herdias rinaldi - digilib.uns.ac.id · dengan ukuran panjang 2.455,0 m, kedalaman air 3,07 m, luas...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

EVALUASI DESAIN MASTERPLAN SISTEM DRAINASE

KOTA TANJUNG SELOR

The Design Evaluation of Tanjung Selor City Drainage System Masterplan

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menempuh Gelar Sarjana Pada Program S1

Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

HALAMAN JUDUL

Disusun Oleh :

HERDIAS RINALDI

NIM I0108011

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2014


commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN


KOTA TANJUNG SELOR


Disusun Oleh:

HERDIAS RINALDI

NIM I0108011

Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Pengesahan :

HALAMAN PERSETUJUAN

Pembimbing I

Ir. Agus Hari Wahyudi, MSc

NIP 19630822 198903 1 002

Pembimbing II

Ir. Adi Yusuf Muttaqien, MT

NIP 19581127 198803 1 001


commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN


KOTA TANJUNG SELOR


SKRIPSI

Disusun Oleh :

HERDIAS RINALDI

NIM I 0108011

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Hari : Senin

Tanggal : 21 Juli 2014

1. Ir. Agus Hari Wahyudi, MSc

NIP 19630822 198903 1 002 __________________

2. Ir. Adi Yusuf Muttaqien, MT

NIP 19581127 198803 1 001 __________________

3. Ir. Sudarto, Msi

NIP 19570327 198603 1 002 ___________________

4. Ir. Suyanto, MM

NIP 19520317 198503 1 001 ___________________

Mengesahkan,

Ketua Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik UNS

Ir. Bambang Santosa, MT

NIP. 19590823 198601 1 001


commit to user

iv

MOTTO

If people aren’t laughing at your dreams,

Your dreams aren’t big enough.


commit to user

v

PERSEMBAHAN

Tugas Akhir ini sebagai karya ilmiah di Pendidikan Tinggi Teknik Sipil Jenjang

Strata-1 dipersembahkan kepada :

Tuhan Yang Maha Esa,

Kedua Orangtuaku,

Kakak dan Adikku,

Paramita,

Sahabat-sahabat seperjuangan di Jurusan Teknik Sipil Angkatan 2008

Almamater tempatku menimba ilmu

dan

Pemerhati Drainage Engineering di Indonesia.


commit to user

vi

ABSTRAK

Herdias Rinaldi. 2014. Evaluasi Desain Masterplan Sistem Drainase Kota Tanjung

Selor. Skripsi. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Seiring dengan rencana pengembangan wilayah Kota Tanjung Selor diperlukan

review Masterplan dan Detailed Engineering Design Sistem Drainase. Kebutuhan

untuk mengevaluasi desain sehubungan dengan pertimbangan perlunya saluran

penampung banjir di sub sistem 5A. Tujuan penelitian ini untuk memperoleh:

evaluasi kapasitas saluran drainase primer, luas tampungan, kedalaman aliran, dan

volume saluran penampung banjir, lebar pelimpah dan kapasitas pompa drainase

sebagai outflow untuk mengalirkan air dari saluran penampung banjir ke Sungai

Kayan.

Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah deskriptif kuantitatif.

Evaluasi kapasitas saluran drainase dengan debit banjir rencana saluran

menggunakan kala ulang 10 tahun. Penelusuran banjir pada saluran penampung

banjir digunakan untuk mengetahui luas tampungan, kedalaman aliran, dan volume

saluran penampung banjir, lebar pelimpah dan kapasitas pompa drainase.

Kesimpulan penelitian ini menunjukan bahwa terjadi peningkatan kapasitas saluran

drainase primer dibandingkan dengan desain tahun 2008. Kapasitas saluran drainase

primer menuju saluran penampung banjir (long storage), yaitu saluran 6A, 6B, 7A,

7D, 13A, dan 13B dengan debit berturut-turut sebesar 4,437 m3/dtk, 0,678 m

3/dtk,

11,227 m3/dtk, 0,628 m

3/dtk, 0,374 m

3/dtk, 3,915 m

3/dtk. Saluran penampung banjir

dengan ukuran panjang 2.455,0 m, kedalaman air 3,07 m, luas genangan 12.275 m2,

volume genangan 37.083,7 m3. Pelimpah berpintu yang diperlukan untuk

mengalirkan air dari saluran penampung banjir ke badan air Sungai Kayan dengan

ukuran lebar mercu 3 x 1,50 m, lebar pintu 3 x 1,50 m, dan tinggi bukaan pintu 1,60

m. Pompa drainase yang diperlukan untuk mengalirkan air dari saluran penampung

banjir LS1 ke badan air Sungai Kayan dengan debit sebesar 4 x 2,15 m3/dtk.

Kata kunci:

Tanjung Selor, saluran drainase, saluran penampung banjir


commit to user

vii

ABSTRACT

Herdias Rinaldi. 2014. The Design Evaluation of Tanjung Selor City Drainage

System Masterplan. Bachelor Thesis. Civil Engineering Department Faculty of

Engineering Sebelas Maret University.

Along with development plan of Tanjung Selor City, review of Masterplan and

Detailed Engineering Design Drainage System are needed. The need of review

design is as the result of design long storage at sub sub system drainage 5A. Aims of

this research obtained: capacity of primary drainage channel, storage area, water

depth, and volume of long storage, width of spillway and pump drainage capacity to

drain water from long storage to Kayan River.

The method used in this research is descriptive quantitative. Evaluation of the

drainage channel capacity with flood discharge channel plan performed with return

periods 10 years. Flood routing on the long storage to obtained storage area, water

depth, volume of long storage, width of spillway, and pump drainage capacity.

Results of the research showed an increased in the primary drainage channel capacity

compared to the design in 2008. Capacity of main drain channel to Long Storage as

channel 6A, 6B, 7A, 7 D, 13A, 13B with discharge value: 4,437 m3/s, 0,678 m

3/s,

11,227 m3/s, 0,628 m

3/s, 0,374 m

3/s, 3,915 m

3/s. Dimentions of Long Storage 2.455

m length, water depth 3,07 m, storage area 12.275 m2, storage volume 37.083,7 m

3.

Width of weir gate for water outflow towards Kayan River 3 x 1,50 m, width of gate

3 x 1,50 m, depth of gate opening 1,60 m. Pump drainage capacity to drain water

towards Kayan River with discharge: 4 x 2,15 m3/s.

Keyword:

Tanjung Selor, drainage channel, long storage


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena dengan berkat-Nya skripsi dengan

judul Evaluasi Desain Masterplan Sistem Drainase Kota Tanjung Selor ini dapat

diselesaikan. Penyusunan skripsi merupakan syarat untuk menyelesaikan program

Sarjana pada Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penyusunan tugas akhir ini tidak terlepas dari kerjasama dan bantuan banyak pihak

baik secara langsung maupun tidak langsung.

Perkenankan pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih dan

penghargaan setinggi-tingginya kepada:

1. Ir. Bambang Santosa, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil,

2. Ir. Agus Hari Wahyudi, MSc selaku Dosen Pembimbing Skripsi I,

3. Ir. Adi Yusuf Muttaqieen, MT selaku Dosen Pembimbing Skripsi II,

4. Ir. Koesdaryani, MT selaku Pembimbing Akademik,

5. Semua pihak yang telah memberikan dorongan semangat dan dukungan

dalam bentuk lain, sehingga penyusunan skripsi dapat diselesaikan.

Semoga kebaikan budi yang telah diberikan, mendapat imbalan pahala dan karunia

dari Tuhan Yang Maha Esa.

Penulis menyadari bahwa penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh

karena keterbatasan yang ada, namun demikian penulis berharap tugas akhir ini

dapat bermanfaat bagi semua pihak yang berhubungan dengan bidang Ilmu Teknik

Sipil maupun masyarakat akademik pada umumnya.

Surakarta, Agustus 2014

Penulis


commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................... I

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................................... II

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... III

MOTTO ..................................................................................................................... IV

PERSEMBAHAN ........................................................................................................ V

ABSTRAK ................................................................................................................. VI

ABSTRACT ................................................................................................................ VII

KATA PENGANTAR ............................................................................................. VIII

DAFTAR ISI .............................................................................................................. IX

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ XII

DAFTAR TABEL .................................................................................................... XIII

DAFTAR NOTASI ................................................................................................... XV

BAB I 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 ........................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ..................................... 5

2.1 Tinjauan Pustaka .............................................................................................. 5

2.2 Landasan Teori ................................................................................................. 7

2.2.1 Long Storage ........................................................................................... 7

2.2.2 Sistem Drainase ....................................................................................... 7

2.2.3 Siklus Hidrologi ....................................................................................... 8

2.2.4 Operasi Kolam Penampung Banjir ........................................................ 10

2.2.5 Hujan ..................................................................................................... 10

2.2.5.1 Hujan Harian Maksimum ............................................................... 10

2.2.5.2 Distribusi Frekuensi Seri Data Hujan ............................................ 11


commit to user

x

2.2.5.3 Hujan Rencana ............................................................................... 11

2.2.5.4 Distribusi Log-Pearson III ............................................................. 12

2.2.6 Intensitas Hujan ..................................................................................... 14

2.2.7 Waktu Konsentrasi ................................................................................ 14

2.2.8 Debit Puncak Menggunakan Metode Rasional/Rasional

Modifikasi .............................................................................................. 15

2.2.9 Debit Saluran ......................................................................................... 17

2.2.10 Penentuan Banjir Rencana ..................................................................... 19

2.2.11 Hidrograf Satuan Sintesis (HSS) ........................................................... 20

2.2.12 Aliran Melalui Pelimpah dan Pintu Aliran Bawah ................................ 22

2.2.13 Penelusuran Aliran (Flood Routing)...................................................... 23

2.2.14 Volume Saluran Penampung Banjir dan Kapasitas Pompa

Drainase ................................................................................................. 25

2.2.15 Banjir Air Pasang (Rob) ........................................................................ 25

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................................. 27

3.1 Jenis Penelitian ............................................................................................... 27

3.2 Lokasi Penelitian ............................................................................................ 27

3.3 Data yang Dibutuhkan ................................................................................... 30

3.4 Alat yang Digunakan ..................................................................................... 30

3.5 Tahapan Penelitian ......................................................................................... 30

3.6 Diagram Alir Penelitian ................................................................................. 31

BAB IV HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN ................................................. 33

4.1 Analisis Hidrologi .......................................................................................... 33

4.1.1 Data Hujan Harian Maksimum Tahun 1987-2012 ................................ 33

4.1.2 Analisa Curah Hujan Rancangan ........................................................... 34

4.1.3 Perhitungan Waktu Konsentrasi ............................................................ 37

4.1.4 Intensitas Hujan Rencana ...................................................................... 39

4.2 Perhitungan Debit Rencana Saluran .............................................................. 40

4.2.1 Perhitungan Debit Banjir ....................................................................... 41

4.2.1.1 Koefisien Pengaliran (C) ............................................................... 41

4.2.1.2 Koefisien Penampungan (Cs) ......................................................... 43

4.2.1.3 Debit Banjir 10 Tahunan ................................................................ 43

4.2.2 Perhitungan Debit Air Kotor ................................................................. 44


commit to user

xi

4.3 Analisis Hidrolika .......................................................................................... 46

4.3.1 Perhitungan Kapasitas Saluran Drainase ............................................... 46

4.3.2 Evaluasi Kapasitas Saluran Drainase .................................................... 48

4.4 Analisis Debit Banjir Rancangan ................................................................... 50

4.4.1 Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu Titik Kontrol GK1 ....................... 52

4.4.2 Hidrograf Banjir Rancangan Titik Kontrol GK1 ................................... 55

4.4.3 Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu Titik Kontrol GK2 ....................... 56

4.4.4 Hidrograf Banjir Rancangan Titik Kontrol GK2 ................................... 59

4.4.5 Hidrograf Banjir Rancangan Gabungan Titik Kontrol GK1 dan

GK2 ....................................................................................................... 60

4.5 Hidrograf Aliran ............................................................................................. 61

4.5.1 Penelusuran Banjir Long Storage dengan Outflow Pelimpah ............... 62

4.5.2 Penelusuran Banjir Long Storage dengan Outflow Pompa ................... 65

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 68

5.1 Kesimpulan .................................................................................................... 68

5.2 Saran............................................................................................................... 69

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 70

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................XVI


commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Skema Sistem Drainase ............................................................................ 8

Gambar 2.2 Siklus Hidrologi ....................................................................................... 9

Gambar 2.3 Penampang Saluran ................................................................................ 18

Gambar 2.4 Ordinat Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu ......................................... 22

Gambar.3.1 Lokasi Penelitian .................................................................................... 29

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 32

Gambar 4.1. Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu Titik Kontrol GK1 ...................... 55

Gambar 4.2. Hidrograf Banjir Rancangan Periode 10 Tahunan Titik Kontrol GK1 . 56

Gambar 4.3. Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu Titik Kontrol GK 2 ..................... 59

Gambar 4.4. Hidrograf Banjir Rancangan Periode 10 Tahunan Titik Kontrol GK2 . 60

Gambar 4.4. Hidrograf Banjir Rancangan Gabungan Titik Kontol GK1 dan GK2

pada Periode 10 Tahunan ............................................................................................ 60

Gambar 4.5. Grafik Debit Inflow dan Outflow Pelimpah ......................................... 64

Gambar 4.6. Grafik Debit Inflow dan Outflow Pompa ............................................. 67


commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.3 Nilai K untuk distribusi Log-Pearson III ................................................... 13

Tabel 2.4 Koefisien Aliran Permukaan (C) ............................................................... 17

Tabel 2.5 Nilai Koefisien Kekasaran Saluran (Koefisien Manning) ......................... 18

Tabel 2.7 Klasifikasi Periode Ulang Berdasarkan Jenis Konstruksi ......................... 20

Tabel 4.1 Data Curah Hujan Harian Maksimum ....................................................... 33

Tabel 4.2 Hujan Maksimum Harian Rata-rata .......................................................... 34

Tabel 4.3 Pemilihan Jenis Distribusi ......................................................................... 35

Tabel 4.4 Analisis Frekuensi Metode Log Pearson III .............................................. 36

Tabel 4.5 Curah Hujan dengan Kala Ulang ............................................................... 37

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Waktu Konsentrasi (Tc) ............................................... 38

Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Intensitas Hujan Periode 10 Tahunan .......................... 39

Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Koefisien Pengaliran (C) .............................................. 41

Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Debit Banjir Kala Ulang 10 tahunan ............................ 44

Tabel 4.10 Jumlah Penduduk Kota Tanjung Selor tahun 2010-2012 ........................ 45

Tabel 4.11 Perkiraaan Jumlah Penduduk Kota Tanjung Selor Tahun 2032 .............. 45

Tabel 4.12 Kategori Kota, Jumlah Penduduk dan Kebutuhan Air Bersih ................. 45

Tabel 4.13 Tabel Analisis Hidrolika Saluran Drainase Sub Sistem 5A .................... 47

Tabel 4.14 Tabel Evaluasi Kapasitas Saluran Drainase Sub Sistem 5A .................. 48

Tabel 4.15 Intensitas Hujan Jam-jaman .................................................................... 50

Tabel 4.16 Curah hujan jam-jaman ........................................................................... 50

Tabel 4.17 Koefisien Pengaliran Pada Titik Kontrol GK1 dan GK2 ....................... 51

Tabel 4.18 Curah Hujan Efektif jam-jaman (Re) Titik Kontrol GK1 ...................... 51

Tabel 4.19 Curah Hujan Efektif jam-jaman (Re) Titik Kontrol GK2 ...................... 52

Tabel 4.20 Persamaan Ordinat Hidrograf Satuan Sintesis Nakayasu Titik

Kontrol GK1 ............................................................................................................... 54

Tabel 4.21 Persamaan Ordinat Hidrograf Satuan Sintesis Nakayasu Titik

Kontrol GK2 ............................................................................................................... 58


commit to user

xiv

Tabel 4.22 Hubungan tinggi peluapan (H) dan tampungan (S) dan Outflow (O)

melalui pelimpah ......................................................................................................... 63

Tabel 4.23 Penelusuran Banjir pada Long Storage dengan Outflow Pelimpah ......... 64

Tabel 4.24 Hubungan tinggi peluapan (H) dan tampungan (S) dan Outflow (O)

melalui Pompa ........................................................................................................... 66

Tabel 4.25 Penelusuran Banjir pada Long Storage dengan Outflow Pompa ............. 66


commit to user

xv

DAFTAR NOTASI

A : Luas daerah tangkapan air (km2)

As : Luas penampang basah (m²)

A1,A2,....An : Luas ke 1 sampai ke n

a : Tinggi bukaan pintu (m)

Bp : Lebar bangunan pelimpah (m)

b : Lebar dasar saluran (m)

bp : Lebar pintu air (m)

C : Koefisien aliran permukaan

Cd : Koefisien debit

Cs : Koefisien penampungan

C1,C2....Cn : Koefisien pengaliran ke 1 sampai ke n

dS : Perubahan tampungan (storage) di ruas sungai (m³)

dt : Interval waktu penelusuran (detik, jam atau hari)

g : Gaya gravitasi (m/dtk2)

Hp : Tinggi peluapan (m)

h : Kedalaman aliran (m)

I : Intensitas hujan (mm/jam)

In : Aliran masuk (inflow) ke ruas sungai (m³/dtk)

: Aliran masuk (inflow) pada waktu ke-1 dan ke-2 (m³/dtk)

L0 : Panjang lintasan air dari titik terjauh sampai titik yang ditinjau (km)

Ls : Panjang saluran (m)

m : Kemiringan talud (-)

n : Angka kekasaran dasar (koefisien Manning)

O : Aliran keluar (outflow) (m³/dtk)

: Aliran keluar (outflow) pada waktu ke-1 dan ke-2 (m³/dtk)

P : Keliling basah (m)

Q : Debit banjir (m³/dtk)

Qr : Debit rencana (m³/dtk)

Qk : Debit air limbah rumah tangga/limbah domestik (m³/dtk)

Qrs : Debit rencana saluran (m³/dtk)

Qp : Debit puncak banjir (m3/dtk)

R : Jari-jari hidrolis (m)

Ro : Hujan satuan (mm)

R24 : Hujan harian maksimum (selama 24 jam) (mm)

Rn : Hujan jam-jaman/hujan pada jam ke-t

S0 : Kemiringan daerah tangkapan air

Sb : Kemiringan dasar saluran

: Volume tampungan pada waktu ke-1 dan ke-2 (m³)

t : Durasi/lamanya hujan (jam)

: Waktu konsentrasi (jam)

td : Lama pengaliran dalam saluran (menit)

Tp : Tenggang waktu (time lag) dari permulaan hujan sampai dengan

puncak banjir (jam),


commit to user

xvi

T0.3 : Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak

sampai menjadi 30% dari debit puncak (jam)

Δt : Interval waktu (jam, menit, detik)

V : Kecepatan aliran (m/dtk)

y1 : Kedalaman air di hulu (m)

herdias rinaldi - digilib.uns.ac.id · dengan ukuran panjang 2.455,0 m, kedalaman air 3,07 m, luas...

Documents