drainase kota tugas

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kawasan jalan K.H Wahid Hasyim merupakan wilayah pemukiman. Di

Wilayah ini merupakan daerah yang bertopografi rendah serta berbatasan langsung

dengan kali Semarang diantaranya yang sekarang dihadapi adalah banjir disebabkan

adanya fenomena alam dan perilaku manusia, keberadaannya semakin sulit

dikendalikan khususnya yang terjadi di Kota Semarang.

Selain itu banjir yang terjadi di wilayah Semarang disebabkan juga karena

kurang berfungsinya drainase, sedimentasi yang tinggi dan belum maksimalnya

pengendalian banjir dengan menggunakan pompanisasi. Hal ini akan berdampak

negatif terhadap mayoritas masyarakat yang terletak didaerah tersebut. Apabila tidak

dilakukan tindakan untuk mengatasi masalah banjir akan membawa dampak lebih

buruk lagi. Keadaan seperti ini tidak bisa dibiarkan berlarut–larut, sehingga

memerlukan penanganan yang serius dari Pemerintah dan masyarakat pada

umumnya untuk berpartisipasi dalam persoalan ini, untuk itu perlu ada langkah-

langkah kongkrit baik secara teknis maupun non teknis.

1.2 Maksud dan Tujuan

1.2.1 Maksud

Maksud dari pembuatan tugas ini adalah untuk pengembangan saluran

drainase dan normalisasi saluran utama pada Kawasan jalan K.H Wahid

Hasyim yang akan mengalir menuju Kali Semarang.

1.2.2 Tujuan

Tujuan dari perencanaan saluran drainase Kawasan jalan K.H Wahid

Hasyim ini adalah memberikan alternatif pengembangan saluran agar dapat

mengalirkan debit banjir rencana sehingga dapat memperlancar jalannya

aliran saluran drainase dan membebaskan genangan banjir pada kawasan

tersebut.

1.3 Lokasi Perencanaan

Kawasan jalan K.H Wahid Hasyim terletak di Kecamatan Semarang Tengah, Kota

Semarang, adapun batas-batas wilayah sebagai berikut :

a. Kelurahan Lembangsari

1

b. Kelurahan Bangunharjo

c. Kelurahan Kranggan

1.4 Identifikasi dan Pembatasan Masalah

1.4.1 Identifikasi masalah

Masalah yang timbul pada daerah Kawasan jalan K.H Wahid Hasyim dapat

diidentifikasi sebagai berikut :

a. Timbulnya banjir akibat kapasitas saluran existing tidak mampu

menampung air buangan. Hal ini berkaitan dengan beban aliran yang harus

dialirkan melebihi beban aliran pada perencanaan sebelumnya.

b. Timbulnya sedimentasi pada dasar saluran mengurangi kapasitas saluran

dan menaikkan muka air saluran.

c. Adanya tumpukan sampah pada saluran akibat kurang sadarnya

masyarakat dalam menjaga kebersihan saluran dapat mengganggu aliran

air sehingga pada saat terjadi hujan, air pada saluran yang ada meluap.

d. Semakin berkurangnya daerah resapan air hujan yang disebabkan oleh

pertumbuhan kota dan perkembangan industri tanpa memperhatikan

konservasi dan keseimbangan tata guna lahan dalam proses infiltrasi,

sehingga presipitasi yang terjadi akan langsung menjadi aliran permukaan

yang menambah beban aliran pada saluran–saluran daerah hilir.

1.4.2 Pembatasan Masalah

Dalam penyusunan Tugas ini permasalahan dibatasi pada :

a. Analisis dimensi saluran drainase

b. Penggunaan saluran dan fasilitas pompa

2

BAB II

ANALISIS DATA HIDROLOGI

Analisis hidologi diperlukan untuk mengetahui karakteristik hidrologi dan

menentukan besarnya debit banjir rencana suatu perencanaan bangunan air pada daerah

Perencanaan Sub Sistem Drainase Kali Semarang, Kota Semarang. Data untuk penentuan

debit banjir rencana pada Tugas Besar ini adalah data curah hujan.

Adapun langkah-langkah untuk mendapatkan debit rencana adalah sebagai berikut :

1. Menentukan Daerah Tangkapan beserta luasnya;

2. Menentukan Curah Hujan Maksimum;

3. Menentukan Metode Distribusi;

4. Memastikan ketepatan dalam pemilihan distribusi dengan plotting data pada kertas

probabilitas dan uji Smirnov-Kolmogorov;

5. Menentukan Curah Hujan Periode Ulang Tertentu;

6. Menghitung Debit Banjir Rencana metode rasional.

2.1 Penentuan Daerah Tangkapan

Konsep penggambaran daerah sub sistem drainase berkaitan dengan peta. Dalam

menentukan luasan ini menggunakan program Autocad. Dalam pembuatan Daerah

Tangkapan ditinjau dari peta kontur sehingga perlu memperhatikan kontur.

2.2 Analisis Curah Hujan Maksimum

Data maksimum tahunan yaitu tiap tahun diambil hanya satu besaran maksimum yang

berpengaruh pada analisis selanjutnya. Data seperti ini dikenal dengan data maksimum

( maximum annual series ). Jumlah data akan sama dengan panjang data yang tersedia.

Tabel 2.1 Data Hujan Maksimum Tahunan

Tahun Hujan Maksimum (mm)

1996 108,4

1997 146

1998 96

1999 106

2000 150

3

2.3 Perhitungan Dispersi

Dari perhitungan curah hujan maksimum tahunan perlu ditentukan kemungkinan

terulangnya curah hujan maksimum harian guna menentukan debit banjir rencana.

Untuk menentukan curah hujan yang akan dipakai dalam menghitung besarnya debit

banjir rencana berdasarkan analisa distribusi curah hujan awalnya dengan pengukuran

dispersi dilanjutkan dengan pengukuran dispersi dengan logaritma dan pengujian

kecocokan sebaran.

Pada pengukuran dispersi tidak semua nilai dari suatu variabel hidrologi terletak atau

sama dengai nilai rata-ratanya akan tetapi ada nilai yang lebih besar atau lebih kecil

daripada nilai rata-ratanya. Besarnya derajat dari sebaran nilai disekitar nilai rata-

ratanya disebut dengan variasi atau dispersi suatu data sembarang variabel hidrologi.

Beberapa macam cara untuk mengukur dispersi diantaranya adalah :

a. Standar Deviasi ( Sd )

Perhitungan standar deviasi digunakan rumus sebagai berikut :

Sd = ¿ Σ ( Xi – Xrt )2] 12

b. Koefisien kemencengan ( Cs )

Perhitungan koefisien kemencengan ( coeffisien of skewness ) digunakan rumus

sebagai berikut :

Cs = n(n−1 ) (n−2 ) Sd ∑

i=1

n

[ Xi – Xrt ]3

c. Koefisien Kurtosis ( Ck ) digunakan rumus sebagai berikut :

Ck = n 2 ∑i=1

n

( Xi – Xrt ) 4

( n-1 ) (n-2) ( n-3 ) Sd4

d. Koefisien Variasi ( Cv )

Perhitungan koefisien variasi ( Cv ) digunakan rumus sebagai berikut :

Cv = SdXrt

4

Tabel 2.2 Perhitungan Parameter Statistik Curah Hujan Normal

N

OTAHUN

RH

Rencana

Xi - Xrt(Xi -

Xrt)2

(Xi -

Xrt)3

(Xi -

Xrt)4mm

Xi

1 1996 108,4 -13 165,89 -2136,72 27520,95

2 1997 146 25 611,08 15105,86 373416,81

3 1998 96 -25 639,08 -16155,90 408421,20

4 1999 106 -15 233,48 -3567,55 54512,16

5 2000 150 29 824,84 23689,36 680358,39

Jumlah 606 0 2474 16935 1544230

Xrt 121,28

Standart Deviasi S= 22,25

Koef. Skewness CS= 0,64

Peng. Kortosis CK= 1,26

Koef. Variasi CV= 0,18

Tabel 2.3 Perhitungan Parameter Statistik Curah Hujan Log

N

o

Tahu

nX

Log

Xi

Log Xi

- Log

Xrt

(Log Xi

- Log

Xrt)2

(Log Xi - Log

Xrt)3

(Log Xi -

Log Xrt)4

1 1996

108,

4 2,04 -0,0416

0,00172

9 -0,000072 0,000003

2 1997 146 2,16 0,0877 0,00769 0,000676 0,000059

5

9

3 1998 96 1,98 -0,0943

0,00890

0 -0,000840 0,000079

4 1999 106 2,03 -0,0513

0,00263

2 -0,000135 0,000007

5 2000 150 2,18 0,0995

0,00989

7 0,000985 0,000098

Jumlah 10,38 0,00

0,03085

6 0,000613 0,000246

Log Xrt 2,08

Standart Deviasi S= 0,08

Koef. Skewness CS= 0,53

Peng. Kortosis CK= 1,29

Koef. Variasi CV= 0,04

2.4 Pemilihan Metode Distribusi

Setelah diketahui nilai variabel-variabel dari perhitungan diatas dapat ditentukan

metode distribusi mana yang dapat dipakai. Pemilihan jenis sebaran atau metode

distribusi harus sesuai dengan persyaratan yang telah ditetapkan.

Tabel 2.4 Persyaratan Pemilihan Metode Distribusi

Jenis Distribusi Syarat Perhitungan Data

Curah Hujan

Kesimpulan

Normal Cs ≈ 0 0,6410 Tidak Memenuhi

  Ck ≈ 3 1,2611 Tidak Memenuhi

Log Normal Cs = 0,22 0,5273 Tidak Memenuhi

  Ck = 3,088 1,2936 Tidak Memenuhi

Log Pearson Selain nilai 0,5273 Memenuhi

6

Tipe III diatas

    1,2936 Memenuhi

Dari tabel 2.4 ditinjau persyaratan parameter statistik yang mendekati adalah metode

Log Pearson Tipe III untuk memastikan ketepatan dalam pemilihan distribusi tersebut

perlu dilakukan perbandingan hasil perhitungan statistik dengan plotting data pada

kertas probabilitas dan uji Smirnov-Kolmogorov.

2.5 Plotting Data

Plotting Data pada kertas probabilitas dilakukan dengan cara mengurutkan data dari

besar ke kecil atau sebaliknya. Kemudian data yng telah dirangking di plotting pada

kertas probabilitas. Dalam kertas probabilitas simbol titik merupakan nilai Rmax

terhadap P(Xm), sedang garis lurus merupakan simbol untuk curah hujan dengan

periode ulang tertentu. Dari gambar pada kertas probabilitas dicari jarak

penyimpangan setiap titik data terhadap kurva teoritis. Jarak penyimpangan terbesar

merupakan nilai △maks. Untuk mengetahui ketepatan distribusi probabilitas data

hidrologi dapat menggunakan cara data yang ada diplot pada kertas probabilitas yang

sudah didesain khusus atau menggunakan skala plot yang melinierkan fungsi

distribusi.

Persamaan Weibull :

P= mn+1

x 100(%)

m = nomor urut ( peringkat ) data setelah diurutkan dari besar ke kecil,

n = banyaknya data atau jumlahkejadian ( event ).

Tabel 2.5 Perhitungan Probabilitas

m XiP(x) =

m/(n+1) %

1 96 0,16717

2 106 0,33333

3108,

4 0,50050

7

4 146 0,66767

5 150 0,83383

2.6 Pengujian Kecocokan Sebaran Smirnov-Kolmogorov

Dari gambar pada kertas probabilitas dicari jarak penyimpangan setiap titik data

terhadap kurva teoritis. Jarak penyimpangan terbesar merupakan nilai △maks. Nilai △maks harus lebih kecil dari △kritis (diambil N = 5 , = 0,1 ) seperti diberikan

dalam tabel berikut :

Tabel 2.6 Nilai △kritik untuk uji Smirnov-Kolmogorov

nDerajad kepercayaan ( )

0.2 0.1 0.05 0.01

5 0.45 0.51 0.56 0.67

10 0.32 0.37 0.41 0.49

15 0.27 0.3 0.34 0.4

20 0.23 0.26 0.29 0.36

25 0.21 0.24 0.27 0.32

30 0.19 0.22 0.24 0.29

35 0.18 0.2 0.23 0.27

40 0.17 0.19 0.21 0.25

45 0.16 0.18 0.2 0.24

50 0.15 0.17 0.19 0.23

>50 1.07/n0.5 1.22/n0.5 1.36/n0.5 1.63/n0.5

Distribusi terbaik adalah yang memberikan nilai △maks terkecil. Dari gambar 2.1

sampai 2.4 sebaran data pada kertas probabilitas, diperoleh :

Distribusi Normal : △maks = 0,20

8

Distribusi Gumbel : △maks = 0,21

Distribusi Log-Normal : △maks = 0,19

Distribusi Log-Pearson III : △maks = 0,16

Dari hasil pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa data hujan mengikuti distribusi

Distribusi Log-Pearson III

Gambar 2.1 Kurva Distribusi Gumbel

9

Gambar 2.2 Kurva Distribusi Log Normal

Gambar 2.3 Kurva Distribusi Log pearson III

10

Gambar 2.4 Kurva Distribusi Normal

Hubungan k dengan periode ulang dan nilai Cs = 0,5 ( tabel log pearson III )

Kemencengan (Cs)

Periode Ulang

10

0,5 1,323Y= log Xrt + (k. S log X)

Xt = R24 = Y10

Tabel 2.7 Perhitungan curah hujan rencana berdasarkan Metode Log Pearson Tipe III

PeriodePeluang

( % )S log

X log X Cs k Y Xt

10 10 0,08 2,076610 0,5 1,3232,18054

1 151,5449

Sehingga dapat diketahui curah hujan pada periode ulang 10 tahun adalah 152 mm.

11

2.7 Intensitas Hujan

Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman hujan yang terjadi pada suatu kurun

waktu dimana air tersebut berkonsentrasi. Hujan dalam intensitas yang besar

umumnya terjadi dalam waktu yang pendek. Besarnya intensitas hujan berbeda-beda,

tergantung lama hujan dan frekuensi kejadiannya. Analisa intensitas hujan dapat

didekati dengan Kurva Intensitas Durasi Frekuensi ( IDF ), dimana intensitas hujan

sebagai ordinat dan durasi hujan sebagai absis. Durasi hujan yang digunakan dapat

ditetapkan, misalnya 5, 10, 15, ..., 120 menit atau lebih. Apabila yang tersedia adalah

data hujan harian, analisa IDF dapat ditempuh dengan cara empiris menggunakan

metode Mononobe.

Rumus :

I = R 2424

[ 24t

]2/3

Dimana :

I = intensitas hujan ( mm/jam )

R24 = hujan maksimum dalam 24 jam ( mm )

t = durasi hujan ( jam )

Tabel 2.9 Perhitungan Intensitas

durasi I

menit jam

mm/

jam

5 0,08 276,2

10 0,17 174,0

15 0,25 132,8

20 0,33 109,6

45 0,75 63,8

60 1 52,7

120 2 33,2

180 3 25,3

240 4 20,9

12

300 5 18,0

0 50 100 150 200 250 300 3500.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

menit

I ( m

m/ja

m)

Gambar 2.6 Kurva Intensitas Hujan Periode Ulang 10 Tahun

2.8 Perhitungan Masa Hujan

Kurva masa hujan untuk periode ulang 2 tahun dapat dihitung dengan rumus:

R= I .t

Tabel 2.9 Perhitungan Masa Hujan

durasi I R

menit jam mm/jam mm

5 0,08 276,2 23,02

10 0,17 174,0 29,00

15 0,25 132,8 33,20

20 0,33 109,6 36,54

45 0,75 63,8 47,88

60 1 52,7 52,70

13

120 2 33,2 66,39

180 3 25,3 76,00

240 4 20,9 83,65

300 5 18,0 90,11

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.000.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

f(x) = 16.6501535963019 ln(x) + 57.7003357995086

t ( jam )

R (

mm

)

Gambar 2.5 Kurva Masa Hujan Periode Ulang 10 Tahun

BAB III

PERENCANAAN SALURAN DRAINASE UTAMA

3.1 Perhitungan Waktu Konsentrasi ( tc )

Besarnya nilai intensitas hujan tergantung pada periode ulang yang digunakan dan

waktu konsentrasi (tc). Besarnys nilai tc dapat dihitung dengan rumus :

td = L

60 x V

tc = to + td

Tabel 3.1 Perhitungan Nilai tc Saluran Sekunder

14

No to Vs L td tc

1 8 0,91508,5

927,94 35,94

2 8 0,91201,6

122,25 30,25

3 8 0,91229,1

322,76 30,76

4 8 0,91519,1

128,13 36,13

5 8 0,91519,1

128,13 36,13

6 8 0,91499,5

427,77 35,77

7 8 0,91269,9

423,52 31,52

3.2 Perhitungan Slope

Besarnys nilai Slope dapat dihitung dengan rumus :

Slope = elevasihulu−elevasihilir

L

Tabel 3.2 Perhitungan Nilai Slope

Salura

n

elevasi

hulu

elevasi

hilir

panjan

g slope

A-B 1,9 1,7 513,69

0,0003

9

B-C 1,7 1,6 553,08

0,0001

8

C-D 1,6 1,1 848,46

0,0005

9

D-E 1,1 1 66,80

0,0015

0

3.3 Perencanaan Saluran Drainase Utama Menggunakan Prosedur Slope Normal

15

Bentuk saluran yang digunakan untuk saluran drainase perkotaan yaitu empat persegi

panjang ( dinding tegak ). Tinggi jagaan ( W ) tergantung pada besarnya debit banjir

yang dilewat, klasifikasi saluran ( primer, sekunder, dan tersier ) dan daerah yang

dilalui apakah memerlukan tingkat keamanan yang tinggi, sedang atau rendah, maka

besarnya nilai tinggi jagaan untuk daerah pemukiman adalah 30 cm.

Diketahui: Vmax = 1,75 m/det

Vmin = 0,7 m/det

C = 0,75

Cs = 1

I=R 2424

(24t

)2 /3

Slope pada Tabel 3.2

to pada Tabel 3.1

Asumsi V

td = L

60x V

tc = to + td

Q = 0,00278x C x Cs x I x A

F = ( B + m.H )x H

P = B + 2x( 1+ m2)0,5x H

B = 1,3 H

m= 1,5

R = FP

Q = n -1x R2/3 x S ½ xF

16

n= 0,035

V = Q / F

Tabel 3.3 Perhitungan Nilai tc Saluran Primer

Saluran

panjang

(m) V (m/s)

td

(menit)

to

(menit)

tc

(menit)

A-B 513,69 0,6 14,27 35,937 50,21

B-C 553,08 0,5 18,44 36,132 54,57

C-D 848,46 0,86 16,54 36,132 52,67

D-E 66,80 1,38 0,81 31,517 32,32

Tabel 3.4 Perhitungan Debit Rencana

SaluranI

(mm/jam)C Cs A (ha) Q (m3/s)

A-B 52,32 0,75 1 57,37 6,26

B-C 49,49 0,75 1 93,57 9,65

C-D 50,67 0,75 1 132,09 13,95

D-E 70,16 0,75 1 157,80 23,09

Tabel 3.5 Perhitungan Dimensi Saluran

Saluran F (m2) P (m) R (m) Q (m3/s) H (m) B (m) F (m) V (m/s)

A-B 2,8 H2 4,91 H 0,57 H 1,09 H8/3 1,9 2,510,4126

90,60

B-C 2,8 H2 4,91 H 0,57 H 0,74 H8/3 2,6 3,4 19,2186 0,50

C-D 2,8 H2 4,91 H 0,57 H 1,34 H8/3 2,4 3,116,2661

50,86

D-E 2,8 H2 4,91 H 0,57 H 2,13 H8/3 2,4 3,216,7273

61,38

Dari hasil perhitungan menggunakan prosedur slope normal diatas pada saluran A-B dan

B-C mempunyai V < Vmin, maka perhitungan dilanjutkan menggunakan asumsi Smin.

17

3.4 Perencanaan Saluran Drainase Utama Menggunakan Prosedur Slope Minimum

Diketahui: Vmin = 0,7 m/det

C = 0,75

Cs = 1

I=R 2424

(24t

)2 /3

Slope pada Tabel 3.2

to pada Tabel 3.1

td = L

60x V

tc = to + td

Q = 0,00278x C x Cs x I x A

F = ( B + m.H )x H

P = B + 2x( 1+ m2)0,5x H

B = 1,3 H

m= 1,5

R = FP

Q = n -1x R2/3 x S ½ xF

n= 0,035

V = Q / F

18

Tabel 3.6 Perhitungan Nilai tc Saluran Utama Prosedur Minimum

Saluran

panjang

(m) V (m/s)

td

(menit)

to

(menit)

tc

(menit)

A-B 513,69 0,7 12,23 35,937 48,17

B-C 553,08 0,7 13,17 36,132 49,30

C-D 848,46 0,7 20,20 36,132 56,33

D-E 66,80 0,7 1,59 31,517 33,11

Tabel 3.7 Perhitungan Dimensi Saluran Prosedur Utama Minimum

Salura

nI C

C

s

A

(ha)

Q

(m/s

)

F H B P R S

A-B53,

8

0,7

51 57,4 6,4

9,2

1,

8 2,48,9 1,0

0,0005

7

B-C53,

0

0,7

51 93,6 10,3

14,8

2,

3 3,0

11,

31,3

0,0004

2

C-D48,

4

0,7

51

132,

113,3

19,1

3,

0 3,9

14,

71,3

0,0004

3

D-E69,

1

0,7

51

157,

822,7

32,5

3,

4 4,4

16,

71,9

0,0002

5

Dari hasil perhitungan menggunakan prosedur slope minimum diatas memenuhi syarat

bahwa Smin > So, maka perencanaan dimensi dapat digunakan.

19

BAB IV

PERENCANAAN SALURAN DRAINASE KOLEKTOR

4.1 Perhitungan Waktu Konsentrasi ( tc )

Besarnya nilai intensitas hujan tergantung pada periode ulang yang digunakan dan

waktu konsentrasi (tc). Besarnys nilai tc dapat dihitung dengan rumus :

td = L

60 x V

tc = to + td

Tabel 4.1 Perhitungan Nilai tc Saluran Kolektor

No to Vs L td tc

8 8 0,9 1384,65 25,64 33,64

9 8 0,9 2357,39 43,66 51,66

4.2 Perhitungan Slope

Besarnys nilai Slope dapat dihitung dengan rumus :

Slope = elevasihulu−elevasihilir

L

Tabel 4.2 Perhitungan Nilai Slope Kolektor

Saluran

elevasi

hulu

elevasi

hilir panjang slope

A-B 1,6 1 513,69 0,0012

20

4.3 Perencanaan Saluran Drainase Kolektor Menggunakan Prosedur Slope Normal

Bentuk saluran yang digunakan untuk saluran drainase perkotaan yaitu empat persegi

panjang ( dinding tegak ). Tinggi jagaan ( W ) tergantung pada besarnya debit banjir

yang dilewat, klasifikasi saluran ( primer, sekunder, dan tersier ) dan daerah yang

dilalui apakah memerlukan tingkat keamanan yang tinggi, sedang atau rendah.

Diketahui: Vmax = 1,75 m/det

Vmin = 0,7 m/det

C = 0,75

Cs = 1

I=R 2424

(24t

)2 /3

Slope pada Tabel 4.2

to pada Tabel 4.1

Asumsi V

td = L

60x V

tc = to + td

Q = 0,00278x C x Cs x I x A

F = ( B + m.H )x H

P = B + 2x( 1+ m2)0,5x H

B = 1,3 H

m= 1,5

R = FP

21

Q = n -1x R2/3 x S ½ xF

n= 0,035

V = Q / F

Tabel 4.3 Perhitungan Nilai tc Saluran Kolektor

Saluran

panjang

(m) V (m/s)

td

(menit)

to

(menit)

tc

(menit)

F-E 2557,359 0,6 71,03775 51,66 122,69

Tabel 4.4 Perhitungan Debit Rencana

Salura

n

I

(mm/jam

)

C CsA

(ha)

Q

(m/s)

F-E 28,84 0,75 1 20,63 1,24

Tabel 4.5 Perhitungan Dimensi Saluran

Saluran F P R Q h B F V

F-E 2,8H2 4,91H 0,57H 1,88 H8/3 0,9 1,1 2,0 0,6

Dari hasil perhitungan menggunakan prosedur slope normal diatas pada saluran F-E

mempunyai V < Vmin,, maka perhitungan dilanjutkan menggunakan asumsi Smin.

4.4 Perencanaan Saluran Drainase Kolektor Menggunakan Prosedur Slope Minimum

Diketahui: Vmin = 0,7 m/det

22

C = 0,75

Cs = 1

I=R 2424

(24t

)2 /3

Slope pada Tabel 4.2

to pada Tabel 4.1

td = L

60x V

tc = to + td

Q = 0,00278x C x Cs x I x A

F = ( B + m.H )x H

P = B + 2x( 1+ m2)0,5x H

B = 1,3 H

m= 1,5

R = FP

Q = n -1x R2/3 x S ½ xF

n= 0,035

V = Q / F

Tabel 4.6 Perhitungan Nilai tc Saluran Prosedur Slope Minimum

Saluran

panjang

(m)

V

(m/s)

td

(menit)

to

(menit)

tc

(menit)

F-E 2557,359 0,7

60,889

5 51,66 112,54

23

Tabel 4.7 Perhitungan Dimensi Saluran Prosedur Minimum

Salura

nI C Cs

A

(ha)

Q

(m/s)F H B P R S

F-E

30,5

4

0,7

51

20,6

31,31

1,8

8

0,

8

1,

1

4,

0

0,

5

0,001

7

Dari hasil perhitungan menggunakan prosedur slope minimum diatas memenuhi syarat

bahwa Smin > So, maka perencanaan dimensi dapat digunakan.

BAB V

PERENCANAAN DRAINASE SISTEM POLDER

Komponen drainase sistem polder terdiri dari pintu air, kolam retensi, dan stasion

pompa. Pintu air berfungsi untuk mengisolasi atau memproteksi daerah tangkapan

( catchment area ) sistem polder terhadap masuknya air banjir dari luar. Station pompa

berfungsi mengendalikan muka air didalam daerah tangkapan sistem polder pada saat

terjadi banjir atau hujan lokal. Station pompa digunakan untuk menyalurkan debit banjir

akibat hujan lokal keluar daerah tangkapan sistem polder. Berhubung debit banjir yang

masuk lebih besar dari pada debit atau kapasitas pompa banjir, maka diperlukan kolam

retensi untuk menampung kelebihan debit banjir tersebut. Besarnya volume tampungan

kolam retensi tergantung pada luas kolam dan beda tinggi muka air maksimum dan

minimum dikolam, sehingga kedudukan muka air dikolam retensi harus dijaga selalu

minimum.

5.1 Perhitungan Kapasistas Pompa

Untuk menghitung kapasistas pompa berdasarkan hujan kumulatif yang terjadi

didaerah tangkapan sistem polder.

24

y1 = 12,437ln(x) + 43,198 ( Gambar 2.5 )y2 = Ip.xDimana: x adalah lama pengeringan ( jam )

y1 persamaan kurva masa hujany2 persamaan intensitas kapasitas pompa

y1 = y2

12,437ln(3,3) + 43,198 = Ip.3,3Ip = 17,590 mm/ jam

Qp = 0,00278.C.Ip.A= 0,00278.0,75.17,590.178,43= 6,544 m3/detik

5.2 Perhitungan Volume TampunganVolume tampungan terdiri dari 3 ( tiga ) komponen, yaitu :1. Volume tampungan dikolam retensi ( Vk )2. Volume genangan yang diijinkan terjadi ( Vg ) = 03. Volume tampungan disaluran drainase ( Vs ) dimana biasanya diabaikan ( lebih

aman ) = 0

Untuk menghitung volume tampungan akan ditinjau dalam dua kondisi.

Kondisi 1:

Dihitung berdasarkan hidrograf banjir yang masuk ke pompa dan kolam retensi.

Dimana:

Qmak = debit banjir maksimum = 22,7 m3/detik

Qp = kapasitas pompa = 6,544 m3/detik

n = 2

tc = 33,11 menit = 33,11 x 60 = 1986,6 detik

25

Gambar 5.1 Kurva Kapasitas Pompa Dan Volume Tampungan Kondisi 1

Vt = ((Qmak – Qp)2.n.tc)/ (2.Qmak) ( m3 )

Vt = ((22,7 -6,544)2.2. 1986,6)/ (2. 22,7) = 22843 m3

Kondisi 2:

Dihitung berdasarkan hujan komulatif yang terjadi didaerah tangkapan sistem polder.

Dimana:

t= waktu pengeringan = 3,3 jam

R3,3 = I.t = 17,8 mm/jam. 3,3 jam = 58,48 mm

Dari Tabel 2.9

26

Gambar 5.2 Kurva Kapasitas Pompa Dan Volume Tampungan Kondisi 2

y1 = 12,488ln(x) + 43,275y2 = Ip.x

△Rmak = y1 – y2 Tabel 5.1 Perhitungan △Rmak

t y1 y2

△Rmak

0,5 34,619 8,795 25,824

0,6 36,896 10,554 26,342

0,7 38,821 12,313 26,508

0,8 40,488 14,072 26,416

0,9 41,959 15,831 26,128

Vt = 10 x C x △Rmak x A= 10 X 0,75 x 26,508 x 178,43

= 35474 m3

Digunakan hasil volume tampungan ( Vt ) yang terbesar yaitu pada perhitungan kondisi 1 = 22843 m3 < kondisi 2 = 35474 m3, maka Vt = 35474 m3.

27

Vt = A . H

Dimana : A = Luas kolam ( m2 )H = Beda tinggi antara muka air maksimum dan minimum

( m )

At = Vt

(hmak−hmin)

= 35474

(3,4−0,5) = 12232 m2 = 1,2 Ha

5.3 Perhitungan Lebar Pintu

Dimensi pintu air dihitung berdasarkan debit banjir maksimum ( Qmak ) = 22,7 m3/detik ( lihat sub bab 3.4 )Aliran dipintu air dalam kondisi kritis, maka memakai rumus:Qmak = m. b. hkr. ( 2. g. △hk )0,5

Keterangan : m = Koefisien debit ( tergantung bentuk ambang, untuk ambang bulat

m= 1)

b = lebar pintu ( m )

hkr = kedalaman air kritis dibagian hilir ( 0,667H ) = 0,667. 3,4 = 2,27 m△hkr = beda tinggi kritis ( 0,333H ) = 0,333.3,4 = 1,13 m

22,7 = 1. b. 2,27. ( 2. 9,81. 1,13 )0,5

b = 2,1 m

28