Drainase Perkotaan

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI JUNI 2012

JURUSAN TEKNIK SIPIL

BINUS UNIVERSITY

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Hujan adalah komponen masukan penting dalam proses hidrologi. Karakteristik hujan

antara lain yaitu intensitas, durasi, kedalaman, dan frekuensi. Intensitas yang berhubungan

dengan durasi dan frekuensi yang dapat dihubungkan melalui kurava Intensity-Duration-

Frequency (IDF). Data yang diperlukan berupa data curah hujan dan data karakteristik DAS.

Data curah hujan yang digunakan adalah data curah hujan bulanan selama 10 tahun (1993 -

2003) di stasiun kelurahan Simpang Tiga, Kecamatan Bukit Raya, Pekanbaru, Riau.

1.2. Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan secara garis besar antara lain :

1) Melakukan pengumpulan data dan informasi berupa besar intensitas hujan,luas

wilayah daerah yang di survey

2) Mengetahui besar intensitas hujan per jam, debit aliran rencana, dan doimensi

penampang saluran.

3) Membuat laporan desain saluran yang diperlukan suatu daerah.

1 DRAINASE PERKOTAAN

BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

1.3. Lingkup Pekerjaan

Secara garis besar lingkup pekerjaan adalah sebagai berikut :

Pengumpulan dan penelaahan semua data yang berkaitan dengan pekerjaan

antara lain data curah hujan, peta topografi, tata guna lahan, dan hasil studi

yang telah dilaksanakan dan lain-lain.

Analisis Hujan Rencana

Analisis Banjir Rencana

Analisis Dimensi Saluran

1.4. Sumber Data

Sumber data berasal dari beberapa instansi pemerintah yaitu :

Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) di kecamatan

Simpang Tiga, kota Pekanbaru.


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

BAB 2

GAMBARAN UMUM LOKASI

2.1. Keadaan Umum Wilayah Kelurahan Simpang Tiga

Kelurahan Simpang Tiga termasuk dalam wilayah Kecamatan Bukit Raya, Kota

Pekanbaru, Propinsi Riau. Wilayah Kelurahan Simpang Tiga berbatasan dengan kelurahan-

kelurahan lain yang ada disekitarnya, yaitu:

Sebelah Utara : Kelurahan Simpang Baru

Sebelah Selatan : Kelurahan Tuah Karya

Sebelah Barat : Kelurahan Sidomulyo

Sebelah Timur : Kelurahan Delima

Luas wilayah Kelurahan Simpang Tiga secara keseluruhan adalah 2378 ha. Sebagian

besar wilayah digunakan untuk pemukiman dan industri. Kondisi geografis Kelurahan

Simpang Tiga merupakan daerah dataran rendah dan keadaan suhu maksimum 32,6 sampai

36,5 derajat Celcius.


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

Gambar 2.1. Foto peta satelit Simpang Tiga

2.2. Peta Daerah Pengaliran Lahan dan Saluran


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

Garis berwarna hitam menunjukan daerah lokasi yang di tinjau dan garis berwarna

biru merupakan bagan aliran air dari lokasi tersebut.

2.3. Data curah hujan kelurahan Simpang Tiga, Kecamatan Bukit Raya, Kota

Pekanbaru, Propinsi Riau (Tahun 1993-2003)

1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Jan 278 132 302 73 106 248 293 231 310 399 233

Feb 64 214 310 160 151 144 111 63 383 15 158

Mar 161 191 297 240 280 224 212 289 313 226 234

Apr 233 213 292 336 396 103 135 408 297 220 341

Mei 225 116 184 194 190 327 281 139 165 231 124

Jun 100 69 223 91 63 118 226 270 123 133 179

Jul 185 12 229 187 34 298 108 88 112 193 130


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

Agus 121 51 184 246 96 235 203 108 170 55 190

Sep 236 88 257 256 54 252 291 144 202 149 83

Okt 165 119 265 365 130 134 400 145 443 54 357

Nov 396 319 387 321 311 346 170 170 392 352 169

Des 413 91 236 175 160 420 146 309 383 334 357

BAB 3

DASAR TEORI

3.1. Distribusi Log Pearson III

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

dan koefisien kemencengan. Jika koefisien kemencengan sama dengan nol maka distribusi

kembali ke distribusi Log Normal. Tidak seperti konsep yang melatar belakangi pemakaian


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

distribusi normal untuk debit puncak, maka probabilitas distribusi Log Pearson III masih

tetap dipakai karena fleksibilitasnya.

Berikut ini langkah-langkah penggunaan distribusi Log Pearson Type III adalah sebagai

berikut :

1. Ubah data ke dalam bentuk logaritmik, X = log X

2. Hitung harga rata-rata :

log X=¿ 1n∑i=1

n

log Xi ¿

3. Hitung harga simpangan baku :

s=¿¿

4. Hitung koefisien kemencengan :

Cs=n∑i=1

n

¿¿¿¿

5. Hitung logaritma hujan dengan periode ulang T :

log Xt=log X+ K . s

3.2. Intensitas Curah Hujan

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

satuan waktu. Untuk mendapatkan nilai intensitas hujan di suatu tempat makaalat penakar

hujan yang digunakan harus mampu mencatat besarnya volume hujan dan waktu mulai

berlangsungnya hujan sampai hujan tersebut berhenti. Intensitas hujan atau ketebalan hujan

per satuan waktu lazimnya dalam satuan millimeter per jam. Data intensitas hujan biasanya


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

dimanfaatkan untuk perhitungan-perhitungan prakiraan besarnya erosi, debit puncak (banjir),

perencanaan drainase, dan bangunan air lainnya.

Menurut Loebis, dkk (1993), perhitungan debit banjir dengan metode rasional

memerlukan data intensitas curah hujan. Intensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan

yang terjadi pada kurun waktu dimana air tersebut terkonsentrasi. Intensitas curah hujan

dinotasikan dengan huruf I dengan satuan mm/jam.

Lama waktu hujan adalah lama waktu berlangsungnya hujan, dalam hal ini dapat

mewakili total curah curah hujan atau periode hujan yang singkat dari curah hujan yang

relative seragam. Untuk menentukan nilai intensitas hujan biasanya menggunakan data curah

hujan untuk daerah penelitian yang terdiri atas lama waktu hujan dan interval waktu hujan

(Asdak, 1995).

Untuk melakukan analisis frekuensi kejadian hujan atau banjir besar pada intensitas

dan lama waktu yang berbeda digunakan data curah hujan yang diperoleh dari suatu stasiun

penakar hujan. Pengalaman yang diperoleh dari daerah tropis menunjukkan bahwa curah

hujan yang sangat intensif umumnya berlangsung dalam waktu relative singkat. Sedangkan

presipitasi yang berlangsung cukup lama pada umumnya tidak terlalu deras (Asdak, 1995).

Loebis (1992), menyatakan bahwa Analisis hubungan dua parameter hujan yang

penting berupa intensitas dan durasi dihubungkan secara statistic dengan suatu frekuensi


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

kejadiannya. Penyajian secara grafik hubungan ini adalah berupa kurva Intensity-Duration-

Frequency (IDF).

Analaisis IDF memerlukan analisis frekuensi dengan menggunakan seri data yang

diperoleh dari rekaman hujan. Jika tidak tersedia waktu untuk mengamati besarnya intensitras

curah hujan atau disebabkan oleh karena alatnya tidak ada, dapat ditempuh cara-cara empiris

dengan menggunakan rumus-rumus ekperimental seperti rumus Talbot, Mononobe, Sherman

dan Ishigura (Sri Harto, 1993).

Intensitas hujan (mm/jam) dapat diturunkan dari data curah hujan harian (mm)

empiris menggunakan metode mononobe, intensitas curah hujan (I) dalam rumus rasional

dapat dihitung berdasarkan rumus :

I=R24

24 ( 24t )

2 /3

Dimana :

R = curah hujan rancangan setempat (mm)

t = Lamanya curah hujan (jam)

I = Intensitas curah hujan (mm/jam) (Loebis, 1992).


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intensitasnya cenderung

makin tinggi dan makin besar periode ulangnya makin tinggi pula intensitasnya (Suripin,

2004).

Hubungan antara intensitas, lama hujann dan frekuensi hujan biasanya dinyatakan

dalam lengkung Intensitas Druasi frekuensi (IDF curve = Intencity-Duration-Frequency

Curve). Lengkung Intensity Duration Frequency (IDF) ini digunakan dalam menghitung debit

puncak dengan metode rasional untuk menentukan intensitas curah hujan rata-rata dari waktu

konsentrasi yang dipilih.

3.3. Waktu Konsentrasi

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

oleh air hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh sampai ke tempat keluaran DAS

(titik control) setelah tanah menjadi jenuh. Dalam hal ini diasumsikan bahwa jika durasi

hujan sama dengan waktu konsentrasi, maka setiap bagian DAS secara serentak telah

menyumbangkan aliran terhadap titik control. Salah satu meotde untuk memperkirakan waktu

konsentrasi adalah sebagai berikut :

t 1=2×3,28× Lo× nd

3×√s

0,167

t 1=L

60× V

Tc=t1+t 2


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

Dimana :

Tc = waktu konsentrasi (menit)

t1 = waktu inlet (menit)

t2 = waktu aliran (menit)

L = panjang saluran(m)

Lo = jarak dari titik terjauh ke fasilitas drainase (m)

S = kemiringan daerah pengaliran

V = kecepatan air rata-rata (m/detik)

nd = koefisien hambatan


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

BAB 4

PENGOLAHAN DATA

4.1. Perhitungan Intensitas curah hujan metode Monobe dengan parameter statistik

Log Pearson III

Tabel 4.1 Data curah hujan Kecamatan Simpang Tiga, Kota Pekanbaru

Bulan 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

1 278 132 302 73 106 248 293 231 310 399 233

2 64 214 310 160 151 144 111 63 383 15 158

3 161 191 297 240 280 224 212 289 313 226 234

4 233 213 292 336 396 103 135 408 297 220 341

5 225 116 184 194 190 327 281 139 165 231 124

6 100 69 223 91 63 118 226 270 123 133 179

7 185 12 229 187 34 298 108 88 112 193 130

8 121 51 184 246 96 235 203 108 170 55 190

9 236 88 257 256 54 252 291 144 202 149 83

10 165 119 265 365 130 134 400 145 443 54 357


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

11 396 319 387 321 311 346 170 170 392 352 169

12 413 91 236 175 160 420 146 309 383 334 357

Total 2577 1615 3166 2644 1971 2849 2576 2364 3293 2361 2555

Maksimum 413 319 387 365 396 420 400 408 443 399 357

Tabel 4.2 Hitungan parameter statistik

No. Tahun Data (Xi-Xaverage)2 (Xi-Xaverage)3 (Xi-Xaverage)4

1 1993 413 460,30 9875,47 211873,81

2 1994 319 5262,84 -381795,34 27697516,18

3 1995 387 20,66 -93,91 426,88

4 1996 365 704,66 -18705,55 496547,35

5 1997 396 19,84 88,39 393,74

6 1998 420 809,66 23038,54 655551,19

7 1999 400 71,48 604,33 5109,30

8 2000 408 270,75 4455,10 73306,68

9 2001 443 2647,57 136229,52 7009628,22

10 2002 399 55,57 414,25 3088,05

11 2003 357 1193,39 -41226,15 1424175,94

Total 4307 11516,73 -267115,34 37577617,34


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

Nilai rerata x :

x=1n∑i=1

n

x i=391,55

Deviasi standar s :

s=√ 1n−1∑i=1

n

( x i−x )2=33,94

Koefisien asimetri (skewness) Cs :

Cs= n(n−1 ) (n−2 ) s3 ∑

i=1

n

( x i−x )3=−0,835

Koefisien variasi Cv :

Cv= sx=0,09

Koefisien kurtosis Ck :

Ck= n2

(n−1 ) (n−2 ) s4 ∑i=1

n

( xi−x)4=4,7

Xmax 443 Xaverage - s (A)

357,6

1


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

Xmin 319 Xaverage + s (B)

425,4

8

Xaverage 391,55 Xaverage - 2s (C)

323,6

7

s 33,94 Xaverage + 2s (D)

459,4

2

Cv 0,09 byk data < A 2

Cs -0,835 byk data > B 1

Ck 4,76 byk data < C 1

n 11 byk data > D 0

Y1 3

Y2 1

Tabel 4.3 Parameter statistik untuk menentukan jenis distribusi

Distribusi Syarat Hasil

Normal 68,27% 72,73

%


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

95,44% 91%

0 -0,84

3 4,76

Log Normal 0,26 -0,84

6,24 4,76

Gumbel 1,14 -0,84

5,4 4,76

Log Pearson Tipe III jika tidak ada

yang memenuhi

syarat

Tabel 4.4 Data hujan dan probabilitas untuk distribusi Log Pearson III

m p (mm) yi=log p (Xi-Xaverage)2

1 413 2,61595 0,000611

2 319 2,50379 0,007644

3 387 2,58771 0,000012

4 365 2,56229 0,000837

5 396 2,5977 0,000042

6 420 2,62325 0,001026

7 400 2,60206 0,000117


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

8 408 2,61066 0,000378

9 443 2,6464 0,003045

10 399 2,60097 0,000095

11 357 2,55267 0,001486

Jumlah 4307 28,5035 0,015294

yrata-rata 391,545 2,59122 0,001390

sy 0,03911

Csy 0,01509

Tabel 4.5 Hujan rancangan dengan kala ulang selama 5 tahun

Kala

ulan

g

Nilai log

X

Nilai

SNilai Cs

K

(0,1)

K

(0)Kt

Log

Xt

Hujan

rancangan (Xt)

5 2,5928 0,040,01509

30,836

0,84

2

0,7930

9

2,623

8420,53152

Nilai Kt dihitung dengan cara interpolasi linier :

Kt=0,842+ 0,015093−00,1

(0,836−0,842 )=0,79309

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

dengan persamaan :


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

log Xt=log X+ K . S

Tabel 4.6 Intensitas hujan jam-jam (mm/jam) untuk kala ulang 5 tahun

Metode yang digunakan dalam perhitungan intensitas hujan adalah

metode Mononobe

T

(menit)

Kala ulang 5

tahun (mm/jam)

5 767,4666081

10 483,4736673

15 368,9594619

30 232,4298963

60 146,4216595

120 92,23986548

180 70,39219183

240 58,10747408

360 44,34430212

480 36,60541488

720 27,93515984


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

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

0 100 200 300 400 500 600 700 8000

100

200

300

400

500

600

700

800

900

f(x) = − 130.263678530682 ln(x) + 782.649900575062

Kurva IDF

Kurva IDFLogarithmic (Kurva IDF)

4.2. Perhitungan Debit Aliran (Q)

Menghitung debit aliran (Q) dengan langkah-langkah berikut :

1) Hitung intensitas curah hujan dalam kurun waktu 4 jam yang didapatkan dari

tabel perhitungan intensitas hujan jam-jaman sebesar 58,108 mm/jam.

2) Tentukan jarak dari titik terjauh ke fasilitas drainase (Lo), panjang saluran

(L), dan kemiringan lahan antara elevasi maksimum dan minimum (S).


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

Lo = 725 m

L = 175 m

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

t 1=2×3,28× Lo× nd

3×√s

0,167

=2,298menit

t 1=L

60× V=10 menit

Tc=t1+t 2=12,298 menit

4) Tentukan intensitas curah hujan rencana (Irencana) dengan cara memasukkan

angka waktu konsentrasi (Tc) ke dalam rumus persamaan garis yang telah

didapat dari kurva IDF :

y=−130,3 ln (x )+782,65

y=−130,3 ln (12,298 )+782,65

y=455,673

Dengan begitu maka didapatkan besar intensitas hujan rencana sebesar

I = 455,673 mm/jam


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

5) Tentukan luas daerah pengaliran (A), didapatkan luas daerah pengaliran lokasi

yang di tinjau sebesar 0,015425 km2

6) Tentukan koefisien aliran (C) sesuai kondisi permukaan

Tipe daerah aliran C

Rerumputan

Tanah pasir, datar, 2% 0,5-0,10

Tanah pasir, sedang, 2-7% 0,10-0,15

Tanah pasr, curam, 7% 0,15-0,20

Tanah gemuk, datar, 2% 0,13-0,17

Tanah gemuk, sedang, 2-7% 0,18-0,22

Tanah gemuk, curam, 7% 0,25-0,35

Perdagangan

Daerah kota lama 0,75-0,95

Daerah pinggiran 0,50-0,70


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

Perumahan

Daerah single family 0,30-0,50

Multi unit terpisah 0,40-0,60

Multi unit tertutup 0,60-0,75

Suburban 0,25-0,40

Daerah apartemen 0,50-0,70

Industri

Daerah ringan 0,50-0,80

Daerah berat 0,60-0,90

Taman, kuburan 0,10-0,25

Tempat bermain 0,20-0,35

Halaman kereta api 0,20-0,40

Daerah tidak dikerjakan 0,10-0,30

Jalan : Beraspal 0,70-0,95

Beton 0,80-0,95

Batu 0,70-0,85

Atap 0,75-0,95

Sumber : Buku Hidrologi Terapan, Bambang Triatmodjo

7) Tentukan kecepatan aliran rata-rata yang diizinkan


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

Kecepatan

aliranJenis Bahan yang diizinkan (m/detik)Pasir halus 0.45Lempung kepasiran 0.5Lanau aluvial 0.6Kerikil halus 0.75Lempung kokoh 0.75Lempung padat 1.1Kerikil kasar 1.2Batu-batu besar 1.5Pasangan batu 1.5Beton 1.5Beton bertulang 1.5

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

Q= 13,6

.C . I . A

Q= 13,6

×0,7 × 455,673 ×0,015425

Q=1,367m3/detik

4.3. Perhitungan dimensi saluran

Menghitung dimensi saluran dengan mengggunakan langkah-langkah berikut :


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

1) Dalam mencari nilai b dan d,dapat menggunakan persamaan rumus luas

penampang basah (F) dengan bentuk penampang yaitu trapesium :

Fe=Fd

b+2.m. d2

=d √m2+1

Dari pernyataan tersebut maka dibuatlah persamaan yang menghasilkan nilai

dimensi saluran penampang, yaitu :

b = 0,8694 m

d = 0,8123 m

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

W =√0,5 . d

W =0,5744 m

4.4. Gambar dimensi penampang saluran


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

BAB 5

KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

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

intensitas hujannya sebesar 455,673 mm/jam. Lalu didapatkan besar debit rencana aliran

sebesar 1,135 m³/detik.

Besar dimensi saluran rencana yang dapat digunakan yaitu :

b = 0,8694 m

d = 0,8123 m

w = 0,5744 m

Hasil perhitungan dimensi saluran dapat memenuhi persyaratan dikarenakan

kecepatan aliran yang digunakan tidak melebihi kecepatan maksimum yang diizinkan

(Vultimate) dari persyaratan SNI yang ada.

5.2 Referensi

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


BINUS UNIVERSITY



BINUS UNIVERSITY

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


BINUS UNIVERSITY

Drainase Perkotaan

Documents