PENDEKATAN DAN METODOLOGI
F.7. TAHAP PERENCANAAN DETAIL
TIRTA BUANA
Management & Consulting Engineers
F.7. TAHAP PERENCANAAN DETAIL
Pada suatu sistem penyediaan air bersih, selalu ada bagian-bagian dimana air mengalir di dalam pipa. Penyusunan Master Plan Air Minum merupakan suatu usaha untuk memproduksi dan mendistribusikan air dari sumber ke pemakai air. Untuk mendistribusikan air tersebut diperlukan suatu analisa, yaitu analisa dimensi komponen baru yang berhubungan dengan perhitungan aliran air di dalam pipa. Analisa hidrolika di dalam jaringan pipa dilakukan untuk menghitung tekanan dan kecepatan aliran air. Tekanan aliran air didalam pipa dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:
V A Q= . dimana:
Q = tekanan aliran air (m3/dt)
A = luas penampang pipa (m2)
= 2 d . . 4 1 π d = diameter pipa (m)
V = kecepatan aliran di dalam pipa (m/dt) = C.R23.S12 C = koefiesien Chezy R = jari-jari hidrolis (m) = P A P = keliling basah (m) = π.D
S = slope kemiringan pipa D = diameter pipa (m)
Dalam sistem distribusi air bersih, kecepatan air yang mengalir dalam pipa biasanya berkisar 0,8 - 10 m/dt. Sedang tekanan air dalam pipa berkisar antara 10 - 40 m tinggi air
• Prinsip kontinuitas
• Kekelan energi
• Kehilangan energi pada aliran air di dalam pipa
F.7.1. Prinsip Kontinuitas Aliran Air Dalam Pipa
Prinsip kontinuitas adalah jumlah air yang masuk dalam suatu sistem perpipaan sama dengan jumlah air yang keluar dari sistem perpipaan. Persamaan umum yang digunakan dalam perhitungan prinsip kontinuitas adalah sebagai berikut:
keluar masuk Q
Q =
• Pipa Tunggal Diameter Tetap
1 2
A1.V1 A2.V2
Q1 Q2
Jumlah aliran air yang masuk melalui 1-1 (Q1) harus sama dengan jumlah aliran air yang melalui 2-2 (Q2).
Atau: Q1 = Q2 A1.V1 = A2.V2 Dimana A1 = A2 Sehingga V1 = V2
• Pipa Tunggal Berubah Diameter Antara Potongan 1-1 dan 2-2
1 2
A1.V1
A2.V2
Q1 Q2
Jumlah aliran air yang masuk melalui 1-1 (Q1) harus sama dengan jumlah aliran air yang melalui 2-2 (Q2).
Atau:
F-73 TIRTA BUANA
Management & Consulting Engineers
A1.V1 = A2.V2
Dimana A1 > A2
Sehingga V1 < V2
• Pipa Bercabang Dua
1 2 A1.V1 A2.V2 Q1 Q2 3 A 3.V 3 Q 3
Jumlah aliran air yang masuk melalui 1-1 (Q1) harus sama dengan jumlah aliran air yang melalui 2-2 (Q2) dan 3-3 (Q3).
Atau:
Q1 = Q2 + Q3
A1.V1 = A2.V2 + A3.V3
F.7.2. Persamaan Energi Aliran Air Dalam Pipa
Dengan menghitung (energi) tekanan air pada suatu aliran air di dalam pipa kita dapat mengetahui energi tekanan air pada titik tersebut. Seperti kita ketahui, air yang mengalir dalam pipa mempunyai 3 (tiga) bentuk energi, yaitu:
• Energi tekanan (hp) W P hp = dimana: hp = energi tekanan (m) P = tekanan (N/m2)
W = berat jenis air (N/m3)
• Energi ketinggian (h)
• Energi kecepatan (hv) g . 2 V h 2 v = dimana: hv = energi kecepatan (m) V = kecepatan aliran (m/dt) g = percepatan gravitasi (m/dt2) = 10 m/dt2
Pada dasarnya suatu energi tidak dapat hilang, tapi hanya dapat berubah bentuk menjadi energi yang lain. Hukum kekekalan energi dari Bernoulli menyebutkan bahwa jika tidak ada energi yang lolos atau diterima antara dua titik di dalam suatu sistem tertutup, maka energi totalnya tetap konstan. Ilustrasi mengenai garis energi antara dua titik pada saluran tertutup dapat dilihat pada Gambar di bawah ini.
h2 P2 V2 P1 V1 hf E1 E2 2.g 2.g W W 1 2 A1.V1 A2.V2 Q1 Q2 h1 DATUM
Gambar F. 8 Persamaan Energi Aliran Air Dalam Pipa
Persamaan kekekalan energi dari teori Bernoulli adalah sebagai berikut: f 2 2 2 1 1 1 h h W P g . 2 V h W P g . 2 V + + + = + + dimana:
V1 = kecepatan aliran pada titik 1 (m/dt)
V2 = kecepatan aliran pada titik 2 (m/dt)
F-75 TIRTA BUANA
Management & Consulting Engineers
P2 = tekanan pada titik 2 (N/m2)
h1 = tinggi energi dari datum pada titik 1 (m)
h2 = tinggi energi dari datum pada titik 2 (m)
g = percepatan gravitasi = 10 (m/dt2)
W = berat jenis air (N/m3)
hf = kehilangan energi (m)
F.7.3. Kehilangan Energi
• Kehilangan Energi Akibat Gesekan
Akibat gesekan antara air dengan dinding pipa bagian dalam, maka sebagian dari energi air tersebut berubah menjadi energi panas, dimana panas ini akan keluar dan diserap udara luar. Oleh karena itu perubahan energi panas ini sering disebut dengan kehilangan energi.
Persamaan yang sering digunakan untuk menghitung kehilangan energi adalah: ð Persamaan Darcy g . 2 . D V . L . f h 2 f = dimana: hf = kehilangan energi (m)
f = koefisien gesekan (Darcy)
L = panjang pipa (m)
V = kecepatan aliran air (m/dt)
D = diameter pipa (m)
g = percepatan gravitasi = 10 (m/dt2)
Koefisien gesekan dari persamaan Darcy ini adalah ukuran dari kekasaran pipa. Koefisien gesekan ini tergantung dari kekasaran pipa yang digunakan dan temperatur air. Dengan bertambah kasar pipa, makin besar pula nilai koefisien gesekan pipa dan berarti makin besar pula kehilangan tekanan yang terjadi. Sedangkan makin tinggi
temperatur air maka makin kecil nilai koefisien gesekan pipa dan berarti makin kecil pula kehilangan tekanan yang terjadi.
ð Persamaan Hazen Williams
63 , 0 54 , 0 54 , 0 f D V . L . C 82 , 2 h = dimana: hf = kehilangan energi (m)
C = koefisien gesekan (Hazen Williams)
L = panjang pipa (m)
V = kecepatan aliran air (m/dt)
D = diameter pipa (m)
Koefisien gesekan Hazen Williams ini antara lain tergantung dari: - jenis pipa (kekasaran pipa)
- diameter pipa - umur pipa
Tabel F. 9 Koefisien Gesekan Hazen Williams (C)
Jenis Pipa C
PVC Pipa asbes
Pipa berlapis semen Pipa besi digalvanis Cast iron 140 - 150 120 - 150 100 - 140 100 - 120 90 - 125
• Kehilangan Energi Di Pemasukan
Kehilangan energi di pemasukan dapat dihitung dengan persamaan:
g 2 V . K h 2 L L =
F-77 TIRTA BUANA
Management & Consulting Engineers
dimana:
hL = kehilangan energi (m)
KL = koefisien kehilangan energi
V = kecepatan aliran air (m/dt) g = percepatan gravitasi (m/dt2)
• Kehilangan Energi Di Aksesoris Pipa
ð Kehilangan Energi Di Tikungan Horisontal
Kehilangan energi di tikungan horisontal dapat dihitung dengan persamaan: g . 2 V . f . f h 2 b b bh = 1 2 atau 2 2 b b bh .Q A . g . 2 f . f h = 1 2 dimana:
fb1 = koefisien kehilangan energi 900
fb2 = faktor koreksi
θ = sudut antara pipa (0) Q = debit aliran (m3/dt)
D = diameter pipa (m)
ð Kehilangan Energi Di Tikungan Vertikal
Kehilangan energi di tikungan vertikal dapat dihitung dengan persamaan: g . 2 V . f . f h 2 b b bv = 1 2 atau 2 2 b b bv .Q A . g . 2 f . f h = 1 2 dimana:
fb1 = koefisien kehilangan energi 900
fb2 = faktor koreksi
θ = sudut antara pipa (0) Q = debit aliran (m3/dt)
ð Kehilangan Energi Di Kran
Kehilangan energi di kran dapat dihitung dengan persamaan:
2 2 iv iv A . g . 2 f . g . 2 V . f h θ = dimana:
fiv = koefisien kehilangan energi di kran = t/D
f = ketebalan minimum
θ = sudut antara pipa (0) Q = debit aliran (m3/dt)
A = luas penampang pipa (m2)
D = diameter pipa (m)
F.7.4. Mekanisme Pengaliran Dalam Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih Pipa Dengan Bantuan Pompa
Pemakaian pompa dimaksudkan untuk lebih memperbesar tekanan pada suatu titik agar dapat melayani area tertentu yang cukup luas. Jika pompa digunakan ntuk menaikkan air dari suatu tandon A ke tandon B, maka akan dibutuhkan suatu daya pompa untuk mengalirkannya seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar F. 9 Skema Jaringan Distribusi Air Bersih Dengan Bantuan Pompa
(Sumber : Hariwibowo, 2001 : 20)
Dengan melihat gambar di atas, maka tinggi garis gradien hidraulik atau tekanan di titik B (Hariwibowo, 2001 : 20) adalah :
F-79 TIRTA BUANA
Management & Consulting Engineers
HB = ZA + HP – ZB + HL
dengan :
HB = tekanan di titik B ZA = tinggi elevasi titik A (m) ZB = tinggi elevasi titik B (m)
HP = tinggi tekan pompa (m)
HL = kehilangan tinggi tekan (m) Sistem Perpipaan
Sistem pemipaan dalam jaringan distribusi air bersih dapat dibagi menjadi dua yaitu hubungan seri dan hubungan paralel. Penggunaan dua sistem pemipaan ini bergantung pada kondisi lapangan dan melihat tingkat kebutuhan airnya.
A. Pipa Hubungan Seri
Apabila suatu saluran pipa terdiri dari beberapa pipa berdiameter sama atau berbeda dalam kondisi tersambung, maka pipa-pipa tersebut terpasang dalam hubungan seri. Pada pipa hubungan seri, debit aliran di semua titik adalah sama sedangkan kehilangan tekanan di semua titik berbeda. Hal tersebut ditunjukkan pada gambar di bawah :
Gambar F. 10 Pipa Dalam Hubungan Seri
Sumber : Rizka Aryza, 2001 : 19
Debit pada setiap pipa dengan kondisi ini dapat dituliskan sebagai berikut (Triatmodjo, 1993 : 61) : 3 2 1 Q Q Q = = dengan :
Q1 = Q2 = Q3 = debit pada tiap pipa (m3/det) Datum
Sedangkan kehilangan tinggi tekan pada kondisi ini dapat dituliskan sebagai berikut (Triatmodjo, 1993 : 65) :
3 2 1 tot hf hf hf hf = + + =
∑
n= 1 i hf dengan :hftot = total kehilangan tekanan pada pipa terpasang seri (m) hf1 = hf2 = hf3 = kehilangan tekanan pada tiap pipa (m) Sehingga persamaan Bernoulli menjadi (Triatmodjo, 1993 : 61) :
tot 2 2 2 2 1 2 1 1 hf γ p 2g v Z γ p 2g v Z + + = + + +
B. Pipa Hubungan Paralel
Apabila dua pipa atau lebih yang letaknya sejajar dan pada ujung-ujungnya dihubungkan oleh satu titik simpul (junction), maka pipa-pipa tersebut terpasang dalam hubungan paralel. Pada pipa hubungan paralel, debit total merupakan penjumlahan debit aliran di tiap pipa, sedangkan kehilangan tekanan pada tiap pipa sama. Kehilangan tinggi tekan pada kondisi ini dapat dituliskan sebagai berikut (Triatmodjo, 1993 : 61) :
3 2 1 hf hf
hf = =
dengan :
hf1 = hf2 = hf3 = kehilangan tekanan pada tiap pipa (m3/det) Sedangkan debit pada pipa dengan kondisi ini dapat dituliskan sebagai berikut (Triatmodjo, 1993 : 61) : 3 2 1 tot Q Q Q Q = + + =
∑
n= 1 i Q dengan :Qtot = total debit pada pipa terpasang paralel (m3/det) Q1 = Q2 =Q3 = debit pada tiap pipa (m3/det)
F-81 TIRTA BUANA
Management & Consulting Engineers
Gambar F. 11 Pipa Dalam Hubungan Paralel
Sumber : Rizka Aryza, 2001 : 20
F.7.5. Pekerjaan Analisis Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih Dengan Software Komputer
Perencanaan sistem jaringan distribusi air bersih merupakan suatu perencanaan yang rumit. Penyebab utama rumitnya perencanaan itu dikarenakan banyaknya jumlah proses trial and error yang harus dilakukan pada seluruh komponen yang ada pada sistem jaringan distribusi air bersih jaringan tersebut. Akan tetapi kerumitan dalam perencanaan sistem jaringan distribusi air bersih dapat diatasi dengan bantuan program komputer untuk perencanaan sistem jaringan distribusi air bersih sehingga proses trial and error dapat dilakukan dalam waktu singkat dengan tingkat kesalahan yang relatif kecil karena programlah yang akan menganalisisnya.
Beberapa program komputer di bidang rekayasa dan perencanaan sistem jaringan distribusi air bersih diantaranya adalah program Loops, Wadiso, Kypipe, Epanet dan WaterCAD. Dalam kajian ini digunakan program WaterCAD karena program ini tergolong baru dan belum banyak diketahui dalam fungsinya untuk menganalisis sistem jaringan distribusi air bersih. Berikut ini akan dipaparkan mengenai langkah-langkah penggunaan program WaterCAD.
1. Deskripsi Program Water Distribution Modelling (WaterCAD)
Program WaterCAD merupakan produksi dari Haestad tahun 2001 dengan jumlah pipa yang mampu dianalisis yaitu 250 buah pipa sesuai pemesanan spesifikasi program WaterCAD pada Haestad. Program ini dapat bekerja pada sistem Windows 95, 98 dan 2000 serta Windows NT 4.0. Program ini memiliki tampilan interfacenya yang memudahkan pengguna untuk menyelesaikan lingkup perencanaan dan pengoptimalisasian sistem jaringan distribusi air bersih, seperti (Haestad, 2001) :
• menganalisis sistem jaringan distribusi air pada satu kondisi waktu (kondisi permanen)
• menganalisis tahapan-tahapan atau periodisasi simulasi pada sistem jaringan terhadap adanya kebutuhan air yang berfluktuatif menurut waktu (kondisi tidak permanen)
• menganalisis skenario perbandingan atau alternatif jaringan pada kondisi yang berlainan pada satu file kerja
• menganalisis kondisi jaringan pada saat kondisi ekstrim untuk keperluan pemadam kebakaran atau hydrant (fire flow analysis)
• menganalisis kualitas air pada sistem jaringan distribusi air bersih
• menghitung konstruksi biaya dari sistem jaringan distribusi air bersih yang dibuat
Adapun kelebihan program WaterCAD dibandingkan dengan program lain adalah (Haestad, 2001) :
• mendukung GIS database connection pada program ArcView, ArcInfo,
ArcCAD, MapInfo dan AutoCAD yang memudahkan untuk penggabungan
model hidraulik WaterCAD (shared) dengan database utama pada program tersebut
• mendukung program Microsoft Office, Microsoft Excel dan Microsoft Access untuk sharing data pada file WaterCAD
• mendukung program Epanet dan KYpipe sehingga dapat mengubah file jaringan pipa program tersebut ke dalam bentuk file WaterCAD (.wcd) 2. Tahapan-Tahapan Dalam Penggunaan Program WaterCAD
A. Welcome Dialog
Pada setiap pembukaan awal program WaterCAD, akan diperlihatkan sebuah dialog box yang disebut welcome dialog. Kotak tersebut memuat tutorials, create new project, open existing project serta exit WaterCAD seperti terlihat pada gambar di bawah. Melalui welcome dialog ini pengguna dapat langsung mengakses ke bagian lain untuk menjalankan program ini.
F-83 TIRTA BUANA
Management & Consulting Engineers
Gambar F. 12 Tampilan Welcome Dialog Pada WaterCAD
Sumber : Haestad, 2001
Tutorials, digunakan untuk mempelajari program dengan melihat contoh jaringan yang telah disediakan. WaterCAD akan menuntun kita memahami cara menggunakan program ini. Untuk membuka tutorial dilakukan dengan mendouble klik kotak tutorial. Dan create new project digunakan untuk membuat lembar kerja baru. Sedangkan open existing project digunakan untuk membuka kembali pekerjaan atau data yang telah disimpan sebelumnya. Untuk membuka menu ini pun digunakan cara yang sama seperti pada tutorials. Exit WaterCAD digunakan apabila ingin mengakhiri program ini melalui dialog box. B. Pembuatan Lembar Kerja
Pembuatan lembar kerja baru atau create new project pada program WaterCAD ini dapat dilakukan melalui dua cara yaitu melalui welcome dialog box atau melalui pilihan new pada menu utama File. Sebelum proses penggambaran atau pengubahan jaringan dilakukan, terlebih dahulu akan ditemui tampilan project setup wizard. Project setup wizard ini terdiri dari empat tahapan yaitu penamaan file, pemilihan rumus, penentuan besaran dari skala dan dimensi dalam penggambaran serta penentuan prototipe dari komponen-komponen dalam sistem jaringan.
Gambar F. 13 Penamaan File Kerja Pada WaterCAD
Sumber : Haestad, 2001
Setelah penamaan file maka tampilan berikutnya adalah pemilihan formula dari Darcy-Weisbach, Hazen-Williams dan Manning seperti pada gambar di bawah. Rumus yang dipilih itulah yang nantinya digunakan sebagai dasar dalam perhitungan WaterCAD.
Gambar F. 14 Pemilihan Rumus Pada WaterCAD
Sumber : Haestad, 2001
Proses selanjutnya adalah pemilihan metode penggambaran jaringan yang dapat dibuat skalatis atau skematis sesuai kebutuhan pengguna. Penentuan skala dimensi dalam penggambaran skalatis jaringan pipa ditentukan oleh pengguna sesuai kebutuhan perencanaan dan keinginan dari pengguna.
Bagian terakhir dari project setup wizard adalah pengisian data-data teknis dan pemodelan komponen-komponen sistem jaringan distribusi air bersih yang akan dipakai dalam penggambaran yang memudahkan untuk pengecekan.
F-85 TIRTA BUANA
Management & Consulting Engineers
Komponen tersebut terdiri dari 6 macam yaitu pipa, titik simpul, tandon, katup, tandon dan pompa.
Gambar F. 15 Pemilihan Metode Penggambaran Pada WaterCAD
Sumber : Haestad, 2001
Gambar F. 16 Penentuan Prototipe Dari Komponen-Komponen Sistem Jaringan PadaWaterCAD, Sumber : Haestad, 2001
C. Pemodelan Komponen-Komponen Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih Dalam WaterCAD, komponen-komponen sistem jaringan distribusi air bersih seperti titik simpul, pipa, tandon, mata air dan pompa tersebut dimodelkan sedemikian rupa sehingga mendekati kinerja komponen tersebut di lapangan. Untuk keperluan pemodelan, WaterCAD telah memberikan penamaan setiap komponen tersebut secara otomatis yang dapat diganti sesuai dengan keperluan agar memudahkan dalam pengerjakan, pengamatan, penggantian ataupun pencarian suatu komponen tertentu. Agar dapat memodelkan setiap komponen sistem jaringan distribusi air bersih dengan benar, perancang harus mengetahui cara memodelkan komponen tersebut dalam WaterCAD. Adapun jenis-jenis pemodelan komponen sistem jaringan distribusi air bersih dalam WaterCAD adalah :
1. Pemodelan titik-titik simpul (junction)
Titik simpul merupakan suatu simbol yang mewakili atau komponen yang bersinggungan langsung dengan konsumen dalam hal pemberian air bersih. Ada dua tipe aliran pada titik simpul ini, yaitu berupa kebutuhan air (demand) dan berupa aliran masuk (inflow). Jenis aliran yang berupa kebutuhan air bersih digunakan bila pada simpul tersebut ada pengambilan air, sedangkan aliran masuk digunakan bila pada titik simpul tersebut ada tambahan debit yang masuk. Data yang dibutuhkan sebagai masukan bagi titik simpul antara lain elevasi titik simpul dan data kebutuhan air bersih pada titik simpul tersebut.
2. Pemodelan kebutuhan air bersih
Kebutuhan air bersih pada tiap-tiap titik simpul dapat berbeda-beda yang bergantung dari luas cakupan layanan dan jumlah konsumen pada titik simpul tersebut. Kebutuhan air menurut WaterCAD dibagi menjadi dua yaitu kebutuhan tetap (fixed demand) dan kebutuhan berubah (variable demand). kebutuhan tetap adalah kebutuhan air rerata tiap harinya sedangkan kebutuhan berubah atau berfluktuatif adalah kebutuhan air yang berubah setiap jamnya sesuai dengan pemakaian air.
Data fixed demand atau yang disebut pula baseline flow kurang akurat bila digunakan untuk perancangan kebutuhan air bersih. Umumnya data ini hanya digunakan untuk mengetahui besar kebutuhan tiap jam atau harian secara rata-rata. Data variable demand inilah yang digunakan untuk mendekati kondisi nyata di lapangan. Situasi pada saat kebutuhan air seperti ini disebut dengan Extended Period Simulation (EPS).
Saat kebutuhan air diatur pada baseline flow, kondisi aliran di dalam pipa berupa aliran tetap (steady flow). Maka secara otomatis WaterCAD akan mengatur skenario menjadi Steady State Simulation. Sedangkan bila tersedia data kebutuhan air yang berfluktuatif (variable demand) maka skenario WaterCAD dapat diatur menjadi Extended Period Simulation (EPS) dan aliran yang terjadi adalah aliran berubah beraturan menurut waktu. 3. Pemodelan Pipa
Pipa adalah suatu komponen yang menghubungkan katup (valve), titik simpul, pompa dan tandon. Untuk memodelkan pipa, memerlukan beberapa data teknis seperti jenis bahan, diameter dan panjang pipa, kekasaran (roughness) dan status pipa (buka-tutup). Jenis bahan pipa oleh WaterCAD telah disediakan sehingga dapat dipilih secara langsung sesuai dengan jenis bahan pipa yang digunakan di lapangan. Sedangkan diameter dan panjang pipa dapat dirancang sesuai dengan kondisi di lapangan melalui prototypes tools. Apabila diatur secara skalatis, maka
F-87 TIRTA BUANA
Management & Consulting Engineers
ukuran panjang pipa secara otomatis berubah sesuai dengan perbandingan skala ukuran yang dipakai. Sedangkan dalam pengaturan skematis, panjang pipa dapat diatur tanpa memperhatikan panjang pipa di layar komputer. 4. Pemodelan katup (valve)
Katup atau valve digunakan untuk memenuhi suatu kondisi tertentu di lapangan agar aliran dalam jaringan pipa berfungsi dengan baik. Misalnya kondisi aliran yang terlalu kecil akibat beda tekanan yang terlalu besar atau karena adanya perbaikan jalan maka pipa pada daerah tersebut ditutup menggunakan katup. WaterCAD memberikan beberapa model jenis katup (Haestads, 2001 : 277) yakni:
- Flow Control Valve (FCV)
Digunakan untuk membatasi aliran pada nilai tertentu yang melalui katup dari hulu ke hilir. Hal ini dimaksudkan untuk membatasi permintaaan maksimum pada suatu titik agar tidak mempengaruhi kinerja dan kapasitas sistem
- Pressure Reducer Valve (PRV)
Digunakan untuk menanggulangi tekanan yang terlalu besar di hilir katup dari nilai yang ditetapkan agar tidak merusak sistem. Jika tekanan naik hingga melebihi nilai batas, maka PRV akan menutup dan akan terbuka penuh bila tekanan di hulu lebih rendah dari nilai yang telah ditetapkan pada katup tersebut
- Pressure Sustaining Valve (PSV)
Digunakan untuk menanggulangi penurunan secara drastis pada tekanan di hulu dari nilai yang telah ditetapkan. Jika tekanan di hulu lebih rendah dari batas minimumnya, maka katup akan menutup
- Pressure Breaker Valve (PBV)
Digunakan untuk memberikan tekanan tambahan pada tekanan yang menurun di katup. Di samping itu, katup jenis ini juga dapat memberikan tambahan tekanan pada aliran yang berbalik arah (karena tekanan di hilir lebih tinggi dari tekanan di hulu) sehingga tekanan di hilir lebih rendah dari tekanan di hulu
- Throttle Control Valve (TCV)
Katup jenis ini digunakan untuk mengontrol minor losses yang berubah setiap waktu
Untuk pemodelan katup diperlukan beberapa data yaitu elevasi katup, dan karakteristik katup seperti jenis, diameter dan status katup.
5. Pemodelan pompa (pump)
Pemodelan pompa pada WaterCAD membutuhkan data masukan seperti model dan kekuatan pompa, data tinggi head dan debit pompa serta elevasi pompa. WaterCAD memberikan enam model pompa (Haestad, 2001 : 276) yakni Constant Power, Design Point (One Point), Standard (Three Point), Standard Extended, Custom Extended dan Multiple Point. Pompa dapat dipasang secara paralel dan secara seri. Pada pemasangan secara paralel, pompa dipasang sejajar pada dua pipa yang ujung-ujungnya disatukan. Debit yang dihasilkan pada pompa paralel menjadi dua kali lipat, namun tinggi tekannya sama dengan satu unit pompa saja. Sedangkan pada pemasangan seri, pompa yang satu diletakkan di hilir pompa yang lain. Pada pemasangan seperti ini, debit yang dihasilkan sama dengan satu unit pompa saja, namun tinggi tekannya menjadi dua kali lipat.
Gambar F.17.Kurva Sistem Operasi Pompa
(Sumber : Haestad, 2001 : 275)
Gambar F.18.Kurva Operasional Pompa Pada Pemasangan Seri Dan Paralel ( Sumber : Haestad, 2001 : 257)
Q(lt/det) Q(lt/det)
Head (m) Head (m)
F-89 TIRTA BUANA
Management & Consulting Engineers
6. Pemodelan tandon (watertank)
Untuk pemodelan tandon diperlukan beberapa data yaitu ukuran bentuk dan elevasi tandon. Pada kondisi steady state simulation, permukaan air dalam tandon akan menjadi konstan (constant water surface elevation) dan pada kondisi Extended Period Simulation permukaan air di dalam tandon menjadi berubah-ubah sesuai kebutuhan. WaterCAD memberikan pilihan untuk menentukan ketinggian atau kedalaman suatu tandon yaitu dengan memasukkan data elevasinya atau menentukan ketinggiannya (level). Data elevasi yang dibutuhkan oleh tandon meliputi tiga macam yaitu elevasi maksimum, elevasi minimum dan elevasi awal kerja (initial elevation) dimana elevasi awal kerja harus berada pada kisaran elevasi minimum dan elevasi maksimum.
7. Pemodelan mata air (reservoir)
Pada program WaterCAD, reservoir digunakan sebagai model dari suatu sumber air seperti danau dan sungai. Di sini reservoir dimodelkan sebagai sumber air yang tidak bisa habis atau elevasi air selalu berada pada elevasi konstan pada saat berapapun kebutuhan airnya. Data yang dibutuhkan untuk memodelkan sebuah mata air adalah kapasitas debit dan elevasi mata air tersebut.
D. Proses Penggambaran Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih
Setelah pengisian project setup wizard dan pemodelan komponen telah selesai dilakukan, maka proses pembuatan jaringan pipa dapat dimulai. Pada sisi samping dan atas lembar kerja terdapat berbagai tools untuk menggambarkan jaringan pipa beserta komponennya. Proses penggambaran cukup sederhana dan mudah, dengan memilih model atau komponen yang akan digambar kemudian diletakkan pada lembar kerja. Yang perlu dipastikan yaitu antar komponen-komponen pada seluruh jaringan harus benar-benar tersambung agar tidak menyebabkan kesalahan dalam perhitungan dan analisis nantinya.
Gambar F. 19 Proses Penggambaran Suatu Jaringan Dengan WaterCAD
Sumber : Haestad, 2001
E. Perhitungan Dan Analisis Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih
Setelah jaringan tergambar dan semua komponen tertata sesuai dengan yang diinginkan, maka untuk menganalisis sistem jaringan tersebut dilakukanlah running (GO). Ada dua pilihan analisis yang dapat dilakukan yaitu steady state dengan fasilitas fire flow analysis dan extended period dengan fasilitas water