49 BAB 5 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 5.1 Analisis Hidrologi Data curah hujan dari stasiun pengamat Gubeng, Larangan dan Keputih. Stasiun tersebut dapat mewakili curah hujan pada daerah perumahan Sukolilo Dian Regency 2. Tabel 5.1 Tabel Curah Hujan Hari Maksimum No Tahun St. Gubeng St. Larangan St. Keputih Rata- rata 1 2003 68 65 102 78,33 2 2004 86 61 58 68,33 3 2005 89 64 110 87,67 4 2006 106 72 140 106,00 5 2007 104 64 127 98,33 6 2008 98 84 90 90,67 7 2009 75 70 120 88,33 8 2010 106 113 90 103,00 9 2011 81 72 78 77,00 10 2012 70 71 85 75,33 Sumber: Balai PSWAS Butung Paketingan, 2013 5.1.1 Uji Konsistensi Semua data curah hujan yang dianalisis harus konsisten seperti data stasiun pembanding, karena bila dalam data curah hujan terdapat ketidak konsistenan maka dapat mengakibatkan penyimpangan pada hasil perhitungan. Oleh karena itu untuk mengetahui konsisten atau tidaknya data tersebut dilakukan uji konsistensi. Berikut adalah hasil uji konsistensi dari masing- masing stasiun 1. Uji Konsistensi Stasiun Gubeng Pengujian konsistensi data curah hujan pada stasiun Gubeng dilakukan dengan cara membandingkan akumulasi data hujan stasiun Gubeng dengan akumulasi rata-rata data hujan stasiun pembanding, yaitu stasiun Larangan dan Keputih. Hasil perhitungan uji konsistensi
70
Embed
BAB 5 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 5.1 Analisis Hidrologi
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
49
BAB 5ANALISIS DAN PEMBAHASAN
5.1 Analisis HidrologiData curah hujan dari stasiun pengamat Gubeng, Larangan
dan Keputih. Stasiun tersebut dapat mewakili curah hujan padadaerah perumahan Sukolilo Dian Regency 2.
Tabel 5.1 Tabel Curah Hujan Hari MaksimumNo Tahun St. Gubeng St. Larangan St. Keputih Rata-
5.1.1 Uji KonsistensiSemua data curah hujan yang dianalisis harus konsisten sepertidata stasiun pembanding, karena bila dalam data curah hujanterdapat ketidak konsistenan maka dapat mengakibatkanpenyimpangan pada hasil perhitungan. Oleh karena itu untukmengetahui konsisten atau tidaknya data tersebut dilakukan ujikonsistensi. Berikut adalah hasil uji konsistensi dari masing-masing stasiun
1. Uji Konsistensi Stasiun GubengPengujian konsistensi data curah hujan pada stasiunGubeng dilakukan dengan cara membandingkanakumulasi data hujan stasiun Gubeng dengan akumulasirata-rata data hujan stasiun pembanding, yaitu stasiunLarangan dan Keputih. Hasil perhitungan uji konsistensi
50
stasiun Gubeng bisa dilihat dalam Tabel 5.2 danGambar 5.1.
Tabel 5.2 Perhitungan uji konsistensi Stasiun GubengNo Tahun St.
2. Uji Konsistensi Stasiun GubengPengujian konsistensi data curah hujan pada stasiunLarangan dilakukan dengan cara membandingkanakumulasi data hujan stasiun Larangan denganakumulasi rata-rata data hujan stasiun pembanding,yaitu stasiun Gubeng dan Keputih. Hasil perhitungan uji
y = 1.0253x + 2.318R² = 0.9987
0
200
400
600
800
1000
0 200 400 600 800 1000
Aku
mul
asi S
t. G
uben
g
Akumulasi St. Pembanding
Uji Konsistensi St. Gubeng
51
konsistensi stasiun Larangan bisa dilihat dalam Tabel5.3 dan Gambar 5.2.
Tabel 5.3 Perhitungan uji konsistensi Stasiun LaranganNo Tahun St.
10 2012 71 736 70 85 77,5 941,5Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 5.2 Grafik Uji Konsistensi Stasiun Larangan
3. Uji Konsistensi Stasiun KeputihPengujian konsistensi data curah hujan pada stasiunKeputih dilakukan dengan cara membandingkanakumulasi data hujan stasiun Keputih dengan akumulasirata-rata data hujan stasiun pembanding, yaitu stasiunGubeng dan Larangan. Hasil perhitungan uji konsistensi
y = 0.7665x - 16.235R² = 0.989
0
200
400
600
800
0 200 400 600 800 1000Aku
mul
asi S
t. L
aran
gan
Akumulasi St. Pembanding
Uji Konsistensi St. Larangan
52
stasiun Keputih bisa dilihat dalam Tabel 5.4 danGambar 5.3.
Tabel 5.4 Perhitungan uji konsistensi Stasiun KeputihNo Tahun St.
5.1.2 Uji HomogenitasPengujian homogenitas data curah hujan dari ketigastasiun
pengamat dilakukan untuk memastikan bahwa pada masing-masing stasiun tidak terdapat penyimpangan data curah hujanyang cukup signifikan. Hal tersebut sangat berpotensi terjadi dilapangan karena disebabkan oleh banyak faktor, antara lain
y = 1.2401x + 19.489R² = 0.9938
0
200
400
600
800
1000
1200
0 200 400 600 800 1000
Aku
mul
asi S
t. K
eput
ih
Akumulasi St. Pembanding
Uji Konsistensi St. Keputih
53
pemindahan stasiun hujan, stasiun hujan hilang, maintenancestasiun curah hujan, bencana alam, dan lain sebagainya. Hal-haltersebut menyebabkan data yang ada pada stasiun menjadi tidakhomogen sedangkan data yang dibutuhkan adalah data curahhujan yang homogen. Oleh karena itu diperlukan uji homogenitas.Data curah hujan yang digunakan merupakan data yang telahdidapatkan dari rata-rata curah hujan metode aljabar.
1. Mula-mula cari rata-rata dari R rata-rata curah hujan.2. Lalu R rata-rata tersebut di ranking dari nilai terbesar ke
Sumber: Hasil Perhitungan, 20143. Ditentukan besarnya standart deviasi (d) dari data
tersebut
d = 2
1n
1i
2i
1n
RR
= √ , = 12,56
54
4. Ditentukan nilai dari Table of Reduced Mean (Yn) danReduced Standart Deviation (σn) dengan n = 10 dandidapatkan :
10 = 0,9496
10Y = 0,4952
5. Tentukan 226,139496,0
56,121
10
R
6. Tentukan μ = R 101 Y
87,3–13,226(0,4952)= 80,75
7. Tentukan persamaan regresi liniernya
R = nY
1
= 80,75+ 13,226 nYBila Y1 = 0 maka nilai R1 = 80,75+ 13,226 (0)
= 80,75Bila Y2 = 5 maka nilai R2 = 80,75+ 13,226 (5)
= 146,87Kemudian R1 dan R5 diplot pada Gumbels Probability Paper(Lampiran 4), lalu kedua titik tesebut dihubungkan makadiperoleh :
Tr = 2,24 tahunR10 = 113
8. Kemudian dilakukan uji homogenitas pada homogenitytest graph dengan
Ordinat =R
R10 Tr =3,87
113 2,24 = 2,89
Absis = 109. Kemudian koordinat ordinat dan absis dimasukkan dalam
grafik homogenitas data curah hujan (Lampiran 5), untukmengetahui bahwa data tersebut sudah homogen ataubelum.
55
Setelah ordinat dan absis dimasukkan dalam grafikhomogenitas data curah hujan, didapatkan bahwa data hujanhomogen karena titik temu absis dan ordinat berada dalam rangehomogenitas sehingga dapat dilanjutkan ke perhitungan curahhujan harian maksimum.
5.1.3 Curah Hujan Maksimum Harian Rata-rataUntuk menghitung hujan harian maksimum digunakan tiga
metode yaitu : Metode Gumbel, Metode Log Person Tipe III danMetode Iwai Kadoya.5.1.3.1 Metode Gumbel
Dalam metode ini, data curah hujan rata-rata daerahdisusun secara peringkat, yakni dari data hujan yang terbesarmenuju yang terkecil.
Tabel 5.6 Data R Metode GumbelNo Ri (Ri-R) (Ri-R)21 106 18,70 349,692 103 15,70 246,493 98 11,03 121,734 91 3,37 11,335 88 1,03 1,076 88 0,37 0,137 78 -8,97 80,408 77 -10,30 106,099 75 -11,97 143,20
10 68 -18,97 359,73Total 873 1419,88
Rata-rata 87,30 141,99Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
Dari tabel di atas, dapat ditentukan :
iRn
R 1
=10873
= 87,3
Menentukan standar deviasi (d) :
56
d = 2
1n
1i
2i
1n
RR
= √ , = 12,56Untuk n = 10, dari Table of Reduced Mean ( nY ) andReduced Standard Deviation ( 10) didapatkan :
10 = 0,9496
10Y = 0,4952Curah hujan harian maksimum dihitung dengan menggunakanrumus :
ntn
RT YYRR
DimanaR = tinggi hujan rata-rataRT = standar deviasin & Yn = didapat dari tabel reduced mean dan standardeviationYt = dididapat dari tabel reduced variety of PUH ttahun
Tabel 5.7 Nilai Reduce Variate (Yt) pada PUH t tahunT Yt2 0,36655 1,4999
10 2,250225 3,198550 3,9019
100 4,6001Sumber: Suripin, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan2004
57
Contoh PerhitunganPUH (t) = 2 tahun Y2 = 0,3665Maka 10210
YYRR RT
= 4952,03665,09496,0
56,123,87
= 85,6 mmRentang keyakinan (Convidence Interval)
Untuk : = 90% t (a) = 1,64= 80% t (a) = 1,282= 68% t (a) = 1,000
Rentang keyakinan yang dipakai pada metode ini adalah 90 % = 90 % t (α) = 1,64
9496,04952,03665,0
10
102
YYk = -0,14
21,13,11 kkb = 2)14,0-(1,1)14,0-(3,11 = 0,92
Nb
S Re
=
1056,1292,0 x = 3,65
65,364,1 xRk = 5,98RT dengan a (90%) = 85,60 ± 5,98
Untuk hasil selengkapnya perhitungan Gumbel bisadilihat dalam tabel di bawah ini:
Tabel 5.8 HHM metode Gumbel dan rentang keyakinannyaPUH R k b Se Rk batas
5.1.3.2 Metode Log Person Type 3Pada perhitungan hujan harian maksimum dengan metode
Log Person Type III, mula-mula diurutkan dulu dari data yangterbesar ke terkecil kemudian dihitung dengan menggunakan logdari rata-rata hujan tersebut.Tabel 5.9 Peringkat Curah Hujan Untuk Metode Log person Type
Sumber: Hasil Perhitungan, 2014Berdasarkan tabel di atas maka dapat ditentukan nilai
nx
x i = 9,11019
Menghitung besarnya standar deviasi (d) rata-rata denganrumus berikut:
d
1
2
Nxxi = 063,0
90,04
Menghitung harga skew coefficient dengan rumus berikut:
59
3
3
21 x
is NN
xxNC
=
3063,089)00,0(10 = - 0,00000041
Berdasarkan harga skew coeffitient (Cs) yang diperolehdan harga periode ulang (T) yang ditentukan, dapat diketahui nilaiKx dengan menggunakan tabel Grafik uji homogenitas curahhujan (terlampir):
Contoh perhitungan :Menghitung Xt dengan rumus berikut
xt KxXX = 1,9 + 0 x -0,00000041= 1,9
Menghitung perkiraan harga HHM untuk PUH (T) denganrumus berikut :
TXTR 10 = 101,94 = 86,48 mmUntuk hasil perhitungan selengkapnya dari masing-masingPUH bisa dibuat dalam tabel di bawah
Tabel 5.10 HHM Metode Log Person Type IIIPUH Kx Kx . σx Xt Rt (mm/24 jam)
2 0 0 1.94 86.485 0.842 0.05301 1.99 97.71
10 1.282 0.080711 2.02 104.15Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
5.1.3.3 Iway KadoyaMetode iwai kadoya dilakukan mula-mula dengan
mengurutkan dahulu data curah hujan yang homogen dari terbesarke terkecil kemudian dicari log dari curah hujan tesebut. Hasilperhitungan dapat dilihat pada tabel di bawah ini
Tabel 5.11 Peringkat Curah Hujan Metode Iwai KadoyaNo Ri Xi= Log Ri1 106 2.032 103 2.01
60
No Ri Xi= Log Ri3 98 1.994 91 1.965 88 1.956 88 1.947 78 1.898 77 1.899 75 1.88
10 68 1.83Total 873 19Rata-rata 87.30 1.94
Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
Memperkirakan harga Xo dengan rumus
n
iio x
nx
1log1log = 19
101 x = 0,96
Xo = antilog 0,96 = 9,299 mmMemperkirakan harga bi dengan rumus
Sumber: Hasil Perhitungan, 2014Memperkirakan harga b dengan rumus
n
iibm
b1
1; m
10n
=1010
= 1
b = )120.644.(11 = -120.644
61
Karena b bernilai negatif maka Log (Xi+b) tidakmempunyai nilai sehingga pada perhitungan HHMmenggunakan Iwai Kadoya tidak terdapat HHM rencana.
Dari ketiga metode perhitungan HHM tersebut, dipilihHHM yang mempunyai cakupan nilai yang paling besar.Berdasarkan HHM yang telah dihitung dengan metode Gumbel,Log Person tipe III, dan Iwai Kadoya. Didapatkan bahwa HHMdengan metode Gumbel mempunyai rentang cakupan nilai yangpaling besar sehingga HHM dengan metode Log Person puntercangkup di dalamnya. Sedangkan pada HHM denganmenggunakan metode Iwai Kadoya tidak bisa dimasukkan karenahasil perhitungan adalah negatif dan tidak punya nilai HHM.Tabel 5.13 Perbandingan Metode HHM dengan berbagai metode
Dari Tabel 5.13 dapat diketahui bahwa nilai HHM yang dipakaiadalah HHM dengan metode Gumbel karena rentang nilai palingbesar.
5.1.4 Uji Keselarasan (Goodness of fit)Uji Keselarasan distribusi ini dimaksudkan untuk
mengetahui apakah distribusi frekuensi dari sample data terhadapfungsi jenis peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan/mewakili distribusi frekuensi tersebut, sehingga diperlukanpengujian parameter.
62
5.1.4.1 Uji Chi SquareDiketahui : Jumlah data (n) = 10 Menentukan probibilitas dari data Debit banjir dengan
melakukan peringkat terlebh dahulu:
Tabel 5.14 Nilai Peringkat dan ProbabilityNo R Peringkat Probability1 106 1 0.09092 103 2 0.18183 98 3 0.27274 91 4 0.36365 88 5 0.45456 88 6 0.54557 78 7 0.63648 77 8 0.72739 75 9 0.8182
10 68 10 0.9091Sumber:Hasil Perhitungan, 2014
Jumlah kelas (k) = 1+3,32 log (n)= 1+3,32 log (10)= 4,32 (pakai 4)
(nilai R untuk distribusi gumbel=2) Of = merupakan frekuensi data pada
interval setiap kelas Ef = jumlah data/ kelas
= 10/4= 2,5
63
Dengan derajat kepercayaan (α) = 5 % dan derajat bebas(γ) = 2, maka dperoleh nilai krisis untuk distribusi ChiSquare (∆ kritis) adalah 5,991 (tabel nilai ∆ kritis ChiSquare).
Nilai uji kecocokan Chi Square distribusi Gumbel dapat dilihatpada tabel berikut:
Tabel 5.15 Nilai uji Chi Square
No ProbabilityExpected
Frequency(Ef)
ObsrvedFrequency
(Of)Ef-Of (Ef-Of)2/
EF
1 0,00 < P ≤ 0,25 2,5 2,0 0,5 0,12 0,26 < P ≤ 0,5 2,5 3,0 -0,5 0,13 0,51 < P ≤ 0,75 2,5 3,0 -0,5 0,14 0,76 < P ≤ 1 2,5 2,0 0,5 0,1
JUMLAH 10 10 0,4Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
Dari hasil tabel diatas x2 terhiung lebih kecil dari X2,yaitu0,4 < 5,991. maka distribusi Gumbel dapat diterima.
5.1.4.2 Uji Smirnof-KolmogorofDiketahui :
Jumlah data (n) = 10Rata-rata R (debit banjir) = 87,3 m3/dtkStandar Deviasi (d) = 12,56 m3/dtkZ = (Ri- Ṝ)/ d
Tabel 5.16 Nilai uji Smirnov-KolmogorofNo R Z Peringkat Pe Pt Pe-Pt1 106 1.49 1 0.090909 0.9319 -0.840992 103 1.25 2 0.181818 0.8944 -0.712583 98 0.88 3 0.272727 0.8106 -0.53787
64
No R Z Peringkat Pe Pt Pe-Pt4 91 0.27 4 0.363636 0.6064 -0.242765 88 0.08 5 0.454545 0.5319 -0.077356 88 0.03 6 0.545455 0.488 0.0574557 78 -0.71 7 0.636364 0.2389 0.3974648 77 -0.82 8 0.727273 0.2061 0.5211739 75 -0.95 9 0.818182 0.1711 0.647082
10 68 -1.51 10 0.909091 0.0655 0.843591max 0.0552
Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
Dari hasil perhitungan didapatkan nilai max = 0,0552. Padaderajat kepercayaan 20%, 10%, 5% dan 1 % diperoleh D daritabel nilai krisis D (kritis) dengan n=10 berturut-turut adalah 0,32;0,37; 0,41 dan 0,49. Nilai max < kritis maka keputusan distribusiGumbel dapat diterima.
5.1.5 Analisis Intensitas HujanDalam menentukan intensitas hujan digunakan tiga metode
yaitu metode Van Breen, metode Hasper Weduwen dan metodeBell.5.1.5.1 Metode Van Breen
Untuk perhitungan dipakai HHM dengan metode gumbeldan dicari intensitas hujan.
Contoh perhitunganPUH = 2 tahunR24 = 85,6 mm
4%90 24RI
=4
6,85%90 x= 19,26
Untuk hasil selengkapnya dari perhitungan analisisintensitas hujan dengan menggunakan metode Van Breen dapatdilihat hasilnya pada tabel dibawah ini.
65
Tabel 5.17 Perhitungan Intensitas Hujan Metode Van Breen
PUH HHMgumbel I
2 85.60 19.265 100.59 22.63
10 110.51 24.87Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
Dengan membandingkan intensitas tersebut denganintensitas hujan kota jakarta, maka intensitas hujan pada durasitertentu diperoleh.
Tabel 5.18 Intensitas hujan jakarta
Durasi(menit)
INTENSITAS HUJAN JAKARTA (mm/jam)Untuk Periode Ulang Hujan (Tahun)
5.1.5.3 Metode BellData hujan selama selang waktu yang cukup panjang harus
tersedia untuk keperluan analisis frekuensi hujan. Bila data ini taktersedia, bila diketahui besarnya curah hujan 1 jam (60 menit)
69
dengan periode ulang 10 tahun sebagai dasar, maka suatu rumusempiris yang diberikan oleh Bell dapat dipakai untuk menentukancurah hujan dari 5–120 menit dengan periode ulang 2–100 tahun.
Menurut Tanimoto yang didasarkan pada penelitian Dr.Borema bahwa untuk daerah Jawa, distribusi curah hujan setiapjam diperkirakan sebagai berikut
Sumber: Hasil PerhitunganPerkiraan pola distribusi curah hujan ini dilakukan apabila
durasi hujan tidak ada, sehingga dalam mencari hubunganintensitas pada setiap durasi dilakukan dengan cara empiris.Perumusan secara empiris didasarkan pada data curah hujan
70
durasi 60 menit (1 jam). Untuk data hujan yang telah dianalisisberdasarkan metode Gumbel, pola distribusi curah hujan harianuntuk setiap jam adalah hanya sampai ranking 1 jam ke-4.
Contoh perhitungan :PUH = 2 tahunRangking 1 :
jam ke – 1 :81,43
876,85170
x
x
jam ke – 2 :1,14
286,85170
x
x
jam ke – 3 :06,9
186,85170
x
x
jam ke – 4 :54,5
116,85170
x
x
Untuk perhitungan HHM dengan PUH 2-10 tahun dapatdihitung dengan cara yang sama, Hasil perhitungan dapt dilihatpada Tabel 5.24
Tabel 5.24 Pola Distribusi HHM per jam Rangking 1-4Rangking 1Jam ke - 4
digunakan 3 metode, yaitu metode Talbot, metode Sherman, danmetode Ishiguro.
0
50
100
150
200
250
300
0 50 100 150 200
Dura
si (m
enit)
Intensitas (mm/jam)
PUH 5
Van Breen Hasper Weduween Bell
0
50
100
150
200
250
300
0 50 100 150 200
Dura
si (m
enit)
Intensitas (mm/jam)
PUH 10
Van Breen Hasper Weduween Bell
74
Dari ketiga metode tersebut, yang akan digunakan adalahmetode yang memiliki nilai lengkung intensitas paling kecil. Dariperhitungan distribusi intensitas hujan sebelumnya, yangmenggunakan metode Van Breen. Sedangkan PUH yangdigunakan adalah 5 karena PUH tersebut dianggap sesuai untukperencanaan saluran tersier pada perumahan. Perhitungan tersebutdilakukan dengan durasi 5, 10, 20, 40, 60, 120 dan 240 menit.Data yang digunakan tertera pada Tabel 5.28.
Tabel 5.27 Intensitas Hujan
Durasi(menit)
INTENSITAS HUJAN(mm/jam)
Untuk Periode Ulang Hujan(Tahun)
2 5 105 116 124 128
10 105 106 11420 94 96 10240 70 73 8060 56 61 67
120 33 38 42240 19 23 25
Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
Perumusan intensitas dapat dihitung sebagai berikut :
Setelah didapatkan semua rumus intensitas PUH, kemudiandimasukkan nilai tiap durasi (t) ke dalam rumus sehingga akandiperoleh intensitas dengan metode tersebut. Setelah ituintensitasnya dicari dengan intensitas data.
Contoh perhitunganIntensitas hujan PUH 5; t = 5 menitI data = 116 mm/jam
a) I talbot
02,415484.148
t
I = 129,4mm/jam
∆ I= I data – I talbot= 116 – 129,4= 13,84
b) I Sherman
46,0
310.2345t
I = 160,49
∆ I= I data – I Sherman= 116 – 160,49= 44,93
c) I Ishiguro
28,0383.0526
t
I = 165,04
∆ I= I data – I Ishiguro= 116 – 165,04= 49,48
Untuk perhitungan seluruh PUH dengan waktu tertentudapat dilihat pada Tabel 5.32.
Gambar 5.9 Grafik lengkung intensitas hujan pada PUH 10
0.0020.0040.0060.0080.00
100.00120.00140.00160.00180.00200.00
0 100 200 300
Inte
nsita
s Huj
an (m
m)
Waktu (menit)
Lengkung Intensitas PUH 10 tahun
Talbot
Sherman
Ishiguro
83
Pada PUH 10, ∆I terkecil adalah ∆I Talbot, dengandemikian untuk PUH 10 rumus intensitas yang digunakan adalahmetode Talbot
Talbot PUH 10=52,55
7347.33
t
I
Pada perhitungan kajian ini menggunakan PUH 5 tahundisesuaikan dengan saluran drainase perumahan. Jadi rumus PUHyang digunakan adalah rumus PUH 5 metode Talbot:
Talbot PUH 5=48,54
6479.88
t
I
84
5.2 Perhitungan Run Off Perumahan Dian Regency 2Pembagian blok dimaksudkan agar nilai run off yang akan
diketahui efektif sesuai dengan kondisi aliran yang terdapat padadaerah blok tersebut.
Gambar 5.10 Gambar pembagian blok
Selanjutnya menghitung C dari luas yang ada dari masing-masing blok dan dapat dihitung untuk mendapatkan C per blok.Koefisien C didapat dari tabel yang ada untuk masing-masingjenis lahan pada tabel. Setelah diketahui nilai C kemudian dapatdihitung nilai C kumulatif. Hasil perhitungan C bisa dilihat padaTabel 5.35.
Halaman 0,1 10% 0,01Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
Contoh perhitungan: Panjang limpasan terjauh (Lo) inlet 1 = 176,4 m Beda tinggi muka tanah antara limpasan terjauh dengan
saluran (Ho) = 1,5 – 0,8 = 0,7 m Slope limpasan (So) = Ho/Lo = , , = 0,004 Untuk lapisan lahan nilai n = 0,015 V yang diasumsikan adalah = 0,4 m/dt (datar) Nilai C inlet 1 = 0,65
Karena panjang limpasan 176,4m maka digunakan rumuslimpasan untuk saluran kurang dari 1000 m
86
to = 51
31
..108
So
Lon
to =5
1
31
4,0
4,176.015,0.108
= 10,93 menit
td = = ,, = 3,81 menittc = to+td = 10,93+3,81
= 14,74 menit
Nilai yang digunakan untuk saluran sekunder adalah PUH 5tahun. Dari perhitungan lengkung intensitas terkecil didapatkanbahwa untuk PUH 5 tahun metode yang cocok adalah metodeTalbot dengan rumus sebagai berikut:
Selanjutnya run off yang di hasilkan per unit rumah tipe 49,59 dan79 dihitung dengan menghitung nilai C per tipe rumah dahuluselanjutnya didapatkan nilai run off. Tabel 5.35 menunjukkannilai c pada setiap tipe rumah
87
Tabel 5.35 Nilai C tiap tipe rumahKatakter Nilai C %L C C total
Tipe49
atap 0.9 0.625 0.5625
0.679Paving 0.7 0.1 0.07Halaman tanah
berat datar 0.17 0.275 0.04675
Tipe59
atap 0.9 0.57 0.513
0.708Paving 0.7 0.23 0.161Halaman tanah
berat datar 0.17 0.2 0.034
Tipe79
atap 0.9 0.73 0.657
0.756Paving 0.7 0.1 0.07Halaman tanah
berat datar 0.17 0.17 0.0289
Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
Panjang limpasan terjauh dari tiap rumah merupakan panjang
yang diambil dari atap hingga masuk ke saluran. Untuk
kemiringan slope digunakan asumsi dengan nilai 1%. Didapatkan
nilai run off yang dihasilkan dari tiap tipe rumah yang hasilnya
dapat dilihat dari Tabel 5.38:
88
Perhitungan selengkapnya untuk masing-masing saluran dapat dilihat pada Tabel 5.37
5.3 Perhitungan Jumlah Air Hujan Yang DitampungSalah satu metode pengurangan run off pada bulan hujan
yang juga termasuk metode ecodrainage adalah pembuatan bakpenampung air hujan. Dalam hal ini, metode pengurangan run offakan di terapkan pada lokasi perumahan dengan pembuatan bakpenampung air hujan. Air hujan yang jatuh pada satu lokasirumah ada yang jatuh langsung ke tanah dan terserap, jatuh di atasatap lalu dialirkan ke drainase ataupun langsung mengalir kesaluran drainase tanpa adanya penyerapan. Air hujan yang jatuhke atap akan di tampung ke dalam bak sehingga air hujan yangmenjadi run off berkurang dari semestinya. Air hujan yang jatuhdi atap akan mengalir sesuai arah kemiringan atap kemudianmasuk kedalam saluran talang atap. Dari saluran talang atap, airhujan dialirkan menuju tangki di halaman belakang.
Beberapa hal yang dibutuhkan dalam perhitungan jumlahair hujan yang ditampung antara lain adalah curah hujan, luaspenampang (pada kasus ini adalah atap), dan koefisien pengaliran.Pada pembahasan perhitungan jumlah air hujan yang akanditampung menggunakan curah hujan dari stasiun keputih karenalokasi studi yang berada di sekitar stasiun tersebut. Data curahhujan yang didapat dari Balai Pengelolaan Sumber Daya AirWilayah Sungai (PSAWS) Butung Paketingan, Surabaya diambilselama 10 tahun terakhir. Selanjutnya dirangking dari yangterbesar hingga terkecil lalu dihitung median tiap bulan untukmenentukan curah hujan yang selanjutnya akan dihitung sebagaicurah hujan perwakilan. Berikut hasil perhitungan median daricurah hujan 10 tahun terakhir pada tiap bulan:
Tabel 5.38 Median hujan di Stasiun KeputihData Curah Hujan Stasiun Keputih Median
Data Curah Hujan Stasiun Keputih Median(mm)No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Mei 336 166 107 97 64 64 55 50 17 15 64Juni 128 103 50 45 41 15 5 0 0 0 28Juli 90 36 0 0 0 0 0 0 0 0 0Agst 20 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0Sep 117 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Okt 142 48 33 23 14 4 0 0 0 0 9Nov 281 276 203 133 125 75 72 33 0 0 100Des 526 430 404 388 314 224 191 157 0 0 269Sumber: Hasil perhitungan, 2014Dari perhitungan Tabel 5.37 dapat diketahui bahwa terdapat bulanhujan (basah) yaitu antara bulan November-Maret dan bulankering antara April-Oktober. Maka peristiwa run off terjadi padakisaran bulan hujan (basah) yaitu antara bulan November-Maret.Perhitungan jumlah air hujan yang tertampung dapat ditentukandengan menggunakan rumus:
V = A x R x CDimana:V = volume air yang dapat ditampung (m3)A = luas areal penangkap air hujan (m2)R = curah hujan daerah tersebut (mm/bulan) (Median)C = Koefisien pengaliran atap
Pada kajian ini luas areal penangkap air hujan melalui atap rumahyang kemudian disalurkan ke tangki elevasi. Berikut contohperhitungan jumlah penangkapan air hujan:
Tipe 49Diketahui A = 49,82 m2
R = 314 (mm/tahun)C = 0,9
V = A x R x CV = 49,82 m2 x 314 mm/bulan x 0,9V= 14,06 m3/ bulan = 468,54 l/hari
Hasil Volume tangkapan air hujan sesuai dengan luasan ataprumah pertipe disajikan pada Tabel 5.40.
91
Tacbel 5.39 Volume Air hujan yang tertampung pada tipe 49
5.4 Perhitungan Kebutuhan Air Yang DibutuhkanPerhitungan kebutuhan air tersebut dimaksudkan agar air
hujan yang tertampung dapat digunakan untuk memenuhikebutuhan air bersih penghuni sebanyak air hujan yangtertampung, dalam kajian ini adalah untuk memenuhi kebutuhanair penggunaan water closet dan wastafel. Berdasarkan jenis danjumlah alat plambing dapat diketahui kebutuhan air yang dapat
93
dilayani dengan menggunakan air tangkapan air hujan.Perhitungan juga mengasumsikan jumlah penghuni sesuai dengankamar yang tersedia.
Pemakaian air untuk setiap alat plambing dapat digunakanTabel 2.10 Berikut hasil yang didapat:
Tabel 5.42 Kebutuhan air bersih menurut jumlah alat plambingJenis alatplambing
Jumlah alatplambing
Pemakaianair (L)
Pemakaian/hari
Kebutuhan air (L)
Tipe 49 (penghuni 3-4 orang)Water Closet(tangki) 1 15 8 120
Dilihat dari Tabel 5.43 kebutuhan air bersih, dapatdiketahui kebutuhan air bersih untuk water closet serta wastafeldengan penghuni per tipe sekitar 3-5 orang. Jika dibandingkandengan air hujan yang tertampung dengan elevated tank padatabel 5.40-5.43 sesuai dengan tipe rumah masing-masing, makakebutuhan air bersih untuk water closet dan wastafel denganpenghuni sekitar 3-5 orang untuk tipe rumah 49, 59 dan 79tercukupi. Hal demikian, penggunaan air bersih dari tampunganair hujan dapat menghemat penggunaan air PDAM.
94
5.5 Penentuan Kapasitas Tangki Dan Perencanaan Talang,Dan Letak Elevated Tank
5.5.1 Penentuan Kapasitas TangkiPenentuan kapasitas volume bak penampung disesuaikan
dengan air hujan yang ditangkap. Penampung air hujan yang digunakan adalah jenis tangki. Berikut rangkuman volume air hujanyang tertangkap pada tiap tipe rumah:
Tabel 5.43 Volume Air hujan yang tertampung
No Tipe 49 Tipe 59 Tipe 79Volume l/hari Volume l/hari Volume l/hari
Januari 468,54 662,54 840,65Februari 449,86 636,13 807.13
Sumber: Hasil Perhitungan, 2014Pada Tabel 5.44 tersebut menjelaskan bahwa bulan
Januari merupakan bulan dengan tangkapan air hujan terbesar.Kapasitas penampungan air hujan mengikuti hasil tangkapanterbesar. Maka pada tipe 49, 59 dan 79 menggunakan hasiltangkapan bulan Januari untuk menentukan kapasitas tangki.
Tangki yang digunakan merupakan tangki portabel yangterbuat dari polyethylene. Kapasitas tangki yang dipilih denganukuran 2 kali lipat dari kapasitas air hujan yang tertampung,dengan asumsi bahwa curah hujan tersebut merupakan curah
95
hujan median sehingga masih terdapat curah hujan maksimum.Disajikan pada Tabel 5.43 tangki jenis klasik yang tersedia dipasaran yang digunakan untuk menampung air hujan
Spesifikasi tangki yang digunakan untuk menampung air hujanper tipe dapat dilihat pada Tabel 5.44-5.45.
Tabel 5.45 Spesifikasi Tangki yang digunakan rumah tipe 49TIPE 49
Jenis Tangki TB 110Kapasitas 1050 lTinggi (T)Ө tutupӨ tangki
1,265 m0,4 m
1,06 mTebaldinding
9-11 mm
Ө fitting ¾-1 inchHarga Rp 1.625.000
Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
96
Tabel 5.46 Spesifikasi Tangki yang digunakan rumah tipe 59TIPE 59
Jenis Tangki TB 120Kapasitas 1200 lTinggi (T)Ө tutupӨ tangki
1,395 m0,4 m
1,06 mTebaldinding
9-11 mm
Ө fitting ¾-1 inchHarga Rp 1.750.000
Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
Tabel 5.47 Spesifikasi Tangki yang digunakan rumah tipe 79TIPE 79
Jenis Tangki TB 160Kapasitas 1550 lTinggi (T)Ө tutupӨ tangki
1,575 m0,4 m
1,16 mTebaldinding
10-12 mm
Ө fitting 1 inchHarga Rp 2.300.000
Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
97
5.5.2 Perencanaan Talang dan Letak Elevated TankSistem penyaluran air hujan dilakukan secara integrasi
antar talang dengan elevated tank. Air hujan yang jatuh ke atapakan mengalir ke talang bagian depan maupun belakangselanjutnya dialirkan dan ditampung ke elevated tank yangterletak di bagian halaman belakang rumah. Perumahan diSukolilo Dian Regency 2 berupa multiunit yang saling menempelsatu sama lainnya, sehingga tidak ada celah antara satu rumahdengan rumah lainnya untuk jalur talang. Oleh karena itu, jalurtalang dari sisi depan rumah masuk kedalam rumah dan kemudianmasuk ke jalur talang bagian belakang yang selanjutnyaditampung ke dalam tangki. Dari tangki air akan disalurkan keunit plambing secara gravitasi.
Talang yang digunakan berbentuk setengah lingkaran yangberbahan galvanis. Dibandingkan talang yang terbuat dari bahanpvc dan bentuk persegi, talang berbahan galvanis lebih kuatterhadap perubahan cuaca sehingga tidak mudah retak denganstandar harga yang tidak berbeda jauh dengan bahan PVC.Sedangkan talang berbentuk setengah lingkaran mengalirkan airlebih baik dan cenderung tidak menampung kotoran.
Spesifikasi penggunaan talang pada setiap rumahmenggunakan talang berbentuk setengah lingkaran berbahangalvanis dengan diameter 15 cm. Sedangkan pipa penyalur airhujan yang masuk kedalam rumah digunakan diameter 87,5 mm.
Letak tangki berada pada halaman belakang setiap rumahtepat dibawah posisi atap, oleh karena itu dibutuhkan menaradalam peletakannya. Menara yang direncanakan dibuat dengankonstruksi baja profil L. Detail gambar perencanaan talang danletak elevated tank untuk masing-masing tipe rumah pada gambar5.12 sampai 5.20.
5.6 Proses Penampungan Air HujanProses penampungan air hujan yang terjadi yaitu, air hujan
yang turun dan jatuh ke atap akan mengalir masuk ke talang airhujan. Talang tersebut menyalurkan air hujan ke dalam bak
98
penampung yang terletak di belakang bangunan rumah. Jumlahair hujan yang tertampung ditunjukkan seperti pada Tabel 5.44.Sesuai dengan kapasitas tangki air hujan yang dipilih, tangkimemiliki kapasitas yang lebih besar dari debit air hujan yangtertampung per harinya. Hal demikian untuk menampung airtangkapan yang curahnya lebih besar dan menampung air hingga2 hari hujan.
Air yang telah tertampung akan digunakan untuk keperluansehari-hari yaitu untuk penggelontoran closet dan penggunaan airdi wastafel. Apabila air hujan yang telah tertampung tersebut padahari yang sama digunakan untuk keperluan sehari-hari, makatangki penampung akan kembali kosong sehingga dapatmenampung kembali air hujan di hari berikutnya
Apabila tangki tersebut sudah penuh, maka air yang masukkedalam tanki akan tumpah kedalam pipa overflow dan kemudianmasuk ke saluran drainase halaman belakang untuk selanjutnyadibawa ke saluran drainase kawasan perumahan.
Berikut ini disajikan gambar proses air hujan yangditampung ke dalam tangki.
Gambar 5.11 Proses penampungan dan arah aliran air
depanbelakang
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
5.7 Perhitungan Efisiensi Bak Penampung Serta BOQ danRAB
5.7.1 Perhitngan Efisiensi Bak Penampung dalammengurangi run off
Efiseinsi dari bak penampung air hujan (elevated tank)dalam pengurangan run off pada studi kasus lokasi PerumahanSukolilo Dian Regency 2 ini dilakukan dengan caramembandingkan debit limpasan air hujan (run off) awal tanpaadanya bak tangkapan air hujan dengan debit limpasan air hujan(run off) dengan adanya reduksi limpasan melalui bak tangkapanair hujan yang dipasang pada setiap rumah tipe 49,59 dan 79.Perhitungan efisiensi ini guna mengetahui seberapa besar peranbak tangkapan air hujan dalam mereduksi run off di kawasanPerumahan Sukolilo Dian Regency 2. Semakin besar nilaiefisiensi maka semakin kecil nilai run off sehingga beban drainasekawasan semakin ringan dan kemungkinan banjir yangdisebabkan pembangunan perumahan Sukolilo Dian Regency 2pun kecil.
Berikut perhitungan efisiensi bak penampung air hujandalam mereduksi run off di kawasan Perumahan Dian SukoliloRegency 2:
Debit limpasan air hujan kawasan Perumahan SukoliloDian Regency 2 tanpa adanya bak penampung air hujan= 214.471.941,58 l/hari (Tabel 5.37)
Debit limpasan tiap tipe rumah (49,59 dan 79) tanpaadanya bak penampung air hujan adalah:
Tabel 5.48 Total Q limpasan rumah tanpa bak penampungTipe Jumlah
Maka efisiensi bak penampung air hujan dalam mengurangi runoff yang diterapkan pada setiap unit rumah tipe 49,59 dan 79 dikawasan Perumahan Sukolilo Dian Regency 2 adalah sebesar0,17%.
Sedangkan efisiensi bak penampung air hujan dalam mengurangirun off per tipe 49, 59 dan 79 adalah:
Tipe 49= . ,. , 100%= 38,2 %
Tipe 59= . ,. , 100%
111
= 43,24 %
Tipe 79= . ,, 100%= 40,8 %
5.7.2 BOQ dan RAB dalam membangun bak tangkapan airhujan (elevated tank)
Tahapan akhir dari kajian ini adalah melakukan perhitungan jenisdan jumlah material yang dipelukan untuk pemasangan sistem dilapangan (rumah). Perhitungan jenis dan jumlah materialdidasarkan pada perencanaan yang telah dilakukan sebelumnya.Perhitungan BOQ dan RAB ini meliputi:
1. Perhitungan BOQ dan RAB untuk Talang dan Pipa2. Perhitungan BOQ dan RAB untuk Aksesoris Talang dan
Pipa3. Perhitungan BOQ dan RAB untuk Tangki dan Menara
Air
A. Bill of Quantity (BOQ)Bill of Quantity ini dibuat dengan tujuan untukmengetahui jumlah peralatan yang dibutuhkan dalamperencanaan pembuatan sistem penampung air hujansehingga dapat mempermudah dalam menghitung danmerencanakan biayanya.
- BOQ Talang dan PipaTabel 5.50 BOQ Talang dan Pipa
No Jenis Barang Material Satuan Panjang JumlahTipe 491 Talang Datar @ 3m Galvalum meter 10 42 Pipa Ø 80mm (3")@
4mPVC meter 14.083 4
112
No Jenis Barang Material Satuan Panjang JumlahTipe 591 Talang Datar @ 3m Galvalum meter 9 32 Pipa Ø 80mm (3")@
- BOQ Aksesoris Talang dan PipaTabel 5.51 BOQ Aksesoris Talang dan Pipa
No Jenis Barang Material Satuan JumlahTipe 491 Talang Sudut Dalam Galvalum buah -2 Talang Sudut Luar Galvalum buah -3 Pipa Lengkung PVC buah 44 Corong Penyambung Galvalum buah 25 Penutup talang Galvalum buah 46 Penahan pipa Galvalum buah 47 Penggantung Talang Galvalum buah 68 Spacer Galvalum buah 69 Penyambung talang Galvalum buah 2
10 Sepatu pipa Galvalum buah 111 Tee (3") PVC buah 212 Saringan Kawat buah 313 Valve 3" PVC buah 114 Paku Asbes skrup buah 26Tipe 591 Talang Sudut Dalam Galvalum buah -2 Talang Sudut Luar Galvalum buah -3 Pipa Lengkung PVC buah 4
113
No Jenis Barang Material Satuan Jumlah4 Corong Penyambung Galvalum buah 25 Penutup talang Galvalum buah 46 Penahan pipa Galvalum buah 37 Penggantung Talang Galvalum buah 58 Spacer Galvalum buah 59 Penyambung talang Galvalum buah 1
10 Sepatu pipa Galvalum buah 111 Tee (3") PVC buah 212 Saringan Kawat buah 313 Valve 3" PVC buah 114 Paku Asbes skrup buah 21Tipe791 Talang Sudut Dalam Galvalum buah -2 Talang Sudut Luar Galvalum buah -3 Pipa Lengkung PVC buah 64 Corong Penyambung Galvalum buah 35 Penutup talang Galvalum buah 66 Penahan pipa Galvalum buah 47 Penggantung Talang Galvalum buah 98 Spacer Galvalum buah 99 Penyambung talang Galvalum buah 3
10 Sepatu pipa Galvalum buah 111 Tee (3") PVC buah 212 Saringan Kawat buah 413 Valve 3" PVC buah 114 Paku Asbes skrup buah 35
Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
114
- BOQ Tangki dan Menara AirTabel 5.52 BOQ Tangki dan Menara Air
No Jenis Barang Material Satuan JumlahTipe 49
1 Tangki Fiber buah 1
2 Menara air(120x120x230)
Siku5x5x5cm buah 1
Tipe 591 Tangki Fiber buah 1
2 Menara air(120x120x230)
Siku5x5x5cm buah 1
Tipe 791 Tangki Fiber buah 1
2 Menara air(120x120x230)
Siku5x5x5cm buah 1
Sumber: Hasil Perhitungan, 2014
B. Cost Estimates/Rencana Anggaran Biaya (RAB)Rencana anggaran biaya ini didapatkan dari daftar jenisdan jumlah material yang dibutuhkan dalam perencanaanpembuatan sistem penampung air hujan sehinggadidapatkan total biaya yang diperlukan dalampemasangan sistem.- RAB Rumah tipe 49