Laporan Tugas Besar Efrem.docx

LAPORAN TUGAS BESAR SISTEM DRAINASE

EVALUASI SISTEM DRAINASE EKSISTING

Disusun oleh: NIM. 16041000045

Dosen Pembimbing: Dr. Ir. Laksni Sedyowati, M.S.

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERDEKA MALANG 2019

KATA PENGANTAR Puji dan Syukur yang sebesar-besarnya kepada Allah, Tuhan yang maha Esa, sampai pada detik ini masih memberikan nikmat dan karunianya kepada kami, sehingga kami masih bisa menyelesaikan Tugas Laporan Sistem Drainase dengan judul “Evaluasi Sistem Drainase Eksisting”. Laporan ini penulis buat adalah dalam rangka pemenuhan tugas Mata Kuliah Sistem Drainase. Penulis berharap, melalui laporan ini, penulis dan rekan-rekan sekalian semakin memahami bagaimana menyelesaikan permasalahan sistem drainase eksisting pada beberapa saluran. Seluruh proses penyelesaian laporan ini tidak lepas dari bimbingan dan arahan dari Ibu Dr. Ir. Laksni Sedyowati M.S. selaku dosen Sistem Drainase. Oleh karena itu rasa terima kasih sedalam-dalamnya penulis berikan kepada beliau. Demikian laporan ini penulis buat semoga bermanfaat.

Malang, Januari 2019 Penyusun

Efrem Cardoso Monteiro

i

DAFTAR ISI Kata Pengantar......................................................................................................................... i Daftar Isi.................................................................................................................................... ii Bab I. Data................................................................................................................................ 1 Bab II. Analisa Hidrologi........................................................................................................... 1 A. Perhitungan Curah Hujan Rancangan ................................................................... 1 1. Rekapitulasi Data Curah hujan harian Maksimum Tahunan............................. 2 2. Perhitungan Curah Hujan Harian Maksimum Rata-rata.................................... 3 3. Analisis Inlier dan Outlier.................................................................................. 3 4. Analisis Distribusi Frekuensi............................................................................. 4 5. Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi................................................................. 8 6. Penentuan Curah Hujan Rancangan................................................................ 13 B. Perhitungan Debit Rancangan............................................................................... 14 1. Perhitungan Debit Air Hujan............................................................................ 14 a. Perhitungan koefisien limpasan (C)............................................................ 14 b. Perhitungan waktu konsentrasi (Tc)........................................................... 15 c. Perhitungan intensitas hujan (I).................................................................. 16 d. Perhitungan debit air hujan (QAH)............................................................... 16 2. Perhitungan Debit Air Kotor.............................................................................. 17 a. Perhitungan kepadatan penduduk sesuai tahun proyeksi.......................... 17 b. Perhitungan jumlah penduduk pada masing-masing daerah aliran............ 18 c. Perhitungan debit air kotor per orang.......................................................... 19 d. Perhitungan debit air kotor pada masing-masing daerah aliran.................. 19 3. Perhitungan Debit Rancangan.......................................................................... 20 Bab III. Analisa Hidrolika.......................................................................................................... 20 A. Perhitungan kapasitas Saluran Eksisting............................................................... 20 B. Perhitungan Debit rancangan Sesuai Skema Sistem Drainase............................. 22 C. Evaluasi Sistem Drainase Eksisting Sesuai tahun Proyeksi.................................. 22 D. Perhitungan Desain Ulang..................................................................................... 23 Bab IV. Hasil dan Pembahasan............................................................................................... 25 Bab V. Kesimpulan................................................................................................................... 25 Daftar Pustaka.......................................................................................................................... 26

ii

EVALUASI SISTEM DRAINASE EKSISTING I.

DATA Data-data berikut adalah data yang digunakan untuk mengevaluasi Sistem Drainase Eksisting dan terdiri dari data tentang kependudukan, data hidrologi, data teknis saluran eksisting, adalah sebagai berikut: - Luas Kota (km2) : 4,228 km2 - Jumlah Penduduk Kota Tahun 2000 (jiwa) : 102.500 jiwa - Jumlah Penduduk Kota Tahun 2010 (jiwa) : 125.000 jiwa - Kebutuhan Air Bersih Rata-rata (liter/jiwa/hari) : 175 liter/hari/jiwa - Jenis Saluran : Saluran Lapisan Batu - Kemiringan Talud Saluran Trapesium : 1 : 0,5 - Kala Ulang Tahun : 25 Tahun - Kecepatan Maksimum yang diijinkan : 1,2– 1,8 m/s - Koefisien Kekasaran Manning : 0,025 - Data teknis saluran eksisting sebagai berikut : Tabel I-1.Data teknis saluran eksisting Lebar Saluran (m)

Tinggi Aliran (m)

Luas Daerah Aliran (km2)

Penggunaan Lahan

5.08

0.68

0.70

0.0550

70% Pemukiman padat& 30% sekolah

408

7.20

0.50

0.68

0.0429

40% Pertokoan & 60% permukiman

2a

508

7.20

0.55

0.60

0.0308

Permukiman sedang

4b

608

5.60

0.58

0.65

0.0642

65% Permukiman &35% taman

3

708

4.08

0.65

0.78

0.0535

70% Permukiman& 30% perkebunan

4

345

6.50

0.68

0.60

0.0395

Pertokoan & taman

4a

408

6.50

0.60

0.68

0.0585

Daerah industri & permukiman sedang

5

508

5.08

0.68

0.60

0.0485

Permukiman sedang& industri kecil

5a

608

6.20

0.50

0.68

0.0785

60% Daerah industri dan 40% sawah

5b

708

5.80

0.68

0.70

0.0886

Pertokoan & permukiman padat

6

808

5.08

0.75

1.08

0.0924

80% Permukiman sedang & 20% taman

No. Saluran

Panjang Saluran (m)

Kemiringan Saluran (10-3)

1

308

2

Bentuk saluran

1

II.

ANALISA HIDROLOGI A. Perhitungan Curah Hujan Rancangan Menentukan besarnya curah hujan rancangan sesuai periode/kala ulang yang di tentukan perlu dilakukan Perhitungan Curah Hujan Rancangan, yaitu 25 tahun. Curah hujan rancangan yang dihasilkan dari perhitungan ini digunakan untuk menentukan besarnya debit rancangan untuk evaluasi sistem drainase eksisting dan penentuan desain ulang sistem drainase apabila kapaasitas saluran ekssisting tidak memenuhi. Tahapan perhitungan curah hujan rancangan sebagai berikut: 1. Rekapitulasi Data Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan Langkah awal adalah mendapatkan data curah hujan harian maksimum diperoleh Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG). Data berasal dari 3 (tiga) stasiun pencatat hujan, yaitu Stasiun A, Stasiun B dan Stasiun C. Data yang diperoleh berupa data curah hujan harian selama 15 (lima belas tahun) mulai Tahun 2000 sampai dengan Tahun 2014. Tahap selanjutnya adalah melakukan pemeriksaan data untuk menentukan data curah hujan harian terbesar pada setiap tahun pada masing-masing stasiun. Apabila data curah hujan maksimum pada stasiun yang berbeda tidak terjadi pada tanggal yang sama,lakukan pemeriksaan dan pencatatan besarnya data hujan untuk dua stasiun yang lain pada tanggal yang sama. Dan seterusnya dilakukan untuk seluruh tahun pada masing-masing stasiun. Rekapitulasi data curah hujan harian maksimum selengkapnya sebagaimana terdapat pada pada Tabel II-1 berikut ini. Tabel II-1.Data curah hujan harian maksimum tahunan.

No 1

Tahun 2000

2

2001

3

2002

4

2003

5 6 7 8

2004 2005 2006 2007

9

2008

10

2009

11

2010

12

2011

13

2012 2013

14

2014

Tanggal 7-Mar 17-Jan 27 Peb 7-Jan 23 Peb 10 Peb 9-Apr 19-Jan 17-Jan 12-Jan 12-Apr 17 Peb 25 Peb 7-Dec 13-Dec 1-May 4-Jan 12-Mar 4-Jun 21-May 1-Apr 31-Mar 22-Nov 4-Jan 4-Dec 25-Feb 28-Dec 8-Jul

Stasiun A 208 31 34 32 39 27 48 84 108 45 158 0 26 0 112 0 74 0 7 66 0 158 37 93 0 26 0 108

Stasiun B 110 28 88 27 113 0 109 69 76 84 91 76 20 98 18 71 6 108 0 0 135 0 128 42 325 10 87 0

Stasiun C 80 86 32 108 18 97 38 124 85 84 91 76 108 125 18 182 9 76 81 0 101 0 78 84 208 19 87 0

Sumber :Data Soal 2

2. Perhitungan Curah Hujan Harian Maksimum Rata-rata Menghitung curah hujan harian rata-rata perlu menggunakan metode Thiesen : Curah Hujan Rata-rata 7 Maret = (208*0,15)+(110*0,20)+(80*0,65) = 110,75 mm Curah Hujan Rata-rata 17 Januari = (31*0,15)+(28*0,20)+(86*0,65) = 66,15 mm Dari kedua data Curah Hujan rata-rata diatas diambil nilai yang terbesar yaitu 110,75 mm. Perhitungan curah hujan harian maksimum rata-rata selengkapnya sebagaimana Tabel II-2 berikut ini. Tabel II-2.Data curah hujan harian maksimum rata-rata. No

Tahun

Tanggal

1

2000

2

2001

3

2002

4

2003

5 6 7 8

2004 2005 2006 2007

9

2008

10

2009

11

2010

7-Mar 17-Jan 27 Peb 7-Jan 23 Peb 10 Peb 9-Apr 19-Jan 17-Jan 12-Jan 12-Apr 17 Peb 25 Peb 7-Dec 13-Dec 1-May 4-Jan 12-Mar 4-Jun 21-May 1-Apr 31-Mar 22-Nov 4-Jan 4-Dec 25-Feb 28-Dec 8-Jul

12

2011

13

2012 2013

14

2014

Stasiun A

Stasiun B

Stasiun C

Koef. Thiessen 0.15 208 31 34 32 39 27 48 84 108 45 180 0 26

Koef. Thiessen 0.20 110 28 88 27 113 0 109 69 76 84 91 76 20

Koef. Thiessen 0.65 80 86 32 108 18 97 38 124 85 84 91 76 108

110.75 66.15 43.50 104.45 40.15 67.10 51.75 107.00 92.20 78.15 99.85 64.60 102.15

110.75

0 112 0 74 0 7 66 0 185 37 93 0 26 0 108

98 18 71 6 108 0 0 135 0 128 42 325 10 87 0

125 18 182 9 76 81 0 101 0 78 84 208 19 87 0

100.85 32.10 113.00 18.15 78.40 53.70 9.90 92.65 23.25 81.85 76.95 224.25 18.25 73.95 21.75

100.85

CH Rata2

CH rata2 maks

104.45 67.10 107.00 92.20 78.15 99.85 102.15

113.00 78.40 92.65

81.85 224.25 73.95

Sumber : Hasil Perhitungan 3. Analisis Inlier dan Outlier Untuk data inlier dan outier diperoleh dari hasil perhitungan CH harian rata-rata maksimum.Yaitu dengan mengurutkan data-data tersebut dari yang terbesar hingga terkecil. Kemudian mencari nilai ambang batas atas dan nilai ambang batas bawah dari seluruh data dengan rumus sebagai berikut :

3

Nilai Ambang Atas (Xh) Xh = Xrt + Kn.Sd Nilai Ambang Bawah (XI) XI = Xrt – Kn.Sd Dengan : Xrt = Rata-rata curah hujan maksimum Kn = Tetapan jumlah data (n = 15, maka Kn = 2,247) Sd = Standar Deviasi Xrt

=

=

∑x 𝑛 𝟏𝟒𝟓𝟗,𝟗𝟓 𝟏𝟓

= 97,330 Sd

=√

∑(𝑥𝑖 −𝑥𝑟𝑡)2 𝑛−1

= 33.370 Nilai Ambang Atas (Xh) Nilai Ambang Bawah (XI)

= 97,330+ (2,247x 33,370) = 97,330 - (2,247x 33,370)

= 172.3127 = 22,34733

Tabel II-3. Data analisis Inlier dan Outlier No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Mean Std. Dev

Tahun 2013 2009 2003 2000 2006 2008 2011 2004 2012 2001 2005 2007 2014 2010 2002

Hujan 200.20 132.5 107 105.2 104.35 100.85 92.65 86.65 81.85 80.4 78.15 78.1 73.95 71 67.1

log x 2.30 2.12 2.03 2.02 2.02 2.00 1.97 1.94 1.91 1.91 1.89 1.89 1.87 1.85 1.83

=

97.33

1.97

=

33.37013

0.121892

Keterangan Nilai ambang atas (Xh) Xh =

172.3127

Nilai ambang bawah (Xl) Xl =

22.34733

Maka, ada 1 (satu) data yang di luar nilai ambang batas, yaitu data Th. 2004

Kn

=

2.247

Sumber : Hasil Perhitungan Data diatas menunjukkan diperoleh data tahun 2013 melewati nilai ambang batas maka data tahun 2013 tidak dapat digunakan untuk perhitungan selanjutnya. 4. Analisis Distribusi Frekuensi Analisis distribusi frekuensi dilakukan dengan dua metode yaitu, metode Gumbel dan Log Pearson Tipe III.

4

a. Metode Gumbel Metode perhitungan distribusi frekuensi EJ Gumbel, sebagai berikut : Nilai rerata : Standar deviasi :

n X Xrt  1 n

Sx 

X  Xr  n 1

2

Besarnya curah hujan rancangan dengan periode ulang T tahun adalah sebagai berikut : XT = Xrt + K.Sx k = faktor frekuensi yang merupakan fungsi dari periode ulang dantype distribusi frekuensi

k Yt

Yt  Yn Sn

= Reduced variate sebagai fungsi periode ulang T

  Tr  1  =  ln  ln     Tr  dimana : Yn = Reduced mean sebagai fungsi dari banyaknya n data Sn = Reduced standar deviasi sebagai fungsi dari banyaknya n data Contoh Perhitungan : Nilai rerata: Xrt =4152,80 =27,685 15 Standar deviasi: Sx = 1259,75=31,394 15-1 Nilai K (faktor frekuensi): K =1.97-0,08 Besarnya curah hujan rancangan dengan periode ulang 20 tahun : XT = 93,03 + (-0,14 . 14,75) = 90,97 mm

5

Tabel II-4. Analisis frekuensi distribusi metode Gumbel tipe I No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Jumlah

Hujan Maksimum Hujan Maks Gumbel Type I X ( mm ) (X-Xrt)^2 (X-Xrt)^3 132.50 1,807.77 76,862.43 107.00 289.61 4,928.50 105.20 231.58 3,524.20 104.35 206.44 2,966.03 100.85 118.11 1,283.61 92.65 7.12 18.99 86.65 11.10 -37.00 81.85 66.13 -537.79 80.40 91.82 -879.81 78.15 140.00 -1,656.50 78.10 141.19 -1,677.58 73.95 257.03 -4,120.74 71.00 360.32 -6,839.68 67.10 523.59 -11,980.92 1,259.75

N Jumlah Xrt  (X-Xrt)^2  (X-Xrt)^3 Sx Yn (tabel) Sn (tabel)

4,251.80

61,853.75

14.00 1,259.75 89.98 4,251.80 61,853.75 18.08 0.51 1.01

Sumber : Hasil Perhitungan Persamaan Gumbel tipe I 'X = Xrt +((Sx/Sn)* (Y - Yn)) X = 89.98+((18.08/1.01)* (Y - 0,51)) T (thn)

Y

XT (mm)

2.00 5.00 10.00 25.00 50.00 100.00 200.00 1,000.00

0.37 1.50 2.25 3.20 3.90 4.60 5.30 6.91

87.41 107.72 121.16 138.15 150.75 163.26 175.72 204.59

Sumber : Hasil Perhitungan b. Metode Log Pearson Tipe III Metode yang dianjurkan dalam pemakaian distribusi Log Pearson III adalah dengan mengkonversikan rangkaian datanya menjadi bentuk logaritmis. Nilai rerata :  logx logXr  n Standar deviasi :

6

logX  logXr  n 1 Koefisien kepencengan (Cs) : 3 n logX  logXr  Cs  3 n n  1n  2logX  Besarnya curah hujan rancangan dengan periode ulang T tahun adalah sebagai berikut: Log XT = log Xr + K.Slogx S logx 

K

= faktor frekuensi untuk distribusi Log Pearson III yang besarnya tergantung harga Cs dan Kala ulang T. Contoh Perhitungan : Nilai rerata :

27,49  1,96 14 Standar deviasi : 0,07 Slogx   0,07 14  1 Koefisien kepencengan (Cs) logXr 

Cs 

 0,0023  0,04 1414  114  2(0,07 3 )

Besar curah hujan rancangan dengan periode ulang 20 tahun XT = anti Log X = (1.96 + 0.07 * k) Tabel II-6.Analisis distribusi frekuensi metode Log Pearson tipe III Hujan Maks X ( mm ) 132.50 107.00 105.20 104.35 100.85 92.65 86.65 81.85 80.40 78.15 78.10 73.95 71.00 67.10 1,259.75

Hujan Maksimum Log Pearson Tipe III Log X (Log X-Log Xrt)^2 2.12 0.03 2.03 0.01 2.02 0.01 2.02 0.01 2.00 0.00 1.97 0.00 1.94 0.00 1.91 0.00 1.91 0.00 1.89 0.00 1.89 0.00 1.87 0.01 1.85 0.01 1.83 0.01 27.25 0.09

N Jumlah Log Log Xrt (Log X-LogXrt)^2 (LogX-LogXrt)^3 S Log X Cs Kurtosis

(Log X-Log Xrt)^3 0.00542 0.00057 0.00043 0.00037 0.00019 0.00001 0.00000 -0.00004 -0.00007 -0.00015 -0.00016 -0.00047 -0.00086 -0.00172 0.004

14.00 27.25 1.95 0.09 0.004 0.08 0.04 -0.26

Sumber : Hasil Perhitungan

7

Persamaan Log Pearson tipe III Log X = Log Xrt + k. S Log X Log X = 1.95 + 0.09 * k Tabel II-7.Curah Rancangan Metode Log-Pearson Tipe III T (thn)

k

Log XT (mm)

XT (mm)

Peluang (%)

2 5 10 25 50 100 200 1,000 20.00

-0.01 0.84 1.29 1.75 2.08 2.35 2.61 2.76 1.59

1.95 2.02 2.05 2.09 2.12 2.14 2.16 2.18 2.08

88.30 103.97 113.19 123.66 131.69 138.96 146.01 150.07 120.06

50.00 20.00 10.00 4.00 2.00 1.00 0.50 0.10 5.00

Sumber : Hasil Perhitungan 5. Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi Uji kesesuaian distribusi frekuensi dilakukan dengan beberapa metode yaitu antara lain sebagai berikut : A. Metode Smirnov-Kolmogorov Pemerikasaan uji kesesuaian ini dimaksudkan untuk mengetahui suatu kebenaran hipotesa distribusi frekuensi. Dengan pemeriksaan uji ini akan diketahui beberapa hal, seperti :  

Kebenaran antara hasil pengamatan dengan model distribusi yang diharapkan atau yang diperoleh secara teoritis. Kebenaran hipotesa, diterima atau ditolak.

Hipotesa suatu rancangan awal adalah merupakan perumusan sementara mengenai sesuatu hal yang dibuat dan untuk menjelaskan hal itu diperlukan adanya penyelidikan. Adapun uji tersebut dilakukan dengan tahapan sebagai berikut : a) Data curah hujan maksimum harian rerata tiap tahun disusun dari besar ke kecil, b) Probabilitas dihitung dengan persamaan Weibull sebagai berikut : m P x100% n 1 dimana : P = probabilitas (%) M = nomor urut data dari seri yang telah disusun n = banyaknya data c) Plot data hujan Xi dan probabilitas d) Plot persamaan analisis frekuensi yang sesuai. Adapun jenis-jenis distribusi yang digunakan ialah sebagai berikut : 1. Distribusi Log Pearson III Hasil perhitungan Uji SmirnovKolmogorov untuk distribusi Log Pearson selengkapnya sebagaimana disajikan pada Tabel II-8 berikut ini :

Tabel II-8. Pengujian Distribusi Frekuensi Metode Log Pearson III 8

Ranking Data (m) 1

(mm) 132.50

Log data (mm) 2.12

Pro. Empiris (%) 6.67

2.11

Prob. Teoritis (%) 1.89

2

107.00

2.03

13.33

0.99

16.62

3.29

3

105.20

2.02

20.00

0.91

18.62

1.38

4

104.35

2.02

26.67

0.86

19.58

7.09

5

100.85

2.00

33.33

0.69

25.60

7.73

6

92.65

1.97

40.00

0.24

41.17

1.17

7

86.65

1.94

46.67

-0.10

53.99

7.32

8

81.85

1.91

53.33

-0.40

64.50

11.17

9

80.40

1.91

60.00

-0.49

67.80

7.80

10

78.15

1.89

66.67

-0.64

73.04

6.37

11

78.10

1.89

73.33

-0.65

73.16

0.18

12

73.95

1.87

80.00

-0.93

82.04

2.04

13

71.00

1.85

86.67

-1.14

86.77

0.10

14

67.10

1.83

93.33

-1.44

92.01

1.33

Data

K

Delta P (%) 4.78

Parameter statistik aritmatik : > Rata= 1.95 rata > Std. = 0.08 Deviasi > CS = 0.04 Delta P maks (%) Der. Signifikan a (%) Banyak data Delta kritis (%)

11.17 5.00 14.00 39.60

Delta P maks < Delta kritis -------hipotesa diterima

Sumber : Hasil Perhitungan 2. Distribusi Gumbel Hasil perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov untuk distribusi Gumbel selengkapnya sebagaimana disajikan pada Tabel II-9 berikut ini : Tabel II-9. Pengujian Distribusi Frekuensi MetodeGumbel

Ranking Data (m ) 1 2

(mm)

Pro. Empiris (%)

132.50 107.00

6.667 13.333

Data

K

2.351 0.941

Yt

2.209 1.489

T

9.610 4.953

Prob. Teoritis (%)

10.4056 20.1897

Delta P (%)

3.7389 6.8563 9

105.20 104.35 100.85 92.65 86.65 81.85 80.40 78.15 78.10 73.95 71.00 67.10

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

20.000 26.667 33.333 40.000 46.667 53.333 60.000 66.667 73.333 80.000 86.667 93.333

0.841 0.794 0.601 0.148 -0.184 -0.450 -0.530 -0.654 -0.657 -0.886 -1.050 -1.265

1.439 1.415 1.316 1.085 0.916 0.780 0.739 0.676 0.674 0.557 0.474 0.364

4.735 4.635 4.251 3.487 3.031 2.720 2.634 2.508 2.505 2.294 2.158 1.997

Parameter statistik aritmatik : > Rata-rata = 89.98 > Std. Deviasi = 18.08 > faktor Sn = 0.5100 > faktor Yn = 1.0095 > k = (Yt - Yn)/Sn > Xt = Xrerata + k . S Delta P maks (%) Der. Signifikan a (%) Banyak data Delta kritis (%) Delta P maks > Delta kritis >>> hipotesa tidak diterima > 39.6 Hipotesa Tidak Diterima 43.26

21.1213 21.5739 23.5261 28.6801 32.9881 36.7653 37.9633 39.8734 39.9165 43.5987 46.3319 50.0774

1.1213 5.0927 9.8072 11.3199 13.6786 16.5680 22.0367 26.7933 33.4168 36.4013 40.3348 43.2559

Table Table

= = = =

43.26 5 14 39.6

Sumber : Hasil Perhitungan 3. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Rekapitulasi hasil perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov di atas dapat dilihat pada Tabel II10 berikut ini. Tabel II-10.Hasil Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Uji Smirnov - Kolmogorof

Distribusi Log Pearson III Gumbel Log Normal Normal

Dmaks.hit

Dkritis

Dmaks - Dkritis

Hipotesa

11.17 43.26 86.90 86.67

39.60 39.60 39.60 39.60

Dmaks < Dkritis Dmaks > Dkritis Dmaks > Dkritis Dmaks > Dkritis

diterima ditolak ditolak ditolak

Sumber : Hasil Perhitungan Dari perhitungan uji distribusi di atas didapatkan bahwa distribusi frekuensi yang diterima adalah Log Pearson III dengan harga D maks = 14,55 lebih kecil dari D kritis. B. Metode Chi-Square Dari distribusi (sebaran) Chi-Square, dengan penjabaran seperlunya dapat diturunkan :

( Ef  Of ) Ef dimana : X = harga Chi-Square X

10

Ef

= frekuensi (banyaknya pengamatan) yang diharapkan, sesuai dengan pembagian kelasnya Of = frekuensi yang terbaca pada kelas yang sama Derajat kebebasan ini secara umum dapat dihitung sebagai berikut : DK = K - (P + 1) dimana : DK =derajat kebebasan K =banyaknya kelas P =banyaknya keterikatan atau sama dengan banyaknyaparameter,yang untuk sebaran Chi-Square adalah sama dengan dua (2).

Untuk metode Chi-Square distribusi yang digunakan adalah sebagai berikut : 1. Distribusi Log Pearson Tipe III Hasil perhitungan Uji Chi-Square untuk distribusi Log Pearson selengkapnya sebagaimana disajikan pada Tabel II-11 berikut ini : Tabel II-11. Pengujian Distribusi Frekuensi Metode Log Pearson Type III

N0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Tahun

Hujan Maks. Harian

2,000 2,001 2,002 2,003 2,004 2,005 2,006 2,007 2,008 2,009 2,010 2,011 2,012 2,014

(mm) 105.20 80.40 67.10 107.00 86.65 78.15 104.35 78.10 100.85 132.50 71.00 92.65 81.85 73.95

Probabilitas P < 25.0 25.0 < P < 50.0 50.0 < P < 75.0 75.0 < P < 100.0

Data Setelah Diurutkan Hujan Maks. Harian Tahun (mm) 2,009 132.50 2,003 107.00 2,000 105.20 2,006 104.35 2,008 100.85 2,011 92.65 2,004 86.65 2,012 81.85 2,001 80.40 2,005 78.15 2,007 78.10 2,014 73.95 2,010 71.00 2,002 67.10

P = m/(n+1) (%) 1.89 16.62 18.62 19.58 25.60 41.17 53.99 64.50 67.80 73.04 73.16 82.04 86.77 92.01

Oi

Ei

Oi - Ei

(Ef-Of)2/Ei

4.00 2.00 5.00 3.00 14.00

4.00 3.00 4.00 3.00 14.00

0.00 -1.00 1.00 0.00

0.00 0.33 0.25 0.00 0.58

Chi - square hitung = 0.58 Dk = 2.00 Chi - square kritis = 5.99 Chi - square hitung < Chi - square kritis >>> hipotesa diterima.

Sumber : Hasil Perhitungan 11

2. Distribusi Gumbel Hasil perhitungan Uji Chi-Square untuk distribusi Gumbel selengkapnya sebagaimana disajikan pada Tabel II-12 berikut ini : Tabel II-12. Pengujian Distribusi Frekuensi Metode Gumbel N0

Tahun

Data Setelah Diurutkan Hujan Maks. Tahun Harian (mm)

Hujan Maks. Harian (mm)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2014

105 80 67 107 87 78 104 78 101 133 71 93 82 73.95

Probabilitas P < 25.0 25.0 < P < 50.0 50.0 < P < 75.0 75.0 < P < 100.0

Oi 5 8 1 0 14

2009 2003 2000 2006 2008 2011 2004 2012 2001 2005 2007 2014 2010 2002

133 107 105 104 101 93 87 82 80 78 78 74 71 67 Oi – Ei 1.00 4.00 -2.00 -3.00

Ei 4.00 4.00 3.00 3.00 14.00

Pteoritis

10.41 20.19 21.12 21.57 23.53 28.68 32.99 36.77 37.96 39.87 39.92 43.60 46.33 50.08 (Ef-Of)2/Ei 0.25 4.00 1.33 3.00 8.58

Chi - square hitung = 8.58 dk = 2 Chi - square kritik = 5.991 Chi - square hitung > Chi - square kritik >> hipotesa tidak diterima. 8,58 > 5.991 Hipotesa Tidak Diterima

Sumber : Hasil Perhitungan 3. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Uji Chi-Square Rekapitulasi hasil perhitungan Uji Chi-Square di atas dapat dilihat pada Tabel II-13berikut ini. Tabel II-13. Hasil Perhitungan Uji Chi-Square Uji Chi – Square X2hitung 0.58 5.33 5.58 0.50

X2kritis 5.99 5.99 5.99 5.99

X2hitung - X2kritis X2hitung < X2kritis X2hitung < X2kritis X2hitung < X2kritis X2hitung < X2kritis

Hipotesa Diterima Diterima Diterima Diterima

Sumber : Hasil Perhitungan

12

Dari perhitungan uji distribusi di atas didapatkan bahwa distribusi frekuensi yang diterima adalah Log Pearson III dengan harga X2 hitung = 0.58 lebih kecil dari X2kritis. Dari empat jenis distribusi di atas yang telah di uji dengan uji Smirnov-Kolmogorov dan uji Chi-Square diambil harga Dmaks terkecil dalam hal ini adalah distribusi Log Pearson III yang mempunyai harga Dmaks terkecil. Dimana dari tabel diatas terlihat bahwa Distribusi Log Pearson III dapat dipakai untuk semua jenis sebaran data.Sehingga diambil kesimpulan bahwa untuk perhitungan selanjutnya menggunakan distribusi Log Pearson III. 6. Penentuan Curah Hujan Rancangan Curah hujan rancangan adalah besarnya curan hujan dengan kala ulang tertentu yang digunakan sebagai dasar penentuan debit banjir rancangan dengan periode ulang yang sama. Dari hasil uji distribusi frekuensi diketahui bahwa distribusi frekuensi yang sesuai adalah Distribusi Frekuensi Log Pearson III. Hasil perhitungan curah hujan rancangan untuk berbagai periode ulang dapat dilihat pada Tabel II-14. Tabel II-14.Curah Rancangan Metode Log-Pearson Tipe III T (thn)

XT (mm)

2.00 5.00 10.00 25.00 50.00 100.00 200.00 1,000.00 1,000

88.30 103.97 113.19 123.66 131.69 138.96 146.01 150.07 161.85

Sumber : Hasil Perhitungan Dari hasil tabel diatas dapat ditentukan untuk kala ulang 25 tahun maka curah hujan rancangan (R24) yang dipakai adalah 161,85 mm. B. Perhitungan Debit Rancangan 1. Perhitungan Debit Air Hujan Perhitungan debit air hujan menggunakan Metode Rasional, dengan tahapan perhitungan sebagai berikut : a. Perhitungan koefiisien limpasan (C) Koefisien pengaliran adalah koefisien yang besarnya tergantung pada kondisi permukaan tanah, kemiringan medan, jenis tanah, dan lamanya hujan di daerah pengaliran. Besarnya angka koefisien pengaliran pada suatu daerah dapat dilihat pada Tabel berikut:

13

Tabel II-15.Harga Koefisien Pengaliran (Run Off) Jenis Muka Tanah / Tata Guna Tanah

Koefisien Pengaliran

o Rerumputan  Tanah Pasir, datar, 2%  Tanah Pasir, rata-rata, 2 -7%  Tanah Pasir, curam  Tanah Gemuk, datar, 2%  Tanah Gemuk, rata-rata, 2-7%  Tanah Gemuk, curam, 7% o Perdagangan/Pertkoan  Pusat Kota  Pinggiran o Rerumputan  Kepadatan 20 rumah/ha  Kepadatan 20 – 60 rumah/ha  Kepadatan 60 – 160 rumah/ha o Industri  Daerah Ringan  Daerah Berat o Pertamanan, kuburan o Tempat bermain o Halaman K.A o Daerah tak dikerjakan o Jalan  Beraspal  Beton  Batu o Untuk berjalan dan naik kuda o Atap

0,05 – 0,10 0,10 – 0,15 0,15 – 0,20 0,13 – 0,17 0,18 – 0,22 0,25 – 0,35 0,75 – 0,95 0,50 – 0,70 0,25 – 0,40 0,40 – 0,70 0,70 – 0,80 0,50 – 0,80 0,60 – 0,90 0,10 – 0,25 0,20 – 0,35 0,20 – 0,40 0,10 – 0,30 0,70 – 0,95 0,80 – 0,95 0,75 – 0,85 0,75 – 0,85 0,75 – 0,95

ContohPerhitungan Koefisien Pengaliran : Tata guna tanah : - 70 % pemukiman padat - 30 % sekolah

C  (0,75 x70%)  (0,65 x30%)  0,72

14

Tabel II-16. Koefisien pengaliran pada saluran Koefisien Pengaliran (C) Saluran C1 C2 % Luas C % Luas C 0.70 0.30 1 70% 30% 0.40 0.60 2 40% 60% 1.00 2a 100% 1.00 4b 50% 50% 0.65 0.35 3 65% 35% 0.70 0.30 4 70% 30% 1.00 4a 50% 50% 1.00 5 50% 50% 0.60 0.40 5a 60% 40% 1.00 5b 50% 50% 0.80 0.20 6 80% 20% Sumber : Hasil Perhitungan

Cratarata 0.58 0.52 1.00 1.00 0.55 0.58 1.00 1.00 0.52 1.00 0.68

b. Perhitungan waktu konsentrasi (Tc) Waktu konsentrasi adalah waktu yang digunakan untuk mengalirkan curah hujan mulai dari hulu saluran sampai ke ujung DAS. Untuk persamaan waktu konsentrasi ialah sebagai berikut:

Tc  0,0195.k 0, 770

Tc k

= Waktu konsentrasi (menit) = konstanta peubah 0,5

L k  S  L = panjang saluran (m) S = kemiringan saluran Contoh perhitungan :  345  k 3   5,45 x10 

0, 5

 4673,270 

Tc  0,0195.4673,2700, 770  13,051

Tabel II-17. Perhitungan Waktu Konsentrasi (Tc) No Saluran 1 2 2a 3 4 4a 4b 5

L

Slope

K

Tc (menit)

Tc (Jam)

345 445 545 645 745 345 445 545

0.00545 0.00720 0.00720 0.00560 0.00445 0.00650 0.00650 0.00545

4673.270 5244.375 6422.887 8619.175 11168.022 4279.198 5519.546 7382.412

13.051 14.263 16.672 20.909 25.526 12.195 14.835 18.559

0.218 0.238 0.278 0.348 0.425 0.203 0.247 0.309

15

5a 5b 6

645 745 845

S

0.00620 0.00580 0.00545

u mber : Hasil Perhitungan

8191.508 9782.329 11446.124

20.106 23.050 26.014

0.335 0.384 0.434

c. Perhitungan intensitas hujan (I) Intensitas hujan adalah besarnya jumlah hujan yang turun yang dinyatakan dalam tinggi curah hujan atau volume hujan tiap satuan waktu. Besarnya intensitas hujan berbedabeda, tergantung dari lamanya curah hujan dan frekuensi kejadiannya. Untuk perhitungan intensitas curah hujan digunakan rumus Mononobe : I dihitung dengan cara : 2

R I  24 24

 24  3  Tc   

,dimana R24 dan Tc diketahui

Contoh Perhitungan : 2

122,794  24  3 I  117,701 mm/jam 24  0,218 

Tabel II-18. Perhitungan Intensitas Hujan (I) No Saluran

R24

Tc (Jam)

I (mm/jam)

1 2 2a 3 4 4a 4b 5 5a 5b 6

122.794 122.794 122.794 122.794 122.794 122.794 122.794 122.794 122.794 122.794 122.794

0.218 0.238 0.278 0.348 0.425 0.203 0.247 0.309 0.335 0.384 0.434

117.701 110.936 99.973 85.963 75.259 123.145 108.062 93.077 88.238 80.555 74.314

Sumber : Hasil Perhitungan d. Perhitungan debit air hujan (QAH) dalam satuan m3/detik Perhitungan debitair hujan menggunakan metode Rasional.Metode ini banyak digunakan untuk sungai-sungai biasa untuk daerah pengaliran yang luas, dan juga untuk perencanaan drainase daerah pengaliran yang relatif sempit. Bentuk umum Metode Rasional sebagai berikut :

Q

1 C.I . A  0,278.C.I . A 3,6

Q = Debit banjir maksimum (m3/detik) C = Koefisien pengaliran / limpasan I = Intensitas curah hujan rata-rata (mm/jam) A = Luas daerah pengaliran (km2) Contoh perhitungan :

16

Q

1 C.I . A  0,278 x0,780 x123,232 x0,0550  1,404m 3 / s 3,6

Untuk satuan nya, semua data sudah di konversi dengan angka 0,278 sehingga tidak perlu lagi disamakan satuan nya.

Tabel II-19. Perhitungan Debit Air Hujan (QAH) No Saluran

C

I

117.701 110.936 99.973 85.963 75.259 123.145 108.062 93.077 88.238 80.555 74.314 Sumber : Hasil Perhitungan

1 2 2a 2b 3 4 4a 5 5a 5b 6

0.780 0.605 0.550 0.613 0.403 0.420 0.450 0.600 0.480 0.738 0.475

A

QAH (m3/detik)

0.0550 0.0429 0.0345 0.0642 0.0535 0.0395 0.0555 0.0485 0.0785 0.0856 0.0924

1.404 0.800 0.527 0.940 0.451 0.568 0.750 0.753 0.924 1.414 0.907

2. Perhitungan Debit Air Kotor Debit air kotor ialah debit air buangan atau limbah yang telah digunakan dan dibuang ke saluran-saluran drainase. Untuk menghitung debit air kotor ada beberapa tahap perhitungan yang harus dilakukan yaitu : a. Perhitungan kepadatan penduduk sesuai tahun proyeksi evaluasi. Kepadatan penduduk adalah jumlah penduduk dalam satu satuan wilayah (km2). Untuk menghitung kepadatan penduduk suatu wilayah diperlukan persamaan sebagai berikut :

Pt  Po(1  r )t Dimana : Pt = jumlah penduduk pada proyeksi (t) tahun yang akan datang Po = jumlah penduduk awal tahun perhitungan 1/ t

 Pt  r    Po  R t

KP  KP

1

= laju pertumbuhan penduduk = jumlah tahun proyeksi

Pt A = kepadatan penduduk (jiwa)

17

A

= luas kota (km2)

Contoh perhitungan : Untuk mencari kepadatan penduduk tahun 2018 dan 20 tahun yang akan datang diperlukan data-data sebagai berikut:  Luas Kota (km2) : 5.988 km2  Jumlah Penduduk Kota Tahun 2000 (jiwa) : 77500 jiwa  Jumlah Penduduk Kota Tahun 2010 (jiwa) : 95000 jiwa

Mencari laju pertumbuhan penduduk : 95000 1/10

𝑟 = ( ) 77500

- 1 = 0,021 = 2,1 %

Mencari jumlah penduduk tahun 2018 : Pt = 95000 (1 + 0,021)8 = 111805 jiwa Mencari jumlah penduduk tahun 2038 : Pt = 111805 (1 + 0,021)20 = 167998 jiwa Kepadatan penduduk :

KP2018 

111805  18672 jiwa 5,988

KP2038 

167998  28055 jiwa 5,988

b. Perhitungan jumlah penduduk pada masing-masing daerah aliran. Untuk menghitung jumlah penduduk pada masing-masing daerah aliran digunakan persamaan:

Pt  KPxADA Dimana : Pt = jumlah penduduk (jiwa) ADA = luas daerah aliran (km2) Contoh perhitungan jumlah penduduk pada masing-maisng daerah dengan 20 tahun proyeksi yang akan datang :

Pt  28055 x0,0550  1543 jiwa

18

Tabel II-20. Perhitungan Jumlah Penduduk No Saluran

KP2038

A (km2)

Jumlah Penduduk

1

28056

0.0550

1543

2

28056

0.0429

1204

2a

28056

0.0345

968

3

28056

0.0642

1801

4

28056

0.0535

1501

4a

28056

0.0395

1108

4b

28056

0.0555

1557

5

28056

0.0485

1361

5a

28056

0.0785

2202

5b

28056

0.0856

2402

28056

0.0924

2592

6

Sumber : Hasil Perhitungan c. Perhitungan debit air kotor per orang. Debit air kotor per orang dihitung dengan rumus : QAK/orang = 0,8 x kebutuhan air bersih rata-rata Contoh perhitungan : Diketahui : Kebutuhan Air Bersih Rata-rata (liter/jiwa/hari) : 170 liter/hari/jiwa QAK/orang = 0,8 x 170 = 136 (liter/hari/jiwa) 1,574x10-6 m3/detik/jiwa d. Perhitungan debit air kotor pada masing-masing daerah aliran dalam m3/detik. Untuk menghitung debit air kotor pada masing-masing daerah aliran dipakai persamaan : Q AK  Q AK / orang xPt Dimana : QAK = debit air kotor (m3/detik) QAK/org = debit air kotor per orang (m3/detik/jiwa) Pt = jumlah penduduk (jiwa) Contoh perhitungan :

QAK  1,574 x106 x1543  2,43x103 m3 / det 19

Tabel II-21. Perhitungan Debit Air Kotor Debit Air Kotor (per orang)

Jml. Penduduk

QAK

1

0.000001574

1543

0.00243

2

0.000001574

1204

0.00189

2a

0.000001574

968

0.00152

3

0.000001574

1801

0.00284

4

0.000001574

1501

0.00236

4a

0.000001574

1108

0.00174

4b

0.000001574

1557

0.00245

No Saluran

5

0.000001574

1361

0.00214

5a

0.000001574

2202

0.00347

5b

0.000001574

2402

0.00378

0.000001574

2592

0.00408

6

Sumber : Hasil Perhitungan

3. Perhitungan Debit Rancangan Debit rancangan adalah penjumlahan dari debit air hujan dan debit air kotor. Perhitungan selengkapnya sebagaimana disajikan pada tabel berikut ini. Tabel II-22. Perhitungan Debit Rancangan QRancangan No Saluran

QAH

QAK

(QAH + QAK)

1

1.404

0.00243

1.472

2

0.800

0.00189

0.840

2a

0.527

0.00152

0.554

3

0.940

0.00284

0.987

4

0.451

0.00236

0.474

4a

0.568

0.00174

0.596

4b

0.750

0.00245

0.788

5

0.753

0.00214

0.791

5a

0.924

0.00347

0.971

5b

1.414

0.00378

1.484

6

0.907

0.00408

0.953

Sumber : Hasil Perhitungan

20

III. ANALISA HIDROLIKA A. Perhitungan Kapasitas Saluran Eksisting Kapasitas saluran dihitung berdasarkan data teknis sistem drainase eksisting.Perhitungan menggunakan Rumus Manning. Langkah perhitungan sebagai berikut : Rumus kecepatan rata-rata pada perhitungan dimensi penampang saluran menggunakan Rumus Manning, karena rumus ini mempunyai bentuk yang sangat sederhana tetapi memberikan hasil yang cukup akurat.Oleh karena itu rumus ini dapat digunakan sebagai rumus aliran seragam dalam kapasitas saluran.Berikut adalah perumusannya.

Q  A.U Keterangan : Q = Debit aliran (m3/detik) A = Luas penampang saluran (m2) U = Kecepatan aliran (m/detik) Menghitung kecepatan (u) Untuk menentukan kecepatan dilakukan perhitungan dengan metode Manning :

U 

1 xR2 / 3 xSo1 / 2 n

Keterangan : n = koefisien kekasaran dinding dan dasar saluran (=0,030) R = Jari-jari hidrolis So = Kemiringan dasar saluran Rumus ; R = A/P Keterangan : A = Luas penampang saluran (m2) P = Keliling basah penampang saluran (m) Contoh Perhitungan (Saluran 1) : Data Saluran 1 : Kemiringan dasar saluran rata-rata(So) Lebar saluran (b) Kedalaman saluran (h) Koef. Kekasaran Manning Kemiringan Talud

= 0,0015 = 0,7 m = 0,6 m = 0,015 = 1 : 0,5 ( m = 0,5 )

Luas penampang basah (trapesium) : A = (b + (m . h)) h = (0,7 + (0,5 . 0,6)) 0,6 = 1,736 m2 Keliling basah : P = b + 2h .√(1 + 𝑚2) = 0,7 + 2(0,6) . √(1 + 0,52) = 2,215 m 21

Jari – jari hidrolis : R = A/P = 0,700/2,215 = 0,316 m Kecepatan aliran : U = 1/n .R2/3. So1/2 = 1/0,015 . 0,3162/3. 0,00151/2 = 2,283 m/dtk Debit kapasitas saluran (Qc): Qc = A . U = 0,700 . 2,283 = 1,598 m3/det Selanjutnya hasil perhitungan kapasitas saluran dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel III-1. Perhitungan Debit Kapasitas Saluran Eksisting No. Saluran

Bentuk saluran

So

b (m)

Trapesium 0.65 Persegi 0.50 0.00720 Trapesium 0.55 0.00720 Persegi 0.55 0.00560 0.00445 Trapesium 0.65 Persegi 0.65 0.00650 Persegi 0.60 0.00650 0.00545 Trapesium 0.65 0.00620 Trapesium 0.50 Persegi 0.65 0.00580 Trapesium 0.75 0.00545 Sumber : Hasil Perhitungan

1

0.00545

2 2a 3 4 4a 4b 5 5a 5b 6

h (m)

A (m2)

P (m)

R (m)

U (m/det)

Qc (m3/det)

0.70 0.65 0.60 0.65 0.75 0.60 0.65 0.60 0.65 0.70 1.45

0.700 0.325 0.510 0.356 0.769 0.390 0.390 0.570 0.536 0.455 2.139

2.215 1.800 1.892 1.85 2.327 1.850 1.900 1.992 1.953 2.05 3.992

0.316 0.181 0.270 0.193 0.330 0.211 0.205 0.286 0.275 0.222 0.536

2.283 1.807 2.361 1.668 2.125 1.904 1.870 2.137 2.217 1.861 3.246

1.598 0.587 1.204 0.596 1.634 0.742 0.729 1.218 1.189 0.847 6.943

B. Perhitungan Debit Rancangan sesuai Skema Sistem Drainase Berdasarkan skema sistem drainase eksisting, ada beberapa saluran yang menerima debit dari saluran yang lain. Oleh karenanya, debit rancangan pada saluran penerima menjadi lebih besar daripada debit sesuai daerah alirannya. Perhitungan debit rancangan sistem sebagaimana disajikan pada tabel berikut. Tabel III-2. Perhitungan Debit Rancangan sesuai Skema Sistem Drainase No. Saluran

1 2 2a 3 4 4a

Debit Rancangan (Qr)

1.406 0.802 0.529 0.943 0.453 0.570

Keterangan

Qr1 Qr2 Qr2a Qr4b Qr1 + Qr2 +Qr2a +Qr3 Qr4

Debit Rancangan (Q Sistem)

1.406 0.802 0.529 0.943 3.190 0.570 22

0.753 Qr4a 0.755 5 Qr3' + Qr4 + Qr4a + Qr4b+ Qr5 0.928 5a Qr5a 1.418 5b Qr5b 0.911 6 Qr5' + Qr5a + Qr5b + Qr6 Sumber : Hasil Perhitungan 4b

0.753 6.210 0.928 1.418 9.466

C. Evaluasi Sistem Drainase Eksisting sesuai Tahun Proyeksi Evaluasi dilakukan dengan cara membandingkan Debit Rancangan Sistem dan Kapasitas Saluran untuk masing-masing saluran. Bila Debit Rancangan Sistem lebih kecil dari Kapasitas Saluran maka saluran tersebut Memenuhi syarat, sedangkan bila bila Debit Rancangan Sistem lebih besar dari Kapasitas Saluran maka saluran tersebut Tak Memenuhi syarat. Tabel III-3.Evaluasi Sistem Drainase Eksisting No. Saluran

Debit Kapasitas (Qc)

1.598 0.587 2 1.204 2a 0.596 3 1.634 4 0.742 4a 0.729 4b 1.218 5 1.189 5a 0.847 5b 6.943 6 Sumber : Hasil Perhitungan 1

Evaluasi

Q Rancangan (Sistem)

1.406 0.802 0.529 0.943 3.190 0.570 0.753 6.210 0.928 1.418 9.466

Tanda

Keterangan

>

Memenuhi Tak Memenuhi Memenuhi Tak Memenuhi Tak Memenuhi Memenuhi Tak Memenuhi Tak Memenuhi Memenuhi Tak Memenuhi Tak Memenuhi

> > > > > > > > > >

D. Perhitungan Desain Ulang Setelah melihat hasil dari Evaluasi Sistem Drainase Eksisting dapat disimpulkan bahwa seluruh saluran tidak memenuhi syarat perhitungan Kapasitas Saluran Eksisting sehingga menyebabkan debit yang melewati saluran-saluran tersebut akan meluap. Oleh karena itu harus dilakukan Desain Ulang untuk membuat saluran-saluran tersebut dapat mengalirkan debit rencana yang telah dihitung. Desain ulang dilakukan untuk mengubah atau memperbesar penampang saluran agar dapat menampung debit rancangan yang melewati saluran tersebut. Untuk perencanaan desain ulang ditentukan dengan persamaan-persamaan sebagai berikut: Desain Ulang dengan Kontrol Kecepatan Maksimum &Saluran Ekonomis Desain ulang saluran 1 (trapesium) : Kemiringan talud = 1 : 0,5 m = 0,5 h b

23

b b : Luas penampang A = (b + m.h)h b

A

R

= 1h

= 2.h √1 + 𝑚2 – 2.m.h

So

= 0,0015

= 2.h √1 + 0,52 – 2.0,5.h =1,236 h = (1,236h + 0,5h)h = 1,736h2

n = 0,015 Umaks = 2,0 m/detik

Mencari nilai b dan h dengan debit rancangan sistem : Q =A.U 1

= 1,736h2x𝑛 𝑥𝑅 2/3 𝑥𝑆𝑜1/2 1,472 = 1,736h2 x

1 𝑥1ℎ2/3 𝑥0,00151/2 0,015

(1,472𝑥0,015) = ℎ2 . ℎ2/3 (1,736𝑥12/3 𝑥0,00151/2 ) 0,425 = h8/3  h = 0,615 m  b = 1,236 x 0,615 = 0,760 m Luas penampang (A) : A = 1,736 x 0,6152 = 0,657 m2

Tabel III-4. No. Saluran

Kecepatan aliran (U) : U = Q/A = 1,472/0,657 = 2,242 m/detik Kontrol : U < Umaks  Tidak Aman Desain Ulang Saluran Eksisting Tanpa Perubahan Kemiringan Saluran eksisting.

Q Kemiringan A Rancangan Saluran (konstanta) (Sistem) (10-3)

h

b

A

U

Keterangan

1

1,406

5,45

1,736

0,604

0,747

0,634

2,217

Tak Aman

2

0,802

7,2

2,000

0,441

0,882

0,389

2,064

Tak Aman

2a

0,529

7,2

1,736

0,398

0,491

0,274

1,927

Aman

4b

0,943

5,6

2,000

0,491

0,982

0,482

1,956

Aman

3

3,190

4,45

1,736

0,854

1,055

1,265

2,521

Tak Aman

4

0,570

6,5

2,000

0,395

0,790

0,312

1,824

Aman

4a

0,753

6,5

2,000

0,439

0,878

0,385

1,955

Aman

5

6,210

5,45

1,736

1,055

1,304

1,933

3,213

Tak Aman

5a

0,928

6,2

1,736

0,505

0,624

0,442

2,097

Tak Aman

5b

1,418

5,8

2,000

0,568

1,137

0,646

2,194

Tak Aman

6

9,466

5,45

1,736

1,236

1,528

2,651

3,570

Tak Aman 24

Sumber : Hasil Perhitungan

Untuk saluran yang tidak aman dilakukan desain ulang dengan menggunakan kecepatan maksimum yang diijinkan yaitu 2,0 m/detik. Contoh perhitungan desain ulang (saluran 1):  A = 1,736 h2  b = 1,236 h A = Q/Umaks = 1,406 / 2 = 0,703 m2 1,736h2 = 0,703 h2 = √

0,703 1,736

= 0,636 m

Tabel III-5. Desain Ulang Saluran Eksisting Dengan Perubahan Kemiringan Saluran eksisting. No. Saluran

A maks

h'

b'

So (Redesign)

A'

U'

Keterangan'

1

0,703

0,636

0,787

0,0041

0,703

2,000

Aman

2

0,401

0,448

0,554

0,0066

0,401

2,000

Aman

3

1,595

0,959

1,185

0,0024

1,595

2,000

Aman

5

3,105

1,337

1,653

0,0015

3,105

2,000

Aman

5a

0,464

0,517

0,639

0,0055

0,464

2,000

Aman

5b

0,709

0,595

0,736

0,0045

0,709

2,000

Aman

4,733 1,651 2,041 Sumber : Hasil Perhitungan

0,0017

4,733

2,000

Aman

6

25

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan hasil perhitungan analisa hidrologi dengan menggunakan data dari tiga stasiun pencatat hujan dengan panjang data 20 tahun. Hasil uji distribusi frekuensi menggunakan Uji Smirnov-Kolmogorov dan Uji Chi-Square menunjukkan bahwa trend distribusi data curah hujan mengikuti distribusi Log Pearson III. Dari hasil pengujian Uji Smirnov-Kolmogorovdiperoleh delta maks = 14,55 lebih Kecil dari delta kritis 39,60 sedangkan Chi-Square hitung = 0,58 lebih Kecil dari Chi Square kritis = 5,99. Untuk periode ulang 25 tahun diperoleh data curah hujan rancangan (R24) sebesar 122,794 mm dan debit rancangan (Q10) untuk masing-masing saluran sebagaimana pada Tabel II-14. Berdasarkan hasil perhitungan kapasitas saluran eksisting diperoleh kapasitas masingmasing saluran sebagaimana pada Tabel III-1. Selanjutnya dilakukan evaluasi apakah kapasitas saluran-saluran tersebut masih memenuhi atau tidak memenuhi untuk mengalirkan debit rancangan sesuai hasil perhitungan. Dari hasil evaluasi diketahui bahwa seluruh saluran eksisting tidak memenuhi untuk mengalirkan debit rancangan. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh adanya perubahan penggunaan lahan di luar rencana tata ruang kota yang sudah ditetapkan, sehingga estimasi koefisien pengaliran yang digunakan tidak mengantisipasi perubahan tersebut.Oleh karenanya perlu dilakukan desain ulang pada seluruh saluran. Desain ulang dilakukan dengan menggunakan debit banjir rancangan sesuai Tabel II18 dengan menggunakan prinsip saluran ekonomis (best hydraulic section), dan tetap menggunakan kemiringan dasar saluran eksisting.Dari hasil perhitungan desain ulang seluruh saluran diperoleh hasil sebagaimana Tabel III-4. Tabel III-4 menunjukkan bahwa ada dua saluran, yaitu Saluran 1, Saluran 2, saluran 3, Saluran 5, Saluran 5a, Saluran 5b, dan Saluran 6, tidak aman ketika dikontrol menggunakan kecepatan maksimum yang diijinkan, dimana kecepatan aliran lebih besar dari kecepatan maksimum yang diijinkan. Saluran 1, Saluran 2, saluran 3, Saluran 5, Saluran 5a, Saluran 5b, dan Saluran 6, dan Saluran 6 mempunyai kecepatan yang tinggi meskipun kemiringan dasar saluran relative tidak terlalu curam. Hal ini kemungkinan karena debit aliran relatif besar yang merupakan akumulasi dari beberapa saluran sesuai dengan fungsi Saluran 1, Saluran 2, saluran 3, Saluran 5, Saluran 5a, Saluran 5b, dan Saluran 6, sebagai saluran pengumpul. Untuk itu perlu dilakukan desain ulang dengan mengubah kemiringan dasar saluran eksisting agar menjadi lebih landai.Hasil desain ulang untuk kedua saluran ini sebagaimana pada Tabel III-5.

26

V.

KESIMPULAN Dari hasil perhitungan Sistem Drainase Saluran Eksisting di atas dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Distribusi Frekuensi data curah hujan yang digunakan ialah distribusi frekuensi Log Pearson Tipe III. 2. Curah hujan rancangan yang diperoleh untuk periode ulang 25 tahun sebesar 122.79 mm. 3. Seluruh kapasitas saluran eksisting tidak memenuhi untuk mengalirkan debit rancangan yang ditentukan. Untuk itu perlu dilakukan desain ulang dengan menggunakan kriteria saluran ekonomis dan kontrol kecepatan maksimum. 4. Hasil desain ulang dengan mempertahankan kemiringan saluran eksisting diperoleh 11 saluran sudah aman. Oleh karena itu perlu dilakukan desain ulang untuk kedua saluran tersebut dengan menggunakan kontrol kecepatan maksimum untuk mendapatkan kemiringan dasar saluran yang aman. Berdasarkan pembahasan dan kesimpulan di atas perlu dilakukan beberapa tindakan lebih lanjut untuk menyelesaikan permasalahan genangan dan banjir di perkotaan secara berkelanjutan, antara lain : 1. Mengoptimalkan kapasitas saluran dengan cara melakukan pembersihan dan pengerukan secara periodik agar saluran dapat berfungsi sesuai dengan tujuan pembuatannya. 2. Mengurangi debit limpasan yang masuk ke saluran dengan cara memperbanyak area-area resapan hujan pada daerah aliran sehingga air hujan dapat ditahan dan diresapkan pada daerah dimana air hujan jatuh. 3. Membuat “atribut” tambahan (retrofit) pada infrastruktur yang sudah ada, antara lain seperti rain garden dan swale, agar jumlah limpasan yang dapat ditahan semakin besar sehingga kapasitas saluran tidak terlampaui. 4. Membuat perencanaan sistem drainase dengan mempertimbangkan aspek teknis dan non teknis sesuai dengan standar dan kriteria yang telah ditentukan serta perkembangan konsep dan teknologi baru. 5. Meningkatkan kesadaran masyarakat akan pentingnya menjaga kebersihan lingkungan agar tercipta kehidupan yang lebih sehat, nyaman dan aman dari resiko banjir.

27

DAFTAR PUSTAKA Chow, Ven Te. 1959. Open-Channel Hydraulics, McGraw-Hill. Chow, Ven Te. 1964. Handbook of Applied Hydrology,McGraw-Hill. Sedyowati, Laksni, 2018, Sistem Drainase, Materi Kuliah, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Merdeka Malang Suhardjono, 2016, Drainase Perkotaan, Buku Ajar, Jurusan Teknik Pengairan, Universitas Brawijaya.

28