Upload
muhammadkhairulsyahputra
View
90
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Perencanaan Pengembangan Jaringan Distribusi Air Bersih Kelurahan Bandulan Kecamatan Sukun Kota Malang
Citation preview
PERENCANAAN PENGEMBANGAN JARINGAN DISTRIBUSI AIR BERSIH
KELURAHAN BANDULAN KECAMATAN SUKUN KOTA MALANG
JURNAL
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik
.
Disusun oleh :
BIMA AUFA DZULFIKAR
NIM. 0810643016
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK PENGAIRAN
MALANG
2014
PERENCANAAN PENGEMBANGAN JARINGAN DISTRIBUSI AIR BERSIH
KELURAHAN BANDULAN KECAMATAN SUKUN KOTA MALANG
JURNAL
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik
Disusun oleh:
BIMA AUFA DZULFIKAR
NIM. 0810643016
Dosen Pembimbing I
Prof. Dr. Ir. Mohammad Bisri, MS.
NIP. 19581126 198609 1 001
Dosen Pembimbing II
Ir. Heri Suprijanto, MS.
NIP. 19590625 198503 1 001
PERENCANAAN PENGEMBANGAN JARINGAN DISTRIBUSI
AIR BERSIH KELURAHAN BANDULAN KECAMATAN SUKUN
KOTA MALANG
Bima Aufa Dzulfikar1, Mohammad. Bisri
2, Heri Suprijanto
2
1Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya
2Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
e-mail: [email protected]
ABSTRAK Bertambah pesatnya pertumbuhan penduduk Kota Malang menyebabkan kebutuhan akan air bersih
untuk berbagai keperluan juga semakin meningkat. Upaya penanganan berupa peningkatan sarana dan
prasarana air bersih. Daerah studi yaitu Kelurahan Bandulan Kecamatan Sukun Kota Malang sudah
terpasang jaringan distribusi air bersih, tetapi masih belum mencukupi kebutuhan daerah tersebut. Pada
daerah studi mendapat suplai air dari tandon Supit Urang sebesar 3 liter/det untuk kondisi awal jaringan.
Pada pengembangan dilakukan optimalisasi debit mencapai 31 liter/det. Kebutuhan pada kondisi existing
mencapai 7,375 liter/det, dan total kebutuhan saat dilakukan pengembangan mencapai 28,18 liter/det.
Studi ini bertujuan menganalisa besarnya ketersediaan air bersih terhadap kebutuhan air bersih
kondisi existing dan saat dilakukan pengembangan. Perlu dilakukan evaluasi terhadap kondisi jaringan yang
nantinya dapat diketahui besar kebutuhannya. Evaluasi yang dilakukan menggunakan program WaterCad
V8 XM Edition utnuk mempermudah analisa yang dilakukan. Hasil evaluasi menunjukan masih bisa
dilakukan pengembangan dengan mengoptimalkan ketersediaan debit. Pada jaringan pengembangan juga
menggunakan program yang sama. Dari semua langkah yang dilakukan menunjukkan kebutuhan debit rata-
rata 28,18 liter/det, kebutuhan jam puncak 43,96 liter/det. Tekanan yang dihasilkan mencapai 7,6 atm pada
jam 06.00.
Terdapat masalah yang muncul, yaitu kurang besarnya diameter pipa yang digunakan dan
besarnya tekanan setelah dilakukan pengembangan. Untuk mengatasinya, penulis merencanakan
penggantian diameter pipa existing 100 mm menjadi 200 mm dan menambahkan alat pengurang tekanan
pada jaringan pengembangan agar tetap stabil. Semua proses pengembangan menghabiskan biaya sebesar
Rp 1.619.466.800,00. Berdasarkan hasil rekonstruksi dan pengmbangan jaringan, diharapkan dapat
memenuhi besarnya kebutuhan air bersih sesuai dengan ketentuan yang belaku.
Kata kunci : pengembangan, air bersih, jaringan, watercad v8 xm edition, rekonstruksi
ABSTRACT As the population rapidly grows in Malang, this lead to the need of clean water for various purposes
has increased. The effort to deal with it is to esclate the clean water infrastructure. The study area is the
Village Bandulan, Sub-district Sukun, Malang District, has already attached clean water distribution
network , but still it is not sufficient for the need of area . The study area gets water supply from the Supit
Urang reservoir at 3 liters/sec for the early conditions of the network . On the development, the discharges
has been optimized until it reaches 31 liters/sec . Water needs of the existing condition is reached 7.375
liters/sec , and the total time of the development needs reach 28.18 liters/sec .
This study aims to analyze the amount of the clean water needs availability and the clean water
needs of the existing condition of time development . It is necessary to evaluate the condition of the network
to find out the amount of clean water needs. Evaluations were performed using WaterCad V8 XM Edition to
simplify the analysis. The evaluation results display that it can still be done by optimizing the discharge
availability development. In the netork development, it is also using the same program. Of all the steps taken
displayed the average discharge needs 28.18 liters/sec , peak hour needs 43.96 liters/sec , and the pressure
reaches 7.6 atm at 06.00.
There are an issues that arise , the size of the pipe’s diameter is too small and the amount of pressure
after development . To handle this , the authors planned replacement of the existing pipe diameter of 100 mm
into 200 mm and adding a pressure reducecing valve on the network development in order to get it remain
stable . All the process of development are cost of Rp 1,619,466,800.00. Based on the reconstruction and
development results network , it is expected to meet the needs for clean water according to applicable rules.
Keywords: development, clean water, network, watercad v8 xm edition, reconstruction.
1. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air bersih merupakan sumber air
minum yang penting bagi manusia, me-
ngingat pentingnya arti air bersih bagi
manusia maka perlu diusahakan penye-
diaan air bersih secara memadai baik dari
segi kuantitas maupun kualitasnya se-
hingga aman dikonsumsi oleh manusia.
Seiring dengan semakin padatnya
penduduk di perkotaan, maka semakin
sulit bagi manusia untuk dapat memper-
oleh air bersih dari sumur-sumur dangkal.
Sehingga kebutuhan penyediaan air ber-
sih melalui instalasi air minum dirasakan
menjadi alternatif utama dalam penye-
diaan air bersih. Untuk itu sebagian besar
penduduk perkotaan memenuhi kebutuh-
an air bersihnya melalui jalur distribusi
air bersih PDAM. Dalam hal ini PDAM
Kota Malang sebagai penyedia air bersih
untuk wilayah Kota Malang terus mela-
kukan berbagai pengembanga untuk
memperluas jangkauan sasaran layanan
dan peningkatan layanannya terhadap
konsumen.
Dalam pelaksanaan kegiatan opera-
sionalnya, PDAM mempunyai tugas po-
kok yaitu berupa penyelenggaraan penge-
lolaan air minum dan air siap minum di
wilayah Kota Malang untuk meningkat-
kan kesejahteraan masyarakat yang men-
cakup aspek sosial, kesehatan dan pela-
yanan umum.
Identifikasi Masalah
Semakin pesatnya pertumbuhan
penduduk di Provinsi Jawa Timur khu-
susnya Kota Malang menyebabkan kebu-
tuhan akan air bersih untuk berbagai ke-
perluan juga semakin meningkat. Semen-
tara potensi dan ketersediaan air di muka
bumi ini relatif tetap dan bahkan menurun
akibat rusaknya daerah-daerah resapan
dan konservasi. Dengan memperhatikan
keadaan tersebut, maka dapat kita ketahui
bahwa telah terjadi kekeringan / keku-
rangan air di berbagai daerah, sehingga
dibutuhkan upaya penanganan dengan
segera berupa peningkatan sarana dan
prasarana air terutama air bersih. Pada
daerah studi awalnya sudah dibangun sa-
rana distribusi air bersih, akan tetapi ma-
sih belum keseluruhan mendapatkan dis-
tribusi air bersih yang mencukupi.
Kebutuhan pelayanan air bersih
untuk masyarakat khususnya di Kecama-
tan Sukun masih jauh jika dibandingkan
dengan sasaran pelayanan kebutuhan air
bersih. Dimana pelayanan untuk masya-
rakat perkotaan diharapkan dapat men-
capai 80%, sedangkan untuk pedesaan
diharapkan mencapai 60% dari jumlah
penduduk. Kondisi ini menunjukkan bah-
wa pengembangan dimasa yang akan da-
tang, memerlukan adanya pemerataan ke-
butuhan agar masyarakat mendapatkan
distribusi air bersih dengan merata.
Dari kondisi tersebut di atas, diper-
lukan suatu kegiatan perencanaan distri-
busi air bersih agar dapat memenuhi ke-
butuhan penduduk secara optimal dan
merata. Studi ini akan membahas peren-
canaan pengembangan jaringan distribusi
untuk air bersih yang terdapat pada da-
erah studi. Analisa yang dilakukan me-
ngenai kondisi hidrolika yang mencakup
pengaruh tekanan setiap titik simpul, be-
sarnya debit dan kehilangan tinggi tekan
pada setiap pipa dalam sistem jaringan
distribusi di daerah studi. Dalam laporan
ini digunakan program WaterCAD ver 8
XM Edition dimana program ini dapat
menganalisa sekaligus mensimulasikan
suatu jaringan perpipaan. Perlunya upaya
perencanaan dan pemanfaatan sumber
daya air yang ada harus secara baik dan
benar ditinjau dari segi kualitas dan
kuantitas tanpa mengesampingkan aspek
pelestaraiannya.
Tujuan dan Manfaat
Tujuan studi ini antara lain untuk
mengetahui besar debit ketersediaan agar
dapat menghitung kebutuhan air pada
daerah tersebut. Studi ini ditinjau dari
segi hidrolika dan sistem operasi dengan
menggunakan penerapan simulasi kondisi
tidak permanen, sehingga kebutuhan air
bersih dapat diantisipasi pemenuhannya
secara optimal sesuai perkembangan jum-
lah penduduk di daerah studi.
Manfaat dari studi ini yaitu dapat
mengetahui desain distribusi air bersih
yang paling sesuai dan juga mengetahui
besar biaya yang dikeluarkan dalam me-
laksanakan pengembangan daerah studi
sehingga dapat memberikan masukan
bagi Pemerintah Daerah Kota Malang
dalam upaya memenuhi dan meningkat-
kan pelayanan kepada masyarakat.
2. LANDASAN TEORI
Pertumbuhan Penduduk
Pertumbuhan penduduk merupakan
faktor yang penting dalam perencanaan
pengembangan jaringan. Pada kajian ini
proyeksi penduduk digunakan sebagai
dasar menghitung kebutuhan air pada
masyarakat. Perkiraan jumlah penduduk
suatu daerah pada masa yang akan datang
dapat dihitung/ditentukan dengan metode
Geometri, Aritmatik, Eksponensial.
Kebutuhan Air Bersih
Kebutuhan air bersih adalah jumlah
air yang diperlukan untuk memenuhi ke-
butuhan manusia akan air (domestik) dan
kegiatan-kegiatan lainnya yang memerlu-
kan air (non domestik).
1. Fluktuasi Kebutuhan Air Bersih
Tingkat pemakaian air bersih oleh
masyarakat suatu wilayah tidak konstan.
Akan tetapi terjadi fluktuasi pada jam-
jam tertentu yang sesuai dengan aktivitas
masyarakat daerah tersebut. Hal tersebut
berlangsung setiap hari dan membentuk
pola yang relatif sama. Pada jam-jam ter-
tentu pula terjadi peningkatan aktivitas
menggunakan air dibandingkan pada saat
kondisi normal. Tetapi pada saat tertentu
tidak ada aktivitas yang memerlukan air.
2. Kriteria Pemakaian Air Bersih
Pemakaian air bersih pada suatu
daerah juga berbeda-beda sesuai dengan
kegunaannya. Berikut klasifikasinya:
Tabel 1. Kriteria Pemakaian Air Bersih
Metro Besar Sedang Kecil
1 Kebutuhan Domestik
Sambungan Rumah (liter/orang/hari) 190 170 150 130
Kran Umum (liter/orang/hari) 30 30 30 30
2 Kebutuhan Non domestik :
Industri (liter/detik/hektar)
- Berat
- Sedang
- Ringan
Komersial (liter/detik/hektar)
- Pasar
- Rumah Makan (liter/unit/hari)
- Hotel (liter/kamar/hari)
Lokal
Internasional
Sosial dan Institusi
- Sekolah (liter/siswa/hari)
- Rumah Sakit (m3/unit/hari)
- Puskesmas (liter/hari)
3 Kebutuhan Air Rata-rata
Kehilangan Air
Kota Metro dan Besar
Kota Sedang dan Kecil
Kota
-
400
Kebutuhan domestik + non domestik
Kebutuhan rata-rata x 1,15 -1,2
(faktor kehilangan jam maksimum)
puncak (165% - 200%)
Kebutuhan rata-rata x Faktor jam
30% x Kebutuhan rata-rata
25% x Kebutuhan rata-rata
5
6 Kebutuhan Jam Puncak
4 Kebutuhan Air Maksimum
15
0,10 - 1,00
15
400
1000
0,5 - 1,00
0,25 - 0,50
0,15 - 0,25
No. Parameter Tingkat Pemakaian Air
Sumber: DPU Ditjen Cipta Karya. 2007: 30
Hidrolika Aliran Pada Jaringan Pipa
1. Kehilangan Tinggi Tekan Mayor
(Major Losses)
Fluida yang mengalir ke dalam pipa
akan mengalami tegangan geser dan gra-
dient kecepatan pada seluruh penampang
disebabkan adanya kekentalan kinematik.
Tegangan tersebut akan menimbulkan
kehilangan tenaga pengaliran (Triatmodjo
II, 2003:25).
Tegangan geser yang terjadi pada
dinding pipa merupakan penyebab utama
menurunnya garis energi pada suatu alir-
an (major losses) selain bergantung juga
pada jenis pipa.
Persamaan kehilangan tinggi tekan
mayor menurut Hazen-Williams adalah
sebagai berikut (Webber, 1997:121) 85,1.Qkh f (1)
dimana
K 87,485,1
.
7,10
DC
L
hw
(2)
Dengan:
fh = kehilangan tinggi tekan mayor (m)
k = koefisien karakteristik pipa
Q = debit aliran pada pipa (m3/det)
Chw= koef. Hazen – Williams
D = Diameter pipa (m)
L = Panjang pipa (m)
Tabel 2. Koe. Kekasaran Hazen-William Nilai Koefisien
Hazen-Williams (Chw)
PVC 140 - 150
Pipa Asbes 120 -150
Pipa berlapis semen 100 - 140
Pipa besi digalvani 100 - 120
Cast iron 90 - 125
Jenis Pipa
Sumber: Triatmodjo II, 2003:51
2. Kehilangan Tinggi Tekan Minor
(Minor Losses)
Penyeban kehilangan tinggi tekan
minor disebabkan ada perubahan menda-
dak pada ukuran penampang pipa yang
menyebabkan turbulensi, belokan, adanya
katup dan berbagai jenis sambungan. Tidak menutup kemungkinan kehi-
langan tinggi tekan minor dapat berpe-
ngaruh lebih besar dari kehilangan tinggi
tekan mayor. Dengan demikian kehilang-
an tinggi tekan minor juga harus diperha-
tikan dan dapat ditulis sebagai berikut
(Triatmodjo II, 2003:109):
gA
Qkh f 2
2
2 (3)
atau
g
vkh f
2
2
(4)
Dengan:
hf = kehilangan energi minor (m)
v = kecepatan aliran (m/detik)
g = percepatan gravitasi (m/detik2)
k = koefisien kehilangan energi minor
Koefisien k juga sangat berfariasi
tergantung dari bentuk fisik saluran, bisa
dikarenakan belokan, pengecilan, katup (Triatmodjo II, 2003: 110).
3. METODOLOGI PENELITIAN
Umum
Untuk mengkaji sistem tersebut di-
perlukan suatu tahapan penelitian yaitu
dengan pengumpulan data-data teknis dan
data-data pendukung.
Berikut deskripsi mengenai kondisi
daerah studi, data-data teknis dan metode
penelitian dalam studi perencanaan pe-
ngembangan jaringan distribusi air bersih
di Kelurahan Bandulan Kecamatan Sukun
Kota Malang Provinsi Jawa Timur.
Lokasi Studi
Bandulan adalah kelurahan yang
ada pada Kecamatan Sukun Kota Malang,
Provinsi jawa Timur, Indonesia. Daerah
ini terletak pada bagian Selatan Wilayah
Kota Malang dengan luas wilayah 26,852
Km2 dan ketinggian rata-rata dari permu-
kaan air laut antara 440 m – 660 m, suhu
udara antara 20°-30° dengan kelembaban
nisbi dan curah hujan berkisar antara
2000-3000 mm/tahun. Ditinjau dari astro-
nomi Kecamatan Sukun terletak antara
112o 36’ 14’’ sampai 112
o 40’ 42’’ Bujur
Timur dan 077o 36’ 38’’ sampai 008
o 01’
57” Lintang Selatan.
Jumlah penduduk pada Kecamatan
Sukun tahun 2011 sebanyak 186.922 jiwa
dengan kepadatan 6775 jiwa/km2.
Sumber air yang digunakan oleh
PDAM Kota Malang adalah Mata Air
Karangan, Mata Air Binangun baru, Mata
Air Binangun lama, Mata Air Banyuning
dan Ngeson, Mata Air Wendit I, Mata Air
Wendit II, Mata Air Wendit III.
Sedangkan yang digunakan untuk
memenuhi kebutuhan air bersih di Keca-
matan Sukun adalah Mata Air Binangun
baru, Mata Air Binangun lama, Mata Air
Banyuning dan Ngeson dan juga menda-
pat tambahan dari tandon Mojolangu.
Daerah studi yaitu Kelurahan Bandulan
menggunakan Mata Air Supit Urang I
dan II (milik Alm. Bapak Suroso)
Data yang Diperlukan Dalam pengerjaan studi ini diper-
lukan data-data pendukung kajian. Ada-
pun data-data yang dibutuhkan adalah:
Data penduduk dan jumlah pelanggan.
Data luas daerah studi
Data ketersediaan air
Skema dan data teknis jaringan pipa
Daftar satuan harga upah dan bahan
Pengolahan Data Untuk mencapai tujuan maka di-
perlukan suatu langkah pengerjaan se-
cara sistematis. Berikut ini merupakan
langkah pengerjaan studi:
1. Mengumpulan data-data sekunder
berupa data teknis dan data pendu-
kung lain yang digunakan dalam
analisa jaringan.
2. Pengolahahan data jumlah pendu-
duk dan jumlah layanan.
3. Menghitung kebutuhan air bersih.
4. Merencanakan sistem jaringan dis-
tribusi air bersih.
5. Mensimulasikan jaringan distribusi
air bersih menggunakan program
WaterCAD ver 8 XM Edition.
6. Melakukan perhitungan kehilangan
energi mayor dan minor.
7. Menghitung besar biaya agar dapat
diketahui biaya yang dikeluarkan.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Proyeksi Pertumbuhan Penduduk
Perhitungan proyeksi penduduk pa-
da studi ini menggunakan tiga metode,
yaitu metode aritmatik, metode geometri
dan metode eksponensial.
Tabel 3. Perhitungan mundur penduduk
Jumlah Penduduk
Asli Aritmatik Geometrik Eksponensial
2002 15487 15585 15486 15473
2003 15743 15780 15702 15690
2004 15901 15980 15920 15909
2005 16107 16185 16141 16131
2006 16344 16395 16365 16357
2007 16578 16611 16592 16586
2008 16873 16832 16823 16818
2009 17156 17059 17056 17053
2010 17374 17293 17293 17291
2011 17533 17533 17533 17533
Jumlah 165096 165253 164911 164841
TahunJumlah Penduduk (metode)
Sumber: Hasil perhitungan
Dalam menentukan metode yang
mendekati kebenaran harus dilakukan uji
kesesuain proyeksi berdasarkan standar
deviasi dan koefisien korelasi.
Tabel 4. Uji kesesuaian proyeksi
geometrik aritmatik eksponensial
1 Standar deviasi 688,541 655,070 693,020
2 Koefisien korelasi 0,9983 0,9983 0,9983
MetodeUji kesesuaianNo.
Sumber: Hasil perhitungan
Berdasarkan hitungan uji kesesu-
aian proyeksi penduduk, adalah metode
aritmatik yang paling mendekati kebenar-
an karena memiliki standar deviasi paling
kecil dan koefisien korelasi mendekati 1
yang selanjutnya digunakan menghitung
proyeksi penduduk selama 12 tahun ke-
depan. (Muliakusumah, 2000: 255).
Perhitungan proyeksi pertumbuhan
penduduk dengan metode aritmatik.
P0 = 17533 (tahun 2011)
r = 0,01389
n = 12 (proyeksi tahun ke-n)
Maka jumlah penduduk pada tahun
2023 adalah:
Pn = Po (1+rn)
P2023 = P2011 (1 + 0,01389 x 12)
= 17533 x 1,1667
= 20455
Tabel 5. Proyeksi penduduk aritmatik No Tahun Jumlah penduduk
1 2011 17533
2 2012 17777
3 2013 18020
4 2014 18264
5 2015 18507
6 2016 18751
7 2017 18994
8 2018 19238
9 2019 19481
10 2020 19725
11 2021 19968
12 2022 20212
13 2023 20455 Sumber: Hasil perhitungan
Proyeksi penduduk selama 12 tahun dike-
tahui sejumlah 20455 jiwa yang nantinya
digunakan sebagai dasar dalam perhi-
tungan kebutuhan air bersih.
Perhitungan Kebutuhan Air Bersih
Perhitungan kebutuhan air bersih
dengan tingkat pelayanan 100%, kebu-
tuhan domestik di daerah layanan adalah
90 liiter/jiwa/hari, tingkat kebocoran 15%
dan kebutuhan non domestic 15% dari
kebutuhan domestik. Berikut merupakan
rekapitulasi hasil perhitungannya.
Tabel 6. Rekapitulasi Kebutuhan Air Bersih Tiap Tahun
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023
1 Jumlah penduduk jiwa 17777 18020 18264 18507 18751 18994 19238 19481 19725 19968 20212 20455
2 Jumlah jiwa/rumah jiwa 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
3 Tingkat pelayanan % 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
4 Jumlah penduduk berdasarkan tingkat pelayanan jiwa 17777 18020 18264 18507 18751 18994 19238 19481 19725 19968 20212 20455
5 Kebutuhan air untuk tiap 1 orang per hari lt/jiwa/hari 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90
lt/hari 1599910,58 1621826,16 1643741,73 1665657,31 1687572,89 1709488,47 1731404,04 1753319,62 1775235,20 1797150,78 1819066,35 1840981,93
lt/dtk 18,52 18,77 19,02 19,28 19,53 19,79 20,04 20,29 20,55 20,80 21,05 21,31
7 Kebutuhan air non domestik (15% dari kebutuhan domestik) lt/dtk 2,78 2,82 2,85 2,89 2,93 2,97 3,01 3,04 3,08 3,12 3,16 3,20
lt/dtk 24,49 24,82 25,16 25,50 25,83 26,17 26,50 26,84 27,17 27,51 27,84 28,18
m3/hari 2115,88 2144,87 2173,85 2202,83 2231,82 2260,80 2289,78 2318,77 2347,75 2376,73 2405,72 2434,70
m3/bulan 63476,45 64345,95 65215,45 66084,95 66954,45 67823,95 68693,46 69562,96 70432,46 71301,96 72171,46 73040,96
juta m3/thn 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89
9 Kebutuhan harian maksimum = 1,15 x kebutuhan air bersih lt/dtk 28,16 28,55 28,93 29,32 29,71 30,09 30,48 30,86 31,25 31,63 32,02 32,41
10 Kebutuhan air pada jam puncak = 1,56 x kebutuhan air bersih lt/dtk 38,20 38,73 39,25 39,77 40,30 40,82 41,34 41,87 42,39 42,91 43,44 43,96
lt/dtk 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31
lt/hari 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400
12 Volume air m3/hari 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4
8 Kebutuhan air bersih rata-rata (dengan kebocoran 15%)
11 Debit yang dihasilkan
No Uraian Satuan Tahun
6 Kebutuhan air domestik
Sumber: Hasil perhitungan
Dari perhitungan yang dilakukan,
disimpulkan bahwa untuk tahun 2023
debit yang tersedia (31 liter/det) masih
mencukupi untuk memenuhi kebutuhan
penduduk pada wilayah studi yaitu 28,18
liter/det. Sehingga belum membutuhkan
alternatif untuk menambah debit.
Kebutuhan Air Daerah Layanan
Daerah layanan digunakan agar da-
pat mempermudah distribusi kebutuhan
air yang dibutuhkan pada masing-masing
pelayanan. Dalam hal ini daerah layanan
yang terdapat pada kondisi existing ada
20 (dua puluh) Zona. Berikut merupakan
gambaran kondisi existing.
J-1
J-3
J-5
J-9
J-11
J-13
J-4
J-12
J-14
J-16
J-18
J-20
J-22
J-26
J-28
J-30
J-32
J-34
J-36
J-37
J-39J-38
J-33
J-31
J-27
J-29
J-15
J-17
J-2
J-19
J-21
J-23
J-24
J-25
J-35
J-6
J-8
J-7
J-10
R-1
P-1
4
Gambar 1. Zona Pelayanan Existing
Sumber: Hasil perencanaan Berikut merupakan pembagian daerah pe-
layanan dan kebutuhan air dari masing-
masing daerah layanan.
Tabel 7. Pembagian daerah layanan dan
kebutuhan air Zona Layanan Jumalah Jumalah
Wilayah Studi Pelanggan (SR) Pelanggan (org) Liter/Hari Liter/Detik Liter/Detik
Zona Existing 1 65 325 90 0,001 0,339
Zona Existing 2 30 150 90 0,001 0,156
Zona Existing 3 20 100 90 0,001 0,104
Zona Existing 4 53 265 90 0,001 0,276
Zona Existing 5 32 160 90 0,001 0,167
Zona Existing 6 49 245 90 0,001 0,255
Zona Existing 7 19 95 90 0,001 0,099
Zona Existing 8 35 175 90 0,001 0,182
Zona Existing 9 47 235 90 0,001 0,245
Zona Existing 10 62 310 90 0,001 0,323
Zona Existing 11 116 580 90 0,001 0,604
Zona Existing 12 70 350 90 0,001 0,365
Zona Existing 13 160 800 90 0,001 0,833
Zona Existing 14 66 330 90 0,001 0,344
Zona Existing 15 130 650 90 0,001 0,677
Zona Existing 16 62 310 90 0,001 0,323
Zona Existing 17 139 695 90 0,001 0,724
Zona Existing 18 36 180 90 0,001 0,188
Zona Existing 19 120 600 90 0,001 0,625
Zona Existing 20 105 525 90 0,001 0,547
Jumlah 1416 7080 7,375
Kebutuhan Air Bersih
Sumber: Hasil perhitungan
Kebutuhan daerah layanan terbesar ada
pada zona 13 dan kebutuhan daerah laya-
nan terkecil pada zona 7.
Analisa Pertambahan Kekasaran Pipa Dengan menggunakan persamaan
Colebrook dan White kekasaran pipa ber-
tambah secara linier dengan umurnya dan
ditunjukkan dengan rumus:
kt = ko + α t
kt = kekasaran setelah t tahun
ko = kekasaran pipa baru
α = pertumbuhan kekasaran pipa
t = jumlah tahun
Nilai α didapat dari percobaan yang
dilakukan untuk interval waktu tertentu.
Zona 1 Zona 2 Zona 3
Zona 4
Zona 5 Zona 6
Zona 7
Zona 8
Zona 10
Zona 12
Zona 13
Zona 15
Zona 18 Zona 19
Zona 20
Zona 14
Zona 17
Zona 16
Zona 11
Zona 9
Dari persamaan diatas dilakukan percoba-
an sebagai berikut:
Data existing pada studi didapat Pipa -1:
Q = 4,1 l/dt = 0,0041 m3/dt
D = 0,10 m
hf = 0,1 m/km
CHW = 150 (PVC – Hazen William)
V = 0,1 m/dt
νair = 1,12 x 10-6
L = 399,11 m
penyelesaian:
ν
vDRe
=
61012,1
1,01,0
x
x
= 8264,463 = 8,264 x 103
f = 2
2
LV
gDh f
= 21,011,399
81,921,01,0
x
xxx
= 0,04916
Dengan persamaan Hazen-Williams: 85,1.Qkhf
87,485,1.
67,10
DC
Lk
hw
HW
kHW = 87,485,1 1,0.150
11,39967,10 x = 2,983 x 104
hf = 2,983 x 10
4 x 0,0041
1,85
= 1,15987
Dari persamaan diatas didapat rumus:
kHW = 87,485,1
.
67,10
DC
xL
HW
CHW1,85
= 87,4.
67,10
DK
xL
HW
CHW = 85,1
1
87,44 1,010983,2
11,39967,10
xx
x
= 150
Dengan persamaan Darcy-Weisbach:
2gD
LVfh
2
f
22
2
f)14,3
41(2gD
Lfh
xD
Q
= f
5
2
14,32
16
xDg
LQ
= f
DWkxDg
L514,32
16
hf = kDW x Q2
kDW = 1,840 x 104
hf = 1,840 x 104 x 0,0041
2
= 0,31400
Mencari nilai kekasaran Darcy-Weisbach
dengan menggunakan kHW menjadi:
kDW x Q2 = kHW x Q
1,85
0,15-
2
1,85
Q
HW
DW
k
k
kDW = Q – 0,15
x kHW
kDW = 0,0041-0,15
x 2,983 x 104
= 6,797 x 104
Jadi 0,15-QHW
DW
k
k
= 0,15-
4
4
0041,010983,2
10797,6
x
x
2,2782 = 2,2782 → OK
Kehilangan tenaga setelah pipa dipakai
selama 11 tahun dengan debit 4,2 liter/det
Q = 4,2 l/dt = 0,0042 m/dt
A = 0,00785 m2
ko = 0,0000025 m → diagram Moody
Penyelesaian:
Dengan grafik moody untuk nilai Re dan
f, di dapat ks = 0,0225
k5 = ks x D
k5 = 0,0225 x 0,1 = 0,00225
k5 = ko + 5 α
α = 5
55 kk
=
5
0000025,000225,0
= 0,00045 m/tahun
Kekasaran pipa setelah 11 tahun:
k11 = ko + 11 α
k11 = 0,0000025 + 11 x 0,00045
= 0,00495
1,0
00495,011
D
k = 0,049
V = A
Q= 0,535 m/dt
ν
vDRe
= 61012,1
1,0535,0
x
x = 44217,508
= 4,42175 x 104
Berdasarkan nilai Re, Ko/D dan dengan
menggunakan grafik Moody didapat nilai
f = 0,0213 kehilangan tenaga:
hf = g
V
D
Lf
2
2
= 81,92
535,0
1,00213,0
2
x
L
= 1,2403 m
Hasil Simulasi Jaringan Exsisting
Dengan menggunakan bantuan pa-
ket program waterCAD ver 8 XM edition,
simulasi disesuaikan dengan kebutuhan
di daerah layanan.
Dibawah ini merupakan skema jari-
ngan kondisi existing.
Gambar 2. Skema Jaringan Existing
Sumber: Program WaterCad
Jaringan tersebut dapat diketahui
memenuhi syarat jika data yang diperoleh
dapat memenuhi kriteria berikut:
Tekanan pada titik simpul 0,5 – 8 atm.
Kecepatan pada pipa 0,3 – 4,5 m/det.
Kemiringan garis hidrolis 0–15 m/km.
Contoh hasil simulasi sebagai berikut:
Gambar 3. Jaringan Existing Pipa - 14.
Sumber: Program WaterCad
Gambar 4. Grafik kecepatan Pipa – 14
Sumber: Program WaterCad
Gambar 5. Kemiringan garis Pipa – 14
Sumber: Program WaterCad
Gambar diatas menunjukkan data sebagai
berikut:
Kemiringan garis hidrolis kondisi
jam minimum dan jam puncak tetap
memenuhi kriteria yang ditentukan,
yaitu berada pada level 0 m/km
(pukul 00.00) sampai dengan 1 m/km
(pukul 06.00).
Kecepatan yang terjadi pada simulasi
jaringan perpipaan berkisar antara
0,1 m/dtk sampai dengan 0,4 m/dtk.
Kecepatan tertinggi terjadi pada pu-
kul 06.00 sebesar 0,4 m/dtk dan ke-
cepatan terendah terjadi pada pukul
00.00 sebesar 0,1 m/dtk.
Hasil simulasi di salah satu titik simpul
adalah sebagai berikut:
Gambar 6. Grafik tekanan J– 13
Sumber: Program WaterCad
Hasil simulasi diatas dapat disimpulkan
sebagai berikut:
Titik simpul J-13 menunjukkan tekan-
an maksimum terjadi pada saat kebu-
tuhan air minimum sedangkan tekanan
minimum terjadi pada jam puncak.
Keseluruhan titik simpul telah meme-
nuhi kriteria meskipun mendekati ba-
tas kriteria perencanaan (J-13).
Tekanan rendah dimulai pada saat ke-
butuhan akan air meningkat sedangkan
tekanan naik saat kebutuhan air menu-
run. Kemudian tekanan kembali ren-
dah dan naik seperti pada siklus yang
ditunjukkan koefisien faktor pengali
(load factor) terhadap kebutuhan air
bersih. Kondisi ini juga terjadi pada
semua titik simpul yang ada.
Simulasi Jaringan Pengembangan
Pada daerah studi tedapat 8 zona
pengembangan yang dijelaskan beikut
J-23
J-24
P-35
P-26
P-27
PRV-1
PRV-3
PRV-2
J-9
P-1
P-3
P-1
0
P-15
P-4
P-1
6
P-18
P-20
P-22
P-24
P-3
0
P-3
2 P-37
P-39
P-4
1
P-45
P-44
P-38
P-36
P-31
P-33
P-1
7
P-19
P-2
P-2
1
P-23
P-25
P-26
P-2
9
P-40
P-7
P-9
P-8
P-11
P-4
6P-51
P-5
2
P-53
P-50
P-54
P-55
P-58
P-58
P-57
P-47
P-4
8
P-49
P-42
P-43
P-5
P-6
P-14
P-34P-35
P-1
2
P-1
3
J-42
J-47
J-48
J-49
J-46
J-50
J-51
J-52
J-54
J-53
J-43
J-44
J-45
J-1
J-3
J-5
J-11
J-13
J-4
J-12
J-14
J-16
J-18J-20
J-22
J-28
J-30
J-32
J-34
J-36
J-38
J-39
J-41J-40
J-35
J-33
J-29
J-31
J-15
J-17
J-2
J-19
J-21
J-25
J-26
J-25
J-37
J-6
J-8
J-7
J-10
R-1
PRV-4
Gambar 7. Zona Pelayanan existing dan
pengembangan pada dearah studi Sumber: Google earth
Berikut ini merupakan pembagian
daerah layanan dan kebutuhan air dari
masing-masing daerah layanan.
Tabel 8. Pembagian Zona dan Kebutuhan
Air Bersih Luasan Jumlah Penduduk Jumlah KK
(m2) (liter/detik) (m
3/detik) (m
3/hari) (jiwa) (jiwa)
28,18 0,0282 2434,70 20455 4091
1 345,32 4,41 0,0044 381,12 3202 640
2 352,32 4,50 0,0045 388,85 3267 653
3 278,51 3,56 0,0036 307,39 2583 517
4 225,18 2,88 0,0029 248,52 2088 418
5 410,10 5,24 0,0052 452,61 3803 761
6 178,70 2,28 0,0023 197,22 1657 331
7 199,00 2,54 0,0025 219,63 1845 369
8 216,88 2,77 0,0028 239,36 2011 402
Jumlah 2206 28,18 0,0282 2434,70 20455 4091
Kebutuhan AirZona
Sumber: Hasil perhitungan
Kebutuhan daerah layanan terbesar
ada pada zona 5 dan kebutuhan daerah
layanan terkecil ada pada zona 6.
Hasil Simulasi
Dengan menggunakan bantuan pa-
ket program waterCAD ver 8 XM edition,
simulasi disesuaikan dengan kebutuhan
di daerah layanan.
Dibawah ini merupakan skema jari-
ngan kondisi pengembangan.
Gambar 8. Jaringan Pengembangan
Sumber: Program WaterCad
Jaringan tersebut dapat diketahui
memenuhi syarat jika data yang diperoleh
dapat memenuhi kriteria berikut:
Tekanan pada titik simpul 0,5 – 8 atm.
Kecepatan pada pipa 0,3 – 4,5 m/det.
Kemiringan garis hidrolis 0–15 m/km.
Contoh hasil simulasi sebagai berikut:
Gambar 9. Skema Jaringan Pipa - 53.
Sumber: Program WaterCad
Gambar 10. Grafik kecepatan Pipa – 53
Sumber: Program WaterCad
Gambar 11. Kemiringan garis P –53
Sumber: Program WaterCad
Zona
Pengembangan 2
Zona
Pengembangan 5
Zona
Pengembangan 4
Zona Pengembangan 3
Zona
Pengembangan 1
Zona Pengembangan 8
Zona
Pengembangan 6 Zona
Pengembangan 7
Gambar diatas menunjukkan data sebagai
berikut:
Kemiringan garis hidrolis pada jam
minimum dan jam puncak tetap me-
menuhi kriteria yang ditentukan, ya-
itu 0,1 m/km (pukul 00.00) sampai
13 m/km (pukul 06.00).
Kecepatan pada jaringan perpipaan
antara 0 m/det sampai 1,6 m/det. Ke-
cepatan tertinggi pukul 06.00 dan ke-
cepatan terendah pukul 00.00.
Hasil simulasi di salah satu titik simpul
adalah sebagai berikut:
Gambar 12. Grafik tekanan J - 51
Sumber: Program WaterCad
Hasil simulasi diatas dapat disimpulkan
sebagai berikut:
Titik simpul J-53 (titik simpul terjauh
pada skema jaringan pengembangan)
diperoleh tekanan sisa sesuai dengan
kriteria. Tekanan maksimum terjadi
saat kebutuhan air maksimum sedang-
kan tekanan minimum terjadi pada
saat jam puncak.
Dari keseluruhan titik simpul, semua
telah memenuhi syarat perencanaan.
Tekanan rendah dimulai pada kebu-
tuhan air meningkat sedangkan tekan-
an naik saat kebutuhan air menurun.
Kemudian tekanan kembali rendah
dan naik seperti siklus pada koefisien
faktor pengali (load factor) terhadap
kebutuhan air bersih. Kondisi ini juga
terjadi pada semua titik simpul.
Penurun Tekanan Pada Aliran
Terdapat bebrapa tekanan sangat
tinggi yang hampir melewati batas krite-
ria yang diijinkan. Maka dilakukan pema-
sangan PRV (Pressure Reducer Valve)
untuk mengurangi tekanan pada junction.
Berikut contoh peletakannya yang telah
disimulasikan:
Gambar 13. PRV-1 pada skema jaringan
perpipaan Sumber: Program Watercad
Gambar 14. Grafik fluktuasi tekanan pada
Pipa-5 dan Pipa-6 sebelum ada PRV Sumber: Program Watercad
Gambar 15. Grafik fluktuasi tekanan pada
Pipa-5 dan Pipa-6 setelah ada PRV Sumber: Program Watercad
Gambar diatas menunjukkan peru-
bahan tekanan setelah dilakukan pema-
sangang PRV.
Berikut merupakan data perubahan
tekanan yang terjadi setelah pemasangan:
Tabel 16 Data Perubahan Tekanan
J-5 - P J-6 - P (From) (To) J-5 - P J-6 - P
0 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3
1 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3
2 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3
3 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3
4 7,7 7,7 7,4 6,0 6,3 6,3
5 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3
6 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3
7 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3
8 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3
9 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3
10 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3
11 7,7 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3
12 7,7 7,7 7,3 6,0 6,3 6,3
13 7,7 7,7 7,3 6,0 6,3 6,3
14 7,7 7,7 7,3 6,0 6,3 6,3
15 7,7 7,7 7,3 6,0 6,3 6,3
16 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3
17 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3
18 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3
19 7,7 7,7 7,4 6,0 6,3 6,3
20 7,7 7,7 7,4 6,0 6,3 6,3
21 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3
22 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3
23 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3
24 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3
TimePressure (atm) PRV-1 - Base - Pressure (atm) Pressure (atm)
Sumber: Program WaterCad
5. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan rumusan masalah dan
hasil kajian pada pembahasan, sehingga
dapat disimpulakan sebagai berikut.
1. Berdasarkan hasil evaluasi yang telah
dilakukan menunjukkan hasil bahwa
tidak ada perubahan yang signifikan
pada jaringan existing, sehingga masih
dapat untuk dikembangka. Tetapi ada
perubahan diameter pipa yang diguna-
kanan karena ada perkembangan dari
kebutuhan air.
2. Perkiraan debit kebutuhan air bersih
hasil proyeksi penduduk tahun 2023
tingkat pelayanan 100% dan kebutuh-
an 90 liter/jiwa/hari sebagai berikut.
• Kebutuhan rata-rata: 28,18 liter/det
• Kebutuhan harian maksimum : 32,41
liter/det
• Kebutuhan jam puncak : 43,96 lit/det
Sedangkan hasil analisa penyediaan air
bersih jaringan perpipaan sebagai berikut.
•Pemasangan PRV berjumlah 4 buah.
•Letak PRV berada pada antara pipa 5
dan pipa 6 (PRV-1), pipa 12 dan pipa
13 (PRV-2), pipa 34 dan pipa 35
(PRV-3), dan yang terakhir pada pipa
42 dan pipa 43 (PRV-4)
3. Dalam pelaksanaan pengembangan
jaringan distribusi air bersih, biaya
yang harus dikeluarkan yaitu sebesar
Rp 1.619.466.800,00
Saran Berikut merupakan saran yang bisa
dijadikan bahan pertimbangan.
1. Laju pertumbuhan penduduk yang sa-
ngat tinggi sebaiknya disertai dengan
perubahan tata guna lahan yang baik,
sehingga keterdapatan sumber air tetap
terjaga, mengingat sudah sangat ber-
kurangnya potensi/ketersediaan air.
2. Jaringan perpipaan ini masih dapat di-
kembangkan jika dibutuhkan.
3. Pola operasi pelayanan dapat disesuai-
kan dengan kebutuhan di lapangan,
dengan kriteria jaringan perpipaan.
UCAPAN TERIMA KASIH
1. Prof. Dr. Ir. M. Bisri, MS dan Ir. Heri
Suprijanto, MS selaku dosen pembim-
bing, atas ide, arahan dan bimbingan-
nya. 2. Dr. Very Dermawan, S.T., M.T. dan
Dian Sisinggih, ST,MT, Ph.D selaku
dosen penilai yang telah memberi ba-
nyak masukan.
3. Kedua orang tua dan seluruh sahabat
yang sudah memberikan semangat da-
lam pengerjaan.
DAFTAR PUSTAKA
Ditjen Cipta Karya. 2007. Pedoman
Penyusunan Perencanaan Teknis Pe-
ngembangan Sistem Penyediaan Air
Minum Lampiran III. Jakarta : Ditjen
Cipta Karya.
Muliakusumah, Sutarsih. 2000. Proyeksi
Penduduk. Jakarta : Erlangga.
Triatmodjo, Bambang. 2003 Hidraulika
II. Yogyakarta : Penerbit Beta Offset.
Webber, N. B. 1971. Fluids Mechanics
For Engineering S-I Edition. London
: Chapman and Hallman Ltd.