Tugas_akhir_rc09-1380_perencanaan_sistem.pdf

TUGAS AKHIR RC09-1380

PERENCANAAN SISTEM DRAINASE PADA PROYEK PEMBANGUNAN JALAN TOL SURABAYA-MOJOKERTO SEKSI IA

DIPO SURYAPRAJA NRP 3106 100 010 Dosen Pembimbing : Ir. Fifi Sofia Ir. Anggrahini, MSc

JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011

2

3 Perencanaan Sistem Drainase pada Proyek Pembangunan Jalan Tol SurabayaMojokerto Seksi IA Nama Mahasiswa NRP Jurusan Dosen Pembimbing

: : : :

Dipo Suryapraja 3106 100 010 Teknik Sipil FTSP-ITS Ir. Fifi Sofia Ir. Anggrahini, MSc.

ABSTRAK Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Nojokerto (SUMO) adalah perencanaan pembangunan jalan tol yang akan menghubungkan dua kota besar di Provinsi Jawa Timur yaitu Kota Surabaya dan Kota Mojokerto. Dalam studi ini membahas perencanaan sistem drainase jalan tol yang mampu menangani air limpasan hujan yang terjadi. Lokasi studi ini bertempat pada proyek pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto untuk Seksi IA di wilayah Waru-Sepanjang. Banjir dan genangan air sangat tidak diharapkan terjadi, oleh karena itupada awal perencanaan sistem drainase perlu direncanakan skema drainasenya. Pada skema drainase, direncanakan arah aliran dan tempat pembuangan akhir (outlet) yang dalam lokasi studi adalah Kali Menanggal dan Kali Buntung. Pada umunya ketinggian elevasi permukaan jalan tol berada di atas timbunan setinggi kurang lebih 8 meter. Supaya air limpasan hujan tidak menggerus permukaan timbunan, perlu dibuat saluran yang menuruni timbunan dan mengalirkan air dari permukaan jalan menuju kaki timbunan yang selanjutnya dialirkan menuju saluran-saluran drainase. Selain itu, air limpasan hujan yang terjebak di antara timbunan juga perlu diperhatikan supaya tidak menggenang dan merusak timbunan jalan. Perencanaan sistem drainase pada Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO) harus mampu melayani air limpasan hujan

yang terjadi di permukaan jalan told an kawasan-kawasansekitar jalan tol yang membebani saluran-saluran drainase yang direncanakan. Selain itu, diharapkan adanya Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO) tidak menjadi permasalahn banjir di masa-masa yang akan dating. Kata Kunci : Drainase Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA, Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA

BAB I PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang

Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO) bertujuan untuk menghubungkan 2 (dua) kota besar di Provinsi Jawa Timur yaitu Kota Surabaya dan Kota Mojokerto. Pembangunan jalan tol ini rencananya akan memiliki panjang jalan 36,270 Km dan terbagi menjadi 5 (lima) seksi yaitu Seksi IA (Waru-Sepanjang), Seksi IB (Sepanjang-Western Ring Road), Seksi II (Western Ring Road-Driyorejo), Seksi III (Driyoreja- Krian), Seksi IV (KrianMojokerto Utara-Mojokerto Kota). Dalam penulisan ini yang ditinjau adalah perencanaan sistem drainase pada Seksi IA saja.

4

Gambar 1.1. Rencana Proyek Jalan Tol SurabayaMojokerto (SUMO)

Pada perencanaan sistem drainase jalan akan berkaitan erat dengan site plan jalan, aligment vertical-horizontal jalan, superelevasi jalan, dan elevasi permukaan jalan. Tujuannya adalah untuk mengalirkan limpasan air yang terjadi di permukaan jalan secara grafitasi dan dibuang melalui saluran drainase yang telah ada (eksisting) atau yang belum ada (non-eksisting) menuju saluran pembuang akhir (outlet). Untuk saat ini, kondisi sistem drainase pada kawasan Jalan Tol SUMO belum terhubung dengan baik. Masih adanya saluran-saluran drainase yang rusak akibat termakan usia atau ada yang rusak akibat tertutup oleh pekerjaan timbunan proyek. Oleh karena itu, perlu direncanakan suatu system pengelolaan air limpasan yang terjadi, sehingga air limpasan tidak menggenangi daerah sekitar dan langsung masuk ke saluran-saluran drainase yang ada.

1.2.

Perumusan Masalah

Perumusan masalah pada penulisan Tugas Akhir (TA) ini adalah : 1) Berapa besar debit limpasan yang terjadi di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-

Mojokerto Seksi IA dan sekitarnya yang akan membebani saluran drainase jalan ?. 2) Bagaimana dengan sistem drainasenya agar tidak terjadi genangan dan bagaimana kaitannya dengan sistem drainase kawasan ?. 3) Bagaimana rencana bentuk dan dimensi penampang saluran serta bangunan pelengkap pada sistem drainasenya ?.

1.3.

Ruang Lingkup Penulisan

Penulisan Tugas Akhir ini, lokasi studi adalah di Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto (SUMO) khusus untuk Seksi IA di kawasan WaruSepanjang. Dimana letak geografis lokasinya adalah : Utara : Kelurahan Sepanjang Selatan : Jalan Dukuh Menanggal Timur : Kelurahan Bebekan Barat : Kelurahan Bungurasih

1.4.

Batasan-Batasan Masalah

Yang menjadi batasan masalah dalam penulisan Tugas Akhir ini, antara lain : 1) Studi ini hanya meninjau perencanaan sistem drainase di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol SurabayaMojokerto Seksi IA di wilayah WaruSepanjang. 2) Debit yang ditinjau hanyalah dari air hujan saja. 3) Daerah tangkapan hujan (catchment area) ditinjau hanya pada kawasan yang air limpasannya kemungkinan akan membebani saluran drainase jalan tol.

5

4) Data yang digunakan adalah data sekunder yang diperoleh dari instansi terkait. 5) Tidak memperhitungkan Rencana Anggaran Biaya (RAB) dalam pengerjaan saluran drainasenya.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1.

Survey Lapangan

Data saluran eksisting (saluran yang yang telah ada) diperoleh dari hasil survey di sekitar kawasan Jalan Tol SUMO Seksi IA. Ada 7 (tujuh) saluran eksisting yang akan mempengaruhi hidrologi dan hidrolika saluran. Daftar saluran eksisting terlampir pada table berikut.

Gambar 1.2. Proyek Jalan Tol Surabaya- Mojokerto (SUMO) Seksi IA

1.5.

Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan ini, antara lain : 1) Merencanakan debit limpasan yang terjadi di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol SurabayaMojokerto Seksi IA dan sekitarnya yang akan membebani saluran drainase jalan. 2) Merencanakan sistem drainase Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA 3) Membuat perencanaan detail penampang saluran serta bangunan pelengkap yang diperlukan pada Jalan Tol Surabaya- Mojokerto Seksi IA

1.6.

Manfaat Penulisan

Apabila sistem drainase yang direncanakan dibangun maka air limpasan yang terjadi dipermukaan jalan tidak akan tergenang dan dibuang langsung ke saluran-saluran drainase menuju saluran akhir (outlet).

Tabel 2.1. Daftar Saluran Eksisting di sekitar Kawasan Jalan Tol SUMO Seksi IA

No. 1 2 3 4

5 6 7

Nama Saluran S Ex Pgs A

Asal Aliran

Perumahan Pagesangan S Ex Swh IA Persawahan Pagesangan S Ex Swh I Persawahan Pagesangan S Ex Swh II3 Persawahan A Pagesangan S Ex Swh II3 B S Ex 11+100 Ramp 11+100 S Ex Prm Perumahan Bbk A Bebekan S Ex Prm Perumahan Bbk B Bebekan

(Catatan : untuk lebih jelasnya mengenai letak saluran eksisting tersebut, dapat dilihat pada Gambar 2.2). Dari hasil survey diketahui bahwa kondisi saluran eksisiting : terbuat dari material tanah, pada ruas-ruas tertentu, dimensi saluran tidak beraturan, dan;

6

terdapat endapan, sampah, dan tumbuhan liar di penampang basah saluran. Oleh karena itu, untuk memudahkan perhitungan saluran eksisting diasumsikan berbentuk trapesium sama kaki dengan material tanah dan kemiringan talud 1:z = 1:0,5. w

hsaluran

0,5

hair

1

b

Gambar 2.1. Penampang Saluran Eksisting

2.2.

Analisa Hidrologi

2.2.1. Analisa Kawasan

Hujan

Rata-Rata

Ada 3 (tiga) macam cara yang digunakan dalam menghitung hujan ratarata kawasan, yaitu metode rata-rata aljabar, metode poligon Thiessen, dan metode isohyet. Luas proyek jalan tol +1,24 km2 (termasuk dalam catchment area (DAS) kecil) dengan kontur topografi umumnya dataran (dengan variasi elevasi +4 m sampai +6 meter) dan stasiun hujan terdekat dengan lokasi proyek terbatas ada 6 (enam) buah (Lihat pada sub-bab 3.2.), maka metode yang digunakan untuk menghitung hujan rata-rata kawasan adalah dengan menggunakan metode Thiessen Polygon. Hujan rata-rata sebagai berikut : atau

dapat

dihitung

...... (2.1) dimana : A = luasan daerah aliran Ai = luasan daerah pengaruh stasiun i Ri = tinggi hujan pada stasiun i 2.2.2. Analisa Periode Ulang Curah Hujan Untuk daerah pemukiman umumnya dipilih hujan rencana dengan periode ulang 5-15 tahun. Daerah pusat pemerintahan yang penting, daerah komersil, dan daerah padat dengan nilai ekonomi tinggi dengan periode ulang 10-50 tahun. Perencanaan gorong-gorong jalan raya dan lapangan terbang antara 3-15 tahun. Perencanaan pengendalian banjir pada sungai antara 25-50 tahun. 2.2.3. Analisa Frekuensi Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Maksudnya adalah pada suatu periode ulang dimana hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai dan dilampaui. Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah : 1) Distribusi Normal ; 2) Distribusi Gumbel. ; dan 3) Distribusi Log-Normal. 2.2.4. Analisa Intensitas dan Waktu Hujan Mononobe menuliskan perumusan intensitas untuk hujan harian sebagai berikut :

7

…… (2.14) dimana : I = intensitas hujan (mm/jam) R24 = tinggi hujan maksimum dalam 24 jam (mm) t = waktu hujan (jam) 2.2.5. Analisa Waktu Konsentrasi pada Permukaan Jalan Pada Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA penentuan waktu konsentrasi tergantung pada potongan melintang (cross section) dan potongan memanjang (long section) pada permukaan jalan. Waktu konsentrasi dihitung dengan rumus : tc = to + tf ...... (2.15) dimana : to = waktu yang diperlukan untuk mengalir mencapai inlet tf = waktu yang diperlukan untuk mengalir sepanjang saluran Perumusan yang umum digunakan untuk menghitung to : Rumus Kerby (1959) : to

1,44

nd

L i

0.467

berada pada struktur timbunan atau pada struktur jembatan. Untuk mengalirkan air limpasan pada kondisi jalan seperti ini dibutuhkan inlet-inlet drainase yang menuju saluran terbuka di kaki timbunan. Jumlah inlet yang tergantung dari persamaan :

dibutuhkan ......(2.23)

Umumnya untuk jarak pemasangan inlet pada :  Struktur timbunan : 10-20 meter  Struktur jembatan : 5-10 meter

2.2.7. Analisa Koefisien Pengaliran Koefisien Pengaliran C pada Tabel 2.9. dapat diaplikasikan untuk hujan dengan periode ulang 5 – 10 tahun. Intensitas hujan tinggi menyebabkan koefisien C tinggi, sebab infiltrasi dan kehilangan air lainnya hanya berpengaruh kecil pada limpasan. Koefisien C untuk suatu wilayah permukiman (blok, kelompok) dimana jenis permukaannya leih dari satu macam, diambil harga rata-ratanya dengan rumus berikut ini : Crata-rata =

CiAi Ai

……(2.25)

dimana : Ci = Koefisien pengaliran untuk bagian daerah yang ditinjau dengan satu jenis permukaan Ai = Luas bagian daerah

…… (2.16a)

L < 400 m dimana : L = jarak dari titik terjauh ke inlet (m) nd = koefisien setara koefisien kekasaran i = kemiringan medan

2.2.8. Analisa Debit Rencana

2.2.6. Analisa Waktu Konsentrasi pada Struktur Jalan

dimana : Q = debit (m³/detik) C = koefisien pengaliran I = intensitas hujan untuk periode ulang tertentu (mm/jam)

Pada Proyek Jalan Tol SurabayaMojokerto ini hampir keseluruhan badan jalan

Dimensi saluran didesain berdasarkan besarnya debit air hujan yang akan dialirkan. Rumus Rasional : Q=

C I A (m³/detik)……(2.26)

8

A = Luasan yang akan didrain (km²)

2.3.

Analisa Hidrolika

2.3.1. Perhitungan Kecepatan Saluran Kecepatan aliran dalam saluran hendaknya tidak menyebabkan terjadinya pengendapan dan tumbuhnya tanaman pengganggu, selain itu juga perlu diperhatikan jenis material yang akan digunakan supaya kecepatan aliran tidak menggerus dasar saluran. Untuk saluran dari beton kecepatan maksimum adalah 4 m/s (Modul Drainase 2005, Fifi Sofia, hal. 2-31) 2.3.2. Perhitungan Kekasaran Saluran Koefisien kekasaran saluran ditentukan oleh bahan/material saluran, jenis sambungan, material padat yang terangkut dan yang terendap dalam saluran, akar tumbuhan, aligment lapisan penutup (pipa), umur saluran dan aliran lateral yang menggangu. 2.3.3. Perhitungan Berpenampang Persegi

Saluran

Untuk saluran yang berpenampang persegi seperti u-ditch atau box culvert, dimensinya dapat direncanakan dengan rumusan-rumusan : A = bh …… (2.28) O = b + 2h …… (2.29) …… (2.30) T=b …… (2.31) D=h …… (2.32) dimana : b = lebar saluran (m) h = tinggi saluran (m) A = luas penampang saluran (m2) O = keliling basah saluran (m) R = jari-jari hidrolis (m) T = lebar puncak (m) D = kedalaman hidrolis

2.3.4. Perhitungan Saluran Berpenampang Trapesium Untuk saluran yang berpenampang trapesium, dimensinya dapat direncanakan dengan rumusan-rumusan : A = (b + zh)h

T = b + 2zh

…… (2.33) …… (2.34) …… (2.35) …… (2.36) …… (2.37)

dimana : b = lebar saluran (m) h = tinggi saluran (m) z = kemiringan talud A = luas penampang saluran (m2) O = keliling basah saluran (m) R = jari-jari hidrolis (m) T = lebar puncak (m) D = kedalaman hidrolis 2.3.5. Tinggi Jagaan Yang dimaksud tinggi jagaan adalah jarak antara elevasi muka air (elevasi muka air pada saat perencanaan) sampai puncak tanggul, , yang disediakan untuk perubahan elevasi penuh air akibat angin dan penutupan pintu air di hulu (bukan untuk tambahan debit).

BAB III METODOLOGI 3.1.

Konsep Pemikiran

Permukaan jalan pada Jalan Tol Surabaya-Mojokerto terletak tidak sebidang dengan saluran pembuangannya. Permukaan jalan berada berada di atas timbunan atau jembatan interchange (flyover). Karena itu, perlu direncanakan

9

perlakuan terhadap aliran air limpasan yang menuruni timbunan atau jembatan. Selain itu, perlu diperhitungkan air limpasan dari kawasan sekitar proyek yang mungkin membebani saluran tepi dan outlet. Outlet dalam perencanaan ini adalah Kali Buntung (outlet 1) dan Kali Menanggal (outlet 2).

Gambar 3.1. Flow-Chart Konsep Perencanaan Drainase

Hal-hal yang menjadi perhatian dalam perencanaan sistem drainase Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA ini adalah : 1) Saluran tepi di kaki-kaki timbunan diharapkan dapat menampung debit limpasan yang terjadi baik yang berasal dari permukaan jalan maupun kawasan di sekitar proyek yang mungkin membebani saluran yang direncanakan. 2) Arah aliran saluran direncanakan dalam bentuk skema drainase. Selain itu, juga direncanakan gorong-gorong untuk mengalirkan air limpasan hujan yang terhalang oleh medan (misalnya : timbunan dan jalan yang telah ada (eksisting)).

3.2.

Pengumpulan Data Data-data yang diperoleh berasal

dari : a) Balai PSAWS Butung Peketingan Ngagel, yang meliputi : Tabel curah hujan harian selama 18 tahun dari stasiun hujan. b) Kontraktor PT. Wijaya Karya, yang meliputi : Lay Out/Site Plan Proyek Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA Survey Drainase berupa foto-foto dan pengamatan langsung di lapangan.

Gambar-gambar long dan cross section Proyek Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA Elevasi permukaan jalan dan permukaan tanah asli (eksisiting). Elevasi saluran akhir (outlet). c) GoogleEarth, yang meliputi : Peta topografi dan posisi astronomis (letak lintang dan bujur) dari stasiun hujan. Gambaran tampak atas lokasi proyek dan daerah di sekitar proyek.

3.3.

Analisa Hidrologi

Untuk data-data curah hujan harian selama 18 tahun akan dicari tinggi hujan rata-ratanya dengan Metode Thiessen Polygon. Besarnya faktor pengaruh daerah stasiun hujan dapat diketahui dengan memplot-kan polygon pada peta topografi yang menunjukkan posisi stasiun hujan. Selama rentan waktu 18 tahun tersebut, ada beberapa rentan waktu dimana tidak terjadi hujan. Oleh karena itu, perlu diperkirakan berapa besar peluang (frekuensi) terjadinya hujan dengan metode Distribusi Normal, Distribusi Gumbel, dan Distribusi Log Pearson, dimana metodemetode distribusi tersebut dianalisa kebenarannya dengan Uji Chi-Kuadrat. Maka, akan diperoleh tinggi curah hujan harian yang terjadi. Data-data lay out/site plan, long section (potongan memanjang) dan cross section (potongan melintang) pada jalan digunakan untuk merencanakan skema drainase, luas daerah limpasan, dan memperkirakan waktu masuknya air hujan menuju inlet-inlet terdekat (to). Kemudian dengan menghitung kecepatan aliran pada saluran (v) dengan rumus (rumus 2.27) diperoleh nilai tf. Dengan diketahui nilai t o dan tf, waktu konsentrasi (tc) dapat dicari.

10

Output dari analisa hidrologi adalah debit limpasan (debit hidrologi) yang terjadi pada kawasan proyek. Debit limpasan itu dipakai sebagai input dalam kontrol penampang saluran drainase jalan.

START

Data Hujan 18 Tahun

Lay Out Jalan Tol

Luas Daerah Limpasan (A) dan Koef. Pengaliran (C)

Skema Drainase

Catchment Area

Tinggi Hujan Rencana (R2, R5, R10)

Pot. Melintang Jalan Tol (Cross Section) Waktu Air Limpasan Mencapai Inlet (to) Pot. Memanjang Jalan Tol (Long Section)

3.4.

Analisa Hidrolika

tc = to + tf

Luas basah (A) dan keliling basah (O) penampang saluran dicari dengan metode trial error (coba-coba) dengan mengganti besarnya tinggi muka air aktual (haktual) di saluran drainase. Output dari analisa hidrolika adalah debit hidrolika pada saluran. Debit hidrolika (Qhidrolika) kemudian akan dikontrol dengan debit hidrologi (Qhidrologi) dimana : ∆Q = Qhidrolika - Qhidrologi ≈ 0,000

3.5.

Kesimpulan Metodologi

Yang ingin dicapai dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah perencanaan sistem drainase pada Proyek Jalan Tol Surabaya – Mojokerto Seksi IA dan mendesain saluran dan bangunanbangunan bantu, misalnya bangunan terjun, dan sebagainya.

Beda Tinggi (ΔH)

S = ΔH/L Waktu Air Limpasan di Saluran (tf = L/v)

Dari data-data long section (potongan memanjang) dan cross section (potongan melintang) diketahui elevasi permukaan jalan dan elevasi permukaan tanah eksisting. Terutama dengan data elevasi permukaan tanah eksisiting dapat menjadi patokan dalam menentukan kedalaman dasar saluran yang akan dibuat. Beda tinggi antara dasar saluran rencana di bagian hulu dan hilir saluran (∆H) jika dibagi dengan panjang saluran rencana (L) diperoleh kemiringan dasar saluran (S) yang menjadi data input rumusan (rumus 2.27).

Panjang Saluran Rencana (L)

Debit Hidrologi Q = 1/3,6 CIA Dimensi Penampang Saluran A = (b + zh)h O = b + 2h(1+z2)0,5

lebar saluran (b) ditentukan, tinggi saluran (h) dicari dengan trial error

Debit Hidrolika Q = vA

ΔQ ≈ 0,000

Ya

Tidak

Profil Muka Air

Analisa Backwater Tidak terjadi limpahan

Terjadi limpahan

Solusi

FINISH

Gambar 3.3. Flow-Chart Metodologi

BAB IV PENGOLAHAN DATA 4.1.

Perencanaan Drainase

Skema

Skema jaringan saluran drainase diperlukan untuk menunjukkan perencanaan sistem aliran air hujan yang yang jatuh pada permukaan jalan menuju saluran tepi (tersier) dan dibuang menuju pembuangan akhir (outlet). Konsep perencanaan skema arah aliran air hujan ini adalah : 1. Meninjau pada outlet terdekat dari sistem drainase jalan tol. 2. Mengalirkan air hujan secara grafitasi, yaitu dari permukaan berelevasi tinggi menuju permukaan berelevasi rendah. Pada skema jaringan drainase yang tampak adalah saluran-saluran terbuka pada sisi kaki-kaki timbunan yang akan menerima limpasan air dari permukaan

11

jalan. Jika aliran air pada saluran terbuka tersebut terhalang oleh medan (jalan eksisting ataupun timbunan), maka diatasi dengan membuat saluran terbuka goronggorong. Selain itu, layout dari proyek ini dibagi menjadi 13 (tiga belas) zona. Pembagian zona tersebut berfungsi sebagai zooming lokasi saluran rencana sekaligus menunjukkan kesatuan sistem drainase pada zona tersebut. Tabel 4.1. sampai dengan Tabel 4.13. menunjukkan letak saluran rencana yang akan dibuat. Sebagai ilustrasi tentang simbol-simbol dan index pada tabel tersebut adalah sebagai berikut : Saluran : S1 A

Sedangkan : Ex = saluran eksisting Swh = sawah Pgs = daerah Pagesangan Wsm Bng = daerah Wisma Bungurasih Prm Bbk = daerah Perumahan Bebekan Mahmilti = daerah Mahkamah Militer Sta. = posisi stasioning pada jalan Data sekunder berupa gambar rencana yang diperoleh dari lokasi proyek berbentuk softcopy, sehingga dapat dihitung panjang saluran yang direncanakan dengan salah satu tools dari program AutoCAD yang bernama dimension.

= S  saluran = 1  berada di Zona

1 = A  nomor index saluran Saluran : S G 3B = = = 3 = saluran Saluran : O3 = = outlet T14 = nomor index 14

S  saluran G  gorong-gorong 3  berada di Zona B  nomor index O  outlet 3  nomor index titik kontrol dengan

Sta. 11+000 = posisi stasioning pada kilometer 11. Sta. 11+100 = posisi stasioning pada kilometer 11 lalu ditambah jarak sepanjang 100 meter, atau dengan kata lain berjarak 100 meter dari Sta. 11+000 (Sta. 11+000 sebagai titik acuan pengukuran stasioning pada jalan kilometer 11).

Gambar 4.1. Dengan menggunakan dimension pada program AutoCAD dapat diketahui panjang saluran rencana

Sedangkan data-data elevasi pada saluran rencana, dapat diketahui dari datadata sekunder long section (potongan memanjang) jalan tol yang diperoleh dari lokasi proyek.

4.2.

Menentukan Luasan Daerah Aliran

12

Air hujan yang jatuh pada suatu daerah, limpasannya akan ditampung oleh saluran-saluran. Oleh karena itu, luasan daerah yang “terkena” hujan perlu diketahui.

poligon pada area yang dicari, dapat diketahui luas (area) di lokasi tersebut.

Semakin luas daerah limpasan yang ditampung saluran, maka dimensi saluran juga akan semakin besar. Karena itu, perlu perhitungan cermat luasan daerah limpasan pada alur-alur saluran yang akan dilewati. 4.2.1.

Luas Daerah

Menghitung Luas Daerah Aliran yang Eksisting

Air limpasan yang terjadi di luar lokasi proyek namun kemungkinan akan membebani atau ikut melalui saluran yang akan direncanakan juga harus diperhitungkan.

Gambar 4.2. (a) tidak direncanakannya saluran untuk mengatasi air limpasan eksisting (b) salah satu solusi genangan air (misal : gorong-gorong)

Gambar 4.3. Mengetahui Luas Aliran dengan GoogleEarth

4.2.2.

Pada daerah proyek yang akan direncanakan salurannya, luas daerah aliran diperoleh dari softcopy gambar siteplan/layout lokasi proyek. Dimana pada tiap-tiap saluran dicari luas daerah aliran yang akan memebani saluran dengan menggambar bentuk poligon pada AutoCAD. Dari poligon tersebut dapat diketahui luasan daerah yang akan membebani saluran rencana.

Hal ini bertujuan agar proyek jalan tol ini tidak menghambat aliran limpasan yang telah ada. Sehingga di masa mendatang dengan adanya jalan tol ini tidak menimbulkan genangan air di sekitar wilayah jalan tol. Pada daerah eksisting, luar daerah aliran dapat diketahui dengan menggunakan software online GoogelEarth. Dengan membuat bentuk

Menghitung Luas Daerah aliran di Lokasi Proyek

Luas Daerah

Gambar 4.4. Dengan Poligon AutoCAD Diketahui Luasan Daerah Aliran

4.3.

Menentukan Pengaliran

Koefisien

Dengan menentukan jenis permukaan daerah yang akan dilalui air

13

hujan, dapat diambil nilai koefisien pengaliran (C) berdasarkan Tabel 2.9. (Lihat sub-bab 2.2.8.).

BAB V ANALISA HIDROLOGI 5.1.

Menentukan Tinggi Hujan Rencana

Ada 2 (dua) stasiun hujan yang berdekatan dengan lokasi proyek, yaitu stasiun hujan Ketegan dan stasiun hujan Bono. .

Lokasi Proyek Garis Pembagi

besar pengaruhnya dalam menentukan tinggi hujan di lokasi proyek. Oleh karena itu, dalam perencanaan kali ini data hujan yang akan digunakan adalah data hujan dari stasiun hujan Ketegan.

5.2.

Menentukan Konsentrasi

Waktu

Waktu konsentrasi (tc) pada masingmasing saluran, dilihat pada titik-titik kontrol saluran. Titik-titik kontrol merupakan pertemuan antara saluran tepi dari berbagai tempat pada suatu titik temu ataupun tergantung dari kondisi (medan) tertentu yang memerlukan pengontrolan. Dalam skema drainase Tugas Akhir ini, titik-titik kontrol disimbolkan Tindex (Lihat sub-bab 4.1 tentang cara membaca simbol dan index pada skema drainase)

+5,52 Km

Gambar 5.1. Lokasi Stasiun Hujan Ketegan dan stasiun Hujan Bono (Sumber : Google Earth)

Stasiun hujan Ketegan berada pada posisi 7o20,459’ LS dan 112o42,192’ BT dan stasiun hujan Bono berada pada posisi 7o22,442’ LS dan 112o44,459’ BT. Dengan bantuan Google Earth dapat ditarik garis khayal yang menghubungkan kedua stasiun dan diketahui jarak antara kedua stasiun hujan adalah +5,52 Km. Berdasarkan metode Thiessen, jika garis yang menghubungkan kedua stasiun tersbut dibagi dua, tampak bahwa stasiun hujan Ketegan lebih dekat dan akan lebih

Langkah awal dalam menghitung nilai tc adalah dengan mengetahui terlebih dahulu nilai to dan tf.

a) Nilai to Permukaan daerah limpasan terdiri dari permukaan jalan, permukaan timbunan jalan, dan permukaan lahan. Sesuai dengan Tabel 2.8. dalam perumusan Kerby (rumus 2.16) bahwa nilai nd tergantung dari jenis permukaan daerah limpasan. Diasumsikan berdasarkan Tabel 2.16 bahwa : permukaan jalan : nd = 0.04 permukaan timbunan jalan : nd = 0.02 permukaan lahan : nd = 0,4 (untuk perumahan) : nd = 0,3 (untuk lapangan)

14

Data-data potongan melintang (cross section) dan potongan memanjang (long section) memuat informasi tentang gradien memanjang (g) dan gradien melintang (s) pada penampang jalan, timbunan, dan lahan. (Lihat pembahasan sub-bab 2.2.6.2). Contoh : Untuk saluran rencana S1 A dipermukaan jalan : g = 0,1 % = 0,001  dari data long section s = 2,3 % = 0,023  dari data cross section W = 15,020 m (lebar jalan) X = g/s W = 0,001/0,023 (15,020) = 0,454 m (lebar memanjang)

hg = X.g = (0,454).(0,001) = 0,00031 hs = W.s = (15,020).(0,023) = 0,343 h = hg + hs = 0,00031 + 0,343 = 0,344 i = h/L = 0,344/15,027 = 0,023 dengan nd = 0,04 maka dengan rumusan Kerby (2.16) : to

1,44

0,04

15,027

0.467

= 2,743 menit

0,023

Untuk selanjutnya pada timbunan jalan dan lahan menggunakan prinsip perhitungan yang sama. b) Nilai tf Dalam perencanaan ini, kecepatan saluran diperoleh berdasarkan rumusan (rumus 2.27) dan panjang saluran (L) terlampir pada Tabel 4.1 – Tabel 4.11. Maka, dengan rumusan tf = L/v dapat diketahui nilai t f-nya. Setelah nilai to dan tf diketahui, waktu konsentrasi pada masing-masing saluran dapat dihitung dengan perumusan 2.15.

5.3.

Menentukan Debit Hidrologi Saluran

Meninjau pada sub bab 4.2 yaitu perhitungan luasan daerah aliran, diketahui luasan area (A) yang akan membebani saluran. Selain itu, berdasarkan survey lapangan dapat ditentukan nilai koefisien pengaliran (C) yang mengacu pada Tabel 2.9. Dengan memasukkan tinggi hujan rencana pada sub bab 5.1. dengan rumus intensitas hujan oleh Mononobe (perumusan 2.14) yaitu dengan periode ulang 2, 5, dan 10 tahun, diperoleh debit hidrologi (Q) pada saluran berdasarkan rumus rasional (perumusan 2.26). Contoh : untuk Saluran S1 A A = 0,0026 Km2 Lihat Tabel 4.14 Saluran S1 A C = 0,8203  Lihat Tabel 4.14 Saluran S1 A tfo = 6,836 menit = 0,114 jam  Lihat Tabel 5.11c Saluran S1 A R24 = 89,95 mm  saluran tepi (tersier dan sekunder)

Q =

C I A =

(0,8203) (132,686)

(0,0026) = 0,079 m3/s Dengan memperoleh besar debit hidrologi (Q) yang terjadi pada masingmasing saluran, dapat direncanakan dimensi saluran hidrolikanya. Berikut hasil hitungan dengan Ms. Excel untuk saluransaluran yang lain.

15

BAB VI ANALISA HIDROLIKA

6.3.

6.1.

Jika kontrol debit (∆Q) telah terpenuhi maka tinggi aktual (haktual lihat Tabel 6.1b.) pada trial error sebelumnya telah benar. Dengan menambahkan elevasi dasar saluran dan tinggi aktual akan diperoleh profil muka air aktual. Perlu diperhatikan di sini bahwa elevasi muka air aktual setelah ditambahkan tinggi jagaan tidak boleh melebihi elevasi permukaan lahan atau jalan.

Menentukan Letak Elevasi Dasar Saluran

Elevasi hulu dan hilir saluran dasar saluran diperoleh dengan menggunakan metode trial error (cobacoba) dengan syarat elevasi dasar saluran tidak boleh lebih besar dari elevasi permukaan jalan atau lahan serta memperhitungkan tinggi aktual (haktual) dan tinggi jagaan (w) pada saluran. Beda tinggi (∆H) antara elevasi hulu dan hilir dasar saluran dibagi panjang saluran rencana (L) akan diperoleh kemiringan saluran (S). Nilai S tersebut sebagai dara input dalam perumusan : (rumusan 2.27). Jari-jari hidrolis (R) pada rumusan 2.27 diperoleh dengan rumus : R = A/O dimana luas basah (A) dan keliling basah (O) juga diperoleh dengan metode trial error (coba-coba) dengan mencoba mengganti nilai h (tinggi muka air atau tinggi aktual). Sedangkan, lebar saluran (b) dalam hal ini telah ditentukan.

6.2.

Menentukan Debit Hirolika

Setelah diketahui nilai v (kecepatan saluran) maka debit hidrolika dapat dicari dengan rumus : Q = vA dimana A adalah luas basah penampang saluran. Debit hidrolika yang diperoleh di kontrol dengan debit hidrologi apakah selisih antara kedua debit tersebut terpaut jauh atau tidak. Sebisa mungkin selisih antara keduanya adalah 0,000 (∆Q ≈ 0,000)

Menentukan Tinggi Muka Air Aktual

BAB VII

7.1.

PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan perhitungan Tugas Akhir ini, dapat diambil kesimpulan bahwa : 1) Besarnya debit limpasan yang terjadi di kawasan Proyek Pembangunan Jalan Tol Surabaya-Mojokerto Seksi IA dapat diketahui dari hasil perhitungan hidrologi pada masing-masing titik kontrol saluran. Pada Zona 1 :

16

Pada Zona 2 :

DAFTAR PUSTAKA Bambang Triatmojo, 2008, Hidrologi Terapan, Penerbit : Beta Offset, Yogyakarta.

2) Jaringan (Sistem) drainase pada jalan tol ini mengikuti kemiringan muka air atau mengalir secara grafitasi menuju outlet (Skema arah aliran saluran dapat dilihat pada halaman 9). 3) Besarnya dimensi penampang saluran drainase tergantung dari besarnya debit hidrologi yang akan dialirkan. Dalam perencanaan ini saluran-saluran drain didesain sebagai saluran terbuka berbentuk persegi baik itu untuk saluran-saluran tepi dan goronggorong. Dimensi masing-masing saluran dapat dilihat pada Tabel 6.1 (untuk Zona 1) dan Tabel 6.2 (untuk Zona 2).

7.2.

Saran

Air limpasan dari proyek Jalan Tol Surabaya-Mojokerto ini akan dibuang melalui saluran-saluran drain menuju outlet. Namun ada juga saluran yang sebelum menuju outlet harus melewati saluran sekunder setempat dikarenakan jaraknya yang lebih dekat. Karena itu perlu diperhatikan apakah saluran sekunder tersebut mampu mengalirkan air limpasan dari jalan tol menuju outlet dengan baik. Pengecekan jaringan drainase secara menyeluruh mutlak diperlukan untuk menghindari halhal yang tidak diinginkan.

Fifi Sofia, Ir., 2005, Modul Drainase, Penerbit : -, Surabaya. Suripin, Dr. Ir., M. Eng., 2003, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan, Penerbit : ANDI, Yogyakarta.