Panduan Air Bersih

PANDUAN

PRASARANA AIR BERSIH

BAB I. LATAR BELAKANG

I.1. DEFINISI AIR BERSIH

Air yang memenuhi persayaratan kesehatan untuk kebutuhan minum, masak, mandi dan energi. Air sebagai salah satu faktor essensial bagi kehidupan sangat dibutuhkan dalam kriteria sebagai air bersih. Air dikatakan bersih bila memenuhi syarat sebagai berikut:

• Jernih/tidak berwarna. • Tidak berbau.

• Tidak berasa. I.2. KRITERIA AIR

• Air bersih adalah air yang memenuhi ketentuan baku mutu air besih yang berlaku

• Air baku adalah air yang yang memenuhi ketentuan baku mutu air baku yang dapat diolah menjadi air minum

• Air minum adalah Air yang memenuhi ketentuan baku mutu air minum yang berlaku

I.3. TUJUAN PEMBANGUNAN SARANA AIR BERSIH

• Meningkatkan kesehatan masyarakat, terutama untuk masyarakat miskin.

• Meningkatkan dan memberdayaan masyarakat desa dalam pembangunan sarana air bersih dan kesehatan lingkungan.

• Meningkatkan efisiensi waktu dan effektifitas pemanfaatan air bersih BAB II. JENIS DAN CARA PENGOLAHAN AIR

II.1. BEBERAPA JENIS SUMBER AIR BERSIH YANG DAPAT DIMANFAATKAN

A. Air Permukaan

Adalah sumber air baku yang berasal dari : sungai, saluran irigasi, danau, dan waduk. Tiga sisitem pengolahan air permukaan :

a. Pengelolaan air permukaan gravitasi sederhana

b. Pengelolaan air permukaan gravitasi saringan pasir lambat (SPL) c. Pengelolaan air permukaan non gravitasi

Adalah sumber air yang berasal dari permunculan air ke permukaan tanah sebagai akibat dari

a. Adanya tekanan hidrolis disebut Aliran Artetis

b. Terhalangnya aliran air oleh lapisan tanah kedap air disebut Aliran Gravitasi Kontak

Ada (2) alternatif sistem pengolahan mata iar untuk air bersih, yaitu : a. Mata air gravitasi dan kran umum

b. Mata air non gravitasi dan hidran umum Tabel.1. EVALUASI KUALITAS AIR

PARAMETER MASALAH KUALITAS

PENGOLAHAN KESIMPULAN

Bau Bau Tanah

Bau Besi Bau sulfur Bau lain Kemungkinan dengan saringan karbon aktif Aerasi + saringan pasir lambat Kemungkinan aerasi Tergantung jenis bau Mungkin bisa dipakai namun perlu pengolahan percobaan dulu. Bisa dipakai dengan pengolahan Kalau bau sekali tidak bisa dipakai kalau bau sedikit bisa dipakai

dengan pengolahan Tidak bisa dipakai kecuali percobaan pengolahan berhasil Rasa Rasa asin /

payau Rasa Besi Rasa tanah tanpa kekeruhan Coklat bersama Rasa lain Tidak mungkin Aerasi + saringan pasir lambat Kemungkinan dengan saringan karbon aktif Sama dengan kekeruhan Tergantung jenis rasa Tergantung kadar CI dan pendapat masyarakat. Bisa dipakai dengan pengolahan Mungkin bisa dipakai perlu pengolahan percobaan dulu Sama dengan kekeruhan

Tidak bisa dipakai kecuali percobaan pengolahan berhasil

sedang Kekeruhan tinggi lambat Dengan pembubuhan dengan pengolahan Bisa dipakai dengan pengolahan Sambungan Tabel. 1. PARAMETER MASALAH KUALITAS PENGOLAHAN KESIMPULAN Kekeruhan Coklat dari

lumpur Putih Agak kuning sesudah air sebentar di ember Dengan pembubuhan PAC Dengan pembubuhan PAC Dengan pembubuhan PAC Aerasi + sistem saringan pasir Pengolahan agak mahal Bisa dipakai dengan pengolahan dulu Mungkin bisa dipakai perlu pengolahan pecobaan dulu

Warna Coklat tanpa kekeruhan Coklat bersama dengan kekeruhan Putih Lain Kemungkinan dengan saringan karbon aktif Sama dengan kekeruhan Mungkin dengan pembubuhan dengan PAC Tergantung jenis warna Mungkin dipakai perlu pengolahan pecobaan dulu Sama dengan kekeruhan

Tidak bisa dipakai kecuali percobaan pengolahan berhasil

Tidak bisa dipakai keculai percobaan pengolahan berhasil

Keterangan ; Aerasi = kenaikan kosentrasi gas yang terlarut dalam air Contoh aerasi : pemompaan air.

C. Air Tanah

Adalah sumber air dalam tanah yang tersimpan dalam lapisan aktifer yang dibedakan menjadi :

b. Air tanah dalam; kedalaman muka air tanah lebih besar dari 20 meter

Ada tiga sisitem pengolahan air tanah : a. Sumur Gali

b. Sumur Pompa Tangan Dangkal (SPT Dangkal) c. Sumur Pompa Tangan Dalam (SPT Dalam) D. Air Hujan

Adalah sumber air baku khususnya bagi daerah yang kesulitan mendapatkan sumber air :

Ada dua alternatif sisitem pengolahan air hujan :

a. Penampungan Air Hujan (PAH) Individu; volume sekitar 500 liter (0.5 m3) – 1000 liter (1 m3).

b. Penampungan Air Hujan (PAH) Komunal; volume sekitar 30 m3. Parameter Air yang dibutuhkan

Kebutuhan air standar untuk tiap jiwa membutuhkan 30 - 60 liter / hari atau tiap seribu orang / jiwa di desa membutuhkan debit air 0.35 s/d 1 liter / detik.

Untuk bahan yang berbau, berasa, kekeruhan dan berwarna diperlukan pengolahan air. Pada umumnya air yang berasal dari air permukaan berwarna keruh, sehingga perlu diolah.

II.2. Pengolahan dan Penyaluran A. Cara pengolahan :

1. Saringan (saringan pasir lambat, saringan karbon aktif)

Pengolahan air jenis ini dapat dilakukan bila kualitas air mempunyai kondisi :

• Air yang kondisinya bermasalah dengan bau tanah dan bau besi. • Air dengan kondisi rasa tanah dan besi.

• Air dengan kondisi terlalu banyak kapur. 2. Bahan Kimia atau koagulasi

Pengolahan air dengan bahan kimia tergolong lebih sulit dan penentuan pengolahannya harus dilakukan percobaan dan menguji tingkat keasaman air terlebih dahulu untuk penentuan bahan koagulan yang harus digunakan.

Contoh pengolahan air dengan koagulan yaitu bila air mengandung mangaan atau ferrum (besi) yang biasanya ditandai dengan

• berwarna kuning setelah ditampung

• kotoran mengumpal dan tidak mudah larut dalam air B. Penyaluran air dapat dilakukan sebagai berikut : 1. Secara Gravitasi

• Saluran Perpipaan

2. Secara mekanis • Dengan Pompa

- Tenaga mekanis (listrik atau diesel) - Hidram

C. Pohon Famili untuk Pengolahan Air Baku

BAB III. TAHAP PERENCANAAN

III.1. Data perencanaan air bersih berisi antara lain : 1. Data umum desa serta peta desa

2. Kondisi kualitas (Kuantitas, Kualitas, dan Kontinuitas) sarana air bersih yang ada dan dipergunakan saat ini.

3. Sumber dari air bersih yang ada dilengkapi dengan perkiraan debit, ukuran dan kondisi elevasi serta jarak ke desa.

4. Pemilihan penggunaan teknologi prasarana yang diinginkan berdasarkan kondisi teknik dan kemampuan masyarakat.

Air Baku Air Kotor Air Bersih Bangunan Perlindung Saringan Pasir Lambat Proses Netralisasi Instalasi air bersih Aerasi (Oksidasi) Koagulasi- flokulasi-sedimentasi

Test keasaman air/ph

Bangunan Penampung

Pengendapan & Pengurasan

5. Melihat alternatif penempatan bak pelepas tekan atau bak distribusi serta bentuk dan ukurannya.

6. Kesiapan masyarakat untuk menerima prasarana tersebut.

7. Gambar sketsa jarak, perkiraan ketinggian dan rencana lokasi prasarana dan daerah pelayanan.

III.2. Kriteria Perencanaan

1. Prasarana yang dibangun adalah sistem pembangunan yang sederhana

2. Memenuhi persyaratan dan perencanaan teknis yang ada.

3. Memanfaatkan bahan dan sarana setempat / yang tersedia di desa. BAB IV. BAGIAN – BAGIAN CONTOH SARANA AIR BERSIH

IV.1. BAK PENAMPUNG

1. Bak penampung berfungsi sebagai penampung / penyimpanan air untuk mengatasi problem naik turunnya kebutuhan air dan kecilnya sumber air, juga dapat memperbaiki mutu air melalui pengendapan, bak ini dapat pula berfungsi sebagai pelepas tekan.

2. Semua sudut dinding dibuat lengkung untuk memudahkan pembersihan.

3. Pipa keluaran (Outlet) ke pipa transmisi harus dipasang kira-kira 5 – 20 cm diatas lantai bak dan harus memakai saringan.

4. Pipa / lubang peluap harus dipasang sedikit lebih tinggi daripada pipa masukan. Pipa peluap sekaligus bisa berfungsi sebagai lubang hawa, dan harus berdiameter cukup besar untuk melayani aliran maksimum yang sudah diperhitungkan. (minimal 50 mm)

5. Atap / plafon bak harus mempunyai kemiringan yang cukup, sehingga air hujan tergenang diatasnya dan harus mempunyai lubang (Manhole) yang besarnya cukup untuk dimasuki orang ke dalam bak.

IV.2. BAK PENANGKAP AIR A. MATA AIR

• Bak penangkap air berfungsi sebagai perlindungan air

• Direncakan sederhana ekonomis dan bebas dari pencemaran.

• Disarankan menggunakan beton campuran 1pc : 2ps : 3 kr karena bersifat kedap air.

• Tinggi maksimal bangunan didasarkan pada tinggi muka air maksimum ditambah ruang / tinggi bebas minimal 50 cm.

• Bak penangkap air di lengkapi dengan pipa pengumpul air. B. AIR PERMUKAAN

• Bak penangkap air ditempatkan pada lokasi yang bebas dari penggerusan aliran air.

• Direncanakan sederhana, ekonomis dan bebas dari pencemaran • Disarankan menggunakan konstruksi beton campuran 1pc : 2ps : 3

kr karena bersifat kedap air.

• Tinggi maksimal bangunan didasarkan pada tinggi muka air maksimum ditambah ruang / tinggi bebas minimal 50 cm.

• Dilengkapi dengan saringan kasar dan halus. IV.3. BAK PELEPAS TEKAN

Adalah suatu bangunan yang berfungsi untuk menurunkan tekanan hidrostatis didalam pipa menjadi nol dan ditempatkan bilamana selisih tinggi (∆H) sebagai berikut.

- 80 meter untuk jenis pipa besi (galvanis iron)

- 65 meter untuk jenis pipa PVC (Poly Vinyl Carbonat)

Berikut merupakan contoh bak pelepas tekan pada sarana dan prasarana perdesaan.

IV.4. BAK PEMBAGI

Suatu bangunan yang berfungsi juga sebagai bak pelepas tekan dan ditempatkan lebih tinggi dari hidran umum yang disuplaynya untuk memudahkan pelayanan jaringan, kontrol, perbaikan dan pemeliharaan.

Gambar. 3. Contoh Bak Pembagi IV.5. PIPA TRANSMISI

Suatu jaringan yang berfungsi membawa air baku dari sumber ke lokasi pengolahan dan atau dari bangunan pengumpul ke titik awal jaringan distribusi.

Gambar. 4. Pipa Transmisi IV.6. PIPA DISTRIBUSI

Suatu jaringan perpipaan yang berfungsi mengalirkan air bersih dari titik akhir pipa transmisi menuju daerah pelayanan.

Gambar. 5. Pipa Distribusi yang salah pemasangan (tidak ditanam) IV.7. JEMBATAN PIPA

Konstruksi jembatan pipa yang biasa digunakan untuk air bersih dapat memberikan beda ketinggian yang kecil, yang dapat mengurangi tekanan yang terjadi didalam pipa. Hal ini diharapkan umur konstruksi jaringan pipa akan semakin tinggi. Dari rumus hazzen – william bila I besar maka debit air yang tersupply akan semakin besar.

Jenis konstruksi untuk jembatan pipa : 1. Tiang rangka beton pasangan batu kali 2. Tiang beton cover pasangan bata 3. Konstruksi tiang beton

4. Konstruksi tiang kayu

Berikut salah satu contoh konstruksi jembatan pipa.

Gambar. 6. Konstruksi Jembatan Pipa

IV.8. BANGUNAN PELENGKAP UNTUK BEBERAPA JENIS AIR BERSIH 1. Pada Air Permukaan.

- Bangunan Penangkap Air Permukaan

- Pengolahan air dengan Instalasi Pengolahan Air Sederhana - Saringan Pasir Lambat (SPL) dan Bahan Kimia

- Perpipaan

- Penyaluran air secara gravitasi - Pompa air

- Bak penampung air 2. Pada Mata Air

- Bangunan Perlindungan mata air - Bangunan Penangkap mata air - Perpipaan

- Penyaluran air secara gravitasi - Pompa air

- Bak penampung air 3. Air Tanah

- Sumur Gali

- Sumur pompa tangan - Pompa air

- Perpipaan

- Bak penampung air 4. Air Hujan

- Bangunan Penampungan Air Hujan (PAH) - Pompa air

- Perpipaan

- Bak penampung air

IV.9. ALTERNATIF SARANA AIR BERSIH Tabel. 2. ALTERNATIF SARANA AIR

SUMBER AIR KONDISI ALTERNATIF SARANA

Air Tanah

Air Tanah Dangkal Sumur Gali (SGL)

Sumur Pompa tangan (SPT) Air Tanah Dalam Sumur Gali (SGL)

Sumur Pompa tangan (SPT) Air Tanah Bebas Sumur Gali (SGL)

Sumur Pompa tangan Air Tanah

Aquifer Sumur Pompa tangan (SPT) Aquifer Tertekan Sumur Pompa tangan (SPT)

Air Permukaan

Penangkap Air Permukaan (PAP)

Instalasi Pengelolaan Air Sederhana (IPAS)

Saringan Kasar Naik Turun – saringan pasir lambat (SKNT-SPL)

Perpipaan

Mata Air

Aliran Artetis Tersebar (PMA)

• Bangunan Penangkap Mata Air (Broncaptering) • Perpipaan

Aliran Air Vertikal Aliran Air Kontak

Air Hujan • Penampungan Air Hujan

BAB V. TAHAP PELAKSANAAN

Pelaksanaan pembangunan Sarana Air Bersih sebagai berikut : 1. Pembarsihan lokal dan pengukuran.

2. Persipan material

3. Pekerjaan konstruksi instalasi 4. Pembersihan dan pemulihan lokasi BAB VI. TAHAP OPERASI DAN PEMELIHARAAN

VI.1. Operasi dan Pemeliharaan

Pelaksanaan operasi dan pemeliharaan harus dilaksanakan, • Dengan melibatkan partisipasi seluruh masyarakat • Dengan mengikuti prosedur yang telah ditetapkan VI.2. Pelatihan dan Penyuluhan

Dalam tahap ini perlu pelatihan dan penyuluhan yang bertujuan : • Menjaga kelangsungan dari prasarana yang dibangun (kontinuitas) • Agar masyarakat dapat berpartisipasi dalam proses pembangunan

dan pemeliharaan prasarana yang telah dibangun,

• Dapat meningkatkan kemampuan pengetahuan masyarakat tentang prasarana yang dibangun.

VI.3. PEMELIHARAAN

Agar Prasarana Air Bersih dapat berfungsi dengan baik, maka pelengkap Prasarana air bersih harus dipelihara. Contoh-contoh cara pemeliharaan yang dilakukan antara lain :

• Pembersihan sumber air dari kotoran yang masuk dari luar • Pemeriksaan jaringan pipa air bersih dari kebocoran

• Pembersihan bak penampung, bak penangkap air, bak pelepas tekan dan bak pembagi dari lumut atau kotoran-kotoran air lainnya. • Perbaikan kran-kran yang bocor

• Pemeliharaan alat bantu penyaluran air (pompa)

A. Perhitungan Hidrostatis berdasarkan rumus HAZEN - WILLIAM V = 0,354 × C × D0,63 × I0.54

Dengan Q = V × A atau V = A Q Keterangan : Q = Debit (m3 / detik)

V = Kecepatan aliran (m / detik), Berkisar 0,3 ~ 1,0 m /detik A = Luas penampang pipa (m2₎

C = Koefisien Hazen William,

NILAI C JENIS PIPA 140 130 120 110 100 95 60 - 80

Pipa sangat halus

Pipa halus, semen dan baja tuang baru Pipa baja di las baru

Pipa baja di kelilingi baru Pipa besi tua Pipa Baja di kelilingi tua

pipa tua D = Diameter Pipa (m)

I = Kemiringan garis tenaga (m/m)

Kemiringan garis tenaga dapat dihitung dengan Rumus Darcy – Weisbach

I = L f h = f gD V 2 2 Dimana : L = Panjang pipa (m) V = kecepatan aliran (m/dt) g = gravitasi bumi (9,81 m/dt2) f = koefisien gesekan pipa

koefisien gesekan pipa tersebut bila dijelaskan secara empiris akan didapat suatu konstanta yang dapat dihubungkan dengan koefisien dari Hazen – William (C)

B. Kehilangan Energi (tekanan) akibat gesekan sepanjang pipa berdasarkan :

Penelitian Hazen William dan Chezy Hf1 =

85

.

1

666 . 10 C ×

87

.

4

D L × Q1.85 Keterangan :

V1 ? V2 A1 A2 ? V1 _V2 A1 A2

Hfl = Kehilangan tinggi tenaga (m) L = Panjang Pipa (m)

C = Koefisien kekasaran Pipa dari Hazen dan William D = Diameter pipa (m)

Q = Debit air (m3 / detik)

Hfl dapat juga didekati dengan rumus : Hf1 = 0,0826 × C ×

5

D L

× Q2

C. Kehilangan tinggi tenaga (energi) akibat sambungan-sambungan pipa dan belokan pipa berdasarkan :

Rumus Darcy – Weisbach. Hf2 = k ×

g

V

2

2

atau Hf2 = k × 0,051 × V2 Keterangan :

Hfl2 = Kehilangan tinggi tenaga (m) V = Kecepatan aliran (m/detik) g = Gravitasi 9,81 m / detik2

k = Koefisien yang besarnya ditentukan oleh tipe sambungan dan atau sudut belokan pipa

Gambar. 7.

Perbesaran Pipa Secara Berangsur

Gambar. 8.

D

R

Tabel. 4. Nilai k untuk Perbesaran Pipa sebagai fungsi ά

ά

₁₀

_°

₂₀

_°

₃₀

_°

₄₀

_°

₅₀₀

_°

₆₀

_°

₇₅

_°

k 0.078 0.31 0.49 0.60 0.67 0.72 0.72

Gambar. 9. Grafik Koefisien k untuk Pengecilan Pipa sebagai fungsi ά

Bila sudut belokan 90° dan berbelok secara halus maka kehilangan tenaga tergantung pada perbandingan antara jari-jari (R) belokan dan diameter pipa (D) atau fungsi

D

R

Nilai k yang merupakan fungsi dari R/D dapat dilihat pada tbael berikut: Tabel. 5. Nilai k untuk Belokan Pipa sebagai fungsi R/D

R/D

1 2 4 6 10 16 20

k 0.35 0.19 0.17 0.22 0.32 0.38 0.42 Gambar. 11. Belokan Pipa 90º tanpa (Knee)

Tabel. 6. Nilai k untuk Belokan Pipa Mendadak sebagai fungsi sudut ά

ά

20º 40º 60º 80º 90º

k 0.05 0.14 0.36 0.74 0.98 C. Pengaruh Pertambahan Umur Pipa

Penelitian Colebrook dan White menjelaskan bahwa kekasaran pipa bertambah secara linier dengan umurnya yang berakibat berbanding lurus dengan kehilangan tenaga.

Rumus Colebrook dan White k_t = k₀ + ά × t

Keterangan :

kt = kekasaran pipa setelah t tahun k0 =kekasaran pipa baru

ά = pertambahan kekasaran tiap tahun t = jumlah tahun

Nilai ά didapat dari grafik Moody untuk nilai Re, f, dan kekentalan relatif (

D

k

) (lihat Gambar. X. Grafik Moody)

D. Anggapan Bernoulli untuk zat cair riil

Menurut bernoulli kehilangan tenaga dapat terjadi karena andanya gesekan antara zat cair dan dinding batas (h_f) atau karena adanya perubahan tampang lintang aliran (h_e). Kehilangan tenaga

dikelompokkan menjadi :

1. Kehilangan tenaga primer yang disebabkan oleh gesekan

2. Kehilangan tenaga sekunder yang disebabkan akibat perubahan tampang aliran saluran/pipa

Untuk pipa yang sangat panjang kehilangan tenaga primer jauh lebih besar dari kehilangan tenaga sekunder akibat perubahan tampang aliran dan biasanya sangat kecil sehingga kehilangan tenaga sekunder diabaikan.

E. Waktu Pengosongan Tangki

Secara teoritis proses perhitungan untuk pengosongan tangki dapat dilakukan dengan cara :

• Misal suatu tangki dengan tampang lintang seperti pada Gambar. XI dengan tinggi muka air h1 dari lubang penguras maka pengosongan

tangki sampai habis tinggi muka air = 0 = (h2)

• Rumus yang digunakan yang merupakan turunan dari interval waktu volume zat cair yang keluar dari tangki adalah:

t = g a d C H A 2 2 / 1 1 2 × × × × Keterangan :

T = waktu yang dibutuhkan untuk mengosongakn tangki (detik) A = Luas tampang melintang tangki air (m2)

H1 = Tinggi air mula-mula

Cd = koefisien debit air = 0,62 a = Luas lubang penguras g = gravitasi bumi (9,81 m2/dt)

H1

H2

a

A

H

Bak

Penangkap

/Perlindungan

Bak

Distribusi

H1 H2 D2 Hf total L 12 120 12 12 150 12

VI.5. Dasar – dasar Perencanaan Air Bersih Perpipaan

A. Sistem gravitasi dan Kehilangan Tinggi Tenaga

Gambar. 14. Prinsip dan Sketsa Bak Penangkap Desain Sarana Air Bersih Sistem Gravitasi dan Kehilangan

Tenaga

A

A

Penjelasan :

H = Perbedaan tinggi muka air antara bak penampung A dengan bak penampung B dengan pengaliran

gravitasi,

Hf = Kehilangan tenaga akibat gesekan antara aliran air dengan dinding pipa meliputi :

a. Gesekan akibat aliran air yang mengalir dengan dinding pipa pada bagian lurus.

b. Gesekan aliran air dengan pipa pada bagian tikungan atau pada sambungan pipa

c. Kehilangan tenaga akibat perubahan gesekan pada bagian yang mengalami perubahan diameter

pipa/perubahan bentuk pipa.

d. Kehilangan tenaga akibat bertambahnya umur pipa

Kehilangan tenaga dapat didekati dengan rumus :

Hft = f

×

g

V

D

L

2

2

×

+

g

V

_V

2

)

(

2

1

2

−

_{+ fk}

Dimana :

f

= koefisien gesekan yang dipengaruhi oleh jenis bahan pada bagian

pipa lurus

V

2

= Kecepatan aliran air pada bagian pipa hilir (m/dt)

V

1

=

Kecepatan aliran air pada bagian pipa hulu (m/dt)

fk = Koefisien

kehilangan

tenaga akibat aliran air dengan pipa pada

bagian tikungan (knee) Æ lihat tabel I.5. atau I.6.

Hft = Kehilangan tenaga total (total head lost) antara Bak A sampai

dengan Bak B.

B. Tabel. 7. Perkiraan Besarnya Diameter Pipa

Jumlah Pemakai

(Orang)

Kebutuhan Debit Air

(Liter/dt)

Ø Pipa PVC

(inch)

100 (0

–

0,10)

¾ ”

125 (0,10

–

0,30) 1”

250 0,26 1”

375

0,30 – 1,00

1,5”

500 0,53 1,5”

750 0,80 1,5”

1000

1,00 – 1,50

2”

1500

1,50 – 3,00

3”

2000 2,11 3”

3000

3,00 – 8,00

4”

C. Tabel. 8. Contoh Ukuran dan Spesifikasi Pipa Standar SNI

Diameter

Luar

(mm)

Ukuran Ketebalan Dinding Pipa (mm)

S -10

S – 12,5

Kuat Tekan

T = 10 kg/cm

2

T = 12,5 kg/cm

2

T = 10 kg/cm

2

32 1,6 -

-

40 1,9 -

-

50 2,4 -

-

63 - 3,0 2,4

75 - 3,6 2,9

90 - 4,3 3,5

110 - 5,3 4,2

D. Perhitungan Contoh Desain Pengadaan Air Bersih Dengan Sisitem

Gravitasi

1. Menghitung Debit Sumber Air

a. Sumber air dibendung sementara, lalu buat pancuran air.

b. Letakkan ember kosong dibawah pancuran, catat waktu muali air

masuk sampai ember penuh

c. Misalkan isi ember 20 liter penuh dalam waktu 5 detik, maka debit

sumber air = (Q)

Q

SUMBER

=

5 20

d. Ulangi pengukuran tersebut sebanyak minimal 3 kali, lalu buat

rata-ratanya.

2. Menghitung Kebutuhan Air

Kebutuhan air per jiwa diperdesaan (Ds PELITA III) adalah 60 liter/

orang/hari. Dengan memperhitungkan kenaikan penduduk 2,5% per

tahun dalam waktu 15 tahun

P

15

= 60 (1 +

100 5 , 2

)

15

= 86,89 liter / orang / hari

Kebutuhan untuk 1000 orang = 86,89 × 1000 = 86.890 liter / hari.

Debit air yang dibutuhkan untuk 1000 orang =

24

60

60

890

.

86

×

×

= 1,00 lt/dt

Bila jumlah penduduk

= C + E + G + H = 1300 + 600 + 1400 + 400

= 3600 jiwa

Debit yang dibutuhkan

= 3,6 liter/dt < 4,0 liter/dt (Debit sumber

cukup!)

3. Perencanaan Jaringan Sistem Gravitasi

a. Beda tinggi A – B = 525 – 425 = 100 m (perlu 1 BPT)

B – C = 425 – 400 = 25 m (tidakperlu BPT)

B – D = 425 – 375 = 50 m (tidak perlu BPT)

D – E = 375 – 360 = 15 m (tidak perlu BPT)

D – F = 375 – 350 = 25 m (tidak perlu BPT)

F – G = 350 – 320 = 30 m (tidak perlu BPT)

F – H = 350 – 340 = 10 m (tidak perlu BPT)

Kesimpulan pada sket contoh perlu 1 buah BPT diantara titik A – B

b. BPT dipasang pada ketinggian 425 +

2 100

= +475 m dengan jarak

1850 m dari titik A

c. Ukuran BPT minimal 3 m

3

_{dengan ukuran 1-) 1,5 × 1,5 × 1,5 (m)}

atau standar untuk BPT 2-)

Panjang bersih (P

b

) = 1,60 meter

Lebar Bersih (L

b

) = 1,00 meter

Kedalaman air bersih (d

b

)

= 1,00 meter

Tinggi ruang bebas = 0,50 meter

d. Bagian atas BPT harus ditutup.

Dipilih ukuran 1-)

Gambar. 17. Contoh Sketsa Sarana dan Prasarana Sistem Gravitasi

4. Bak Pembagi

a. Bak pembagi diletakkan pada titik B, D, dan F dengan alasan:

B lebih tinggi dari C dan D

D lebih tinggi dari E dan F

F lebih tinggi dari G dan H

b. Bak Pembagi juga diletakkan pada titik C, E, G, dan H berfungsi

untuk membagikan ke hidran umum disekitar lokasi C, E, G, dan H.

c. Dimensi Bak pembagi minimal 3 m

3

atau dengan ukuran 1,5 × 1,5 ×

1,5 (m)

d. Bagian atas bak pembagi harus ditutup

e. Jumlah bak pembagi pada contoh diperlukan 7 buah

5. Hidran Umum

a. Satu hidran umum maksimum mampu melayani 400 orang

b. Dari hasil survey direncanakan penempatan hidran umum dengan

kelompok pemakaiannya didapat sebagai berikut

Daerah C

Daerah E

Daerah G

Daerah H

1. 400 orang

2. 300 orang

3. 250 orang

4. 250 orang

1. 375 orang

2. 225 orang

3. 345 orang

4. 175 orang

5. 290 orang

1. 310

orang

2. 280

orang

1. 160 orang

2. 240 orang

c. Dari rencana diatas terdapat 13 hidran umum yang harus dibangun.

d. Satu hidran umum harus mampu menampung kebutuhan air yang

f. Debit untuk 300 orang :

Bila kebutuhan 1 orang /liter/hari = 30- 60 lt/hari

Diambil 60 liter/orang/hari

Æ debit yang dibutuhkan tiap 1 orang =

24 60 60 60 × ×

(liter/detik)

Q

1

= 6,944 × 10

-4

liter/dt,

Q

300

= 300 × 6,944 × 10

-4

=

0,21 liter/dt

Volume hidran umum untuk menampung air selama ± 10 jam

= 0,21 × 60 × 60 × 10 = 7,560 liter m

3

Dibuat ukuran 2 × 2,5 × 2 = 10 m

3

> 7,56 m

3

(cukup)

Gambar. 18. Contoh Sketsa Hidran Umum

6. Pipa

a. Jika tidak sangat terpaksa, pada pipa utama jangan dibuat berbelok

tajam (90º), karena hal ini akan menambah head lost (tinggi hilang)

b. Tinggi hilang akibat lubang inlet dan outlet serta sambungan pipa

dari rumus kehilangan tenaga diatas didapat 2 m

c. Perhitungan dimensi pipa dengan asumsi pipa dianggap lurus:

1) Pipa A sampai BPT

Debit untuk = (1200 + 600 + 1400 + 400) orang = 3600 orang

Q

3600

=

3,6 lt/dt atau 0.0036 m

3

/dt

(∆H) = 525 – 475 ; tinggi hilang = 2 m ; H = 50 – 2 = 48 m

L = 1850 m Æ

L H

=

1850 48

= 0,0259

Dari tabel Q

= 3,6 liter/dt Æ 4 liter/dt

L H

=

0,0259

Æ 0,0256 didapat D = 2,62 inch

dipakai pipa diameter D = 2

4 3

atau 3,00 inch

2) Pipa BPT sampai titik B

Q

3600

=

3,6 lt/dt atau 0.0036 m

3

/dt

(∆H) = 475 – 425 = 50 m ; tinggi hilang = 2 m ; H = 50 – 2 = 48 m

L = 1650 m Æ

L H

=

1650 48

= 0,029

Dari Box note diatas didapat D = 2,304 inch

Dipakai pipa diameter D = 2

4 3

inch atau 3,00 inch

3) Pipa B ke C

Q

1200

=

1,2 liter / dt

(∆H) = 425 – 400 = 25 m ; tinggi hilang = 2 m ; H = 25 – 2 = 23 m

L = 1250 m Æ

L H

=

1650 23

= 0,0184

Dari tabeldiatas didapat D = 1,93 inch

Dipakai pipa dimeter D = 2 inch

4) Pipa C – Hidran C

2

Q

300

=

0,3 liter / dt

(∆H) = H

c

– C

2

–

L H

= 400 – 395 – 2 = 3 m dengan nilai 2 adalah

tinggi hilang

L = 300 m Æ

L H

=

300 3

= 0,01

Dari tabel diatas didapat D = 1,19 inch dipakai 1 ¼ inch

Dipakai pipa dimeter D = 1

4 1

inch

5) Untuk Latihan coba hitung diameter pipa yang lain !!!!!!!

7. Penyetelan

a. Buka penuh seluruh kran kecuali outlet hidran umum dan outlet

bak penangkap air.

b. Tutup katup penguras air dan katup angin.

c. Buka penuh outlet bak penangkap air.

d. Buka katup pembuangan angin sampai anginnya habis dan yang

keluar air lalu tutup kembali.

e. Stel hidran umum sesuai kebutuhan dengan cara mengecilkan kran

inlet hidran umum

Caranya :

• Misal

hidran

umum

direncanakan melayani 300 orang Q (Debit)

untuk 300 orang =

1000

300

× 1 = 0,3 liter/dt

• Tutup semua kran dan orang yang mengukur masuk kedalam

bak

• Ukur naiknya air dalam waktu 5 menit

• Ukur luas dasar bak, misalnya 2 × 3 m

• Dari

pengukuran

didapat air naik 2 cm dalam waktu 5 menit

Debit = 2 × 3 × 0,02

= 0,12 m

3

= 120 liter/5 menit

=

5

60

600

×

= 0,4 liter/dt > 0,3 liter/detik

Kran dikecilkan lagi sedikit, lalu ulangi pengukuran

• Dari pengukuran didapat naik air naik 1,6 cm dalam waktu 5

menit

Debit = 2 × 3 × 0,06

= 0,96 m

3

= 96 liter/5 detik

=

5

60

96

×

= 0,32 liter/dt ≈ 0,3 liter/detik

• Setelah kran distel, pintu kran inlet ditutup dan digembok

• Stel debit seluruh hidran umum dengan cara yang sama

f. Stel bak pembagi

Prinsip jumlah air yang masuk dan keluar bak pembagi harus sama

Cara menyetel : kecilkan kran inlet hingga permukaan air pada

bak pembagi tetap (tidak naik atau turun)

g. Stel bak pelepas tekan

Cara menyetel BPT persis sama dengan penyetelan bak pembagi

8. Bagaimana jika debit mata air tidak cukup?

Misal debit yang dibutuhkan untuk 3600 orang = 3,6 liter/dt, tapi debit

yang tersedia hanya 2 liter/dt?

Desain dapat diubah dengan kebutuhan air minimal diperdesaan yaitu

30 liter/orang/hari.

P

15

= 30 × (1 +

100 5 , 2

)

15

= 43,45 liter / orang / hari

Debit yang dibutuhkan untuk 100 orang =

24 60 60 1000 45 , 43 × × ×

= 0,502 liter/dt ≈

0,5 liter/dt

Jadi untuk 3600 orang dibutuhkan

1000 3600

× 0,5 = 1,8 liter/dt (Debit

cukup!)

Hitungan selanjutnya dapat dicoba sendiri!!!

BAB VII. POMPA UNTUK AIR BERSIH

VII.1. Jenis Pompa Pada Air Bersih

Pompa pada dasarnya dapat dibagi menurut kedalaman air dan kualitas

air :

A. KEDALAM AIR YANG DIAMBIL

a. Pompa sumur dangkal

b. Pompa sumur dalam

B. MENURUT JENIS/KUALITAS AIR YANG DIAMBIL

a. Pompa air bersih

b. Pompa air kotor

VII.2. Kriteria Dasar Jenis Pompa

Dua kriteria diatas mendasari jenis pompa yang akan digunakan. Sebelum

menentukan pompa yang akan digunakan perlu diadakan survey dan

desain sebagai berikut :

A. SURVEY

Untuk pengadaan air bersih data yang diperlukan :

a. Jumlah penduduk yang dilayanai, karena akan digunakan untuk

menghitung debit yang dibutuhkan.

b. Beda tinggi (∆H) antara permukaan air yang diambil dengan tinggi

permukaan air yang akan dipompa, misal (∆H) bak pembagi

dengan (∆H) hidran umum lebih tinggi hidran umum maka

digunakan pompa untuk mensuplay hidran umum.

c. Mengukur panjang pipa yang digunakan

d. Menghitung jumlah belokan dan perubahan penampang

e. Melihat jenis air yang akan dipompa, apakah air bersih atau air

kotor?

f. Melihat tata letak dari kondisi :

• Pengambilan air

• Penempatan pompa

• Penampungan air

B. DESAIN

Dalam proses pembuatan desain sarana dan prasarana air besih,

hal-hal yang harus diperhatikan adalah :

a. Mengitung debit air yang dibutuhkan

Kebutuhan air bersih untuk perdesaan 30 – 0 liter / orang / hari

Kebutuhan ini harus diperkirakan dengan kenaikan jumlah

penduduk dengan rumus :

K

_n

= K

n

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

Χ

+

100

1

Keterangan :

K = kebutuhan debit saat ini

X = kenaikan jumlah penduduk

n = tahun operasi = diambil 10 – 15 tahun

K

_n

= kebutuhan debit tahun ke - n

b. Pengukuran beda tinggi

Dihitung antara permukaan air yang dipompa dan permukaan air

yang telah dipompa harus dilakukan dengan cukup teliti, minimal

menggunakan slang ukur Beda tinggi (∆H) merupakan parameter

utama yang menentukan parameter utama untuk menentukan

kapasitas pompa yang akan digunakan.

c. Mengukur panjang pipa

Dimaksudkan unutk menghitung besarnya head loss akibat

gesekan pipa. Untuk memudahkan perhitungan digunakan table

perhitungan kebutuhan pipa untuk perencanaan air bersih system

gravitasi dan dihitung berdasarkan rumus Hazzen – William dengan

anggapan C = 130

d. Menghitung jumlah belokan dan perubahan penampang pipa

untuk mengetahui besarnya head loos akibat tikungan dan

perubahan penampang pipa. Untuk memudahkan perhitungan

dapat dilihat pada table terlampir

e. Pemilihan jenis pompa

Pemilihan jenis pompa didasarkan atas :

1. Debit yang diinginkan

2. Total head

3. Jenis air yang dipompa

f. Pengambilan

air

1. Untuk air dalam tanah

a) Sumur dalam untuk air bersih

Titik letak pengambilan air pada sumur dalam sebaiknya

diserahkan pada ahli pengeboran. Sebelum dibor biasanya

dilakukan analisa geoelektrikal untuk mengetahui

keberadaan air sumber air. Debit sumur harus lebih tinggi

dibanding kapasitas pompa.

b) Sumur dangkal (untuk air bersih dan irigasi)

c) Titik letak pengambilan air pada sumur dangkal dapat

ditentukan dengan melihat kondisi sekitarnya.

Pengeborannya dapat dilakukan oleh masyarakat atau ahli

local. Sumur dangkal dapat berupa sumur gali atau sumur

bor dengan peralatan manual.

2. Untuk air ditempat terbuka

a) Mata air (air bersih)

Pada mata air harus dibuat perlindungan mata air dan bak

pengumpul yang dapat menampung debit yang dibutuhkan

selama 16 jam. Hal ini karena pompa hanya bekerja selama

8 jam sehari.

b) Sungai (unutk irigas)

Tempat pengambilan air harus terlindung sehingga pipa isap

aman terhadap sampah besar yang ikut terbawa air pada

saat banjir. Tempat pengambilan haus diberi saringan agar

kotoran tidak ikut terhisap yang daapt menyebabkan

kerusakan pompa.

g. Penempatan pompa

Tata letak pompa harus memperhatikan hal seperti :

1. Pompa harus ditempatkan pada tempat yang stabil dan datar

2. Pompa tidak dibenarkan menerima berat beban perpipaan,

karena jika pompa terbebani pipa, maka pompa dapat melenting

dan mengganggu putaran as.

3. Ketinggian pompa dari permukaan air pengambilan.

a) Untuk pompa submersible harus terendam.

b) Untuk pompa sentrifugal harus jangan melebihi daya hisap.

Bila melebihi daya hisap maka effisiensi pompa akan

menurun atau pompa tidak dapat bekerja.

4. Pompa harus ditempatkan ditempat pada rumah pompa yang

dapat dikunci sehingga aman dari pencuri.

h. Penampungan air untuk air bersih

1. Bak penampung juga harus berfungsi sebagai bak pembagi

yang melayani hidran umum atau bak pembagi lainya

2. Bak penampung harus lebih tinggi dari hidran umum dan bak

pembagi lain yang dilayani

3. Volume bak penampung minimal 3 m

3

dari bak penampung air

dialirkan ke hidran umum.

4. Hidran umum harus mampu menampung kebutuhan air untuk

16 jam ( karena pompa hanya bekerja 8 jam per hari)

i. Penggerak

pompa

Pompa air digerakkan oleh motor listrik atau mesin disel.

Penggerak pompa ada yang langsung menyatu dengan pompanya

tetapi ada juga yag terpisah. Unutk penggerak yang tidak menyatu

dengan pompanya kekuatan penggerak pasti sudah disesuaikan

dengan pompanya oleh pabrik. Namun untuk pompa yang terpisah,

maka dalam memilih penggerak harus didasarkan pada tenaga

yang dibutuhkan pompa. Besarnya tenaga penggerak yang

dibutuhkan pompa dapat dihitung dengan rumus :

Daya =

1

,

76

H

Q

×

γ

×

Dimana :

Daya

= HP (Horse Power)

Q

= Liter / detik

γ

= BJ air = 1

H

= meter

C. Contoh Perhitungan Pompa Untuk Pengadaan Air Bersih

1. Jumlah penduduk yang membutuhkan air bersih 4000 orang

Kebutuhan air per orang diambil 45 liter/orang/hari (antara 30 –

60 liter/dt)

Kenaikan

jumlah

penduduk = 2,5% / tahun

Kebutuhan pada tahun ke-15 = 45(1+

100 5 , 2

)

15

= 65,77

liter/orang/hari ≈ 65 liter/orang/hari

Q

=

60 60 24 65 4000 × × ×

= 3,0009 liter/dt ≈ 3 litert/dt

Rumah Pompa

Hidran Umum

2. Dari hasil survey geoelektrik air dapat diambil pada kedalaman

70 m air tersebut dipompa ke menara air dengan ketinggian 35

m dari bibir sumur, sehingga didapat

∆H = 70 + 35 = 105 m

3. Dari hasil survey pengukuran panjang pipa, dari ujung pipa

hisap hingga permukaan air penampungan dibuthkan pipa

sepanjang 175 m dengan diameter 3 inch.

4. Berikut adalah contoh sketsa Air Bersih Sistem Pompa

Gambar. 19. Sketsa Air Bersih Sistem Pompa dan Perpiapaan

5. Head Loos (tinggi hilang )

a. Akibat gesekan dengan pipa

Q Pompa

=

×

8 24

3

liter/dt

= 9 liter/dt (pompa

bekerja selama 8 jam per hari)

Diameter pipa (D) = 3 inch

Dari perhitungan rumus D = 3 inch dan Q = 9 liter/dt didapat

tinggi hilang per metr = 0,0599 m

Untuk pipa panjang 175 m didapat I atau (

L h

) = 0,0599 ×

175 m = 10,4825 m

b. Akibat Belokan

Dari gambar terlihatada 3 belokan 90° dan 2 belokan 45°.

Dari perhitungan untuk D = 3 inch dan Q = 9 liter/dt dari

perhitungan didapat

hl 90 = 3 × 0,0547

= 0,1641 m

hl 45 = 2 × 0,0491

= 0,0982 m

0,2623 m

= 105 + 10,4825 + 1,2623

= 115,7448 m

7. Pemilihan Pompa

a. Harus mempunyai debit 9 liter/dt.

b. Pada total head 115,75 m

c. Air yang dipompa bersih

d. Kedalaman air 70 m (dalam tanah)

Berdasarkan keempat factor tersebur diatas, dipilih pompa

submersible dan mengadakan survey ke toko atau supplier

untuk mencari pompa submersible yang mempunyai debit 9

liter/dt dengan total head 115,75 m. Di toko atau supplier

biasanya terdapat grafik/petunjuk pompa yang paling efektif

untuk Q (debit) = 9 liter/dt

TH = 115,75 Sebaiknya jangan

memilih pompa yang lebih besar dari kebutuhan, karena

harganya mahal dan biaya operasionalnya juga mahal.

Sebagai contoh, untuk merk Grundfos untuk Q = 9 liter/dt

TH

= 115,75 dapat dipakai pompa submersible TIPE SP8A (Grafik

Groundfos terlampir)

Untuk pompa lain, seperti Elbora atau merk lain pasti

mempunyai grafik/petunjuk sejenis.

8. Penggerak Pompa

Pompa submersible digerakkan oleh motor listrik. Besarnya

daya motor listrik tergantung pada Q dan total head. Motor listrik

biasanya diproduksi oleh pabrik pembuat pompa, sehingga

untuk mendapatkan motor listrik yang cocok tinggal melihat

dalam table. Sebagai contoh, misal Groundfos Type 8A untuk Q

= 9 liter/dt TH = 115,75 harus menggunakan motor No.37 (lihat

grafik SP8A). Ini berarti untuk SP8A – 37 digunakan motor MS

dengan power 5,5 KW (lihat table).

9. Bak Penampung

Bak penampung dari pompa berfungsi sebagai bak pembagi,

karena dari bak penampung ini air dibagikan ke hidran atau bak

pemabgi lainnya. Mulai dari bak penampung pengaliran air

sampai ke hidran umum menggunakan system gravitasi.

10. Karena pompa bekerja 8 jam per hari maka hidran umum harus

mampu menampung kebutuhan air selama 16 jam. Contoh

hidran umum untuk 20 orang.

Q =

60 60 24 65 200 × × ×

= 0,1505 liter/dt

Dimensi hidran umum = 0,1505 × 16 × 60 × 60 = 8666,66 liter =

8,67 m

3

.

Dipakai hidran umum ukuran 2 × 2,5 × 2 = 10 m

3

.

---