Download - Perencanaan Drainase Dan Saluran Limbah
TUGAS BESAR
PERENCANAAN SISTEM JARINGAN
DRAINASE DAN PENGELOLAAN LIMBAH
PERUMAHAN ALAM SUTERA – CLUSTER ELYSIA
TANGERANG
Disusun oleh :
1. Maryam Nadiara Husfika 1111020037
2. Muhamad Luthfi 1111020009
3. Mutiara Nurul Faadhilah 1111020038
4. Salma Izzati 1111020025
5. Yolanda Oktariani 1111020048
3 Sipil 2 Pagi
PROGRAM STUDI TEKNIK KONSTRUKSI SIPIL
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
DEPOK
2014
i
LEMBAR PERSETUJUAN
Diterima oleh Dosen Pembimbing Tugas Drainase dan Pengelolaan Limbah
KPK Sumber Daya Air dan Lingkungan
Jurusan Teknik Sipil, Program Studi Konstruksi Bangunan Sipil
Politeknik Negeri Jakarta
Pada Tanggal, Juni 2014
Laporan Tugas Besar ini telah disetujui.
Menyetujui,
Dosen Pembimbing
Ir. Drs. Jasuri Sa’at, M.T.
NIP. 19550623 198603 1 001
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan Tugas Besar Drainase dan
Pengelolaan Limbah tepat pada waktunya. Adapun tugas ini dimaksudkan untuk
memenuhi syarat nilai mata kuliah Drainase dan Pengelolaan Limbah pada semester VI,
yang mana tugas ini lebih di titik beratkan kepada penerapan teori dan pengaplikasiannya
di lapangan.
Laporan Tugas Besar ini tidak akan terlaksana tanpa adanya bantuan dari
berbagai pihak yang telah mendukung dalam penulisan laporan ini. Oleh karena itu kami
mengucapkan terima kasih kepada:
1. Orang tua kami yang selalu memberikan dukungan baik moral maupun material.
2. Bapak Ir. Drs. Jasuri Sa’at, M.T. selaku pembimbing kami.
3. Dan berbagai pihak yang tidak bisa disebutkan satu-persatu namanya yang telah
membantu penulis dalam menyelesaikan laporan ini.
Kami menyadari bahwa dalam Laporan Tugas Besar ini masih banyak
kekurangan. Oleh karena itu kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat
membangun dari semua pihak.
Dan pada akhirnya, kami berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi
semua pihak dan dapat menjadi pedoman nantinya di dunia kerja.
Depok, Juni 2014
Penyusun
iii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN...................................................................................ii
KATA PENGANTAR...........................................................................................iii
DAFTAR ISI.........................................................................................................iv
DAFTAR TABEL.................................................................................................vi
DAFTAR GAMBAR.............................................................................................vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang........................................................................................1
1.2 Tujuan Penulisan....................................................................................1
1.3 Tujuan Khusus........................................................................................1
1.4 Rumusan Masalah...................................................................................1
1.5 Sistematika Penulisan.............................................................................2
BAB II DASAR TEORI
2.1 Pengertian Drainase................................................................................3
2.2 Jenis Drainase dan Permasalahannya.....................................................3
2.3 Drainase Perkotaan.................................................................................6
2.4 Aspek Hidrologi......................................................................................8
2.5 Aspek Hidrolika....................................................................................20
BAB III DATA PERENCANAAN
3.1 Peta Daerah Proyek Perencanaan Drainase..........................................22
3.2 Data Curah Hujan Stasiun Pondok Betung...........................................23
BAB IV ANALISA DATA PERENCANAAN
4.1 Perhitungan Curah Hujan.....................................................................24
4.2 Perhitungan Debit.................................................................................33
4.3 Perhitungan Dimensi Saluran...............................................................36
4.4 Perhitungan Hilang Tinggi Tekan Mayor (hgs)....................................41
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan...........................................................................................43
iv
5.2 Saran.....................................................................................................43
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang......................................................................................44
1.2 Tujuan Penulisan..................................................................................44
1.3 Permasalahan........................................................................................45
1.4 Pembatasan Masalah............................................................................45
1.5 Sistematika Penulisan...........................................................................45
BAB II DASAR TEORI
1.1 Air Limbah...........................................................................................46
1.1.1 Macam-macam Sistem Pengolahan Air Limbah..........................48
1.1.2 Kualitas Air Limbah.....................................................................48
1.1.3 Sumber-Sumber Air Limbah.........................................................48
1.1.4 Variasi Laju Aliran Air Limbah....................................................49
1.1.5 Pengolahan Air Limbah................................................................49
2.2 Analisa Debit dan Dimensi..................................................................60
2.2.1 Analisa Debit................................................................................60
2.2.2 Analisa Dimensi............................................................................60
2.2.3 Analisa Hilang Tinggi Tekan........................................................61
BAB III DATA PERENCANAAN
3.1 Data Jumlah Penduduk.........................................................................63
3.2 Data Lapangan......................................................................................63
Gambar.19 Layout Perumahan Alam Sutera Cluster Elysia..........................64
BAB IV ANALISA DATA PERENCANAAN
4.1 Perencanaan Saluran Air Limbah.........................................................65
4.1.1 Analisa Hasil Limbah Rumah Tangga..........................................65
4.1.2 Perhitungan Jumlah Penduduk Umur Rencana.............................65
4.1.3 Perhitungan Debit Maksimum......................................................66
BAB V............................................................................................................71
PENUTUP......................................................................................................71
5.1 Kesimpulan...........................................................................................71
5.2 Saran.....................................................................................................71
DAFTAR PUSTAKA....................................................................................72
v
DAFTAR TABELTabel 4.1 Perhitungan Curah Hujan ......................................................................24
Tabel 4.2 Return Period a Function of Reduced ...................................................25
Tabel 4.3 Perhitungan Intensitas Curah Hujan Metode Mononobe (20tahunan). .28
Tabel 4.4 Perhitungan Nilai Tc..............................................................................32
Tabel 4.5 Perhitungan debit saluran.......................................................................34
Tabel 4.6 Perhitungan dimensi saluran..................................................................39
Tabel 4.7 Perhitungan hgs......................................................................................42
Tabel 3.1 Data Jumlah Penduduk .........................................................................63
Tabel 4.1 Perhitungan Jumlah penduduk tiap saluran...........................................66
Tabel 4.2 Perhitungan debit maksimum................................................................67
Tabel 4.3 Perhitungan Dimensi Pipa Saluran Limbah...........................................68
Tabel 4.4 Perhitungan Kehilangan Tinggi Tekan.................................................69
Tabel 4.5. Perhitungan Elevasi Pipa......................................................................70
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Drainase Alamiah pada Siklus Air.........................................................3
Gambar 2. Drainase Buatan.....................................................................................4
Gambar 3. Siklus Hidrologi dan Sistem Pengendali Banjir..Error! Bookmark not
defined.7
Gambar 4. Kurva Inensitas Hujan........................Error! Bookmark not defined.1
Gambar 5. Kurva untuk memperkirakan to..........Error! Bookmark not defined.2
Gambar 6. Poligon Thiesen................................Error! Bookmark not defined.16
Gambar 7. Metode Isohyet.................................Error! Bookmark not defined.17
Gambar 8.Hubungan antara unsur-unsur fungsional dari sistem pengolahan air
limbah kota.......................................Error! Bookmark not defined.47
Gambar 9. Layout Perumahan Alam Sutera Cluster Elysia...................................64
vii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perumahan Alam Sutera, Cluster Elysia yang berlokasi di Serpong, Tangerang
adalah perumahan sebagai salah satu pertumbuhan fisik dalam suatu wilayah yang
merupakan kebutuhan dasar manusia yang dapat berfungsi sebagai sarana produksi
keluarga, merupakan titik strategis dalam pembangunan manusia seutuhnya.
Oleh karena itu, perencanaan sistem drainase dalam Perumahan Alam Sutera,
Cluster Elysia perlu mendapat perhatian yang penting guna terhindar dari bencana banjir
atau genangan air hujan, serta mendukung kehidupan manusia yang hidup bermukim di
perumahan tersebut dengan nyaman, sehat dan dapat berinteraksi satu dengan lainnya
dalam kehidupan sehari – hari.
Drainase yang kurang baik akan mengakibatkan berbagai macam masalah yang
bisa merugikan manusia itu sendiri. Salah satunya adalah masalah banjir.
1.2. Tujuan Penulisan
1. Mahasiswa mampu memahami mata kuliah drainase dan pengelolaan limbah.
2. Mahasiswa mampu merancang sistem drainase dan pengelolaan limbah pada
suatu perumahan dengan baik.
1.3. Tujuan Khusus
1. Mahasiswa mampu merencanakan drainase di Perumahan Alam Sutera,
Cluster Elysia.
2. Mahasiswa mampu merencanakan dimensi saluran drainase yang sesuai
dengan kebutuhan pada Perumahan Alam Sutra, Cluster Elysia.
1.4. Rumusan Masalah
a. Perencanaan Layout Drainase
b. Perhitungan Intensitas Hujan & Catchment Area
c. Perhitungan Debit Drainase
d. Perencanaan Dimensi Saluran Drainase
e. Penggambaran Sistem Drainase
1
1.5. Sistematika Penulisan
Sistematika Penulisan pada makalah ini adalah sebagai berikut :
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PERSETUJUAN
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
BAB I
berisi tentang pendahuluan dan gambaran tentang isi dari penulisan.
BAB II
berisi tentang dasar teori yang digunakan.
BAB III
berisi tentang data-data yang dibutuhkan untuk menganalisa.
BAB IV
berisi tentang Analisa Perhitungan Data.
BAB V
berisi tentang kesimpulan dan saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
2
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Pengertian Drainase
Drainase (drainage) didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan yang
mempelajari usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan dalam suatu konteks
pemanfaatan tertentu.
Drainase perkotaan merupakan jaringan pembuangan air yang berfungsi
mengeringkan bagian-bagian wilayah administrasi kota dan daerah urban dari
genangan air, baik dari hujan lokal maupun luapan sungai yang melintas di dalam
kota.
2.2 Jenis Drainase dan Permasalahanya
2.2.1 Jenis – Jenis Drainase
1. Menurut Sejarah Terbentuknya
a. Drainase Alamiah (Natural Drainage)
Terbentuk secara alamiah , tidak terdapat bangunan penunjang.
3
b. Drainase Buatan (Artificial Drainage)
Dibuat dengan tujuan tertentu, memerlukan bangunan khusus.
2. Menurut Letak Bangunan
a. Drainase Permukaan Tanah (Surface Drainage)
Suatu system pembuangan air untuk menyalurkan air
dipermukaan tanah. Hal ini berguna untuk mencegah adanya
genangan.
b. Drainase Bawah Permukaan Tanah (Subsurface Drainage)
Suatu sistem pembuangan untuk mengalirkan kelebihan air
dibawah tanah. Pada jenis tanaman tertentu drainase juga
bermanfaat untuk mengurangi ketinggian muka air tanah sehingga
tanaman dapat tumbuh dengan baik.
3. Menurut Fungsi
1) Single Purpose
Saluran yang berfungsi mengalirkan satu jenis air buangan,
misalnya air hujan saja atau jenis air buangan yang lainnya seperti
limbah domestik, air limbah industri dan lain – lain.
4
2) Multi Purpose
Saluran yang berfungsi mengalirkan beberapa jenis air buangan
baik secara bercampur maupun bergantian.
4. Menurut Konstruksi
a. Saluran Terbuka
yaitu sistem saluran yang biasanya direncanakan hanya untuk
menampung dan mengalirkan air hujan, namun pada umumnya sistem
saluran ini berfungsi sebagai saluran campuran. Pada pinggiran kota,
saluran terbuka ini biasanya tidak diberi lining (lapisan pelindung).
Akan tetapi, saluran terbuka di dalam kota harus diberi lining dengan
beton, mansory (pasangan batu).
b. Saluran Tertutup
yaitu saluran untuk air kotor yang mengganggu kesehatan
lingkungan. Sistem drainase ini baik untuk diterapkan di daerah
perkotaan, terutama dengan tingkat penduduk yang tinggi.
2.2.2 Sistem dan Permasalahan Drainase
1. Sistem drainase dibagi menjadi
a. Tersier Drainage
b. Secondary Drainage
c. Main Drainage
d. Sea Drainage
2. Permasalahan drainase
Permasalahan drainase perkotaan bukanlah hal yang sederhana.
Banyak faktor yang mempengaruhi dan pertimbangan yang matang
dalam perencanaan, antara lain :
5
1. Peningkatan Debit
Manajemen sampah yang kurang baik memberi kontribusi
percepatan pendangkalan /penyempitan saluran dan sungai. Kapasitas
sungai dan saluran drainase menjadi berkurang, sehingga tidak
mampu menampung debit yang terjadi, air meluap dan terjadilah
genangan.
2. Peningkatan Jumlah Penduduk
Meningkatnya jumlah penduduk perkotaan yang sangat cepat,
akibat dari pertumbuhan maupun urbanisasi. Peningkayan jumlah
penduduk selalu diikuti oleh penambahn infrastruktur perkotaan,
disamping itu peningkatn penduduk juga selalu diikuti oleh
peningkatan limbah, baik limbah cair maupun pada sampah.
3. Amblesan Tanah
Disebabkan oleh pengambilan air tanah yang berlebihan,
mengakibatkan beberapa bagian kota berada dibawah muka air laut
pasang.
4. Penyempitan dan pendangkalan saluran
5. Reklamasi
6. Limbah sampah dan pasang surut
2.3 Drainase Perkotaan
Prinsip utama drainase perkotaan:
1. Kapasitas sistem harus mencukupi untuk menampung air hujan yang
akan dibuang ke sungai, dan cukup diresapkan ke tanah.
2. Tata letak sistem segi hidrolik dan tata letak dalam kaitannya dengan
prasarana lain seperti jalan, perumahan, dll serta memperhitungkan
kemungkinan untuk perluasan kapasitas sistem drainase.
3. Stabilitas sisem segi struktural, keawetan dan kemudahan mengalirkan
secara gravitasi.
6
4. Meminimalisasi pembebasan tanah dengan mencari jalur terpendek
agar pembebasan tanah kecil.
Drainase di perkotaan dapat dilakukan dengan menggunakan :
1. Waduk
2. Kanal (Saluran)
3. Polder
Bangunan pelengkap drainase perkotaan:
1. Gorong-gorong
Gorong-gorong adalah bangunan yang dipakai untuk membawa
aliran air (saluran irigasi atau pembuang) melewati bawah jalan air
lainnya (biasanya saluran), di bawah jalan, atau jalan kereta api. Gorong-
gorong juga digunakan untuk mengalihkan aliran air pada saluran.
2. Bangunan bagi
Merupakan bangunan yang berfungsi untuk megubah arah aliran
air.
7
3. Bangunan pelimpah
Merupakan bangunan yang berfungsi menyatukan aliran air dari
beberapa saluran untuk diteruskan ke suatu saluran.
4. Bangunan penangkap endapan
Merupakan bangunan yang berfungsi sebagai tempat pengendapan
material yang tercampur bersama aliran air.
2.4 Aspek Hidrologi
Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang terjadinya pergerakan
dan distribusi air di bumi, baik ditinjau secara kuantitas maupun kualitas, sebagai
dasar untuk perencanaan drainase jalan dan jembatan. Secara umum dapat dibagi
dalam 2 kategori, yaitu :
a) Operational Hydrology
Menyangkut pemasangan alat-alat ukur berikut penentuan jaringan stasiun
pengamatannya, pengumpulan data hidrologi, pengolahan data mentah dan
publikasi data.
b) Applied Hydrology
Ilmu yang langsung berhubungan dengan penggunaan hukum-hukum yang
berlaku menurut ilmu-ilmu murni (pure science) pada kejadian praktis
dalam kehidupan.
Analisis hidrologi dari daerah perencanaan yang meliputi analisis curah
hujan harian maksimum dan pembuatan kurva intensitas durasi hujan merupakan
langkah awal yang perlu dilakukan dalam perencanaan saluran drainase. Dengan
melakukan analisis hidrologi, debit banjir rencana yang akan digunakan sebagai
dasar penentuan dimensi saluran dan perlengkapannya dapat diperkirakan.
2.4.1 Data-Data Hidrologi
Menurut tipenya, data dapat dikategorikan dalam :
– Data berdasarkan sejarah
– Data hasil pengukuran/pengumpulan di lapangan
– Data hasil percobaan di laboratorium
8
– Data hasil pengukuran serempak 2 variabel atau lebih, dengan
tujuan agar dapat dipelajari hubungan antar variable tersebut.
2.4.2 Proses Hidrologi
• Proses Deterministik
– Terjadi jika perubahan dari variable hidrologi dikontrol oleh suatu
hukum tertentu (sudah dapat dipastikan).
– Contoh : Selama kecepatan aliran tanah berhubungan secara
proporsional terhadap kemiringan hidraulik :
• Proses Probabilistik
– Terjadi bila perubahan/evolusi variable hidrologi mempunyai
berbagai kemungkinan (tidak dapat dipastikan), tidak tergantung
dari waktu (time independent).
– Contoh : Prosedur pembuatan kurva duration flow merupakan
proses probabilistik
• Proses Stokhastik
– Terjadi bila perubahan/evolusi variable hidrologi tidak dapat
dipastikan, tergantung pada fungsi waktu (kebanyakan/sebagian
besar proses hidrologi tergantung fungsi waktu).
– Contoh : Prosedur pembangkitan debit dari data series debit yang
ada.
2.4.3 Macam-Macam dan Tahapan Siklus Hidrologi :
1. Siklus Pendek / Siklus Kecil
a. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
b. Terjadi kondensasi dan pembentukan awan
c. Turun hujan di permukaan laut
2. Siklus Sedang
a. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
b. Terjadi kondensasi
9
c. Uap bergerak oleh tiupan angin ke darat
d. Pembentukan awan
e. Turun hujan di permukaan daratan
f. Air mengalir di sungai menuju laut kembali
3. Siklus Panjang / Siklus Besar
a. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
b. Uap air mengalami sublimasi
c. Pembentukan awan yang mengandung kristal es
d. Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat
e. Pembentukan awan
f. Turun salju
g. Pembentukan gletser
h. Gletser mencair membentuk aliran sungai
i. Air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut
2.4.4 Karakteristik Hujan
a) Durasi
Durasi hujan adalah lama kejadian hujan (menitan, jam-jaman, harian)
diperoleh terutama dari hasil pencatatan alat pengukur hujan otomatis.
Dalam perencanaan drainase durasi hujan ini sering dikaitkan dengan
waktu konsentrasi, khususnya pada drainase perkotaan diperlukan
durasi yang relatif pendek, mengingat akan toleransi terhadap lamanya
genangan.
b) Intensitas
Intensitas adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan
atau volume hujan tiap satuan waktu. Besarnya intensitas hujan
berbeda-beda, tergantung dari lamanya curah hujan dan frekuensi
kejadiannya. Intensitas hujan diperoleh dengan cara melakukan
analisis data hujan baik secara statistik maupun empiris.
c) Lengkung Intensitas
10
Lengkung intensitas hujan adalah grafik yang menyatakan hubungan
antara intensitas hujan dengan durasi hujan, hubungan tersebut
dinyatakan dalam bentuk lengkung intensitas hujan dengan kala ulang
hujan tertentu.
Pada gambar 2.1. merupakan salah satu contoh lengkung intensitas
hujan untuk beberapa macam kala ulang hujan menurut Haspers.
Gambar 3. Kurva Intensitas Hujan
d) Waktu Konsentrasi (T)
Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan
air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang
ditentukan di bagian hilir suatu saluran.
Pada prinsipnya waktu konsentrasi dapat dibagi menjadi:
i) Inlet time (to), yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir
di atas permukaan tanah menuju saluran drainase.
ii) Conduit time (td), yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk
mengalir di sepanjang saluran sampai titik kontrol yang ditentukan
dibagian hilir.
11
Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan rumus:
tc = to + td
Lama waktu mengalir didalam saluran (td) ditentukan dengan rumus
sesuai dengan kondisi salurannya.
Pada saluran buatan nilai kecepatan aliran dapat dimodifikasi
berdasarkan nilai kekasaran dinding saluran menurut Manning, Chezy,
atau yang lainnya.
Waktu konsentrasi besarnya sangat bervariasi dan dipengaruhi oleh
faktor-faktor berikut ini:
i) Luas daerah pengaliran
ii) Panjang saluran drainase
iii)Kemiringan dasar saluran
iv)Debit dan kecepatan aliran
Dalam perencanaan drainase waktu konsentrasi sering dikaitkan
dengan durasi hujan, karena air yang melimpas mengalir dipermukaan
tanah dan selokan drainase sebagai akibat adanya hujan selama waktu
konsentrasi.
Gambar 4. Kurva untuk memperkirakan to
Sumber: Buku Drainase Perkotaan, karangan S. Hindarko. Ir.
12
2.4.5 Data Hujan
a) Pengukuran
Hujan merupakan komponen yang amat penting dalam analisis
hidrologi pada perancangan debit untuk menentukan dimensi saluran
drainase.
Pengukuran hujan dilakukan selama 24 jam, dengan cara ini berarti
hujan yang diketahui adalah hujan total yang terjadi selama satu hari.
Untuk berbagai kepentingan perancangan drainase tertentu data hujan
yang diperlukan tidak hanya data hujan harian, akan teteapi juga
distribusi jam-jaman atau menitan. Hal ini akan membawa konsekwensi
dalam pemilihan data, dan dianjurkan untuk menggunakan data hujan
hasil pengukuran dengan alat ukur otomatis.
b) Alat Ukur
Dalam praktek pengukuran hujan terdapat dua jenis alat ukur hujan,
yaitu:
1. Alat Ukur Hujan Biasa (Manual Raingauge)
Data yang diperoleh dari pengukuran dengan menggunakan alat ini, berupa
data hasil pencatatan oleh petugas pada setiap periode tertentu. Alat
pengukur hujan ini berupa suatu corong dan sebuah gelas ukur yang
masing-masing berfungsi untuk menampung jumlah air hujan dalam satu
hari (hujan harian).
2. Alat Ukur Hujan Otomatis (Automatic Raingauge)
Data yang diperoleh dari hasil pengukuran dengan menggunakan alat ini
berupa data pencatatan secara menerus pada kertas pencatat yang dipasang
pada alat ukur. Berdasarkan data ini akan dapat dilakukan analisis untuk
memperoleh besaran intensitas hujan.
Tipe alat hujan otomatis ada tiga, yaitu:
(1) Weighting Bucket Raingauge
(2) Float Type Raingauge
(3) Tipping Bucket Raingauge
13
c) Kondisi dan Sifat Data
Data hujan yang baik diperlukan dalam melakukan analisis hidrologi,
sedangkan untuk mendapatkan data yang berkualitas biasanya tidak
mudah. Data hujan hasil pencatatan yang tersedia biasanya dalam
kondisi tidak menerus. Apabila terputusnya rangkaian data hanya
beberapa saat, kemungkinan tidak menimbulkan masalah didalam
melakukan analisis.
Menghadapi kondisi data seperti ini langkah yang dapat ditempuh
adalah dengan melihat akan kepentingan dari sasaran yang dituju,
apakah data kosong tersebut perlu diisi kembali.
Kualitas data yang tersedia akan ditentukan oleh alat ukur dan
manajemen pengelolaannya.
2.4.6 Pengolahan Data
a) Hujan Rerata Daerah Aliran
Hujan rata-rata untuk suatu daerah dapat dihitung dengan:
i) Cara Rata-rata Aljabar
Cara ini adalah perhitungan rata-rata secara alajabar curah hujan di
dalam dan disekitar daerah yang bersangkutan
R = 1/n (R1 + R2 + ...................Rn)
Dimana:
R = curah hujan daerah
N = jumlah titik atau pos pengamatan
R1, R2, ....................Rn = curah hujan di tiap titik pengamatan
ii) Cara Thiessen
Jika titik-titik didaerah pengamatan di dalam daerah itu tidak tersebar
merata, maka cara perhitungan curah hujan dilakukan dengan
memperhitungkan daerah pengarus tiap titik pengamatan.
14
Dimana:
R = curah hujan daerah
R1, R2, Rn = curah hujan ditiap titik pengamatan
A1, A2, An = bagian daerah yang mewakili tiap titil pengamatan
W1, W2, ........ Wn = . ................
Bagian-bagian daerah A1, A2, ............. An ditentukan dengan cara
sebagai berikut:
1. Cantumkan titik-titik pengamatan di dalam dan disekitar daerah itu
pada peta topografi, kemudian dihubungkan tiap titik yang
berdekatan dengan sebuah garis lurus. Dengan demikian akan
terlukis jaringan segitiga yang menutupi seluruh daerah.
2. Daerah yang bersangkutan itu dibagi dalam poligon-poligon yang
didapat dengan menggambar garis bagi tegak lurus pada setiap sisi
segitiga tersebut di atas. Curah hujan dalam setiap poligon
dianggap diwakili oleh curah hujan dari titik pengamatan dalam
tiap poligon itu. Luas tiap poligon diukur dengan planimeter atau
dengan cara lain.
Cara Thiessen ini memberikan hasil yang lebih teliti daripada cara
aljabar. Akan tetapi penentuan titik pengamatan dan pemilihan
ketinggian akan mempengaruhi ketelitian hasil yang didapat. Kerugian
yang lain umpamanya untuk penentuan kembali jaringan segitiga jika
terdapat kekurangan pengamatan pada salah satu titik pengamatan.
15
Gambar 5. Poligon Thiesen
iii) Cara Isohyet
Peta isohyet digambar pada peda topografi dengan perbedaan 10 mm
sampai 20 mm berdasarkan data curah hujan pada titik-titik
pengamatan didalam dan sekitar daerah yang dimaksud.
Luas bagian daerah antara 2 garis isohyet yang berdekatan diukur
dengan planimeter. Demikian pula harga rata-rata dari garis-garis
isohyet yang berdekatan yang termasuk bagian-bagian itu dapat
dihitung. Curah hujan daerah itu dapat dihitung menurut persamaan
sebagai berikut:
Dimana:
R = curah hujan daerah
R1, R2, ...... Rn = curah hujan rata-rata pada bagian-bagian A1,
A2, .......... An
A1, A2, ...... An = luas bagian-bagian antara garis isohyet
Cara ini adalah cara rasional yang terbaik jika garis-garis isohyet
dapat digambar dengan teliti. Akan tetapi jika titik-titik pengamatan
itu banyak dan wariasi curah hujan di daerah bersangkutan besar,
16
maka pada pembuatan peta isohyet ini akan terdapat kesalahan pribadi
si pembuat data.
Gambar 6. Metode Isohyet
b) Melengkapi Data
Hasil pengukuran hujan yang diterima oleh pusat Meteorologi dan
Geofisika dari tempat-tempat pengamatan hujan kadang-kadang ada yang tak
lengkap, sehingga didalam daftar hujan yang disusun ada data hujan yang
hilang.
Untuk melengkapi data yang hilang itu kita tidak dapat mengadakan
perkiraan. Sebagai dasar untuk perkiraan ini digunakan data hujan dari tiga
tempat pengamatan yang berdekatan dan mengelilingi tempat pengamatan
yang datanya tidak lengkap. Kalau titik-titik itu tadi selisih antara hujan-
hujan tahunan normal dari tempat pengamatan yang datanya tak lengkap itu
kurang dari 10% maka perkiraan data yang hilang boleh diambil harga rata-
rata hitung dari data-data tempat-tempat pengamatan yang mengelilinginya.
Kalau selisih itu melebihi 10% diambil cara menurut perbandingan biasa
yaitu:
Dimana:
R = ch rata-rata setahun di tempat pengamatan R datanya harus lengkap
ra, rb, rc = curah hujan ditempat pengamatan RA, RB, RC
RA, RB, RC = curah hujan rata-rata setahun di A, B, dan C
17
c) Kala Ulang Hujan
Suatu data hujan adalah (x) akan mencapai suatu harga tertentu/disamai (x1)
atau kurang dari (x1) atau lebih/dilampaui dari (x1) dan diperkirakan terjadi
sekali dalam kurun waktu T tahun, maka T tahun ini dianggap sebagai
periode ulang dari (x1).
Contoh: R2th = 115 mm
Dalam perencanaan saluran drainase periode ulang yang dipergunakan
tergantung dari fungsi saluran serta daerah tangkap hujan yang akan
dikeringkan.
Menurut pengalaman, penggunaan periode ulang untuk perencanaan:
1. Saluran kwarter: periode ulang 1 tahun
2. Saluran tersier : periode ulang 2 tahun
3. Saluran sekunder: periode ulang 5 tahun
4. Saluran primer: periode ulang 10 tahun
Penentuan periode ulang juga didasarkan pada pertimbangan ekonomis.
Berdasarkan prinsip dalam penyelesaian masalah drainase perkotaan dari
aspek hidrologi, sebelu dilakukan analisis frekwensi untuk mendapatkan
besaran hujan dengan kala ulang tertentu harus dipersiapkan rangkaian data
hujan berdasarkan pada durasi harian, jam-jaman atau menitan.
Analisis frekwensi terhadap data hujan yang tersedia dapat dilakukan dengan
beberapa metode antara lain Gumbell, Log Normal, Log Person III, dan
sebagainya.
d) Analisis Intensitas Hujan
Data curah hujan dalam suatu waktu tertentu (beberapa menit) yang tercatat
pada alat otomatik dapat dirubah menjadi intensitas curah hujan per jam.
Umpamanya untuk merubah hujan 5 menit menjadi intensitas curah hujan per
jam, maka curah hujan ini harus dikalikan dengan 60/5. Demikian pula untuk
hujan 10 menit dikalikan dengan 60/10.
Menurut Dr. Monobe intensitas hujan (I) didalam rumus rasional dapat
dihitung dengan rumus:
18
Dimana:
R = curah hujan rancangan setempat dalam mm
tc = lama waktu konsentrasi dalam jam
I = intensitas hujan dalam mm/jam
2.4.7 Debit Rancangan dengan Metode Rasional
Asumsi dasar yang ada selama ini adalah bahwa kala ulang debit
ekivalen dengan kala ulang hujan. Debit rencana untuk daerah perkotaan
umumnya dihendaki pembuangam air yang secepatnya, agar jangan ada
genangan air yang berarti. Untuk memenuhi tujuan ini saluran-saluran
harus dibuat cukup sesuai dengan debit rancangan.
Faktor-faktor yang menentukan sampai berapa tinggi genangan air
yang diperboleh agar tidak menimbulkan kerugian yang berarti adalah:
1. Berapa luas daerah yang akan tergenang (sampai batas tinggi yang
diperbolehkan)
2. Berapa lama waktu penggenangan itu.
Suatu daerah perkotaan umumnya merupakan bagian dari suatu daerah
aliran yang lebih luas, dan di daerah aliran ini sudah ada sistem drainase
alami. Perencanaan dan pengembangan sistem bagi suatu daerah perkotaan
yang baru harus diselaraskan dengan sistem drainase alami yang sudah
ada, agar keadaan aslinya dapat dipertahankan sejauh mungkin.
Besarnya debit rencana dihitung dengan memakai metode Rasional
kalau daerah alirannya kurang dari 80 Ha. Untuk daerah aliran yang lebih
luas sampai dengan 5000 Ha dapat digunakan metode rasional yang
diubah. Untuk luas daerah yang lebih dari 5000 Ha digunakan hidrogaf
satuan atau metode rasional yang diubah.
Rumus metode rasional:
Q = (α x r x f)/3,6
Dimana:
Q : Debit maksimum (m3/dt)
19
α : Run off coefisient (empiris)
r : Intensitas hujan selama time of concentration (mm/jam)
f : Luas daerah pengaliran (km2)
Koefisien Pengaliran ( α )
Koefisien pengaliran merupakan nilai banding antara bagian hujan yang
membentuk limpasan langsung dengan hujan total yang terjadi. Besaran ini
dipengaruhi oleh tata guna lahan, kemiringan lahan, jenis dan kondisi tanah.
Pemilihan koefisien pengaliran harus memperhitungkan kemungkinan adanya
perubahan tata guna lahan dikemudian hari.
Koefisien Penyebaran Hujan
Koefisien penyebaran hujan ( ) merupakan nilai yang digunakan untuk
mengoreksi pengaruh penyebaran hujan yang tidak merata pada suatu daerah
pengaliran. Nilai besaran ini tergantung dari kondisi dan luas daerah
pengaliran. Untuk daerah yang relatif kecil biasanya kejadian hujan
diasumsikan merata. Sehingga nila koefisien penyebaran hujan = 1
2.5 Aspek Hidrolika
2.5.1 Umum
Aliran air dalam suatu saluran dapat berupa aliran saluran terbuka
(open channel flow) maupun saluran tertutup (pipe flow). Pada aliran
saluran terbuka terdapat permukaan air yang bebas (free surdace),
permukaan bebas ini dapat dipengaruhi oleh tekanan udara luar secara
langsung. Sedangkan pada aliran pipa tidak terdapat permukaan yang
bebas, oleh karena seluruh saluran diisi oleh air. Pada aliran pipa
permukaan air secara langsung tidak dipengaruhi oleh tekanan udara luar,
kecuali hanya oleh tekanan hidraulik yang ada dalam aliran saja.
Pada aliran pipa dua tabung piezometer dipasangkan pipa yaitu pada
penampang 1 dan 2. Permukaan air dalam tabung diatur dengan tekanan
20
dalam pipa pada ketinggian yang disebut garis derajat hidraulik (Hydraulic
Grade Line).
Tekanan yang ditimbulkan oleh air pada setiap penampang
ditunjukkan dalam tabung yang bersesuaian dengan kolom air setingggi y
diatas garis tengah pipa. Jumlah energi dalam aliran di penampang
berdasarkan suatu garis persamaan yang disebut Garis Derajat Energi
(Energy Line), yaitu jumlah dari tinggi tempat z diukur dari garis tengah
pipa, tinggi tekanan y dan tinggi kecepatan V2/2g, dimana V adalah
kecepatan rata-rata aliran dalam pipa. Energi yang hilang ketika air
mengalir dari penampang 1 ke penampang 2 dinyatakan dengan hf.
Aliran dalam suatu saluran tertutup tidak selalu bersifat aliran pipa.
Apabila terdapat permukaan bebas, harus digolongkan sebagai aliran
saluran terbuka. Sebagai contoh, saluran drainase air hujan yang
merupakan saluran tertutup, biasanya dirancang untuk aliran saluran
terbuka sebab aliran saluran drainase diperkirakan hampir setiap saat,
memiliki permukaan bebas.
21
BAB III
DATA PERENCANAAN
3.1. Peta Daerah Proyek Perencanaan Drainase
Pada tugas besar Perencanaan Drainase ini, membuat perencanaan
saluran drainase di Perumahan Alam Sutera - Cluster Elysia, Tangerang,
Banten.
22
Data Curah Hujan Stasiun Pondok Betung
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Januari 94.0 65.0 112.0 83.0 68.0 82.0 37.0 66.0 89.8 47.6
Februari 87.0 68.0 37.0 121.3 85.0 30.4 68.0 198.0 161.0 122.0
Maret 44.3 65.8 63.0 67.0 57.5 87.0 60.3 0.0 72.0 82.0
April 37.0 51.0 70.0 13.0 72.0 35.3 70.0 67.0 38.0 35.0
Mei 76.0 38.0 30.0 83.0 39.3 39.0 26.5 82.3 88.5 32.4
Juni 24.0 23.2 31.0 3.3 11.0 75.0 38.7 33.4 71.0 15.0
Juli 0.0 40.0 52.0 0.0 57.0 111.0 36.0 17.0 2.0 17.8
Agustus 3.0 21.0 9.0 0.0 9.0 72.3 4.4 31.0 50.3 38.0
September 0.0 54.4 16.0 63.0 4.4 45.6 0.0 114.0 48.0 34.2
Oktober 18.0 99.0 4.0 105.6 0.0 39.0 0.0 38.0 17.9 85.3
November 75.6 21.0 31.0 108.3 55.0 57.0 34.2 56.0 66.7 94.6
Desember 60.0 55.0 40.0 18.0 25.0 27.0 74.0 104.0 17.4 58.0
CH MAX 94.0 99.0 112.0 121.3 85.0 111.0 74.0 198.0 161.0 122.0
23
BAB IV
ANALISA DATA PERENCANAAN
4.1 Perhitungan Curah Hujan
4.1.1 Analisis Frekuensi
Dalam menghitung analisis frekuensi digunakan rumus gumbel dan
periode ulang yang digunakan adalah 20 tahun.
n = 20 tahunan
Tabel 4.1 Perhitungan Curah Hujan
No Tahun XiLog
Xi
Log
xa
Log Xi-Log
Xa (Z) Z^2 Z^3
1 2000 99.5 2.0 2.05 -0.05 0.002 -0.0001
2 2001 102.0 2.0 2.05 -0.04 0.001 -0.0001
3 2002 116.1 2.1 2.05 0.02 0.000 0.0000
4 2003 116.6 2.1 2.05 0.02 0.000 0.0000
5 2004 83.7 1.9 2.05 -0.12 0.016 -0.0019
6 2005 108.9 2.0 2.05 -0.01 0.000 0.0000
7 2006 78.2 1.9 2.05 -0.15 0.024 -0.0037
8 2007 181.2 2.3 2.05 0.21 0.044 0.0094
9 2008 147.7 2.2 2.05 0.12 0.015 0.0018
10 2009 113.3 2.1 2.05 0.01 0.000 0.0000
Jumlah 1147.0 20.5 20.5 0.00 0.1 0.0
24
Log X = Log xa + G . Si
Log Xa = =
Si =
Si = = 0.1072
Cs =
Cs
Tabel 4.2 Return Period a Function of Reduced
Coefficient
(Cs)
Periode Ulang (tahun)
2 5 100 25 50 100
Probabilitas Kemungkinan Terjadinya
50 20 10 4 2 1
3 -0.396 0.42 1.18 2.278 3.152 4.051
2.5 -0.36 0.518 1.25 2.262 3.048 3.845
2.2 -0.33 0.574 1.284 2.24 2.97 3.705
2 -0.307 0.609 1.302 2.219 2.912 3.605
1.8 -0.282 0.643 1.318 2.193 2.848 3.499
1.6 -0.254 0.675 1.329 2.163 2.78 3.388
1.4 -0.255 0.705 1.337 2.128 0.706 3.271
1.2 -0.195 0.0732 1.34 2.087 0.626 3.149
1 -0.164 0.758 1.34 2.043 2.542 3.022
25
0.9 -0.148 0.769 1.339 2.018 2.498 2.957
0.8 -0.132 0.78 1.336 1.98 2.453 2.891
0.7 -0.116 0.79 1.333 1.967 2.407 2.824
0.6 -0.099 0.8 1.328 1.939 2.539 2.755
0.5 -0.083 0.808 1.323 1.91 2.311 2.686
0.4 -0.066 0.816 1.317 1.88 2.261 2.615
0.3 -0.05 0.824 1.309 1.849 2.211 2.544
0.2 -0.033 0.83 1.301 1.818 2.159 2.472
0.1 -0.017 0.836 1.292 1.785 2.017 2.4
0 0 0.842 1.282 1.75 2.054 2.326
-0.1 0.017 0.836 1.27 1.716 2 2.252
-0.2 0.033 0.85 1.258 0.68 1.945 2.178
-0.3 0.05 0.583 1.245 1.643 1.89 2.104
-0.4 0.066 0.855 1.231 1.606 1.834 2.029
-0.5 0.083 0.856 1.216 1.567 1.777 1.955
-0.6 0.099 0.857 1.2 1.528 1.72 1.88
-0.7 0.116 0.857 1.183 1.488 1.663 1.806
-0.8 0.132 0.856 1.166 1.448 1.606 1.733
-0.9 0.148 0.854 1.147 1.407 1.549 1.66
-1 0.164 0.852 1.128 1.366 1.492 1.588
-1.2 0.195 0.844 1.086 1.282 1.379 1.499
-1.4 0.225 0.832 1.041 0.198 1.27 1.318
-1.6 0.254 0.817 0.994 1.116 1.166 1.197
-1.8 0.282 0.799 0.954 1.035 1.069 1.087
-2 0.307 0.777 0.895 0.959 0.98 0.99
-2.2 0.33 0.752 0.844 0.888 0.9 0.905
-2.5 0.36 0.711 0.711 0.793 0.796 0.799
26
Untuk G, dengan Cs = 0.0612 di dapatdari table di bawahini:
Cs/Tahun 2 5 10 20 25 50 100
0.100 -0.017 0.836 1.292 1.785 2.107 2.400
0.061 -0.010 0.838 1.288 1.610 1.771 2.086 2.371
0.000 0.000 0.842 1.282 1.750 2.054 2.326
Contoh Perhitungan :
Log X = Log xa + G . Si
Log X2 = 2.05 + (-0.01041 x 0.1072)
X2 = 118.568
CurahHujan :
PeriodeUlang Rt
2 111.2
5 137.1
10 153.21
20 165.96
25 172.62
50 186.6
100 200.17
4.1.2 Intensitas Curah Hujan
27
Dalam melakukan perhitungan intensitas curah hujan digunakan rumus
mononobe yaitu :
I =
Contoh Perhitungan :
Periode ulang = 20 tahunan
durasi (t) = 5menit
Rt (20 tahunan) = 165.96 mm
I =
=
=278.40 mm/jam
Tabel 4.3 Perhitungan Intensitas Curah Hujan Metode Mononobe (20tahunan)
t (menit) t (jam) R24/24 24/t (24/t)2/3 i (mm/jam)
0 0
5 0.08 6.38 288 43.61 278.40
10 0.17 6.38 144 27.47 175.38
15 0.25 6.38 96 20.97 133.84
20 0.33 6.38 72 17.31 110.48
25 0.42 6.38 57.6 14.91 95.21
30 0.50 6.38 48 13.21 84.31
35 0.58 6.38 41.14 11.92 76.08
40 0.67 6.38 36 10.90 69.60
45 0.75 6.38 32 10.08 64.34
50 0.83 6.38 28.8 9.40 59.98
28
5. Perhitungan nilai Tc (Time Of Concentration)
Tc = td + to
To = time inlet. Waktu yang dibutuhkan air hujan jatuh ke permukaan tanah
Td = time of dethusion. Waktu yang dibutuhkan air mengalir ke saluran
drainase
Tc = waktu consepenjumlahan time inlet dan time of dethusion
Perhitungan tc pada saluran 14 - 8
To = 5 menit
Td =
= = 43,91
Tc =
Tc = = 0.82jam
32
td = Ls V x 60
Tabel 4.4 Perhitungan Nilai Tc
NodeJenis TinggiTitik Beda Tinggi ∆h (m) L Ls S V to td tc
Saluran h1 (m) h2 (m) (m) (m) (m/s) (menit) (menit) jam
14 8 T 34.00 31.50 2.50 1,580.68 1,580.68 0.002 0.6 5.0 43.9 0.82
8 7 S 31.50 30.00 1.50 480.05 480.055 0.003 0.6 5.0 13.3 0.31
13 7 T 32.00 30.00 2.00 1,772.30 1,772.30 0.001 0.6 5.0 49.2 0.90
7 6 S 30.00 29.50 0.50 576.55 576.55 0.001 0.6 5.0 16.0 0.35
12 6 T 33.00 29.50 3.50 1,965.90 1,965.90 0.002 0.6 5.0 54.6 0.99
6 2 S 29.50 29.00 0.50 63.98 63.98 0.008 0.6 5.0 1.8 0.11
11 5 T 32.00 30.00 2.00 1,380.22 1,380.22 0.001 0.6 5.0 38.3 0.72
5 4 S 30.00 29.50 0.50 562.46 562.46 0.001 0.6 5.0 15.6 0.34
10 4 T 31.50 29.50 2.00 1,085.89 1,085.89 0.002 0.6 5.0 30.2 0.59
4 3 S 29.50 28.00 1.50 676.95 676.95 0.002 0.6 5.0 18.8 0.40
9 3 T 31.00 28.00 3.00 734.10 734.10 0.004 0.6 5.0 20.4 0.42
3 1 S 28.00 27.80 0.20 78.78 78.78 0.003 0.6 5.0 2.2 0.12
2 1 P 29.00 27.80 1.20 1,057.99 1,057.99 0.001 0.6 5.0 29.4 0.57
33
4.2 Perhitungan Debit
Dalam melakukan perhitungan debit menggunakan Metode Rasional :
Q = 0.278 x C x I x A
Ket : Q = Debit (m3 / jam)
C = Koefisien pengaliran
I = Intensitas curah hujan (mm/jam)
A = Luas catchment area (km2)
Contoh Perhitungan :
Node 14 - 8
Luas Zona = 0,009km2 (tabel 4.6)
C = 0.75 (perumahan)
Tc = 0.82jam
Waktu konsentrasi tersebut digunakan untuk menghitung intensitas curah hujan
periode ulang 20 tahun berdasarkan kurva IDC. Kemudian ambil intensitas curah
hujan dari masing-masing node dan didapat intensitas terbesar yaitu :
246,22mm/jam.
Debit saluran :
Q =
=
= 0,127m3/detik
34
Perhitungan debit selanjutnya dapat dilihat pada tabel 4.6 di bawah ini :
Tabel 4.5 Perhitungan debit saluran
NodeJenis TinggiTitik Beda Tinggi ∆h (m) L Ls S V
Saluran h1 (m) h2 (m) (m) (m) (m/s)
14 8 T 34.00 31.50 2.50 1,580.68 1,580.68 0.002 0.6
8 7 S 31.50 30.00 1.50 480.05 480.055 0.003 0.6
13 7 T 32.00 30.00 2.00 1,772.30 1,772.30 0.001 0.6
7 6 S 30.00 29.50 0.50 576.55 576.55 0.001 0.6
12 6 T 33.00 29.50 3.50 1,965.90 1,965.90 0.002 0.6
6 2 S 29.50 29.00 0.50 63.98 63.98 0.008 0.6
11 5 T 32.00 30.00 2.00 1,380.22 1,380.22 0.001 0.6
5 4 S 30.00 29.50 0.50 562.46 562.46 0.001 0.6
10 4 T 31.50 29.50 2.00 1,085.89 1,085.89 0.002 0.6
4 3 S 29.50 28.00 1.50 676.95 676.95 0.002 0.6
9 3 T 31.00 28.00 3.00 734.10 734.10 0.004 0.6
3 1 S 28.00 27.80 0.20 78.78 78.78 0.003 0.6
2 1 P 29.00 27.80 1.20 1,057.99 1,057.99 0.001 0.6
34
to td TcC
I A A Q Q kumulatif
(menit) (menit) Jam (mm/jam) (Catchment Area) (km2) (m3/det) (m3/det)
5.0 43.9 0.82 0.75 65.9348 9,268.5280 0.009 0.127 0.127
5.0 13.3 0.31 0.75 126.8183 - - 0.127
5.0 49.2 0.90 0.75 61.5466 8,812.5570 0.009 0.113 0.240
5.0 16.0 0.35 0.75 115.7917 - - 0.240
5.0 54.6 0.99 0.75 57.7868 11,586.0000 0.012 0.139 0.380
5.0 1.8 0.11 0.75 246.2267 - - 0.380
5.0 38.3 0.72 0.75 71.4680 11,021.5600 0.011 0.164 0.544
5.0 15.6 0.34 0.75 117.2519 - - 0.544
5.0 30.2 0.59 0.75 82.1557 7,830.2910 0.008 0.134 0.678
5.0 18.8 0.40 0.75 106.5609 - - 0.678
5.0 20.4 0.42 0.75 102.0719 7,476.8700 0.007 0.159 0.837
5.0 2.2 0.12 0.75 236.7453 - - 0.837
5.0 29.4 0.57 0.75 83.3855 - - 0.837
35
4.3 Perhitungan Dimensi Saluran
Dalam perhitungan dimensi saluran, saluran yang dihitung ulang merupakan
saluran terbuka yang memakai bentuk trapezium. Dimensi saluran tersebut
dibagi menjadi saluran tersier dan sekunder.
Contoh Perhitungan :
Saluran : Tersier
Node : 14 - 8
Q = 0,127 m3/detik
S = 0,002
V = 0,6 m/s
Maka A =
= = 0,212 m2
Tetapi untuk nilai A dalam perhitungan dimensi saluran tersier diambil yang
terbesar dari masing-masing saluran tersier yaitu : 1,395 m2
Saluran Trapesium Terefisien :
1. Panjang sisi miring (a) = ½ lebar puncak (T)
2. Jari-jari hidrolik (R) = ½ kedalaman air (h)
a = ½ T
h√1+0,57 =
b = 1,15 h . 2 – 1,14 h
b = 2,31 – 1,14
b = 1,17 h
maka, A = (b + 0,57 h) h
= (1,17 h + 0,57 h) h
36
= 1,74
h = = 0,349 m
b = 1,17 x 0,349 = 0,409 m
w = tinggi jagaan saluran diambil 0,5 m, maka H saluran = w + h.
H = 0,5 + 0,349 = 0,849 m
Asaluran = H (b + mH)
= 0,849 ( 0,409 + 1,0 x 0.849)
= 1,068 m2
lu = b + 2H
lu = 0,409 + 2.0,849
= 2,811 m
R =
= =0,380 m
Kontrol kecepatan saluran = V = kst x (R)2/3 x (S)1/2
V syarat = 0.6 – 3 m/s
Kst= 53,0 (Saluran Beton)
V = kst x (R)2/3 x (S)1/2
= 53,0 x (0,380)2/3 x (0,002)1/2 = 1,11 m/detik < 3 m/dtk.......OK
37
4.5 Perhitungan Hilang Tinggi Tekan Mayor (hgs)
Contoh perhitungan Hilang Tinggi Tekan Mayor (hgs)
a. Penampang Trapesium
Node 14 - 8
Diketahui :
V = 0,70 m/det
Ls = 1580,682 m
n = 0.01
R = 0,190 m
Kst = 53
Maka, hgs =
=
= 2,50mKa
41
Perhitungan HGS selanjutnya dapat dilihat pada tabel 4.11 di bawah ini :
Tabel 4.9. Perhitungan hgs
Titik Node V saluran Kst R Ls hgs hl
Total
Loose
( m/det ) (m) (m) (m) (m) (m)
a B c D e f g i j
14 8 0.70
53.00
0.190 1,580.682 2.50 0.025 2.525
8 7 0.98 0.190 480.055 1.50 0.049 1.549
13 7 0.73 0.260 1,772.301 2.00 0.027 2.027
7 6 0.64 0.260 576.549 0.50 0.021 0.521
12 6 1.06 0.327 1,965.903 3.50 0.058 3.558
6 2 2.23 0.327 63.978 0.50 0.252 0.752
11 5 1.08 0.392 1,380.221 2.00 0.059 2.059
5 4 0.85 0.392 562.460 0.50 0.036 0.536
10 4 1.31 0.437 1,085.892 2.00 0.088 2.088
4 3 1.44 0.437 676.952 1.50 0.105 1.605
9 3 2.09 0.486 734.101 3.00 0.224 3.224
3 1 1.65 0.486 78.780 0.20 0.139 0.339
2 1 1.10 0.486 1,057.991 1.20 0.062 1.262
NilaiMaksimum 3.50 0.25 3.56
Nilai Minimum 0.20 0.02 0.34
42
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil analisa perencanaan sistem drainase didapat hasil:
1. Debit terbesar pada saluran sekunder yaitu 0,837 m³/det sehingga di dapat
dimensi saluran berbentuk trapesium dengan lebar 1,084 meter dan tinggi
0,895 meter. Debit saluran tersier yaitu 0,164 m³/det sehingga didapat
dimensi saluran dengan lebar 0,844 meter dan tinggi 0,722 meter.
2. Sisa tinggi tekan pada ujung saluran yang didapat yaitu 2,73 meter pada
node dengan demikian sistem dapat berjalan sempurna dan menggunakan
sistem gravitasi penuh.
3. Kecepatan aliran sudah memenuhi syarat 0.6 – 3 m/s
5.2 Saran
1. Agar sistem drainase yang telah direncanakan tetap berjalan dengan baik,
maka perlu dilakukan pemeliharaan secara berkala.
2. Pemeliharaan berkala yang akan dilakukan tersebut harus mencapai
kualitas yang diinginkan agar sistem drainase dan air limbah tetap
berjalan dengan baik. Pemeliharaan berkala harus melibatkan partisipasi
masyarakat sekitar agar pemeliharaan drainase dan air limbah dapat
berjalan dengan baik.
43
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Limbah didefinisikan sebagai sisa atau buangan dari suatau usaha dan atau kegiatan
manusia. Pada dasarnya orang menganggap bahwa limbah adalah sampah yang sama
sekali tidak ada gunanya dan harus dibuang, akan tetapi jika limbah terus ditumpuk
maka akan menyebabkan berbagai polusi baik udara air maupun tanah.
Berdasarkan wujud atau bentuknya dikenal 3 macam limbah yaitu ;
1. Limbah cair , contohnya air cucian , air sabun , sisa minyak goreng dan lain-lain.
2. Limbah padat , contohnya plastik bekas, botol bekas , ban bekas dan lain-lain.
3. Limbah gas, contohnya karbon dioksida, karbon monoksida asam Florida, atrium
dioksida dan lain-lain.
Berdasarkan sumbernya dikenal 3 macam limbah yaitu limbah alam, limbah
manusia dan limbah konsumsi. berdasarkan jenis senyawanya ada 3 jenis limbah yaitu
limbah organik, limbah anorganik dan limbah B3, maka dari itu agar tidak
menyebabkan kerusakan lingkungan perlu dilakukan pengolahan limbah secara
terpadu.
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan umum penulisan makalah ini diantaranya:
1. Mahasiswa mampu memahami mata kuliah drainase dan pengolahan limbah.
2. Mahasiswa mampu merancang sistem drainase dan pengolahan limbah pada
suatu perumahan dengan baik.
Tujuan khusus penulisan makalah ini diantaranya :
1. Mahasiswa mampu merencanakan system pengelolaan Air Limbah di
Perumahan Alam Sutera Cluster Elysia.
2. Mampu merencanakan dimensi pipa yang sesuai kebutuhan di Perumahan Alam
Sutera Cluster Elysia.
44
1.3 Permasalahan
Topik permasalahan yang akan dibahas dalam tugas pengelolaan limbah perkotaan ini
adalah bagaimana cara menentukan dimensi saluran limbah berdasarkan curah hujan,
data penduduk, dan catchment area yang telah ada.
1.4 Pembatasan Masalah
Dalam tugas ini, masalah yang akan kami bahas tidak menyeluruh mengenai sistem
pengelolaan limbah, melainkan kami batasi hanya pada pengelolaan limbah sistem
gravitasi.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika Penulisan pada makalah ini adalah sebagai berikut :
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PERSETUJUAN
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
BAB I
berisi tentang pendahuluan dan gambaran tentang isi dari penulisan.
BAB II
berisi tentang dasar teori yang digunakan.
BAB III
berisi tentang data-data yang dibutuhkan untuk menganalisa.
BAB IV
berisi tentang Analisa Perhitungan Data.
BAB V
berisi tentang kesimpulan dan saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
45
BAB II
DASAR TEORI
1.1 Air Limbah
Air Limbah yaitu air dari suatu permukiman, industri, perkantoran, yang telah
dipergunakan untuk berbagai keperluan, harus dikumpulkan dan dibuang untuk menjaga
lingkungan hidup yang sehat dan baik.
Air limbah atau air kotor berasal dari air buangan rumah tangga, rumah sakit,
rumah makan, dan sebagainya yang disebut dengan limbah domestik (domestic waste
water), bisa pula dari air buangan pabrik / industri, yang disebut limbah pabrik / industri
(industrial waste water).
Untuk mengetahui lebih lanjut tentang air limbah, maka perlu kiranya untuk diketahui
terlebih dahulu beberapa istilah yang sering dipergunakan dalam pengolahan air limbah
yaitu :
1. Air Limbah (waste water) adalah kotoran dari masyarakat dan rumah tangga dan juga
berasal dari industri, air tanah, air permukaan serta buangan lainnya.
2. Bangunan air limbah (sewage treatment plant) adalah bangunan yang dipergunakan
untuk mengolah/memproses air limbah menjadi bahan-bahan yang berguna lainnya,
serta tidak berbahaya bagi lingkungan sekelilingnya.
3. Saluran tercampur (combined water) adalah saluran air limbah yang dipergunakan
untuk mengalirkan air limbah, baik yang berasal dari daerah industri, air hujan dan
air permukaan.
4. Saluran air limbah (sewer) adalah perlengkapan pengolahan air limbah, bisa berupa
pipa ataupun selokan yang dipergunakan untuk membawa air buangan dari
sumbernya sampai ke tempat pengolahan atau pembuangan.
5. BOD (Biochemical Oxygen Demand) adalah banyaknya oksigen dalam ppm atau
milligram/liter (mg/l) yang diperlukan untuk menguraikan benda organik oleh
bakteri, sehingga limbah tersebut menjadi jernih kembali.
6. COD (Chemical Oxygen Demand) adalah banyaknya oksigen dalam ppm atau
milligram/liter (mg/l) yang diperlukan dalam kondisi khusus untuk menguraikan
benda organik secara kimiawi.
46
7. Oksigen terlarut (Dissolved Oxygen = DO) adalah jumlah oksigen yang diproduksi
air limbah dalam satuan waktu tertentu dengan satuan milligram/liter (mg/l).
Unsur-unsur dari suatu sistem pengolahan air limbah yang modern terdiri
atas :
1. Masing-masing sumber air limbah
2. Sarana pemrosesan setempat
3. Sarana pengumpul
4. Sarana penyaluran
5. Sarana pengolahan, dan
6. Sarana pembuangan
Hubungan antara unsur-unsur ini digambarkan secara grafis pada gambar 2.4.Seperti
dalam sistem penyaluran air bersih, ada dua faktor yang penting yang harus
diperhatikan dalam sistem pengolahan air limbah adalah jumlah dan mutu.
Gambar 1. Hubungan antara unsur-unsur fungsional dari sistem pengolahan air limbah kota
47
1.1.1 Macam-macam Sistem Pengolahan Air Limbah
Metode pengolahan fisik
a. Metode pengolahan fisik berfungsi untuk mengurangi kandungan bahan
padat, warna, bau, dan suhunya.
Metode pengolahan kimiawi
b. Metode pengolahan fisik berfungsi untuk mengurangi kadar Ammonia
bebas, Nitrogen organik, Nitrit, Nitrat, Fosfor organik, dan fosfor
anorganik.
Metode pengolahan biologis
c. Metode pengolahan biologis berfungsi untuk menstabilkan bahan
organik sebelum dibuang.
1.1.2 Kualitas Air Limbah
Air limbah yang harus dibuang dari suatu daerah permukiman terdiri atas :
1) Air limbah rumah tangga ( yang juga disebut saniter ), yaitu air limbah
dari daerah perumahan serta sarana – sarana pertimbangan,
institusional, dan yang serupa dengan itu.
2) Air limbah industri yaitu bila bahan – bahan buangan industri
merupakan bagian terbesar.
3) Air resapan / aliran masuk, yaitu air dari luar yang masuk ke dalam
sistem pembuangan dengan berbagai cara, serta air hujan yang tercurah
dari sumber-sumber talang dan drainase pondasi, dan,
4) Air hujan hasil dari aliran curah hujan.
1.1.3 Sumber-Sumber Air Limbah
Air limbah yang harus dibuang dari suatu daerah permukiman terdiri atas :
a. Air limbah rumah tangga (yang juga disebut saniter), yaitu air limbah
dari daerah perumahan serta sarana-sarana pertimbangan, institusional,
dan yang serupa dengan itu.
b. Air limbah industri yaitu bila bahan – bahan buangan industri
merupakan bagian terbesar.
48
c. Air resapan/aliran masuk, yaitu air dari luar yang masuk ke dalam
sistem pembuangan dengan berbagai cara, serta air hujan yang tercurah
dari sumber-sumber talang dan drainase pondasi, dan,
d. Air hujan hasil dari aliran curah hujan.
1.1.4 Variasi Laju Aliran Air Limbah
Aliran air limbah rumah tangga dan industri bervariasi sepanjang
hari maupun sepanjang tahun. Puncak harian dari suatu daerah perumahan
yang kecil biasanya terjadi dipertengahan pagi hari 7,5 %, siang hari 6,5%
dan malam hari 5,5% dengan variasiantara 200 hingga lebih dari 500 % dari
laju aliran rata – rata, tergantung dari jumlah orang yang turut memakai.
Air limbah dari sumber industri dan rumah tangga disalurkan secara
lebih seragam dalam sehari, dengan aliran puncak bervariasi diantara 150
dan 250 % dari laju aliran rata-rata. Karena adanya penimbunan dan adanya
kehilangan waktu di dalam selokan, maka aliran puncak dinyatakan sebagai
persentase dari aliran rata – rata yang akan berkurang apabila ukuran luas
DAS anak sungai yang yang bersangkutan bertambah. Aliran puncak pada
suatu instalasi pengolahan kota biasanya berkisar antara 150 dan 250 % dari
aliran rata-rata. Aliran minimum jarang sekali turun dibawah 40 % dari
aliran rata-rata.
Faktor puncak untuk sarana-sarana komersial dan industri harus
didasarkan pada pengukuran aliran selokan. Kalau industrinya belum ada,
data dari kegiatan yang serupa pada daerah permukaan lain dapat
dipergunakan.
1.1.5 Pengolahan Air Limbah
Sistem pengolahan air limbah terpadu (off-site treatment) terdiri
dari kombinasi beberapa unit operasi atau unit proses, yang dirancang untuk
dapat menurunkan kadar parameter kimia yang membahayakan dan harus
standar baku mutu air limbah sampai pada baku mutu yang disyaratkan.
Pengolahan air limbah konvensional (conventional waste-
watertreatment) pada sistem off-site mengenal prinsip jenis pengolahan
49
mulai dari pengolahan pendahuluan (preliminary treatment), pengolahan
awal (primary treatment), pengolahan kedua (secondary tretment) dan
pengolahan ketiga/lanjutan (tertiary treatment).
Pada umumnya pengolahan limbah domestik telah dapat dipandang
cukup (mencapai target baku mutu efluen limbah) hanya dengan melakukan
pengolahan pendahuluan, pengolahan awal dan pengolahan kedua. Air
limbah mengandung banyak kotoran dengan bermacam bentuk, ukuran dan
berat jenis. Efektivitas pengurangan kotoran ini membutuhkan kombinasi
unit operasi antara lain seperti saringan ( screening ), penghancuran bahan
kasar ( communition ). Bersamaan dengan itu agar supaya proses
pengolahan berjalan dengan baik diperlukan alat pengatur atau pengukur
debit. Unit operasi dengan bak ekualisasi untuk mengatur debit limbah
( flow equalization ) dan kualitas, juga dikelompokkan dalam bagian dari
preliminary treatment.
Unit-unit operasi pada pengolahan pendahuluan pada penganan
limbah domestic adalah 1) screening, 2) communition, 3) grit chamber, 4)
flow equalitazion. Unit proses fisik lainnya pada pengolahan pendahuluan
yang banyak pula digunakan untuk penanganan limbah dalam kasus-kasus
tertentu adalah kombinasi dari 1) screening, 2) communition, 3) grit
chamber, 4) flow equalitazion, 5) mixing, 6) flocculation. Bentuk kombinasi
unit operasi pengolahan yang digunakan dapat diatur sesuai dengan kondisi
limbah dan pertimbangan lainnya.
1) Saringan
Saringan berfungsi membuang/mengurangi bahan pencemar padat
(solid particle) yang akan berpengaruh terhadap pengolahan selanjutnya
dengan menghilangkan bahan padat tersebut, berarti akan mengurangi
beban hidrolis sekaligus beban biologis dari peralatan penanganan limbah
lainnya (IPAL). Peralatan yang dimaksud antara lain pompa, katup-katup,
pipa penyalur, alat – alat pengaduk limbah dan lain-lain.
50
Pada jenis lain penghilangan sampah / kotoran kasar, dapat
dilengkapi/dilakukan dengan alat penghancur / penggiling yang disebut
communior. Biasanya alat ini dilengkapi dengan mekanisme otomatis untuk
mebuang bahan-bahan yang telah dihancurkan.
Terdapat beberapa jenis saringan kasar/screeningyaitu :
a. Saringan kasar, bukan kisi 19-102 mm, dapat bekerja otomatis maupun
manual
b. Saringan halus, sebagai sarana peningkatan efisiensi IPAL, bukan kisi <
0,5 inchi
Pada IPAL domestik kota jarang digunakan saringan pasir halus. Efisiensi
tahap ini biasanya mencapai 30 – 35 % untuk beban hidrolis maupun BOD
nya.
2) Comminution
Agar supaya air limbah lebih mudah ditangani di bagian hilirnya,
kotoran dalam air yang mempunyai banyak variasi ukuran perlu di potong-
potong ( dicacah ) dalam ukuran yang lebih kecil dan sama besarnya. Alat
communitor diproduksi oleh pabrik. Communitor sering pula diletakkan
dekat rumah pompa agar pompa terhindar dari bahaya macet akibat
gangguan kotoran di air limbah. Dalam penanganan limbah domestik,
communitor digunakan untuk limbah dari kota dengan skope kecil. Bila
debit limbah melebihi aliran reratanya sering dilakukan bypass terhadap
communitor ini. Gambar potongan dari alat ini disajikan berikut ini :
51
Gambar 2. Communitor tampak atas (Metcalf & Eddy, 1979)
Gambar 3. Communitor tampak samping (Metcalf & Eddy, 1979)
3) Grit Chamber (KantongA Pasir)
Limbah domestik dari sebuah kota atau permukiman sering
membawa kotoran inorganic seperti pasir, kerikil, kulit telur, kaca,
lempengan metal, dls. Kotoran lain semacam biji, kopi, the, remukan tulang
juga terbawa. Semua ini dikategorikan sebagai grit pada konsep penaganan
limbah.Grit perlu dihilangkan karena sifatnya yang abrasive dan
mengganggu kerja pompa serta menulitkan dalam kerja peralatan pengolah
lumpur (sludge handling). Tumpukan grit pada pipa, bak kontrol dan bak
clarifier akan cenderung menyerap lemak dan akan menggumpal. Karena
merupakan material yang sulit teruraikan/degradable, kotoran ini memakan
52
ruang/tempat pada sludge digester. Oleh karenanya perlu memisahkan grit
ini dari komponen suspended solids.
4) Kolam Ekualisasi
Kolam ekualisasi digunakan untuk mengatasi adanya problem
operasional adanya variasi debit dan mengatasi adanya problem penanganan
kualitas si bagian hilir. Dengan adanya kolam ekualisasi maka diharapkan
diperoleh besar aliran (debit) yang mendekati atau tetap normal.
Dikenal ada 2 jenis cara menempatkan kolam ekualisasi yaitu :
a. In-lineekualisasi
b. Off-line ekualisasi
Pada in-line ekualisasi semua aliran limbah menuju kolam
ekualisasi. Sedangkan pada off-line hanya debit yang melebihi nilai debit
rencana harian yang dibelokkan menuju kolam ekualisasi.
Beberapa keuntungan lain diperoleh dengan pemakaian kolam
ekualisasi antara lain :
a. Memperbaiki treatibility air limbah.
b. Shock loading berkurang sehingga pengolahan secara biologis
membaik.
c. Terjadi solids loading yang konstan pada sedimentasi kedua sehingga
efluen dan unjuk kerja sedimentasi kedua ini bertambah.
Perhitungan memperoleh ukuran kebutuhan volume kolam
ekualisasi didasarkan pada penggunaan inflow mass diagram, dimana nilai
komulatif volume debit masuk diplot sejalan dengan waktu. Nilai debit
rerata juga diplotkan pada kertas grafik yang sama.
Pada in-line maupun off-line ekualisasi dalam tangki sering
ditambahkan pengadukan dan aerasi untuk menghindari adanya kotoran
yang terendapkan dan air limbah supaya tidak septik. Mengingatt terjadi
kehilangan tenaga akibat aliran dan adanya variasi tinggi muka air limbah,
kolam ekualisasi atau keduanya. Untuk menjamin agar air limbah keluar
dari kolam mengalir sesuai debit yang dipilih alat pengontrol debit.
53
5) Adukan dan Flokulasi (Mixing & Flocculation)
Flokulasi pada air limbah akan membentuk flok atau jonjot dari
kotoran halus di air limbah. Walaupun tidak jamak dipakai untuk
penanganan limbah, psoses flokulasi air limbah dilakukan dengan tujuan :
1. Memperbesar penghilangan kotoran terlarut (suspended solid) dan BOD
dalam pengendapan awal.
2. Memperbaiki perlakuan (conditioning) air limbah yang mengandung
limbah industri.
3. Memperbesar unjuk kerja/efisiensi tangki pengendapan kedua
(secondary settling tank) khususnya pada kolam lumpur aktif.
Proses flokulasi dapat dilakukan pada 1) tangki terpisah atau 2)
secara in-line pada saluran atau pipa air limbah yang menuju proses
berikutnya, 3) pada kombinasi tangki flokulasi dan pembersih (clarifier).
Adukan secara mekanis atau dengan semprotan udara dilakukan untuk
terjadinya flok/jonjot.
6) Pengapungan
Unit operasi lain yang dapat dimasukkan termasuk dalam kelompok
preliminary treatment adalah floatation/skimming, preaeration. Selanjutnya
efluen dari pengolahan pendahuluan ini akan menuju ke pengolahan awal
(primary treatment) yang berupa kolam tangki pengendapan awal
(sedimentation tank).
Pengapungan bertujuan untuk memisahkan partikel tersuspensi dari
airnya. Kotoran yang dimaksud berupa minyak, lemak dan bahan terapung
lainnya.
Dalam penanganan limbah, pengapungan akan menghilangkan
kotoran yang ringan yang terapung di atas permukaan air seperti minyak,
lemak, busa, sabun, serpihan kayu dan lainnya. Proses pengapungan dapat
dilakukan terpisah/bergabung dengan tangki proses sedimentasi tergantung
dari kondisi air limbah dan model penanganan yang akan dilakukan. Dan
biasanya pula pada tangki sedimentasi dilengkapi dengan alat pengumpul
bahan terapung (skimmer). Pengapungan memberikan keuntungan akan
berkurangnya kotoran kecil dan ringan secara lebih cepat.
54
Penanganan limbah dengan pengapungan dapat dilakukan dengan
cara :
1. Dissolved air floatation
2. Air floatation
3. Vacuum floatation
Bahan kimia kadang diberikan pada air limbah untuk membantu proses
pengapungan dengan maksud memperbesar struktur dan permukaan partikel
kotoran sehingga mudah menyerap udara atau terperangkap dalam
gelembung udara.
7) Pre Aeration
Aerasi air limbah bertujuan untuk :
1. Untuk memperbesar kemungkinan pengolahannya (treatability)
2. Memisahkan lemka dari air
3. Menghilangkan bau
4. Menghilangkan pasir
5. Membentuk flok/jonjot
6. Mendorong tersebarnya kotoran tersuspensi secara nmerata
7. Mengapungkan kotoran
8. Meningkatkan pengurangan BOD
8) Filtrasi
Proses filtrasi merupakan suatu proses pengolahan dengan cara
mengalirkan air limbah melewati suatu media filter yang tersusun dari
bahan butiran dengan diameter dan tebal tertentu. Dalam proses penanganan
limbah proses filtrasi merupakan bagian dari pengolahan ketiga ( tertiary
treatment ). Proses ini dilakukan bila akan dilakukan pemanfaatan ulang
( reuse ) atau penghilangan nutrisi air limbah yang dapat mengakibatkan
enrichment sungai atau eutrophication.
Dikenal beberapa macam filter yaitu :
1. Saringan pasir cepat
2. Saringan pasir lambat
3. Saringan pasir bertekanan
55
9) Sistem Pembuangan Air Limbah
Sistem pembuangan air limbah umumnya terdiri dari :
- Pengumpulan air limbah (collection works)
- Pengolahan air limbah (treatment works)
- Pembuangan air limbah (outfall or disposal works)
Ketiga hal di atas secara bersama-sama membentuk struktur yang disebut
sistem drainase.
Sistem drainase pembuangan air dapat dilakukan secara :
1. Tercampur (pembuangan air hujan dan air limbah menjadi satu).
2. Terpisah (pembuangan air hujan dan air limbah asing-masing dalam
sistem drainase tersendiri).
Air limbah rumah tangga (domestic waste water) dan air limbah
industri/pabrik (industrial waste water), keduanya disebut air limbah
perkotaan (municipal waste water). Air limbah ini harus dibuang secara
berkala dengan cara, seperti :
- Digunakan kembali (rause).
- Dibuang ke air permukaan/badan - badan air (sungai, danau, dan
sebagainya).
- Dimasukkan/diinjeksikan atau diperkolasikan ke dalam air tanah.
- Dibiarkan menguap ke udara/atmosfir.
Pada hampir samua cara, air limbah harus dilolah terlebih dahulu
untuk membuang bahan-bahan pencemar (contaminants), baik karena
kepentingan teknik (engineering necessity) ataupun untuk memnuhi
syarat/ketentuan/peraturan lingkungan dari pemerintah.
Untuk menetapkan tingkat / derajat pengolahan air limbah yang
dibutuhkan, perlu dipertimbangkan pengaruh dari berbagai polutan (bahan
pencemar) terhadap lingkungan tempat air limbah tadi akan dibuang, serta
persyaratan berdasarkan peraturan yang telah ada.
10) Sistem Pembuangan Rumah Tangga ( on site sanitation )
Air limbah rumah tangga berasal dari dapur, kamar mandi, WC, dan
tempat cuci pakaian. Di samping bahan-bahan mineral dan organik dari air
56
bersih yang digunakan untuk keperluan rumah tangga, air limbah rumah
tangga ditambah lagi dengan kotoran manusia (human excrement) seperti
keringat, air kencing, ludah, dan sebagainya, seperti kertas pembersih
(tissue), sabun, sampah, sisa-sisa makanan (garbage) dan bahan-bahan
lainnya.
Sebagian dari benda-benda ini tetap mengambang, sebagian lagi
larut dalam air, dan yang lainnya terpisah serta mempunyai sifat partikel
koloidal (menyebar dalam butiran-butiran yang sangat
kecil/ultramicroscopic). Banyak dari bahan limbah ini organik dan berguna
bagi mikroorganisme saprofik, yaitu bakteri pembusukan.
Air limbah domestik tidak stabil, dapat mengalami penurunan hidup
(biodegradable), atau mengalami pembusukan (putrescible), dan dapat
menimbulkan bau yang menyengat. Harus dianggap, bahwa air limbah
rumah tangga mengandung organisme yang membahayakan kesehatan.
Sistem drainase rumah tangga dibagi dalam 2 bagian, yaitu :
1. Drainase rumah (house drains), ada di dalam rumah.
2. Saluran pembuangan rumah (house sewers), yang berada di luar rumah.
Pada sistem pembuangan air secara tecampur, air hujan yang jatuh
dari atap-atap rumah disalurkan ke dalam drainase rumah, sedangkan air
dari halaman dialirkan ke dalam saluran pembuang rumah.
Pada sistem pembuangan terpisah, air hujan dari atap rumah dan
halaman disalurkan melalui saluran drainase tersendiri dan dibuang ke
dalam saluran di tepi jalan atau langsung ke saluran pembuang air hujan.
Kesalahan di dalam menghubungkan saluran pembuang air limbah dengan
saluran pembuang air hujan akan menyebabkan tercampurbya air hujan ke
dalam saluran air limbah, atau sebaliknya masuknya air limbah ke dalam
saluran air hujan.
Pada saluran pembuangan yang tercampur, aliran yang terjadi
selama musim kering / kemarau, terutama berupa aliran air buangan /
limbah dan air tanah.Sedangkan pada musim hujan, aliran sebgaian besar
berupa air hujan. Aliran pertama dari air hujan akan menggerus dan
menyapu semua endapan padat, termasuk banyak bahan organik yang
membusuk.
57
Keterangan :
Saluran pembuangan rumah : Ø> 4” (lebih baik jika Ø> 6”),kemiringan
¼” per ft.
Drainase rumah : dari pipa besi / cast iron, kemiringan ⅛” per ftatau
lebih.
Pipa U : Untuk mencegah masuknya binatang dan bau dari
saluranpembuangan umum.
11) Sistem Pembuangan Kota (off site sanitation)
Faktor-faktor yang menentukan pola sistem pengumpulan air buangan
adalah :
1. Jenis/macam dari sistem (tercampur atau terpisah)
2. Jalur jalan (street lines) atau Daerah Milik Jalan (Right of Way).
3. Topografi, hidrologi, dan geologi dari daerah pengeringan (drainase).
4. Batas-batas wilayah administrasi/politik.
5. Lokasi dan sifat pengolahan serta pekerjaan pembuangan air limbah.
Ada 5 pola sistem pembuangan air :
1. Pola Tegak Lurus (Perpendicular Pattern).
Untuk saluran pembuang air hujan atau saluran pembuanga
tercampur (combined sewerage). Air hujan harus dibuang secepatnya
melalui jarak terpendek ke saluran induk pembuang atau ke
sungai.Sistem pembuagan air secara tercampur dari jenis atau pola ini
sudah jarang. Air limbah akan mencemari air dan menyulitkan usaha
pengolahan air buangan.
2. Pola Pencegat (Intercepter Pattern).
Untuk melindungi badan air, sering aliran air buangan dicegat
(intercepted) sebelum masuk ke badan air (sungai, dan sebgainya).
Jika daerah pengaruh aliran (tributary area) luas, kapasitas
pencegat (intercepter) harus ditapkan berdasarkan keipatan yang sesuai
dari debit rata-rata aliran pada musim kering, atau debit rata-rata musim
kering ditambah debit aliran air hujan yang pertama, yang sudah tentu
terpolusi paling berat. Di sini intensitas air hujan dan lama waktu hujan
merupakan faktor-faktor yang menentukan.
58
Intensitas surah hujan yang sanat tinggi, seperti di Amerika
Utara, membuat limpasan air buangan tidak dapat dikurangi dengan
menigkatkan kapasitas dari intercepters, bahkan sampai sepuluh kali
adri debit musim kering. Batas yang dianggap ekonomis adalah tidak
lebih dari debit musim kering maksimum. Lebih dari jumlah ini akan
melimpas ke dalam badan air melalui lubang keluar (outlets)
sebelum/mendahului pencegatan, atau melalui bangunan pelimpah air
hujan yang dibuat untuk keperluan tersebut.
3. Pola Pencegat (Zone Pattern)
Untuk pembuangan air secara tercampur. Pemompaan
(biasanya dihubungkan dengan ontercepters di tepi sungai), ukuran
(diameter) pipa dan kesulitan pembangunan di tanah rendah yang
kondisinya sering jelek, kadang-kadang dapat dikurangi dengan
membagi daerah drainase ke dalam satu seri atau lebih daerah-daerah
yang kira-kira sejajar, yang berbeda elevasi (ketinggian) dan
mempunyai pencegatan (interception) asing-masing yang terpisah. Pola
ini disebut pola wilayah (zone pattern), yang sering berguna pula untuk
saluran kesehatan (sanitary sewers).
a. High-level intercepter.
b. Intermediate-level intercepter.
c. Low-level intercepter.
4. Pola Kipas (Zone Pattern)
Untuk saluran kesehatan. Pola ini memusatkan aliran air ke
dalam, dari daerah pinggiran permukiman dan menuju ke satu tempat
pengeluaran ( single outfall ). Meskipun demikian aliran air terbesar
sangat mungkin melintasi wilayah / distrik yang paling padat
penduduknya, dan sulit untuk meningkatkan kapasitas dari sitem,
misalnya dengan membangun asluran tambahan / penolong bila daerah
seburan bertumbuh / berkembang dan debir air buangan bertambah.
5. Pola Radial ( Radial Pattern ).
59
Untuk saluran kesehatan atau saluran pembuang tercampur.
Pada pola radial, kebalikan dari pola kipas, di sini aliran menuju ke luar,
dari jantung kota mengikuti arah jari – jari roda. Jalur saluran efektif
relatif kecil dan pendek, tetapi jumlah tempat pengolahan dapat berlipat
ganda.
2.2 Analisa Debit dan Dimensi
2.2.1 Analisa Debit
a. Prediksi Jumlah Penduduk Tahun Mendatang
Jumlah penduduk dapat diprediksi dengan rumus:
Po (1 + r)n
Dimana:
Pn = Jumlah Penduduk Tahun ke-n (jiwa)
Po = Jumlah Penduduk Sekarang (jiwa)
r = persentase peningkatan penduduk tiap tahun (%)
n = tahun rencana (tahun)
b. Debit Limbah
Air limbah yang dihasilkan tiap orang per detiknya adalah 0,01-0,02 l/s.
Setelah debit tersebut dikalikan dengan jumlah pendudukmaka debit tersebut
diplotkan ke dalam diagram maximal flow. Debit maximumlah yang
digunakan dalam menentukan dimensi saluran.
2.2.1 Analisa Dimensi
Rumus mendapatkan diameter saluran pipa:
Dimana:
D = diameter (m)
Q = debit limbah (m3/dtk)
C = Nilai Koefisien Kekasaran
S = kemiringan
60
2.2.2 Analisa Hilang Tinggi Tekan
a. Kehilangan Energi (tekanan) akibat gesekan sepanjang pipa berdasarkan:
Penelitian Hazen William dan Chezy
Dimana:
Hl = kehilangan tinggi tekan (m)
L = Panjang Pipa (m)
C = Koefisien kekasaran Pipa dari Hazen dan William
D = Diameter pipa (m)
Q = Debit air (m3/detik)
Hl dapat juga didekati dengan rumus:
b. Kehilangan tinggi tekan (energi) akibat sambungan-sambungan pipa dan
belokan pipa berdasarkan:
Penelitian Darcy-Weisbach
atau
Dimana:
61
Hl = kehilangan tinggi tekan (m)
V = Kecepatan aliran (m/dtk)
g = Gravitasi 9,81 m/detik2
k = koefisien yang besarnya ditentukan oleh tipe sambungan dan atau sudut
belokan pipa, diambil k = 1
BAB III
DATA PERENCANAAN
62
3.1 Data Jumlah Penduduk
Berikut ini data penduduk untuk daerah Perumahan Alam Sutera :
Tabel 3.1. Data Jumlah Penduduk
3.2 Data Lapangan
Data lapangan berupa peta situasi daerah Tangerang yang digunakan untuk
pembuatan layout saluran dan arah aliran air. Sumber perolehan peta adalah kantor
pemasaran Perumahan Alam Sutera Tangerang Selatan
63
1.1 Perencanaan Saluran Air Limbah
1.1.1 Analisa Hasil Limbah Rumah Tangga
1 Bathroom 0.50 L/s = 0.50 L/s
1 Sink 0.50 L/s = 0.50 L/s
1 WC 2.50 L/s = 2.50 L/s
1 Dish Washer 1.50 L/s = 1.50 L/s
1 Laundry Tray 1.50 L/s = 1.50 L/s
6.5 L/s
Terdapat 168 unit rumah
Total Flow 838,5 L/s
Jumlah Fixture Type 84 & 112
2 Bathroom 0.50 L/s = 1.00 L/s
1 Sink 0.50 L/s = 0.50 L/s
2 WC 2.50 L/s = 5.00 L/s
1 Dish Washer 1.50 L/s = 1.50 L/s
1 Laundry Tray 1.50 L/s = 1.50 L/s
9.5 L/s
Terdapat 168 unit rumah
Total Flow 1225,5 L/s
1.1.2 Perhitungan Jumlah Penduduk Umur Rencana
Data-data perhitungan :
- Jumlah Rumah = 168 rumah
- Pertumbuhan penduduk/tahun = 2%
- Umur Rencana = 20 tahun
- Asumsi isi orang/rumah = 5 orang/rumah
Perhitungan proyeksi jumlah penduduk tahun 2034 adalah sebagai berikut :
Pn= Po (1+ r )n
Diketahui :
Jumlah Penduduk = Jumlah rumah x Asumsi penduduk
65
= 168 x 5 orang
= 840 orang
Jumlah penduduk pada umur rencana = Po (1+r)n
= 840 ( 1+ 0,02)20
= 1248 = 1249 orang
Tabel 4.1 Perhitungan Jumlah penduduk tiap saluran
1.1.3 Perhitungan Debit Maksimum
Data-data perencanaan :
Asumsi pengeluaran limbah = 0.01 - 0.02 Liter/detik/orang
= 0.01 liter/detik/orang
Qfw tersebut di plot kan ke grafik plumbing ficture
Maka didapatkan Qmaks sebesar = 0.005 mᶟ/detik
Tabel 4.2 Perhitungan debit maksimum
66
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil analisa perencanaan sistem limbah didapat hasil:
1) Debit terbesar pada pipa sekunder yaitu 0,06 m³/det sehingga di dapat diameter
pipa 9 inch. Debit saluran tersier terbesar yaitu 0,55 m³/det sehingga didapat
diameter pipa 8 inch. Debit saluran primer terbesar 0,06 m³/det sehingga didapat
diameter pipa 8 inch.
2) Hilang tinggi tekan mayor losses pada saluran terpanjang saluran limbah pada
perumahan Alam Sutera Cluster Elysia adalah 1,181 meter. Sisa tinggi tekan
terbesar yang didapat yaitu 0,793 meter pada node 4-9 dan hilang tinggi tekan
terkecil 0,039 meter pada node 9-10.
3) Sisa tekanan pipa terujung yaitu 1,399 m, nilai tersebut lebih besar dari
5.2 Saran
Berdasarkan pada Laporan Tugas Besar “Perencanaan Sistem Jaringan
Drainase dan Pengelolaan Limbah Perumahan Alam Sutera Cluster Elysia”.
penyusun ingin memberikan beberapa saran terkait dengan masalah tersebut. adapun
saran yang dapat kami berikan antara lain:
1) Perlu ditingkatkannya sosialisasi pengolahan limbah cair ke semua lapisan
masyarakat.
2) Bagi semua masyarakat pengelolaan limbah sejak dini merupakan tindakan yang
amat baik untuk masa depan. Bersama-sama kita wujudkan lingkungan yang
bersih dan sehat.
3) Sebaiknya dimensi diameter pipa disesuaikan dengan diameter yang terdapat
dipasaran sehingga dapat memudahkan dalam pelaksanannya.
71
DAFTAR PUSTAKA
Supriyan, Desi. Diktat Hidrologi. 2004. Politeknik Negeri Jakarta: Depok.
Soewarno. Hidrologi Operasional. Jilid 1. 2000. Bandung.
Sukamto, Ir. Haryono. Drainase Perkotaan. 1999. DPU.
C.D Sunarto. Hidrologi Teknik. 1999. Jakarta.
Ir. Sanjoyo, Hartoyo. Sistem Drainase. Yogyakarta 1999
Ir. S. Hindarko. Drainase Perkotaan Edisi Kedua. 2000.
72