ANALISIS JARINGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH PADA KECAMATAN SIDIKALANG KABUPATEN DAIRI
Saur M F Purba1, Syahrizal2, Ivan Indrawan3 1
Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan
Email: spurba94@yahoo.com
2
Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan
Email: syahrizal@usu.ac.id
3
Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan
Email: ivanindrawan76@gmail.com
ABSTRAK
Air bersih adalah salah satu jenis sumberdaya berbasis air yang bermutu baik dan biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau dalam melakukan aktivitas sehari-hari termasuk diantaranya adalah sanitasi. Suplai air bersih di Kecamatan Sidikalang dilayani oleh PDAM Tirta Nciho. Tujuan penelitian ini untuk menganalisis jaringan dan sistem pendistribusian pada daerah Kecamatan Sidikalang dengan menggunakan software Epanet 2.0. Tahapan-tahapan dalam penyelesaian tugas akhir ini yaitu terlebih dahulu mengumpulkan data yang dibutuhkan baik primer dan sekunder. Kemudian menghitung banyaknya penduduk yang ada di daerah Kecamatan Sidikalang tersebut. Tahapan berikutnya adalah menghitung kebutuhan air pada tiap titik layanan pada daerah tersebut baik. Dari data yang ada dan dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, kemudian dilakukan evaluasi dengan metode Hardy-Cross dengan mengambil sampel loop dalam jaringan perpipaan. Setelah itu dilakukan pemodelan dan analisa dengan menggunakan software EPANET 2.0. Berdasarkan hasil perhitungan didapat bahwa total penggunan air untuk seluruh area Kecamatan Sidikalang sebesar 132345 m3/bulan. Selisih rata-rata perbandingan metode Hardy cross dengan software Epanet 2.0 sebesar 0,035885 m3/dtk. Dari penelitian ini disimpulkan bahwa perhitungan manual dengan menggunakan metode Hardy cross dianggap dapat mendekati analisis program Epanet 2.0, setelah dilakukan perbandingan hasil analisa metode hardy–cross dengan analisis program Epanet 2.0.
ABSTRACT
Clean water is one of the types of resources of good quality water-based and commonly used by humans for consumption or in performing activities of daily living including the sanitation. Clean water supply in the district served by PDAM Tirta Sidikalang Nciho. The purpose of this study is to analyze the network and distribution system in the District of Sidikalang using Epanet 2.0 software. The stages in the completion of this thesis is to first collect the data needed for both primary and secondary. Then count the number of residents in the District of Sidikalang the area. The next stage is to calculate the water demand at each point of service in the area either. From the available data and the results of the calculations have been done, and then be evaluated by the method of Hardy-Cross by taking a sample loop in the piping network. After that is done the modeling and analysis using EPANET 2.0 software. Based on the calculation results obtained that the total use of water to all areas of the District Sidikalang of 132345 m3 / month. Average difference Hardy cross method comparison with Epanet 2.0 software for 0.035885 m3 / sec. This study suggests that manual calculation using the Hardy Cross method is considered to approach the analysis of the program Epanet 2.0, after the comparison of the results of the analysis methods hardy-cross with Epanet 2.0 analysis program.
Keywords : Water Disribution, Hardy Cross, EPANET 2.0
PENDAHULUAN Latar Belakang
Air bersih merupakan jenis sumber daya air bermutu baik biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk keperluan sehari-hari seperti mandi, mencuci dan sebagainya. Di sekitar kita banyak sumber air bersih yang bisa di manfaatkan secara langsung penggunaannya. Salah satu diantaranya adalah air sungai.
Penanganan akan pemenuhan kebutuhan air bersih dapat dilakukan dengan berbagai cara, disesuaikan dengan sarana dan prasarana yang ada. Di daerah perkotaan, sistem penyediaan dan pendistribusian air bersih dilakukan dengan sistem perpipaan dan non perpipaan.
Sistem distribusi air bersih merupakan suatu jaringan perpipaan yang tersusun atas sistem pipa, pompa, reservoir dan perlengkapan lainnya. Sistem penyediaan air bersih sering mengalami masalah dalam hal debit maupun tekanan yang berkaitan dengan kriteria hidrolis yang harus dipenuhi dalam sistem pengaliran air bersih. Sistem penyediaan air bersih di Kecamatan Sidikalang dikelola oleh perusahaan air minum. Air diambil dari Sungai Lae Mbulan dan diproses di WTP (Water Treatment Process) untuk selanjutnya didistribusikan kepada rumah-rumah
penduduk Kecamatan Sidikalang. Pada proses pendistribusiannya dilakukan pengukuran terhadap penggunaan air pada tiap-tiap rumah di seluruh area lokasi distribusi PDAM Sidikalang, sehingga dapat ditentukan kebutuhan air pada tiap-tiap titik layanan di area tersebut.
Suatu model sistem jaringan pipa distribusi air melibatkan pengetahuan yang menyangkut persamaan-persamaan dalam hidrolika saluran tertutup. Persamaan dasar yang terkait dengan hidrolika ini adalah persamaan kontinuitas, kekekalan energi dan kehilangan tekanan (headloss). Untuk menganalisa sistem jaringan ini dapat diselesaikan dengan cara manual, namun untuk jaringan yang kompleks perangkat lunak EPANET akan sangat membantu dalam menyelesaikan permasalahan ini.
METODOLOGI PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan adalah terlebih dahulu mengumpulkan data yang dibutuhkan baik primer dan sekunder. Kemudian menghitung banyaknya penduduk yang ada di area perumahan tersebut. Tahapan berikutnya adalah menghitung kebutuhan air pada tiap titik layanan pada area tersebut. Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, kemudian dilakukan analisa perhitungan manual menggunakan metode Hardy Cross dengan persamaan Hazen-Williams dengan bantuan program Microsoft Excel 2007. Adapun Prosedur perhitungannya adalah sebagai berikut :
1. Asumsikan pembagian debit aliran melalui tiap-tiap pipa Qo hingga terpenuhi kontinuitas.
2. Hitung headloss (hf) pada tiap pipa, hf = k.Q1,85
3. Jaringan pipa dibagi menjadi sejumlah jaringan tertutup (tiap pipa minimal masuk dalam satu jaringan.
4. Hitung Σhf tiap jaringan, jika pengaliran seimbang, Σhf = 0. 5. Hitung nilai total headloss persatuan laju aliran ℎ𝑓
𝑄𝑜 untuk tiap jaringan dan tentukan jumlah besaran ℎ𝑓
𝑄𝑜
6. Hitung koreksi debit aliran ΔQ= Σ ℎ𝑓 1,85 ℎ𝑓𝑄𝑜
7.Koreksi debit aliran, Q = Qo + ΔQ, Untuk pipa yang digunakan secara bersama dengan loop lain, maka koreksi aliran untuk pipa tersebut adalah harga netto dari koreksi untuk kedua loop.
8.Tuliskan aliran yang telah di koreksi pada diagram jaringan pipa seperti pada langkah 1 untuk memeriksa koreksi pada langkah 7 perhatikan kontinuitas pada setiap pertemuan pipa.
9.Ulangi langkah 1-6 hingga koreksi debit aliran ΔQ ≈ 0.
Setelah dilakukan perhitungan menggunakan metode hardy cross maka dilakukan analisis dengan program EPANET 2.0. Adapun tahapan dalam analisis Program EPANET 2.0 adalah sebagai berikut :
1. Memilih dimensi yang digunakan yaitu meter, serta memilih Headloss
Formula yaitu Hazen-Williams
3. Masukkan data reservoir, panjang pipa dan junction sesuai kondisi di lapangan.
4.Melakukan simulasi dengan perintah Run Analysis,
5.Setelah itu maka didapat hasil yaitu flow, headloss dan gambaran visual
Diagram alir Pengoperasian Program EPANET
ANALISA DAN PEMBAHASAN Perhitungan Jumlah Pelanggan
Pendistribusian air bersih di Sidikalang dibagi menjadi empat wilayah, mulai dari wilayah 01 hingga wilayah 04. Pembagian wilayah dan jumlah pelanggan akan diperlihatkan pada tabel berikut:
Tabel 1. Pembagian Wilayah dan Jumlah Pelanggan PDAM Tirta Nciho
Wilayah Alamat Jumlah Pelanggan
1. SM.Raja Atas 2 Sudirman 3. Pembangunan 4. Empat Lima 5. Serbaguna 6. Pemuda
Wil 01 7. Dr.Fl.Tobing 2.928 8.S.Salak 9. Bambu Kuning 10. Nusa Indah 11. Runding 12. Air Bersih 13. Anggrek 14. Kemuning 15. Bouqenville 16. Palang Merah 17. Sentosa 18. Martabe 19. Dahlia 20. Flamboyan 21. Seroja 22. Cempaka 23. Sakura 24. Mawar 25. Anyelir 26. Sedap Malam 27. Raplesia 28. Melati Raya 29. Makmur 30. Asoka 31. Teratai 32. Panji 33. Aster 34. Gorat Wil 02 1. SM. Raja Tengah 825 2. Lima 3. Kartini 4. Dwikora 5. Irian Jaya 6. Gereja 7. Nusantara 8. K.Jehe 9. Sitelunempu 10. D. Blang Malum 11. Ujung 12. Angkat 13. Bintang 14. RSU Lama 15. G.Nasional 16.D.Bintang 1.SM.Raja Bawah 2. Pakpak
Wil 03 3. B.Kapur 1.510 4. Merdeka 5. Simalungun 6. Karo 7. Tembakau 8. Nilam 9. Kopi 10. Kemenyan 11. Dairi 12. Sekolah 13. Pekan 14. Boang 15. Kelasen 16.Tapanuli 17. P.Lopian 18. Pentakosta 19. Ht. Gambir 20. Pendidikan Wil 04 1.Trikora 1.282 2. Komp.GPKS 3. Terminal 4. HKBP 5. Kalang Baru 6. Km.2 7. Cipta 8. K.P.Karo 9. H.T.Rakyat 10. H.T. Imbaru 11. J.Salak 12. Perluasan
Berdasarkan tabel 1di atas maka total jumlah pelanggan = 2928 + 825 + 1510 + 1282 = 6546 pelanggan
Perhitungan Pemakaian Air Pelanggan
Tabel 2. Pemakain Air Per Wilayah
Wilayah Pemakain air ( m3/bulan)
1 62553
2 20570
3 28302
4 20920
Berdasarkan tabel di atas maka total penggunaan air = 62553 + 20570 + 28302 + 20920 = 132345 m3/bulan.
Perhitungan Debit Dengan Metode Hardy Cross
Setelah Iterasi Kelima, nilai ∆Q sudah mendekati nol dimana arah dan debit aliran sudah konstan sehingga perhitungan hardy cross dihentikan pada itersi ini.
Pemodelan Jaringan Menggunakan Epanet
Berikut adalah gambar visual analisa program EPANET 2.0 pada Kecamatan Sidikalang Kabupaten Dairi.
Perbandingan Metode Hardy Cross dengan Program Epanet 2.0
Hasil analisa jaringan perpipaan menggunakan program EPANET 2.0 ditunjukkan pada tabel 6 berikut ini :
Tabel 3. Nilai Debit Dan Tekanan Output Software EPANET 2.0
Keterangan : Flow = Debit , Headloss = Kehilangan Tekanan
Table 4 Hasil Evaluasi Pemodelan Sofware Epanet 2.0 Dengan Metode Hardy cross
Table 5 Perbandingan Debit Hasil Pemodelan Epanet 2.0 dan Debit Lapangan
KESIMPULAN
1. Kapasitas total air bersih untuk kebutuhan Kecamatan Sidikalang Kabupaten Dairi adalah 132345 m3/bulan.
2. Total perbedaan hasil antara analisa dengan program Epanet 2.0dengan metode Hardy Cross adalah 0,035885 m3/dtk.
3. Analisa distribusi air bersih dengan menggunakan software EPANET 2.0 dianggap dapat mendekati perhitungan manual dengan menggunakan metode Hardy Cross. Hal ini disimpulkan setelah dilakukan evaluasi hasil analisa EPANET 2.0 dengan menggunakan metode Hardy Cross.
4. Analisa perhitungan distribusi air bersih dilakukan dengan menggunakan Hardy Cross Method dan Program Epanet.
SARAN
1. Pemodelan dengan Epanet 2.0 dapat membantu keputusan manajerial dalam setiap kasus yang mungkin terjadi di lapangan. Untuk mendapatkan situasi yang lebih sesuai dengan kenyataan dan semakin mendekati kondisisebenarnya perlu dilakukan pengembangan programming yang lebih intens. Bagaimanapun, software hanyalah sebuah program bantu analisis, sementara keadaan sebenarnya dilapangan merupakan keadaan yang sangat kompleks dan peluang setiap kejadian yang dimodelkan dapt terjadi secara acak dan tidak mudah ditebak.
2. Perlu dilakukan pengkajian kembali sistem jaringan distribusi oleh PDAM Tirta Nciho seperti survey kebocoran air pada pipa distribusi, dan juga banyak meteran air pelanggan yang rusak ataupun meteran tersebut tidak terbaca angkanya. Agar diperbaiki untuk mendapatkan pembacaan angka meteran yang lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Dake, J.M.K dan Endang P.Tachyan dan Y.P. Pangaribuan. 1985. Hidraulika
Teknik Edisi II. Erlangga. Jakarta.
Gules, Ronald V.1996. Mekanika dan Hidrolika Teknik. Erlangga. Jakarta.
Gupta S, Ram. 1989. Hydrology & Hydraulic Systems. Prentice Hall. New Jersey. Irfandi, 2009. Perancangan Sistem Distribusi Air Bersih Pada Komplek
Perumahan Karyawan PT. Pertamina. Teknik Mesin. Universitas Sumatera
Utara.
Noerbambang, Soufyan Moh. dan Takeo Morimura. 2005. Perancangan dan
Pemeliharaan Sistem Plumbing. PT Pradnya Paramita. Jakarta.
Linsey, Ray K dan Joseph B. Franzini. 1991. Teknik Sumber Daya Air Jilid II
Edisi III. Erlangga. Jakarta.
Kindler, J. And C.S. Russel. 1984. Modeling Water Demands. Academic Press Inc. London.
Morimura, T. dan Noerbambang, S.M. 2005. Perancangan dan Pemeliharaan
Sistem Plumbing. PT. Pradnya PAramita Jakarta.
Houghtalen, Robert J. and Ned H. C. Hwang and A. Osman Akan. 2010.
Fundamental of Hydraulic Engineering Systems Fourth Edition.
Streeter, Victor L dan E. Bejamin Wylie. 1990. Mekanika Fluida Jilid 1 Edisi
VIII. Erlangga. Jakarta
Triatmadja, Radianta. 2009. Hidraulika Sistem Jaringan Perpipaan Air Minum. Beta Offset. Yogyakarta.
