Upload
vunhu
View
230
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ANALISIS RESAPAN LIMPASAN PERMUKAAN DENGAN LUBANG
BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS
“Analysis of surface runoff infiltration with biopori hole and retention pool in the
Faculty of Engineering UNS Surakarta”
SKRIPSI
Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Oleh :
MOCHAMAD ZAKKY YULIANTO
NIM. I 0108119
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... iii
PERSEMBAHAN ....................................................................................... iv
ABSTRAK ................................................................................................. v
PENGANTAR ........................................................................................... vii
DAFTAR ISI ............................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ....................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xiii
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xv
DAFTAR NOTASI ..................................................................................... xvi
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ..................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ................................................................................ 2
1.3. Batasan Masalah................................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian ................................................................................. 3
1.5. Manfaat Penelitian ............................................................................... 3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka .................................................................................. 4
2.2. Dasar Teori ........................................................................................... 6
2.2.1. Siklus Hidrologi ............................................................................. 6
2.2.2. Presipitasi ......................................................................................... 7
2.2.3. Analisis Hujan ................................................................................... 9
2.2.3.1. Uji Kepanggahan Data ................................................................... 9
2.2.3.2. Hujan wilayah ................................................................................ 10
2.2.3.3. Analisis Frekuensi dan Probabilitas ............................................... 12
2.2.3.4. Uji Smirnov-Kolmogorov .............................................................. 19
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
2.2.3.5. Hujan Rencana ............................................................................... 19
2.2.3.6. Intensitas Hujan .............................................................................. 20
2.2.3.7. Metode Rasional............................................................................. 21
2.2.4. Infiltrasi ............................................................................................. 22
2.2.5. Sistem Drainase Berkelanjutan ......................................................... 26
2.2.6. Lubang Biopori ................................................................................. 29
2.2.6.1. Peranan Bahan Organik ................................................................. 30
2.2.6.2. Lubang Biopori untuk Menambah Cadangan Air Tanah .............. 30
2.2.6.3. Dimensi Lubang Biopori ................................................................ 31
2.2.6.4. Jumlah Lubang Biopori .................................................................. 31
2.2.6.5. Perletakan Lubang Biopori ............................................................ 32
2.2.6.6. Tahapan Pembuatan Lubang Biopori ............................................. 32
2.2.7. Kolam Retensi ................................................................................... 34
BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1. Metode Penelitian................................................................................. 39
3.2. Lokasi Penelitian .................................................................................. 39
3.3. Data .................................................................................................. 40
3.4. Peralatan yang Digunakan.................................................................... 40
3.5. Tahapan Penelitian .............................................................................. 41
3.6. Diagram Alir Tahapan Penelitian ........................................................ 41
BAB 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Data Hujan ........................................................................................... 43
4.2. Uji Kepanggahan Data Hujan .............................................................. 44
4.3. Hujan Wilayah ..................................................................................... 49
4.4. Analisis Frekuensi dan Probabilitas ..................................................... 50
4.4.1. Analisis Statistik ............................................................................... 51
4.4.2. Test Jenis Distribusi ......................................................................... 54
4.4.3. Analisis Statistik Log Person III ....................................................... 54
4.5. Uji Smirnov Kolmogorov .................................................................... 56
4.6. Hujan Rencana ..................................................................................... 58
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
4.7. Intensitas Hujan Rencana ..................................................................... .... 59
4.8. Limpasan Permukaan di Fakultas Teknik UNS ................................... 60
4.9. Reduksi Limpasan dengan Lubang Biopori ......................................... 65
4.10. Kolam Retensi .................................................................................... 72
BAB 5. KESIMPULAN
5.1. Kesimpulan .......................................................................................... 75
5.2. Saran .................................................................................................. 75
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Siklus hidrologi ................................................................... 7
Gambar 2.2. Poligon Thiessen Kota Surakarta.......................................... 11
Gambar 2.3. Cara Garis Isohyet ............................................................... 12
Gambar 2.5. Klasifikasi usaha struktural dan nonstruktural dalam
manajemen dataran banjir (Suripin, 2004) ......................... 26
Gambar 2.6. Klasifikasi fasilitas penahan air hujan (Suripin, 2004) ....... 28
Gambar 2.7. Tampak samping lubang biopori di dalam tanah
(Brata, 2008) ....................................................................... 29
Gambar 2.8. Bor lubang biopori .............................................................. 32
Gambar 2.9. Dob paralon (Sumber : www.yusufabdurrohman.com) ...... 33
Gambar 2.10. Pembuatan lubang pada dob (Sumber :
www.yusufabdurrohman.com) ............................................ 33
Gambar 2.11. Dob dengan lubang (Sumber : www. yusufabdurrohman
.com).................................................................................... 34
Gambar 2.12. Kolam Retensi tipe di samping Badan Sungai................. 35
Gambar 2.13. Kolam Retensi tipe di dalam Badan Sungai..................... 36
Gambar 2.14. Kolam Retensi tipe Storage memanjang........................... 37
Gambar 2.15. Konstruksi Kolam Resapan dipadukan dengan pertamanan
(Suripin, 2004)..................................................................... 38
Gambar 3.1. Peta Kampus UNS jalan Ir. Sutami no.36 A Surakarta
Sumber : Google Maps (2013) ............................................ 39
Gambar 3.2. Fakultas Teknik UNS Solo ................................................. 40
Gambar 3.3. Diagram alir tahapan penelitian .......................................... 41
Gambar 4.1. Polygon Thiessen untuk stasiun hujan Grogol, Mojolaban,
Ngemplak dan Pabelan ........................................................ 50
Gambar 4.2. Polygon Thiessen untuk stasiun hujan Grogol, Mojolaban
dan Pabelan ......................................................................... 51
Gambar 4.3. Polygon Thiessen untuk stasiun hujan Mojolaban,
Ngemplak dan Pabelan ........................................................ 51
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiv
Gambar 4.4. Polygon Thiessen untuk stasiun hujan Ngemplak
dan Pabelan ......................................................................... 52
Gambar 4.5. Polygon Thiessen untuk stasiun hujan Mojolaban
dan Pabelan ......................................................................... 53
Gambar 4.6. Sketsa Saluran dengan Lubang Biopori ............................. 67
Gambar 4.7. Sketsa Potongan A-A Saluran dengan Lubang Biopori ..... 67
Gambar 4.8. Denah Saluran A ................................................................ 68
Gambar 4.9. Sketsa Saluran A ................................................................ 70
Gambar 4.10. Lokasi Rencana Kolam Retensi ......................................... 72
Gambar 4.11. Tampak Atas Kolam Retensi .............................................. 73
Gambar 4.12. Potongan A-A Kolam Retensi ............................................ 74
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Data Infiltrasi Lubang Biopori ............................................. 5
Tabel 2.2. Nilai kritik Q dan R .................. ............................................. 10
Tabel 2.3. Nilai variabel reduksi Gauss .... ............................................. 13
Tabel 2.4. Variabel standar (k)............................................................. ... 15
Tabel 2.5. Reduced Mean (Yn) ................................................................ 16
Tabel 2.6. Reduced Standard Deviation (Sn) .......................................... 17
Tabel 2.7. Reduced Variate (YTr).. ........................................................... 18
Tabel 2.8. Parameter Statistik untuk Menentukan Jenis Distribusi ........ 18
Tabel 2.9. Nilai Δcr uji Smirnov Kolmogorov ........................................ 19
Tabel 2.10. Presentase Hujan Jam-jaman pada DAS Bengawan Solo ...... 20
Tabel 2.11. Nilai Koefisien C untuk Metode Rasional ............................. 21
Tabel 2.12. Laju Infiltrasi Konstan............. ............................................. 23
Tabel 2.13. Hubungan tekstur tanah dan laju infiltrasi ............................. 24
Tabel 2.14. Hubungan diameter lubang biopori dengan
beban resapan......................................................................... 31
Tabel 4.1. Data Hujan Maksimum Tahunan Kota Surakarta
Tahun 1990-2013 ................................................................... 43
Tabel 4.2. Data Hujan Tahunan Kota Surakarta Tahun 1990-2013 ........ 44
Tabel 4.3. Uji Kepanggahan Data Hujan Stasiun Colomadu.. ................ 45
Tabel 4.4. Uji Kepanggahan Data Hujan Stasiun Grogol ....................... 45
Tabel 4.5. Uji Kepanggahan Data Hujan Stasiun Mojolaban ................. 46
Tabel 4.6. Uji Kepanggahan Data Hujan Stasiun Ngemplak .................. 46
Tabel 4.7. Uji Kepanggahan Data Hujan Stasiun Pabelan ...................... 47
Tabel 4.8. Hasil Uji Kepanggahan data hujan tahunan Kota Surakarta .. 49
Tabel 4.9. Hujan Wilayah Kota Surakarta Tahun 1990-2013.. ............... 54
Tabel 4.10. Perhitungan Analisis Statistik Panjang Data 15
Tahun Terakhir ....................................................................... 55
Tabel 4.11. Perhitungan Analisis Statistik (Nilai Ln) ............................... 56
Tabel 4.12. Pemilihan Jenis Distribusi Stasiun Hujan .............................. 58
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
Tabel 4.13. Analisis Statistik Log Pearson III .......................................... 59
Tabel 4.14. Uji Smirnov Kolmogorov ...................................................... 61
Tabel 4.15. Nilai – nilai pada Persamaan Distribusi Log Pearson III.. ..... 62
Tabel 4.16. Hujan Rencana dengan Distribusi Log Pearson III ................ 63
Tabel 4.17. Hujan Jam-jaman Kota Surakarta .......................................... 64
Tabel 4.18. Debit yang Meresap pada Saluran A..................................... 70
Tabel 4.19. Rekapitulasi Limpasan yang Meresap pada Saluran.............. 71
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xvi
DAFTAR NOTASI
A Luas DAS (km2)
𝐴𝑖 Luas masing-masing poligon
𝐴𝑤 Luas DAS (km2)
C Koefisien aliran permukaan (0 ≤ C ≤ 1)
Ci Koefisien aliran permukaan jenis penutup tanah i
Dy Deviasi standar
I Intensitas hujan (mm/jam)
k Nilai karakteristik dari distribusi Log Normal K Faktor frekuensi, yang merupakan fungsi dari probabilitas (atau
periode ulang) dan koefisien kemencengan (Cs)
KT Faktor frekuensi, nilai KT dapat dilihat pada L Luas bidang kedap air (m2 )
n Jumlah data
N Jumlah stasiun pencatat hujan
Q Laju aliran permukaan (debit) puncak (m3/detik)
R24 Curah hujan maksimum harian (selama 24 jam) (mm)
𝑅 Hujan wilayah (mm)
𝑅𝑖 Hujan masing-masing stasiun pencatat hujan (mm)
S Kemiringan rata-rata saluran
Sd Standar deviasi data hujan maksimum Sn Reduced standard deviation
t Lamanya curah hujan (jam)
tc Waktu konsentrasi (jam)
v Laju rembesan air rata-rata per lubang (m3/detik)
xi Data ke-i
Xi Besarnya curah hujan yang mungkin terjadi dengan periode ulang
X tahun
Xrt Curah hujan rata-rata XT Nilai logaritmik dari x dengan periode ulang T
𝑋 Nilai rata-rata
Yi Data hujan ke-i
yn Reduced mean
YT Hujan rencana
𝑌𝑇𝑟 Reduced variate
Y Data hujan rerata –i
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xvii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xv
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A. ANALISIS DATA
Lampiran A-1. Tabel Nilai K
Lampiran A-2. Skema Drainase Fakultas Teknik
Lampiran A-3. Pola Aliran Drainase Fakultas Teknik
Lampiran A-4. Catchment Area Saluran Drainase Fakultas Teknik
Lampiran A-5. Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran
dengan Lubang Biopori
LAMPIRAN B. SURAT – SURAT SKRIPSI
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xvi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
ABSTRAK
Mochamad Zakky Yulianto, 2015, Analisis Resapan Limpasan Permukaan dengan
Lubang Biopori dan Kolam Retensi di Fakultas Teknik UNS.Tugas Akhir,
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Perubahan tata guna lahan berakibat pada limpasan permukaan yang semakin
besar , dan resapan air hujan sebagai suplai air tanah juga berkurang. Beberapa
upaya untuk meresapkan air limpasan hujan antara lain dengan lubang biopori dan
kolam retensi. Penelitian ini membahas besar resapan limpasan hujan ke dalam
tanah akibat lubang biopori dan kolam retensi. Hasil akhir yang diinginkan adalah
diketahuinya kondisi resapan limpasan hujan di Fakultas Teknik UNS dan
efektivitas lubang biopori dan kolam retensi untuk meresapkan air hujan ke dalam
tanah.
Metode penelitian yang digunakan adalah deskriptif kuantitatif. Analisis
kepanggahan data hujan dilakukan menggunakan uji RAPS (Rescaled Adjusted
Partial Sums. Analisis dilakukan dengan panjang data hujan 24 tahun dengan 5
stasiun hujan. Pengujian validitas distribusi hujan menggunakan metode Smirnov
Kolmogorov. Pembuatan Lubang biopori pada saluran drainase dengan jarak antar
lubang 1 m dengan diameter ± 10 cm dan kedalaman ± 1 meter. Kolam retensi
dibuat pada hilir saluran drainase Fakultas Teknik.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa limpasan hujan yang meresap ke tanah di
Fakultas Teknik pada kondisi existing sebesar 1155,217 m3/hari. Pembuatan
lubang biopori dapat meresapkan limpasan permukaan di Fakultas Teknik sebesar
1426,35 m3/hari.Terjadi peningkatan resapan setelah pembuatan lubang biopori
23,41 % dari resapan kondisi existing. Pembuatan kolam retensi dapat meresapkan
limpasan hujan di Fakultas Teknik sebesar 1151,59 m3/dtk. Terjadi penurunan
resapan setelah pembuatan kolam retensi 0,314 % dari resapan kondisi existing.
Kolam retensi tidak efektif dibuat di Fakultas Teknik UNS, karena jenis tanah
lempung di Fakultas Teknik UNS yang telah jenuh memiliki infiltrasi konstan
sangat kecil.
Kata Kunci: Lubang Biopori, Kolam retensi, debit limpasan, infiltrasi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ABSTRAK
Mochamad Zakky Yulianto, 2015, Analisis Resapan Limpasan Permukaan dengan
Lubang Biopori dan Kolam Retensi di Fakultas Teknik UNS.Tugas Akhir,
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Changes in land use resulting in greater surface runoff, and infiltration of
rainwater as groundwater supply is also reduced. Several attempts to absorb rain
water runoff, among others, by the absorption wells and retention pond. This
study discusses the condition of rainfall runoff infiltration in the Faculty of
Engineering UNS and effectiveness biopori holes and retention ponds to absorb
rainwater into the ground.
The method used is descriptive quantitative. Kepanggahan analysis of rainfall
data is done using test RAPS. Analyses were performed by 24-year rainfall data
length with 5 rainfall stations. Testing the validity of rainfall distribution using
the Kolmogorov-Smirnov method. biopori made the drainage channel with a
distance between holes 1 m in diameter ± 10 cm and depth of ± 1 meter. Retention
ponds created in the downstream drainage channel of the Faculty of Engineering.
The results showed that rainfall runoff that seeped into the soil at the Faculty of
Engineering at the existing condition of 1155.217 m3/day. Making holes biopori
can absorb runoff in the Faculty of Engineering at 1426.35 m3/ hari.Terjadi
increase in infiltration after making the hole biopori 23.41% of the catchment
existing condition. Making the retention pond can absorb rainfall runoff in the
Faculty of Engineering at 1151.59 m3/sec. A decline in retention ponds recharge
after manufacture 0.314% of the catchment existing condition. Ineffective
retention ponds created in the Faculty of Engineering UNS, because the type of
clay in the Faculty of Engineering, which has been saturated UNS have a very
small constant infiltration (1.411 x 10-7
).
Keywords : Biopori Hole, Retention Pool, Infiltration, Surface Runoff