1
Muhammad Hasanudin1, M Bisri2, M Janu Ismoyo2.
1Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya 2Dosen Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
e-mail : [email protected] ABSTRAK
Air bersih merupakan materi yang penting dimana keberadaannya sangat dibutuhkan baik dimusim kering maupun di musim penghujan. Keberadaan air bersih merupakan sesuatu unsur yang sangat penting dalam kehidupan manusia sehingga tidak dapat terlepas dari tata kehidupan. Pemanfaatan air bersih tidak hanya terbatas pada kebutuhan rumah tangga saja, tetapi juga menyangkut pada fasilitas-fasilitas pelayanan ekonomi dan sosial ataupun kebutuhan dasar bagi manusia dimana kebutuhannya akan selalu meningkat. Dalam rangka peningkatan kesejahteraan masyarakat dan mengantisipasi perkembangan daerah, maka perlu diusahakan penyediaan air bersih secara memadai baik dari segi kuantitas maupun kualitasnya sehingga aman dikonsumsi oleh manusia. Sistem jaringan pipa merupakan komponen utama dari sistem distribusi air bersih atau air minum, dimana merupakan suatu jaringan yang digunakan untuk mengalirkan/mendistribusikan air ke masyarakat. Aliran terjadi karena adanya perbedaan tinggi tekanan di ke dua tempat, tekanan terjadi karena adanya perbedaan elevasi muka air atau karena digunakannya pompa yang lebih sering mengalirkan air dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi.
Kata kunci :, air bersih, jaringan pipa, kehilangan tinggi tekan ABSTRACT
Clean water is an important matter which is needed in any season .The Existence of clean water is the important element that cannot be separated from human life order. Utilization of clean water is not only limited to domestic needs, but also used for the economic and social services and basic human needs which is always increasing. In order to improve the welfare of society and anticipate the region’s development, it is necessary to arrange adequate water supply in terms of both quantity and quality that is safe for human consumption. Pipeline systems are a major component of the water distribution system or drinking water, it is used to drain / distributing water to the public. Water flow occurs due to the high difference pressure in two places, the pressure occurs due to the difference in water level or due to more frequent use of pumps to drain water from a lower to a higher place.
I. PENDAHULUAN Latar Belakang
Air bersih merupakan materi yang penting dimana keberadaannya sangat dibutuhkan baik dimusim kering maupun di musim penghujan. Dalam rangka peningkatan kesejahteraan masyarakat dan mengantisipasi perkembangan daerah, diperlukan ketersediaan air bersih yang memadai, dalam arti secara kuantitas, kualitas maupun kontinuitas sesuai dengan harapan masyarakat. Mengingat selama ini ketersediaan air bersih masih kurang dibandingkan dengan kebutuhan masyarakat.
Upaya pemenuhan kebutuhan air bersih pada suatu daerah hendaknya memperhatikan ketersediaan sumber air yang telah ada. Keberadaan air bersih merupakan sesuatu unsur yang sangat penting dalam kehidupan manusia sehingga tidak dapat terlepas dari tata kehidupan. Pemanfaatan air bersih tidak hanya terbatas pada kebutuhan rumah tangga saja, tetapi juga menyangkut pada fasilitas-fasilitas pelayanan ekonomi dan sosial ataupun kebutuhan dasar bagi manusia dimana kebutuhannya akan selalu meningkat. Dalam rangka peningkatan kesejahteraan masyarakat dan mengantisipasi perkembangan daerah, maka perlu diusahakan penyediaan air bersih secara memadai baik dari segi kuantitas maupun kualitasnya sehingga aman dikonsumsi oleh manusia.
Sistem jaringan pipa merupakan komponen utama dari sistem distribusi air bersih atau air minum, dimana merupakan suatu jaringan yang digunakan untuk mengalirkan/mendistribusikan air ke masyarakat. Aliran terjadi karena adanya perbedaan tinggi tekanan di ke dua tempat, tekanan terjadi karena adanya perbedaan elevasi muka air atau karena digunakannya pompa yang lebih sering mengalirkan air
dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi.
Ketersediaan air di muka bumi sebenarnya sangat melimpah karena dua pertiga permukaan bumi tertutupi air. Bumi memiliki sekitar 1,3 - 1,4 milyar km3 air, yang terbagi atas 97,5% berupa air laut, 1,75% berbentuk es dan 0,73% berada di daratan sebagai air sungai, air danau, airtanah dan sebagainya dan hanya 0,001% berbentuk uap di udara (Sosrodarsono, 1977:1). Jika melihat kondisi tersebut maka kita hanya menggunakan tidak lebih dari 1% dari jumlah air seluruhnya. Dengan terbatasnya ketersediaan air yang bisa dioptimalkan, kita dituntut untuk dapat menggunakan air sehemat mungkin.
Identifikasi Masalah
Dengan semakin berkurangnya kualitas dan kuantitas air permukaan sebagai salah satu sumber kehidupan makhluk hidup terutama kebutuhan hidup manusia, maka pemenuhan kebutuhan air tersebut harus didukung dengan pemanfaatan air tanah sebagai sumber air bersih. Menurut informasi pejabat setempat, kedalaman sumur dangkal berkisar antara 15-20m bahkan ada yang mencapai 25m. Sedangkan resiko pencemaran sebagai akibat limbah industri rumah tangga juga mencapai pada kedalaman 25m lebih tepatnya lagi di RW IX Kelurahan Blimbing, air yang berasal dari sumur kualitas nya tidak terlalu baik karena terkena rembesan dari selokan.
Rumusan Masalah
Berdasarkan dengan tinjauan latar belakang dan batasan masalah tersebut, maka dapat dirumuskan rumusan masalah sebagai berikut.
1. Berapakah besarnya kebutuhan air bersih di lokasi studi?
2. Bagaimana neraca distribusi air bersih pada wilayah studi?
3. Bagaimana perencanaan jaringan distribusi air bersih menggunakan program
WaterCad ν 8 XM Edition? Tujuan dan Manfaat
Tujuan studi ini antara lain adalah sebagai berikut:
1. Memperkirakan berapa besar kebutuhan air bersih di wilayah studi.
2. Merencanakan sistem jaringan distribusi air untuk memenuhi kebutuhan air bersih masyarakat Kelurahan Blimbing RW IX.
3. Mengetahui dan menganalisis perencanaan sistem jaringan distribusi air bersih dari segi hidrolika dan sistem operasinya dengan menggunakan paket program WaterCad ν 8 XM Edition.
Manfaat yang di harapkan dari studi ini adalah untuk mempermudah mendapatkan air bersih dan layak pakai bagi masyarakat setempat di RW IX kel Blimbing.
II. METODOLOGI PERENCANAAN A. Kebutuhan Air Bersih
Kebutuhan air adalah jumlah air
yang dipergunakan secara wajar untuk keperluan pokok manusia (domestik) dan kegiatan-kegiatan lainnya yang memerlukan air. Pada umumnya banyak diperlukan oleh masyarakat untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari.
Pemakaian air oleh masyarakat tidak terbatas pada keperluan domestik, namun untuk keperluan industri dan keperluan perkotaan. Besarnya pemakaian oleh masyarakat dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti tingkat hidup, pendidikan, tingkat ekonomi dan kondisi sosial. Dengan demikian, dalam perencanaan suatu sistem penyediaan air, kemungkinan penggunaan air dan variasinya haruslah diperhitungkan secermat mungkin (Linsley, 1996:91). Macam kebutuhan air bersih umumnya dibagi atas dua kelompok yaitu:
1. Kebutuhan Domestik 2. Kebutuhan Non Domestik
Hidraulika Aliran Pada Sistem Jaringan Pipa Air Bersih
Air di dalam pipa selalu mengalir
dari tempat yang memiliki tinggi energi lebih besar menuju tempat yang memiliki tinggi energi lebih kecil. Aliran tersebut memiliki tiga macam energi yang bekerja di dalamnya, yaitu (Priyantoro, 1991:5):
1. Energi kinetik, yaitu energi yang ada pada partikel massa air sehubungan dengan kecepatannya. 2. Energi tekanan, yaitu energi yang
ada pada partikel massa air sehubungan dengan tekanannya. 3. Energi ketinggian, yaitu energi
yang ada pada partikel massa air sehubungan dengan ketinggiannya terhadap garis refrensi (datum line).
Pada jaringan distribusi air bersih, pipa merupakan komponen yang utama. Pipa berfungsi sebagai sarana mengalirkan zat cair dari suatu titik simpul ke titik simpul yang lain. Aliran dalam pipa timbul bila terjadi perbedaan tekanan pada dua tempat, yang bisa terjadi karena adanya perbedaan elevasi muka air atau karena digunakannya pompa.
Kehilangan Tinggi Tekan (Head loss)
Pada perencanaan jaringan pipa air tidak mungkin dapat dihindari adanya kehilangan tinggi tekan selama air mengalir melalui pipa tersebut. Kehilangan tinggi tekan dalam pipa dapat dibedakan menjadi kehilangan tinggi tekan mayor (major
losses) dan kehilangan tinggi tekan minor
(minor losses).
Dalam merencanakan sistem jaringan distribusi air bersih, aliran dalam pipa harus berada pada kondisi aliran turbulen. Untuk mengetahui kondisi aliran dalam pipa turbulen atau tidak, dapat dihitung dengan identifikasi bilangan
Reynold menggunakan persamaan berikut (Triatmodjo, 1996:4): Re = V D. dengan : Re = Bilangan Reynold D = diameter pipa (m) V = kecepatan rerata (m/det)
υ = kekentalan kinematik (m2/det) (Tabel 1)
Dari perhitungan bilangan Reynold, maka sifat aliran di dalam pipa dapat diketahui dengan kriteria sebagai berikut (Triatmodjo, 1996:5):
Re < 2000→ aliran bersifat laminer Re = 2000 – 4000→ aliran bersifat
transisi
Re > 4000→ aliran bersifat turbulen
Tabel 1. Kekentalan Kinematik Air Suhu (oC) Kekentalan Kinematik (m2/det) Suhu (oC) Kekentalan Kinematik (m2/det) 0 5 10 15 20 25 30 1,785 . 10-6 1,519 . 10-6 1,306 . 10-6 1,139 . 10-6 1,003 . 10-6 0,893 . 10-6 0,800 . 10-6 40 50 60 70 80 90 100 0,658 . 10-6 0,553 . 10-6 0,474 . 10-6 0,413 . 10-6 0,364 . 10-6 0,326 . 10-6 0,294 . 10-6 Sumber : Priyantoro, 2001
Kehilangan Tinggi Mayor (Major Losses)
Tegangan geser yang terjadi pada dinding pipa merupakan penyebab utama menurunnya garis energi pada suatu aliran (major losses) selain bergantung juga pada jenis pipa. Ada beberapa teori dan formula untuk menghitung besarnya kehilangan tinggi tekan mayor ini yaitu dari
Hazen-Williams, Darcy-Weisbach, Manning, dan Chezy. Adapun besarnya kehilangan tinggi
tekan mayor dalam kajian ini dihitung
dengan persamaan Hazen-Williams
(Webber, 1971:121): 54 , 0 63 , 0 354 . 0 C A R S Q hw 54 , 0 63 , 0 354 . 0 C R S V hw (2-14) 63 . 0 54 . 0 54 . 0 2.82 D xV L X C Hf dengan:
V = kecepatan aliran pada pipa (m/det) Chw = koefisien kekasaran pipa
Hazen-Williams
A = luas penampang aliran (m2) Q = debit aliran pada pipa (m3/det) L = panjang pipa (m) S = kemiringan hidraulis R = jari-jari hidrolis (m) = D D P A 2 4 1 R = 4 D Hf = kehilangan tekanan (m)
Dari persamaan Q = V.A, maka didapatkan persamaan kehilangan tinggi tekan mayor menurut Hazen-Williams
sebesar (Sularso, 2000:31): 85 , 1 Q k hf dengan: 87 , 4 85 , 1 666 , 10 D C L k hw dengan:
hf = kehilangan tinggi tekan mayor (m)
k = koefisien karakteristik pipa D = diameter pipa (mm)
L = panjang pipa (m)
Chw = koefisien kekasaran pipa
Hazen-Williams (Tabel 2.)
Q = debit aliran pada pipa (m3/det)
Tabel 2. Koefisien Kekasaran Pipa
Hazen-Williams (Chw)
No Bahan Pipa Nilai Koefisien
Hazen-Williams (Chw) 1 Asbestos Cemen 140 2 Brass 130 – 140 3 Brick sewer 100 4 Cast iron : - New unlined 130
No Bahan Pipa Nilai Koefisien Hazen-Williams (Chw) - 10 years old 107 – 113 - 20 years old 98 – 100 - 30 years old 75 – 90 - 40 years old 64 – 83 5 Concrete or Concrete lined
- Steel forms 140 - Wooden forms 120 - Sentrifugally spun 135 6 Copper 130 – 140 7 Galvanized iron 120 8 Glass 140 9 Lead 130 – 140 10 Plastic 140 – 150 11 PVC 130 – 150 12 Steel - Coal-tarenamel lined 145 – 150 - New unlined 140 – 150 - Riveted 110 13 Tin 130
14 Vitrified clay (Good
condition) 110 – 140 15 Wood stave (Average
condition) 120
Sumber : Haestad, 2001 : 290
Kehilangan Tinggi Minor (Minor Losses)
Kehilangan energi minor diakibatkan oleh adanya belokan pada pipa sehingga menimbulkan turbulensi. Selain itu juga dikarenakan adanya penyempitan maupun pembesaran penampang secara mendadak. Hal tersebut umumnya dibangkitkan oleh adanya katup dan sambungan pipa atau
fitting (Haestad, 2001).
Pada pipa-pipa yang panjang, kehilangan minor ini sering diabaikan tanpa kesalahan yang berarti (L/D >>1000), tetapi dapat menjadi cukup penting pada pipa yang pendek (Priyantoro, 1991:37). Kehilangan minor pada umumnya akan lebih besar bila terjadi perlambatan kecepatan aliran di dalam pipa dibandingkan peningkatan kecepatan akibat adanya pusaran arus yang ditimbulkan oleh pemisahan aliran dari bidang batas pipa (Linsley, 1989:273). Adapun kehilangan tinggi tekan minor dapat dihitung dengan persamaan berikut:
g V k hLm 2 . dengan:
hLm = kehilangan tinggi minor (m)
V = kecepatan rata-rata dalam pipa (m/det)
g = percepatan gravitasi (m/det2)
K = koefisien kehilangan tinggi tekan minor (Tabel 2)
Besarnya nilai koefisien K sangat beragam, tergantung dari bentuk fisik pengecilan, pembesaran, belokan, dan katup. Namun nilai K ini masih merupakan pendekatan karena dipengaruhi bahan, kehalusan sambungan, dan umur sambungan. Adapun nilai K dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Koefisien Kehilangan Tinggi Tekan Berdasarkan Perubahan Bentuk Pipa (K) Jenis Perubahan Bentuk Pipa K Jenis Perubahan Bentuk Pipa K Inlet Bell mounth Rounded Sharp Edged Projecting Pengecilan Tiba-tiba D2/D1 = 0,80 D2/D1 = 0,50 D2/D1 = 0,20 Pengecilan Mengerucut D2/D1 = 0,80 D2/D1 = 0,50 D2/D1 = 0,20 Pembesaran Tiba-tiba D2/D1 = 0,80 D2/D1 = 0,50 D2/D1 = 0,20 Pembesaran Mengerucut D2/D1 = 0,80 D2/D1 = 0,50 D2/D1 = 0,20 0,03 – 0,05 0,12-0,25 0,50 0,80 0,18 0,37 0,49 0,05 0,07 0,08 0,16 0,57 0,92 0,03 0,08 0,13 Belokan 90o R/D = 4 R/D = 2 R/D = 1 Belokan Tertentu θ = 15o θ = 30o θ = 45o θ = 60o θ = 90o T (Tee) Aliran searah Aliran bercabang Persilangan Aliran searah Aliran bercabang 45o Wye Aliran searah Aliran bercabang 0,16-0,18 0,19-0,25 0,35-0,40 0,05 0,10 0,20 0,35 0,80 0,03-0,04 0,75-1,80 0,50 0,75 0,30 0,50 Sumber : Haestad, 2001
III. Hasil dan Pembahasan
a. Analisis Kebutuhan Air Bersih.
Besar debit yang tersedia pada saat ini adalah sebesar antara 1.5 liter/detik – 3 liter/detik untuk sekarang ini debit yang di pompa ke tendon sebesar 1,5 liter/detik yang terletak di RW IX kelurahan Blimbing dan akan ditampung di tandon, dengan dimensi L = 3,5 meter P = 5 meter dan T = 2 meter, dengan demikian kapasitas 26,25 m3. Letak
tendon berada pada elevasi + 468, adapun gambar kontruksi sumur bor akan ditunjukkan pada gambar 4.3. Jumlah rumah yang akan didistribusi pada saat ini adalah 74 rumah dengan rata-rata jumlah anggota keluarga tiap rumah adalah 5 jiwa/rumah. Ada pun debit dari pompa pada saat ini adalah 1,5 liter/detik, Untuk mengetahui jumlah kebutuhan air pada daerah studi menggunakan tahapan perhitungan dibawah ini:
1. Menghitung jumlah penduduk dengan rumus:
Jumlah penduduk =
Jumlah pelanggan air bersih x rata-rata anggota keluarga
2. Menghitung kebutuhan air bersih dengan rumus:
Kebutuhan air bersih =
Jumlah penduduk x standart kebutuhan air bersih
Kebutuhan distribusi air bersih dihitung berdasarkan jumlah penduduk dikali standar kebutuhan air bersih yaitu 100 liter/orang/hari(Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU). Dalam penelitian ini jumlah penduduk dihitung berdasar jumlah pelanggan air bersih dikalikan rata-rata anggota keluarga. Rata-rata jumlah anggota keluarga di RW IX Kelurahan Blimbing adalah 5 jiwa/keluarga (Hasil interview ketua RW).
Contoh perhitungan kebutuhan air bersih adalah sebagai berikut:
Jumlah penduduk =
Jumlah pelanggan air bersih x rata-rata anggota keluarga
= 74 x 5 = 350 jiwa
Kebutuhan air bersih domestik =
Jumlah penduduk x standart kebutuhan air bersih
= 350 jiwa x 100 liter/hari = 35000 liter/hari
= 0,405 liter/detik
Kebutuhan non domestik =
Sekolahan SD= jumlah murid 133 x 5 liter/hari = 665 liter/ hari
Taman kanak-kanak = jumlah murid 24 x 5 liter/hari= 120 liter/hari
Mushola = 2000 liter/unit/hari
Jadi jumlah kebutuhan non domestic = = 665 liter/hari + 120 liter/ hari + 2000 liter/hari
= 2785 liter/hari = 0,0322 liter/detik
Kebutuhan air bersih = kebutuhan air bersih domestik + kebutuhan air bersih non
domestic
= 35000 liter/hari + 2785 liter/hari = 37785 liter/hari
= 0,437 liter/detik
Berdasarkan perhitungan diatas dapat diketahui bahwa jumlah debit yang tersedia sebesar 1,50 liter/detik tidak akan menjadi masalah dalam perencanaan distribusian air bersih karena jumlah debit outflow lebih kecil dari jumlah debit inflow yaitu 0,437 liter/detik untuk jumlah debit outflow dan 1,50 liter/detik untuk debit inflow.
b. Analisa Hidrolika
Kehilangan tinggi tekan mayor
Kehilangan tinggi tekan pada pipa akibat gesekan (major losses), dapat dihitung dengan persamaan. Pada studi ini didesain menggunakan perencanaan sesuai dengan data berikut yang menggunakan contoh perhitungan pada pipa P5.
Gambar 1. Tampilan jaringan pipa P5
Sumber : Hasil pengerjaan mengunakan program
WaterCAD ver 8XM
Pada studi ini didesain menggunakan perencanaan sesuai dengan data berikut:
Debit (Q) = 0,0005661 m3/det
Panjang pipa (L) = 17 m
Koefisien kekasaran pipa (Chw) = 150 (pipa PVC)
Diameter pipa (D) = 0,0381 m (1,5”)
Dari data tersebut sehingga didapatkan,
87 , 4 85 , 1 . . 67 , 10 D C L k hw 87 , 1 85 , 1 0381 , 0 . 150 ) 17 .( 67 , 10 k k = 7,2133
sehingga dari nilai tersebut, dengan menggunakan persamaan didapatkan kehilangan tinggi tekan mayor sebagai berikut: 1,85 .Q k hf 85 , 1 0005661 , 0 ). 7,2133 ( f h hf = 7,095x10-6 m
Kehilangan tinggi tekan minor
Dalam menghitung besarnya kehilangan tinggi tekan minor dapat menggunakan persamaan. sebagai berikut:
g v k hLm 2 . 2
Pada studi ini kehilangan tinggi tekan minor disebabkan oleh 3 (tiga) faktor, yaitu: pada
inlet, belokan, dan pada outlet.
Direncanakan menggunakan pipa sesuai dengan data perencanaan sebagai berikut:
Debit (Q) = 0,0005661 m3/det
Diameter pipa (D) = 0,0381 m (1,5”)
Koefisien kehilangan tinggi tekan minor disesuaikan dengan bentuk pipa. Berikut merupakan analisa perhitungannya.
2
0381 , 0 14 , 3 4 1 x A A = 0,001395 m2 001395 , 0 0005661 , 0 v v = 0,4058 m/detSehingga dengan g sebesar 9,81 m/detik2 didapatkan:
a. pipa inlet, dengan k = 0,5 (bell mounth) 81 , 9 2 4058 , 0 5 , 0 2 x x hLm hlm = 0,004196 m
b. akibat belokan, dengan k = 0,8 (belokan 900) 81 , 9 2 4058 , 0 8 , 0 2 x x hLm hlm = 0,006713 m
c. pipa outlet, k = 1 (ujung keluar pipa) 81 , 9 2 4058 , 0 1 2 x x hLm hlm = 0,008393 m
Didapatkan total kehilangan tinggi tekan (minor losses) sebesar 0,0193 m
c. Analisa Tampungan Air
Analisa tampungan air membahas tentang dimensi dari pola operasi perhitungan kebutuhan air baku. Kapasitas maupun dimensi tandon tergantung dari rencana lamannya pengoperasian pompa. Dari analisa kebutuhan air baku didapatkan bahwa kebutuhan penduduk rata-rata per hari sebesar 0.437 liter/detik. Dengan
kemampuan pompa 1,50 liter/detik, untuk analisa tandon ada 2 simulasi yang pertama pola operasi pompa selama 14 jam mulai start jam 2 dan yang kedua pola operasi pompa 13 jam mulai start jam 1 untuk memenuhi kebutuhan air baku penduduk tersebut. Untuk lebih jelasnya berikut merupakan contoh perhitungan simulasi volume tandon dengan prosentase penduduk terlayani sebesar 100% dan kehilangan air sebesar 15%, pada jam ke-3.
Contoh perhitungan volume tandon I :
1. Pola operasi pompa on
2. Faktor beban konsumen (multiplier) = 0,45
3. Debit inflow = 1,50 liter/detik
4. Debit outflow (kebutuhan rerata penduduk sebesar 0,437 liter/detik)
Qoutflow0,45x0,437= 0,197 liter/detik
5. Volume inflow = 1,5 liter/detik = 1000 60 60 5 , 1 x x = 5,4 m3 6. Volume outflow = 0,197 liter/detik
= 1000 60 60 197 , 0 x x = 0,71 m3 7. Volume
= volume jam ke-2 + volume
inflow – volume outflow
= 4,33 m3 + 5,4 m3 – 0,71 m3 = 9,02 m3
8. Volume air total
= volume jam ke 3 + volume tampungan mati
= 9,02 m3 + 1,75 m3 = 10,77 m3 9. Kedalaman air
= volume air total jam ke 3 / luas tandon
= 10,77 m3 / 17,5 m2 = 0,62 m
Contoh perhitungan volume tandon II :
Pola operasi pompa on
1. Faktor beban konsumen (multiplier) = 0,45
2. Debit inflow = 1,50 liter/detik
3. Debit outflow (kebutuhan rerata penduduk sebesar 0,437 liter/detik)
Qoutflow0,45x0,437= 0,197 liter/detik
4. Volume inflow = 1,5 liter/detik = 1000 60 60 5 , 1 x x = 5,4 m3 5. Volume outflow = 0,197 liter/detik = 1000 60 60 197 , 0 x x = 0,71 m3 6. Volume
= volume jam ke-2 + volume inflow – volume outflow
= 9,73 m3 + 5,4 m3 – 0,71 m3 = 14,42 m3
7. Volume air total
= volume jam ke 3 + volume tampungan mati
= 14,42 m3 + 1,75 m3 = 16,17 m3
8. Kedalaman air
= volume air total jam ke 3 / luas tandon
= 16,17 m3 / 17,5 m2 = 0,92 m
Nilai volume tergantung dari kebutuhan fluktuatif volume outflow dan volume inflow yang masuk. Nilai volume terbesar merupakan nilai volume efektif yang digunakan dalam acuan perencanaan tandon. Berikut merupakan rekapitulasi hasil perhitungan volume tandon dalam satu hari.
Gambar 2. Grafik hubungan kebutuhan air bersih, inflow dan outflow pada simulasi I
Sumber: Hasil perhitungan
Gambar 3. Grafik hubungan kebutuhan air bersih, inflow dan outflow pada simulasi II
Sumber: Hasil perhitungan
Analisa hasil dari operasi pompa tersebut dapat dijelaskan bahwa dalam satu hari total volume debit inflow yang dihasilkan simulasi I sebesar 75,60 m3/hari dengan 14 jam pompa on pada gambar grafik 2 bahwasan nya banyak air terbuang pada jam tidak efektif karena kebutuhan air menurun sedang debit inflow meningkat dan simulasi II sebesar 70,20 m3/hari dengan 13 jam pompa on gambar grafik 3 menunjukan bahwa pada waktu kebutuhan menurun maka pasokan air ditandon juga menurun maka kelebihan air tidak akan terjadi. Artinya bahwa kedua simulasi lebih dari cukup untuk pemenuhan kebutuhan air baku, yaitu sebesar 37,00 m3/hari.
Pada perhitungan tersebut juga didapatkan volume efektif tandon sebesar 37 m3. Mengacu pada hasil volume efektif
tandon, selanjutnya dianlisa dimensi tampungan yang dibutuhkan dalam penyediaan air baku. Dalam studi ini direncanakan dimensi tampungan berbentuk balok (non-silindris).
Vol.eff.hitung ≥ volume efektif tandon,
maka didapatkan: Heff = 2,00 m
Hjagaan = 0,1 m dan Hmati = 0.1 m
Htotal = 2,20 m
Panjang = 5 m dan lebar = 3,5 m Vol.eff = (5 x 3,5) x 2,0 m = 35 m3 Vol.mati = (5 x 3,5) x 0,1 m = 1,75 m3 Vol.total = (5 x 3,5) x (2,0m + 0,1m + 0,1m) = 38,5 m3
Dari hasil tersebut dapat diketahui dimensi tampungan dalam studi penyediaan air baku, ini yaitu: panjang 5 m, lebar 3,5 m dan Heff 2,2 m sangat aman untuk
Gambar 4. Peta jaringan perpipaan
Hasil Simulasi Pada Pipa
Penentuan diameter pipa dilakukan dengan sistem trial and error menyesuaikan dengan kondisi lapangan dan hasil running program. Berikut merupakan perencanaan jenis pipa dan diameternya.
Menggunakan pipa GI untuk jaringan perpipaan dari sumber ke tendon, dan dari pipa sekunder ke SR ( Sambungan Rumah) dan pipa PVC dari tandon ke daerah layanan (junction).
Diameter untuk pipa GI adalah 2 inc dan 0,5 inc.
Diameter pipa PVC adalah 1,5 inc dan 1 inc
Diameter pipa yang digunakan hanya untuk memenuhi kebutuhan dari yang direncanakan, sifatnya bisa berubah tergantung kondisi di lapangan.
Hasil simulasi pipa khususunya pada jam minimum (pukul 00.00) dan jam puncak (pukul 06.00) dapat diketahui pada tabel berikut.
Tabel 4. Hasil Simulasi I Pada Pipa 5
Time Flow Velocity Kontrol Headloss
Gradient Kontrol (hours) (ltr/s) (m/s) (0,2 ≥ v ≥ 4,5) (m/km) (hf ≤ 15) 01.00 0.20 0.10 TIDAK 0.28 OK 02.00 0.26 0.13 TIDAK 0.48 OK 03.00 0.44 0.22 OK 1.19 OK 04.00 0.62 0.31 OK 2.30 OK 05.00 0.71 0.35 OK 2.97 OK 06.00 0.75 0.37 OK 3.27 OK 07.00 0.72 0.36 OK 3.04 OK 08.00 0.68 0.33 OK 2.71 OK 09.00 0.64 0.32 OK 2.46 OK 10.00 0.60 0.30 OK 2.17 OK 11.00 0.57 0.28 OK 1.96 OK 12.00 0.56 0.28 OK 1.91 OK 13.00 0.57 0.28 OK 1.97 OK 14.00 0.58 0.29 OK 2.05 OK 15.00 0.61 0.30 OK 2.26 OK 16.00 0.65 0.32 OK 2.53 OK 17.00 0.64 0.32 OK 2.43 OK 18.00 0.54 0.27 OK 1.79 OK 19.00 0.39 0.19 OK 0.97 OK 20.00 0.26 0.13 TIDAK 0.46 OK 21.00 0.20 0.10 TIDAK 0.28 OK 22.00 0.15 0.07 TIDAK 0.17 OK 23.00 0.14 0.07 TIDAK 0.14 OK 24.00 0.17 0.08 TIDAK 0.20 OK
Gambar 5. Pipa 5 pada denah perencanaan distribusi air bersih program water cad
Sumur + 456,30 + 468,00 + 461,00 + 4 60 ,9 0 + 460,65 + 460,70 + 460,35 + 460,00 + 460,30 + 460,45 + 460,50 + 460,05 + 460,40 + 460,15 + 460,30 + 4 60 ,0 0 + 460,20 + 460,90 + 460,60 + 460,35 + 460,70 + 460,70 + 460,65 + 460,55 + 460,50 + 460,45 + 4 60 ,5 0 + 4 60 ,5 0 + 4 60 ,4 5 + 4 60 ,4 5 + 460,55 + 460,45 + 460,35 + 460,25 + 460,55 + 460,45 + 460,35 + 460,25 + 460,35+ 460,25+ 460,15 + 460,15 + 460,25 + 460,35 + 460,45 + 4 60 ,2 0 + 4 60 ,1 5 + 4 60 ,1 0 + 4 60 ,0 5 + 460,25 + 460,20 + 460,15 + 460,10 + 460,05 + 460,00 + 460,00 + 460,05 + 460,10 + 460,15 + 460,20 + 460,75 + 460,70 + 460,65+ 460,55 + 460,45 + 460,35 + 460,25+ 460,15 + 460,15 + 460,25 + 460,35 + 460,45 + 460,55 + 460,65 + 460,75 + 460,05+ 459,95 + 460,05+ 459,95 + 460,60 + 460,50 + 460,45+ 460,35 + 460,45+ 460,35 + 460,35 + 460,30 + 460,25 + 460,20 + 4 60,1 5 + 4 60,1 5 + 460,45 + 4 60 ,3 0 TANDON SDN TK MUSHOLA MCK UMUM KOLAM RESAPAN AIR 2'' 1.5'' 1'' 1/2''
SKEMA JARINGAN DISTRIBUSI AIR BERSIH
DIGAMBAR OLEH : TANGGAL
Perencanaan Jaringan Distribusi Air Bersih Denah Perencanaan Distribusi Air Bersih
Judul skripsi : Kota Malang Di RW IX kelurahan Blimbing Judul gambar : SKALA DOSEN PEMBIMBING :
1. Prof. Dr. Ir. Mohammad Bisri, MS. 2. Ir. M. Janu Ismoyo Muhammad Hasanudin (0810643026)
IV. KESIMPULAN
Berdasarkan rumusan masalah dan hasil dari perhitungan yang telah dilakukan maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Berdasarkan hasil survey di lokasi studi besar kebutuhan pokok penduduk 100 l/hari, jumlah Sambungan rumah (SR) 74 Rumah, Rata-rata per rumah diisi 5 orang dengan demikian jumlah penduduk ada 350 jiwa. Kebutuhan air bersih domestic 35000 liter/hari atau sama dengan 0,405 liter/detik
Serta kebutuhan non domestik, karena di sekitar terdapat Sekolah dasar, Taman Kanak-kanak, dan Mushola dengan jumlah 2785 liter/hari atau 0,0322 liter/detik
Sehingga kebutuhan Air Bersih RW IX 37785 liter/hari atau sama dengan 0,437 liter/detik.
2. Maka neraca kebutuhan penduduk dan ketersedian air bersih adalah sebagai berikut dengan kebutuhan penduduk 0,437 liter/detik dan kapasitas pompa 1,5 liter/detik maka kelebihan Air sebesar 1,063 liter/detik, maka dengan memompa air selama 13 jam akan menghasilkan air sebesar 70200 liter/hari sudah cukup untuk memenuhi kebutuhan penduduk domestik dan non domestik sebesar 37785 liter/hari maka kelebihan air sebesar 32415 liter/hari
3. Sedangkan hasil analisa jaringan perpipaan yang dilakukan dengan program waterCAD v.8 XM Edition sebagai berikut:
Pipa Primer dan Sekunder:
Pressure Head pada jam 06.00 WIB berkisar antara 0,8 – 1,0 atm.
Velocity atau kecepatan pada jam 06.00 WIB 0.193 – 0.768m/detik Headloss Gradient atau Kemiringan
garis hidrolis berkisar pada jam 06.00 WIB antara 1.032 – 12.636m/km
Pipa Sambungan Rumah (SR):
Pressure Head pada jam 06.00 WIB berkisar antara 0,8 – 1,0 atm.
Velocity atau kecepatan pada jam 06.00 WIB 0.182 m/detik
Headloss Gradient atau Kemiringan garis hidrolis berkisar pada jam 06.00 WIB antara 2,317 – 3,721 m/km
DAFTAR PUSTAKA
1. Anonim, 1987. Buku Utama Sistem
Jaringan Pipa. Jakarta : Ditjen Cipta
Karya, Direktorat Air Bersih.
2. Anonim, 2007. Pedoman Penyusunan
Perencanaan Teknis Pengembangan
Sistem Penyediaan Air Minum. Jakarta :
Departemen Pekerjaan Umum, Ditjen Cipta Karya, Direktorat Air Bersih. 3. Danaryanto, dkk. 2010. “Manajemen Air
Tanah Berbasis CAT”. Bandung:
Kementerian ESDM.
4. Ditjen Cipta Karya. 1994. Sistem
Jaringan Pipa. Jakarta : Ditjen Cipta
Karya.
5. Ditjen Cipta Karya. 2007. Pedoman
Penyusunan Perencanaan Teknis
Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum Lampiran III. Jakarta : Ditjen
Cipta Karya.
6. Haestad Methods. 2001. Computer
Applications In Hydraulic Engineering.
Waterbury CT, USA : Haestad Press. 7. Linsley, R. K. dan Franzini, J B. 1986.
Teknik Sumberdaya Air. Jilid I dan Jilid II, Edisi Ketiga, Terjemahan Djoko
Sasongko. Jakarta : Penerbit Erlangga. 8. Mochammad Ibrahim, Aniek
Masrevaniah, Very Dermawan. (Analisa Hidrolis Pada Komponen Sistem Distribusi Air Bersih Dengan Waternet Dan Watercad Versi 8 (Studi Kasus Kampung Digiouwa, Kampung Mawa Dan Kampung Ikebo, Distrik Kamu, Kabupaten Dogiyai)
9. https://docs.google.com/viewer?a=v&q= cache:MZdzWsRzQgJ:jurnalpengairan.u b.ac.id/index.php/jtp/article/download/1 32/131+&hl=id&gl=id&pid=bl&srcid= ADGEEShsORfpWyAoGUIci4FjH_Go8 9UQVe4SkTRVDMYoG3_z_BuUCGeP yTZe4fmqh__9ZrI3MquVKvJfPKRt3fh mOPOSxgGd7tWn8Lz8IFnxHHw9t_0C WpsQSNueVcNdWOVmDUTwT&sig= AHIEtbRPcW5AxQd8YN0bFUBP8Wo XGlxzg
10. Priyantoro, Dwi. 1991. Hidrolika Saluran Tertutup (Edisi Pertama). Buku
Tidak Diterbitkan. Malang : Jurusan Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.
11. Sularso, & Tahara, Haruo. 2000. Pompa
dan Kompresor. Jakarta : PT. Pradnya
Paramita.
12. Triatmadja, Radianta. 2009. Hidraulika
Sistem Jaringan Perpipaan Air Minum.
Yogyakarta : Penerbit Beta Offset. 13. Triatmodjo, Bambang. 1993 Hidraulika
I dan Hidraulika II. Yogyakarta :
