EVALUASI KINERJA SISTEM DISTRIBUSI AIR
PADA PDAM TIRTA PAKUAN
DI PERUMAHAN GRIYA MELATI BOGOR, JAWA BARAT
TAUFIQ AKBAR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Evaluasi Kinerja Sistem Distribusi Air Pada PDAM Tirta Pakuan di Perumahan Griya Melati, Bogor, Jawa Barat adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
TAUFIQ AKBAR. Evaluasi Kinerja Sistem Distribusi Air Pada PDAM Tirta Pakuan di Perumahan Griya Melati, Bogor, Jawa Barat. Dibimbing oleh NORA H. PANDJAITAN.
Air bersih merupakan kebutuhan dasar bagi manusia sehingga menjadi hal yang wajar jika sistem distribusi air bersih mendapat prioritas dalam penanganan dan pemenuhannya. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi kinerja sistem distribusi air bersih PDAM Tirta Pakuan di Perumahan Griya Melati. Analisis dilakukan terhadap kinerja jaringan dalam memenuhi kebutuhan pelanggan yang meliputi kuantitas, tekanan, kontinuitas dan kualitas serta kepuasan pelanggan terhadap kinerja PDAM. Analisis dilakukan berdasarkan hasil kuesioner dan Epanet 2.0. Berdasarkan survei yang dilakukan terhadap pelanggan mengenai aspek kualitas fisik air (rasa, warna dan bau) diperoleh bahwa air yang diterima cukup jernih, tidak berasa namun terkadang berbau kaporit. Berdasarkan analisis terhadap perbandingan pencatatan meteran air dengan hasil simulasi menggunakan Epanet 2.0 dapat diketahui bahwa sampai saat ini PDAM mampu memenuhi kebutuhan pelanggan walaupun debit dan tekanan yang dihasilkan bervariasi. Headloss tertinggi pada jaringan terdapat pada ruas pipa 19 yaitu 0.072 m dikarenakan perubahan diameter pipa dari 100 mm menjadi 50 mm sehingga kecepatan aliran meningkat. Dari segi kontinuitas PDAM telah mendistribusikan air selama 24 jam sehingga air selalu tersedia di rumah pelanggan. Berdasarkan analisa kualitas air di laboratorium PDAM didapatkan paratemer wajib yang berhubungan langsung dan tidak langsung dengan kesehatan manusia masih sesuai dengan yang telah ditentukan dalam
Permenkes RI. No. 492/Menkes/Per/IV/2010.
Kata kunci: air bersih, Epanet 2.0, kinerja, pelanggan, sistem distribusi air
ABSTRACT
TAUFIQ AKBAR. Performance Evalution of The Water Distribution System of PDAM Tirta Pakuan in Griya Melati, Bogor Jawa Barat. Supervised by NORA H. PANDJAITAN.
Water is one of the basic requirement for human being. It means that maintenance and menagement of water distribution system gets the first priority. The objective of this research was to evaluate performance of PDAM Tirta Pakuan water distribution system in Griya Melati recidence. The analysis was held based on questioner and Epanet 2.0. Analysis of network capability’s performance was done, including quantity, pressure, continuity, and quality, and also costumer satisfaction about PDAM performance. Based on costumer satisfaction survey about water physical quality parameters (i.e. taste, color and smell), the water was good, even sometime its smell like chlorine. The comparison between water use measurement and Epanet 2.0 simulation showed that PDAM was succeed to fulfill costumer demand even the heads and discharges were fluctuated. The highest headloss on pipe 19 was 0.072 m because the changed of pipe’s diameter from 100 mm to 50 mm so the velocity was increasing. PDAM has been distributing water for 24 hours so the water were always available for customers. Based on water quality test in PDAM laboratory, the result was suitable with Permenkes RI. No. 492/Menkes/Per/IV/2010. Keywords: clean water, costumer, Epanet 2.0, performance, water distribution
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
EVALUASI KINERJA SISTEM DISTRIBUSI AIR
PADA PDAM TIRTA PAKUAN
DI PERUMAHAN GRIYA MELATI BOGOR, JAWA BARAT
TAUFIQ AKBAR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Judul Skripsi : Evaluasi Kinerja Sistem Distribusi Air Pada PDAM Tirta Pakuan di Perumahan Griya Melati, Bogor, Jawa Barat
Nama : Taufiq Akbar NIM : F44090022
Disetujui oleh
Dr. Ir. Nora H. Pandjaitan, DEA Pembimbing
Diketahui oleh
Prof .Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr. Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur dipanjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya, sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April 2013 ini ialah distribusi air, dengan judul Evaluasi Kinerja Sistem Distribusi Air Pada PDAM Tirta Pakuan di Perumahan Griya Melati, Bogor, Jawa Barat.
Terima kasih diucapkan kepada Dr. Ir. Nora H. Pandjaitan, DEA. selaku pembimbing dan Bapak Dani Rakhmawan selaku staf PDAM yang telah memberikan saran dan bantuan selama penelitian. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Dr.Ir. Roh Santoso BW, MT. dan Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS. selaku penguji luar. Kepada warga Perumahan Geriya Melati juga disampaikan terima kasih atas bantuan yang diberikan selama pengumpulan data. Di samping itu, disampaikan penghargaan kepada berbagai pihak yang telah membantu selama pelaksanaan penelitian. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada orang tua, seluruh keluarga, dan teman-teman, atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pengembangan khasanah pengetahuan di bidang pengolahan air minum. Saran dan masukan sangat diharapkan guna memperbaiki penulisan selanjutnya.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
Manfaat Penelitian 2
Ruang Lingkup Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 3
Sistem Distribusi Air Bersih 3
Kinerja Sistem Distribusi Air Bersih 4
Aplikasi Epanet 2.0 6
METODOLOGI PENELITIAN 8
Waktu dan Tempat Penelitiam 8
Alat dan Bahan Penelitian 8
Analisis Data 9
Epanet 2.0 10
HASIL DAN PEMBAHASAN 11
Keadaan Umum Lokasi 11
Sistem Distribusi Berdasarkan Epanet 2.0 13
Kinerja Sistem Distribusi 14
SIMPULAN DAN SARAN 19
Simpulan 19
Saran 19
DAFTAR PUSTAKA 19
LAMPIRAN 21
DAFTAR TABEL
1 Jumlah Penduduk dan Kepadatan Penduduk Kota Bogor Tahun 2010 2
2 Pola pemakaian air 13
3 Tingkat kepuasan pelanggan 15
4 Hasil pengukuran tekanan di lapangan 16
5 Hasil simulasi Epanet 2.0 untuk tekanan 17
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir penelitian 9
2 Contoh properties node 10
3 Time Pattern simulasi Epanet 2.0 10
4 Periode penggunaan air bersih 11
5 Penggunaan air bersih 12
6 Lama pemberhentian pasokan air 12
7 Grafik tekanan pada node 20 (simulasi Epanet 2.0) 18 8 Grafik tekanan pada node 30 (simulasi Epanet 2.0) 18
DAFTAR LAMPIRAN
1 Peta jaringan distribusi Kota Bogor 21
2 Permenkes RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 temtang Persyaratan
Kualitas Air Minum 22
3 KoefisienHazen-William 23
4 Peta jaringan pada Perumahan Griya Melati 24
5 Hasil simulasi hidraulik pada pipa 25
6 Hasil pengujian Kualitas Air 26
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air merupakan material yang membuat kehidupan terjadi di bumi. Manusia dan semua makhluk hidup membutuhkan air sehingga dapat dikatakan air merupakan salah satu sumber kehidupan. Air bersifat sumber daya yang terbarukan dan dinamis yang berasal dari air hujan, air permukaan dan air tanah. Pemanfaatan air harus dilakukan secara berkesimanbungan. Kuantitas air yang dimanfaatkan harus mencapai jumlah yang minimal sementara kuantitas air yang dimanfaatkan harus memenuhi standar kualitas tertentu (Dharmasetiawan, 2004).
Air bersih merupakan kebutuhan pokok yang digunakan untuk menunjang segala kegiatan manusia, meliputi air bersih domestik dan non domestik. Oleh karena itu sektor air bersih mendapat prioritas penanganan utama karena menyangkut kehidupan orang banyak. Untuk mengelola kebutuhan air minum maka sesuai dengan Undang-Undang No. 5 Tahun 1962 dibentuk Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM). PDAM berfungsi sebagai perusahaan milik pemda yang memberikan jasa pelayanan dalam bidang air minum (Akhmad, 2012).
Di perkotaan, PDAM dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat terhadap air bersih dengan memperhatikan kualitas air bersih agar layak dikonsumsi. Kinerja pelayanan PDAM tidak lepas dari sistem distribusi yang digunakan untuk menyalurkan air besih. Sistem distribusi air bersih umumnya merupakan suatu jaringan perpipaan yang tersusun atas sistem pipa, pompa, reservoir dan perlengkapannya. Kebutuhan air bersih akan selalu meningkat seiring dengan pertumbuhan populasi penduduk. Dengan demikian maka sistem distribusi air bersih juga akan semakin kompleks dan membutuhkan penanganan khusus agar menjamin kecukupan air bersih untuk kebutuhan masyarakat. Sistem penyediaan air bersih yang kompleks sering bermasalah dalam distribusi debit, tekanan, kontinuitas dan kualitas air bersih (Brebbia dan Ferrante, 1983).
PDAM Tirta Pakuan adalah Badan Usaha Milik Daerah Kota Bogor yang berperan dalam pengumpul, pengelola dan distribusi air bersih untuk masyarakat Kota Bogor. Sebagai badan usaha yang bergerak di bidang distribusi air bersih, PDAM Tirta Pakuan membagi daerah pelayanan menjadi enam zona, yaitu zona satu, zona dua, zona tiga, zona empat, zona lima, dan zona enam. Hal ini dilakukan untuk mengefisienkan distribusi yang hampir mencakup wilayah dari Kota Bogor. Tabel 1 menyajikan data mengenai jumlah penduduk dari tingkat kepadatan tiap kecamatan yang ada di Kota Bogor. Peta jaringan distribusi Kota Bogor dapat dilihat pada Lampiran 1.
2
Tabel 1 Jumlah Penduduk dan Kepadatan Penduduk Kota Bogor Tahun 2010
No. Kecamatan
Penduduk (orang) Luas Kepadatan
penduduk
Berdasarkan masalah tersebut di atas maka penulis membuat rumusan masalah penelitian sebagai berikut :
1. Apakah hasil pemodelan jaringan distribusi air bersih pada area perumahan dengan menggunakan software Epanet 2.0 dapat mewakili kondisi aliran distribusi yang ada?
2. Apakah kinerja sistem distribusi air bersih PDAM Tirta Pakuan telah memenuhi kebutuhan pelanggan pada Perumahan Griya Melati terhadap kebutuhan air bersih?
Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini:
1. Mengevaluasi kinerja dalam hal kualitas, kuantitas, kontinuitas dan tekanan air pipa distribusi di daerah Perumahan Griya Melati.
Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dari hasil penelitian ini:
1. Memberikan informasi tentang kondisi sistem distribusi air bersih PDAM Tirta Pakuan Kota Bogor khususnya di daerah Perumahan Griya Melati. 2. Memberikan masukan bagi pengelola PDAM Tirta Pakuan Kota Bogor dalam
mengelolaannya.
Ruang Lingkup Penelitian
3
TINJAUAN PUSTAKA
Sistem Distribusi Air Bersih
Sistem distribusi merupakan sistem yang berfungsi untuk mendistribusikan air yang telah memenuhi syarat penyediaan air bersih ke seluruh daerah pelayanan. Sistem ini merupakan sistem yang berhubungan langsung dengan pelanggan sehingga harus optimal dalam pengoperasiannya. Sistem distribusi air bersih meliputi sistem perpipaan, katup-katup, dan sistem pemompaan yang membawa air yang telah diolah dari instalasi pengolahan menuju daerah pelayanan. Reservoir distribusi juga termasuk ke dalam sistem ini yang digunakan sebagai fasilitas penampung air yang telah diolah dan untuk mengantisipasi apabila kebutuhan air bersih lebih besar dari suplai air. Meteran air dan hidran kebakaran juga merupakan komponen dari sistem distribusi air bersih (Enri, 1989).
Dalam sistem distribusi air terdapat beberapa faktor yang harus diperhatikan, yaitu daerah pelayanan dan jumlah penduduk yang akan dilayani, kebutuhan air, letak topografi daerah pelayanan, dan jenis sambungan jaringan pipa distribusi. Pipa utama, pipa sekunder, dan pipa tersier merupakan tiga jenis pipa yang digunakan dalam proses pendistribusian air bersih. Pipa utama merupakan pipa induk yang digunakan untuk mendistribusikan air bersih dari reservoir distribusi ke daerah pelayanan melalui titik-titik penyadapan (tapping) sambungan sekunder. Pipa sekunder merupakan pipa distribusi yang digunakan untuk membagi air dari suatu wilayah pipa utama sampai ke pipa tersier. Sementara pipa tersier digunakan untuk mendistribusikan air dari pipa sekunder menuju ke pelanggan.
Dua hal penting yang harus diperhatikan pada sistem distribusi adalah tersedianya jumlah air yang cukup dan tekanan yang memenuhi. Suplai air melalui pipa induk mempunyai dua macam sistem, yaitu:
1. Continuous system
Pada sistem ini air minum yang disuplai ke pelanggan mengalir terus menerus selama 24 jam. Sistem ini mempermudah pelanggan dalam memperoleh air bersih dari jaringan distribusi setiap saat. Kerugian dari sistem ini adalah pemakaian air akan cenderung lebih boros dan apabila terjadi kebocoran akan mengakibatkan jumlah air yang hilang sangat besar.
2. Intermitten system
Pada sistem ini air bersih dispulai selama 2- 4 jam pada pagi hari dan 2-4 jam pada sore hari. Dengan sistem ini dapat menekan pemborosan air sehingga jauh dari kemungkinan terjadi kebocoran pada jaringan distribusi. Kerugian dari sistem ini pelanggan air tidak bisa setiap saat mendapatkan air bersih dan perlu adanya bak penampungan air untuk keperluan selama air tidak disuplai. Diameter pipa pada sistem ini juga harus lebih besar dari diameter pipa yang mengalirkan air selama 24 jam karena kuantitas air yang seharusnya dialirkan selama 24 jam hanya dialirkan dalam beberapa jam saja.
4
Metode pengaliran air yang digunakan dalam sistem distribusi air bersih tergantung pada kondisi topografi mulai dari sumber air hingga ke pelanggan. Sistem perpipaan yang baik sangat dibutuhkan dalam sistem distribusi agar air yang sampai ke pelanggan masih dalam kualitas, kuantitas dan tekanan yang cukup. Metode pengaliran air yang digunakan dalam sistem distribusi air bersih tergantung pada kondisi topografi mulai dari sumber air hingga ke pelanggan. Menurut Trifunofic (1999), sistem pengaliran yang dipakai adalah sebagai berikut:
1. Metode gravitasi
Metode ini digunakan apabila perbedaan elevasi sumber air cukup besar dengan elevasi daerah pelayanan sehingga tekanan yang diperlukan dapat dipertahankan. Metode ini sangat ekonomis karena hanya memanfaatkan ketinggian lahan. Metode gravitasi biasanya menghasilkan tekanan yang besar sehingga perlu adanya alat untuk mengurangi tekanan agar gesekan yang ditimbulkan tidak terlalu besar sehingga mengurangi tingkat kebocoran pipa. 2. Metode pemompaan
Pada metode ini pompa digunakan untuk meningkatkan tekanan yang diperlukan untuk mendistribusikan air dari reservoir distribusi ke pelanggan. Pompa digunakan apabila elevasi antara sumber air dan daerah pelayanan tidak dapat memberikan tekanan yang cukup. Metode ini relatif mahal karena diperlukan biaya tambahan untuk pengoperasian pompa.
3. Metode gabungan
Pada metode gabungan, reservoir digunakan untuk mempertahankan tekanan yang diperlukan selama periode pemakaian tinggi dan pada kondisi darurat. Selama periode pemakaian rendah, sisa air dipompakan dan disimpan dalam reservoir. Karena pada saat pemakaian tinggi atau debit puncak yang digunakan untuk distribusi air adalah reservoir maka pada pemakaian normal atau kapasitas debit rata-rata distribusi air menggunakan pompa.
Kinerja Sistem Distribusi Air Bersih
Dalam sistem distribusi air bersih, PDAM harus memenuhi kebutuhan air bersih yang telah sesuai dengan ketentuan yang berlaku dalam segi kualitas, kuantitas dan kontinuitas. Kualitas merupakan syarat bagi air bersih agar dapat digunakan oleh pelanggan baik untuk keperluan rumah tangga maupun untuk di minum. Kuantitas merupakan jumlah air bersih yang berkualitas yang harus tersedia untuk memenuhi kebutuhan pelanggan. Kontinuitas merupakan ketersediaan jumlah air yang berkualitas dalam jangka waktu yang dibutuhkan pelanggan.
Kualitas
5 Kuantitas
PDAM yang menggunakan sumber air bersih dari mata air dan air permukaan berupa air sungai saat ini mengalami masalah berupa penurunan pasokan air bersih. Perubahan iklim yang mempengaruhi daur hidrologi dan pengelolaan air berupa banjir dan kekeringan. Banjir menyebabkan tingkat kekeruhan meningkat pada air sungai sehingga terkadang pasokan air yang masuk ke pelanggan tidak jernih. Kekeringan disebabkan karena suhu meningkat yang diikuti oleh penurunan curah hujan yang mengakibatkan penurunan pasokan air.
Permasalahan banjir dan kekeringan ini dapat diatasi dengan melakukan daya dukung dalam sistem penyimpanan air bersih berupa reservoir. Reservoir digunakan untuk menjamin pasokan air bersih sepanjang waktu. Peningkatan kapasitas reservoir akan meningkatkan jumlah air bersih yang dapat ditampung sehingga dapat menanggulangi dampak perubahan iklim (Kodoatie dan Sjarief. 2005 dalam Akhmad, 2012 ).
Kontinuitas
Kontinuitas merupakan ketersediaan air yang tetap terjaga dengan fluktuasi debit yang relatif tetap setiap saat atau pada saat air bersih diperlukan. Kontinuitas aliran sangat pentng ditinjau dari kebutuhan konsumen dimana jumlah pemakaian air yang tidak dapat ditentukan sehingga memerlukan reservoir dan fasilitas energi yang siap setiap saat. Faktor yang mempengaruhi kontinuitas air adalah kapasitas produksi air bersih, kapasitas instalasi pendistribusian air, kapasitas bak penampung air, jumlah air yang dibutuhkan, dan waktu air dibutuhkan.
Pada sistem jaringan perpipaan, kontinuitas air bergantung kepada kuantitas air yang ada di dalam pipa. Air yang diditribusikan melalui pipa harus memiliki kecepatan dalam pipa sebesar 0,6-1,2 m/dt. Ukuran pipa tidak melebihi dimensi yang diperlukan sesuai dengan tekanan minimum yang diperbolehkan agar kuantitas aliran terpenuhi. Dengan demikian maka kontinuitas air akan tetap terjaga. Menurut Djoko (1991) berdasarkan asas kontinuitas, air dapat mengalir dari pipa yang berukuran besar menuju pipa berukuran kecil yang memiliki luas dan kecepatan aliran yang berbeda akan tetapi memiliki debit air yang sama. Hal tersebut digambarkan dalam rumus asas kontinuitas sebagai berikut:
Q1 = Q2 (1)
A1v1 = A2v2 (2)
Tekanan
Menurut Ronald (1984) dalam Dharmasetiawan (2004), tekanan normal air yang ada pada sistem distribusi berkisar antara 4–5 bar untuk suplai air pada suatu kota dengan bangunan bertingkat lebih dari 10 lantai. Dengan tekanan ini maka sistem keamanan dalam gedung dari kebakaran yang berupa sistem sprinkler dapat berfungsi tanpa menggunakan bantuan pompa hingga lantai ke 5. Untuk lantai 6 dan seterusnya dapat menggunakan bantuan pompa dalam menyuplai air untuk kebutuhan keamanan tersebut. tekanan yang bersikar antara 1,5–3 bar digunakan untuk sistem distribusi pada kota kecil yang tidak mempunyai gedung yang bertingkat. Untuk menanggulangi masalah kebakaran yang mungkin timbul pada daerah tersebut dapat menggunakan hidran yang terdapat dititik-titik yang strategis.
6
Pipa yang menggunakan bahan dasar karet seperti pipa HDPE (High Density Poly Ethylene) dapat menerima tekanan sebesar 1,5–2 kalinya dari tekanan yang ditimbulkan akibat gaya gravitasi. Gaya gravitasi tentunya berkaitan dengan topografi kota tempat pengolahan air bersih berada. Sebagai contoh Kota Bogor yang secara gravitasi memiliki tekanan sebesar 6 bar (PDAM, 2010).
Aplikasi Epanet 2.0
Epanet adalah salah satu software distribusi yang banyak digunakan untuk menganalisa jaringan distribusi air. Epanet 2.0 merupakan program komputer yang berbasis windows yang melakukan simulasi profil hidrolis dan perlakuan kualias air bersih dalam suatu jaringan pipa. Jaringan pipa ini terdiri dari titik/node pipa, pompa, valve, dan reservoir. Software Epanet 2.0 merupakan software yang bersifat open source.
Epanet 2.0 digunakan untuk mengetahui pergerakan air beserta unsur kimia yang terkandung didalam ait pada pipa distribusi. Aplikasi ini dapat juga menjadi dasar analisa dari berbagai macam sistem distribusi, detail desain, model kalibrasi hidrolik, analisa sisa khlor. Dalam mengoperasikan sistem distribusi yang efektif, Epanet 2.0 juga dapat digunakan untuk menentukan alternatif strategi managemen dan sistem jaringan pipa distribusi apabila terdapat banyak sumber serta dapat menentukan prioritas pipa yang akan dibersihkan atau diganti. Data yang dibutuhkan dalam mengoperasikan aplikasi Epanet 2.0 antara lain peta jaringan, elevasi wilayah, node/Juction, panjang pipa, diameter pipa, jenis pipa, besar debit masing-masing node, dan faktor fluktuasi pemakaian air. Output yang dihasilkan dari aplikasi Epanet 2.0 antara lain hidrolik head masing-masing node, tekanan air, flow (aliran), velocity (kecepatan), unit headloss, dan pipe status. Epanet dapat terintegrasi untuk melakukan editing dalam pemasukan data, running simulasi dan melihat hasil running dalam berbagai bentuk (format), Sudah pula termasuk kode-kode yang berwarna pada peta, tabel data-data, grafik, serta citra kontur
Salah satu faktor yang penting dalam menghitung hidrolika perpipaan adalah dalam hal perhitungan kehilangan tekanan. Ada beberapa rumus yang dapat digunakan dalam menghitung kehilangan tekanan, yaitu persamaan Hazen-William, persamaan Darcy Weisbach, dan persamaan De Chezy.
1. Persamaan Hazen-William
Persamaan ini umum dipakai untuk menghitung kehilangan tekanan pada pipa besar yaitu diatas 100 mm. Selain itu, persamaan Hazen-William umum digunakan karena lebih mudah dipakai. Persamaan Hazen-William secara empiris menyatakan bahwa debit yang mengalir didalam pipa adalah sebanding dengan diameter pipa (d) dan kemiringan hidrolis (S) yang dinyatakan sebagai rasio antara kehilangan tekanan (hL) terhadap panjang pipa (L) atau S= (hL/L).
Faktor C yang menggambarkan kondisi fisik dari pipa seperti kehalusan dinding dalam pipa yang menggambarkan jenis pipa dan umur. Menurut Heastad (2001) dalam Nurcholis (2008) secara umum rumus Hazen-William adalah sebagai berikut:
Q = 0.2785 . C . d2.63 S0.54 (3)
S = (4)
7 S : Kemiringan garis energy (m/m) hL : Headloss mayor (m)
L : Panjang pipa (m)
Nilai C (koefisien Hazen-William) berbeda untuk setiap berbagai jenis pipa. KoefisienHazen-William dapat dilihat pada Lampiran 3.
2. Persamaan Darcy Weisbach
Persamaan Darcy Weisbach diturunkan secara sistematis dan menyatakan
bahwa: “Kehilangan tekanan sebanding dengan kecepatan kuadrat dari aliran air, panjang pipa dan berbanding terbalik dengan diameter”. Heastad (2001) dalam Nurcholis (2008) menyatakan secara empiris nilai faktor f ditentukan.
(6)
Persamaan Darcy berlaku untuk aliran laminer atau turbulen. Faktor gesekan untuk laminer dapat dihitung secara analisis sedangkan untuk aliran turbulen harus ditentukan secara empiris.
3. Persamaan De Chezy
Persamaan ini umum dipakai di saluran terbuka, tetapi dapat juga dipakai di jaringan perpipaan. Heastad dalam Nurcholis (2008) menyatakan secara umum persaman De Chezy adalah sebagai berikut:
V= C (7)
8
data primer di Perumahan Griya Melati Bubulak dan data sekunder di Perusahaan Daerah Air Minum Tirta Pakuan, Bogor Jawa Barat dari bulan Mei-Agustus 2013. Tahap kedua adalah analisis proses desain yang dilakukan pada bulan Agustus 2013. Denah lokasi dapat dilihat pada Lampiran 1.
Alat dan Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data primer dan data sekunder. Data primer diperoleh dari kuesioner dan pengukuran secara langsung di lapangan. Data sekunder yang digunakan berupa data kependudukan, data jumlah pelanggan PDAM Tirta Pakuan, data indikator kinerja PDAM Tirta Pakuan, peta wilayah pelayanan dan peta jaringan pelayanan air bersih. Alat yang digunakan, yaitu notebook, alat tulis, alat hitung, manometer, Epanet 2.0 , GPS tipe Garmin Oregon-550 dan Microsoft Excell.
Kuesioner dalam penelitian ini digunakan untuk mengukur tingkat kepuasan pelanggan akan bentuk jasa pelayanan PDAM, perlu analisa yang didasarkan pada pendapat dan pandangan dari masyarakat. Parameter yang menjadi nilai penting adalah terpenuhinya persyaratan dalam penyediaan air bersih yang meliputi:
a) Kualitas, dalam hal ini warna, rasa dan bau air merupakan aspek yang sangat berpengaruh dalam kepuasan pelanggan
b) Kuantitas dan kontinuitas, yang diartikan jumlah dan ketersediaan air untuk setiap saat diperlukan (24 jam /hari) atau minimal 12 jam perhari pada jam – jam sibuk atau dengan bentuk kecepatan air.
c) Tekanan air, yang merupakan terjangkaunya seluruh area pelayanan PDAM atau tidak menyebabkan kerusakan pada alat – alat perpipaan
Analisis faktor pendukung kepuasan dilakukan dengan menganalisis hasil survei kuesioner terhadap pelanggan yang berada di daerah studi. Analisis terhadap kepuasan dilakukan dengan melihat parameter dalam sistem air bersih yaitu faktor tekanan air, kontinuitas, bau, rasa, dan warna air. Jumlah pelanggan yang mewakili menggunakan rumus Taro Yamane dalam Junadi (1995):
n =
9
Gambar 1 Diagram alir penelitian
Epanet 2.0
1. Peta jaringan distribusi air bersih pada Perumahan Griya Melati kembali digambar ulang pada software Epanet 2.0.
10
Gambar 2 Contoh properties node
3. Untuk membuat jaringan menjadi lebih realistis, analisis dapat diperpanjang periodenya dengan menambahkan time pattern yang menggunakan data kebutuhan air yang bervariasi pada kolom inputan demand pada properties node dalam satu hari. Time pattern dapat dilihat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3 Time pattern simulasi Epanet 2.0
4. Setelah semua inputan dimasukkan, run analisis untuk mengetahui simulasi berhasil atau tidak.
11
HASIL DAN PEMBAHASAN
Keadaan Umum Lokasi
PDAM Tirta Pakuan menyediakan air bersih untuk kebutuhan masyarakat Kota Bogor termasuk Perumahan Griya Melati yang terletak pada Kecamatan Bogor Barat. Secara administrasi, Perumahan Griya Melati masuk pada zona pelayanan 6 tetapi air yang didistribusikan berasal dari Water Treatment Plant (WTP) Cipaku yang dibangun dengan kapasitas 254 l/dt yang termasuk pada zona pelayanan 3. Perumahan Griya Melati terletak pada Kelurahan Bubulak, Kecamatan Bogor Barat. Luas dari Perumahan Griya Melati kurang lebih 5000 km2. Jaringan pipa di Perumahan Griya Melati hanya menggunakan jenis pipa PVC dengan diameter 50-100 mm. Jumlah pelanggan di Perumahan Griya Melati sebanyak 253 pelanggan, sehingga kuesioner dibagikan kepada 72 pelanggan sebagai perwakilan pelanggan di Perumahan Griya Melati. Hasil wawancara menunjukkan bahwa hampir dari 45% responden telah menggunakan jasa PDAM Tirta Pakuan > 3 tahun. Dalam penggunaan air bersih, 92% responden menggunakan untuk kegiatan rumah tangga, sedangkan penggunaan untuk kegiatan niaga dan sosial hanya sedikit. Persentase penggunaan air bersih dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 4 Periode penggunaan air bersih
0%
18%
37% 45%
< 6 bulan
6 bulan - 1 tahun
1 -3 tahun
12
Gambar 5 Penggunaan air bersih
Dari hasil wawancara diketahui bahwa sebanyak 25 responden pernah mengalami pemberhentian pasokan air bersih dengan lama pemberhentian bervariasi seperti disajikan pada Gambar 6. Lama pemberhentian bisa dikarenakan adanya saluran distribusi yang pecah atau tekanan dalam pipa yang kurang.
Gambar 6 Lama pemberhentian pasokan air
Kebocoran merupakan masalah yang sering terjadi pada sistem distribusi air bersih. Berdasarkan hasil wawancara pada 16 responden yang berada di Perumahan Griya Melati pernah mengalami kebocoran. Hal ini dapat disebabkan oleh berbagai hal, seperti tekanan pipa yang berlebihan, umur pipa yang sudah tua maupun adanya tekanan dari luar seperti tekanan dari kendaraan bermotor. Dari hasil wawancara terhadap 72 responden, sebanyak 44 responden merasakan adanya bau yang tidak sedap dari air bersih, sedangkan 46 responden mengakui terjadinya perubahan debit pada musim kemarau dan tekanan yang tidak sesuai sehingga kebutuhan air untuk aktivitas penduduk tidak terpenuhi.
92% 7%
1%
Rumah Tangga
niaga
sosial
69% 31%
< 1 jam
13 Sistem Distribusi Berdasarkan Epanet 2.0
Dalam menganilisis headloss pada program Epanet 2.0 menggunakan persamaan Hazen-william (5) dikarenakan persamaan tersebut biasa dan mudah digunakan. Dari analisis maka dapat dilihat tinggi tekan air pada pipa dalam jaringa air bersih. Analisa dengan program Epanet 2.0 dengan memasukkan data yang berkaiatan dengan kebutuhan sistem distribusi seperti elevasi, panjang pipa, kebutuhan air, diameter pipa dan koefisien gesekan pada pipa. Pipa distribusi pada Griya Melati menggunakan pipa PVC. Simulasi jaringan distribusi pada Perumahan Griya Melati seperti pada Lampiran 4.
14
Debit merupakan salah satu parameter yang digunakan untuk menghitung nilai headloss. Pada jaringan perpipaan terjadi perbedaan debit pada jaringan pipa. Perbedaan ini disebabkan oleh perbedaan dimensi jaringan pipa. Pada perhitungan yang dilakukan pada inlet Griya Melati berdasarkan data sekunder dengan persamaan Hazen-William menggunakan koefisien C = 150, diperoleh nilai headloss 0.033 m. Besarnya nilai headloss erat kaitannya dengan debit aliran, diameter pipa dan panjang pipa. Menurut Houghtalen dalam Akhmad (2012) persamaan Hazen-William sangat erat kaitannya dengan jenis aliran, kecepatan aliran dalam pipa, dimensi, dan panjang pipa sehingga terjadinya ketidakseragaman pada faktor tersebut berpengaruh pada nilai headloss yang dihasilkan. Hasil simulasi perhitungan menggunakan Epanet 2.0 pada pipa distribusi Griya Melati ditampilkan lebih lengkap pada Lampiran 5. Nilai headloss tertinggi pada jaringan terdapat pada ruas pipa 19 yaitu 0.072 m dikarenakan perubahan diameter pipa dari 100 mm menjadi 50 mm sehingga kecepatan aliran meningkat.
Kinerja Sistem Distribusi Kualitas
Kualitas merupakan salah satu persyaratan yang menggambarkan mutu air bersih. Berdasarkan Permenkes No 492/Menkes/Per/IV/2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum, air minum aman bagi kesehatan apabila memenuhi persyaratan fisika, mikrobiologis, kimiawi dan radioaktif. Pada persyaratan fisika, air bersih harus jernih, tidak berbau, dan tidak berasa. Suhu air bersih sebaiknya sama dengan suhu udara (25°-30°C). Air bersih tidak boleh mengandung bakteri E.coli atau fecal coli sebagai syarat mikrobiologis. Pada persyaratan kimiawi, air bersih tidak boleh mengandung bahan kimia dalam jumlah yang melampaui batas. Terdapat 9 bahan kimia yang menjadi standar persyaratan di PDAM Tirta Pakuan. Persyaratan radioaktif mengharuskan air bersih tidak mengandung zat yang menghasilkan bahan yang mengandung radioaktif seperti alfa, beta dan gamma.
Pengukuran kualitas dilakukan dengan cara wawancara dan pengujian di laboratorium. Wawancara dilakukan untuk mendapatkan kualitas air dari segi fisik yaitu kejernihan, bau, dan rasa. Dari Tabel 3 terlihat 16 responden tidak setuju dengan kejernihan air bersih karena air bersih yang didapatkan keruh dan berbuih, 12 responden sangat tidak setuju bahwa air bersih tidak mengandung bau karena terkadang air bersih memiliki bau seperti kaporit dan 33 responden menyatakan terjadinya perubahan kejernihan pada musim penghujan.
15
Terjadi perubahan debit air pada musim
kemarau 46 13 12
Tekanan air yang keluar telah sesuai 21 36 Adanya pengecekan meteran yang
dilakukan petugas secara berkala 13 24 27
Air bersih tidak berasa 7 54 8
Kuantitas
Jumlah air bersih yang masuk ke Griya Melati harus dapat mencukupi kebutuhan pelanggan. Menurut Dinas Pekerjaan Umum (2007), kebutuhan pemakaian air untuk rumah adalah 120 -200 l/org/hari. Dari data yang didapatkan dari PDAM diketahui debit yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan pelanggan sebesar 1.36 l/dt. dalam simulasi menggunakan Epanet 2.0 didapatkan bahwa debit yang dibutuhkan untuk Perumahan Griya melati sebesar 0.88 m3/dt. Kebutuhan pemakaian air di Perumahan Griya Melati berdasarkan asumsi Dinas Pekerjaan Umum (2007) dengan setiap pelanggan mempunyai tiga orang anggota keluarga maka kebutuhan sebesar 1.054 l/dt. Berdasarkan data tersebut, dapat diketahui bahwa kebutuhan pelanggan sudah dapat dipenuhi. Namun perbedaan ini terjadi karena data sekunder yang digunakan merupakan rata-rata hasil pengukuran sepanjang hari sedangkan hasil simulasi menggunakan Epanet 2.0 hanya dilakukan pada waktu tertentu.
Hasil wawancara menunjukan 18 responden tidak setuju debit air konstan dalam satu hari karena pada jam sibuk yaitu pagi dan sore hari aliran air sangat kecil. Hal ini terjadi karena adanya pemakaian air secara bersamaan sehingga terjadi kenaikan jumlah pemakaian air tetapi jumlah air yang masuk ke inlet tetap sama.
Kontinuitas
16
mengatakan bahwa air tetap mengalir selama 24 jam tetapi dengan debit yang berbeda khususnya pada pagi hari. Jaringan perpipaan di lokasi juga masih cukup baik ini terlihat dari 55 responden yang mengatakan bahwa mereka tidak pernah mengalami kebocoran.
Tekanan
Tekanan mempunyai kaitan erat dengan debit aliran. Aliran yang mempunyai tekanan cukup akan mampu mengalirkan air dengan baik. Akan tetapi, apabila tekanan dalam pipa tidak mencukupi dapat menyebabkan air tidak dapat mengalir. Besarnya tekanan rata-rata pada Griya Melati berdasarkan pengukuran dilapanagan yang disajikan pada Tabel 4 adalah 2.65 bar. Tekanan pada jaringan pipa distribusi berada pada rentang syarat yaitu 2 – 4 bar sehingga dapat dipastikan memenuhi syarat tekanan dan air dapat mengalir dengan lancar. berkelanjutan. Meskipun demikian, faktor tekanan harus diperhatikan karena apabila tekanan yang ada pada sistem melebihi batas maka akan terjadi kerusakan pipa akibat teknis seperti pipa pecah sehingga mengakibatkan kebocoran.
Tabel 4 Hasil pengukuran tekanan di lapangan
17 Tabel 5 Hasil simulasi Epanet 2.0 untuk tekanan
Waktu Tekanan pada node 20 Tekanan pada node 30
(jam) (bar) (bar)
0:00 0.706 0.706
1:00 0.706 0.706
2:00 0.706 0.706
3:00 0.706 0.706
4:00 0.703 0.703
5:00 0.701 0.701
6:00 0.701 0.701
7:00 0.700 0.700
8:00 0.699 0.699
9:00 0.700 0.700
10:00 0.701 0.701
11:00 0.701 0.701
12:00 0.702 0.702
13:00 0.703 0.703
14:00 0.702 0.702
15:00 0.702 0.702
16:00 0.700 0.700
17:00 0.700 0.700
18:00 0.699 0.699
19:00 0.702 0.702
20:00 0.703 0.703
21:00 0.703 0.703
22:00 0.705 0.705
23:00 0.706 0.706
24:00 0.706 0.706
18
Gambar 7 Grafik tekanan pada node 20 (simulasi Epanet 2.0)
Gambar 8 Grafik tekanan pada node 30 (simulasi Epanet 2.0)
19
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Sistem distribusi di Griya Melati masih dalam kondisi baik. Kualitas air memenuhi persyaratan Permenkes No. 492/Menkes/Per/IV/2010. Demikian juga kuantitas,dan kontinuitas aliran air sudah memenuhi kebutuhan air di Perumahan Griya Melati meskipun debitnya bervariasi. Besarnya tekanan di rumah pelanggan masih memenuhi persyaratan PDAM Tirta Pakuan yaitu berkisar antara 2-4 bar. Nilai headloss tertinggi pada jaringan terdapat pada ruas pipa 19 yaitu 0.072 m dikarenakan perubahan diameter pipa dari 100 mm menjadi 50 mm sehingga kecepatan aliran meningkat. Hasil simulasi distribusi air bersih menggunakan Epanet 2.0 dapat digunakan untuk menganalisis headloss sebagai salah satu criteria untuk evaluasi sistem jaringan distribusi di Perumahan Griya Melati.
Saran
PDAM Tirta Pakuan diharapkan dapat mengatasi permasalahan kuantitas debit aliran yang kecil di Perumahan Griya Melati pada jam sibuk yaitu di pagi dan sore hari dengan meningkatkan jumlah air yang masuk ke inlet. Hal ini dapat dilakukan dengan membuat elevated reservoir yaitu bangunan penampung air yang terletak di atas permukaan tanah pada ketinggian tertentu, sehingga tekanan air pada titik terjauh masih tercapai mengingat jarak Perumahan Griya Melati dari WTP Cipaku cukup jauh.
DAFTAR PUSTAKA
Agustina, DV. 2007. Analisa Kinerja Sistem Distribusi Air Bersih PDAM Kecamatan Banyumanik di Perumnas Banyumanik. Thesis. Semarang: Program Pasca Sarjana Magister Teknik Sipil Universitas Diponegoro eprints.undip.ac.id/15472/1/Dian_Vita_Agustina.pdf [12 Mei 2013] Akhmad, AF. 2012. Mempelajari kehilangan head pada pipa distribusi jaringan
suplai air bersih PDAM Tirta Pakuan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanaian Bogor
[BPS Bogor] Badan Pusat Statistik Kabupaten Bogor. 2010. Jumlah Penduduk dan Kepadatan Penduduk di Kota Bogor.http://bogorkota.bps.go.id
/index.php/penduduk-dan-tenaga-kerja/13-jumlah-penduduk-dan-kepadatan-penduduk-menurut-kecamatan.pdf [28 Juni 2013]
Brebbia, C. Ferrante, A. 1983. Numerical Methods in Flud Dynamics. New York (US): Pentech Press
20
Dharmasetiawan, M. 2004. Sistem Perpipaan Distribusi Air Minum. Jakarta (ID): Yayasan Ekamitra Nusantara.
Djoko, S.1991. Teknik Sumber Daya Air. Jakarta(ID): Erlangga.
Enri, D. 1989. Pendekatan Sistem Dalam Pengendalian dan Pengoperasian Sistem Jaringan Distribusi Air Minum [tesis]. Bandung (ID): FTSP-ITB. Junadi, P. 1995. Pengantar Analisis Data. Jakarta (ID): Rineka Cipta.
Kindler, J. Russel, CS. 1984. Modelling Water Demands. Orlando, Florida (US): Academic Press
Lewis, A.R. 2000. User Manual Epanet 2.0 Versi Bahasa Indonesia.OH (US):Ekamitra Engineering
Nurcholis, L. 2008. Perhitungan Laju Aliran Fluida Pada Jaringan Pipa. [Jurnal] Traksi. Vol. 7 No. 1
[PDAM] Perusahaan Daerah Air Minum. 2010. Company Profile. Bogor (ID): PDAM Tirta Pakuan Kota Bogor.
21 Lampiran 1 Peta jaringan distribusi Kota Bogor
Lokasi penelitian Griya Melati,
22
23 Lampiran 3 KoefisienHazen-William
Jenis pipa C
Lampiran 4 Peta jaringan pada Perumahan Griya Melati
26
27 LABORATORIUM TEKNIK LINGKUNGAN
28
Lampiran 7 Hasil simulasi hidraulik pada node
29
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan dengan nama Taufiq Akbar pada 29 Desember 1990 di Kota Pekanbaru. Penulis merupakan anak ketiga dari empat bersaudara dari pasangan Bapak Irwan dan Ibu Samtini. Penulis merupakan lulusan dari Sekolah Menengah Pertama Negeri 9 Pekanbaru pada tahun 2003 dan Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Kec. Akabiluru pada tahun 2009. Setelah lulus SMA, penulis melanjutkan studi di Institut Pertanian Bogor pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI). Selama menjadi mahasiswa, penulis juga aktif di organisasi kemahasiswaan seperti Dewan Perwakilan Mahasiwa Fakultas Teknologi Pertanian periode 2010/2011 sebagai staf Komisi Kesejahteraan Mahasiswa dan Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) periode 2011/2012 sebagai ketua Departemen Pengembangan Sumberdaya SIL.
Pada bulan Juni-Agustus 2012, penulis melaksanakan praktik lapangan di Perusahaan Daerah Air Minum Tirta Siak Kota Pekanbaru dengan judul laporan
“Mempelajari Sistem Distribusi Air Bersih Kota Pekanbaru” dan pada tahun 2013, penulis menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Evaluasi Kinerja Sistem
