SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi...

16
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 SurakartaSKRIPSI 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

Transcript of SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi...

Page 1: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

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

Page 2: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Page 3: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Page 4: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

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

Page 5: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

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

Page 6: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

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

Page 7: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

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

Page 8: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

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

Page 9: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

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

Page 10: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

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

Page 11: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

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

Page 12: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xvii

Page 13: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

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

Page 14: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xvi

Page 15: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

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

Page 16: SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · BIOPORI DAN KOLAM RETENSI DI FAKULTAS TEKNIK UNS ... Laju Infiltrasi Konstan ... Hasil Perhitungan Reduksi Limpasan pada Tiap Saluran

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