skripsi drainase

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

TINJAUAN KAPASITAS TAMPUNGAN SALURAN SUMBER TANGKILAN SEBAGAI SALURAN DRAINASE DI WILAYAH SUMBER, SURAKARTA BAGIAN UTARA TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya pada Program D-III Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Dikerjakan Oleh: ANGGRAENI UTAMI PUTRI NIM. I 8708001

PROGRAM DIPLOMA III INFRASTRUKTUR PERKOTAAN JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 commit to user i

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

LEMBAR PERSETUJUAN

TINJAUAN KAPASITAS TAMPUNGAN SALURAN SUMBER TANGKILAN SEBAGAI SALURAN DRAINASE DI WILAYAH SUMBER, SURAKARTA BAGIAN UTARA

TUGAS AKHIR

Dikerjakan Oleh: ANGGRAENI UTAMI PUTRI NIM. I 8708001 Telah disetujui untuk dipertahankan Tim Penguji Pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Diperiksa dan disetujui ; Dosen Pembimbing

Ir. SUSILOWATI, MSi NIP. 19480610 198503 2 001

commit to user ii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

LEMBAR PENGESAHAN TINJAUAN KAPASITAS TAMPUNGAN SALURAN SUMBER TANGKILAN SEBAGAI SALURAN DRAINASE DI WILAYAH SUMBER, SURAKARTA BAGIAN UTARA

TUGAS AKHIR Dikerjakan Oleh: ANGGRAENI UTAMI PUTRI NIM. I 8708001 Dipertahankan didepan tim penguji: 1. Ir. SUSILOWATI, MSi NIP. 19480610 195803 2 001

:......................................... .....................

2. Ir. KOOSDARYANI, MT NIP. 19541127 198601 2 001

:..............................................................

3. Ir. SUBRATAYATI, Msi NIP.19460421 198503 2 001

:..............................................................

Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS

Disahkan, Ketua Program D-III Teknik Jurusan Teknik Sipil FT UNS

Ir. BAMBANG SANTOSA, MT NIP. 19590823 198601 1 001

ACHMAD BASUKI, ST, MT NIP. 197109007 199702 1 001

commit to user iii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

MOTTO “Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan” (Q.S. Alam Nasrah: 5-6) “Jangan pernah berpikir akan kegagalan dan berhenti berusaha yang terbaik sebelum kamu benar-benar menemukan kegagalan tersebut” (penulis) “Sesungguhnya sholatku, ibadahku, hidupku dan matiku hanyalah untuk Allah, Tuhan semesta Alam” (Q.S. Al-An’aam : 162)

commit to user iv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PERSEMBAHAN Tugas Akhir dipersembahkan kepada :  Allah SWT, hanya padamulah aku berserah diri, meminta cahaya penerangan dan ketabahan dalam hidupku  Kedua orang tuaku, adikku, saudara-saudaraku (keluarga besar SOETIYONO dan MUH.BASRI) yang tak pernah hentihentinya memberikan dukungan, semangat, doa serta kasih sayangnya. Inilah persembahanku, semoga bisa selalu menjadi bagian dari banyak kebahagiaan yang kita syukuri  Pemimpin fakultas teknik,pemimpin jurusan teknik sipil,ketua program D3 teknik sipil, Ir.Koosdaryani, MT., Ir.Susilowati, Msi., dan segenap pengajar dan karyaawan fakultas teknik.  Ipung’s

Apartement

family,

banyak

hari

yang

tidak

terlupakan bersama kalian.  Rekan-rekan

Infrastruktur

khususnya

’08

dan

Gedung

khususnya ’08 berantakan tapi mengutamakan kebersamaan.  Temen-temen BEM FT Loyalitas, mengajarkan aq banyak hal  Lapy sama Suver yang selalu menemani langkah aku.  Semua pihak yang tidak dapat disebutkan dan telah membantu terselesaikannya Tugas Akhir ini.

commit to user v

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR Segala puji syukur penyusun panjatkan kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul Tinjauan Kapasitas Tampungan Saluran Sumber Tangkilan Sebagai Saluran Drainase Di Wilayah Sumber, Surakarta Bagian Utara dengan baik. Dengan adanya tugas akhir ini, kami berharap semoga laporan ini berguna bagi para

pembaca

dalam

mempelajari

perencanaan

sistem

drainase

yang

berkelanjutan, serta dapat menambah pengetahuan secara teori yang diperoleh di bangku kuliah, menambah wawasan serta pengalaman kerja di lapangan secara langsung. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terimakasih kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dan membantu penulis selama menyelesaikan penulisan tugas akir ini. Kepada segenap civitas Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta stafnya, Ir. Susilowati, M.Si selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir atas arahan dan bimbingannya selama dalam penyusunan tugas ini, Ir. Koosdaryani, MT selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingannya, rekan – rekan dari Teknik sipil semua angkatan dan semua pihak yang telah membantu terselesaikannya laporan Tugas Akhir ini. Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, kritik dan saran maupun masukan yang membawa ke arah perbaikan dan bersifat membangun sangat penyusun harapkan. Semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca pada umumnya. Surakarta,

Juli 2010

Penyusun

commit to user vi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

ABSTRAK Anggraeni Utami Putri, 2011. Tinjauan Kapasitas Tampungan Saluran Sumber

Tangkilan Sebagai Saluran Drainase Di

Wilayah Sumber,

Surakarta Bagian Utara. Tugas Akhir Program DIII Infrastruktur Perkotaan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Air merupakan sumber daya alam yang memiliki peran yang penting dalam kehidupan. Air yang melimpah dapat digunakan dengan baik bila tidak ada masalah pada saat pengaliran. Sebaliknya apabila pada saat pengaliran terdapat masalah maka air dapat menjadi bencana bagi lingkungan sekitarnya. Permasalahan yang terjadi biasa disebut dengan masalah drainase. Pada tahun 2007 saluran Sumber Tangkilan mengalami permasalahan drainase dengan terjadinya genangan. Genangan yang terjadi menjadi sebuah permasalahan tersendiri yang perlu dianalisis. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kondisi eksisting saluran sungai Sumber Tangkilan sebagai saluran drainase. Penelitian ini menggunakan metode deskriptif kuantitatif . Data-data yang diperlukan antara lain gambar skema daerah tangkapan sistem saluran drainase Kota Surakarta, data dimensi saluran drainase terbuka di sepanjang Sungai Sumber, data curah hujan dan data spesifikasi perencanaan saluran drainase. Dari hasil analisis dapat diketahui bahwa terjadi luapan pada sungai Sumber Tangkilan 1, Sumber tangkilan 2, Sumber tangkilan 3 pada debit rencana periode ulang 10-tahunan Kata-kata Drainase

kunci: Debit rencana, Kapasitas saluran drainase, dimensi saluran

commit to user vii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

ABSTRACT Anggraeni Utami Putri, 2011. Review Of

Bin

Capacity

Channel

Sumber

Tangkilan For Drainage Channels In Area Sumber, In Northern Part Of Surakarta. Final Project DIII Urban Infrastructure Program Department of Civil Engineering Faculty of Engineering, Sebelas Maret University. Water is a natural resource that has an important role in life. Abundant water can be

used

successfully when there

the moment. Conversely,

if

at

is

the moment there

no drainage problem at are problems

then the

water flux can be disastrous to the surrounding environment. The problems that occur commonly referred to drainage problems. In 2007 the channel Sumber Tangkilan experiencing drainage problems with the pool. Puddle that happens to be a separate issue that needs to be analyzed. The purpose of this study was to determine the existing condition in channel Sumber Tangkilan as drainage channels. This research uses descriptive quantitative method. The data required include schematic drawings catchment drainage system Surakarta, open drainage channels-dimensional data along

the lines Sumber, rainfall

data

and

data

specifications drainage planning. From the analysis results can be seen that occur in the overflow channel Sumber Tangkilan 1, Sumber Tangkilan 2, Sumber Tangkilan 3 on the discharge plan 10year return period. Key words: Debit plans, drainage channel capacity, channel dimensions Drainage

commit to user viii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI Hal HALAMAN JUDUL ................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN..................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN ..............................................................iv KATA PENGANTAR.................................................................................vi ABSTRAK ................................................................................................ vii DAFTAR ISI. ..............................................................................................ix DAFTAR GAMBAR................................................................................. xii DAFTAR TABEL .................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................xiv DAFTAR NOTASI ....................................................................................xv BAB 1 PENDAHULUAN ...........................................................................1 1.1. Latar Belakang........................................................................................1 1.2. Rumusan Masalah...................................................................................2 1.3. Batasan Masalah .....................................................................................3 1.4. Tujuan Penelitian ....................................................................................3 1.5. Manfaat Penelitian ..................................................................................3 1.6. Sumber Data ...........................................................................................4 1.7. Sistematika Penyusunan Laporan ............................................................4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ....................5 2.1. Tinjauan Pustaka.....................................................................................5 2.1.1. Sistem Drainase ........................................................................... 5 2.1.2. Permasalahan Drainase..................................................................6 2.1.3. Perencanaan Saluran Drainase.......................................................8 2.2. Landasan Teori .......................................................................................8 2.2.1. Analisis Hidrologi .........................................................................8 2.2.2. Analisis Hujan Rata-rata Daerah Aliran Sungai .............................9 2.2.3. Analisis Frekuensi dan Probabilitas .............................................11

commit to user ix

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

2.2.3.1. Distribusi Normal............................................................11 2.2.3.2. Distribusi Log-Normal ....................................................12 2.2.3.2. Distribusi Log-Pearson tipe III........................................12 2.2.3.4. Distribusi Gumbel ...........................................................13 2.2.4. Uji Kecocokan ...........................................................................15 2.2.4.1. Uji Chi-Kuadrat...............................................................16 2.2.4.2. Uji Smirnov-Kolmogorov................................................17 2.2.5. Laju Aliran Puncak .....................................................................18 2.2.5.1. Metode Rasional..............................................................19 2.2.5.1.1. Koefisien Pengaliran .......................................19 2.2.5.1.2. Waktu konsentrasi ...........................................21 2.2.5.1.3. Intensitas Hujan (I) ..........................................22 2.2.6. Saluran Drainase .........................................................................22 BAB 3 METODE PENULISAN ...............................................................24 3.1. Lokasi Penelitian...................................................................................24 3.2. Obyek Penelitian...................................................................................24 3.2. Langkah-langkah Penelitian ..................................................................24 3.2.1. Mencari Data atau Informasi .......................................................24 3.2.2. Mengolah Data............................................................................25 3.2.3. Penyusunan Laporan ...................................................................26 BAB 4 PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN ..........................27 4.1. Pengumpulan Data Curah Hujan ...........................................................27 4.2. Pengolahan Data ...................................................................................28 4.2.1. Hujan Maksimum Harian Rata-Rata ............................................28 4.2.2. Analisis Frekuensi.......................................................................29 4.2.3. Uji Kecocokan ............................................................................33 4.2.3.1. Uji Chi-Kuadrat...............................................................33 4.2.3.2 Uji Smirnov-Kolmogorov.................................................36 4.2.4. Menghitung Debit Sungai Sumber Tangkilan ..............................37 4.2.5. Perhitungan Full Bank Capacity dan Normal Capacity ................39

commit to user x

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

4.3. Pembahasan ..........................................................................................44 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN......................................................45 5.1. Kesimpulan...........................................................................................45 5.2. Saran.....................................................................................................45 DAFTAR PUSTAKA.................................................................................46 PENUTUP..................................................................................................xvii LAMPIRAN ...............................................................................................xviii

commit to user xi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 3.1 Diagram Alir Analisis Data.......................................................25

commit to user xii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL Hal Tabel 2.1 Karakteristik Distribusi Frekuensi ................................................15 Tabel 2.2 Nilai Uji Kritis Smirnov-Kolmogorov .........................................18 Tabel 2.3 Koefisien Aliran untuk Metode Rasional ......................................20 Tabel 2.4 Koefisien Limpasan untuk Metode Rasional.................................20 Tabel 4.1 Data Curah Hujan.........................................................................27 Tabel 4.2 Rekapitulasi Hujan Maksimum Harian Rata-rata ..........................28 Tabel 4.3 Perhitungan Parameter Statistik....................................................29 Tabel 4.4 Nilai-nilai pada persamaan distribusi Log Person III ....................31 Tabel 4.5 Perhitungan Hujan Rencana Dengan Metode Log-Person III ........33 Tabel 4.6 Data Curah Maksimum Harian Rata-Rata.....................................33 Tabel 4.7 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat ........................................................35 Tabel 4.8 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov .........................................36 Tabel 4.9 Data Sungai Sumber Tangkilan ....................................................37 Tabel 4.10 Perhitungan Qrencana ....................................................................38 Tabel 4.11 Perhitungan Full Bank Capacity Saluran ....................................41 Tabel 4.12 Perhitungan Normal Capacity Saluran........................................43 Tabel 4.13 Perbandingan Kapasitas Saluran Dengan Debit Rencana ............44

commit to user xiii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Gambar 1. Master Plan Drainase Kota Surakarta Gambar 2. Jaringan Drainase Sumber Banyuanyar Lampiran B Tabel 1. Data dimensi Saluran Tabel 2. Nilai K Distribusi Log-Person Tipe III Tabel 3. Nilai Variabel Reduksi Gauss Tabel 4. Nilai Kritis Untuk Distribusi Chi-Kuadrat (Uji Satu Sisi) Lampiran C

commit to user xiv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR NOTASI L

= Panjang saluran (km),

S

= Kemiringan saluran,

C

= Koefisien aliran permukaan,

Qn

= Debit n tahunan (m3/dtk),

Xi

= Hujan maksimum harian rata-rata(mm),

X

= Rata-rata hujan harian maksimum (mm),

Sd

= Simpangan baku,

Cv

= Koefisien variasi,

Cs

= Koefisien skewness,

n

= Koefisien manning,

Ck

= Kefisien ketajaman,

Y

= Nilai rata-rata logaritmatik dari Xi,

Sy

= Deviasi standar dari logaritmatik Xi,

Cs

= Koefisien kemencengan dari variasi logaritmatik Xi,

K

= Faktor frekuensi,

KT

= Faktor frekuensi untuk T tahun,

XT

= Hujan harian maksimum rata-rata T tahun (mm),

Y

= Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T

tahunan, = Log XTr XTr

= XT = Hujan harian maksimum rata-rata T tahun (mm),

X

= Xi = Hujan harian maksimum rata-rata,

Oi

= Jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke i,

Ei

= Jumlah nilai teoritis pada sub kelompok ke i,

2

= Parameter chi-kuadrat terhitung,

dk

= Derajat kebebasan pada uji chi-kuadrat,

commit to user xv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

G

= Jumlah sub kelompok,

P(X)

= Peluang munculnya nilai X,

P’(X)

= Peluang teoritis munculnya nilai X,

m

= Urutan hujan rata-rata maksimum dari terbesar samapi ke kecil,

D

= Selisih peluang dengan peluang teoritis munculnya nilai X,

N

= Jumlah data,

α

= Derajat kepercayaan

Do

= Nilai kritis,

Dmaks = Nilai kritis Dmaks, Tc

= Waktu konsentrasi (jam),

I

= Intensitas hujan (mm/jam),

R24

= Curah hujan maksimum harian dalam 24 jam (mm),

Asungai = Catchment area/ daerah tangkapan (ha), A

= Luas tampang aliran (m2),

R

= Jari-jari hidraulik (m),

v

= Kecepatan aliran (m/dt),

b

= Lebar bawah saluran (m),

b1,b2

= Lebar kanan/kiri (m),

w

= Tinggi jagaan (m),

h

= Tinggi muka air (m),

Q

= Debit (m3/dtk)

commit to user xvi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 1

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang Masalah

Air merupakan unsur yang paling penting bagi kehidupan di muka bumi terutama bagi kehidupan umat manusia. Seiring berjalannya waktu kebutuhan akan air meningkat dengan bertambahnya penduduk dan perkembangan ekonomi yang ada. Air yang melimpah dapat digunakan dengan baik bila tidak ada masalah pada saat pengalirannya. Sebaliknya apabila pada saat pengalirannya terdapat masalah maka air yang semula menjadi kebutuhan yang penting berubah menjadi bencana bagi lingkungan sekitarnya. Permasalahan yang terjadi biasa disebut dengan masalah drainase. Drainase itu sendiri menurut Dr. Ir. Suripin. M.Eng., adalah mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air. Di dalam dunia teknik sipil, drainase secara umum diartikan sebagai salah satu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan, kelebihan irigasi dari suatu kawasan atau lahan. Saluran drainase dapat menyebabkan tergenangnya daerah sekitar apabila pada saluran drainase terjadi gangguan atau penanganan yang tidak baik (Mursitaningsih, 2009). Tergenangnya saluran drainase dapat disebabkan oleh banyak faktor. Salah satunya adalah menyangkut pertambahan jumlah penduduk yang terjadi pada saat sekarang ini. Bertambahnya jumlah penduduk maka bertambah pula jumlah limbah cair dan limbah padat yang ada. Selain itu terjadi penambahan infrastruktur guna menyeimbangkan dengan bertambahnya jumlah penduduk yang ada. Hal-hal tersebut di atas bila tidak disertai manajemen yang baik maka akan mempercepat pendangkalan maupun penyempitan saluran dan sungai. Kapasitas drainase menjadi berkurang, sehingga tidak mampu menampung debit air. Debit

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 2

air yang tidak tertampung akan menimbulkan bencana atau tergenangnya daerah sekitar drainase. Saluran Sumber terletak di Desa Sumber, Surakarta bagian utara. Saluran ini merupakan salah satu ssaluran yang mempengaruhi pertumbuhan fisik dalam suatu wilayah tersebut, karena Saluran Sumber merupakan salah satu saluran yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan air oleh penduduk sekitar. Oleh karena itu, seharusnya Sungai Sumber memerlukan perhatian yang lebih agar tidak terjadi permasalahan drainase. Kenyataannya perlu kita ketahui bahwa, mulai tahun 2007 Saluran Sumber telah mengalami permasalahan drainase. Ini dibuktikan dengan adanya genangan yang terjadi pada saat musim hujan. Masalah inilah yang seharusnya mendapatkan perhatian lebih dari pemerintah dan perlu diadakan penelitian mengenai permasalahan yang muncul. Dengan mempertimbangkan hal-hal yang telah diuraikan di atas, daerah sekitar Desa Sumber dipilih sebagai lokasi studi kasus. Bertambahnya jumlah penduduk daerah tersebut menyebabkan banyak masalah yang dtimbulkan yang bersangkutan dengan masalah drainase. Genangan yang terjadi pada daerah Sumber pada musim penghujan menjadi sebuah permasalahan tersendiri yang dapat dianalisis sehingga dapat langsung ditangani (Sulasno, 2009).

1.2.

Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah tersebut di atas dan agar pembahasan lebih terarah serta mendalam supaya sesuai dengan tujuan, maka permasalahan dirumuskan sebagai berikut : Bagaimana kapasitas tampungan Saluran Sumber Tangkilan sebagai saluran wilayah Sumber, Surakarta bagian utara?

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 3

1.3.

Batasan Masalah

Berdasarkan rumusan masalah di atas serta untuk memperoleh hasil yang lebih akurat dalam studi ini, maka perlu diberikan batasan masalah sebagai berikut: a. Saluran yang dianalisis adalah Saluran Sumber Tangkilan di Wilayah Sumber Surakarta utara. b. Air yang menngalir dalam saluran drainase berasal dari air hujan. c. Saluran drainase di daerah tangkapan sepanjang Saluran Sumber Tangkilan berupa saluran terbuka.

1.4.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk: Mengetahui kapasitas tampungan Saluran Sumber Tangkilan sebagai saluran drainase.

1.5.

Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan muncul dari penelitian ini adalah: a. Manfaat teoritis Untuk pengembangan ilmu pengetahuan di bidang teknik sipil sesuai dengan teori yang didapat di bangku perkuliahan khususnya mengenai permasalahn drainase dam solusi yang atas permasalahan tersebut. b. Manfaat praktis Hasil penelitian ini dapat memberikan tambahan informasi kepada masyarakat dan Dinas Pekerjaan Umum wilayah kota Surakarta dalam hal perencanaan sistem drainase yang telah dibangun pada lokasi tersebut.

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 4

1.6.

Sumber Data

Laporan ini menyajikan pandangan secara umum dengan uraian dan penjelasan berdasarkan data hasil dari pengambilan data. Metode pengumpulan data sebagai dasar untuk menyusun laporan ini diperoleh dari buku catatan dan literatur yang terkait.

1.7.

Sistematika Penyusunan Laporan

Laporan Tugas Akhir ini terdiri dari 5 Bab yang berhubungan dengan masalah drainase. secara garis besar sistematika penyusunan laporan Tugas Akhir ini adlah sebagai berikut: BAB 1. PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penilitian, sumber data, dan sistematika penyusunan laporan. BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA Berisi tentang tinjauan pustaka dan dasar teori BAB 3. METODE PENELITIAN Berisi tentang lokasi penelitian, waktu penelitian, obyek penelitian, parameter yang diteliti, langkah-langkah penelitian. BAB 4. PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN Berisi tentang pengumpulan data, pengolahan data dan pembahasan. BAB 5. KESIMPULAN Berisi tentang kesimpulan dan saran.

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1.

Tinjauan Pustaka

2.1.1. Sistem Drainase Drainase yang berasal dari bahasa inggris yaitu drainage mempunyai arti mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalirkan air. 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/lahan, sehingga fungsi kawasan/lahan tidak terganggu. Drainase dapat juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dalam salinitas. Jadi drainase menyangkut tidak hanya air permukaan tapin juga air tanah (Suripin, 2004). Sesuai dengan prinsip sebagai jalur pembuangan maka waktu hujan, air yang mengalir di permukaan diusahakan secepatnya dibuang agar tidak menimbulkan genangan yang dapat mengganggu aktivitas dan bahkandapat menimbulkan kerugian (R. J. Kodoatie, 2005). Adapun fungsi drainase menurut R. J. Kodoatie adalah: a. Membebaskan suatu wilayah (terutama yang padat dari pemukiman) dari genangan air, erosi, dan banjir. b. Karena aliran lancar maka drainase juga berfungsi memperkecil resiko kesehatan lingkungan bebas dari malaria (nyamuk) dan penyakit lainnya. c. Kegunaan tanah permukiman padat akan menjadi lebih baik karena terhindar dari kelembaban.

commit to user 5

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 6

d. Dengan sistem yang baik tata guna lahan dapat dioptimalkan dan juga memperkecil kerusakan-kerusakan struktur tanah untuk jalan dan bangunan lainnya. 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 (Suripin,2004) Bangunan dari sistem drainase pada umumnya terdiri dari saluran penerima (interceptor drain), saluran pengumpul (collector drain), saluran pembawa (conveyor drain), saluran induk (main drain), dan badan air penerima (receving waters) (Suripin,2004). Menurut R. J. Kodoatie sistem jaringan drianase di dalam wilayah kota dibagi atas 2 (dua) bagian yaitu: a. Sistem drainase mayor adalah sistem saluran yang menampung dan mengalirkan air dari suatu daerah tangkapan air hujan (Catchment Area). Biasanya sitem ini menampung aliran yang berskala besar dan luas seperti saluran drainase primer. b. Sistem drainase minor adalah sistem saluran dan bangunan pelengkap drainase yang menampung dan mengalirkan air dari daerah tangkapan hujan dimana sebagian besar di dalam wilayah kota, contohnya seperti saluran atau selokan air hujan di sekitar bangunan. Dari segi konstruksinya sistem ini dapat dibedakan menjadi sitem saluran tertutup dan sistem saluran terbuka. 2.1.2. Permasalahan Drainase Permasalahan drainase bukanlah hal yang sederhana. Banyak faktor yang mempengaruhi dan pertimbangan yang matang dalam perencanaan, antara lain:

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 7

a. Peningkatan Debit Manajemen sampah yang kurang baik memberi konstribusi percepatan pendangkalan/penyempitan saluran dan sungai. Kapasitas sungai dan saluran drainase menjadi berkurang, sehingga tidak mampu menampung debit yang terjadi, air meluap dan terjadilah genangan atau bahkan bisa terjadi banjir. b. Penataan Lingkungan 1. Perkembangan

perumahan-perumahan

baru

terutama

oleh

developer/pengembang tidak diikuti dengan penataan drainase yang memadai. 2. Bangunan-bangunan penduduk yang mempersempit dimensi saluran. 3. Perubahan bentuk kontur untuk pengembangan pemukiman sebagian telah merubah arah aliran yang berdampak kesenjangan antara rencana penataan drainase dengan kenyataan. c. Perubahan Tata Guna Lahan 1. Pada daerah-daerah bekas persawahan, pada awalnya saluran drainase yang ada merupakan saluran irigasi. Perubahan fungsi ini tidak diikuti dengan perubahan desain saluran. 2. Perubahan tata guna lahan yang tidak sesui dengan perencanaan, terutama pada daerah bantaran sungai dan badan-badan saluran untuk pemukiman. 3. Hampir semua kawasan merupakan lahan bangunan dan kawasan resapan yang ada sangat kecil. 4. Sebagian saluran yang ada masih saluran alam padahal lahan yang semula kosong telah menjadi pemukiman padat. d. Kapasitas Saluran Saluran yang sudah ada kurang mampu menampung kapasitas debit air hujan padahal lahan untuk pengembangan saluran sudah tidak ada (normalisasi) non teknis. e. Fungsi Penyalahgunaan funsi saluran itu sendiri yang sebagiab saluran masih berfungsi campuran (mixed used) untuk drainase dan saluran limbah.

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 8

f. Peran masyarakat Kurangnya kesadaran masyarakat/partisipasi masyarakat yang rendah yang membuang sampah pada saluran sehingga mengakibatkan jalan air tidak lancar. 2.1.3. Perencanaan Saluran Drainase Saluran drainase harus direncanakan untuk dapat melewatkan debit rencana dengan aman. Perencanaan teknis saluran drainase menurut Suripin mengikuti tahapan : a. Menentukan debit rencana. b. Menentukan jalur saluran. c. Merencanakan profil memanjang saluran. d. Merencanakan penampang melintang saluran. e. Mengatur dan merencanakan bangunan-bangunan serta fasilitas sistem drainase. Dalam perencanaan perlu memperhatikan cara pelaksanaan, ketersediaan lahan dan bahan, biaya, serta operasi dan pemeliharaan setelah pembangunan selesai. Seluruh item pekerjaan yang disebutkan di atas tidak berdiri sendiri-sendiri, tetapi saling terkait, sehingga dalam proses perencanaan perlu saling cek.

2.2.

Landasan Teori

2.2.1. Analisis Hidrologi Analisis hidrologi diperlukan pada sebagian perencanaan bangunan sipil. Tidak hanya bangunan air saja yang memerlukan analisis hidrologi, dalam perencaan bangunan jalan raya, lapangan terbang, jembatan dan bangunan sipil lainnya (Sulasno, 2009).

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 9

Setiap perencanaan suatu wilayah perlu diperhatikan kelancaran air akibat hujan. Analisis hidrologi merupakan bidang yang sangat rumit dan kompleks. Hal tersebut dikarenakan adanya ketidak pastian dalam hidrologi, keterbatasan teori dan rekaman data, juga keterbatasan ekonomi (Sulasno, 2009). Hujan adalah salah satu bentuk presipitasi yang tidak dapat diprediksi secara pasti baik dalam seberapa besar yang akan terjadi maupun periode dari turunnya hujan tersebut. Tempat dan waktu sangat diperlukan dalam analisis hidrologi selain volume dan ketinggian hujan. Di dalam analisis dan perencanaan hidrologi perlu ditinjau secara cermat karakteristik dari hujan, karakteristik hujan yang perlu ditinjau adalah: a. Intensitas I, adalah laju hujan atau tinggi air persatuan waktu, misalnya mm/menit, mm/jam, atau mm/hari. b. Lama waktu (durasi) t, adalah panjang waktu dimana hujan turun dalam menit atau jam. c. Tinggi hujan d, adalah jumlah atau kedalaman hujan yang terjadi selama durasi hujan dan, dinyatakan dalam ketebalan air di atas permukaan datar, dalam mm. d. Frekuensi adalah frekuensi kejadian dan biasanya dinyatakan dengan kala ulang (return periode) T, misalnya sekali dalam 2 tahun. e. Luas adalah luas geografis daerah sebaran hujan. 2.2.2. Analisis hujan Rata-rata daerah aliran sungai Data hujan yang diporoleh dari alat penakar hujan merupakan hujan yang terjadi hanya pada satu tempat atau titik saja (point rainfall). Mengingat hujan sangat bervariasi terhadap tempat (space), maka untuk kawasan yang luas, satu alat penakar hujan belum dapat menggambarkan hujan daerah tersebut, oleh karena itu diperlukan hujan kawasan yang diperoleh dari harga rata-rata curah hujan beberapa stasiun penakar hujan yang ada di dalam dan atau disekitar kawasan

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 10

tersebut ada tiga macam metode yang umum digunakan untuk menghitung hujan rata-rata kawasan. Salah satunya denga metode Polygon Thiessen. Metode ini juga dikenal sebagai metode rata-rata timbang (weightened mean). Metode ini memberikan proporsi luasan daerah pengaruh pos penakar hujan untuk mengakomodasikan ketidak seragaman jarak. Diasumsikan bahwa variasi hujan antara pos satu dengan yang lainnya adalah linier dan bahwa sembarang pos dianggap dapat mewakili kawasan tersebut. Hujan rata-rata DAS dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut n

=

⋯

=

⋯

PA i 1 n

i

i

(2.1)

 Ai i 1

Dengan P1, P2, ..., Pn adalah curah hujan yang tercatat di pos penakar hujan 1, 2, ..., n. A1, A2, ..., An adalah luas areal polygon 1, 2, ..., n adalah banyaknya pos penakar curah hujan. Pemilihan metode Polygon Thiessen ini didasarkan pada beberapa faktor, faktorfaktor tersebut antara lain : a. Jaring-Jaring Penakar Hujan Jumlah pos penakar hujan cukup Jumlah pos penakar hujan terbatas Pos penakar hujan tunggal

Metode Isohyet, Thiessen atau ratarata aljabar dapat dipakai Metode

rata-rata

Thiessen Metode hujan titik

commit to user

alajabar

atau

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 11

b. Luas DAS DAS besar (>5000 km2)

Metode Isohyet

DAS sedang (500 - 5000 km2)

Metode Thiessen

DAS kecil (0 dan Ck>3

Distribusi Gumbel

CS = 1,139 dan Ck = 5,402

Distribusi Log-Pearson Tipe III

CS antara 0 s.d 0,9

Sumber : Soewarno, 1995

Langkah-langkah analisis frekkuensi adalah sebagai berikut: a. Hitung besaran statistik data hidrologi yang dianalisis (Mean, Standart Deviation, Coefficient of Variation, Coefficient of Skewness, Coefficient of

Kurtosi), b. Perkiraan jenis distribusi frekuensi yang sesuai dengan data berdasarkan

besaran statistik tersebut. c. Urutkan data dari kecil ke besar atau sebaliknya. d. Melakukan distribusi frekuensi x menurut karakteristik data yang ada. e. Melakukan uji distribusi (dengan uji Chi Square atau Smirnov-Kolmogorov). 2.2.4. Uji Kecocokan Dilakukan untuk menguji kecocokan (the goodnesss of fittest test) distribusi frekuensi sampel data terhadap fungsi distrkibusi peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi tersebut. Uji kecocokan dapat menggunakan metode antara lain:

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 16

2.2.4.1. Uji Chi-Kuadrat Uji chi-kuadrat dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi yang telah dipilih dapat mewakili distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Pengambilan keputusan mengguunakan parameter χ2, yang dapat dihitung dengan rumus:  Oi  Ei   =   Ei  i 1  2 h

G

2

(2.15)

Dengan:

 h2 = parameter chi-kuadrat terhitung, G

= Jumlah sub kelompok,

Oi = jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok I, Ei = jumlah nilai teritis pada sub kelompok i. Parameter merupakan  h2 variable acak. Peluang untuk mencapai nilai  h2 sama atau lebih besar dasri nilai chi-kuadrat sebenarnya (χ2)Parameter uji chi-kuadrat adalah sebagai berikut: a. Urutkan data pengamatan (dari besar ke kecil atau sebaliknya). b.

Kelompokkan data menjadi G sub-grup dengan interval peluang (p).

c. Jumlahkan data pengamatan sebesar Oi tiap-tiap sub-grup. d. Jumlahkan data dari persamaan distribusi yang digunakan sebesar Ei. e. Pada tiap sub-grup hitung nilai. (Oi  Ei) dan 2

 Oi  Ei     Ei 

2

2

 Oi  Ei  f. Jumlah seluruh G sub-grup nilai   untuk menentukan nilai chi Ei 

kuadrat terhitung.

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 17

g. Tentukan derajad kebebasan dk = G-R-1 (nilai R=2 untuk distribusi normal dan binomial). Interprestasi hasil uji adalah: a. Apabila peluang lebih dari 5% maka persamaan yang digunakan dapat diterima. b. Apabila peluang kurang dari 1% maka persamaan distribusi yang digunakan tidak dapat diterima. c. Apabila peluang berada antara 1%-5%, maka tidak mungkin mengambil keputusan, misal perlu data tambahan. 2.2.4.2. Uji Smirnov-Kolmogorov Uji kecocokan Smirnov-Kolmogorov pengujiannya tidak menggunakan distribusi tertentu. Prosedur pengujiannya adalah : a. Mengurutkan data (dari besar ke kecil atau sebaliknya) kemudian menentukan besarnya peluang dari masing-masing data tersebut: X1

= P (X1)

X2

= P (X2)

X3

= P (X3)

Dan seterusnya. Dengan : - X1, X2, X2, dan seterusnya = data pengamatan - P (X1), P (X2), P (X3), dan seterusnya = peluang masing-masing data b. Menentukan nilai masing-masing peluang teoritis dari hasil penggambaran data (persamaan distribusinya) X1

= P’ (X1)

X2

= P’ (X2)

X3

= P’ (X3)

Dan seterusnya.

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 18

c. Menentukan selisih terbesar anta kedua nilai peluang. D = maksimum (P(Xn)-P’(Xn)) d. Berdasarkan tabel nilai kritis Smirnov-Kolmogorov test, tentukan harga Do. Tabel 2.2 Nilai Uji Kritis Smirnov-Kolmogorov Derajad Kepercayaan, α

N (banyak data)

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

0,30

0,34

0,40

20

0,23

0,26

0,29

0,36

25

0,21

0,24

027

0,32

30

0,19

0,22

0,24

0,29

35

0,18

0,20

0,23

0,27

40

0,17

0,19

0,21

0,25

45

0,16

0,18

0,20

0,24

50

0,15

0,17

0,19

0,23

N>50

1,07/N0,5

1,22/N0,5

1,36/N0,5

1,63/N0,5

Sumber : Soewarno, 1995.

2.2.5. Laju Aliran Puncak Di dalam suatu analisis hidrologi hasil akhir yang didapatkan salah satunya berupa perkiraan laju aliran puncak (debit banjir rencana). Perkiraan debit dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa motode dan ditentukan berdasarkan pertimbangan teknis (engineering judgement). Metode yang umum dipakai untuk DAS kecil adalah metode Rasional dan metode hidrograf banjir:

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 19

2.2.5.1. Metode Rasional Metode yang umum dipakai untuk memperkiraan laju aliran permukaan adalah metode Rasional USSCS (1973). Persamaan matematik metode Rasional dinyatakan dalam bentuk: Qp = 0,002778 CIA

(2.16)

Dengan : Qp = laju permukaan (debit) puncak dalam m3/ detik, C = koefisien aliran permukaan (0 ≤ C ≤ 1), I

= intensitas hujan dalam mm/jam,

A = luas DAS dalam hektar. Metode Rasional sangat dipengaruhi sangat dipengaruhi oleh besarnya koefisien pengaliran, intensitas hujan dan luasan daerah aliran sungai. Karena sangat pentingnya tiga faktor di atas maka berikut adalah penjelasan mengenai masingmasing faktor yang terkait dengan metode Rasional. 2.2.5.1.1. Koefisien Pengaliran Koefisien C didefinisikan sebagai nisbah antara puncak aliran permukaan terhadap intensitas hujan, faktor ini sangat menentukan hasil perhitungan debit banjir, faktor utama yang mempengaruhi C adalah laju infiltrasi tanah atau persentase lahan kedap air, kemiringan lahan, tanaman penutup tanah, dan intensitas hujan. Koefisien pengaliran juga bergantung pada sifat dan kondisi tanah, air tanah, derajad kepadatan tanah, porositas tanah, dan simpangan depresi. Beberapa faktor lain yang juga berpengaruh menurut Hassing (1995) dalam Suripin (2004) adalah topografi, permeabilitas tanah, penutup lahan, dan tata guna lahan.

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 20

Tabel 2.3 Koefisien Aliran untuk Metode Rasional. Koefisien aliran C = Ct + Cs + Cv Topografi, Ct

Tanah, Cs

Vegetasi, Cv

Datar ( 0.80

Berdasarkan persaman garis lurus: X = X  Sd .k X = 116.7591+16.943k Dari persamaan garis lurus dan Tabel lampiran B-3 untuk Nilai Variabel Reduksi Gauss maka didapat perhitungan sebagai berikut: a. Untuk P = 1 - 0.20 = 0.80 X= 116.7591+16.943 x 0.84 = 130.9912 mm/jam b. Untuk P = 1 - 0.40 = 0.60 X= 116.7591+16.943 x 0.25 = 120.9945 mm/jam

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 35

c. Untuk P = 1 - 0.60 = 0.40 X= 116.7591+16.943 x (-0.25) = 112.5234 mm/jam d. Untuk P = 1 - 0.80 = 0.20 X= 116.7591+16.943 x (-0.84) = 102.5270 mm/jam Sehingga: a. Sub group 1

x kurang dari 102.5270 mm/jam

b. Sub group 2

102.5270 < x ≤ 112.5234 mm/jam

c. Sub group 3

112.5234 < x ≤ 120.9945 mm/jam

d. Sub group 4

120.9945 < x ≤ 130.9912 mm/jam

e. Sub group 5

x > 130.9912 mm/jam

Perhitungan selanjutnya disajikan pada Tabel 4.7 sebagai berikut: Tabel 4.7 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat

No.

Nilai Batas Sub Kelompok (mm/jam)

Jumlah Data Oi

Ei

 O  Ei    i  Ei 2

Oi - Ei

1.

x ≤102.5270

5

4.4

0.6

0.0186

2.

102.5270 < x ≤ 112.5234

6

4.4

1.6

0.1322

3.

112.5234 < x ≤ 120.9945

3

4.4

-1.4

0.1012

4.

120.9945 < x ≤ 130.9912

2

4.4

-2.4

0.2975

5.

x > 130.9912

6

4.4

1.6

0.1322

22

22

-

0.6817

Jumlah

  

2

Dari tabel perhitungan di atas, diperoleh nilai  2  0.6817 . Berdasarkan tabel lampiran B-4 nilai Kritis pada Distribusi Chi-Kuadrat (uji satu sisi) maka, untuk

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id 36

mencapai nilai Chi-kuadrat sama atau lebih besar dari 0.6817 dengan derajat kebebasan dk = G-R-1 = 5-2-1 = 2, kurang lebih pada peluang 0.85. Oleh karena peluang yang diperoleh adalah 85% (lebih besar 5%), maka Persamaan distribusi Log-Person III dapat diterima. 4.2.3.2 Uji Smirnov-Kolmogorov Uji kecocokan selanjutnya dengan menggunakan perhitungan uji SmirnovKolmogorov. Berikut ini adalah perhitungan yang disajikan dalam Tabel 4.7 berikut: Tabel 4.8 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov P(X) M

X

log X

m ( N  1)

P(X