laporan perancangan drainase

8/19/2019 Laporan Perancangan Drainase

1/22

1

PERHITUNGAN

DRAINASE

I. MEMERIKSA KONTUR WILAYAH DAN KEMIRINGAN SALURAN

Pemeriksaan kontur dilakukan untuk mendapatkan beda ketinggian tanah

yang nantinya akan digunakan untuk mengetahui kemiringan pada perencanaan

saluran drainase. Pembagian zona didasari pada arah aliran pada saluran. Pada

zona 1, arah aliran menuju pond , sedangkan pada zona 2, arah aliran air

meninggalkan pond munuju laut.

Gambar 1.1 Rencana Jalur Drainase Utama

Ket :

Saluran utama masuk pond

Saluran utama keluar pond

Zona 1 Zona 2


2/22

2

Gambar 1.2 Zona Drainase 1

Drainase pada zona 1 dirancang untuk mengalirkan air hujan dan air kotor

buangan pada site security. Drainase yang dibuat terdiri atas drainase utama dan

drainase sekunder. Perhatikan skema pada Gambar 1.3.


3/22

3

Gambar 1.3 Skema Saluran Drainase Zona 1

Saluran A – B

Panjang (L ) = 62 meter

Elevasi Tanah

- h1 = + 4.00

-

h2 = + 3.20

Kemiringan tanah = L / Δh = 0,0129

Saluran C - D

Panjang (L) = 62 meter

Elevasi Tanah

-

h1 = + 2.70

- h2 = + 2.50


Saluran Utama

Saluran Sekunder

Saluran B – C


Elevasi Tanah

- h1 = + 3.20

- h2 = + 2.70



4/22

4

Drainase pada zona 2 dirancang untuk mengalirkan dari pond besar di site security serta untuk mengalirkan air hujan permanent

internal road dan limpasan air hujan pada daerah sekitarnya. Drainase yang dibuat mengalir menuju laur. Perhatikan skema pada

Gambar 1.5.

LAUT Gambar 1.4 Zona Drainase 2


5/22

5

Saluran E – F


Elevasi Tanah

-

h1 = + 2.50

- h2 = + 2.40


Saluran G - H

Panjang (L) = ? meter

Elevasi Tanah

- h1 = + 2.20

-

h2 = + 2.10


Saluran F – G


Elevasi Tanah

- h1 = + 2.40

- h2 = + 2.20


Gambar 1.5 Skema Saluran Drainase Zona 2

Saluran H – I


Elevasi Tanah

- h1 = + 2.10

- h2 = + 0.89



6/22

6

II. PENGOLAHAN DATA CURAH HUJAN

Tabel 2.1 Angka curah hujan (mm)

Tahun/

Bulan2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Januari 38 114 40 82.0 232.0 55.0 122.0 126.0 34 65

Februari 105 77 63 163.0 91.0 3.0 264.0 130.0 80 69

Maret 193 180 153 170.0 139.0 96.0 63.0 203.0 62 100

April 99 145 196 198.0 164.0 120.0 149.0 123.0 103 129

Mei 188 60 149 182.0 74.0 201.0 115.0 130.0 100 51Juni 128 567 149 156.0 124.0 148.0 150.0 102.0 120 233

Juli 143 42 235 466.0 57.0 115.0 229.0 301.0 179 111

Agustus 120 69 138 338.0 49.0 183.0 59.0 114.0 72 200

September 54 38 20 94.0 6.0 88.0 123.0 36.0 59 2

Oktober 96 - 14 110.0 9.0 57.0 23.0 40.0 41 8

November 84 20 74 196.0 68.0 65.0 66.0 44.0 62 45

Desember 144 117 129 125.0 54.0 285.0 95.0 61.0 102 60

Rata-rata

(Xi) 116.0 129.9 113.3 190.0 88.9 118.0 121.5 117.5 84.5 89.4

Sumber : Stasiun Meteorologi Bubung tahun 2005 – 2014

Dari data curah hujan yang didapat, selanjutnya hitung distribusi frekuensi

yang akan digunakan. Dalam menganalisis data diperlukan pendekatan dengan

parameter-parameter statistik pada persamaan-persamaan berikut :

Xi = Nilai rata-rata curah hujan pada satu tahun

= Nilai rata-rata dari Xi tiap tahun =

Nilai dari parameter-parameter tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.2


7/22

7

Tabel 2.2 Perhitungan Parameter Statistik

- Rata-rata ( ) = ∑ =

= 116,9 mm

-

Simpangan baku (Sd) = ∑ ( ̅ ) = = 30,07

-

Koefisien Variasi (Cv) = =

= 0,26

- Koefisien Swekness (Cs) =∑ ( ̅ )()() =

()() =

1,61

-

Koefisien Ketajaman (Ck) = ∑ ( ̅ )()()()

=

()()() = 7,49

2


8/22

8

Dari perhitungan di atas, didapat nilai Cs = 1,62 dan Ck = 7,49. Dapat

disimpulkan bahwa sesuai Tabel 2.3, persamaan distribusi yang dipakai dalam

analisis data curah hujan adalah distribusi Log Normal.

Tabel 2.3

Jenis Distribusi Frekuensi Syarat Distribusi

Distribusi Normal Cs = 0 &Ck = 0

Distribusi Log Normal Cs > 0 & Ck > 3

Distribusi Gumberl Cs = 1,139 & Ck = 5,402

Distribusi Log-Pearson III Cs antara 0 – 0,9

Cv ~ 0,3

Berikut merupakan hasil perhitungan data hujan menggunakan distribusi Log

Normal.

Tabel 2.4 Nilai-nilai pada Persamaan Distribusi Log Normal

Dengan menghitung nilai rata-rata dan Sy, serta dengan melihat variabel Gauss pada Tabel 2.5, dapat dihitung ketinggian hujan (dalam satuan mm) dengan

periode ulang tertentu, sebagai berikut :


9/22

9

Y = Log X = + (Kt x Sy)Dimana : Kt = G = Koefisien kemencengan.

n = Jumlah tahun pengamata

= Log Xiy = Standar deviasi

Dengan harga Kt diperoleh berdasarkan harga Cs dan tingkat probabilitasnya,

dapat dilihat pada Tabel 2.5 berikut ini.

Tabel 2.5 Nailai Variabel Gauss

No. Periode Ulang (Tahun) Peluang 1 1,001 0,999 -3,05

2 1,005 0,995 -2,58

3 1,010 0,990 -2,33

4 1,050 0,950 -1,64

5 1,110 0,900 -1,28

6 1,250 0,800 -0,84

7 1,330 0,750 -0,67

8 1,430 0,700 -0,52

9 1,670 0,600 -0,25

10 2,000 0,500 0

11 2,500 0,400 0,25

12 3,330 0,300 0,52

13 4,000 0,250 0,67

14 5,000 0,200 0,84

15 10,000 0,100 1,28

16 20,000 0,050 1,64

17 50,000 0,020 2,05

18 100,000 0,010 2,33

19 200,000 0,005 2,58

20 500,000 0,002 2,88

21 1000,000 0,001 3,09


10/22

10

- = ∑ =

= 2,056

-

Sy = ∑ ( ) = = 0,103

-

Log X = + (Kt x Sy)

Perhitungan Periode 2 tahun (T2)

Log XTr2 = + (Kt x Sy)Log XTr2 = 2,056 + (0 x 0,103) = 2,056

XTr2 = 113,89 mm

Perhitungan pada periode selanjutnya (T5, T10, T20, T50, dan T100) disajikan

dalam Tabel 2.6.

Tabel 2.6 Hasil Perhitungan dengan Motode Log Normal

III. DESAIN SALURAN PADA ZONA 1

III.1 INTENSITAS HUJAN

Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan per satuan waktu. Sifat

umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung, intensitasnya cenderung

makin tinggi dan makin besar periode ulangnya makin tinggi pula

intensitasya.


11/22

11

Intensitas hujan dirumuskan sebagai berikut :

I =

Dimana : I = Intensitas Hujan (mm/jam)

t = Durasi hujan (jam)

R 24 = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)

Durasi hujan (t) dapat diasumsikan sebagai waktu konsentrasi atau t c.

Formula waktu konsentrasi tersebut dapat ditulis sebagai berikut :

tc =

Dimana : tc = Waktu konsentrasi (Jam)

L = Panjang saluran utama (km)

So = Kemiringan saluran

Intensitas Pada Saluran Utama A – B

L = 0,0608 km

So = 0,0132

R 24 = Curah hujan maksimum yang digunakan yaitu pada periode

ulang T2 hingga T10 , seperti tersaji pada Tabel 2.6. [Halaman 10]

- tc =

=

= 0,041 jam

Intensitas pada periode ulang T2

Nilai R 24 pada periode ulang T2 = 113,89 mm


12/22

12

I =

=

= 333,87 mm/jam

Untuk perhitungan pada periode selanjutnya (T5, T10, T20, T50, dan T100)

disajikan dalam Tabel 3.1

Tabel 3.1 Intensitas hujan pada tiap-tiap periode ulang.

Intensitas Pada Saluran Utama B - C

L = 0,064 km

So = 0,0078

R 24 = Curah hujan maksimum yang digunakan yaitu pada periode

ulang T2 hingga T10 , seperti tersaji pada Tabel 2.6.[halaman 10]

-

tc =

=

= 0,0181 jam

Intensitas pada periode ulang T2

Nilai R 24 pada periode ulang T2 = 113,89 mm

I =

=

= 573,86 mm/jam




13/22

13

Tabel 3.2 Intensitas hujan pada tiap-tiap periode ulang.

III.2 DEBIT AIR PADA SALURAN

Debit pada saluran terdiri atas debit air hujan dan debit air kotor buangan dari

bangunan.

Untuk menentukan debit air hujan yang masuk ke saluran, terlebih dahulu

tentukan luas total tangkapan air hujan (Catchment area), dibutuhkan layout

site untuk mendapat luasan dari jenis pemanfaatan lahan, serta topografi

wilayah untuk mengetahui elevasi dan menentukan arah aliran air.

Kondisi permukaan tanah perlu dilihat. Apakah berupa jalan aspal,

perumahan, dan lain sebagainya. Masing-masing pembagian area memiliki

nilai koefisien pengaliran yang dapat dilihat pada Tabel 3.3

Sehingga dapat dihitung besarnya koefisien gabungan aliran :

Cgab =

Tabel 3.3 koefisien pengaliran (C)

No. Kondisi permukaan tanah Koefisiesn pengaliran Faktor limpasan

BAHAN

1 Jalan beton & jalan aspal 0,70 - 0,95

2 Jalan kerikil & jalan tanah 0,40 – 0,70

3 Bahu jalan :

- Tanah berbutir halus 0,40 – 0,65

- Tanah berbutir kasar 0,10 – 0,20


14/22

14

- Tanah masif keras 0,70 – 0,85

- Tanah masif lunak 0,60 – 0,75

TATA GUNA LAHAN 1 Daerah Perkotaan 0,70 – 0,95 2,0

2 Daerah Pinggir Kota 0,60 – 0,70 1,5

3 Daerah Industri 0,60 – 0,90 1,2

4 Permukiman Padat 0,40 – 0,60 2,0

5 Permukiman Tidak Padat 0,40 – 0,40 1,5

6 Taman dan Kebun 0,20 – 0,40 0,2

7 Persawahan 0,45 – 0,60 0,5

8 Perbukitan 0,70 – 0,80 0,4

9 Pegunungan 0,75 – 0,90 0,3

1. Debit air yang Masuk ke Saluran A – B

a) Debit Air Hujan

Gambar 3.1 Catchment Area air hujan yang masuk saluran utama A - B

Luas area total catchment area ±4000 m2, yang terdiri dari bangunan

(atap) seluas ±500 m2, jalan lingkungan (aspal) seluas ±760 m2, dan area

kosong (tanah) di luar site seluas ±2740 m2.

Bangunan

ASPAL

ASPAL

Aspal

Saluran A - B


15/22

15

Tabel 3.4 Catchment Area air hujan

Catchment Area (A)Koefisien Pengaliran (C)

Jenis permukaan Luas (m )Bangunan ±500 0,95

Aspal ±760 0,95

Ruang terbuka (Tanah) ±2740 0,20

Jumlah ±4000

C gabungan 0.43

Debit air hujan =

… (m3

/det)

Dimana : I = Intensitas Hujan (pada Tabel 3.1, hal.11)

A = Cathment Area (m2)

C gab = Koefisien pengaliran gabungan

Debit pada periode 2 tahun (T2)

( )

= 0,162 m3/det



Tabel 3.5 Debit Hujan Pada Kawasan Drainase Utama Jalur A - B

Periode

UlangI (mm/jam) C A (km2) Q (m3 / det)

T2 333,87 0,436 0,004 0,16

T5 406,56 0,436 0,004 0,19

T10 450,75 0,436 0,004 0,22

T20 490,46 0,436 0,004 0,24


16/22

16

T50 539,95 0,436 0,004 0,26

T100 576,60 0,436 0,004 0,28

Selanjutnya, debit hujan yang digunakan untuk perancangan dimensi

saluran adalah 10 tahun, sehingga nilai debit hujan QH adalah 0,22 m3/det

b) Debit Air Kotor Buangan

Dengan mengasumsikan beberapa hal di bawah ini, dapat ditentukan

jumlah debit air kotor buangan

1. Jumlah pemakaian air rata-rata tiap orang per hari = 250 liter

2.

Asumsi waktu pemakaian air rata-rata per hari 8 s/d 10 jam, ambil 8

jam = 28800 detik

3. Jumlah penghuni bangunan = 42 orang (termasuk team leader )

4.

Jumlah total penggunaan air = 42 x 250 = 10500 liter/hari

5. Jumlah air buangan = 80% penggunaan air = 9450 L/org/hari

= 9,45 m3/hr

6.

Perhitungan debit buangan, Q air kotor

Q air kotor = 7,56 m3/hari : 28800 = 0,00033 m3/detik/hari

c) Debit total yang masuk ke saluran A – B

Q TOTAL = QH + Q air kotor

= 0,22 m3/det + 0,00033 m3/det = 0,2203 m3/det

2. Debit air yang Masuk ke Saluran B - C

a) Debit Air Hujan

Dengan melihat Gambar 3.2., ditentukan jumlah catchment area air hujan

seperti terlihat pada Tabel 3.6.


17/22

17

Gambar 3.2 Catchment Area air hujan yang masuk saluran utama B - C

Tabel 3.6 Catchment Area air hujan

Catchment Area (A) Koefisien

Pengaliran (C)Jenis permukaan Luas (m2)

Bangunan ( ID Badge office + shelter ) ±143 0,95

Jalan lingkungan (Jalan Aspal) dan Security

Checking (Jalan beton) + weighing station (beton)±4830 0,95

Ruang terbuka (Tanah) ±1827 0,20

Jumlah ±6800

C gabungan 0.89

Debit air hujan = (m3/det)

Dimana : I = Intensitas Hujan (Pada Tabel 3.2, hal 12)

Bangunan

Security

Checking


18/22

18

A = Cathment Area (m2)

C gab = Koefisien pengaliran gabungan

Debit pada periode 2 tahun (T2)

( )

= 0,96 m3/det



Tabel 3.7 Debit Hujan Pada Kawasan Drainase Utama Jalur B - C

Periode

UlangI (mm/jam) C A (km

2) Q (m

3 / det)

T2 573,37 0,89 0.0068 0,96

T5 698,20 0,89 0.0068 1,17T10 450,75 0,89 0,0068 1,30

T20 490,46 0,89 0,0068 1,41

T50 927,28 0,89 0,0068 1,56

T100 990,21 0,89 0,0068 1,66

Selanjutnya, debit hujan yang digunakan untuk perancangan dimensi saluran

adalah 10 tahun, sehingga nilai debit hujan QH adalah 1,30 m3/det

b)

Debit Air Kotor Buangan

Dengan mengasumsikan beberapa hal di bawah ini, dapat ditentukan

jumlah debit air kotor buangan

1. Jumlah pemakaian air rata-rata tiap orang per hari = 200 liter

2.

Asumsi waktu pemakaian air rata-rata per hari 8 s/d 10 jam, ambil 8

jam = 28800 detik

3. Asumsi jumlah penghuni bangunan = 20 orang


19/22

19

4. Jumlah total penggunaan air = 20 x 250 = 5000 liter/hari

5.

Jumlah air buangan = 80% penggunaan air = 4500 L/org/hari

= 4,5 m3/hr

6. Perhitungan debit buangan, Q air kotor

Q air kotor = 4,5 m3/hari : 28800 = 0,00016 m3/detik/hari

c) Debit total yang masuk ke saluran B – C

Q total pada saluran B – C

= Q Saluran B - C + Q saluran A - B

= [QH saluran B-C+ Q air kotor saluran B – C ] + Q Total Sauran A -B

= [1,3 m3/det + 0,00016 m

3/det] + 0,2203 m

3/det = 1,5204 m

3/det

3.

Debit air kumulatif yang masuk ke dalam Pond besar

Air yang mengalir pada saluran A – B dan B – C akan mengalir menuju

Pond besar melalui saluran C – D. Sehingga debit kumulatif atau kuantitas air

gabungan yang masuk ke dalam pond besar yaitu sebesar 1,5204 m3/det

III.3 DESAIN DIMENSI DRAINASE

Dengan mengetahui debit aliran pada tiap segmen saluran utama (saluran A

– B, saluran B – C, dan saluran C – D), dapat direncanakan dimensi saluran yang

ekonomis sebagai berikut (dengan bentuk saluran persegi).

Saluran yang digunakan berbentuk persegi dengan formula untuk

menentukan luas sebagai berikut :


20/22

20

Q = V x A

Dimana :

- Q = Untuk alasan keamanan, debit saluran kumulatif digunakan untuk

mendesain semua segmen saluran. Sehingga debit = 1,5204 m3/det

- V = Kecepatan pada Saluran Menggunakan Rumus Manning

-

Asumsi dimensi :

B = 1,5 m

H = 0,6 m

Tinggi jagaan , w = √ = 0,55 mLuas basah, A = B x H = 0,9 m2

Keliling Basah, P = B + 2H = 2,70 m

Jari-jari hidrolis = A / P = 0,33 m

Koefisien manning (n) pasangan batu = 0,025

Kemiringan saluran = 0,0049

- Kecepatan Saluran

=

= 1,32 m/det

- Debit Hitung = A x V = 0,9 m2 x 1,32 m/det = 1,18 m3/det

- Q air hujan dan air buangan = 1,5204 m3/det

Debit hitung < debit air ….Telah memenuhi menurut pedoman

merencanaan drainase jaan 2006 , dinas PU.

0,6


21/22

21

IV. DESAIN SALURAN PADA ZONA 2

IV.1 DEBIT SALURAN EKSISTING

Saluran eksisting yang masuk ke dalam pond kecil sebanyak 2 buah. Dengan

dimensi kedua saluran sama yaitu :

B = 3,5 m

b = 0,6 m

H = 0,8 m

A = 1,64 m

Kecepatan yang diizinkan untuk saluran pasangan bata, V = 1,5 m/det

Q1 = Q1 = 2,46 m3/det

- Total debit maksimal dari saluran eksisting yang masuk ke pond kecil =

2,46 m3/det x 2 = 4,92 m3/det

-

Debit yang keluar dari pond kecil menuju pond besar = 4,92 m3/det

- Debit yang masuk dari saluran baru (saluran C – D) menuju pond besar

yaitu = 1.52 m3/det

Saluran Eksisting

Saluran Eksisting

C D

Saluran Keluar


22/22

22

- Debit yang keluar dari Pond besar = 6,44 m3/det {SEMENTARA BARU

DIHITUNG SAMPAI SINI}

PERTANYAAN :

Pak, saya kebingungan dalam mengitung debit yang keluar dari pond kecil,

apakah keluar sebanyak yang sudah saya hitung pada halaman 21, atau ada cara

perhitungan lain?

Pada halaman 21 saya sudah menghitung Pak, besar QA dan QB sama sebesar2,46 m3/det. Jadi yang masuk ke pond kecil merupakan jumlah QA dan QB,

sebesar 4,92 m3/det. Apakah benar pak besar debit yang keluar dari saluran kecil

(Q2), sama seperti debit yang masuk? Atau ada pengurangan.

Sama juga Pak dengan pada pond besar. Kan debit yang masuk adalah jumlah Q1

dan Q2, bagaimana menentukan debit yang keluar (Q3)?

Saluran

Eksisting

SaluranEksisting

C

Q1Q2

Q3

QA

QBSaluran baru

laporan perancangan drainase

Documents