tugas drainase

BAB  I

PENGERTIAN UMUM

UMUM

Kata drainase berasal dari kata drainase yang artinya mengeringkan atau mengalirkan. Drainase merupakan sebuah sistem yang dibuat untuk menangani persoalan kelebihan air baik kelebihan air yang ada dipermukaan tanah ataupun air yang ada dipermukaan tanah.Kelebihan air dapat disebabkan oleh intensitas hujan yang tinggi atau akibat durasi hujan yang lama.Secara umum drainase di definisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan pada suatu kawasan.

Kebutuhan drainase berawal dari kebutuhan air untuk kehidupan manusia dimana untuk kebutuhan tersebut manusia memanfaatkan sungai untuk kebutuhan rumah tangga, kebutuhan untuk pertanian, perikanan, peternakan dan lain sebagainya.Untuk kebutuhan rumah tangga menghasilkan air kotor yang perlu dialirkan dan dengan makin bertambahnya pengetahuan manusia mengenal industry yang juga mengeluarkan limbah yang perlu dialirkan.Pada musim hujan mengalami kelebihan air berupa limpasan permukaan yang sering kali menyebabkan banjir sehingga manusia mulai berpikir akan kebutuhan sistem saluran yang dapat mengalirkan air lebih terkendali dan terarah dan berkembang menjadi ilmu drainase.

Drainase perkotaan adalah ilmu drainase yang khusus mengkaji kawasan perkotaan yang erat kaitannya dengan kondisi lingkungan fisik dan lingkungan social budaya yang ada di kawasan kotatersebut.  Drainase perkotaan merupakan sistem pengeringan dan pengaliran air dari wilayah perkotaan yang meliputi kawasan pemukiman, industri dan perdagangan, sekolah, rumah sakit, lapangan olah raga dan lain sebagainya yang merupakan bagian dari perkotaan.

Data intensitas curtah hujan

Perhitungan Intensitas Curah HujanDengan MetodeGumbel :

Tabel curah hujan + nim yang sudah di urutkan

No.	Curah hujan+nim
1.	70
2.	115
3.	118
4.	118
5.	128
6.	129
7.	136
8.	143
9.	149
10.	152
11.	162
12.	179
13.	199
14.	216
∑	2014

Analisa frekuensi curah hujan menggunakan metode gumbel, metode ini berdasarkan analisa statistic dengan menggunakan data curah hujan harian maksimum 24 jam dan data pengamatan, banyaknya minimum 10 tahun.  Analisa ini dapat dilakukan dengan cara analitis dan cara grafis.

Cara Analitis

Contoh perhitungan :

X_a =  =  = 143,86

 (X_i– X₂)² = 18061,71

Sx = 37,72

Untuk selanjutnya perhitungan ditabelkan :

Karena jumlah data (n) = 14, maka didapat dari tabel :

Reduce mean (Yn) = 0,5100

Reduce standar deviation (Sn)            =  1,0095

sx = 35,92

Menghitung frekuensi curah hujan maksimum menggunakan metode ghumbel :

Dimana :

X1 = besarnya curah hujan dalam periode ulang T tahun

Xa = curah hujan harian maksimum rata-rata

Sx = standar deviasi =

Y1 = reduce variate, sehubungan dengan periode ulang T, dilihat dari tabel

Yn = rteduce mean, sehubungan dengan banyaknya pengamatan n, dilihat dari tabel

Sn = reduce hujan harian maksimum 24 jam

N =  banyaknya pengamatan

K =  = factor frekuensi

Contoh perhitungan :

X_5th       = 144 +  x 37,72 = 180,56

X_10th     = 144 +  x 37,72= 217,83

X_25th     = 144 +  x 37,72= 243,28

X_100th   = 144 +  x 37,72= 295,003

= ∑(X₁ – X_a)²

Intensitas hujan

Curah hujan jangka pendek dinyatakan dalam intensitas per jam yang disebut intensitas curah hujan (mm/jam).Intensitas curah hujan rata-rata dalam jam t jam ( I) dinyatakan dengan rumus : I_i =

DimanaR_t = curah hujan selama t jam

Besarnya curah hujan itu berbeda-beda yang disebabkan oleh lamanya curah hujan atau frekuensi kejadiannya.Beberapa rumus intensitas curah hujan yang dihubungkan dengan hal-hal ini, telah disusun sebagai rumus eksperimentil.Satu yang sering digunakan di Jepang adalah sebagaiberikut :

I =

dimana :

I      =  intensitas curah hujan (mm/jam)

t      =  lamanya curah hujan (menit)

a, b = tetapan atau konstanta

Rumus ini dikemukakan oleh Prof.Talbot pada tahun 1881 dan disebut jenis Talbot.Rumus ini banyak digunakan karena mudah diterapkan dimana tetapan-tetapan a dan b ditentukan dengan harga-harga yang diukur.

a   = 

b   = 

Dimana : [] : jumlah angka-angka tiap suku

N :banyaknya data

Perhitungan intensitas curah hujan periode ulang 10 tahun

            Contohperhitungan :

Perhitungan tof, tdf dan tc masing-masing segmen

Elevasi A    : +40,00

Elevasi B    : +20,00

Kemiringan saluran  = =  = 2 m

nd= 0,013  (untuk aspa lbeton)

       = 0,020 (untuk bahu jalan)

       = 0,100 (untuk tanah dengan rumput tipis dan gundul)

Kondisi permukaan dengan koofisien hambatan v (kecepatan) = 0,7 m/detik

Segmen 1

Kemiringan saluran : s =  =  = 0,002402

Gambar potongan melintang segmen 1 tanpa skala

#Ruas Kiri = Ruas Kanan

*)tof1=

*)tof1==1,435 menit

*)tof2 =

*)tof2 = =1,542 menit

*)tof3 = =3,016 menit (tof3 kanan)

*)tof3 = = 2,588 menit (tof3 kiri)

*)tof1 + tof2 = 1,435 + 1,542 = 2,977 menit

Hasil penjumlahan tof1 + tof2 kemudian dibandingkan dengan tof3 maka didapat tof terbesar adalah :

*)tof3kanan  =  3,016  menit

*)tof3kiri       = 2,588  menit

*)tdf  = 

*)tdf =   = 4,625  menit

Segmen 2

Kemiringan saluran : s =  =  = 0,002503

Gambar potongan melintang segmen 2 tanpa skala

#Ruas Kiri = Ruas Kanan

*)tof1=

*)tof1==1,435 menit

*)tof2=

*)tof2==1,435 menit

*)tof3=

*)tof3== 2,046menit (tof3 kiri)

*)tof1 + tof2 = 1,435 + 1,435 = 2,87 menit

Hasil penjumlahan tof1 + tof2 kemudian dibandingkan dengan tof3 maka didapat tof terbesaradalah :

*)tof3kanan = 2,109  menit

*)tof3kiri      = 2,046  menit

*)tdf =

*)tdf =  = 5,55  menit

Segmen 3

Kemiringan potongan melintang segmen 3 tanpa skala

#Ruas Kiri = Ruas Kanan

*)tof1=

*)tof1== 1,492 menit

*)tof2=

*)tof2==1,604menit

*)tof3=

*)tof3== 2,880menit (tof3 kiri)

*)tof1 + tof2 = 1,492 + 1,604 = 3,096menit

Hasil penjumlahan tof1 + tof2 kemudian dibandingkan dengan tof3 maka didapat tof terbesar adalah

*)tof3kanan =  3,137  menit

*tof3 kiri=  2,880menit

*)tdf =

*)tdf =  = 5,55  menit

Segmen 4

Kemiringan saluran : s =  =

Gambar potongan melintang segmen 4 tanpa skala

#Ruas Kiri = Ruas Kanan

*)tof1=

*)tof1== 1,341menit

*)tof2=

*)tof2== 1,441menit

*)tof3=

*)tof3== 2,818 menit (tof3 kiri)

*)tof1 + tof2 = 1,341 + 1,441 = 2,782menit

Hasil penjumlahan tof1 + tof2 kemudian dibandingkan dengan tof3 maka didapat tof terbesar adalah

*)tof3kanan =  2,588menit

*tof3 kiri=  2,818menit

*)tdf =

*)tdf =  = 4,625menit

Segmen 5

Kemiringan saluran : s =  =

Cek :

Ld total – (Ld1 + Ld2 + Ld3 + Ld4) = 0

732,6 – (166,5 + 199,8 + 199,8 + 166.5) = 0

Gambar potongan melintang segmen 5 tanpa skala

#Ruas Kiri = Ruas Kanan

*)tof1=

*)tof1== 1,341 menit

*)tof2=

*)tof2== 1,441 menit

*)tof3=

*)tof3== 2,715  menit (tof3 kiri)

*)tof1 + tof2 = 1,341 + 1,441 = 2,782 menit

Hasil penjumlahan tof1 + tof2 kemudian dibandingkan dengan tof3 maka didapat tof terbesar adalah

*)tof3kanan =  2,588  menit

*tof3 kiri=  2,715menit

*)tdf =

*)tdf =  = 4,625  menit

Tabel Perhitungan tof, tdf dan tc masing-masing segmen

Segmen	Ruas	tof	tdf (terbesar)	tdf	tc (menit)	tc (jam)
1	Kanan	1.435	3.016	4.625	7.641	0.12735
		1.542
		3.016
	Kiri	1.435	2.977	4.625	7.602	0.1267
		1.542
		2588
2	Kanan	1.435	2.87	5.55	8.42	0.140333
		1.435
		2.109
	Kiri	1.435	2.87	5.55	8.42	0.140333
		1.435
		2.109
3	Kanan	1.492	3.137	5.55	8.687	0.144783
		1.604
		3.137
	Kiri	1.492	3.096	5.55	8.646	0.1441
		1.604
		2.88
4	Kanan	1.341	2.782	4.625	2.782	0.046367
		1.441
		2.588
	Kiri	1.341	2.818	4.625	2.818	0.046967
		1.441
		2.818
5	Kanan	1.341	2.782	4.625	2.782	0.046367
		1.441
		2.588
	Kiri	1.341	2.782	4.625	2.782	0.046367
		1.441
		2.588

Perhitungan debit untukperiodeulang 10 tahun

Diketahui :

C = 0,825 dilihatdaritabel 9 hubungankondisipermukaantanahdankoofisienpengaliran, sesuaidengankondisipermukaantanahnyayaitudaerahperkotaan.

*Menghitungintensitascurahhujan

Dari metodeGumbeldidapatkannilai R untukperiodeulang 10 tahunadalah 170.2883 mm untukmendapatkannilaiintensitascurahhujandidapatkandenganmenggunakanrumusmononobeberikut :

I =

Dimana :

I           :  intensitascurahhujan (mm/jam)

t          :  lamanyacurahhujan (menit) ataudalam (jam)

R₂₄     :  curahhujanmaksimumdalam 24 jam

Contohperhitungan

Segmen I

R  =  170.288  mm

tc =  0.12735 jam (kanan)

I = m/jam (kanan)

R = 170.288  mm

tc = 0.1267 jam (kiri)

I = m/jam (kanan)

TabelPerhitunganIntensitasCurahHujan

Segmen	Ruas	tc (jam)	I (mm/jam)
1	Kanan	0.12735	232.414
	Kiri	0.1267	232.202
2	Kanan	0.14033	217.862
	Kiri	0.14033	217.862
3	Kanan	0.14478	213.377
	Kiri	0.1441	214.052
4	Kanan	0.04637	455.506
	Kiri	0.04697	451.625
5	Kanan	0.04637	455.506
	Kiri	0.04637	455.506

Menghitung Debit

Untukmenghitung debit air (Q) menggunakanrumus

Q =  x C.I.A

Dimana :

Q  =  debit air (m³/detik)

C  =koofisienpengalirandaritabel 9 hubungankondisipermukaantanahdankoofisienpengaliran

I    =  Intensitascurahhujan (mm/jam)

A  =luardaerahpengaliran (m²)

Contohperhitungan :

Segmen I

A = 33266.7 m^{2 (kanan)}                   A =  19960.2 m^{2 (kiri)}

C =  0.70

Q =   x C.I.A

Q_kanan =  x 0.70x232.414x100 = 1.5034 m³/detik

Q_kiri =  x 0.70x233.202x83.25 = 0.9051 m³/detik

Untukselanjutnyaperhitunganditabelkan

TabelPerhitungan Debit (Q)

Segmen	Ruas	C	I	A	Q
			(mm/jam)	(m2)	(m3/detik)
1	Kanan	0.7	232.414	33266.7	1.5034
	Kiri	0.7	233.202	19960.02	0.9051
2	Kanan	0.7	217.862	73186.74	3.1003
	Kiri	0.7	217.862	59880.06	2.5366
3	Kanan	0.7	213.377	99800.1	4.1407
	Kiri	0.7	214.052	93146.76	3.8769
4	Kanan	0.7	455.506	121977.9	10.8037
	Kiri	0.7	451.625	109780.1	9.6404
5	Kanan	0.7	455.506	133066.8	11.7858
	Kiri	0.7	455.506	192946.9	17.0894

Perhitungandimensisaluran

Diketahui :

n   =  0,20dilihatdaritabel 11 harga n untukrumusmanning

s    =  sesuaidengankemiringantiapsegmen yang telahdihitung

Segmen 1

*) Ruaskiri

Salurandrainaseberbentukpersegipanjang

A = b.y

P = b + 2y

R =

V =   x R^2/3 x s ^½

F =

Q_hitung = A x V

Q_hitung = Q_desain