drainase

2. RUANG LINGKUP
URAIAN UMUM
ASPEK HIDROLOGI
ASPEK HIDROLIKA
PERENCANAAN SISTEM DRAINASE
PERKOTAAN
OPERASI DAN PEMELIHARAAN SISTEM
DRAINASE

3. INFRA STRUKTUR KOTA
Bangunan (fasilitas dasar) peralatan
dan instalasi yang dibangun & dibutuh
kan untuk mendukung berfungsinya
tatanan kehidupan sosial ekonomi
masyarakat.
Infra struktur kota ada 7 kelompok.

4. INFRA STRUKTUR KOTA
7 kelompok Infra struktur kota.
1. Air (air bersih, sanitasi, drainase,
pengendalian banjir)
2. Jalan (Jl. Raya, Jl. Kota, jembatan)
3. Sarana transportasi (terminal, plabuhan,
pelud, stasiun)
4. Pengelolaan Limbah (sampah)
5. Bangunan kota (pasar, OR terbuka)
6. Energi (Listrik dan gas)
7. Telekomunikasi.

5. INFRA STRUKTUR AIR KOTA
Sistem Air Bersih
(urban water suplply),
Sistem Sanitasi
(waste water),
Sistem Drainase
Air Hujan
(storm water sistem)

6. SISTEM AIR BERSIH (urban water supply system)
Sistem Air Bersih (urban water suplply),
Sistem Sanitasi (waste water),

7. SISTEM SANITASI (urban waste water system)
Sistem Sanitasi (waste water),

8. SISTEM SANITASI
(urban waste water system)
 Sistem Air Bersih (urban water
suplply),
 Sistem Sanitasi (waste water),
 Sistem Drainase Air Hujan (storm
water sistem)

9. DRAINASE PERKOTAAN
 Drainase (drainage) : mengalirkan, menguras,
membuang/mengalirkan air.
 Teknik Sipil : tindakan teknis utk kurangi kelebihan
air (air hujan, rembesan, kelebihan irigasi). Usaha
mengontrol mutu air tanah kaitannya dg salinitas

10. DRAINASE PERKOTAAN
 Secara Umum : drainase merupk serangkaian
bangunan air (saluran penerima, pengumpul,
pembawa & saluran induk), berfungsi untuk
mengurangi dan atau membuang kelebihan air,
sehingga lahan berfungsi optimal.
Untuk drainase tercampur air diolah dengan
IPAL, & dibuang ke badan air penerima (tak
mengganggu)

11. SEJARAH PERKB DRAIN KOTA
 Romawi Kuno: pertama kali membangun
saluran bawah tanah untuk membuang
limpasan air hujan.
 London 1815, Boston 1833, Paris 1880:
membangun sistem drainase tercampur
(air hujan dengan air buangan domestik).

12. SEJARAH PERKB DRAIN KOTA
 Akhir Abad 19 : dikembangkan sistem bangunan
terpisah yi drainase air buangan domestik
dengan rioolering (air buangan di treatment
dengan IPAL) baru dibuang ke badan air, dan
saluran pembuang air hujan disendirikan.

13. MASALAH DRAINASE KOTA
Banjir makin meningkat, berkait dengan
cepat tambah penduduk (urbanisasi &
migrasi), tataguna lahan kota jadi acak2 an,
drainase rumit. Kesadaran masy thd sistem
drainase & hukum masih rendah, lebih
mengutamakan kebutuhan primer.
Pembangunan pada umumnya belum
melibatkan masyarakat secara aktif.

14. MASALAH DRAINASE KOTA
SIDLAKOM (survey, identifacation,
design, land acquisition, operation and
maintenence), perlu dilengkapi dengan
evaluasi dan monitoring, sehingga ada
inventarisasi untuk pijakan dan pertim-
bangan dlm pengembangan masa dtg.
Koordinasi & sinkronisasi antar kom -
ponen Instansi masih lemah.

17. ASPEK HIDROLOGI
Dlm drainase perlu analisis HIDROLOGI, rumit
krn ketakpastian, (teori, rekaman data, ekonomi)
terbatas
SIKLUS HIDROLOGI.

18. Precipitation
Channel Precipitation
Interception
Depresion storage
Ground water flow
Infiltration
Interflow
Soil moisture
Ground water
Surface runoff
C
h
a
n
n
e
L
s
t
o
r
a
g
e
Stream
flow
Evaporation
Evaporation
SIKLUS HIDROLOGI

19. EconomicsPubl
ic Health
Select recurrence
interval
Meteorology
Select design storm
Hydrology
Estimate peak runoff
rate or storm
hydrograph
Hydraulics
Choose appropriate
size of conduit
channel
Gambar Prosedur perancangan sistem drainasi (Hall, 1984)

20. . IMBANGAN AIR (WATER BALANCE)
perhitungan jumlah air masuk (inflow) dan
yang keluar (outflow) pada daerah yang
ditinjau selama perioda waktu tertentu
I, Input (hujan)
O, Output (runoff)
I - O = dS/dt
GWF
E
P
I
perc
ΔSs
ΔSg

21. HUJAN (PRECIPITATION)
 intensitas hujan : kedalaman hujan (d) per
satuan waktu (t)
 frekuensi hujan (f) : waktu rerata antara 2
(dua) kejadian hujan untuk kedalaman dan
lama hujan yang sama:
misal d = 100 mm, t = 6 jam, setiap 50 tahun
f = 1/50 = 0.02
 Kala ulang (T) = 1/f

22. Hujan
Pengukuran Hujan
 penakar hujan biasa (manual raingauge)
 penakar hujan otomatik (automatic ‘’ )
 ditempatkan sesuai dengan aturan
WMO

23. Hujan
Hasil pengukuran hujan: (hujan titik)
 penakar hujan biasa: biasanya berupa data
harian, misal dicatat setiap jam 07.00
 penakar hujan otomatik: dengan interval
waktu yang lebih pendek, misal menit.

24. Metoda yang digunakan untuk memperki -
rakan hujan DAS:
 aritmatik/ rerata aljabar
 poligon Thiessen
 isohyet
 ‘reciprocal square distance method’
Analisis Hujan DAS

25. Arimatik
tersederhana, hasil teliti bila
stasiun hujan tersebar merata
di DAS, variasi kedlman hujan
antar stasiun relatif kecil
dengan n: jumlah stasiun di
kedalaman hujan di stasiun i
A
B
C
A
B
C

26. Poligon Thiessen
relatif lebih teliti, kurang fleksibel, tidak
memperhi tungkan faktor topografi,
Objektif
dg n : jumlah stasiun
Pi : kedalaman hujan di stasiun I
i : bobot stasiun I= Ai / Atotal
Ai : luas daerah pengaruh sta. I
Atotal : luas total
C
C
B
B
A
A
n
i
i
i
P
P
P
P
P








1
A
B
C
A
B
C
A
B
C

27. Isohyet
Flexibel, perlu kerapatan
jaringan cukup untuk
membuat peta isohyet
yang akurat subjektif
A
d
d
A
d
d
A
d
d
A
A
P
n
i
i
i
2
2
2
1
6
5
5
2
1
1
1
2






 


A
B
C
A2
A1
A5
A3
A4
d1
d4
d3
d5
d6
A
B
C
A
B
C
A2
A1
A5
A3
A4
d1
d4
d3
d5
d6

28. Hujan Rancangan (HR)
Hujan rancangan (design rainfall) : pola hujan
yang digunakan dalam rancangan hidrologi,
berfungsi sebagai masukan input model
hidrologi untuk menentukan debit rancangan
dengan menggunakan model hujan-aliran.
Pemilihan pola Hujan Rancangan tergantung
dari model hujan-aliran yang akan digunakan.
A
i
C
Q T
t
T c )
,
(


29. Hujan Rancangan (HR)
Hujan rancangan dpt berupa:hujan titik,
misal metoda Rational untuk perancangan
sistem drainasi, hyetograph, misal pada
model hujan-aliran untuk design bangunan
pelimpah Suatu bendungan dengan
menggunakan metoda hidrograf satuan

30. HIDROGRAF
Komponen
hidrograf
Penguapan
HUJAN
Intersepsi
Tampungan permukaan
Aliran antara
‘interflow’
Akuifer
Aliran air tanah
‘groundwater
flow’
Tampungan permukaan
Limpasan permukaan
‘surface runoff’
infiltrasi
perkolasi
S
i
s
t
e
m
S
u
n
g
a
i
Debit
terukur

31. Pengaruh hujan & bentuk DAS thd hidrograf
 Pengaruh hujan dan bentuk DAS terhadap
hidrograf
T
p
t
Q
t
Q
T T
t
Q
t
Q
T
p

32. ASPEK HIDROLIKA
Zat cair mengalir melalui media, yi saluran
alamiah dan buatan, terbuka (mempunyai
permukaan bebas) dan tertutup (tak ada
permukaan bebas).
Dlm saluran tertutup terjadi aliran bebas
(saat normal/ tak penuh), aliran tertekan
(saat penuh).

33. SALURAN ALAMIAH DAN BUATAN
Galian tanah, pasangan batu, pipa, penamp.
trapesium dll

34. KLASIFIKASI ALIRAN
Menurut kedalaman dan fungsi waktu:
 Aliran permanen (steady) dan
 Aliran tak permanen (unsteady).
Berdasar fungsi ruang:
 Aliran seragam (uniform) dan
 Aliran tak seragam (non uniform)

35. ALIRAN PERMANEN, TAK PERMANEN
 Permanen:
kecepatan aliran di suatu titik tak berubah
terhahadap waktu
 Tak permanen :
kecepatan aliran di suatu titik berubah thd
waktu (unsteady flow)
 Dimungkinkan transformasi dari permanen ke
tak permanen

36. ALIRAN PERMANEN, TAK PERMANEN

37. ALIRAN LAMINER DAN TURBULEN
Aliran beraturan laminer, tak beraturan
turbulen. Dipengaruhi gaya kekentalan dan
gaya inersia, Laminer : gy fiskositas
dominan, Turbulen : inersia ditunjukkan dg
angka Reynold (Re)

38. ALIRAN LAMINER DAN TURBULEN
Angka Reynold (Re)
Re = VL/v, dengan V = Kec aliran (m/det),
L = panj karakteristik (m) pd saluran muka air bebas
L = R (jari2 hidrolik), v = kekentalan kinematik
m2/det.
R = A/p, A = luas penampang basah,
p = keliling basah.
Laminer >Re=600> Turbulen

39. ALIRAN SUB KRITIS DAN SUPER KRITIS
Aliran kritis : kec aliran = kec gelombang
gravitasi amplitudo kecil. (gelombang gravitasi
dibangkitkan dengan kedalaman)
Aliran sub kritis : kec. aliran < kec. kritis.
Aliran Super kritis : kec aliran > kec kritis.
Parameter: antara gaya gravitasi & gaya
inersia dengan angka Froud (F).

40. ALIRAN SUB KRITIS DAN SUPER KRITIS
Angka Froud (F):
Dengan : V = kecepatan aliran m/det
h = kedalaman aliran (m)
g = percepatan grafitasi (m/det2)
h
g
V
Fr
.


41. ALIRAN SERAGAM
Aliran seragam : Kecepatan aliran pada
waktu tertentu tak berubah terhadap
jarak.
Aliran berubah : aliran tak seragam (aliran
berubah lambat laun & berubah tiba-tiba)

42. ALIRAN SERAGAM
Dristribusi kec pada
potongan melintang
Distribuasi kec sbg
fungsi kedalaman

43. HUKUM KONSERVASI
Konservasi massa : Persamaan kontinuitas

44. Pers kontinuitas
Prinsip kontinuitas : jumlah pertambahan volume
= aliran netto yg lewat pada pias,

45. KONSERVASI ENERGI
.

46. KONSERVASI MOMENTUM

47. RUMUS EMPIRIK KECEPATAN RERATA
Rumus Chezy

48. RUMUS EMPIRIK KECEPATAN RERATA
1. Rumus Chezy (1768)
Dengan: V = kecepatan rerata
S0 = kemiringan dasar saluran
C = Faktor tahanan saluran disebut koefien Chezy

49. Pers untuk menentukan koef Chezy C
BAZIN
DARCY
WEISBACH

50. RUMUS EMPIRIK KECEPATAN RERATA
2. MANNING (1889)
dengan : n = kekasaran Manning
Korelasi pers kecepatan Chezy dan Manning :
besarnya angka koedisien
Manning (n) tercantum dalam
tabel referensi.
2
1
3
2
1
S
R
n
V 
n
R
C
6
1


51. SALURAN PALING EKONOMIS
Qmaks dicapai pada Vmaks, dan akan dicapai jika Rmaks,
dengan Pminimum.
1. Penampang persegi yang ekonomis:
A = Bh atau B = A/h, P = B + 2h
substitusi : P = (A/h)+2h

52. SALURAN PALING EKONOMIS
asumsi luas penampang A konstan:
Atau: B = 2h, atau h = B/2
Jari-jari hidraulik:
Atau:
0
2
2



h
A
dh
dP , A= 2h2 = Bh
h
B
Bh
p
A
R
2



2
2
2
2 2
h
h
h
h
R 



53. SALURAN PALING EKONOMIS
2. Penampang trapesium terekonomis:
A = (B+mh)h, dan
Substitusi :
1
2 2


 m
h
B
P
2
2
)
1
2
( mh
h
m
h
P
A 




54. SALURAN PALING EKONOMIS
Penampang trapesium terekonomis:
Asumsi A dan miring dinding konstan:
0
2
1
4 2




 mh
m
h
P
dh
dP
0
2
1
4 2



 mh
m
P
3
2
3
)
3
/
2
(
3
)
3
/
8
( h
h
h
P 


3
3
4
3
3
4
3
2 h
h
h
B 



55. Contoh 1
Saluran drainase penampang trapesium mengalirkan
debit 10 m3/detik, miring dasar saluran 1:5000, dinding
saluran dilining dengan n = 0,012.
Tentukan dimensi saluran terekonomis!
Penyelesaian:
Manning:
Q = A.V = , Q = 10 m2/dt
3
2h
P 

2
h
R
2
1
3
2
)
2
(
1
3
2 S
h
n
x
h

56. ,
2
1
3
2
)
2
(
1
3
2 S
h
n
x
h
Q 
Pers Manning:
Dg:
Q = 10 m2/dt,
n = 0,012
S = 1/5000
Dari pers manning,
didapat:
Jadi ukuran yg ekonomis B=2,49 m, tinggi h= 2,16 m
,
2
1
)
5000
/
1
(
3
2
)
2
(
012
,
0
1
3
2
10
h
x
h

m
h
B
m
h
h
49
,
2
3
3
2
16
,
2
;
78
,
7
3
2





57. Contoh 2
Saluran drainase trapesium dg kemiringan dinding m=2, h = 2,5 m,
lebar dasar B = 5 m, koef kekasaran Manning n = 0,025, debit Q = 75
m3/detik, berapa S
Penyelesaian:
Pers Manning : , A = (B+mh)h = (5+2x2)2 = 18 m2
P = B+2h(m2+1)0,5 = 5+2x2(4+1)0,5 =13,94 m
2
1
3
2
1
S
R
n
V 
,
291
,
1
94
,
13
18



P
A
R ,
17
,
4
18
75



A
Q
V
2
1
3
2
291
,
1
025
,
0
1
17
,
4 xS
x

0077
,
0
;
0879
,
0
2
1

 S
sehingga
S

58. TERIMA KASIH