Aplikasi Software Watercad untuk Perencanaan dan Pengembangan
Sistem Penyediaan Air Bersih PDAM Singosari
Nevi Hidayati1, M. Janu Ismoyo2, Endang Purwati2 1)
Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya
2)
Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
Teknik Pengairan Universitas Brawijaya-Malang, Jawa Timur, Indonesia Jln. MT.Haryono 167 Malang 65145 Indonesia
e-mails: nevihidayati@yahoo.com
ABSTRAK
PDAM Singosari merupakan perusahaan daerah yang berfungsi untuk mensuplai kebutuhan air bersih untuk masyarakat. Namun, memiliki beberapa kendala dalam pelayanan, diantaranya: pertambahan jumlah penduduk, prosentase pelayanan, kehilangan air 35,57%, dan pemanfaatan debit yang belum optimal hanya sekitar 40 liter/detik.
Kajian studi ini bertujuan untuk mengetahui proyeksi jumlah penduduk dan kebutuhan air bersih hingga tahun 2029. Dilakukan perencanaan pengembangan penyediaan air bersih pelayanan sumber awan hingga tahun 2029 dengan bantuan program WaterCAD v8i sesuai dengan perkembangan jumlah penduduk dan kondisi sumber air.
Simulasi perencanaan pengembangan jaringan distribusi menggunakan bantuan program
WaterCAD V8i dengan kondisi tidak permanen dan waktu simulasi 24 jam dengan interval 1 jam.
Usaha perencanaan pengembangan yaitu meningkatkan pelayanan menjadi 45%, kecuali Desa Ardimulyo dengan jumlah penduduk konstan dengan pelayanan 79% dari jumlah penduduk. Selain itu, sangat penting untuk meminimalkan kehilangan air menjadi 30% dari total produksi, meningkatkan debit sumber awan yang semula sebesar 40 liter/detik hingga 70 liter/detik pada tahun 2029, pemasangan jaringan pipa baru dengan cara paralel pada pipa eksisting yang memiliki
headloss gradient yang besar .
Berdasarkan hasil akhir simulasi menggunakan program WaterCAD v8i, menunjukkan analisis mengenai kondisi hidraulika, komponen sistem distribusi pada kondisi pengembangan dengan hasil memenuhi persyaratan teknis perencanaan sistem jaringan distribusi pada umumnya.
Kata kunci: air bersih, jaringan pipa, jaringan perpipaan, simulasi program, WaterCAD v8i
ABSTRACT
PDAM Singosari is a region company that has a function to supply clean water for society. Unfortunately, it has problems about service: population growth, the percentage of service, loss of water about 35,57% and the unoptimal utilization of discharge only about 40liters/s.
The purpose of this study is to determine population growth and the need of clean water until the year 2029. The development planning of water supply in Sumber Awan‘s region service were studied using WaterCAD v8i program until the year 2029, in related to the population growth and the condition of water source.
Simulation of the development distribution network using WaterCAD v8i program were conducted under not permanent condition and simulation time 24 hours with intervals 1 hour.
The effort to develop this planning is to improve service up to 45%, exept in Ardimulyo with constant population and service 79% of the total population. More over, it is important to minimize the water loss only for 30% of total production, increase sumber awan’s discharge from 40 liters/s up to 70 liters/s in 2029, the installation of new pipelines with parallel method to the existing pipeline which have large headloss gradient.
Based on the simulation result WaterCAD v8i, it has been shown that the analysis of hydraulic condition and the component system of the development condition were satisfied the requirement for the technical planning of distribution systems.
1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan dasar manusia sehingga ketersediaannya sangat penting. Pemanfaatan air bersih tidak hanya terbatas untuk kebutuhan rumah tangga, melainkan juga untuk kebutuhan industri dan fasilitas umum.
Pelayanan kebutuhan air bersih dari waktu ke waktu akan semakin meningkat akibat meningkatnya jumlah penduduk dan kondisi sosial. Begitu halnya dengan PDAM Singosari yang melakukan peningkatan pelayanan. PDAM Singosari saat ini hanya memanfaatkan potensi debit sumber awan sebesar 40 liter/detik, padahal potensi maksimum debit yang dapat dimanfaatkan mencapai 70 liter/detik. Potensi tersebut memungkinkan PDAM melakukan pengembangan pelayanan distribusi.
1.2. Identifikasi Masalah
Seiring berkembangnya Kecamatan Singosari, jumlah penduduk akan mengalami peningkatan. Kondisi existing dengan pemanfaatan debit sebesar 40 liter/detik dari sumber awan tidak mencukupi untuk kebutuhan air bersih di daerah pelayanan di masa mendatang. Permasalahan PDAM Singosari dalam pelayanan distribusi air bersih, meliputi : 1. Cakupan pelayanan masih sekitar
20-30% dari jumlah penduduk di masing-masing desa terlayani.
2. Kehilangan air sebesar 35,57% dari total produksi. Padahal harapan PDAM untuk kehilangan air maksimal harus 30% dari total produksi.
Dengan kondisi tersebut, maka PDAM Singosari melakukan upaya perencanaan pengembangan distribusi air bersih agar dapat memenuhi kebutuhan penduduk secara optimal dan merata.
.
1.3. Tujuan
Tujuan dari diadakannya studi ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui proyeksi jumlah penduduk di daerah yang pelayanan sumber awan hingga tahun 2029.
2. Mengetahui jumlah kebutuhan air bersih di daerah pelayanan sumber awan hingga tahun 2029.
3. Mengetahui hasil perencanaan dan pengembangan sistem jaringan distribusi air bersih dengan bantuan program WaterCAD v8i.
2. KAJIAN PUSTAKA
2.1. Proyeksi Pertumbuhan Jumlah Penduduk
Penentuan kebutuhan air bersih di masa mendatang perlu memperhatikan keadaan yang ada pada saat ini dan proyeksi jumlah penduduk di masa mendatang. Metode yang digunakan untuk memproyeksikan jumlah penduduk di masa mendatang yaitu:
1. Metode Aritmatik 2. Metode Geometrik 3. Metode Eksponensial
2.2. Analisa Hidrolika Pada Sistem Jaringan Pipa Air Bersih
a. Hukum Bernoulli
Aliran dalam pipa memiliki tiga macam energi yang bekerja didalamnya, yaitu :
1. Energi kecepatan 2. Energi tekanan 3. Energi ketinggian
Hal tersebut dikenal dengan prinsip Bernoulli bahwa tinggi energi total pada sebuah penampang pipa adalah jumlah energi kecepatan, energi tekanan, dan energi ketinggian yang dapat ditulis sebagai berikut :
ETot = Energi kecepatan + Energi tekanan
+ Energi ketinggian ETot = 2g V2 + w γ p + h
Menurut teori kekekalan energi dari hukum Bernoulli yaitu apabila tidak ada energi yang lolos atau diterima antara dua titik dalam satu sistem tertutup, maka energi totalnya tetap konstan. Hal tersebut
dapat dijelaskan pada gambar di halaman berikutnya:
Gambar 2.1 Garis Tenaga dan Tekanan
Sumber: Priyantoro (1991:7)
Adapun Persamaan Bernoulli dalam gambar diatas dapat ditulis sebagai berikut (Priyantoro, 1991:8): dengan: w 1 γ p , w 2 γ p
=Tinggi tekan di titik 1 dan 2 (m) 2g V12 , 2g V22
=Tinggi energi dititik 1 dan 2 (m)
p1, p2 =Tekanan di titik 1 dan 2
(kg/m2)
w =Berat jenis air (kg/m3)
V1,V2 =Kecepatan aliran di titik 1 dan
2 (m/dt)
g =Percepatan gravitasi (m/det2); h1, h2 =Tinggi elevasi di titik 1 dan 2
dari garis yang ditinjau (m); hl =Kehilangan tinggi tekan dalam
pipa (m) b. Hukum Kontinuitas
Hukum kontinuitas yang dituliskan : Q1 = Q2
A1.V1 = A2.V2
dengan:
Q1 = debit pada potongan 1(m3/det)
Q2 = debit pada potongan 2 (m3/det)
A1 = luas penampang pada potongan 1 (m2)
A2 = luas penampang pada potongan 2 (m2)
V1 = kecepatan pada potongan 1 (m/det)
V2 = kecepatan pada potongan 2 (m/det)
Pada aliran percabangan pipa juga berlaku hukum kontinuitas dimana debit yang masuk pada suatu pipa sama dengan
debit yang keluar pipa. Hal tersebut diilustrasikan sebagai berikut:
Q1 = Q2 + Q3
A1.V1 = (A2.V2) + (A3.V3)
dengan:
Q1, Q2, Q3 =Debit yang mengalir pada
penampang 1, 2 dan 3 (m3/det)
V1, V2, V3 =Kecepatan pada penampang
1,2 dan 3 (m/det)
c. Kehilangan Tekanan ( Head Loss) Secara umum didalam suatu instalasi jaringan pipa dikenal dua macam kehilangan energi :
- Kehilangan Tinggi Tekan Mayor Terdapat beberapa teori dan formula untuk menghitung besarnya kehilangan tinggi tekan mayor ini yaitu dari
Hazen-Williams, Darcy-Weisbach, Manning,
Chezy, Colebrook-White dan
Swamme-Jain. Dalam kajian ini digunakan
persamaan Hazen-Williams (Haestad, 2001:278) yaitu: 54 , 0 63 , 0 354 . 0 C A R S Q hw 54 , 0 63 , 0 354 . 0 C R S V hw dengan:
V = Kecepatan aliran pada pipa (m/det) Chw = Koefisien kekasaran
A = Luas penampang aliran (m2) Q = Debit aliran pada pipa (m3/det) S = Kemiringan hidraulis
= hf / L
R = Jari-jari hidrolis (m)
Untuk Q = V/A, didapat Kehilangan Tinggi Tekan Mayor menurut
Hazen-Williams sebesar (Webber 1971:121)
85 , 1 .Q k hf k 1,85 4,87 . 7 , 10 D C L hw dengan: f
h = Kehilangan tinggi tekan mayor (m) D = Diameter pipa (m)
k = Koefisien karakteristik pipa L = Panjang pipa (m)
Q = Debit aliran pada pipa (m3/det)
HGL EGL V1 2 2 g a P1 V2 2 2 g P2 a b b V1 V2 h1 h2 hL L 2 2 2 2 2 1 1 1 h 2g v γ P h 2g v γ p h
- Kehilangan Tinggi Tekan Minor Terdapat berbagai macam penyebab kehilangan tinggi tekan minor diantaranya : penyempitan maupun pelebaran mendadak pada pipa, belokan pada pipa, sambungan, dan adanya katup pada pipa.
Pada pipa yang panjang, kehilangan minor sering diabaikan tanpa kesalahan yang berarti (L/D >>1000), tetapi dapat menjadi cukup penting pada pipa yang pendek (Priyantoro,1991:37).
d. Sistem Perpipaan - Pipa Hubungan Seri
Apabila dalam suatu saluran pipa terdiri dari pipa dengan ukuran yang bebeda-beda yang tersambung dengan diameter yang sama, maka pipa tersebut dalam hubungan seri, pemasangan pipa secara seri akibat adanya dari perbedaan ukuran akan menimbulkan beberapa kehilangan tinggi (Priyantoro, 1991:49)
Gambar 2.2 Pipa Hubungan Seri
Sumber: Dake (1958 : 78)
Persamaan kontinuitas pipa seri:
Q = Q1 = Q2
dengan:
Q = total debit pada pipa yang terpasang seri (m3/det)
Q1, Q2 = debit pada pipa 1dan 2 (m3/det)
Total kehilangan tekanan pada pipa yang terpasang seri (Triatmodjo, 1996:74): H = hl1 + hl2
dengan:
H = total kehilangan tekan pada pipa yang terpasang seri (m)
hl1,hl2, = Kehilangan tekan tiap pipa (m)
- Pipa Hubungan Paralel
Apabila dua pipa atau lebih yang terletak sejajar dan pada ujungnya dihubungkan oleh satu simpul maka pipa tersebut dipasang dalam kondisi pararel.
Gambar 2.3 Pipa Hubungan Paralel
Sumber: Triadmodjo (1996:79)
Persamaan garis energi pada pipa pararel:
H = hl1 =hl2 = hl3
dengan:
hl1,hl2,hl3= Kehilangan tekan tiap pipa (m)
Persamaan kontinuitasnya: Q = Q1 + Q2 + Q3
dengan:
Q = Total debit pada pipa pararel (m3/dt) Q1,Q2,Q3 = Debit pada tiap pipa (m3/dt) 2.3. Kriteria Jaringan Pipa Air Bersih
Perencanaan jaringan pipa harus memenuhi kriteria agar saat pengoperasian dapat berjalan sesuai dengan standar yang ada. Adapun kriteria jaringan pipa ditampilkan pada tabel di bawah ini: Tabel 2.1. Kriteria jaringan pipa
Sumber: Per. Men PU No : 18/RT/M/2007 3. METODOLOGI PENELITIAN
Diperlukan suatu langkah pengerjaan secara sistematis untuk mencapai tujuan yang diharapkan. Adapun langkah-langkah pengerjaan studi sebagai berikut:
a. Melakukan pengumpulan data-data sekunder yang berupa data teknis dan data pendukung lainnya yang digunakan dalam analisa sistem jaringan distribusi air bersih.
b. Mengolah data penduduk dan jumlah layanan.
c. Menghitung kebutuhan air bersih. d. Merencanakan pengembangan jaringan
yang dilakukan sampai tahun 2029. e. Melakukan simulasi sistem jaringan
distribusi air bersih menggunakan program WaterCAD V8i.
Tahapan simulasi sistem jaringan distribusi air bersih pada WaterCAD V8i sebagai berikut:
a. Membuka dan memberi nama file baru sistem jaringan distribusi air bersih dalam format WaterCAD (xxx.wtg). b. Mengisi tahap pembuatan file baru
dengan cara:
- Memilih Satuan yang digunakan dalam sistem operasi program. - Memilih rumus kehilangan tinggi
tekan dengan Hazen-Williams pada Software WaterCAD V8i
- Penggambaran pipa dapat secara
Schematic (skema) dan Schalatic
(sebenarnya sesuai dengan skala). c. Menggambar sistem jaringan distribusi
air bersih dengan memodelkan komponen seperti sumber, tandon, titik simpul, dan pipa.
d. Melakukan simulasi sistem jaringan distribusi air bersih serta menganalisa hasil yang diperoleh dan apabila hasil yang didapat tidak sesuai maka dapat dilakukan perbaikan pada komponen sistem jaringan distriusi air bersih sehingga didapatkan hasil yang sesuai. 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Proyeksi Jumlah Penduduk
Perhitungan proyeksi penduduk dilakukan dengan 3 metode, yaitu metode aritmatik, geometrik, dan eksponensial. Pada studi ini, perhitungan proyeksi penduduk dilakukan sampai dengan 15 tahun kedepan mulai dari tahun 2014 sampai dengan tahun 2029.
Setelah diketahui hasil perhitungan masing-masing metode, dihitung pula nilai standar deviasi dari masing-masing metode. Dipilih nilai standar deviasi yang terkecil untuk menentukan metode mana
yang akan di pakai untuk menghitung proyeksi kebutuhan air. Pada studi ini, proyeksi penduduk menggunakan metode aritmatik. Desa Ardimulyo dengan nilai rata-rata pertumbuhan penduduk yang minus, maka proyeksi jumlah penduduk yang konstan hingga tahun 2029 yaitu 7.931 jiwa.
Tabel 4.1 Proyeksi Penduduk dengan Metode Aritmatik
Sumber : Hasil Perhitungan
4.2. Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Perhitungan Proyeksi kebutuhan air bersih pada PDAM Singosari:
a. Kebutuhan Domestik dan Non Domestik
Kebutuhan air bersih terdiri dari 2 macam yaitu kebutuhan domestik dan kebutuhan non domestik. Berdasarkan asumsi PDAM Singosari, kebutuhan air bersih sebesar 100 liter/orang/hari. Berdasarkan Permen PU Tentang Penyelenggaraan Pengembangan SPAM tingkat pelayanan air untuk kebutuhan non domestik sebesar 15% dari kebutuhan domestik.
b. Fluktuasi Kebutuhan Air
Besarnya pemakaian air pada daerah studi berbeda pada setiap jamnya karena terjadinya fluktuasi pada setiap jam dipengaruhi oleh pemakaian/faktor beban konsumen.
c. Kehilangan Air
Kehilangan air terdiri atas 2 jenis, yaitu: kehilangan fisik dan kehilangan nonfisik. Angka kehilangan air yang dianggap wajar atau dalam batas toleransi adalah 30%.
4.3. Evaluasi Kondisi Existing (2014) Debit sebesar 40 liter/detik (Tandon Ardimulyo dengan debit 25,5 liter/detik dan tandon Candi Renggo dengan debit 14,5 liter/detik) dan kebutuhan rata-rata penduduk pelayanan sumber awan sebesar 35,60 liter/detik, maka konsisi existing mampu memenuhi kebutuhan air bersih dengan prosentase layanan yang berbeda di tiap desa. Pelayanan debit terhadap kebutuhan air bersih saat jam puncak sebesar 73% kebutuhan di saat jam puncak dikarenakan debit yang tersedia kurang dari debit untuk kebutuhan jam puncak yaitu sebesar 55,53 liter/detik.
4.3.1. Evaluasi Tekanan pada Titik Simpul Kondisi Existing
Hasil simulasi tekanan pada titik simpul saat kondisi existing telah memenuhi kriteria perencanaan yaitu tekanan minimal 0,5 atm dan tidak lebih dari 8 atm. Berdasarkan hasil simulasi program WaterCAD V8i dapat diketahui:
Titik simpul J-104 (pelayanan terjauh tandon Ardimulyo) diperoleh tekanan maksimum terjadi pada saat kebutuhan air minimal yaitu pukul 00.00 yaitu sebesar 6,80 atm. Sedangkan tekanan minimum terjadi pada saat jam puncak yaitu pukul 07.00 sebesar 3,26 atm.
Titik simpul J-57 (pelayanan terjauh tandon Candi Renggo) diperoleh tekanan maksimum terjadi pada saat kebutuhan air minimal yaitu pukul 00.00 yaitu sebesar 5,85 atm. Sedangkan tekanan minimum terjadi pada saat jam puncak yaitu pukul 07.00 sebesar 4,85 atm.
4.3.2. Evaluasi Kecepatan pada Pipa Kondisi Existing
Luas penampang yang tetap dan debit yang berubah tiap jamnya menyebabkan kecepatan aliran yang terjadi akan berubah.
Berdasarkan hasil simulasi program
WaterCAD V8i dapat diketahui:
Kecepatan tertinggi pada P-104 (pelayanan terjauh tandon Ardimulyo) terjadi pada saat pukul 07.00 sebesar 1,40 m/detik dan kecepatan terendah
terjadi pada pukul 00.00 sebesar 0,25 m/detik dimana kebutuhan akan air bersih paling rendah.
Kecepatan tertinggi pada P-57 (pelayanan terjauh tandon Candi Renggo) terjadi pada saat pukul 07.00 sebesar 0,22 m/detik dan kecepatan terendah terjadi pada pukul 00.00 sebesar 0,04 m/detik dimana kebutuhan akan air bersih paling rendah.
4.3.3. Evaluasi Headloss Gradient pada Pipa Kondisi Existing
Berdasarkan hasil simulasi program
WaterCAD V8i dapat diketahui:
Headloss gradient tertinggi pada P-104 terjadi pada saat pukul 07.00 sebesar 17,001 m/km dan headloss gradient terendah terjadi pada pukul 00.00 sebesar 0,720 m/km.
Headloss gradient tertinggi pada P-57 terjadi pada saat pukul 07.00 sebesar 0,339 m/km dan headloss gradient terendah terjadi pada pukul 00.00 sebesar 0,014 m/km.
Headloss gradient berbanding lurus dengan kecepatan air dalam pipa.
4.4. Evaluasi Kondisi Tahap Pengembangan Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih
Pada tahap pengembangan terjadi penambahan jumlah pelanggan, sehingga pengembangan daerah yang dikaji direncanakan berdasarkan kondisi daerah
existing yang ada, dengan tahap
pengembangan lima tahun yaitu tahap I pada tahun 2019, tahap II pada tahun 2024, dan tahap III pada tahun 2029.
Kondisi existing (Tahun 2014), daerah studi mampu memenuhi 20-30% dari total jumlah penduduk. Pada tahap pengembangan direncanakan kenaikan pelayanan sebesar 5% perperiode dari jumlah proyeksi penduduk.
Setiap pengembangan, kapasitas air bersih yang tersedia saat kondisi existing dipergunakan seluruhnya hingga kebutuhan pada tahap I terpenuhi. Jika terjadi kekurangan air bersih pada tahap pengembangan, maka perlu dilakukan
upaya-upaya dalam memenuhi kebutuhan air bersih, yaitu dengan penambahan debit layanan dan penambahan elemen sistem jaringan distribusi air bersih.
4.4.1. Analisis Perencanaan Jaringan Pipa Distribusi Tahap I Pengembangan (Tahun 2019) Perencanaan tahap I pengembangan (Tahun 2019), debit yang ditambahkan sebesar 11,5 liter/detik pada tandon Ardimulyo dan 10,5 liter/detik pada tandon Candi Renggo. Cakupan pelayanan mencapai 35% dari jumlah proyeksi penduduk tahun 2019. Kondisi hidrolis pada pipa distribusi tandon Candi Renggo masih layak dan sesuai teknis perencanaan, sehingga tetap menggunakan jaringan
existing. Pipa distribusi tandon Ardimulyo
tidak memenuhi teknis perencanaan ditinjau dari nilai headloss gradient yang lebih dari 15 m/km. Dilakukan duplikasi pipa pada pipa distribusi tandon Ardimulyo agar nilai headloss gradient kurang dari 15 m/km, sehingga memenuhi teknis perencanaan. Percabangan awal duplikasi pipa (P-105) ditambahkan pada J-46 dan (P-159) berakhir pada J-103. Duplikasi pipa menggunakan pipa berdiameter 6 inch.
Tabel 4.2 Contoh Hasil Simulasi Pipa Distribusi Ardimulyo Sebelum Duplikasi Pipa Pukul 07.00 (Tahun 2019)
Sumber: Hasil Perhitungan WaterCAD V8i
Tabel 4.3 Contoh Hasil Simulasi Pipa Distribusi Ardimulyo Sesudah Duplikasi Pipa Pukul 07.00 (Tahun 2019)
Sumber: Hasil Perhitungan WaterCAD V8i
Gambar 4.1 Contoh Jaringan Distribusi Tandon Ardimulyo Setelah Duplikasi Pipa 4.4.2. Analisis Perencanaan Jaringan Pipa Distribusi Tahap II Pengembangan (Tahun 2024) Perencanaan tahap II pengembangan (Tahun 2024), suplai debit pada tandon Ardimulyo mencapai 40 liter/detik, sedangkan pada tandon Candi Renggo mencapai 26,5 liter/detik. Cakupan pelayanan mencapai 40% dari jumlah proyeksi penduduk masing-masing desa pelayanan pada tahun 2024. Kondisi hidrolis pipa distribusi tandon Ardimulyo dan pipa distribusi tandon Candi Renggo masih layak dan sesuai teknis perencanaan, sehingga pada tahap II pengembangan tidak dilakukan penambahan jaringan pipa. 4.4.3. Analisis Perencanaan Jaringan Pipa Distribusi Tahap III Pengembangan (Tahun 2029)
Perencanaan tahap III
pengembangan (Tahun 2029), suplai debit pada tandon Ardimulyo mencapai 42 liter/detik, sedangkan pada tandon Candi Renggo mencapai 28 liter/detik. Cakupan pelayanan mencapai 45% dari jumlah proyeksi penduduk masing-masing desa pelayanan pada tahun 2029. Kondisi hidrolis pada pipa distribusi tandon Ardimulyo masih layak dan sesuai teknis perencanaan. Pipa distribusi tandon Candi Renggo sudah tidak memenuhi teknis perencanaan ditinjau dari nilai headloss
gradient yang lebih dari 15 m/km.
Dilakukan duplikasi pipa pada pipa distribusi tandon Candi Renggo agar nilai
sehingga memenuhi teknis perencanaan. Percabangan awal dari duplikasi pipa (P-58) ditambahkan pada J-1 dan (P-86) berakhir pada J-31. Duplikasi pipa menggunakan pipa berdiameter 6 inch. Tabel 4.4 Contoh Hasil Simulasi Pipa Distribusi Candi Renggo Sebelum Duplikasi Pipa Pukul 07.00 (Tahun 2029)
Sumber: Hasil Perhitungan WaterCAD V8i
Tabel 4.5 Contoh Hasil Simulasi Pipa Distribusi Candi Renggo Sesudah Duplikasi Pipa Pukul 07.00 (Tahun 2029)
Sumber: Hasil Perhitungan WaterCAD V8i
Gambar 4.2 Contoh Jaringan Distribusi Tandon Candi Renggo Setelah Duplikasi Pipa
4.4.3.1. Tekanan Tahap III Pengembangan (Tahun 2029) Hasil simulasi program
WaterCAD v8i, didapatkan tekanan pada
titik simpul secara keseluruhan telah memenuhi kriteria perencanaan yaitu tekanan minimal 0,5 atm dan tidak lebih dari 8 atm. Tekanan maksimum diperoleh saat kebutuhan air minimum yaitu pada pukul 00.00, sedangkan tekanan minimum terjadi saat kebutuhan air maksimal yaitu pada pukul 07.00.
Tabel 4.6 Contoh Hasil Simulasi Titik Simpul pada (J-104) Tahun 2029
Sumber: Hasil Perhitungan WaterCAD V8i
Tabel 4.7 Contoh Hasil Simulasi Titik Simpul pada (J-104) Tahun 2029
Sumber: Hasil Perhitungan WaterCAD V8i
Berdasarkan hasil simulasi dapat diketahui:
Titik simpul J-104 (pelayanan terjauh tandon Ardimulyo) diperoleh tekanan maksimum terjadi pada saat kebutuhan air minimal yaitu pukul 00.00 yaitu sebesar 6,89 atm. Sedangkan tekanan minimum terjadi pada saat jam puncak yaitu pukul 07.00 sebesar 3,27 atm.
Titik simpul J-57 (pelayanan terjauh tandon Candi Renggo) diperoleh tekanan maksimum terjadi pada saat kebutuhan air minimal yaitu pukul 00.00 yaitu sebesar 5,76 atm. Tekanan minimum terjadi pada saat jam puncak yaitu pukul 07.00 sebesar 2,88 atm.
4.4.3.2. Analisis Kecepatan Tahap III Pengembangan (Tahun 2029) Hasil simulasi program
WaterCAD v8i pada tahap III, didapatkan
kecepatan pada pipa telah memenuhi kriteria perencanaan yaitu kecepatan minimal 0,3 m/detik dan tidak lebih dari 4,5 m/detik pada saat jam puncak.
Tabel 4.8 Contoh Hasil Simulasi Kecepatan pada (P-104) Tahun 2029
Sumber: Hasil Perhitungan WaterCAD V8i
Tabel 4.9 Contoh Hasil Simulasi Kecepatan pada (P-57) Tahun 2029
Sumber: Hasil Perhitungan WaterCAD V8i
Berdasarkan hasil simulasi dapat diketahui:
Pipa P-104 (pelayanan terjauh tandon Candi Renggo) diperoleh kecepatan maksimum terjadi pada jam puncak yaitu pukul 07.00 yaitu sebesar 1,28 m/detik. Kecepatan minimum terjadi saat kebutuhan air minimal yaitu pukul 00.00 sebesar 0,23 m/detik.
Pipa P-57 (pelayanan terjauh tandon Candi Renggo) diperoleh kecepatan
maksimum terjadi pada jam puncak yaitu pukul 07.00 yaitu sebesar 1,28 m/detik. Kecepatan minimum terjadi saat kebutuhan air minimal yaitu pukul 00.00 sebesar 0,23 m/detik.
4.4.3.3. Analisis Kecepatan Tahap III Pengembangan (Tahun 2029) Hasil simulasi program
WaterCAD v8i, didapatkan headloss
gradient secara keseluruhan telah
memenuhi kriteria perencanaan yaitu kurang dari 15 m/km.
4.4.3.4. Analisis Kecepatan Tahap III Pengembangan (Tahun 2029
Gambar 4.3 Grafik Inflow Dan Outflow Tandon Ardimulyo (Tahun 2029)
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.4 Grafik Inflow Dan Outflow Tandon Ardimulyo (Tahun 2029)
Sumber: Hasil Perhitungan
Infow debit tandon Ardimulyo yaitu
25,5 liter/detik sedangkan outflow yang fluktuatif karena adanya koefisien faktor pengali (load factor) terhadap kebutuhan air bersih.
Infow debit tandon Candi Renggo yaitu 14,5 liter/detik sedangkan outflow yang fluktuatif karena adanya koefisien faktor pengali (load factor) terhadap kebutuhan air bersih.
5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan pada bab sebelumnya, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. a. Proyeksi jumlah penduduk di daerah pelayanan distribusi air bersih menggunakan metode aritmatik yang dikaji hingga tahun 2029. Pelayanan air bersih mencapai 45% dari jumlah proyeksi penduduk pada tahun 2029, kecuali Desa Ardimulyo dengan layanan 79%. Berikut ini merupakan hasil proyeksi penduduk pada tahun 2029 :
Desa Candi Renggo =15.797 jiwa
Desa Losari = 5.859 jiwa
Desa Taman Harjo = 6.958 jiwa
Desa Ardimulyo = 7.931 jiwa
Desa Randu Agung = 11.104 jiwa
Desa Bedali = 19.357 jiwa
b. Debit yang dialirkan ke tandon Ardimulyo sebesar 42 liter/detik, sedangkan debit kebutuhan rata-rata layanannya yaitu 34,55 liter/detik. Debit yang dialirkan ke tandon Candi Renggo sebesar 28 liter/detik, sedangkan debit kebutuhan rata-rata pada layanannya yaitu 22,28 liter/detik.
2. a. Pada tahap pengembangan dilakukan penambahan suplai debit sumber awan. Debit yang dialirkan ke tandon Ardimulyo sebesar 42 liter/detik dari yang sebelumnya (Tahun 2014) sebesar 25,5 liter/detik, sedangkan tandon Candi Renggo dengan pasokan debit 28 liter/detik dari yang sebelumnya (Tahun 2014) sebesar 14,5 liter/detik Selain itu, dilakukan penambahan jaringan dengan duplikasi pipa (sistem paralel) agar kondisi hidrolis pipa distribusi sesuai teknis perencanaan. Berikut adalah tahap pengembangan yang dilakukan:
Tahap I pengembangan (Tahun 2019) dilakukan penambahan debit untuk layanan distribusi dari tandon Ardimulyo sebesar 11,5 liter/detik
dan layanan distribusi dari tandon Candi Renggo 10,5 liter/detik dari jumlah debit saat kondisi existing (Tahun 2014). Jumlah penduduk terlayani sebesar 30% dari jumlah penduduk. Penambahan jaringan distribusi layanan dari tandon Ardimulyo dengan duplikasi pipa menggunakan diameter 6 inch. Duplikasi awal distribusi layanan tandon Ardimulyo (P-105) ditambahkan pada J-46 dan (P-158) berakhir pada J-103, sedangkan jaringan distribusi layanan dari tandon Candi Renggo menggunakan jaringan existing.
Tahap II pengembangan (Tahun 2024) dilakukan penambahan debit untuk layanan distribusi dari tandon Ardimulyo sebesar 3 liter/detik dan layanan distribusi dari tandon Candi Renggo 1,5 liter/detik dari jumlah debit saat tahap I pengembangan. Jumlah penduduk terlayani sebesar 40% dari jumlah penduduk. Jaringan distribusi layanan dari tandon Ardimulyo dan Candi Renggo menggunakan jaringan tahap II pengembangan.
Tahap III pengembangan (Tahun 2029) dilakukan penambahan debit layanan distribusi dari tandon Ardimulyo sebesar 2 liter/detik dan layanan distribusi dari tandon Candi Renggo 1,5 liter/detik dari jumlah debit saat tahap II pengembangan. Jumlah penduduk terlayani sebesar 45% dari jumlah penduduk. Dilakukan penambahan jaringan distribusi layanan dari tandon Candi Renggo dengan duplikasi pipa menggunakan diameter 6 inch. Duplikasi awal distribusi layanan tandon Candi Renggo (P-58) ditambahkan pada J-1 dan (P-86) berakhir pada J-31, sedangkan jaringan distribusi layanan dari tandon Ardimulyo menggunakan jaringan tahap II pengembangan.
Perencanaan pengembangan tahap I-III dengan program Watercad V8i didapatkan bahwa sistem jaringan distribusi pada daerah studi layak dan dapat berfungsi dengan baik sehingga mampu memenuhi kebutuhan pelanggan. Hal ini ditunjukkan dengan kondisi hidrolis yang sesuai teknis perencanaan. 5.2. Saran
Guna mendapatkan hasil yang baik dalam suatu perencanaan sistem jaringan pipa, maka perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut :
1. Data pendukung merupakan kunci dari suatu perencanaan sitem jaringan pipa. Oleh karena itu, sangat penting keakurasiaan data pendukung tersebut. Agar mendapatkan hasil yang lebih baik, maka PDAM Unit Singosari sebaiknya melakukan pendataan tentang penyambungan pipa, titik-titik pengambilan data, dan fluktuasi pemakaian air harian setiap jamnya oleh pelanggan secara berkala. Dalam perencanaan suatu sistem jaringan distribusi air bersih untuk mendapatkan hasil yang optimal akan lebih baik dengan bantuan program seperti
WaterCAD.
2. Sejalan dengan semakin pesatnya perkembangan penduduk di Kecamatan Singosari, maka disarankan pihak-pihak terkait secepatnya mencari alternatif sumber air baru. Hal tersebut bertujuan agar pelayanan kebutuhan air bersih mencapai 80% dari jumlah penduduk dan dapat terlayani dengan baik secara maksimal dan merata.
UCAPAN TERIMA KASIH
1. Bapak Ir. M. Janu Ismoyo, MT. dan Ibu Dr. Ir. Endang Purwati, MP. sebagai dosen pembimbing atas arahan, bimbingan dan waktu yang diluangkan untuk berdiskusi hingga dapat terselesaikannya tugas akhir ini.
2. Bapak Dr. Eng. Tri Budi Prayogo, ST., MT. dan Ibu Linda Prasetyorini, ST.,MT. sebagai dosen penguji yang memberikan masukan dan arahan untuk kelengkapan tugas akhir ini.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim 2007. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No: 18/PRT/M/2007
Tentang Penyelenggaraan
Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum. Jakarta: Departemen
Pekerjaan Umum.
Bentley Methods. 2007. User’s Guide
WaterCAD v8 for Windows
WATERBUY CT. USA: Bentley.
Press.
Dake. JMK. 1985. Hidrolika Teknik. Terjemahan Oleh Endang P. Tacyhan dan Y. P. Pangaribuan. Jakarta: Erlangga.
Linsley, Ray K, dan Yoseph B. Franzini. 1996. Teknik Sumber Daya Air. Terjemahan Oleh Djoko Sasongko Jilid I. Jakarta: Erlangga.
Muliakusumah, Sutarsih. 2000. Proyeksi
Penduduk. Jakarta: Fakultas Ekonomi
UI.
Priyantoro, Dwi. 1991. Hidraulika Saluran
Tertutup. Malang: Jurusan Pengairan
Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.
Triatmojdo, Bambang. 1996. Hidraulika I. Edisi kedua. Yogyakarta: Beta Offset. Webber, N. B. 1971. Fluid Mechanics For
Civil Engineering, S. I Edition.
LEGENDA TITIK SIMPUL TANK RESERVOIR Pipa diameter 12 in Pipa diameter 8 in Pipa diameter 6 in Pipa diameter 4 in
LEGENDA TITIK SIMPUL TANK RESERVOIR Pipa diameter 12 in Pipa diameter 8 in Pipa diameter 6 in Pipa diameter 4 in
