1. BABII
LANDASANTEORI
2.1 PengertianDrainase
Drainaseadalahlengkunganatausaluranairdi permukaanataudi bawah
tanah,baikyang terbentuksecaraalamimaupundibuatmanusia.Dalambahasa Indonesia,
drainase bisamerujukpadaparitdipermukaan tanahataugorong– gorong
dibawahtanah.Drainaseberperanpentinguntukmengatursuplaiairdemi
pencegahanbanjir.
Drainasemempunyaiarti mengalirkan,menguras,membuang,atau mengalihkan
air. Secara umum, drainase didefinisikan sebagai serangkaian bangunanairyang
berfungsiuntukmengurangidan/ataumembuangkelebihanair dari
suatukawasanataulahan,sehinggalahandapatdifungsikansecaraoptimal. Drainasejuga
diartikansebagaiusaha untukmengontrolkualitasairtanahdalam
kaitannyadengansanitasi.
(Dr.Ir.Suripin,M.Eng.2004)
Sedangkan pengertian tentang drainase kota pada dasarnya telah diatur
dalamSKmenteriPU No.233tahun1987.MenurutSKtersebut,yang dimaksud drainase
kota adalah jaringan pembuangan air yang berfungsi mengeringkan bagian-
bagianwilayahadministrasikotadandaerah urban darigenanganair,baik
darihujanlokalmaupunluapansungaimelintasdi dalamkota.
2.2 SejarahPerkembanganDrainase
Ilmudrainaseperkotaanbermulatumbuhdari kemampuanmanusia
mengenalilembah-lembahsungaiyang mampumendukungkebutuhanhidupnya.
Adapunkebutuhan pokoktersebut berupapenyediaanairbagikeperluanrumah
tangga,pertanian,perikanan,transportasidankebutuhansocialbudaya.
4
2. 5
Darisikluskeberadaanairdi suatulokasi dimanamanusiabermukim,pada
masatertentuselaluterjadikeberadaanair secaraberlebih,sehinggamenganggu
kehidupanmanusiaitusendiri.Selaindaripadaitu, kegiatanmanusiasemakin
bervariasisehinggamenghasilkanlimbahkegiatanberupaair buanganyangdapat
menggangukualitaslingkunganhidupnya.Berangkatdari kesadaranakanarti
kenyamananhidupsangatbergantungpadakondisilingkungan,makaorang mulai
berusahamengaturlingkungannyadengan caramelindungidaerah pemukimannya
darikemungkinanadanyagangguanairberlebihatauairkotor.
Dari sekumpulan pengalaman terdahulu dalam lingkungan masyarakat yang
masihsederhana, ilmu drainase perkotaan dipelajari olehbanyak bangsa.
SebagaicontohorangBabilon mengusahakan lembahsungaiEufrat danTigris
sebagailahanpertanian yangdengan demikian pastitidak dapatmenghindahari
permasalahandrainase.OrangMesirtelahmemanfaatkan airsungaiNildengan
menetapsepanjanglembahyangsekaligusrentanterhadapgangguanbanjir.
Pendudukdi kawasantropikabasahsepertidi Indonesiaawalnyadibilang selalu
tumbuh dari daerah yang berdekatan dengan sungai, dengan demikian
secaraotomatismerekapastiakan berinteraksidenganmasalahgangguanair pada
saatmusimhujansecaraperiodic.Pada kenyataannyamerekatetapdapatmenetap disana,
dikarenakan mereka telah mampu mengatur dan menguasai ilmu
pengetahuantentangdrainase.
Tepengaruhdenganperkembangan sosialbudayasuatumasyarakat atau suku
bangsa, ilmu drainase perkotaan akhirnya harus ikut tumbuh dan berkembang
sesuai dengan perubahan tata nilai yang berlangsung di lingkungannya.
Harusdiakui bahwa pertumbuhandan perkembanganilmudrainase perkotaan
dipengaruhi olehperkembangan ilmuhidrolika, matematika, statiska,
fisika,kimia,komputasidanbanyaklagiyanglain,bahkanjugailmuekonomi dan sosial
sebagai ibu asuhnya pertama kali. Ketika didominasi oleh ilmu
3. 6
hidrologi, hidrolika, mekanika tanah, ukurtanah, matematika, pengkajian ilmu
drainaseperkotaanmasihmenggunakankonsepstatiska.
Namun dengan semakin akrabnya hubungan ilmu drainase perkotaan
denganstatiska, kesehatan, lingkungan, socialekonomi yangumumnya menyajikan
suatu telaahakanadanya ketidakpastian danmenuntut pendekatan masalah sacara
terpadu (intergrated) maka ilmu drainase perkotaan semakin
tumbuhmenjadiilmuyangmempunyaidinamikayangcukuptinggi.
(H.AHalimHasmar.2011)
2.3 SistemJaringanDrainase
Sistemjaringandrainaseperkotaanumumnyadibagiatas2bagian,yaitu:
a) SistemDrainaseMayor
Sistemdrainasemayoryaitusistemsaluran/badanair yang menampung
dan mengalirkan air dari suatu daerah tangkapan air hujan(Catchment
Area). Padaumumnya sistem drainase mayor ini disebut juga sebagai
sistem saluran pembuangan utama (major
system)ataudrainaseprimer.Sistemjaringanini menampungaliran
yangberskalabesardanluassepertisalurandrainaseprimer,kanal-
kanalatausungai-sungai. Perencanaandrainase makroiniumumnya
dipakai dengan periode ulang antara 5 sampai 10 tahun dan
pengukuran topografi yang detail mutlak diperlukan dalam
perencanaansistemdrainaseini.
b) SistemDrainaseMikro
Sistem drainase mekro yaitu sistem saluran dan bangunan
pelengkapdrainaseyang menampungdan mengalirkanairdaridaerah
tangkapanhujan.Secarakeseluruhanyang termasukdalamsistem
drainasemikroadalahsalurandisepanjangsisijalan,saluran/selokan
airhujandisekitarbangunan, gorong-gorong, salurandrainase kota
4. 7
danlainsebagainyadimanadebitairyangdapatditampungnyatidak
terlalubesar.
Padaumumnyadrainasemikroinidirencanakan untukhujan
denganmasaulang2, 5atau10tahuntergantungpadatatagunalahan
yangada.Sistemdrainaseuntuk lingkunganpermukimanlebih
cenderungsebagaisistemdrainasemikro.
2.4 Jenis–JenisDrainase
Drainasedibedakanmenjadibeberapabagianyaitu:
a) Menurutsejarahterbentuknya
1)Drainasealamiah(NaturalDrainage)
Drainase alamiah adalah sistem drainase yang terbentuk secara
alamidantidakadaunsurcampurtanganmanusia.
2)Drainasebuatan(ArtificialDrainage)
Drainase alamiah adalah sistem drainase yang dibentuk
berdasarkananalisisilmudrainase,untuk menentukandebitakibat
hujan,dandimensisaluran.
b) Menurutletaksaluran
1)Drainasepermukaantanah(SurfaceDrainage)
Drainasepermukaantanah adalahsalurandrainaseyang beradadi atas
permukaantanahyangberfungsimengalirkanairlimpasan permukaan.
Analisa alirannya merupakan analisa open channel flow.
2)Drainasebawahtanah(SubSurfaceDrainage)
Drainasebawahtanahadalahsaluran drainaseyangbertujuan
mengalirkanairlimpasanpermukaanmelaluimediadi bawah permukaan
tanah(pipa-pipa), dikarenakan alasan-alasan tertentu.
Alasantersebutantara laintuntutan artistik,tuntutanfungsi permukaan
tanah yang tidak membolehkan adanya saluran di
5. 8
permukaan tanah seperti lapangan sepakbola, lapangan terbang,
taman,danlain-lain.
c) Menurutkonstruksi
1)SaluranTerbuka
Saluranterbukaadalah sistemsaluranyangbiasanyadirencanakan hanya
untuk menampung dan mengalirkan air hujan (sistem
terpisah),namunkebanyakansistemsaluranini berfungsisebagai
saluran campuran. Pada pinggiran kota, saluran terbuka ini
biasanya tidak diberi lining (lapisan pelindung). Akan tetapi
saluran terbuka didalam kota harus diberiliningdengan beton,
pasanganbatu(masonry)ataupundenganpasanganbata.
2)SaluranTertutup
Salurantertutupadalah saluranuntuk air kotoryang mengganggu
kesehatanlingkungan.Sistemini cukupbagusdigunakandidaerah
perkotaanterutamadengantingkatkepadatanpendudukyang tinggi
sepertikotaMetropolitandankota-kotabesarlainnya.
d) Menurutfungsi
1)SinglePurpose
Single purpose adalah saluran yang berfungsi mengalirkan satu
jenisairbuangansaja.
2)MultyPurpose
Multy purpose adalah saluran yang berfungsi mengalirkan
beberapajenisbuangan,baik secarabercampurmaupunbergantian.
(H.AHalimHasmar.2011)
8. 11
11
f) JaringanDrainaseJaring-Jaring
Mempunyaisaluran-saluran pembuangyangmengikutiarahjalan
rayadancocokuntukdaerah dengantopografidatar.
Gambar2.6PolaJaringanDrainaseJaring-Jaring
(H.AHalimHasmar.2011)
2.6 BentukPenampangSaluranDrainase
Bentuk-bentuk untukdrainasetidakjauhberbeda dengansaluranirigasi pada
umunnya.Dalamperancangandimensisaluranharusdiusahakandapat
membentukdimensiyangekonomis. Dimensisaluran yangterlalubesarberarti
kurangekonomis,sebaliknyadimensiyang terlalukecilakan menimbulkan
permasalahankarenadayatampungyang tidakmemadai.Adapunbentuksaluran
antaralain:
a. PersegiPanjang
SaluranDrainaseberbentukempatpsersegipanjang tidak banyak
membutuhkan ruang.Sebagai konsekuensi dari saluran bentuk ini
saluranharusterbentukdari pasanganbatuataupuncoranbeton.
9. 12
12
Gambar2.7SaluranBentukPersegi
b. Trapesium
Pada umumnya saluran terbuat dari tanah akan tetapi tidak
menutup kemungkinan dibuatdaripasangan batudancorambeton.
Saluran inimemerlukan cukup ruang. Berfungsi untukmenampung
danmenyalurkan limpasanairhujan, airrumahtangga maupun air
irigasidengandebityangbesar.
Gambar2.8SaluranBentukTrapesium
10. 13
13
c. Segitiga
Bentuk saluran segitiga umumnya diterapkan pada saluran awal
yangsangatkecil.
Gambar2.8SaluranBentukSegitiga
d. Lingkaran
Biasanya digunakan untuk gorong – gorong dimana salurannya
tertanamdi dalamtanah
Gambar2.7SaluranBentukLingkaran
2.7. PengertianHidrologi
Hidrologi(berasaldari BahasaYunani:Yδρoλoγια,Yδωρ+Λoγos, Hydrologia,
"ilmu air") adalah cabang ilmu Geografi yang mempelajari
pergerakan,distribusi,dankualitasairdi seluruhBumi,termasuksiklushidrologi dan
sumberdayaair.Orangyangahlidalambidanghidrologidisebuthidrolog, bekerja dalam
bidang ilmu bumi dan ilmu lingkungan, serta teknik sipil dan tekniklingkungan.
11. 14
14
Kajianilmuhidrologimeliputihidrometeorologi (airyangberadadiudara dan
berwujud gas), potamologi (aliran permukaan), limnologi (air permukaan
yangrelatiftenangsepertidanau;waduk),geohidrologi(air tanah),dankriologi (air yang
berwujud padat seperti es dan salju) dan kualitas air. Penelitian
Hidrologijugamemilikikegunaanlebihlanjutbagi tekniklingkungan,kebijakan
lingkungan, serta perencanaan. Hidrologi juga mempelajari perilaku hujan
terutamameliputiperiodeulang curahhujankarenaberkaitan denganperhitungan
banjirsertarencanauntuksetiapbangunanteknik sipilantaralainbendung,
bendungandanjembatan.
(Sumber:http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrologi)
Menurut Mahmud Ahmad 2011, Hidrologi adalah cabang ilmudariilmu
kebumian. Hidrologi merupakan ilmu yang penting dalam asesmen,
pengembangan,utilisasidanamanajemensummberdayaairyang dewasaini
semakinmeningkatrealisasinyadiberbagailevel.
2.8 AnalisisHidrologi
Untukmelakukan perencanaan drainase diperlukan penggunaan metode
yang tepat. Ketidaksesuaian dalam penggunaan metode dapat mengakibatkan
hasilperhitungantidak tepat digunakanpadakondisiyangsebenarnya.Analisis
hidrologi merupakan faktor yang paling berpengaruh untuk merencanakan
besarnya sarana penampungan danpengaliran. Hal inidiperlukan untukdapat
mengatasialiranpermukaanyang terjadiagartidak mengakibatkanterjadinya
genangan.Beberapaaspekyangperluditinjauantaralain:
2.8.1 AnalisisFrekuensiDataHidrologi
TujuanAnalisisfrekuensidata hidrologiadalahberkaitandenganbesaran
peristiwa-peristiwaekstrimyang berkaitandenganfrekuensikejadiannyamelalui
penerapan distribusi kemungkinan. Data hidrologi yang dianalisis diasumsikan
12. 15
15
tidak bergantung (independent) dan terdistribusi secara acak dan bersifat
stokastik.
(Sumber:Suripin,Dr.Ir.,M.Eng,2004)
Datayang diperlukanuntukmenunjangteorikemungkinanini adalah minimum
10 besaran hujan atau debit dengan harga tertinggi dalam setahun
jelasnyadiperlukandataminimum10tahun.
Karena terbatasnya data debit maka perkiraan besarnya limpasan,
khususnya untukdaerahaliran yangtakterlampau besar,dihitungberdasarkan
hubungancurahhujanterhadaplariandan analisafrekuensicurahhujan.Untuk
daerahaliranyang mempunyaibeberapaposhujan,berbagaipertimbanganharus
ditinjausupayadidapathargaekstrimdarirata–rata curahhujandidalamdaerah tersebut.
a. DistribusiMetodeGumbel
Analisisfrekuensiuntukcurahhujanrancangan(x)denganmetode
Gumbel,yaitu:
ܺݔ=ݐ+
Dengan:
ܺ௧ܺܺ௧
ܺ௧ ........................................................... (2.1)
ܺ௧
Xt = curahhujanrancangandengankalaulangTtahun
x = nilairata–rataaritmatikhujankumulatif
Yt = reducedvariate,merupakanfungsidarikalaulang
Yn = nilaiyangtergantungpada“n”
σn =standardeviasiyangmerupakanfungsidari“n”
b. MetodeLogPearsonTypeIII
Parameter statistic yang digunakan dalam distribusi logpearson
typeIIIadalah:
CurahHujanRancangan:
LogXi=Logܺ
௧+G.Sd ............................................... (2.2)
13. 16
16
௧
௧ ௧
NilaiRerata:
௧
Logܺ
௧=
௧∑ܺ௧௧௧௧௧ܺ௧
௧
........................................................... (2.3)
StandarDeviasi:
Sd= ௧
௧∑ܺ௧1(௧ܺ௧ܺ௧ܺ௧௧
௧
ܺ
௧௧
௧
௧ܺ)2
௧ܺ1
............................................... (2.4)
KoefisienAsimetriatauKemencengan:
CS=
௧∑ܺ௧௧(௧௧௧ܺ௧ܺ௧௧
௧
ܺ
௧௧
௧
௧X)
௧ܺ௧)(௧ܺ௧)௧ܺܺ௧
............................................... (2.5)
(
Dengan:
LogX =NilaiLogaritmikdariXdengankalaulangTtahum
Logܺ
௧=Nilairata-ratadariLogX
Sd =Standardeviasi
G =Faktorfrekuensiyangmerupakanfungsidarikalaulang
dankoefisienkemencengan.
Cs =KoefisienKemencenganatauAsimetris
2.9 CurahHujanRegional/Wilayah
Jikadi dalamsuatuarealterdapatbeberapaalatpenakarataupencatat
curahhujan,makadapatdiambilnilairata–rata untukmendapatkannilai
curahhujanareal.(Soemarto,C.D,1995)
Ada 3 macam cara yang berbeda dalam menentukan tinggi curah hujan
rata-rata pada areal tertentu dari angka-angka curah hujan di
beberapatitikpospenakarataupencatat.(Soemarto,C.D,1995)
1. MetodeRerataAljabar
Tinggirata–ratacurahhujandidapatkandenganmengambilnilai rata –
rata hitung pengukuran hujan di stasiun curah hujan didalam
catchmentareatersebut.
R=
௧
x(R +R +R +...+R) ...................................(2.6)
௧
A B C n
14. 17
17
=
=
Dengan:
R =tinggicurahhujanrata-rata
RA,RB,..,Rn =tinggicurahhujanpadapospenakar1,2,....,n
N =banyaknyapospenakar
(SoemartoC.D,1995)
2. CarapoligonThiessen
Cara ini berdasarkan rata-rata timbang (weighted average).
Masing-masing penakar mempunyai daerah pengaruh yang dibentuk
dengan menggambarkangaris-garissumbutegaklurusterhadapgaris
penghubungdi antaradua buahpospenakar.
ܺ௧ܺ௧ܺܺܺܺܺܺܺܺܺܺܺ⋯ܺܺ௧ܺ௧
ܺ ܺ௧ܺܺܺܺܺܺܺ⋯ܺܺ௧
.................................. (2.7)
Dengan:
A =luasareal
R =tinggicurahhujanrata-rataareal
RA,RB,..,Rn =tinggicurahhujandipos1,2,....,n
AA,AB,..,An =luasdaerahpengaruhpos1,2,....,n
(SoemartoC.D,1995)
3. Caraisohyet
Dengancaraini,kitaharusmenggambardulukonturtinggihujan
yangsama(isohyet).
௧௧௧
ܺ௧௧ܺ௧ ௧ܺ௧௧௧
ܺ௧௧ܺ௧ ௧ܺ⋯ܺ௧௧௧௧௧
ܺ௧௧௧௧ܺ௧௧
ܺ௧௧௧
ܺ௧ܺܺܺܺ⋯ܺܺ௧௧௧
.......................(2.8)
15. 18
18
√௧
)
௧
Dengan:
A =luasareal
R =tinggicurahhujanrata-rataareal
RA,RB,..,Rn =tinggicurahhujandipos1,2,....,n
AA,AB,..,An =luasdaerahpengaruhpos1,2,....,n
(SoemartoC.D,1995)
2.10 AnalisaIntensitasCurahHujan
Intensitascurahhujanadalahketinggiancurahhujanyangterjadipada kurun waktu
dimana air tersebut berkonsentrasi. Intensitas curah hujan dinotasikan denganhurufI
dengansatuan( mm/Jam),yangartinyatinggicurahhujanyang terjadisekianmm
dalamkurunwaktuperjam.
Intensitascurahhujandapat dihitungdenganbeberaparumus,salahsatunya seperti:
RumusMononobe
௧ܺ
I =
ܺ௧௧
௧
௧௧
௧
௧
.................................................................................. (2.9)
௧௧ ܺܺ
Dimana :
I =Intensitashujan(mm/jam)
R24 =Curahhujanharianmaksimum( mm)
tc =WaktuKonsentrasi(jam)
tc =t1+t2 .......................................................................(2.10)
t1 =( ௧
௧
௧௧,௧௧௧
௧
௧
௧௧0,167
.............................................. (2.11)
t2 =
௧௧௧
.................................................................................. (2.12)
16. 19
19
Keterangan:
t1 =waktuinlet(menit)
t2 =waktualiran(menit)
Lo =jarakdarititikterjauhkefasilitasdrainase(m) L
=panjangsaluran(m)
nd =koefisienhambatan(tabel2,DewanStandarisasiNasional)
s =kemiringandaerahpengaliran
v =kecepatanairrata–ratadisaluran(m/det)
2.11 DebitAirHujan/Limpasan
Debitairhujanataudebitlimpasanadalahapabilaintensitashujanyangjatuh di
suatuDaerahAliranSungaimelebihikapasitasinfiltrasi,setelahlajuinfiltrasi
terpenuhiairakanmengisicekungan– cekunganpada permukaantanah.Setelah
cekungan–cekungantersebutpenuh,selanjutnyaair akanmengalirdiatas
permukaantanah.Debitairhujanini dapat dihitungdenganmenggunakanrumus
sebagaiberikut:
RumusDebitLimpasan:
Q=0,278.C.I.A ........................................................... (2.13)
Dimana:
Q =Debitaliran airlimpasan(m3/detik)
C =Koefisenrunoff(berdasarkanstandarbaku) I
=Intensitashujan(mm/jam)
A =Luasdaerah pengaliran(ha)
0,278=Konstanta
17. 20
20
2.12 AnalisaHidrolika
Banyaknyadebitairhujanyangadadalamsuatukawasanharus segeradi
alirkanagartidakmenimbulkangenanganair.Untuk dapatmengalirkannya
diperlukansaluranyangdapatmenampungdanmengalirkanairtesebutke tempat
penampungan.Penampungantersebutdapat berupasungaiataukolamretensi. Kapasitas
pengaliran dari saluran tergantung pada bentuk, kemiringan dan
kekasaransaluran.Sehinggapenentuankapasitastampingharus berdasarkanatas
besarnyadebitairhujan.
2.12.1 Dimensisaluran
Dalamperencanaandimensisaluranharusdi usahakandapatmembentuk
dimensi yang ekonomis. Dimensi saluran yang terlalu besar berarti tidak
ekonomis,sebaliknyadimensiyangterlalukecilakan menimbulkanpermasalahan
karenadayatampingyangtidakmemadai.
1. KriteriaPenampangEkonomis
a. PersegiPanjang
Gambar2.8SaluranBentukPersegi
Luas(A) =b.y
Kelilingbasah(P) =b+2y Jari-
jariHidrolik(R) =
௧.௧
௧ܺ௧௧
LebarPuncak(T) =b
