PEMODELAN KUALITAS AIR UNTUK SISTEM
DISTRIBUSI AIR MINUM
TESIS
Oleh RYANDI 127021009/MT
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2014
PEMODELAN KUALITAS AIR UNTUK SISTEM
DISTRIBUSI AIR MINUM
T E S I S
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat
Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Matematika pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Oleh RYANDI 127021009/MT
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2014
Judul Tesis : PEMODELAN KUALITAS AIR UNTUK SISTEM DISTRIBUSI AIR MINUM
Nama Mahasiswa : Ryandi Nomor Pokok : 127021009
Program Studi : Magister Matematika
Menyetujui, Komisi Pembimbing
(Prof. Dr. Tulus, M.Si) (Dr. Marwan Ramli, M.Si)
Ketua Anggota
Ketua Program Studi Dekan
(Prof. Dr. Herman Mawengkang) (Dr. Sutarman, M.Sc)
Tanggal lulus: 4 Juni 2014
Telah diuji pada Tanggal 4 Juni 2014
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Tulus, M.Si
Anggota : 1. Dr. Marwan Ramli, M.Si 2. Prof. Dr. Saib Suwilo, M.Sc 3. Prof. Dr. Herman Mawengkang
PERNYATAAN
PEMODELAN KUALITAS AIR UNTUK SISTEM DISTRIBUSI AIR MINUM
TESIS
Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing dituliskan sumbernya.
Medan, 4 Juni 2014 Penulis,
Ryandi
ABSTRAK
Pengawasan kualitas air dalam sistem distribusi telah menjadi sebuah permasa-lahan yang sering dijumpai dalam jaringan air. Sebuah algoritma dibentuk untuk digunakan dalam pemodelan kualitas air dengan sistem distribusi dalam tangki penyimpanan dimana model yang dihasilkan dapat dilakukan simulasi terhadap pencampuran antara zat-zat terlarut. Model yang digunakan dapat mempredik-si keseimbangan massa material untuk perhitungan transportamempredik-si, pencampuran dan reaksi kinetik dimana proses yang sering terjadi adalah merepresentasikan fenomena dasar seperti sirkuit pendek dan zona kejenuhan untuk semua tipe distribusi fasilitas penyimpanan. Metode tersebut diharapkan mampu memana-jemen kualitas air dalam sistem ditribusinya.
Kata kunci: Distribusi air, Kualitas air minum, Pemodelan matematika
ABSTRACT
Maintaining water quality in distribution systems has become a prominent is-sue in the study of water networks. An explicit algorithm is developed for use in modelling water quality within distribution system storage anks or resevoir with the resulitng model closely simultating the dynamics of mixing of disolved substances. The model is predicated on material mass balance that accounts for transport, mixing, and kinetic reaction processes while inherently representing physically phenomena such as short-circuiting and stagnation zones for all type distribution storage fasilities. The method should prove to be a valuable tool for managing water quality in water distribution systems.
Keyword: Water distribution, Drinking water quality, Mathematical modelling
KATA PENGANTAR
Setinggi puji dan sedalam syukur penulis serahkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan berkat dan rahmadNya sehingga penulis da-pat menyelesaikan tesis yang berjudul ”PEMODELAN KUALITAS AIR UNTUK SISTEM DISTRIBSUI AIR MINUM”. Tesis ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Magister Mate-matika Fakultas MateMate-matika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan terimakasih sebesar-besarnya kepada :
Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(CTM), Sp.A(K)selaku Rektor Universitas Sumatera Utara
Dr. Sutarman, M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Penge-tahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara.
Prof. Dr. Herman Mawengkangselaku Ketua Program Studi Magister Ma-tematika FMIPA USU yang telah banyak memberikan bantuan dalam penulisan tesis ini.
Prof. Dr. Saib Suwilo, M.Scselaku Sekretaris Program Studi Magister Ma-tematika FMIPA USU dan selaku Pembimbing Utama yang telah banyak mem-berikan bimbingan dan arahan serta motivasi kepada penulis dalam penulisan tesis ini.
Dr. Marwan Ramli, MScselaku Pembimbing Kedua yang juga telah banyak memberikan bimbingan kepada penulis dalam penulisan tesis ini.
Seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Matematika FMIPA USU yang telah banyak memberikan ilmu pengetahuan selama masa perkuliahan.
Kak Misiani, S.Siselaku Staf Administrasi Program Studi Magister Matema-tika FMIPA USU yang telah banyak memberikan pelayanan yang baik kepada penulis selama mengikuti perkuliahan.
Seluruh rekan-rekan Mahasiswa Program Studi Magister Matematika FMIPA USU tahun 2012 genap (Romi, Isnaini, Wellington, Soesanto, Wenny, Kak Tiwi,
Wilma Handayani, dkk) yang telah memberikan bantuan moril dan dorongan kepada penulis dalam penulisan tesis ini.
Tak lupa penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya dan peng-hargaan setinggi-tingginya kepada ibunda tercinta Toeti Chandrawati dan ayahanda Tahdian Lumintu yang mencurahkan kasih sayang dan dukungan kepada penulis, terlebih yang dengan setia mendampingi dan membantu penulis selama mengikuti perkuliahan hingga sampai penulisan tesis ini. Tak lupa pu-la kepada adikku Lymelda yang tepu-lah memberikan semangat sepu-lama penulisan tesis ini. Terima kasih juga buat Jessica Halim yang telah memberikan sema-ngat dan dorongan kepada penulis dalam penulisan tesis ini. Terima kasih kepada sahabat-sahabatku serta rekan-rekan lainnya yang tidak dapat disebutkan satu-persatu. Semoga Allah SWT memberikan balasan atas jasa-jasa mereka yang telah diberikan kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis mengharapkan kritik saran untuk penyempurnaan tesis ini. Semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan pihak-pihak lain yang memerlukannya. Terimakasih.
Medan, Penulis,
Ryandi
RIWAYAT HIDUP
Ryandi dilahirkan di Medan pada tanggal 26 September 1990 dari pasang-an Bapak Tahdipasang-an Lumintu & Ibu Toety Chpasang-andrawati. Penulis menamatkpasang-an pendidikan Sekolah Dasar di Sekolah Swasta Methodist-4, tahun 2002, Sekolah Menengah Pertama (SMP) Methodist-2 Medan tahun 2005, Sekolah Menengah Atas (SMA) Methodist-2 Medan tahun 2007. Pada tahun 2008 memasuki Per-guruan Tinggi Universitas Sumatera Utara fakultas MIPA jurusan Matematika pada Strata Satu (S-I) dan lulus tahun 2012.
Pada tahun 2012, penulis melanjutkan pendidikan pada Program Studi Ma-gister Matematika Universitas Sumatera Utara. Pada tahun yang sama, penulis bekerja sebagai staf pengajar di Sekolah Dasar (SD) swasta Methodist-2 Medan sampai sekarang.
DAFTAR ISI
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1.1 Perumusan Masalah 3
1.2 Tujuan Penelitian 3
1.3 Manfaat Penelitian 3
1.4 Metode Penelitian 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 Kualitas Air dalam Sistem Distribusi 5
2.2 Model Hyrdraulic 5
2.3 Metode Finite Difference 6
2.4 Pemodelan Kualitas Air 6
2.5 Pemodelan Sistem Distribusi Air 11
BAB 3 BEBERAPA MODEL SISTEM DISTRIBUSI AIR MINUM 13
3.1 Sistem Distribusi Air 13
3.2 Pemodelan Zat Reaktif 14
3.3 Klorin Kinetik 16
3.4 Total Kinetik Klorin 18
3.5 Pendekatan Parameter untuk Model Koefisien Peluruhan
Tung-gal 19
BAB 4 PEMODELAN KUALITAS AIR BERSIH UNTUK SISTEM
DIS-TRIBUSI AIR MINUM 21
4.1 Model Completely Stirred Tank Reactor (CSTR) 21
4.2 Linier Compartment Model (LCM) 24
4.2.1 Compartment A 27
4.2.2 Compartment B 28
4.2.3 Compartment C 29
4.2.4 Compartment D 30
BAB 5 KESIMPULAN 31
DAFTAR PUSTAKA 32
