Upload
baiti-rahma-maudina
View
226
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
1/22
1
BAB 1PENDAHULUAN
1.1 Uraian
Banjir di Jakarta adalah suatu fenomena yang sudah lama terjadi secara
alami. Bahkan, tanpa faktor polusi akibat kegiatan manusia dan faktor-faktor
antropogenik lainnya, Kota Jakarta sudah terkena banjir yang disebabkan oleh
metabolisme alaminya (Caljouw, as, dan !ratiwo "#$%&. 'ekarang, Jakarta
merupakan sebuah delta berumur %### tahun yang terbentuk oleh sedimentasi dari
gunung-gunung merapi dari 'elatan. erdapat sekitar $) waterway yang melewati
dataran alu*ial ini yang berada sedikit di atas permukaan laut. Kecepatan air yang
mengalir di dalam delta ke arah laut mengalami perlambatan karena kontur tanah
di daerah tersebut relatif landai, dan pada saat musim hujan sungai-sungai yang
melewati daerah tersebut membawa air yang mengandung banyak lumpur dari
hulu. +leh karena itu, terjadi banyak sedimentasi pada outlet sungai.
!enjajah Belanda yang datang ke Bata*ia tidak asing dengan
karakteristik delta tersebut dan fenomena banjir yang sering terjadi, karena Kota
msterdam mempunyai karakteristik yang sama. Berbeda dengan warga pribumi,
penjajah Belanda memilih untuk menantang kondisi alami daerah Bata*ia,dibandingkan dengan menghindarinya. Berbagai macam usaha dilakukan oleh
pemerintah kolonial Belanda untuk mencegah banjir di Bata*ia, seperti reklamasi
wetlands, penggalian kanal, dan penimbunan tanah untuk menaikkan ketinggian
tanah daerah tersebut (Caljouw et al, "##%&. 'eiring dengan berkembangnya Kota
Bata*ia, Bata*ia terkena banjir besar yang disebabkan oleh kegiatan-kegiatan
perluasan lahan seperti penebangan hutan di daerah hulu dan irigasi untuk wilayah
pertanian. ntuk mengatasi masalah banjir yang semakin sering terjadi, seoranginsinyur keairan bernama erman /an Breen, merancang Banjir Kanal Barat yang
berfungsi untuk mengendalikan *olume air yang mengalir dari 'ungai Ciliwung
ke bagian barat Bata*ia sebelum masuk ke laut.
ntuk memenuhi kebutuhan air di dalam Bata*ia itu sendiri, /an Breen
juga merancang polder dan waduk di beberapa bagian Jakarta tara menggunakan
kerukan sedimen dari mulut sungai (Caljouw et al, "##%&. 'alah satunya adalah
0aduk 'unter 'elatan. 0aduk 'unter 'elatan ini mempunyai luas sebesar "%,1 a
dengan enam buah pompa yang dapat memompa air sebesar $% m)2detik. 3ungsi
Universitas Indonesia
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
2/22
2
0aduk 'unter 'elatan ini adalah untuk menampung air pada saat musim hujan
untuk mengurangi dampak banjir, dan ketika ketinggian air sudah mencapai dua
meter, air dialirkan oleh pompa melalui pipa pembuangan dan dialirkan ke 4aut
ncol melalui Kali 'entiong. amun, 0aduk 'unter 'elatan sudah mengalami
pendangkalan sehingga harus dikeruk untuk mengembalikan fungsinya untuk
menampung air.
1.2 Tujuan
a. 5enganalisis kecukupan kapasitas saluran inlet utama, bangunan inlet dan
outlet serta waduk terhadap banjir rencana $## tahunan.
b. 5engusulkan alternatif bangunan inlet dan rancangan dimensi hidrolisnya.
Universitas Indonesia
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
3/22
3
BAB 2 PEMBAHASAN
2.1 Daerah Tangkapan Air Sunter Selatan
!ada studi ini, kami mendapatkan data mengenai 6aerah angkapan ir
(6& 'unter 'elatan seperti sebagai berikut7
8ambar ".$ 6aerah angkapan ir 'unter 'elatan
Sumber Gambar: GoogleMaps, 2015
6ari gambar tersebut dapat diketahui bahwa jumlah waduk 'unter
'elatan adalah " buah, yaitu 'unter 'elatan Barat seluas $%,1 a dan 'unter
'elatan imur seluas $# a. 6aerah angkapan ir dari waduk tersebut menaungi
sebagian besar daerah selatan waduk dan sisanya daerah utara waduk. erdapat "
inlet untuk 0aduk Barat dan 9 inlet untuk 0aduk imur. 'emua inlet yang masuk
ke dalam waduk tersebut adalah saluran drainase dalam kota yang terbuat dari
batu kali.
6ari gambar tersebut juga tidak terlihat 0aduk imur dan 0aduk Barat
terhubung oleh suatu saluran terbuka, sehingga kami berasumsi bahwa kedua
waduk tersebut terhubung oleh gorong-gorong yang terendam dalam waduk atau
submerged culvert .
0aduk 'unter 'elatan ini memiliki ele*asi lebih rendah daripada Kali
'entiong sebagai saluran penerima outlet waduk, sehingga dibutuhkan pompa
untuk mengalirkan air dari waduk ke Kali 'entiong.
2.2 Saluran Utama Waduk Barat
Universitas Indonesia
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
4/22
4
'emua saluran yang terhubung dengan saluran inlet waduk diteliti dan
diukur jaraknya dengan menggunakan aplikasi komputer. 'aluran utama atau
main drain pada studi kasus kami adalah saluran yang memiliki alur terpanjang,
untuk mendapatkan waktu konsentrasi yang lama agar debit banjir yang
dihasilkan adalah debit banjir maksimum. 'aluran utama kami memiliki panjang
"#1# m dan kemiringan #.##", dan mengalirkan air dari utara ke dalam waduk
'unter 'elatan Barat melalui inlet berupa pintu air di ujung timur.
8ambar "." 'aluran yang diberi warna merah adalah saluran utama
Sumber Gambar: GoogleMaps, 2015
".".$ !erhitungan 6ebit :encana 'aluran tama 0aduk Barat
ntuk mendapatkan debit rencana saluran utama, digunakan data curah
hujan 6K; Jakarta yang kami peroleh dari 'tasiun ujan anjung !riok. Berikut
ini adalah datanya7
ahun6ata ujan
(mm&ahun
6ata ujan(mm&
$1
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
5/22
5
$11$ %= "##$ %"
$11" $=$ "##" $9=
$11) $=< "##) $"=
abel ".$ 6ata Curah ujan 5aksimum arian "# ahunan
'elanjutnya adalah perhitungan hujan rencana pada polder yang
menggunakan metode 8umbell, asil dari perhitungannya adalah sebagai berikut7
n "#
Rerata $#1.9%
Standar
Deviasi
9).9=1%9=
%
Ytr ".1=
Yn #.%")>
Sn $.#>"<
KTr ".)#$
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
6/22
6
d #.$> jam $$9.1")9< menit
c ".#= jam $"9.9$)%1 menit
abel ".) !erhitungan Time of Concentration
'elanjutnya adalah menghitung intensitas hujan waduk dengan rumus
5ononobe7
)"
"9 "9
"9
×
=
t
R I
6imana 7
; ? ;ntensitas curah hujan (mm2jam&.
? 4amanya curah hujan (jam&.
: "9 ? Curah hujan maksimum dalam "9 jam (mm&
Durasi
!menit"
KalaUlang
Durasi
!menit"
KalaUlang
1 tahun 1 tahun
# )9.1)
1 ")1. $# >".>#
1# $
2 $%$.$# %# %=.%1
2# $)#."$ & %%.99
' $$%.)$ %).9=
'# $#9.#% 1 %$.>.1< 12 9%.=>
) =".>9 12# 99.%)
)# >
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
7/22
(
8ambar ".) Kur*a ;63 $## ahunan di 'tasiun anjung !riok
6ari perhitungan intensitas tersebut, pada c ? $"9,9 menit, didapatkan ;
? 99,>= mm2jam. 5aka intensitas hujan yang terjadi pada 0aduk 'unter 'elatan
Barat adalahKemudian dihitung debit atau banjir rencana dengan menggunakan
metode rasional7
* + ,.-.A
Keterangan7
@ ? dependable flow (4)2s&
C ? runoff coefficient
; ? dependable rainfall (42s&
? watershed area (4"&
6engan mengambil koefisien limpasan sebesar #,1= 5aka, debit rencana
pada waduk 'unter 'elatan Barat adalah sebesar =#,%)% m)2detik.
"."." !erhitungan /olume dengan idrograf 'atuan
Kami mencari hidrograf satuan untuk mendapatkan *olume kumulatif
yang dihasilkan oleh saluran utama inlet di waduk timur per $# menit. /olume
kumulatif tersebut kemudian dicari selisihnya dengan *olume waduk. 4angkah
pertama adalah menghitung debit per $# menit, perhitungannya adalah sebagai
berikut7
0aktu 6ebit (m)2s&
# #
$# %.>9"<
"# $$."
)# $>.1"".#=#<
$"# =#.%)%
$)# >=.%1>#9$>=
$9# >9.>%=#
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
8/22
$%# >$.=$19=1$>=
)"# $$.=%%
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
9/22
/
"# %#= "#%9.=#9
$9# )1>=%.1)=% )"%=)#.>9$%
$%# )>$91.$$">%.>9$%
$=# )">"".9)=% 9"# $>=%".#>"% >9)$).>$1.>9$%
))# 99#9%.#>"% =$)>=).$9$%
)%#
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
10/22
10
'ama seperti perhitungan waduk barat, semua saluran yang terhubung
dengan saluran inlet waduk barat diteliti dan diukur jaraknya dengan
menggunakan aplikasi komputer. 'aluran utama waduk timur memiliki panjang
$$## m dan kemiringan #.##), dan mengalirkan air dari selatan ke dalam waduk
'unter 'elatan imur melalui inlet berupa saluran terbuka.
8ambar ".9 'aluran yang diberi warna merah adalah saluran utama
Sumber Gambar: GoogleMaps, 2015
6engan perhitungan yang sama seperti sebelumnya, besar hujan rencana
pada akhir waktu ulang "# tahun adalah sebesar "#1,%)) mm.
Kemudian waktu konsentrasi untuk waduk timur adalah7
#.$1 #.$1 jam $$."1 menit
d #.1> jam %=.9 menit
c $.$% jam >".>#
1# $
2 $%$.$# %# %=.%1
Universitas Indonesia
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
11/22
11
2# $)#."$ & %%.99
' $$%.)$ %).9=
'# $#9.#% 1 %$.><
( 1%.$1 1# %#.#"
(# 9 12# 99.%)
)# >
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
12/22
12
"# "1.1)".9$$1")#<
$9# 91"
$%# 9#."19")#==$># )".")%)"
$=# "9.$=>%)
$.$$=>1")$
$1# 1.=
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
13/22
13
%# 9#9#1.)%=$9 $$""9#%9.$$>)
$## %#==#.=)#== )9.1 %$#$"%.$1)"
$9# )$9"1.% %9$%%9.>1)"
$%# "$=%1" %%) >#$11>.#)19
"## # >#$11>.#)19
asil *olume kumulatif terbesar itulah yang akan dicari selisihnya
dengan *olume total waduk untuk die*aluasi.
2.( 0utlet Waduk Timur !Sumerged ,ulvert"
Kami berasumsi bahwa antara waduk timur dan barat dihubungkan
dengan saluran gorong-gorong yang terendam atau submerged cul*ert.
!erhitungannya adalah sebagai berikut7
8ambar ".> ;lustrasi 8orong-gorong
Sumber Gambar: uler' %esign and +ridges
!ada saluran gorong-gorong digunakan rumus berikut7
6imana7
b ? cul*ert height
0 A b2" ? head on cul*ert measured from barrel centerline
Universitas Indonesia
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
14/22
14
'ehingga perhitungannya menjadi seperti berikut7
6iameter (m& ).<
4uas (m"& $$.))%9Keliling $$.1)"
0 (m& 9
b (m& ).<
6ebit (m)2s& 9).>%>))">
6engan mendapatkan debit gorong-gorong sebesar 9),>% m)2s, kami
dapat menghitung *olume kumulatif per $# menit yang kemudian akan
dibandingkan dengan *olume kumulatif waduk7
Waktulume -nlet
Waduk !m'"
lume
,ulvert !m'"
# #
1 99$1).=11%9
2 $=1%1.=$9"1 %")1)" )>>=$).$1)>
1# %>))$).%==< )1"1#>.11)"
1) %#$11>.#)19 %")
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
15/22
15
0 50 100 150 200 2500
100000
200000
300000
400000
500000
600000
(00000
apasi'as Goronggorong er 10 Meni'
olume m3- olume Goronggorong
6ari grafik dan tabel tersebut dapat dilihat bahwa *olume tampungan
bisa didapat dengan mencari selisih *olume gorong-gorong dan *olume inlet
waduk. Jadi *olume tampungan pada waduk timur adalah7 =
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
16/22
16
Jumlah pompa pada waduk 'unter 'elatan ini berjumlah > buah dengan
kapasitas masing-masing pompa "%## m)2s. Kami mencoba untuk menghitung
kapasitas pompa apabila semuanya dihidupkan, hanya % pompa dihidupkan, hanya
9 pompa dihidupkan dan seterusnya. Kemudian kapasitas tersebut dibandingkan
dengan *olume kumulatif dari hidrograf satuan untuk mendapatkan *olume
tampungan.
0aktu
(menit&
/olume >
!ompa (m)&
/olume %
!ompa (m)&
/olume 9
!ompa (m)&
/olume )
!ompa (m)&
/olume "
!ompa (m)&
/olume
(m)&
# # # # # # #
$# 1### =%## >### 9%## )### $>1".### >==$.)>
)# "=### ""%## $#### 9### "9### $#
1# =%## %9### 9#%## "=### $)=$"#.#9
$## 1#### =%### >#### 9%### )#### $>1"###"99>$%.)<
>
$)# $$=### 1=%## =### $#%### )### 9"###)"%=)#.>9
"
$%# $)%### $$"%## 1#### >=%## 9%### )>$
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
17/22
1(
1
$># $99### $"#### 1>### ="### 9">%.>9
"
$=# $%)### $"=%## $#"### =>%## %$###
9"### 19%## >)###%9$=99.#=
1
""# $1%### $)"### 11### >>###%>%%91.>9
"
")# "#=### $="%## $)1###%#=9
"
"%# ""%### $).#=
1
"># ")9### $1%### $%>### $$=### =9)$).### =$)%".$9"
"1# ">$### "$=%## $=9### $)#%## 9
"
)$# "=1### ")"%## $### $)1%## 1)###=##99=.=).$9
"
)%# )$%### ">"%## "$#### $%=%## $#%###=$9%%9.### $>"### $#
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
18/22
1
0 50 100 150 200 250 300 350 4000
200000
400000
600000
00000
apasi'as ompa er 10 Meni'
olume 6 ompa 5 ompa
4 ompa 3 ompa 2 ompa
6ari grafik dan tabel tersebut dapat dilihat bahwa *olume tampungan
bisa didapat dengan mencari selisih *olume kapasitas pompa dengan *olume
hidrograf satuan waduk.
4umlah 3mpa Akti5 lume Tampungan 6valuasi h
> )1#%%9.
% 999%%9."=
9 91
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
19/22
1/
4umlah " Buah
8ear 1 3intu ) m
Tinggi 9 m
8uas 1 3intu $" m"
3erimeter $9 m
Ttal 8uas "9 m"
Ttal 3erimeter "< m
R #.$>119$ m)2s
Kondisi ksisting
-786T
3intu Air
4umlah ) Buah
8ear 1 3intu ) m
Tinggi 9 m
8uas 1 3intu $" m"
3erimeter $9 m
Ttal 8uas )> m"
Ttal 3erimeter 9" m
R #.
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
20/22
20
Reach 1
1.961904*.733333*.495237*.266666*.171428*.104761*.038094*
Sa l u r a n 1
Reach 2
1.936936*.873873*.810810*.747747*.684684*
.621621*
.558558*
.495495*
.432432*
.369369*
.306305*
.243242*
.180179*
.117116*
.054052*
S al
ur
an 2
Sunter Barat Sunter Timur Goronggorongrumah !om!a
rence' ( ntere' $Ser!olate' $S)
8ambar ". 'kema liran 0aduk 'unter 'elatan dengan C:'
Sumber Gambar: 7la8an enulis, 2015
6esain eksisting saluran pada inlet waduk timur adalah 9,% m " m.
pabila dimasukkan pada aplikasi tersebut, ditemukan bahwa terjadi banjir.
'ehingga diperlukan perubahan desain yaitu 1 m % m.
0 2 4 6 82
0
2
4
6
8
10
Sunter 3 *lan+ *lan 01 12,23,2015
Station (m)
- l e . a t i o n ( m )
Legend
-G */ 1S */ 1
Groun'
Ban Sta
.025 .025 .025
8ambar ". 6esain ksisting ;nlet 0aduk imur
Sumber Gambar: 7la8an enulis, 2015
Universitas Indonesia
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
21/22
21
0 2 4 6 8 10 123
2
1
0
1
2
3
Sunter 3 *lan+ *lan 01 12,23,2015
Station (m)
- l e . a t i o n ( m )
Legend
-G */ 1
S */ 1
Groun'
Ban Sta
.025 .025 .025
8ambar ". 6esain sulan 'aluran ;nlet 0aduk imur
Sumber Gambar: 7la8an enulis, 2015
6esain eksisting saluran pada inlet waduk barat adalah 1 m ) m.
pabila dimasukkan pada aplikasi tersebut, tidak terjadi banjir. 6engan demikian
tidak diperlukan perubahan desain saluran inlet.
0 2 4 6 8 10 12 142.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
Sunter 3 *lan+ *lan 01 12,23,2015
Station (m)
- l e . a t i o n ( m
)
Legend
-G */ 1
S */ 1
Groun'
Ban Sta
.025 .025 .025
8ambar ". 6esain ksisting 'aluran ;nlet 0aduk Barat
Sumber Gambar: 7la8an enulis, 2015
Universitas Indonesia
8/16/2019 Analisis Hidrolika Danau Sunter Selatan
22/22
22
BAB 3 PENUTUP
'.1 Kesimpulan
6apat disimpulkan bahwa berdasarkan e*aluasi kecukupan kapasitas
saluran utama (main drain&, bangunan inlet dan outlet , serta waduk terhadap
banjir rencana $## tahunan maka saluran utama, dan kapasitas pompa di waduk
sudah memenuhi apabila kedalaman 0aduk 'unter 'elatan imur sebesar " m dan
kedalaman 0aduk 'unter 'elatan Barat sebesar ",9 m. amun, bangunan inlet
yaitu pintu air tidak dapat menghambat debit air yang datang dari saluran utama.
8orong A gorong untuk mengalirkan air dari 0aduk 'unter 'elatan imur ke
0aduk 'unter 'elatan Barat tidak teridentifikasi, sehingga diperlukan usulan
alternatif desain gorong A gorong yang menghubungkan kedua waduk.
'.2 Saran
lternatif desain yang diusulkan oleh penulis adalah penambahan pintu
air di inlet 0aduk 'unter 'elatan Barat sebanyak satu buah dengan ketinggian 9
meter dan lebar ) meter. 4alu, dimensi gorong A gorong yang dibutuhkan untuk
mengalirkan air dari 0aduk 'unter 'elatan imur ke 0aduk 'unter 'elatan Baratadalah diameter sebesar ),< m. Kedalaman waduk 'unter 'elatan Barat dan imur
yang dibutuhkan agar *olume tampungan tetap aman adalah ",9 m dan " m.