EVALUASI SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI AIR BERSIH PDAM TIRTANADI CABANG PADANGSIDIMPUAN DENGAN MENGGUNAKAN EPANET 2.0
TUGAS AKHIR
diajukan untuk memenuhi persyaratan mencapai gelar Sarjana S1 pada Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
Disusun oleh:
DEXAMETASONI 16 0404 134
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2020
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, yang senantiasa menjadi penolong dan selalu memberi kekuatan. Hanya karena kebaikan Kasih dan Berkat-Nya lah yang menuntun penulis dalam mengerjakan Tugas Akhir ini yang berjudul “Evaluasi Sistem Distribusi Air Bersih PDAM Tiranadi Cabang Kota Padangsidimpuan dengan Menggunakan Epanet 2.0”. Penelitian ini dimaksudkan untuk memenuhi sebagian syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini penulis banyak menghadapi kendala dan masalah. Penulis juga menyadari sepenuhnya bahwa penulisan Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan karena menyadari segala keterbatasan yang ada. Oleh karena usaha yang maksimal dan kemampuan yang Tuhan berikan kepada penulis serta bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, maka penulisan Laporan Tugas Akhir ini dapat selesai.
Laporan Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada kedua orang tua penulis yaitu Bapak Harles Pardamean Napitupulu dan Ibu Hotma Lasmaria Siahaan yang telah tulus ikhlas memberikan cinta, kasih sayang, doa, perhatian, dukungan moril dan materil yang telah diberikan selama ini. Terima kasih telah meluangkan segenap waktunya untuk mengasuh, mendidik, membimbing, dan mengiringi perjalanan hidup penulis dengan dibarengi doa yang tiada henti agar penulis sukses dalam menggapai cita-cita. Buat adik penulis yang terkasih Unedo Van Yosua Napitupulu, terima kasih sudah menggandeng tangan dalam doa untuk penulis sehingga bisa menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulisan Laporan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan, dukungan serta bimbingan dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis juga ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting, yaitu :
1. Bapak Ivan Indrawan, ST, MT. selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan, dukungan serta
meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc. selaku Koordinator Sub jurusan Teknik Sumber Daya Air Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Medis Sejahtera Surbakti, ST, MT, Ph.D. selaku ketua Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Dr. M. Ridwan Anas, ST, MT. selaku sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia dan Ibu Nurul Ika Putri Dalimunthe, ST, M.PSDA selaku dosen penguji atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis untuk memperbaiki penyusunan Tugas Akhir ini.
6. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar ketua Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
7. Seluruh pegawai administrasi ketua Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis.
8. Kepada pegawai PDAM Tirtanadi Kota Padangsidimpuan yang telah memberikan izin untuk memperoleh data-data dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, serta memberikan saran masukan yang baik kepada penulis.
9. Teman terkasih, sahabat hati, yang menjadi salah satu alasan dibalik keberhasilan penulis dalam merampungkan tugas akhir ini. Terima kasih untuk Bang Andronikus Simarmata yang telah mendengarkan segala keluh kesah, mendukung, membantu dan menemani penulis selama penyelesaian Tugas Akhir ini.
10. Sahabat - sahabat penulis yang ter-KASIH Florent Gurning, Popo Pinem, Marta Purba, Tamara Purba, Nancy Halawa, Yelni Pasaribu dan Cyntia Wijaya yang telah menjadi teman yang baik selama masa perkuliahan.
11. Sahabat sekaligus teman serumah, Evalina Manihuruk yang sudah menjadi tempat saya cerita dan teman yang selalu menguatkan selama masa penyelesaian Tugas Akhir ini.
12. Sahabat Saya Daniel Simbolon yang sudah menjadi teman yang baik dan suportif selama masa perkuliahan dan telah membantu saya dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
13. Sahabat - sahabat saya Kelompok Kecil KK Tuti, Popo Pinem, Tamara Purba, Yelni Pasaribu, Daniel Simbolon dan Evalina Manihuruk. Terimakasih sudah menjadi teman terbaik selama masa perkuliahan, teman cerita di berbagai kondisi.
14. Keluarga Kristus Pengharapan Ministri, yang menjadi keluarga kedua saya selama masa kuliah ini. Tempat saya bertumbuh dalam Iman dan juga sikap.
15. Teman-teman di Jurusan Teknik Sipil terkhusus stambuk 2016 yang telah menemani dan mengisi hari-hari penulis dalam kegiatan perkuliahan yang berlangsung 4 tahun terakhir. Terima kasih untuk segala bantuan, dukungan, kerjasama yang sudah dijalani selama ini dan kiranya kesuksesan selalu menyertai tema-teman sekalian.
16. Terakhir, penulis hendak menyapa setiap nama yang tidak dapat penulis cantumkan satu per satu, terima kasih atas doa yang senantiasa mengalir tanpa sepengetahuan penulis. Terima kasih sebanyak-banyaknya kepada orang-orang yang turut bersukacita atas keberhasilan penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tuhan Yesus Memberkati Kita Semua.
Mengingat adanya keterbatasan yang dimiliki penulis, maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Setember 2020 Penulis,
Dexametasoni 160404134
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR NOTASI ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
ABSTRAK ... xiii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Tujuan Penelitiaan ... 2
1.4. Batasan Masalah ... 2
1.5. Manfaat Penelitian ... 3
1.6. Sistematika Penulisan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1. Pengertian Air Bersih ... 5
2.2. Persyaratan Penyediaan Air Bersih ... 5
2.2.1 Persyaratan Kualitas ... 5
2.2.2 Persyaratan Kontinuitas ... 6
2.2.3 Persyaratan Kuantitas (Debit) ... 7
2.2.4 Persyaratan Tekanan Air ... 7
2.3. Sumber Air Bersih ... 7
2.4. Sistem Pengaliran Air ... 9
2.5. Sistem Distribusi Air ... 12
2.6. Studi Kebutuhan Air Bersih... 13
2.6.1 Kebutuhan Domestik ... 14
2.6.2 Kebutuhan non domestik ... 16
2.6.3 Fluktuasi Kebutuhan Air ... 18
2.7 Sistem Penyediaan Air Minum ... 18
2.8. Konfigurasi Jaringan Distribusi ... 21
2.9. Konsep Dasar Pada Aliran Pipa ... 22
2.10. Mekanisme Aliran Dalam Pipa ... 23
2.10.1 Pipa yang Dihubungkan Seri ... 23
2.10.2 Pipa yang Dihubungkan Paralel ... 24
2.11. Persamaan Bernoulli ... 25
2.12. Kehilangan Tinggi Tekanan ( Head Loss) ... 27
2.12.1 Kehilangan Tinggi Tekanan Mayor ... 27
2.12.1.1. Persamaan Darcy – Weisbach ... 27
2.12.1.1. Persamaan Hazen – Williams... 30
2.12.1 Kehilangan Tinggi Tekanan Minor ... 31
2.12. Epanet 2.0 ... 32
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 34
3.1. Gambaran Umum Wilayah Kota Padangsidimpuan ... 34
3.2. PDAM Tirtanadi Kota Padangsidimpuan ... 35 3.2.1 Gambaran Umum PDAM Tirtanadi Kota Padangsidimpuan . 35
3.2.2 Sejarah Perusahaan ... 36
3.2.3 Dasar Pendirian Perusahaan ... 36
3.2.4 Tugas Pokok PDAM ... 37
3.2.5 Cakupan Pelayanan ... 37
3.2.6 Struktur Organisasi PDAM Tirtanadi Kota ... 38
Padangsidimpuan 3.3. Metode Penelitian ... 39
3.3.1 Pengumpulan Data ... 40
3.3.2 Analisa Data ... 40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 42
4.1. Menghitung Jumlah Pelanggan ... 42
4.2. Menghitung Pemakaian Air Pelanggan ... 43
4.3. Pemodelan Jaringan dengan Program EPANET ... 44
4.4. Analisa Data dan Masukan ... 49
4.4.1 Penentuan Faktor Pengali Per Jam ... 49
4.4.2 Penentuan Faktor Pengali Per Hari ... 52
4.4.3 Pipa ... 53
4.5. Memasukkan Kebutuhan Air Per Node ... 54
4.6. Hasil Pemodelan dengan Epanet ( Eksisting ) ... 55
4.7. Pengembangan Jaringan Distribusi Air ... 61
4.7.1 Data Jumlah Penduduk ... 61
4.7.2 Laju Pertumbuhan Penduduk... 62
4.7.3 Proyeksi Jumlah Penduduk ... 63
4.7.4 Proyeksi Kebutuhan Air ... 67
4.7.5 Proyeksi Kebutuhan Air Per Node ... 67
4.7.6 Hasil Proyeksi Tahun 2030 Menggunakan Epanet ... 68
4.8. Evaluasi Jaringan Distribusi Air Menggunakan Epanet ... 71
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 78
5.1. Kesimpulan ... 78
5.2. Saran ... 78
DAFTAR PUSTAKA ... 80
DAFTAR LAMPIRAN ... 81
DAFTAR GAMBAR
No. Judul Hal
2.1 Aliran Steady dan Seragam 23
2.2 Pipa yang Dihubungkan Seri 24
2.3 Pipa yang Dihubungkan Secara Paralel 24
2.4 Ilustrasi Persamaan Bernoulli 26
2.5 Diagram Moody 29
3.1 Peta Jaringan Pipa Distribusi Kecamatan Padangsidimpuan Utara 35
3.2 Bagan Struktur Organisasi 38
3.3 Bagan alur penelitian 39
4.1 Gambar Jaringan Distribusi Air Menggunakan Epanet 45
4.2 Gambar Input Data pada Junction 46
4.3 Gambar input data pada reservoir 47
4.4 Memasukkan Nilai Faktor Pengali Per Jam 52
4.5 Gambar Wilayah 03 dengan nomor node 54
4.6 Gambar Eksisting Jaringan Distribusi Air Menggunakan Epanet 56 4.7 Nilai Pressure Hasil Output pada Junction (Node) 59
4.8 Nilai Kecepatan Hasil pada Pipe 60
4.9 Nilai Debit Reservoir Berdasarkan Demand Pelanggan 61
4.10 Kecepatan Aliran Setelah Diameter Diubah 72
DAFTAR TABEL
No. Judul Hal
2.1 Penggunaan Air Rata-rata Untuk Rumah Tangga 15
2.2 Standar Kebutuhan Air Bersih 15
2.3 Rata-rata Kebutuhan Air Per Orang Per Hari 16
2.4 Kebutuhan Air Non Domestik Untuk Kategori V ( Desa ) 17 2.5 Kebutuhan Air Non Domestik Untuk Kategori Lain 18 2.6 Unsur – unsur Fungsional dari sistem penyediaan Air Minum 20
2.7 Kekasaran rata-rata pipa komersial 30
2.8 Koefisien kekasaran Hazen–Wiliam, C 31
2.9 Kehilangan Tinggi Tekanan pada Katup, Alat Penyesuaian 32 dan Pipa yang Digunakan
3.1 Luas Wilayah Menurut Kecamatan Kota Padangsidimpuan 35 3.2 Jumlah Pelanggan PDAM Tirtanadi Kota Padangsidimpuan 37
4.1 Jumlah Pelanggan Wilayah 03 PDAM Tirtanadi 42
Padangsidimpuan
4.2 Jumlah Pelanggan PDAM Tirtanadi Kota Padangsidimpuan 43
4.3 Panjang dan Diameter Pipa 47
4.4 Pemakaian Air Per Jam 49
4.5 Selisih Pemakaian Air Per Jam Selama 24 Jam 50
4.6 Nilai Faktor Pengali Selama 24 Jam 51
4.7 Nilai Faktor Pengali Selama Seminggu 53
4.8 Kebutuhan air per node 55
4.9 Output Node/Junction 57
4.10 Ouput Komponen Pipa (sambungan) 58
4.11 Jumlah Penduduk 61
4.12 Laju Pertumbuhan Penduduk 62
4.13 Proyeksi Penduduk Metode Geometri 63
4.14 Proyeksi Penduduk Metode Arimatik 64
4.15 Proyeksi Penduduk Metode Eksponensial 65
4.16 Perbandingan Metode Geometri, Aritmatik dan Ekponensial 66
4.17 Nilai Standar Deviasi 67
4.18 Kebutuhan Air Per Node Tahun 2030 67
4.19 Hasil Output Node 68
4.20 Hasil Output Pipa 69
4.21 Pipa dengan Kecepatan di Bawah Kriteria Desain 71
4.22 Perubahan Diameter Pipa 73
4.23 Hasil Output Pipa Setelah Perubahan Diameter 74 4.24 Hasil Output Junction Setelah Perubahan Diameter Pipa 75
4.25 Perbandingan Hitungan Manual dan Epanet 77
DAFTAR NOTASI
Q = Laju aliran (m3 /s)
A = Luas penampang aliran (m2 ) V = Kecepatan aliran (m/s)
V1 = Kecepatan awal di dalam pipa (m/s) V2 = Kecepatan akhir di dalam pipa (m/s)
A1 = Luas penampang saluran pada awal pipa (m2 ) A2 = Luas penampang saluran pada akhir pipa (m2 ) H1 = Tinggi muka air pada kolam A
H2 = Tinggi muka air pada kolam B
H = Perbedaan tinggi muka air kolam A dan B hf = Headloss flow pada pipa
p = tekanan z = ketinggian γ = berat jenis fluida
g = percepatan gravitasi = 9,81 m/s2 hf = Kerugian head karena gesekan (m)
f = Faktor gesekan (diperoleh dari diagram Moody) D = Diameter pipa (m)
L = Panjang pipa (m)
C = Koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams
k = koefisien kerugian
Po = Jumlah penduduk akhir tahun data n = Jangka waktu tahun data
r = Angka laju pertumbuhan rerata
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Data Jumlah Pelanggan dan Pemakaian Air Rata – rata
Lampiran 2. Data Produksi, Distribusi Air, Pemakaian Bahan Kimia, Daya Listrik dan BBM
ABSTRAK
Pendistribusian air bersih kepada pelanggan merupakan hal yang penting, dan kita sebagai manusia tidak lepas dari kebutuhan akan air bersih maka diperlukan evaluasi terhadap jaringan sistem penyediaan air bersih yang ada di Kota Padangsidimpuan, terutama sistem jaringan pipa distribusinya. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kendala-kendala yang terjadi pada jaringan pipa distribusinya dalam rangka untuk optimalisasi pasokan air ke konsumen. Hal utama yang dievaluasi adalah tekanan, kecepatan dan headloss.
Jenis Penelitian ini adalah deskriptif kuantitatif yaitu metode perhitungan dan penjabaran hasil pengolahan data lapangan dari tiap lokasi yang ditinjau.
Metode yang dilakukan pada studi ini terlebih dahulu melakukan tinjauan lokasi di daerah penelitian, kemudian mengumpulkan data yang berhubungan dengan sistem distribusi air bersih dan menganalisis data dengan menggunakan program EPANET 2.0 dan bantuan program Microsoft Excel.
Berdasarkan data dari PDAM Tirtanadi Kota Padangsidimpuan, didapat bahwa rata-rata kehilangan air per pelanggan adalah 21,2 % dan total pemakaian rata-rata air pelanggan adalah 0,0138 liter/detik/pelanggan. Berdasarkan hasil proyeksi penduduk, perkiraan jumlah pelanggan PDAM Tirtanadi Padangsidimpuan pada Tahun 2030 adalah 4.730 pelanggan. Sebelum dilakukan evaluasi, di berapa pipa kecepatannya masih terlalu rendah dan belum memenuhi persyaratan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum no,18 tahun 2007. Oleh karena itu, dilakukan evaluasi dengan memperkecil beberapa diameter pipa.
Oleh karena itu, Pipa-pipa yang tidak memenuhi kriteria desain perlu diganti agar jaringan distribusi air minum ini dapat berjalan dengan maksimal. Mengingat ketersediaan air semakin tahun semakin berkurang, maka di harapkan pemanfaatannya seefektif mungkin.
Kata kunci : PDAM Titanadi, Headloss, Epanet.
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan sumber daya alam yang mutlak diperlukan bagi kehidupan manusia. Selain sebagai kebutuhan dasar, air diperlukan sebagai pendukung dalam kegiatan ekonomi seperti pertanian dan industri, serta menunjang kehidupan unsur hayati, sarana religi, budaya dan tradisi yang melekat dalam dinamika masyarakat.
Air merupakan sumber daya yang bersifat vital dan esensial bagi kelangsungan hidup manusia sehingga kita dituntut untuk dapat memanfaatkan air sebaik mungkin karena tanpa air seluruh kehidupan dan aktivitas tidak akan dapat berjalan.
Sistem distribusi air bersih umumnya merupakan suatu jaringan perpipaan yang tersusun atas sistem pipa, pompa, reservoir dan perlengkapan lainnya. Sistem penyediaan air bersih yang kompleks sering sekali bermasalah dalam distribusi debit dan tekanan yang berkaitan dengan kriteria hidrolik yang harus terpenuhi dalam sistem pengaliran air bersih.
Oleh karena sistem pendistribusian air bersih kepada pelanggan merupakan hal yang penting, dan kita sebagai manusia tidak lepas dari kebutuhan akan air bersih maka diperlukan evaluasi terhadap jaringan sistem penyediaan air bersih yang ada di Kota Padangsidimpuan, terutama sistem jaringan pipa distribusinya.
Hal ini dilakukan untuk mengetahui kendala-kendala yang terjadi pada jaringan pipa distribusinya dalam rangka untuk optimalisasi pasokan air ke konsumen.
Selain itu, dengan semakin menurunnya kualitas dan daya dukung lingkungan, ketersediaan air yang dapat langsung dikonsumsi dari alam juga akan semakin berkurang. Dalam hal ini diikuti juga oleh menurunnya tekanan-tekanan air ke seluruh daerah pelayanan.
PDAM Tirtanadi Padangsidimpuan mempunyai reservoir yang di bangun pada tahun 1968, berada di Kecamatan Padangsidimpuan Kelurahan Losung Batu dengan kapasitas 450 m3 dengan debit 40 liter/detik yang bersumber dari mata air Sisundung, Huta Tunggal dan Oppu Makkar. Dengan sistem yang digunakan adalah sistem gravitasi. Dalam penelitian ini, digunakan software EPANET untuk menganalisis sistem jaringan distribusi air bersih.
1.2 Rumusan Masalah
PDAM Tirtanadi cabang Kota Padangsidimpuan merupakan perusahaan yang bergerak dalam bidang penyediaan air bersih bagi masyarakat Kota Padangsidimpuan. Oleh karena itu, diharapkan PDAM Tirtanadi mampu memberikan pelayanan secara maksimum dan dapat menghindari kesalahan- kesalahan dalam pelayanan, seperti kurangnya tekanan air yang akan menimbulkan keluhan dari pelanggan atau masyarakat Kota Padangsidimpuan. Selain itu, diperlukan evaluasi bagi PDAM dalam melayani konsumen untuk kurun waktu 10 tahun ke depan dikarenakan adanya pertambahan jumlah penduduk.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mengevaluasi jaringan sistem penyediaan air bersih di PDAM Tirtanadi Kota Padangsidimpuan, khususnya wilayah 03 yaitu Kecamatan Padangsidimpuan Utara. Parameter utama yang perlu dievaluasi adalah debit, tekanan, dan headloss.
1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah penelitian ini adalah :
1. Daerah yang di evaluasi adalah wilayah 03 yaitu Kecamatan Padangsidimpuan Utara.
2. Analisa jaringan pipa menggunakan program EPANET 2.0.
3. Mengevaluasi jaringan distribusi untuk melayani penduduk 10 tahun mendatang.
4. Parameter utama yang dianalisis adalah debit rata-rata, tekanan dan headloss.
5. Tidak membahas tentang kualitas air.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Menambah wawasan dan pengetahuan tentang sistem jaringan pipa PDAM Tirtanadi Cabang Padangsidimpuan.
2. Ditinjau dari aspek akademis untuk mengaplikasikan teori yang selama ini dipelajari pada masa perkuliahan ke dalam pemecahan suatu masalah terutama masalah di bidang teknik sumber daya air.
3. Tugas Akhir ini diharapkan dapat memberikan masukan kepada pihak PDAM Tirtanadi Padangsidimpuan dalam hal pengelolaan air bersih yang lebih baik.
1.6 Sistematika Penulisan
Tahapan sistematika penulisan tugas akhir ini adalah:
Bab I Pendahuluan
Bab ini menguraikan tentang latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, pembatasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan dan jadwal penelitian.
Bab II Tinjauan Pustaka
Bab ini menguraikan tentang landasan teori dari berbagai literatur yang berkaitan dengan penelitian. Di dalamnya termasuk paparan tentang air bersih, perpipaan dan perhitungan sistem jaringan pipa.
Bab III Metodologi Penelitian
Bab ini menguraikan tentang persiapan penelitian mencakup gambaran umum sistem jaringan layanan PDAM Tirtanadi cabang Padangsidimpuan, metode pengumpulan data, rancangan penelitian, dan bagan alir penelitian.
Bab IV Data dan Pembahasan
Bab ini memaparkan analisa data hasil penelitian dan analisa sistem jaringan distribusi air menggunakan software EPANET 2.0.
Bab V Kesimpulan dan Saran
Bab ini memaparkan kesimpulan dari penelitian yang dilakukan penulis di dalam Tugas Akhir ini, serta saran-saran yang diharapkan dapat menjadi poin tambahan bagi proses pengelolaan air bersih yang lebih baik.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Air Bersih
Air adalah senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup di bumi ini. Fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh senyawa lain. Penggunaan air yang utama dan sangat vital bagi kehidupan adalah sebagai air minum. Hal ini terutama untuk mencukupi kebutuhan air di dalam tubuh manusia itu sendiri. Tubuh manusia rata-rata tersusun atas 75% air dan 25% bahan padat.
Otak tersusun atas 85% air dan sangat rawan jika mengalami dehidrasi. Seseorang yang mengalami kehilangan 40% lemak dan protein tubuh akan mampu bertahan hidup tetapi jika kehilangan 20% air dapat menyebabkan kematian (Briawan, Sedayu and Ekayanti, 2011) . Di dalam tubuh manusia, air diperlukan untuk transportasi zat – zat makanan dalam bentuk larutan dan melarutkan berbagai jenis zat yang diperlukan tubuh.
Air bersih adalah air yang digunakan untuk kebutuhan sehari-hari dan akan menjadi air minum setelah dimasak terlebih dahulu. Sebagai batasannya, air bersih adalah air yang memenuhi persyaratan bagi sistem penyediaan air minum. Adapun persyaratan yang dimaksud adalah persyaratan dari segi kualitas air yang meliputi kualitas fisik, kimia, biologi dan radiologi, sehingga apabila dikonsumsi tidak menimbulkan efek samping. (Kemenkes RI, 1990)
2.2 Persyaratan Penyediaan Air Bersih 2.2.1 Persyaratan Kualitas
Persyaratan kualitas menggambarkan mutu dari air baku air bersih.
Persyaratan kualitas air bersih adalah sebagai berikut : a. Persyaratan fisik
Secara fisik air bersih harus jernih, tidak berbau dan tidak berasa. Selain itu juga suhu air bersih sebaiknya sama dengan suhu udara atau kurang lebih 250 C, dan apabila terjadi perbedaan maka batas yang diperbolehkan adalah 250 C
± 30 C.
b. Persyaratan kimiawi
Air bersih tidak boleh mengandung bahan-bahan kimia dalam jumlah yang melampaui batas. Beberapa persyaratan kimia antara lain adalah : zat organik, CO2 agresif, kesadahan, kalsium (Ca), besi (Fe), mangan (Mn), tembaga (Cu), seng (Zn), chlorida (Cl), nitrit, flourida (F), serta logam.
c. Persyaratan bakteriologi
Air bersih tidak boleh mengandung kuman patogen dan parasit yang mengganggu kesehatan. Persyaratan bakteriologi ini ditandai dengan tidak adanya bakteri E. coli atau fecal coli dalam air.
d. Persyaratan radioaktif
Mensyaratkan bahwa air bersih tidak boleh mengandung zat yang menghasilkan bahan-bahan yang mengandung radioaktif, seperti sinar alfa, beta dan gamma.
2.2.2 Persyaratan Kontinuitas
Air baku untuk air bersih harus dapat diambil terus menerus dengan fluktuasi debit yang relatif tetap, baik pada saat musim kemarau maupun musim hujan. Kontinuitas juga dapat diartikan bahwa air bersih harus tersedia 24 jam per hari, atau setiap saat diperlukan, kebutuhan air tersedia. Akan tetapi kondisi ideal tersebut hampir tidak dapat dipenuhi pada setiap wilayah di Indonesia, sehingga untuk menentukan tingkat kontinuitas pemakaian air dapat dilakukan dengan cara pendekatan aktivitas konsumen terhadap prioritas pemakaian air. Prioritas pemakaian air yaitu minimal selama 12 jam per hari, yaitu pada jam-jam aktivitas kehidupan, yaitu pada pukul 06.00 – 18.00.
Kontinuitas aliran sangat penting ditinjau dari dua aspek. Pertama adalah kebutuhan konsumen. Sebagian besar konsumen memerlukan air untuk kehidupan dan pekerjaannya, dalam jumlah yang tidak ditentukan. Karena itu, diperlukan pada waktu yang tidak ditentukan. Karena itu, diperlukan reservoir pelayanan dan fasilitas energi yang siap setiap saat. Ukuran pipa harus tidak melebihi dimensi yang diperlukan dan juga tekanan dalam sistem harus tercukupi. Dengan analisis jaringan
pipa distribusi, dapat ditentukan dimensi atau ukuran pipa yang diperlukan sesuai dengan tekanan minimum yang diperbolehkan agar kuantitas aliran terpenuhi.
2.2.3 Persyaratan Kuantitas (Debit)
Persyaratan kuantitas dalam penyediaan air bersih adalah ditinjau dari banyaknya air baku yang tersedia. Artinya air baku tersebut dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan sesuai dengan kebutuhan daerah dan jumlah penduduk yang akan dilayani. Persyaratan kuantitas juga dapat ditinjau dari standar debit air bersih yang dialirkan ke konsumen sesuai dengan jumlah kebutuhan air bersih. Kebutuhan air bersih masyarakat bervariasi, tergantung pada letak geografis, kebudayaan, tingkat ekonomi, dan skala perkotaan tempat tinggalnya.
2.2.4 Persyaratan Tekanan Air
Konsumen memerlukan sambungan air dengan tekanan yang cukup, dalam arti dapat dilayani dengan jumlah air yang diinginkan setiap saat. Untuk menjaga tekanan akhir pipa di seluruh daerah layanan, pada titik awal distribusi diperlukan tekanan yang lebih tinggi untuk mengatasi kehilangan tekanan karena gesekan, yang tergantung kecepatan aliran, jenis pipa, diameter pipa, dan jarak jalur pipa tersebut.
Dalam pendistribusian air, untuk dapat menjangkau seluruh area pelayanan dan untuk memaksimalkan tingkat pelayanan maka hal wajib untuk diperhatikan adalah sisa tekanan air. Menurut standar dari DPU, air yang dialirkan ke konsumen melalui pipa transmisi dan pipa distribusi, dirancang untuk dapat melayani konsumen hingga yang terjauh, dengan tekanan air minimum sebesar 10 m dan maksimum 80 m. Angka tekanan ini harus dijaga, idealnya merata pada setiap pipa distribusi. Jika tekanan terlalu tinggi akan menyebabkan pecahnya pipa. Tekanan juga dijaga agar tidak terlalu rendah, karena jika tekanan terlalu rendah maka akan menyebabkan terjadinya kontaminasi air selama aliran dalam pipa distribusi.
2.3 Sumber Air Bersih
Sumber air baku bagi suatu penyediaan air bersih sangat penting, karena selain kuantitas harus mencukupi juga dari segi kualitas akan berpengaruh terhadap proses pengolahan. Di samping itu letak sumber air dapat mempengaruhi bentuk
jaringan transmisi, distribusi dan sebagainya. Secara umum sumber air dapat dikategorikan sebagai berikut :
a. Sungai
Rata-rata lebih dari 40.000 kilometer kubik air segar diperoleh dari sungai- sungai di dunia. Ketersediaan ini (sepadan dengan lebih dari 7.000 meter kubik untuk setiap orang) sepintas terlihat cukup untuk menjamin persediaan yang cukup bagi setiap penduduk, tetapi kenyataannya air tersebut sering kali tersedia di tempat-tempat yang tidak tepat. Sebagai contoh air bersih di lembah sungai Amazon, walaupun ketersediaannya cukup, lokasinya membuat sumber air ini tidak ekonomis untuk mengekspor air ke tempat-tempat yang memerlukan.
b. Air hujan
Air hujan adalah uap air yang sudah mengalami kondensasi, kemudian jatuh ke bumi berbentuk air. Air hujan juga merupakan sumber air baku untuk keperluan rumah tangga, pertanian, dan lain-lain. Air hujan dapat diperoleh dengan cara penampungan, air hujan dari atap rumah dialirkan ke tempat penampungan yang kemudian dapat dipergunakan untuk keperluan rumah tangga.
c. Air permukaan
Air permukaan adalah air yang berada di permukaan bumi yang berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi tetapi berada di permukaan tanah.
Kualitas air ini biasanya tergantung daerah sekitarnya di mana air itu berada.
Air permukaan kurang baik untuk langsung dikonsumsi oleh manusia, oleh karena itu perlu adanya pengolahan terlebih dahulu sebelum dimanfaatkan.
Contoh air permukaan adalah air rawa/ danau.
Kebanyakan dari air rawa ini berwarna, hal ini disebabkan oleh adanya zat-zat organis yang telah membusuk, misalnya: asam humus yang dalam air menyebabkan warna kuning kecokelatan. Dengan adanya pembusukan kadar zat organis tinggi, maka umumnya kadar Fe dan Mn akan tinggi pula. Jadi untuk pengambilan air sebaiknya pada kedalaman tertentu agar endapan Fe dan Mn tidak terbawa, demikian juga dengan lumut yang ada pada permukaan rawa.
d. Air Tanah
Air tanah merupakan air hujan atau air permukaan yang meresap ke dalam tanah dan bergabung dalam pori-pori tanah yang terdapat pada lapisan tanah yang biasanya disebut aquifer. Air tanah dapat dibagi dalam beberapa jenis yaitu :
1. Air Tanah Dangkal
Terjadi karena adanya daya proses peresapan air dari permukaan tanah.
Lumpur akan tertahan, demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air tanah akan jernih tetapi lebih banyak mengandung zat kimia (garam-garam yang terlarut).
2. Air Tanah Dalam
Terdapat setelah lapis rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam tidak semudah pada air tanah dangkal. Dalam hal ini harus digunakan bor dan memasukkan pipa ke dalamnya (biasanya antara 100-300 m) akan didapatkan suatu lapisan air.
3. Mata Air
Adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah.
Mata air yang berasal dari air tanah dalam hampir tidak terpengaruh oleh musim dan kualitas/kuantitasnya sama dengan keadaan air dalam.
2.4 Sistem Pengaliran Air
Menurut Sarwoko M, (1985) dalam Siahaya Is Mayosa 2010:16, Untuk mendistribusikan air bersih pada dasarnya dapat dipakai salah satu sistem di antara tiga sistem pengaliran, yaitu :
a. Sistem gravitasi b. Pemompaan c. Gabungan
Sistem-sistem itu diterapkan karena disebabkan oleh karakteristik alam (topografi) antara sarana air bersih dengan daerah layanan. Perbedaan-perbedaan dari sistem tersebut adalah sebagai berikut:
a. Sistem gravitasi
Sistem ini umumnya digunakan pada suatu daerah di mana sumber air yang akan disalurkan ke konsumen berada pada suatu wilayah yang lebih tinggi dari daerah suplai yang memungkinkan untuk dialirkan secara bebas dengan memanfaatkan potensi gravitasi bumi. Dengan ketinggian demikian akan dapat memberikan tekanan yang cukup di dalam pipa transmisi.
Sistem ini memang sangat baik sekali dilaksanakan apabila ukuran pipa transmisi memadai dan dapat menjamin kesulitan air apabila terjadi kondisi yang membutuhkan air dalam jumlah banyak.
b. Sistem Pemompaan
Di samping distribusi dengan menggunakan potensi gravitasi dapat pula dilaksanakan dengan cara pemompaan. Sistem ini dapat disesuaikan dengan variasi debit air dari sumber air maupun variasi kebutuhan konsumen.
Penggunaan pompa dilakukan mulai dari sumber air baku menuju ke reservoir selanjutnya di pompa kembali ke daerah pelayanan. Sistem ini menggunakan sumber daya listrik yang cukup besar sehingga biaya produksi akan jauh lebih mahal. Ketergantungan terhadap PLN yang mungkin sewaktu-waktu padam dapat mengganggu sistem pelayanan. Maka, penyediaan genset untuk keadaan darurat diperlukan.
c. Sistem Pengaliran Transmisi dengan Pompa dan Distribusi secara Gravitasi Pengaliran air campuran gravitasi dan pemompaan merupakan salah satu alternatif dalam pengurangan energi. Pilihan sistem pompa pada sistem transmisi lebih baik daripada pompa di bagian distribusi. Pompa transmisi bekerja stabil dengan debit tetap sedangkan pompa distribusi bekerja secara fluktuatif berdasarkan permintaan pelanggan. Beberapa alternatif dari sistem campuran adalah sebagai berikut :
1. Pengambilan air sumur dalam dengan pompa yang ditampung dalam elevated tank. Kemudian pendistribusian pelanggan dengan sistem gravitasi. Tentunya sistem ini jumlahnya pelayanannya terbatas dalam RT/RW
2. Pengambilan air dari sungai atau mata air dengan pompa dan ditampung pada bukit yang memiliki elevasi lebih tinggi dari daerah pelayanan.
Kemudian sistem distribusi secara sistem gravitasi.
d. Sistem Pengaliran Gabungan
Selain terdapat beberapa kondisi khusus sistem gabungan yang digunakan karena beberapa alasan seperti tekanan gravitasi yang kurang. Contoh kebutuhan sistem khusus meliputi :
1. Penggunaan pompa untuk sistem waduk gravitasi untuk meningkatkan tekanan dan volume selama periode permintaan puncak termasuk kebutuhan aliran kebakaran.
2. Persediaan tangki aliran gravitasi sering memiliki lebih dari satu tangki penyimpanan untuk memenuhi kebutuhan konsumsi sehari hari pada elevasi pelayanan tertentu. Misal pada satu sistem penyaluran air di desa A memiliki beda tinggi yang relatif besar dari desa B, maka setiap desa memiliki reservoir penampungan masing-masing.
3. Stasiun pompa booster dapat dipasang di mana ada kebutuhan untuk lebih dari satu tingkat layanan berdasarkan permintaan tekanan. Misal pada reservoir utama penyaluran air dengan distribusi namun pada lokasi pelayanan tertentu dengan jarak sangat jauh diperlukan tambahan pompa booster untuk mendorong air ke pelayanan.
4. Pemompaan langsung ke dalam sistem distribusi mungkin dapat dilengkapi dengan tower tangki gravitasi pada sistem untuk mempertahankan tekanan dan karakteristik aliran selama periode permintaan yang berbeda selama siang dan malam. Tower air berada di tengah kota akan menyimpan tekanan pada malam hari dan melepas pada siang hari. Pada saat malam air akan masuk ke tower karena penggunaan yang sedikit sedangkan pada pagi hari reservoir akan membantu menekan ke pelayanan karena kebutuhan tinggi.
2.5 Sistem Distribusi Air
Sistem distribusi adalah sistem yang langsung berhubungan dengan konsumen, yang mempunyai fungsi pokok mendistribusikan air yang telah memenuhi syarat ke seluruh daerah pelayanan. Sistem ini meliputi unsur sistem perpipaan dan perlengkapannya, tekanan tersedia, sistem pemompaan (bila diperlukan), dan reservoir distribusi.
Sistem distribusi air minum terdiri atas perpipaan, katup-katup, dan pompa yang membawa air yang telah diolah dari instalasi pengolahan menuju pemukiman, perkantoran dan industri yang mengonsumsi air. Juga termasuk dalam sistem ini adalah fasilitas penampung air ( reservoir ).
Dua hal penting yang harus diperhatikan pada sistem distribusi adalah tersedianya jumlah air yang cukup dan tekanan yang memenuhi (kontinuitas pelayanan), serta menjaga keamanan kualitas air yang berasal dari instalasi pengolahan. Tugas pokok sistem distribusi air bersih adalah menghantarkan air bersih kepada para pelanggan yang akan dilayani, dengan tetap memperhatikan faktor kualitas, kuantitas dan tekanan air sesuai dengan perencanaan awal. Faktor yang dibutuhkan oleh para pelanggan adalah ketersediaan air setiap waktu. Suplai air melalui pipa induk mempunyai dua macam sistem :
a. Continuous System
Dalam sistem ini air minum yang disuplai ke konsumen mengalir terus menerus selama 24 jam. Keuntungan sistem ini adalah konsumen setiap saat dapat memperoleh air bersih dari jaringan pipa distribusi di posisi pipa mana pun. Sedang kerugiannya pemakaian air akan cenderung akan lebih boros dan bila terjadi sedikit kebocoran saja, maka jumlah air yang hilang akan sangat besar jumlahnya.
b. Intermitten System
Dalam sistem ini air bersih disuplai 2-4 jam pada pagi hari dan 2-4 jam pada sore hari. Kerugiannya adalah pelanggan air tidak bisa setiap saat mendapatkan air dan perlu menyediakan tempat penyimpanan air dan bila terjadi kebocoran maka air untuk fire fighter (pemadam kebakaran) akan sulit didapat. Dimensi pipa yang digunakan akan lebih besar karena kebutuhan air untuk 24 jam hanya
disuplai dalam beberapa jam saja. Sedang keuntungannya adalah pemborosan air dapat dihindari dan juga sistem ini cocok untuk daerah dengan sumber air yang terbatas.
2.6 Studi Kebutuhan Air Bersih
Untuk sebuah sistem penyediaan air minum, perlu diketahui besarnya kebutuhan dan pemakaian air. Kebutuhan air dipengaruhi oleh besarnya populasi penduduk, tingkat ekonomi dan faktor-faktor lainnya. Oleh karena itu, data mengenai keadaan penduduk daerah yang akan dilayani dibutuhkan untuk memudahkan permodelan evaluasi sistem distribusi air minum.
Kebutuhan air bersih berbeda antara kota yang satu dengan kota yang lainnya. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi penggunaan air bersih menurut (Ray K, 1991) adalah :
1. Iklim
Kebutuhan air untuk mandi, menyiram taman, pengaturan udara dan sebagainya akan lebih besar pada iklim yang hangat dan kering daripada di iklim yang lembap. Pada iklim yang sangat dingin, air mungkin diboroskan di keran-keran untuk mencegah bekunya pipa-pipa.
2. Ciri-ciri Penduduk
Pemakaian air dipengaruhi oleh status ekonomi dari para langganan.
Pemakaian per kapita di daerah miskin jauh lebih rendah daripada di daerah- daerah kaya. Di daerah-daerah tanpa pembuangan limbah, konsumsi dapat sangat rendah hingga hanya sebesar 10 gpcd (40 liter / kapita per hari).
3. Masalah Lingkungan Hidup
Meningkatnya perhatian masyarakat terhadap berlebihannya pemakaian sumber-sumber daya telah menyebabkan berkembangnya alat-alat yang dapat dipergunakan untuk mengurangi jumlah pemakaian air di daerah pemukiman.
4. Keberadaan Industri dan Perdagangan
Keberadaan industri dan perdagangan dapat mempengaruhi banyaknya kebutuhan air per kapita dari suatu kota.
5. Iuran Air dan Meteran
Bila harga air mahal, orang akan lebih menahan diri dalam pemakaian air dan industri mungkin mengembangkan persediaannya sendiri dengan biaya yang lebih murah. Para langganan yang jatah air diukur dengan meteran akan cenderung untuk memperbaiki kebocoran-kebocoran dan mempergunakan air dengan jarang. Pemasangan meteran pada beberapa kelompok masyarakat telah menurunkan penggunaan air hingga sebanyak 40 persen.
6. Ukuran Kota
Penggunaan air per kapita pada kelompok masyarakat yang mempunyai jaringan limbah cenderung untuk lebih tinggi di kota-kota besar daripada di kota kecil. Secara umum, perbedaan itu diakibatkan oleh lebih besarnya pemakaian oleh industri, lebih banyaknya taman-taman, lebih banyaknya pemakaian air untuk perdagangan dan barang kali juga lebih banyak kehilangan dan pemborosan di kota-kota besar
Untuk memproyeksi jumlah kebutuhan air bersih dapat dilakukan berdasarkan perkiraan kebutuhan air untuk berbagai macam tujuan ditambah perkiraan kehilangan air. Adapun kebutuhan air untuk berbagai macam tujuan pada umumnya dapat dibagi dalam :
a. Kebutuhan domestik 1) Sambungan rumah 2) Sambungan kran umum b. Kebutuhan non domestik
1) Fasilitas sosial (Masjid, panti asuhan, rumah sakit dan sebagainya) 2) Fasilitas perdagangan/industri
3) Fasilitas perkantoran dan lain-lainnya
2.6.1 Kebutuhan Domestik
Menurut (Kindler and Russel, 1984), kebutuhan air untuk tempat tinggal (kebutuhan domestik) meliputi semua kebutuhan air untuk keperluan penghuni.
Meliputi kebutuhan air untuk mempersiapkan makanan, toilet, mencuci pakaian, mandi (rumah ataupun apartemen), mencuci kendaraan dan untuk menyiram
pekarangan. Tingkat kebutuhan air bervariasi berdasarkan keadaan alam di area pemukiman, banyaknya penghuni rumah, karakteristik penghuni serta ada atau tidaknya penghitungan pemakaian air.
Sedangkan menurut (Linsey and Franzini, 1986), penggunaan rumah tangga adalah air yang dipergunakan di tempat-tempat hunian pribadi, rumah-rumah apartemen dan sebagainya untuk minum, mandi, penyiraman taman, saniter dan tujuan-tujuan lainnya. Taman dan kebun-kebun yang luas mengakibatkan sangat meningkatnya konsumsi pada masa-masa kering.
Penggunaan air kota dan jumlah-jumlah yang dipakai di Amerika Serikat menurut (Linsey and Franzini ,1986), untuk keperluan rumah tangga berkisar antara 40-80 gpcd (galon per kapita per hari) atau 150-300 lpcd (liter per kapita per hari) dan umumnya berkisar antara 65 gpcd (galon per kapita per hari) atau 250 lpcd (liter per kapita per hari), sedangkan menurut (Kindler and Russel, 1984), penggunaan air rata-rata untuk rumah tangga adalah sebagai berikut :
Tabel 2.1 Penggunaan Air Rata-rata Untuk Rumah Tangga
Jenis Kegiatan Kebutuhan Air ( liter / orang / hari )
Dapur 45
Kamar mandi 60
Toilet 70
Mencuci pakaian 45
Lainnya ( termasuk keperluan di luar rumah ) 75
Total 295
(Sumber : J. Kindler and C.S. Russel, 1984. Modeling Water Demands.Academic Press Inc. London, hal 153)
Tabel 2.2 Standar Kebutuhan Air Bersih
Kategori Kota Jumlah Penduduk Kebutuhan Air Bersih ( liter/orang/hari )
Kota Metropolitan >1.000.000 >150
Kota Besar 500.000-1.000.000 120-150
Kota Sedang 100.000-500.000 90-120
Kota Kecil 20.000-100.000 80-120
Desa <20.000 60-80
(Sumber : Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya PU, 1996)
2.6.2 Kebutuhan non domestik
Kebutuhan non domestik adalah kebutuhan air bersih selain untuk keperluan rumah tangga dan sambungan kran umum, seperti penyediaan air bersih untuk perkantoran, perdagangan serta fasilitas sosial seperti tempat-tempat ibadah, sekolah, hotel, puskesmas, militer serta pelayanan jasa umum lainnya.
Tabel 2.3 Rata-rata Kebutuhan Air Per Orang Per Hari No Janis
Gedung
Pemakaian air rata-rata per
hari ( liter )
Jangka waktu pemakaian air rata-rata sehari
(jam)
Perbandinga n luas lantai efektif / total
(%)
Keterangan
1 Perumahan mewah
250 8-10 42-45 Setiap penghuni
2 Rumah biasa 160-250 8-10 50-53 Setiap penghuni
3 Apartemen 200-250 8-10 45-50 Mewah : 250 liter
Menengah : 180 liter
Sendiri : 120 liter
4 Asrama 120 8 45-48 Sendiri
5 Rumah sakit 1000 8-10 50-55 Setiap tempat tidur
pasien
Pasien luar : 500 liter
Staf/pegawai : 120 liter
Keluarga pasien : 160 liter
6 SD 40 5 58 Guru : 100 liter
7 SLTP 50 6 58 Guru : 100 liter
8 SLTA dan lebih tinggi
80 6 - Guru/Dosen : 100
liter
9 Rumah toko 100-200 8 - Penghuninya : 160
liter 10 Gedung
kantor
100 8 60-70 Setiap pegawai
11 Toko serba ada
3 7 55-60 -
12 Pabrik/
industri
Buruh pria : 60, wanita : 100
8 - Per orang, setiap
giliran ( kalau kerja 8 jam/hari )
13 Stasiun/
terminal
3 15 - Setiap penumpang
( yang tiba maupun berangkat )
14 Restoran 30 5 - Untuk penghuni
160 liter
15 Restoran umum
15 7 - Untuk penghuni :
160 liter 16 Gedung
pertunjukan
30 5 53-55 Kalau digunakan
siang dan malam, pemakaian air dihitung per penonton, jam pemakaian air dalam tabel adalah untuk satu kali pertunjukan 17 Gedung
bioskop
10 7 - -
18 Toko pengecer
40 6 - Pedagang besar :
30 liter/tamu, 10 liter/staf atau 5 liter per hari setiap m2 luas lantai
19 Hotel / penginapan
250-300 10 - Untuk setiap tamu,
untuk staf 120-150 liter, penginapan 200 liter
20 Gedung peribadahan
10 2 - Didasarkan jumlah
jemaah per hari
21 perpustakaan 25 6 - Untuk setiap
pembaca yang tinggal
22 Bar 30 6 - Setiap tamu
23 Perkumpulan sosial
30 - - Setiap tamu
24 Kelab malam 120-350 - - Setiap tempat
duduk 25 Gedung
perkumpulan
150-200 - - Setiap tamu
26 Laboratorium 100-200 8 - Setiap staf
Sumber : Soufyan Moh. Noerbambang & Takeo Morimura, 2005
Tabel 2.4 Kebutuhan Air Non Domestik Untuk Kategori V ( Desa )
Sektor Nilai Satuan
SEKOLAH 5 Liter/murid/hari
Rumah Sakit 200 Liter/bed/hari
Puskesmas 1200 Liter/unit/hari
Masjid 3000 Liter/unit/hari
Musala 2000 Liter/unit/hari
Pasar 12000 Liter/hektar/hari
Komersial/industri Liter/hari
(Sumber : Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU, 1996)
Tabel 2.5 Kebutuhan Air Non Domestik Untuk Kategori Lain
Sektor Nilai Satuan
Lapangan Terbang 10 Liter/orang/detik
Pelabuhan 50 Liter/orang/detik
Stasiun KA dan Terminal Bus
10 Liter/orang/detik
Kawasan Industri 0,75 Liter/detik/hektar
(Sumber : Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU, 1996)
2.6.3 Fluktuasi Kebutuhan Air
Kebutuhan air tidak selalu sama untuk setiap saat tetapi akan berfluktuasi.
Fluktuasi yang terjadi tergantung pada suatu aktivitas penggunaan air dalam keseharian oleh masyarakat. Pada umumnya kebutuhan air dibagi dalam tiga kelompok :
1. Kebutuhan rerata
2. Kebutuhan harian maksimum 3. Kebutuhan pada jam puncak
Kebutuhan harian maksimum dan jam puncak sangat diperlukan dalam perhitungan besarnya kebutuhan air baku, karena hal ini menyangkut kebutuhan pada hari-hari tertentu dan pada jam puncak pelayanan. Sehingga penting mempertimbangkan suatu nilai koefisien untuk keperluan tersebut. Kebutuhan air harian maksimum dan jam puncak dihitung berdasarkan kebutuhan dasar dan nilai kebocoran dengan pendekatan sebagai berikut :
1. Kebutuhan harian maksimum = 1,15 x kebutuhan air rata-rata 2. kebutuhan pada jam puncak = 1,30 x kebutuhan harian maksimum
(Sumber : PDAM Tirtanadi kota Medan)
2.7 Sistem Penyediaan Air Minum
Sistem Penyediaan air minum ( SPAM ) merupakan suatu kesatuan sistem fisik ( teknik ) dan non fisik dari prasarana dan sarana air minum. SPAM dapat dilakukan melalui sistem jaringan perpipaan dan/atau bukan jaringan perpipaan.
SPAM dengan jaringan perpipaan meliputi unit air baku, unit produksi, unit distribusi, unit pelayanan dan unit pengelolaan. ( PP No. 16 Tahun 2005 ).
Sistem penyediaan air minum harus direncanakan dan dibangun sedemikian rupa agar memenuhi tiga tujuan berikut :
1. Tersedia air dalam jumlah yang cukup dan dengan kualitas yang memenuhi persyaratan air minum.
2. Tersedianya air pada setiap waktu dan berkesinambungan.
3. Tersedianya air dengan harga yang terjangkau oleh konsumen.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 2005 tentang Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum mendefinisikan hal-hal sebagai berikut :
1. Air baku untuk air minum rumah tangga, yang selanjutnya disebut sebagai air baku adalah air yang dapat berasal dari sumber air permukaan, cekungan air tanah atau air hujan yang memenuhi baku mutu tertentu sebagai air baku untuk air minum.
2. Air minum adalah air rumah tangga yang melalui proses pengolahan atau tanpa pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum.
3. Penyediaan air minum adalah kegiatan menyediakan air minum untuk memenuhi kebutuhan masyarakat agar mendapatkan kehidupan yang sehat, bersih dan produktif.
4. Sistem penyediaan air minum yang selanjutnya disebut SPAM merupakan suatu kesatuan sistem fisik ( teknik ) dan non fisik dari prasarana dan sarana air minum.
5. Pengembangan SPAM adalah kegiatan yang bertujuan membangun, memperluas atau meningkatkan sistem fisik ( teknik ) dalam kesatuan yang utuh untuk melaksanakan penyediaan air minum kepada masyarakat menuju keadaan yang lebih baik.
Menurut Peraturan Menteri Kesehatan ( PERMENKES ) RI No.
492/Menkes/PER/IV/2010 Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum, dimana jenis air minum tersebut meliputi :
1. Air yang mendistribusikan melalui pipa untuk rumah tangga.
2. Air yang terdistribusikan melalui tangki air.
3. Air kemasan.
4. Air yang digunakan untuk produksi bahan makanan dan minuman yang disajikan kepada masyarakat.
Menurut Ray K. Linsey and Joseph B. Franzini, 1991. Suatu penyediaan air bersih yang mampu menyediakan air yang dapat diminum dalam jumlah yang cukup merupakan hal penting bagi suatu kota besar yang modern. Unsur-unsur yang membentuk suatu sistem penyediaan air yang modern meliputi :
1. Sumber-sumber penyediaan 2. Sarana-sarana penampungan 3. Sarana-sarana penyaluran 4. Sarana-sarana pengolahan
5. Sarana-sarana penyaluran (dari pengolahan) tampungan sementara 6. Sarana-sarana distribusi
Dalam pengembangan persediaan air bagi masyarakat, jumlah dan mutu air merupakan hal yang paling penting. Hubungan antara kedua faktor ini kepada masing-masing unsur fungsional terlihat dalam tabel 2.6 :
Tabel 2.6 Unsur – unsur Fungsional dari sistem penyediaan Air Minum Unsur Fungsional Masalah utama
dalam perencanaan sarana
Uraian
Sumber penyediaan Jumlah / mutu Sumber-sumber air permukaan bagi penyediaan, misalnya sungai, danau dan waduk atau sumber air tanah Penampungan Jumlah / mutu Sarana-sarana yang dipergunakan
untuk menampung air permukaan biasanya terletak pada atau dekat sumber penyediaan
Penyaluran Jumlah / mutu Sarana-sarana untuk menyalurkan air dari tampungan ke sarana
pengolahan
Pengolahan Jumlah / mutu Sarana-sarana untuk memperbaiki atau mengubah mutu air
Penyaluran &
penampungan
Jumlah / mutu Sarana-sarana untuk menyalurkan air yang sudah diolah ke sarana
penampungan sementara serta ke satu atau beberapa titik distribusi Distribusi Jumlah / mutu Sarana-sarana yang dipergunakan
untuk membagi air ke masing- masing pemakai
Sumber: Ray K. Linsey and Joseph B. Franzini. Teknik Sumber Daya Air Jilid II . Erlangga.
Jakarta. 1991. Hal 90
2.8 Konfigurasi Jaringan Distribusi
Konfigurasi sistem distribusi ditentukan terutama oleh ukuran dan lokasi kebutuhan air, pola jalan, lokasi pengolahan, fasilitas penyimpanan dan topografi.
a. Pola Percabangan
Sistem bercabang berkembang jika distribusi utama diperpanjang hingga sepanjang jalan area servis. Konsep sistem cabang mirip dengan ranting pada pohon di mana pipa yang besar bercabang menjadi pipa-pipa kecil. Sistem ini biasanya digunakan untuk memasok atau melayani daerah pedesaan dimana permintaan relatif sedikit dan jarak pelayanan yang jauh. Sistem cabang banyak digunakan oleh PDAM di Indonesia karena tipikal perkembangan kota yang tidak teratur. Selain itu, penanaman pipa tunggal memiliki biaya investasi yang lebih murah. Kelemahan dari sistem ini adalah pada saat penghentian pasokan air akibat perbaikan pipa akan mengakibatkan banyak pelanggan terkena dampak. Sistem pola percabangan memiliki kelebihan dalam kemudahan mendeteksi kebocoran yang terjadi di jaringan perpipaan dibandingkan konfigurasi lain. Sistem pembilasan harus dilakukan secara berkala pada ujung pipa.
b. Pola Gridiron
Merupakan konfigurasi pipa distribusi utama tunggal yang terhubung dengan pipa distribusi sekunder yang berbentuk grid. Sistem ini paling banyak ditemukan di PDAM. Faktor risiko terbesar adalah ketika pipa jaringan distribusi utama padam maka sebagian besar sistem akan terganggu. Sedangkan pada pipa tersiernya bersifat melingkar (loop) yang cukup baik dalam menyeimbangkan tekanan. Biaya investasi sistem grideron lebih murah daripada sistem loop.
c. Pola Loop
Merupakan konfigurasi pipa distribusi utama yang melingkar sehingga terhubung di seluruh area pelayanan. Ukuran minimum untuk distribusi utama dalam jaringan distribusi sebaiknya minimal 6 inci dan ukuran minimum untuk pengumpan utama akan bervariasi tergantung pada ukuran loop dan permintaan aliran di daerah tertentu. Kemiringan hidrolik yang digunakan diharapkan memberikan kontur tekanan yang relatif merata di seluruh sistem. Sistem ini kini lebih banyak dikembangkan. Setiap loop memiliki keuntungan hidrolik dengan memberikan air untuk setiap lokasi dari lebih dari satu arah, sehingga menghindari pipa buntu.
2.9 Konsep Dasar Pada Aliran Pipa
Untuk aliran fluida dalam pipa khususnya untuk air terdapat kondisi yang harus diperhatikan dan menjadi prinsip utama, kondisi fluida tersebut merupakan fluida incompressible, fluida dalam keadaan steady dan seragam. Menurut Larry, Wiley dan Sons (2004), dijelaskan bahwa :
Q = A x V (2.1)
Di mana:
Q = Laju aliran (m3/s)
A = Luas penampang aliran (m2 ) V = Kecepatan aliran (m/s).
Menurut Larry (2004), untuk aliran steady dan seragam seperti yang tergambar pada gambar 2.1 dalam pipa dengan diameter pipa konstan pada waktu yang sama berlaku :
V1 x A1 = V2 x A2 (2.2)
Di mana:
V1 = Kecepatan awal di dalam pipa (m/s)
A1 = Luas penampang saluran pada awal pipa (m2 ) V2 = Kecepatan akhir di dalam pipa (m/s)
A2 = Luas penampang saluran pada akhir pipa (m2 )
Gambar 2.1 : Aliran Steady dan Seragam
Gambar 2.1 menjelaskan bahwa aliran yang terjadi pada suatu sistem adalah seragam, di mana energi pada setiap titik adalah sama, besarnya kecepatan berbanding terbalik dengan luas penampang pipa. Semakin besar luas penampang maka kecepatan akan semakin kecil, begitu pula sebaliknya.
2.10 Mekanisme Aliran Dalam Pipa 2.10.1 Pipa yang Dihubungkan Seri
Dan Jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara seri maka semua pipa akan dialiri oleh aliran yang sama. Total kerugian head pada seluruh sistem adalah jumlah kerugian pada setiap pipa dan perlengkapan pipa yang menurut White (1986), dapat dirumuskan sebagai berikut :
Q0 = Q1 = Q2 = Q3 = tetap (2.3)
Q0 = A1V1 = A2V2 = A3V3 (2.4)
∑ h = h
l+ h
2+ h
3 (2.5)Di mana:
Q0 = Debit awal pada pipa (m3 /s)
V1 = Kecepatan awal di dalam pipa (m/s)A1 adalah luas penampang saluran pada awal pipa (m2 )
V2 = Kecepatan akhir di dalam pipa (m/s)
A2 = Luas penampang saluran pada akhir pipa (m2 ) hl adalah headloss pada pipa (m).
Gambar 2.2 Pipa yang Dihubungkan Seri
Keterangan gambar 2.2 :
H1 = Tinggi muka air pada kolam A H2 = Tinggi muka air pada kolam B
H = Perbedaan tinggi muka air kolam A dan B hf = Headloss flow pada pipa
Persoalan yang menyangkut pipa seri sering dapat diselesaikan dengan menggunakan pipa ekuivalen, yaitu dengan menggantikan pipa seri dengan diameter yang berbeda-beda dengan satu pipa ekuivalen tunggal. Dalam hal ini, pipa tunggal tersebut memiliki kerugian head yang sama dengan sistem yang akan digantikannya untuk laju yang spesifik.
2.10.2 Pipa yang Dihubungkan Paralel
Gambar 2.3 Pipa yang Dihubungkan Secara Paralel
Pada gambar 2.3, jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara paralel, total laju aliran sama dengan jumlah laju aliran yang melalui setiap cabang dan rugi head pada sebuah cabang sama dengan pada yang lain, di mana menurut White (1986), dapat dirumuskan sebagai :
Q0 = Q1 + Q2 + Q3 (2.6)
Q0 = A1.V1 + A2.V2 + A3.V3 (2.7)
Δh = Δh1 = Δh2 = Δh3 (2.8)
Hal lain yang perlu diperhatikan bahwa persentase aliran yang melalui setiap cabang adalah sama tanpa memperhitungkan kerugian head pada cabang tersebut.
Rugi head pada setiap cabang boleh dianggap sepenuhnya terjadi akibat gesekan atau akibat katup dan perlengkapan pipa, menurut White (1986), dapat dirumuskan dalam persamaan 2.9 dan 2.10 berikut ini :
(𝑓1 𝐿1
𝑑1+ Ʃ𝐾L1) 𝑉12
2𝐺 = (𝑓2 𝐿2
𝑑2+ Ʃ𝐾L2)𝑉22
2𝐺 = (𝑓3 𝐿3
𝑑3+ Ʃ𝐾L3)𝑉32
2𝐺 =
(2.9) Diperoleh hubungan kecepatan :
𝑣2 𝑣1
= √
𝑓1𝐿1
𝑑1 + Ʃ𝑘𝐿1
𝑓2𝐿2
𝑑2 + Ʃ𝑘𝐿2
(2.10)
2.11 Persamaan Bernoulli
Menurut Bambang Triatmodjo, 1993. Penurunan persamaan Bernoulli untuk aliran sepanjang garis arus didasarkan pada hukum Newton II. Persamaan ini diturunkan dengan anggapan bahwa:
1. Zat cair adalah ideal, jadi tidak mempunyai kekentalan (kehilangan energi akibat gesekan adalah nol).
2. Zat cair adalah homogen dan tidak termampatkan (rapat massa zat cair adalah konstan).
3. Aliran adalah kontinu dan sepanjang garis arus.
4. Kecepatan aliran adalah merata dalam suatu penampang.
5. Gaya yang bekerja hanya gaya berat dan tekanan.
Energi yang ditunjukkan dari persamaan energi total di atas, atau dikenal sebagai head pada suatu titik dalam aliran steady adalah sama dengan total energi pada titik lain sepanjang aliran fluida tersebut. Hal ini berlaku selama tidak ada energi yang ditambahkan ke fluida atau yang diambil dari fluida. Konsep ini dinyatakan ke dalam bentuk persamaan yang disebut dengan persamaan Bernoulli, yaitu:
Z1
+
𝑃1𝛾
+
𝑣122𝑔 = Z2 + 𝑃2
𝛾
+
𝑣222𝑔 (2.11)
Di mana:
p1 dan p2 = tekanan pada titik 1 dan 2
v1 dan v2 = kecepatan aliran pada titik 1 dan 2 z1 dan z2 = perbedaan ketinggian antara titik 1 dan 2 γ = berat jenis fluida
g = percepatan gravitasi = 9,81 m/s2
Gambar 2.4 Ilustrasi Persamaan Bernoulli
Persamaan di atas digunakan jika diasumsikan tidak ada kehilangan energi antara dua titik yang terdapat dalam aliran fluida. Untuk zat cair yang riil, dalam aliran zat cair akan terjadi kehilangan energi yang harus diperhitungkan dalam aplikasi Bernoulli. Kehilangan tenaga akibat adanya gesekan antara zat cair dengan dinding batas (hf) atau karena adanya perubahan tampang aliran (he). Kehilangan energi yang disebabkan karena gesekan disebut kehilangan energi primer, sedangkan karena perubahan tampang aliran dikenal kehilangan energi sekunder.
Dengan memperhitungkan kedua kehilangan tersebut , maka persamaan Bernoulli menjadi :
Z1
+
𝑃1𝛾
+
𝑣122𝑔
= Z
2+
𝑃2𝛾
+
𝑣222𝑔
+
Ʃhf + Ʃhe (2.12)2.12 Kehilangan Tinggi Tekanan ( Head Loss )
Kehilangan tinggi tekanan dapat berupa kehilangan mayor (mayor losses) dan kehilangan minor (minor losses).
2.12.1 Kehilangan Tinggi Tekanan Mayor
Aliran fluida yang melalui pipa akan selalu mengalami kerugian head. Hal ini disebabkan oleh gesekan yang terjadi antara fluida dengan dinding pipa atau perubahan kecepatan yang dialami oleh aliran fluida (kerugian kecil). Kerugian head akibat gesekan dapat dihitung dengan menggunakan salah satu dari dua rumus berikut, yaitu:
2.12.1.1 Persamaan Darcy – Weisbach
Dalam dinamika fluida, persamaan Darcy-Weisbach adalah persamaan fenomenologi yang berkaitan dengan head loss, atau kehilangan tekanan akibat gesekan sepanjang pipa terhadap kecepatan aliran rata-rata. Persamaan ini terbentuk atas kontribusi Henry Darcy dan Julius Weisbach. Rumus Darcy- Weisbach merupakan dasar menghitung head turun untuk aliran fluida dalam pipa- pipa dan saluran (Herman, 1984). Persamaannya adalah:
hf
= f
𝐿𝐷 𝑉2
2𝑔
(2.13)
Di mana:
hf = Kerugian head karena gesekan (m)
f = Faktor gesekan (diperoleh dari diagram Moody) D = Diameter pipa (m)
L = Panjang pipa (m)
V = Kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/det) g = Percepatan gravitasi = 9,81 m/det2
Di mana faktor gesekan (f) dapat dicari dengan menggunakan diagram Moody. Moody menyediakan diagram untuk mendapatkan faktor gesekan dengan menggunakan bilangan Reynold dan kekasaran relatif. Untuk mengaplikasikan diagram Moody, kecepatan aliran dan diameter pipa harus diketahui maka bilangan Reynold dapat diketahui. Kemudian tarik garis vertikal sampai batas garis kekasaran relatif (ε/D) sehingga didapatkan koefisien kekasaran(f).
Gambar 2.5 Diagram Moody
Tabel 2.7 Kekasaran rata-rata pipa komersial
Sumber: Robert J.Houghtalen, Ned H. C. Hwang, A. Osman Akan. “Fundamental of Hydraulic Engineering Systems Fourth Edition”. Pearson. New Jersey. 2010. Hal. 83
2.12.1.2 Persamaan Hazen – Williams
Rumus ini pada umumnya dipakai untuk menghitung kerugian head dalam pipa yang relatif sangat panjang seperti jalur pipa penyalur air minum.
Bentuk umum persamaan Hazen–Williams, yaitu:
hf = 10.666𝑄
1,95
𝐶1,95𝑑4,95 L (2.14)
Di mana:
hf = Kerugian gesekan dalam pipa (m) Q = Laju aliran dalam pipa (m3/det) L = Panjang pipa (m)
C = Koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams d = Diameter pipa (m)
Tabel 2.8 Koefisien kekasaran Hazen–Wiliam, C
Sumber : Ram Gupta. S, “Hydrology & Hydraulic Engineering Systems.
Pearson. New Jersey. 1989. Hal. 550
2.12.2 Kehilangan Tinggi Tekan Minor
Rerugi kecil disebabkan (Frank, 1986) oleh:
1. Lubang masuk atau lubang keluar pipa 2. Pemuaian atau penyusutan tiba-tiba
3. Kelokan, siku, sambungan T, dan piting lain 4. Katup yang terbuka atau sebagian tertutup 5. Pemuaian atau penyusutan berangsur.
Rerugi di atas mungkin tidak begitu kecil, misalnya katup yang tertutup sebagian dapat menyebabkan penurunan tekanan yang lebih besar daripada pipa yang panjang. Karena pola aliran dalam piting dan katup cukup rumit, teorinya sangat lemah. Rerugi ini biasanya diukur secara eksperimental dan dikorelasikan dengan parameter-parameter aliran pipa.
Besarnya kerugian minor dirumuskan sebagai berikut : hm = Ʃn.k.𝑣
2
2𝑔 (2.15)
Di mana:
g = percepatan gravitasi (9,81 m/det2)
v = kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/det) k = koefisien kerugian
Untuk pipa yang panjang (L/d >>> 1000), kehilangan tinggi tekanan minor dapat diabaikan tanpa kesalahan yang cukup berarti tetapi menjadi penting pada pipa yang pendek.
Tabel 2.9. Kehilangan Tinggi Tekanan pada Katup, Alat Penyesuaian dan Pipa yang Digunakan
Sumber : J.M.K. Dake, Endang P.Tachyan, Y.P. Pangaribuan “Hidrolika Teknik Edisi Kedua.
Erlangga. Jakarta.1985 . Hal. 78
2.13 Epanet 2.0
Menurut Rossman (2000), Epanet adalah program komputer yang menggambarkan simulasi hidrolik dan kecenderungan kualitas air yang mengalir di dalam jaringan pipa. Jaringan itu sendiri terdiri dari Pipa, Node (titik koneksi pipa), pompa, katup, dan tangki air atau reservoir. Epanet menjajaki aliran air di tiap pipa, kondisi tekanan air di tiap titik dan kondisi konsentrasi bahan kimia yang mengalir di dalam pipa selama dalam periode pengaliran. Sebagai tambahan, usia air (water age) dan pelacakan sumber dapat juga disimulasikan.
Epanet di desain sebagai alat untuk mencapai dan mewujudkan pemahaman tentang pergerakan dan nasib kandungan air minum dalam jaringan distribusi. Juga dapat digunakan untuk berbagai analisa berbagai aplikasi jaringan distribusi.
Sebagai contoh untuk pembuatan desain, kalibrasi model hidrolik, analisa sisa klorinasi, dan analisa pelanggan. Epanet dapat membantu dalam mengatur strategi untuk merealisasikan kualitas air dalam suatu sistem. Semua itu mencakup :
a. Alternatif penggunaan sumber dalam berbagai sumber dalam satu sistem b. Alternatif pemompaan dalam penjadwalan pengisian/pengosongan tangki.
c. Penggunaan treatment, misal klorinasi pada tangki penyimpan d. Penargetan pembersihan pipa dan penggantiannya.
Dijalankan dalam lingkungan Microsoft Windows, Epanet dapat terintegrasi untuk melakukan editing dalam pemasukan data, running simulasi dan melihat hasil running dalam berbagai bentuk (format), Sudah termasuk kode-kode yang berwarna pada peta, tabel data-data, grafik, serta citra kontur.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Gambaran Umum Wilayah Kota Padangsidimpuan
Kota Padangsidimpuan mempunyai luas ± 159,28 km2 dengan jumlah penduduk sebanyak 221.827 jiwa per Desember 2019. Kota Padangsidimpuan terdiri dari 6 Kecamatan dan 37 Kelurahan. Secara astronomis, Kota Padangsidimpuan terletak antara 01018'07''-01028'19'' Lintang Utara dan antara 99018'53'' - 99020'35'' Bujur Timur. Berdasarkan posisi geografisnya, Kota Padangsidimpuan memiliki batas-batas wilayah sebagai berikut :
a. Sebelah Utara : Kabupaten Tapanuli Selatan (Kecamatan Angkola Barat)
b. Sebelah Timur : Kabupaten Tapanuli Selatan (Kecamatan Angkola Timur)
c. Sebelah Selatan : Kabupaten Tapanuli Selatan (Kecamatan Batang Angkola )
d. Sebelah Barat : Kabupaten Tapanuli Selatan (Kecamatan Angkola Angkola Selatan)
Kota Padangsidimpuan terdiri dari 6 Kecamatan, yaitu:
a. Padangsidimpuan Tenggara b. Padangsidimpuan Selatan c. Padangsidimpuan Batunadua d. Padangsidimpuan Utara e. Padangsidimpuan Hutaimbaru f. Padangsidimpuan Angkola Julu
