Perencanaan transmisi air minum

BAB IV

SISTEM TRANSMISI

4.1 Umum

Pengolahan air bersih dimaksudkan untuk memperbaiki kualitas air baku

sehingga aman untuk digunakan sebagai air bersih. Perencanaan unit-unit perhitungan

berdasarkan kriteria desain yang berlaku. Dalam rancangan yang dibuat harus

mendapatkan hasil yang optimal. Secara umum dalam mendesain sebuah instalasi

pengolahan air, diperlukan tahap - tahap :

Karakteristik air baku

Hasil akhir kualitas yang diinginkan

Pengumpulan data sumber air baku yang terpilih yang meliputi debit air

baku, tinggi muka air dan kualitas air baku.

Perencanaan instalasi pengolahan yang meliputi tata letak instalasi, proses

pengolahan, perhitungan dimensi unit unit pengolahan, kebutuhan

peralatan dan dosis bahan kimia yang digunakan.

Perencanaan bangunan penunjang yang terdiri dari perhitungan dimensi

bangunan penunjang dan tata letak bangunan.

Karena penggunaan air bersih yang cukup luas dalam segala segi kehidupan

dan aktivitas manusia, maka sistem penyediaan air bersih untuk penduduk haruslah

memenuhi syarat antara lain :

Aman dari segi kesehatan

Tersedia dalam jumlah yang cukup

Ekonomis

IV-1

IV-2

Mengingat adanya syarat – syarat diatas , maka dasarnya ada 3 hal yang harus

diperhatikan untuk dipenuhi oleh suatu sistem penyediaan air minum, yaitu :

Segi kualitas

Terpenuhinya syarat – syarat kualitas air yang sesuai dengan standar yang

berlaku dan menjamin bahwa air yang tersedia aman untuk dikomsumsi

penduduk tanpa ada resiko terinfeksi oleh kuman – kuman penyakit.

Segi kuantitas

Tersedia dalam jumlah yang cukup sehingga dapat dipergunakan setiap

waktu.

Segi kontinuitas

Terpenuhinya kebutuhan air bersih dengan supply air secara terus menerus.

Sistem transmisi adalah suatu sistem transportasi air baku atau air minum dari

sumber menuju reservoir untuk selanjutnya diteruskan kedaerah pelayanan melalui

sistem distribusi.

Ruang lingkup permasalahan dalam sistem transmisi meliputi hal-hal berikut

ini :

4.1.1 Sistem Transportasi

Alternatif untuk sistem ini adalah open channel (saluran terbuka), pipe line

(perpipaan), atau aquaduct (saluran tertutup), yang pemilihannya didasarkan atas

berbagai pertimbangan teknis dan ekonomis.

A. Open Channel (Saluran Terbuka)

Tekanan air sama dengan tekanan udara terbuka, beberapa hal yang berkaitan

dengan open channel yaitu :

Biasanya digunakan untuk penyaluran air baku, kalau air bakunya

memiliki kandungan suspended yang tinggi, maka perlu dilakukan

pengurasan untuk menghindari terjadinya sedimentasi yang dapat

mengurangi kapasitas.

IV-3

Biasanya biaya relatif murah, karena hanya memperhitungkan segi

konstruksi saluran, namun biaya investasi umumnya lebih besar karena

perencanaan untuk jangka panjang.

Dimensi saluran bebas, tidak perlu mengikuti dimensi pasaran.

Umumnya digunakan untuk kapasitas besar.

Harus mengikuti HGL, karena pengalirannya dilakukan secara gravitasi,

masalahnya dapat timbul bila permukaan tanah yang dilewati turun naik.

Kecepatan aimya tergantung pada slope muka tanah.

Kemungkinan kehilangan air lebih besar akibat penguapan, rembesan ke

da1am tanah (infiltrasi) ataupun pengambilan illegal oleh masyarakat.

Saluran ini sering kali bersilangan dengan berbagai fasilitas lain misalnya

sungai, irigasi, saluran drainase, jalan kereta api, dll. Sehingga membutuhkan

konstruksi khusus.

Gambar 4.1 Open Channel (Saluran Terbuka)

IV-4

B. Aquaduct (Saluran Tertutup)

Air dialirkan melalui saluran tetutup baik under preasure (dibawah HGL) maupun

pada tekanan udara luas (pada HGL) ada dua macam aquaduct yaitu cut dan cover

dari tunel beberapa hal tentang aquaduct antara lain :

Biasanya dibuat di tempat (on site construction) sehingga memungkinkan

pemanfaatan material local dan memperkerjakan penduduk setempat

Umur konstruksi sangat panjang, hal ini ditentukan oleh kaitan pengalirannya.

Kehilangan air lebih mudah dibanding umurn konstuksi itu sendiri

Biaya relative rendah baik dalam investasi maupun pemeliharaanya.

Dibuat untuk jangka panjang.

Perletakannya tergantung pada HGL atau profil tanah yang dilalui

Adanya masalah bila bersilangannya dengan fasilitas lain, seperti : jalan raya,

rel kereta api, dan lain-lain

Gambar 4.2 Pipa Saluran Tertutup

IV-5

C. Pipe Line (Perpipaan)

Air dialirkan melaui sistem perpipaan dengan tekanan lebih besar dari pada

tekanan udara luar (under pressure) beberapa hal penting antara lain :

Biaya pemeliharaan dan perawatan relative lebih myrah dan mudah

Pengalirannya tidak tergantung pada profil muka tanah

Kemungkinan gangguan dari luar lebih kecil

Harga pipa dan perlengkapannya relatife mahal

Biayanya digunakan untuk mengalirkan air minum

Dari semua sistem-sistem transportasi diatas pada dasarnya digunakan untuk :

Membawa air baku dari sumber (bangunan pengumpul) ke bangunan

pengolah air minum, untuk keperluan ini dapat digunakan open chanel atau

dapat pula digunakan pipe line.

Membawa air yang bersih yang memenuhi pengolahan air minum reservoir

dan kemudian didistribusikan untuk mencegah terjadinya konstaminasi,

digunakan sistem perpipaan (pipe line)

4.1.2 Cara Pengangkutan

Terdapat dua alternatif cara pengangkutan yaitu secara gravitasi atau dengan

pemompaan, dari segi ekonomi cara gravitasi merupakan alternatif yang paling

uatama, sedangkan pemompaan hanya digunakan bila keadaan topografi nya di

lapangan benar-benar sudah tidak memungkinkan sistem gravitasi.

4.1.3 Kapasitas Yang Akan Diangkut

Dalam sistem penyediaan air minum yang perlu diperhatikan bukan saja dari

segi kualitas tapi juga segi kuantitas dalam arti, air minum harus cukup tersedia untuk

memenuhi kebutuhan konsumen., hal ini yang mendasari perlunya transmisi. Kualitas

air yang diangkut dalam sistem transmisi ialah sesuai dengan kapasitas hari

maksimum (Qmax day) sehingga pada saat terjadi kebutuhan maxsimum sistem

transmisi dapat memenuhinya.

IV-6

4.1.4 Perletakan dan Penempatan

Dalam masalah perletakan dan penenpatan ini sangat berpengaruh terhadap

bahan, diameter, peralatan dan perlengkapan pada sistem yang selanjutnya

berpengaruh pada masalah biaya yang perlu diperhatikan adalah :

Kondisi air yang dibawa

Kondisi lingkungan yang dilewati ada tidaknya dampak bagi sistem transmisi.

Kondisi geologis yang dihadapi dengan prinsip menghindari medan yang

sulit.

Pemilihan jalur transmisi yang paling pendek.

Pemilihan konstuksi yang paling ekonomis dan efisien.

Terletak pada lokasi yang mudah dikontrol misalnya pada tanah milik

umum,dan lain-lain.

Biasanya sedikit mungkin diusahakan menggunakan perlengkapan pipa

sistem.

Perletakan dan Peralatan

Pemilihan peralatan dan perlengkapan harus disesuaikan dengan kebutuhan yang

diperlukan secara teknis dengan memperhatikan segi ekonomis.

4.2 Bangunan dan Perlengkapan

4.2.1 Bangunan Pada sistem Transmisi

A. Bangunan penangkap air (Intake)

Intake adalah suatu bangunan yang berguna untuk menyadap air dari

sumbernya. Pada dasarnya intake terdiri kasa atau saringan (Screen) dimana air baku

masih dapat melewatinya. Selanjutnya dengan pipa air tersebut dapat di tampung di

sumur pengumpul. Beberapa kriteria yang harus diperhatikan adalah :

Ketinggian air, maka air lebih rendah atau maxsimum sama dengan ketinggian

semula, ketinggian air dipengaruhi oleh tekanan air dalam baik yang sama

dengan tekanan luar, dengan demikian diharapkan ketinggian muka air

maxsimum dalam bak sama dengan ketinggian air semula.

IV-7

Intake sebaiknya dibuat tertutup untuk mencegah masuknya sinar matahari

yang memungkinkan tumbuhan atau mikroorganisme hidup serta mencegah

kontaminasi.

Tanah lokasi intake harus stabil.

Intake dibangun dengan pertimbangan kemungkinan peningkatan kapasitas air

dimasa yang akan datang.

Dibangun sedemikian rupa, sehingga dalam kondisi terburuk masih dapat

dipakai.

Gambar 4.3 Intake

B. Bak Pelepas Tekan (BPT)

Bak pelepas tekan adalah suatu bangunan yang berfungsi mengembalikan

tekanan ke tekanan atmosfir dengan maksud membatasi tekanan dalam sistem

terbatas sesuai dengan kemampuan pipa penahan tekanan dalam keadaan diam atau

bekerja, dengan demikian pecahnya pipa karena tekanan dalam sistem berlebihan

dapai dihindari.

Bak pelepas tekanan penguapan juga dalam sistem apabila bagi dari pipa

tersebut terletak diatas garis tekan (HGL), sehingga terdapat negative pressure yang

dapat menyebabkan air tidak dapat mengalir dengan penempatan BPT sistem terbagi

masing-masing bagian sepenuhnya berada pada keadaan pas.

IV-8

Gambar 4.4 Bak Pelepas Tekan

4.2.2 Perlengkapan Pada Sistem Transmisi

Berbagai jenis perlengkapan pipa yang ada seperti gate valve, air valve, check

valve, anchor block, bend, reduce atau increaser di pasar pada percabangan pipa

untuk menjaga kerja sistem transmisi dan memudahkan pengecekan.

A. Gate Valve

Berfungsi sebagai pengatur debit aliran dan memungkinkan untuk pemeriksaan

pemeliharaan serta perbaikan, di pasang pada percabangan pipa, awal atau akhir

saluran dan tiap jarak ± 1 Km.pada pipa.

Gambar 4.5. Gate Valve

B. Air Valve

IV-9

Berfungsi untuk mengeluarkan udara yang berakumulasi dalam pipa dipasang

pada tekanan tertinggi dan jaringan pipa

IV-10

Gambar 4.6. Air Valve

C. Blow Off

Berfungsi mengeluarkan sediment atau endapan kotoran yang terjadi selama

pengaliran atau untuk mengeluarkan air dalam keadaan darurat dipasang pada tempat

dengan tekanan terendah dari jaringan pipa.

Gambar 4.7. Blow Off

D. Anchor Block

Berfungsi menahan beban pengaliran yang paling besar, yang mungkin dapat

menyebabkan perubahan bentuk pipa dan agar sambungan pipa tetap kaku.

IV-11

Gambar 4.8. Anchor Block

E. Bend

Berfungsi sebagai

sambungan pipa

untuk belokan.

IV-12

Gambar 4.9. Bend

F. Reducer atau Increaser

Berfungsi untuk menghubungkan pipa dengan pipa yang diameternya berbeda.

Gambar 4.10. Reducer atau Increaser

IV-13

4.2.3 Bahan Pipa

Sebagian besar biaya dalam pelaksanaan di alokasikan untuk perpipaan oleh

karena itu ukuran pipa dan jenis-jenis pipa harus ditentukan untuk memperoleh hasil

yang maksimal dan efisien, jenis-jenis pipa yang biasa digunakan antara lain :

A. Absestos Coment Pipe (Pipa Asbes)

Kentungan

- Mudah didapat

- Diproduksi di dalam negeri

- Berat satuan relative lebih ringan bila dibandingkan dengan pipa lainnya.

- Panjang saluran pipa lebih besar (6 M)

Kelemahan

- Mudah retak

- Tidak tahan benturan

IV-14

Gambar 4.11. Absestos Cement Pipe

B. Pipa PVC

Keuntungan

- Berat satuan paling ringan

- Tahan korosi dan asam


- Mudah pemasangan dan penyambungan

- Kedap air

Kelemahan

- Tidak tahan terhadap gaya luar yang cukup besar

- Umumnya hanya berdiameter

IV-15

Gambar 4.12. Pipa PVC

C. Pipa Beton

Keuntungan

- Cukup kuat menahan gaya luar

- Tahan korosi

- Mudah diperoleh untuk berbagai ukuran

- Tidak mudah pecah

Kelemahan

- Bobotnya cukup berat

IV-16

Gambar 4.13. Pipa beton

D. Pipa Besi

Kentungan

- Tahan terhadap getaran-getaran

- Kedap air

- Panjang saluran sampai 6 meter

- Cukup licin

Kelemahan

- Tidak tahan korosi

- Harga relative mahal

- Pengguanaan terbatas (di bawah jalan, rel kereta api, dll)

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar di lembar berikutnya.

IV-17

Gambar 4.14. Pipa Besi

E. Pipa Tanah Liat

Kentungan

- Tahan korosi


- Mudah didapat

- Berat datuan ringan

Kelemahan


IV-18

F. Pipa Baja

Kentungan

- Kedap air

- Tahan korosi

- Cukup licin

Kelemahan


Gambar 4.15. Pipa Baja

G. Fiber Glass

Kentungan

- Ringan


- Tahan korosi

- Kedap air

- Tahan terhadap gaya luar dan pembebanan

- Tipe sambungan yang fleksibel

IV-19

- Panjang satuan mencapai 12 meter

Kerugian


Gambar 4.16. Fiber Glass

Untuk memilihan bahan penyaluran (bahan pipa) didasarkan atas faktor-faktor

seperti berikut ini :

Umur

Kapasitas air dapat di alirkan

Daya tahan yang cukup baik dari gaya dan pembebanan luar.

Kemudahan dalam pelaksanaan (pemasangan dan penyambungan)

Ukuran yang ada di pasaran

Kedap air atau kerapatan tinggi

Suku cadang dan perlengkapan mudah diperoleh di pasaran.

Perletakan pipa tergantung pada :

Jaringan jalan yang ada

Jenis, kondisi, dan topgrafi tanah yang dilalui

IV-20

Sistem perpipaan yang lain (air buangan, listrik, telepon, dll)

4.3 Kriteria Perencanaan Sistem Transmisi

Dalam kriteria perencanaan sistem transmisi ini dapat dilihat dari beberapa

kriteria diantaranya :

1. Saringan Slinder (Filter)

Diletakan ± 0.6-1 m di bawah muka air

2. Pipa saluran air baku

Kecepatan 0.6-1.5 m3

/detik

Pada saat paling rendah, kecepatan > 0.6 m3

/detik dan pada saat tertinggi

kecepatan > 1.5 m3

/detik

3. Sumur Intake

Waktu dimensi 20 menit, tertekan 1 m dari dasar sungai

Dinding sumur tebalnya 20 cm dan kedap air

Berat sumuran cukup, sehingga tidak terjadi gangguan pada sumur

4. Pipa hisap

Kecepatan 1-5 m3

/detik

Perbedaan antara bebas terendah dengan pusat pompa tidak boleh lebih dari

3.7 m3

/detik

5. Strainer

Back wash, kecepatan > 3 m3

/detik

Jumlah back wash sama dengan 1/3 dari aliran dalam pompa

6. Saringan bell month

Kecepatan melewati lubang saringan 0.5-0.30 m3

/detik

Bukan lubang saringan 6-12 m atau ¼”-1/2” diameter

Luas total area saringan biasanya 2 kali area efektif dari jumlah total area

lubang.

4.4 Penjelasan Garis Besar Perencanaan Intake

IV-21

Adapun tipe intake yang dapat digunakan untuk sumber air baku yang berasal

dari danau adalah intake tower. Dalam perencanaan instalasi pengolahan air minum

dengan sumber air baku berasal dari Danau Bekas galian Pasir. maka

direkomendasikan atas beberapa pertimbangan pertimbangan, yaitu sebagai berikut :

Dari segi ekonomis, intake ini lebih murah daripada submerged intake.

Secara teknis, oprasional dan pemeliharaan intake lebih mudah serta

kemungkinan perubahan Lingkungan sekitar Danau misalnya pendangkalan

danau.

Intake merupakan unit bangunan yang berfungsi untuk menangkap air dari

sumber air baku yang akan diolah dengan debit yang sesuai dengan perencanaan

pengolahan.

Pada perencanaan intake perlu diperhatikan karakteristik air seperti fluktuasi

muka air maksimum dan minimum, materi tersuspensi dan banyaknya kotoran yang

mengapung. Kecepatan aliran perlu diperhatikan agar tidak terjadi pengendapan pasir.

Kecepatan aliran yang dianjurkan untuk saluran intake adalah 0.6-1.5 m/dtk dengan

waktu tinggal dalam intake 20 menit (Al-Layla,1978).

Intake (Bangunan Sadap), dapat dibagi menjdi dua yaitu :

Bangunan intake gravitasi

Bangunan Intake pompa

Adapun tipe bangunan intake yaitu

Intake tenggelam

Intake sumur basah, yaitu titik muka air sumuran sama dengan permukaan

badan air yang sadap

Intake sumuran kering yaitu sumur intake tidak berisi air

Reservoir

Sumuran intake diantaranya :

Jumlah sumuran dua

Waktu detensi 20 menit (waktu air ada dalam sumuran/selang waktu antara

partikel air tersebut masuk keluar lagi)

Tebal dinding 20 cm dan kedap air

IV-22

Berat sumuran cukup, sehingga tidak terjadi gangguan pada sumur.

Pemilihan Lokasi Intake, dapat dilihat dari beberapa hal diantaranya:

Tersedianya air baku yang cukup kualitasnya

Kuantitas cukup dan mudah diambil (sampai akhir perencanaan)

Lokasi intake mudah dijangkau

Bila lokasi dekat dengan laut perhatikan instrusi air laut.

Pertumbuhan dalam perencanaan intake, diantaranya :

Faktor keselamatan

Intake mempunyai berat sendiri yang cukup (tdak hanyut)

Pada kanal navigasi (lalu lintas) ada tiang pancang sebagai proteksi

Dilengkapi dengan saringan benda dan ikan

Posisi inlet dapat menerima dalam kondisi minimum dan maximum.

Intake adalah bangunan yang berguna untuk menyadap air dari sumbernya

dimana air baku masih dapat melewatinya.

Sedangkan dengan pipa air tersebut dapat tertampung pada sumber pengumpul.

Beberapa kriteria penting yang harus diperhatikan :

Hal penting adalah ketinggian muka air dalam bak yang lebih rendah atau

maxsimum sama dengan ketinggian muka air semula. Ketinggian air

dalam bak dipengaruhi oleh tekanan air dengan bak, untuk itu diperlukan

vent agar tekanan muka air maksimum dalam bak sama dengan air

semula.

Intake sebaiknya dibuat tertutup untuk menghindari masuknya sinar

matahari yang memungkinkan tumbuh kembangnya mikroorganisme

hidup serta konstaminasi.

Tanah dilokasi harus stabil

Intake dibangun tegak lurus terhadap aliran air untuk menghindari

masuknya air kedalam bangunan.

Dibangun dengan pertimbangan kemungkinan peningkatan kapasitas

dimasa yang akan datang

IV-23

Dibangun sedemkian mungkin dalam kondisi terburuk masih dapat

digunakan.

4.5 Perencanaan Jalur Transmisi

Sistem transmisi adalah suatu sistem air baku atau air minum dari sumber

menuju reservoir untuk selanjutnya diteruskan ke daerah pelayanan melalui sistem

distribusi.

4.5.1 Penentuan Tiga Alternatif Jalur Transmisi

Pada penentuan jalur transmisi, terlebih dahulu menentukan jalur-jalurnya

pada peta kontur, dengan beberapa kriteria antara lain jalur yang digunakan

diusahakan sependek mungkin dan medannya tidak terlalu sulit.

Perhitungan dibuat untuk menentukan diameter pipa yang digunakan. Debit

(Q) yang digunakan adalah debit pada tahun 2028 dengan menggunakan debit

maksimum hari.

Pada setiap jalur dibuat beberapa segmen. Berikut adalah data panjang pipa

dari alternatif 1, alternatif 2, dan alternatif 3 dengan kontur yang berbeda.

Tabel 4.1 Perhitungan Panjang Pipa Alternatif 1

Segmen Kontur Panjang pipa (m)

B - 1 700 - 650 2640 m

1 - 2 650 - 600 3320 m

2 - R 600 - 510 6200 m

Jumlah 12160 m

Sumber : Hasil Perhitungan

IV-24



cc 700 - 630 4400 m

1 - 2 630 - 570 2840 m

2 - R 570 - 510 4200 m

Jumlah 11440 m




B - 1 700 - 645 5360 m

1 - 2 645 - 585 3400 m

2 - R 585 - 510 5640 m

Jumlah 14670 m


Setelah diketahui panjang pipa dari konturnya yang telah ditentukan, maka

dapat dihitung jalur pipa transmisi tersebut. Dalam perhitungan ini sisa tekn titik

distribusi diharapkan sebesar 5 m. Penggunaan BPT dan penempatan alat lainnya

merupkan alternatif yang dapat diterapkan pada sistem. Tekanan kerja pipa,

ditetapkan sebesar 80 m (80 atm) yang merupakan batas alternatif penempatan BPT.

Dari hasil pemilihan alternatif jalur transmisi penentuan berdasarkan kepada :

Dari segi ekonomis

Alternatif terpilih dilihat dari harga pipa terkecil dan panjang pipa pendek

serta alat atau perlengkapan yng digunakan untuk jalur transmisi.

Dari segi teknis

Alternatif terbaik dapat ditentukan dari dua hal yaitu minor losses dan residual

head. Minor losses akibat penggunaan peralatan pada pipa sekecil mungkin,

IV-25

cara lainnya dengan melihat residual head tiap alternatif terutama di titik

distribusi.

Dari segi topografi

Keadaan topografi medan jalur akan menurun dan menanjak mempengaruhi

cara pengalirannya apakah dengan gaya gravitasi atau dengan cara

pemompaan kemudian apakah jalur transmisi tersbut melewati beberapa

hambatan seperti jalan raya, sungai dan lain-lain. Untuk itu perlu gorong-

gorong dan jembatan.

Peralatan transmisi

Jenis-jenis peralatan pipa dan erlengkapan pipa yang ada seperti gate valve,

blow off, reducer dipasang untuk menjaga keamanan sistem transmisi dan

memudahkan pengecekan.

Perhitungan jalur pipa transmisi

Perhitungan jalur pipa transmisi alernatif 1

L ekivalen = Lpipa+(10 % xLpipa )

= 12160 + (10%x 12160)

= 13376 m

Elevasi sumber : 700 m

Elevasi Reservoir : 510 m

Head Available (Hav) = 700 – 510 = 190 m

Sisa tekan minimum di reservoir = 5 m (sisa tekan titik distribusi yang

diharapkan)

ΔH= 190 – 5 = 185 m

Slope (s) =

ΔHLekiv

=

18513376

= 0.014 (m/m)

IV-26

Qmaks hari 2030 = 1145.9 L/dt = 1.1459 m3

/dt

D=[ Q0 ,2785 xcxS0 , 54 ]

12, 63

D=[ 1 .1459 0 ,2785 x100 x (0 .014 )0 ,54 ]

12,63

D = 0.714 m

= 28. 11 inchi ; D pasaran = 28 inchi

Cek.

D=28”= 0.711

s=[ Q0 ,2785 xcxD2 ,63 ]

10 ,54

s=[ 1 .1459 0 ,2785 x100 x (0 .711)2 ,63 ]

10 , 54

S = 0.014

Head Loss (ΔH ) = s x L ekivalen

= 0.014 x 13376

= 187.264 m

Sisa tekan di reservoir (RH) = Hav - ∆H

= 190 – 187.264

= 2.736 m

IV-27

Kecepatan ( v )=QA

= Q14

x π x D ²

¿ 1.145914

x π x (0.714) ²

= 2.863 m/s

Perhitungan Jalur Pipa Transmisi Alternatif 2

LEkivalen = LPipa + 10 % . LPipa

= 11440 + (10% . 11440)

= 11584 m



Head Available (Hav) : 700-510 = 190 m

Sisa tekan minimum di reservoir = 5 m (sisa tekan titik distribusi yang diharapkan)

∆ H = 190 - 5 = 185 m

Slope ( s)= ∆ HL ekivalen

¿ 18511584

= 0.016 (m/m)

IV-28

Qmaks hari 2030 = 1145.9 L/dt = 1.1459 m3

/dt

D=[ Q0,2785 x c x s0,54 ]

12,63

¿ [ 1.14590,2785 x100 x (0,016 )0,54 ]

12,63

= 0,695

= 27.36 inchi; D pasaran = 28 inchi

Cek:

D = 28” = 0,711 m

S=[ Q0,2785 x c x D2,63 ]

10,54

¿ [ 1.14590,2785 x100 x (0.711 )2,63 ]

10,54

= 0.014

Head Loss (∆H) = S x Lekivalen

= 0,014 x 11584

= 162.176 m


= 190 – 172.425

= 17.575 m

Kecepatan ( v )=QA

= Q14

x π x D ²

¿ 1.145914

x π x (0.711) ²

= 2.888 m/s

IV-29

o Perhitungan Jalur Pipa Transmisi Alternatif 3


= 14670 + (10% . 14670)

= 16137 m



Head Available (Hav) : 700-510 = 190 m

Sisa tekan minimum di reservoir = 5 m (sisa tekan titik distribusi yang diharapkan)

∆ H = 190 - 5 = 185 m

Slope ( s)= ∆ HL ekivalen

¿ 18516137

= 0,011 (m/m)

Qmaks hari 2030= 1145.9 L/dt = 1.1459 m3

/dt

D=[ Q0,2785 x c x s0,54 ]

12,63

¿ [ 1.14590,2785 x100 x (0.011 )0,54 ]

12,63

= 0.750

= 29.52 inchi; D pasaran = 30 inchi

IV-30

Cek:

D = 30” = 0,762 m

S=[ Q0,2785 x c x D2,63 ]

10,54

¿ [ 1.14590,2785 x100 x (0,762 )2,63 ]

10,54

= 0,010

Head Loss (∆H) = S x Lekivalen

= 0,010 x 16137

= 161.37 m


= 190 – 161.37

= 28.63 m

Kecepatan ( v )=QA

= Q14

x π x D ²

¿ 1.145914

x π x (0,762) ²

= 2.514 m/s

IV-31

Tabel 4.4 Penentuan Head Loss Jalur Alternatif 1

Segme

n Kontur

Panjang

Pipa AH

L

Ekivalen C

S

teori

D

Teori

D

Pasaran

S

Aktual HL

(m) (m) (m) (m) (inchi) (inchi) (m)

B - 1 700 - 650 2640 50 2904 100 0.017 27.00 28 0.014 36.9

1 - 2 650 - 600 3320 50 3652 100 0.014 28.11 32 0.014 51.1

2 - R 600 - 510 6200 90 6820 100 0.013 32.40 28 0.012 43.4

Jumlah 12160 0.040 131.40


Contoh Perhitungan:

H = 700-650 = 50 m


= 2640 + (10% . 2640)

= 2904 m

S teori= ∆ HL ekivalen

¿ 502904

= 0,017 (m/m)

D Teori=[ Q0,2785 x c x S0,54 ]

12,63

¿ [ 1.14590,2785 x100 x (0,017)0,54 ]

12,63

= 0.686 m = 27.00 inchi

D pasar = 28 inchi = 0.711

IV-32

S aktual=[ Q0,2785 x c x D2,63 ]

10,54

¿ [ 1.14590,2785 x100 x (0,711)2,63 ]

10,54

= 0.014

HL = S aktual x Lekivalen

= 0,014 x 2640

= 36.9 m


Segmen Kontur

(m)

Panjan

g PipaAH

(m)

L

EkivalenC

S

teori

D

Teori

D

Pasaran

S

AktualHL

(m)(m) (m) (inchi) (inchi)

B -1 700 - 630 4400 70 4840 100 0.014 28.11 28 0.014 67.7

1 - 2 630 - 570 2840 60 3124 100 0.019 26.35 26 0.020 62.5

2 - R 570 - 510 4200 60 4620 100 0.013 28.55 28 0.014 64.7

Jumlah 11440 0.048 194.9


Contoh Perhitungan:

H = 700-630 = 70 m


= 4400+ (10% . 4400)

= 4840 m

IV-33


¿ 704840

= 0,014 (m/m)

D Teori=[ Q0,2785 x c x S0,54 ]

12,63

¿ [ 1.14590,2785 x100 x (0,014)0,54 ]

12,63

= 0,714 m = 28.11 inchi


S aktual=[ Q0,2785 x c x D2,63 ]

10,54

¿ [ 1.14590,2785 x100 x (0,711)2,63 ]

10,54

= 0,014


= 0,014 x 4840

= 67.76 m

IV-34


Segmen Kontur

Panjan

g Pipa AH

L

Ekivalen C

S

teori

D

Teori

D

Pasaran

S

Aktual HL

(m) (m) (m) (m) (inchi) (inchi) (m)

B - 1 700 - 645 536055 5896

10

0 0.009 30.55 30 0.010 58.9

1 - 2 645 - 585 340060 3740

10

0 0.016 27.34 28 0.014 52.4

2 - R 585 - 510 564075 6204

10

0 0.012 28.97 30 0.010 62.0

Jumlah 11400 0.034 173.3


Contoh Perhitungan:

H = 700-645 = 55 m


= 5360 + (10% . 5360 )

= 5895 m


¿ 555896

= 0,009 (m/m)

D Teori=[ Q0,2785 x c x S0,54 ]

12,63

¿ [ 1.14590,2785 x100 x (0,008)0,54 ]

12,63

= 0.776 m = 30.55 inchi

IV-35


S aktual=[ Q0,2785 x c x D2,63 ]

10,54

¿ [ 1.14590,2785 x100 x (0,762)2,63 ]

10,54

= 0,010


= 0,010 x 5895

= 58.9 m

4.5.2 Penentuan Jalur Transmisi

Penentuan jalur pipa transmisi dapat ditentukan setelah mengetahui dan

mempertimbangkan faktor-faktor berikut:

1. Dimeter pipa transmisi yang digunakan, karena semakin kecil diameter maka

biaya yang digunakan sedikit ( ekonomis )

2. Panjang pipa transmisi, semakin pendek pipa maka biaya yang dikeluarkan

semakin sedikit.

3. Sisa tekan di reservoir jalur transmisi diharapkan mendekati 5 m

4. Banyaknya perlengkapan yang digunakan semakin sedikit, maka biaya yang

dikeluarkan semakin rendah.

4.5.2.1 Perbandingan Jalur Pipa Transmisi

Adapun perbandingan daripada tiap alternatif dengan membandingkan jalur

pipa transmisi berdasarkan panjang pipa, sisa tekan, diameter dan kecepatan pada

setiap alternatif. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel perbandingan jalur pipa

transmisi berdasarkan panjang pipa, sisa tekan, slope, diameter dan kecepatan pada

setiap alternatif pada lembar selanjutnya.

IV-36

Tabel 4.7. perbandingan jalur pipa transmisi berdasarkan panjang pipa, sisa

tekan, slope, diameter dan kecepatan pada setiap alternatif.

AlternatifPanjang Pipa

(m)

Sisa Tekan

(m)Slope

Diameter

(inchi)

Kecepatan

(m/s)

1 12160 187.26 0.014 28 3.12

2 11440 188.76 0.015 28 2.90

3 14400 193.64 0.012 28 2.42


F. Perlengkapan Pipa

Pada setiap alternatif, perlengkapan pada pipa sangat dibutuhkan agar laju air

pada pipa dapat berjalan lancer, setiap alat pun memiliki factor nilai koefisien untuk

menentukan Head Loss Minor pada perhitungan selanjutnya. Untuk lebih jelasnya

dapat dilihat pada tabel 4.8 di bawah ini.

Tabel 4.8 Faktor Nilai Koefisien Perlengkapan Pipa

No Nama Alat k Sumber

1 Gate Valve 0,25 Mekanika Fluida dan Hidraulika

2 Air Valve 0,12 Water and Wastewater Engineering

3 Bend 90 0,5 Mekanika Fluida dan Hidraulika

4 Bend 45 0,35 Mekanika Fluida dan Hidraulika

5 Reduser 0,25 Intergrated Design of Water Treatment Facilities

6 Blow Off 0,24 Water and Wastewater Engineering

IV-37

4.5.3 Perhitungan Head Loss

Pada sistem penyaluran dengan menggunakan pipa kan terjadi kehilangan

energi (Head Loss) sepanjang pengalirn akibat fraksi dengan pipa, head loss ini

disebut Mayor Loses, besarannya tergantung pada :

Bahan dan jenis pipa

Kecepatan aliran

Dimensi pipa

Panjang saluran yang ditempuh

Selain kehilangan energi akibat pengaliran pada pipa, terdapat pula

kehilangan energi yaitu penggunaan perlatan pipa-pipa. Kehilngan energi ini disebut

minor loses yang ditentukan oleh kecepatan aliran dan koefisien yang tergantung

pada peralatannya, mayor loses dihitung dengan menggunakan rumus Hazen William

yaitu :

HL=[ Q0 , 2785 xcxD2 , 63 ]

10, 54 xL

Dimana :

HL : Kehilangan tekanan

Q : Detik aliran maximum hari (m3

/detik)

c : Koefisien kekasaran pipa

D : Diameter pipa (m)

L : Panjang pipa (m)

IV-38

Sedangkan minor loses dihitung dengan menggunakan persamaan

HL=kx ( v2

2. g )Dimana :

HL : Kehilangan tekanan (Head Loss)

K : Koefisien tekanan hidraulik

v : Kecepatan (m/detik)

g : Kecepatan gravitasi (m2 /det )

Untuk perhitungan awal kehilangan energi akibat minor loses besarnya adalah

10% dari mayor loses sehingga dalam rumus Hazen william digunakan panjang pipa

ekivalen (Lek) dan besarannya Lek=L+(10 %. L )=1 .1 L

Dalam perhitungan ini sisa tekan di titik distribusi diharapkan adalah 15-30

meter. Penggunaan BPT dan penempatan alat lainnya merupakan alternatif

penempatan alat terbaik.

Tekanan kerja pipa yaitu tekanan maximum yang dianjurkan dalam

pengoperasiaan pada ditetapkan sebesar 80 m (8 atm) yang merupakan batas bagi

alternatif penempatan BPT.

Jarak dari rumah pompa

Kemungkinan dari kerusakan oleh benda gerak.

Untuk mencari dimensi perpipaan dapat dihitung dengan menggunakan

perasamaan Hazen Williams:

D=[ Q0,2785 x c x S0,54 ]1/2.63

Dimana:

Q = Debit aliran (m3/detik)

C = Koefisien kekasaran pipa

IV-39

D = Diameter pipa (m)

S = Slope (m/m)

Dengan :

S= ∆ HL ekivalen

Dalam hal ini yang dipilih adalah jalur yang memiliki HL minor yang terkecil

dan yang membutuhkan alat yang paling sedikit.

Untuk membuktikan dan mengetahui alternatif mana yang memiliki Head

Loss Minor terkecil, dapat dilihat pada setiap tabel alternatif di bawah ini.

Tabel 4.9 Perletakan Perlengkapan Pipa dan Perhitungan HL Minor Alternatif I

Segme

n

Perlengkapa

n

Jumlah

Alat k V

HL

Minor

HL

Total

Keteranga

n

(m/s) (m) (m)

B-1 gate valve 3 0.25 3.12 0.3725 1.5247

air valve 1 0.12 3.12 0.0596 Jembatan

bend 90 3 0.5 3.12 0.7450 pipa

bend 45 2 0.35 3.12 0.3477

1 - 2 gate valve 2 0.25 3.12 0.2483 1.9369 Jembatan

bend 90 4 0.5 3.12 0.9933 pipa

bend 45 4 0.35 3.12 0.6953

2-R gate valve 1 0.25 3.12 0.1242 0.3030

blow off 1 0.24 3.12 0.1192

air valve 1 0.12 3.12 0.0596

Jumla

h 22 3.7646


IV-40

Tabel 4.10 Perletakan Perlengkapan Pipa dan Perhitungan HL Minor Alternatif II

Segme

n

Perlengkapa

n

Jumlah

Alat k V

HL

Minor

HL

Total

Keteranga

n

(m/s) (m) (m)

B-1 gate valve 4 0.25 2.90 0.4291 2.1540


bend 90 5 0.5 2.90 1.0727 pipa

bend 45 4 0.35 2.90 0.6007


bend 90 2 0.5 2.90 0.4291 pipa

bend 45 2 0.35 2.90 0.3004

2-R gate valve 1 0.25 2.90 0.1073 0.2617

blow off 1 0.24 2.90 0.1030

air valve 1 0.12 2.90 0.0515

Jumla

h 22 3.2524


Tabel 4.11 Perletakan Perlengkapan Pipa dan Perhitungan HL Minor Alternatif III

Segme

n

Perlengkapa

n

Jumlah

Alat k V

HL

Minor

HL

Total

Keteranga

n

(m/s) (m) (m)

B-1 gate valve 3 0.25 2.42 0.2241 0.9173


IV-41

Segme

n

Perlengkapa

n

Jumlah

Alat k V

HL

Minor

HL

Total

Keteranga

n

(m/s) (m) (m)

bend 90 3 0.5 2.42 0.4482 pipa

bend 45 2 0.35 2.42 0.2092


bend 45 10 0.35 2.42 1.0458

2-R gate valve 1 0.25 2.42 0.0747 0.1823

blow off 1 0.24 2.42 0.0717

air valve 1 0.12 2.42 0.0359

Jumla

h 27 2.5188


Dari tabel perletakan perlengkapan diatas maka dapat dilihat:

1. Segi ekonomis

Alternatif ke-1 memiliki panjang pipa paling pendek dibandingkan dengan

altenatif 2 dan 3 dan alternatif ke-1 perlengkapan pipanya paling sedikit. Hal ini

sangat membantu karena dapat mengurangi biaya dibandingkan dengan alternatif

2 dan 3.

2. Segi teknis

Salah satu keuntungan dari alternatif ke-1 yaitu memiliki nilai HL minor yang

terkecil. Sistem pengaliran dapat dilakukan dengan cara gravitasi walaupun ada

kontur yang sedikit naik.

Maka dilihat dari segi ekonomis dan teknis 3 alternatif di atas, dapat ditentukan

jalur alternatif ke-1 yang terpilih sebagai jalur transmisi.

IV-42

4.5.4 Perhitungan HGL dan EGL

Perhitungan HGL dan EGL menggunakan persamaan Bernoulli yaitu:

P 1g

+V 12

2 g+Z= P1

g+V 2²

2 g+Z+∆ H

HGL=( P 1g )+Z

EGL=HGL+ V ²2 g

∆H = S x L

Dimana:

P/g = Tinggi tekan atau energi

V²/2g = Tinggi kecepatan atau energi kecepatan

Z = Tinggi potensi

∆H = Head Loss

S = Slope atau kemiringan pipa

L = Panjang pipa

IV-43

Setelah mengetahui rumus Pers. Bernoulli di atas, maka dapat dilakukan

perhitungan untuk menentukan HGL dan EGL terhadap alternatif yang terpilih, yakni

alternatif 1. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel di bawah ini

Tabel 4.12 Perhitungan HGL dan EGL Alternatif 1

Titik Q(m3/s) D(inchi) P/g z(m) v2/2g H(m)

HGL

(m)

EGL

(m)

B 1.1459 28 0 700 0 0 700 700

1 1.24982 28

14.039

3 650 0.0032 35.96 664.04 664.04

2 1.24982 28

24.889

3 600 0.0032 39.15 624.89 624.89

R 1.24982 28

76.534

7 510 0.0032 38.35 586.53 586.54


Setelah dilakukan perhitungan HGL dan EGL pada alternatif terpilih (alternatif 1),

maka jarak antara HGL dan EGL tidak jauh beda, hal ini dapat kita lihat dalam bentuk grafik

4.1 pada lembar selanjutnya.

0 1 2 3 4 5 6500

550

600

650

700

750

PERBANDINGAN EGL & HGL

HGL EGL

SEGMEN

EGL &

HGL

Grafik 4.1 Perbandingan EGL dan HGL

IV-44

IV-45

Documents

Perencanaan transmisi air minum