SISTEM DRAINASE PERKOTAAN

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

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.

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

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

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

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

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

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 9

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)

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). 11

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. 12

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.

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. 14

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

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

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)

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

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

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

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. 23

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

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

Poligon Thiessen dg n : jumlah stasiun 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

Isohyet Flexibel, perlu kerapatan jaringan cukup untuk membuat peta isohyet yang akurat subjektif

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.

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 29

HIDROGRAF Komponen hidrograf HUJAN Penguapan Intersepsi S i s Limpasan permukaan Tampungan permukaan ‘surface runoff’ infiltrasi Aliran antara Tampungan permukaan ‘interflow’ perkolasi Akuifer Aliran air tanah Debit terukur ‘groundwater flow’

Pengaruh hujan & bentuk DAS thd hidrograf Pengaruh hujan dan bentuk DAS terhadap hidrograf Tp t Q

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).

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

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) 34

ALIRAN PERMANEN, TAK 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 . 35

ALIRAN PERMANEN, TAK PERMANEN 36

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) 37

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 38

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). 39

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

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) 41

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

HUKUM KONSERVASI Konservasi massa : Persamaan kontinuitas 43

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

KONSERVASI ENERGI . 45

KONSERVASI MOMENTUM 46

RUMUS EMPIRIK KECEPATAN RERATA Rumus Chezy 47

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

Pers untuk menentukan koef Chezy C BAZIN DARCY WEISBACH

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. 50

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

SALURAN PALING EKONOMIS asumsi luas penampang A konstan: Atau: B = 2h, atau h = B/2 Jari-jari hidraulik: Atau: , A= 2h2 = Bh 52

SALURAN PALING EKONOMIS 2. Penampang trapesium terekonomis: A = (B+mh)h, dan Substitusi : 53

SALURAN PALING EKONOMIS Penampang trapesium terekonomis: Asumsi A dan miring dinding konstan: 54

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 55

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

Contoh 2 P = B+2h(m2+1)0,5 = 5+2x2(4+1)0,5 =13,94 m 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

TERIMA KASIH