah lalu diberi angka III romawi dan dapat dilihat pada

gambar 3.1.

Gambar 3.1 Peta Master Plan Universitas Lampung

Sumber : Universitas Lampung, 2017

43

B. Data yang Digunakan

Pada penilitian ini dibutuhkan data:

Data Primer

Data primer yang digunakan berupa :

a. Dimensi drainase eksisting berupa ukuran penampang drainase dari

tinggi lebar dalam satuan (m) dan arah aliran.

b. Data material dasar saluran sebagai pembentuk penampang saluran

drainase untuk mengetahui koefisien manning yang akan digunakan.

c. Pengukuran topografi (elevasi)

d. Titik genangan daerah studi kasus

Data Sekunder

Data sekunder yang digunakan pada penelitian ini berupa :

a. Data topografi berupa data elevasi kontur dan panjang saluran drainase.

b. Data curah hujan dari stasiun hujan yang berpengaruh pada aliran di

sistem drainase yang diteliti dengan rentang data 10 tahun di masing-

masing stasiun. Curah hujan menggunakan data dari stasiun hujan

Polinela dan stasiun hujan Kemiling.

c. Peta masterplan Universitas Lampung

C. Alat yang Digunakan

Alat-alat yang digunakan pada penelitian, yaitu :

1. Meteran

2. Laptop

44

3. Alat-alat tulis

4. Total Station

5. Waterpass

D. Langkah Pengerjaan

1. Pengumpulan data dan survey

Tahapan yang pertama adalah mengumpulkan data-data yang dibutuhkan

dalam penelitian baik data primer maupun data sekunder.

2. Menganalisa pola arah aliran drainase eksisting.

Menganalisa pola arah aliran yaitu menganalisa aliran air dari sistem

drainase eksisting berdasarkan elevasi kontur dan program HEC-RAS

sehingga akan diketahui dimana hilir dan titik berkumpul aliran air tersebut

dari aliran jaringan drainase tersebut.

3. Merencanakan pola aliran

Merencanakan pola aliran adalah dimana merencanakan dan mendesain

pola aliran air pada jaringan drainase sesuai elevasi kontur sehingga air

akan mengalir ke hilir dengan energi gravitasinya dan bagaimana agar

biaya cut and fill sesedikit mungkin dan berimbas pada rancangan

anggaran biaya tersebut.

4. Perhitungan debit rencana

Perhitungan debit rencana didapatkan dari analisis hidrologi yang berupa

pengubahan data curah hujan menjadi debit kala ulang rencana diawali

dengan data curah hujan yang didapat dari data sekunder lalu bila ada data

hilang bisa dicari atau digantikan dengan metode data hujan yang hilang,

45

lalu setelah itu diuji konsistensi data dengan RAPS dikarenakan stasiun

hujan yang digunakan < 3 buah. Setelah itu peneliti mencari luas pengaruh

stasiun hujan terhadap daerah aliran sistem drainase dengan salah satu

metode antara thiessen, isohyet, ataupun aritmatik aljabar dengan

pertimbangan syarat yang dijabarkan pada bab II, lalu peneliti akan

mencari hujan maksimum rata-rata, peneliti lalu melanjutkan ke analisis

frekuensi untuk mencari tahu pemilihan metode apa yang tepat dalam

pemilihan jenis sebaran (distribusi) berdasarkan syarat koefisien skewness

dan kurtosisnya, lalu perhitungan waktu konsentrasi aliran air selanjutnya

peneliti akan menghitung hujan rencana berdasarkan beberapa metode

intensitas hujan yang sesuai dengan beberapa syarat dan kondisi setelah itu

perhitungan dilanjutkan debit rencana dengan metode rasional. Debit

rencana kala ulang yang digunakan adalah 5 tahun untuk perencanaan

drainase perkotaan yang biasa digunakan oleh peneliti-peneliti terdahulu

dari jurnal-jurnal terkait dan aturan kaedah yang berlaku.

5. Perhitungan debit penampang saluran eksisting

Debit dicari dengan persamaan Q = V x A yang dimana A adalah luas

penampang yang didapatkan dari hasil data primer dan V didapatkan

berdasarkan rumus manning pada saluran terbuka yaitu V = 1/n x R2/3

x

S1/2

6. Pemeriksaan debit saluran eksisting ( Qs ) dengan debit rencana ( Qr )

Selanjutnya yaitu pemeriksaan debit saluran eksisting dengan debit

rencana. Bila Qs > Qr maka tidak perlu adanya redesain namun bila Qr >

Qs maka redesain harus dilakukan.

46

7. Penggambaran desain penampang baru dan rancangan anggaran biaya

Langkah berikutnya adalah penggambaran desain penampang baru hasil

redesain dengan program AUTOCAD dan rancangan anggaran biayanya.

47

Gambar 3.2 Bagan Alir Penelitian

Tidak

Mulai

Data Hidrologi Data Topografi Data Fisik Saluran

- Analisa

Hidrologi

- Data Curah

Hujan Stasiun

berpengaruh)

- Panjang Saluran

- Elevasi Kontur

- Luasan Area

Tangkapan

- Titik Genangan

- Siteplan Universitas

Lampung

Koef.Pengaliran

Debit Banjir Rancangan

- Dimensi Saluran

- Koefisien kekasaran (n)

- Arah aliran drainase

eksisting

- Debit Saluran (Qs)

- Dimensi Drainase

eksisting

- Arah aliran drainase

rencana

Q<Qs

Redesain sistem

drainase baru

Selesai

Ya

Intensitas Hujan (I)

Analisis Saluran dengan

Program HEC-RAS 4.1.0

V. PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Berdasarkan hasil analisis dengan program HEC-RAS 4.1.0, tidak ada

saluran yang tidak mencukupi debit banjirnya, namun terdapat beberapa

saluran yang terputus dan menyebabkan air tidak dapat mengalir. Saluran

yang terputus itu terdapat pada saluran dengan kode DN5 dan DN62.

2. - Untuk memperbaiki saluran yang teputus, maka dibuat saluran yang

menghubungkan saluran dengan kode DN62 dengan DN63, dan membuat

gorong-gorong dari DN5 sampai DN65.

- Total keseluruhan anggaran biaya yang dibutuhkan untuk perbaikan

drainase berjumlah Rp 207,203,725.00 (Dua Ratus Tujuh Juta Dua Ratus

Tiga Ribu Tujuh Ratus Dua Puluh Lima Rupiah).

B. Saran

1. Untuk perencanaan, sebaiknya dibuat saluran yang menghubungkan saluran

DN62 dengan DN63 dan dibuat gorong-gorong dari DN5 sampai DN65.

2. Perlu adanya pemeliharaan pada saluran untuk menghindari menumpuknya

sedimen yang dilakukan secara berkala.

DAFTAR PUSTAKA

Anita, D. 2017. BPBD Data Dampak Banjir di Bandar Lampung. Tribun

Lampung, 21 Februari 2017.

Anonim. 2017. Peta Master Plan Universitas Lampung. Lampung : Universitas

Lampung.

Arafat, Y. 2008. Reduksi Beban Aliran Drainase Permukaan Menggunakan

Sumur Resapan. Palu : SMARTek.

Ardian, R.B. 2016. Studi Sistem Drainase di Fakultas Teknik Universitas

Lampung. Lampung : Universitas Lampung.

Bates, B., Kundzewicz, Z.W., Wu, S., Palutikof, J. 2008. Climate Change and

Water. Geneva : Intergovernmental Panel on Climate Change.

Bansal, N., Mukherjee, dan M., Gairola, A. 2015. Causes and Impact of Urban

Flooding in Dehradun. Rorkee : International Journal of Current

Research.

Bevere, L., Orwig, K., Sharan, R., Ronke, P., dan Karl, K. 2015. Natural

catastrophes and man-made disaster in 2014: convectiveand winter storms

generate most losses. Zurich : Swiss Re

Braud, I. 2016. Flash Floods, Hydro-geomorphic Response and Risk

Management. Lyon : Elsevier.

Dewi, V.A.K. 2012. Tugas Besar Hidrologi Dasar. Malang : Universitas

Brawijaya.

Doocy, S., Daniels, A., Murray, S., dan Kirsch, T.D. 2013. The Human Impact of

Floods: a Historical Review of Events 1980-2009 and Systematic

Literature Review. Baltimore : PLOS Current Disasters.

Edisono, Sutarto. 1997. Drainase Perkotaan. Jakarta : Gunadarma.

Florince. 2015. Studi Kolam Retensi sebagai Upaya Pengendalian Banjir Sungai

Way Simpur Kelurahan Palapa Kecamatan Tanjung Karang Pusat.

Lampung : Universitas Lampung.

Garbecht, J., Fernandez, G.P. 1994. Visualization of Trends and Fluctuations in

Climatic Records. Amerika : American Water Resources Association.

Hadihardjaja, J. 1997. Drainase Perkotaan. Jakarta : Gunadarma.

Halgamuge, M.N. dan Nirmalathas, A. 2017. Analysis of Large Flood Events:

Based on Flood Data During 1985-2016 in Australia and India. Parkville

: Elsevier.

Hammond, M.J. 2015. Urban Floods Impact Assessment: A State-of-the-Art

Review. Exeter : University of Exeter.

Haryoko, L.O. 2013. Evaluasi dan Rencana Pengembangan Sistem Drainase di

Kecamatan Tanjung Karang Pusat. Lampung : Universitas Malahayati.

Jia, Z., Evans, R.O., dan Smith, J.T. 2006. Effect of Controlled Drainage and

Vegetative Buffers on Drainage Water Quality from Wastewater

Irrigated Fields. New York : ASCE

Jun, X. dan Chen, Y.D. 2001. Water Problems and Opportunities in the

Hydrological Science in China. China : Hydrologial Science Journal.

Kusumastuti, C., Djajadi, R., dan Rumihin, A. 2015. Evaluation of Drainage

Channels Capacity in Ambon City : A Case Study on Wai Batu Merah

Watershed. Surabaya : Elsevier.

Limantara, L.M. 2010. Hidrologi Praktis. Bandung : Lubuk Agung.

Linsley, R.K., Kohler, M.A., dan Paulhus, J.L.H. 1958. Hydrology for Engineers.

Ann Arbor : McGraw-Hill.

Lubis, H. 2013. Perencanaan Saluran Drainase (Studi Kasus Desa Rambah).

Riau : Universitas Pasir Pengaraian.

Martha, W.J. dan Adidarma, W. 1982. Mengenal Dasar-dasar Hidrologi.

Bandung : Nova.

Masduki, H.S. 1990. Drainase Permukiman. Bandung : Institut Teknologi

Bandung.

Meierdiercks, K.L., Smith, J.A., Baeck, M.L., dan Miller, A.J. 2010. Analyses of

Urban Drainage Network Structure and Its Impact on Hydrologic

Response. Amerika : Journal of the American Water Resources

Association.

Pallard, B., Castellarin, A., dan Montanari., A. 2009. A Look at the Links Between

Drainage Density and Flood Statistics. Hydrology and Earth System

Sciences

Rafi’i, Van. 2013. Analisis Geospasial Perubahan Tata Guna Lahan Terhadap

Daerah Aliran Sungai Way Kuripan Lampung. Lampung : Universitas

Lampung.

Rasimin. 2013. Pemodelan Periodik dan Stokastik Curah Hujan Kota Bandar

Lampung. Lampung : Universitas Lampung.

Rosyidie, A. 2013. Banjir: Fakta dan Dampaknya, Serta Pengaruh dari

Perubahan Guna Lahan. Bandung : Institut Teknologi Bandung.

Saghafian, B., Farazjoo, H., Bozorgy, B., Yazdandoost, F. 2007. Flood

Intensification due to Changes in Land Use. Iran : Springer Science +

Business Media B.V.

Sasvantela, H. 2017. Studi Saluran Drainase Pada Jalan Muso Salim Barong

Tongkok Kabupaten Kutai Barat. Samarinda : Universitas 17 Agustus

1945.

Simanton, J.R. dan Osborn, H.B. 1980. Reciprocal-distance Estimation of Point

Rainfall. Journal of Hydraulic Engineering Division. 1980 : 106HY7.

Singh, O., Arya, P, dan Chaudhary, B.S. 2013. On Rising Temperature Trends at

Dehradun in Doon Valley of Uttarakhand. Kurukshetra : Indian

Academy of Science

Soewarno. 2000. Hidrologi Operasional jilid kesatu. Bandung : Citra Aditya

Bakti.

Sriyono, E. 2012. Analisis Debit Banjir Rancangan Rehabilitasi Situ Sidomukti.

Yogyakarta : Jurnal Teknik.

Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Yogyakarta :

Andi.

Tingsanchali, T. 2012. Urban Flood Disaster Management. Nakhon Pathom :

Elsevier.

Ubaidillah. 2011. Studi Sistem Drainase Kali Tutup Barat Kabupaten Gresik

Berbasis Konservasi untuk Penanganan Genangan. Malang : Universitas

Brawijaya.

Yuniarti, F. 2013. Analisis Geospasial Perubahan Tata Guna Lahan terhadap

Debit DAS Way Kuala Garuntang Bandar Lampung. Lampung :

Universitas Lampung.

Zhou, Q. 2014. A Review of Sustainable Urban Drainage System Considering the

Climate Change and Urbanization Impacts. China : MDPI

ANALISIS DAN DESIGN SISTEM DRAINASE DI LINGKUNGAN ...digilib.unila.ac.id/33050/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Masalah dan tantangan air terdiri dari tiga tipe: banjir, kekeringan,

Documents