BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Air adalah kebutuhan dasar untuk kehidupan manusia, terutama untuk digunakan sebagai air minum, memasak makanan, mencuci, mandi dan kakus. Ketersediaan sistem penyediaan air bersih merupakan bagian yang selayaknya diprioritaskan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat baik di perkotaan maupun pedesaan. Hingga saat ini penyediaan oleh pemerintah menghadapi keterbatasan, baik sumber daya manusia maupun sumber daya lainnya.
Pelayanan air bersih di perkotaan di Indonesia sampai tahun 2000 baru mencapai 39% atau 33 juta penduduk, dan di pedesaan baru menjangkau 8% atau 9 juta penduduk, sehingga keseluruhan baru mencapai 47% atau 42 juta penduduk Indonesia. Keadaan ini berarti menggambarkan bahwa pelayanan air bersih belum dirasakan merata dan dinikmati oleh sebagian besar masyarakat. Sebagian besar masyarakat masih menggunakan air sungai, danau, sumber-sumber air, atau hanya mengandalkan air hujan.
Untuk di daerah perkotaan, pada umumnya sumber air bakunya dari sungai, yang makin hari tercemar oleh ulah masyarakat sendiri dengan membuang sampah sembarangan dan juga dari banyak barang bekas rumah tangga, pabrik dan lainnya. Selain itu juga dihadapkan kepada perubahan lingkungan yang dilakukan oleh manusia, di antaranya rawa, kolam, danau dan sungai yang diurug, serta penggunaan daerah resapan air untuk bangunan dan juga banyak kawasan tadah hujan berupa hutan terganggu.
Dengan keadaan yang demikian kemudian dihadapkan kepada kebutuhan air bersih yang meningkat karena penggunaan dan pertumbuhan penduduk, perlu ada upaya yang menyeluruh. Air bersih secara umum diartikan sebagai air yang layak untuk dijadikan air baku bagi air minum. Dengan kelayakan ini terkandung pula pengertian layak untuk mandi, cuci dan kakus.
Sebagai air yang layak untuk diminum, tidak diartikan bahwa air bersih itu dapat diminum langsung, artinya masih perlu dimasak atau direbus hingga mendidih. Sebagai air yang layak dipergunakan untuk pemenuhan kebutuhan hal tersebut di atas, diperlukan upaya penyediaan air bersih. Penyediaan air bersih hendaknya memperhatikan sumber, kualitas dan kuantitasnya. Sumber air bersih merupakan pemasok air bersih, oleh karena itu perlu dan harus diupayakan menjaga keberadaan dan keberlanjutannya. Sedangkan kualitas merupakan hal yang penting bagi kesehatan dan kuantitas penting bagi pencukupan jumlah pasokan air bersih.
2.2 Definisi Air Bersih
Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan 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 radiologis, sehingga apabila dikonsumsi tidak menimbulkan efek samping.
2.3 Persyaratan Dalam Penyediaan Air Bersih 2.3.1 Persyaratan Kualitas
Persyaratan kualitas menggambarkan mutu dari air baku air bersih. persyaratan kualitas air bersih adalah sebagai berikut :
1. 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 ± 300 C.
2. Persyaratan kimiawi
Air bersih tidak boleh mengandung bahan-bahan kimia dalam jumlah yang melampaui batas. Beberapa persyaratan kimia antara lain adalah : pH, total solid, zat organik, CO2 agresif, kesadahan, kalsium (Ca), besi (Fe),
mangan (Mn), tembaga (Cu), seng (Zn), chlorida (Cl), nitrit, flourida (F), serta logam.
3. Persyaratan bakteriologis
Air bersih tidak boleh mengandung kuman patogen dan parasitik yang mengganggu kesehatan. Persyaratan bakteriologis ini ditandai dengan tidak adanya bakteri E. coli atau fecal coli dalam air.
4. Persyaratan radioaktifitas
Persyaratan radioaktifitas mensyaratkan bahwa air bersih tidak boleh mengandung zat yang menghasilkan bahan-bahan yang mengandung radioaktif, seperti sinar alfa, beta dan gamma.
2.3.2 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.
2.3.3 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 aktifitas konsumen terhadap prioritas pemakaian air. Prioritas pemakaian air yaitu minimal selama 12 jam per hari, yaitu pada jam-jam aktifitas 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.
Sistem jaringa n pemipaan didesain untuk membawa suatu kecepatan aliran tertentu. Kecepatan dalam pipa tidak boleh melebihi 0,6–1,2 m/dt. 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.
2.3.4 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. Sisa tekanan air tersebut paling rendah adalah 5 mka (meter kolom air) atau 0,5 atm (satu atm = 10 m), dan paling tinggi adalah 22 mka (setara dengan gedung 6 lantai).
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 mka atau 1atm. Angka tekanan ini harus dijaga, idealnya merata pada setiap pipa distribusi. Jika tekanan terlalu tinggi
akan menyebabkan pecahnya pipa, serta merusak alat-alat plambing (kloset, urinoir, faucet, lavatory, dll). Tekanan juga dijaga agar tidak terlalu rendah, karena jika tekanan terlalu rendah maka akan menyebabkan terjadinya kontaminasi air selama aliran dalam pipa distribusi.
2.4 Sumber Air
Sumber air baku bagi suatu penyediaan air bersih sangat penting, karena selain kuantitas harus mencukupi juga dari segi kualitas akan berpengaruh terhadap proses pengolahan. Disamping itu letak sumber air dapat mempengaruhi bentuk jaringan transmisi, distribusi dan sebagainya.
Secara umum sumber air dapat dikategorikan sebagai berikut : 1. 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.
2. Air permukaan
Air permukaan adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya: oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, limbah industri kota dan sebagainya.
Air permukaan ada beberapa macam yaitu: a) 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 kecoklatan. 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-endapan Fe dan Mn tidak terbawa, demikian juga dengan lumut yang ada pada permukaan rawa.
b) Air sungai
Dalam penggunaannya sebagai air minum harus mengalami suatu pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali.
3. Air tanah
Air tanah merupakan air hujan atau air permukaan yang meresap kedalam tanah dan bergabung dalam pori-pori tanah yang terdapat pada lapisan tanah yang biasanya disebut aquifer. Air tanah dapat dibagi dalam beberapa jenis yaitu:
• 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).
• 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 kedalamnya (biasanya antara 100-300 m) akan didapatkan suatu lapisan air.
• 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.
2.5 Sistem Distribusi dan Sistem Pengaliran Air Bersih 2.5.1 Sistem Distribusi Air Bersih
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 pemipaan dan perlengkapannya, hidran kebakaran, tekanan tersedia, sistem pemompaan (bila diperlukan), dan reservoir distribusi.
Sistem distribusi air minum terdiri atas pemipaan, katup-katup, dan pompa yang membawa air yang telah diolah dari instalasi pengolahan menuju pemukiman, perkantoran dan industri yang mengkonsumsi air. Juga termasuk dalam sistem ini adalah fasilitas penampung air yang telah diolah (reservoir distribusi), yang digunakan saat kebutuhan air lebih besar dari suplai instalasi, meter air untuk menentukan banyak air yang digunakan, dan keran kebakaran.
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 didambakan oleh para pelanggan adalah ketersedian air setiap waktu. Suplai air melalui pipa induk mempunyai dua macam sistem:
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 manapun. Sedang kerugiannya pemakaian air akan cenderung akan lebih boros dan bila terjadi sedikit kebocoran saja, maka jumlah air yang hilang akan sangat besar jumlahnya.
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.
2.5.2 Sistem Pengaliran Air Bersih
Air merupakan hal yang sangat penting dalam kehidupan makhluk hidup umumnya dan manusia khususnya. Air sebagai pemenuh kebutuhan untuk berbagai kebutuhan sehari-hari, diantaranya untuk keperluan aktifitas domestik, keperluan industri, sosial, perkantoran dan kebutuhan-kebutuhan lainnya.
Untuk menngalirkan air minum kepada konsumen dengan kuantitas, kualitas dan tekanan yang cukup memerlukan sistem pemipaan yang baik, reservoir, pompa dan dan peralatan yang lain. Di dalam sistem transmisi ada beberapa cara pengaliran yang dapat dilakukan, antara lain :
• Sistem saluran terbuka, sistem ini hanya memperhatikan ketinggian tanah dan konstruksi saluran untuk dapat mengalirkan air dengan kapasitas besar sehingga biaya pembuatan dan operasionalnya murah. Saluran yang terbuka amat sensitif terhadap faktor eksternal yang dapat mempengaruhi kualitas air yang dialirkan.
• Sistem saluran tertutup, sistem ini mampu membawa air dengan kapasitas besar dan memungkinkan kehilangan air kecil bila dibandingkan dengan debitnya.
• Sistem pipa, pada sistem ini aliran tidak tergantung pada profil tanah. Kualitas air tidak mudah dipengaruhi oleh faktor luar, selain itu operasi dan pemeliharaannya mudah, walaupun biaya pembuatannya lebih mahal jika dibandingkan dengan sistem terbuka dan sistem tertutup.
2.6 Sistem dan Komposisi Sistem Penyediaan Air Minum 2.6.1 Sistem Penyediaan Air Minum
Dilihat dari sudut bentuk dan tekniknya, sistem penyediaan air minum dapat dibedakan atas 2 macam sistem, yaitu :
a. Penyediaan air minum untuk individual
Adalah sistem untuk penggunaan individual dan untuk pelayanan terbatas.
b. Penyediaan air minum komunitas atau perkantoran
Sistem pada metode ini ditujukan untuk suatu komunitas besar atau kota. Sistem penyediaan yang digunakan pada tugas akhir ini adalah sistem penyediaan air minum perkotaan.
2.6.2 Komposisi Sistem Penyediaan Air Minum
Menurut Linsey and Franzini (1985), unsur-unsur yang membentuk suatu sistem penyediaan air yang modern meliputi :
1. Sumber-sumber penyediaan 2. Sarana-sarana penampungan
3. Sarana-saran penyaluran (ke pengolahan) 4. Sarana-sarana pengolahan
5. Sarana-sarana penyaluran (dari pengolahan) tampungan sementara 6. Sarana-sarana distribusi
Gambar 2.1 Kaitan Hubungan Antara Unsur-unsur Fungsional Dari Suatu Sistem Penyediaan Air Kota.
Tabel 2.1 Unsur-unsur Fungsional Dari Sistem Penyediaan Air Minum.
Unsur fungsional Masalah utama dalam perencanaan sarana (utama / sekunder) 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 pengolah
Sumber penyediaan air
Penampungan Penyaluran Pengolahan Penyaluran dan Pengolahan Distribusi
Pengolahan Jumlah / mutu Sarana-sarana yang dipergunakan
untuk memperbaiki atau merubah mutu air
Penyaluran & penampungan Jumlah / mutu Sarana-sarana untuk menyalurkan air yang sudah diolahke sarana penampungan sementara serta ke satu atau beberapa titik distribusi
Distribusi Jumlah / mutu
Sarana-sarana yang dipergunakan untuk membagi air ke masing-masing pemakai yang terkait di dalam system
Sumber : Ray K. Linsey and Joseph B. Franzini, 1985. Teknik Sumber Daya Air Jilid I . Erlangga. Jakarta.
2.7 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 Linsey and Franzini (1986) 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 lembab. 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 perkapita 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 pengguanaan 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 diakibatakan 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 - sambungan rumah - sambungan kran umum b. Kebutuhan non domestik
- Fasilitas sosial (Masjid, panti asuhan, rumah sakit dan sebagainya) - Fasilitas perdagangan/industri
- Fasilitas perkantoran dan lain-lainnya
Sedangkan kehilangan air dapat disebabkan oleh dua hal, yaitu :
a. Kehilangan air akibat faktor teknis, misalnya kebocoran dari pipa distribusi
b. Kehilangan air akibat faktor non teknis, antara lain sambungan tidak terdaftar. kerusakan meteran air, untuk kebakaran dan lain-lainnya.
2.7.1 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 (gallon per kapita per hari) atau 150-300 LPCD (liter per kapita per hari) dan umumnya berkisar antara 65 GPCD (gallon 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 2.2 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 diluar rumah) 75 Total 295
Sumber : J. Kindler and C.S. Russel, 1984. Modeling Water Demands.Academic Press Inc. London, hal 153.
2.7.2 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, serta pelayanan jasa umum lainnya.
Tabel 2.3. Rata-rata Kebutuhan Air Per Orang Per Hari (Soufyan Moh. Noerbambang & Takeo Morimura, 2005)
No. Jenis Gedung
Pemakaian air rata rata per hari (liter) Jangka waktu pemakaian air rata rata sehari (jam) Perbanding an 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 ltr Sendiri : 120 ltr 4 Asrama 120 8 45-48 Sendiri 5 Rumah sakit 1000 8-10 50-55 (setiap tempat tidur pasien) Pasien luar : 500 ltr Staf/pegawai :120 ltr Kelg.pasien : 160 ltr 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 ltr
10 Gedung kantor 100 8 60-70 Setiap pegawai
11 Toko serba ada departement store 3 7 55-60 - 12 Pabrik/industri Buruh pria: 60, wanita: 100 8 -
Per orang, setiap giliran (kalau kerja lebih dari 8 jam/hari)
13 Stasiun/termin
al 3 15 -
Setiap penumpang (yang tiba maupun berangkat
14 Restoran 30 5 - Untuk penghuni
160 ltr 15 Restoran umum 15 7 - Untuk penghuni: 160 ltr, pelayan: 100 ltr 70% dari jumlahl tamu perlu 15 ltr/org untuk kakus, cuci tangan dsb.
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 - Pedangan besar: 30 liter/tamu, 10 liter/staff atau, 5 liter per hari setiap m2 luas lantai
19 Hotel/pengina
pan 250-300 10 -
Untuk setiap tamu, untuk staf 120-150
Sumber : Soufyan Moh. Noerbambang & Takeo Morimura, 2005
2.7.3 Kehilangan Air
Menurut Linsey and Franzini (1986), kehilangan dan kebocoran air adalah air yang bocor dari sistem yang bersangkutan, kesalahan meteran, sambungan-sambungan yang tidak sah dan lain-lain hal yang tidak dihitung. Kategori kehilangan dan pemborosan ini sering dihitung kira-kira sebesar 20 gpcd (75/kapita per hari), tetapi jika konstruksinya tepat dan pemeliharaannya cermat, hal itu dapat diturunkan hingga kurang dari 5 gpcd (20 liter/kapita per hari).
200 liter
20 Gedung
peribadatan 10 2 -
Didasarkan jumlah jemaah per hari
21 Perpustakaan 25 6 -
Untuk setiap pembaca yang tinggal
22 Bar 30 6 - Setiap tamu
23 Perkumpulan
social 30 - - Setiap tamu
24 Kelab malam 120-350 - - Setiap tempat
duduk 25 Gedung
perkumpulan 150-200 - - Setiap tamu
2.7.4 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 = 1,56 x kebutuhan harian maksimum (Sumber : PDAM kota Medan)
2.8 Konsep Dasar Aliran Fluida
Untuk aliran fluida dalam pipa khususnya untuk air terdapat kondisi yang harus diperhatikan dan menjadi prinsip utama, kondisi fluida tersebut adalah fluida merupakan fluida inkompresibel, fluida dalam keadaan steady dan seragam. Menurut Larry, Wiley dan Sons (2004), dijelaskan bahwa :
A V
Q= × (2.1) di mana: Q adalah laju aliran (m3/s), Aadalah luas penampang aliran (m2), dan V adalah kecepatan aliran (m/s).
Menurut Larry (2004), untuk aliran steady dan seragam seperti yang tergambar pada gambar 2.2 dalam pipa dengan diameter pipa konstan pada waktu yang sama berlaku :
2 2 1
1 A V A
V × = ×
di mana: V1 adalah kecepatan awal di dalam pipa (m/s), A1 adalah luas penampang
saluran pada awal pipa (m2), V2 adalah kecepatan akhir di dalam pipa (m/s),
dan A2 adalah luas penampang saluran pada akhir pipa (m2).
Gambar 2.2 Aliran Steady dan Seragam
Gambar 2.2 menjelaskan bahwa aliran yang terjadi pada suatu sistem adalah seragam, dimana 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.
2.9 Mekanisme Aliran Dalam Pipa 2.9.1 Pipa yang Dihubungkan Seri
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 (2.2)
Q0 = A1V1 = A2V2 = A3V3 (2.3)
∑ hl = hl1 + hl2 + hl3 (2.4)
di mana: Q0 adalah debit awal pada pipa (m3/s), V1 adalah kecepatan awal di dalam
pipa (m/s), A1 adalah luas penampang saluran pada awal pipa (m2), V2
adalah kecepatan akhir di dalam pipa (m/s), A2 adalah luas penampang
saluran pada akhir pipa (m2), dan hl adalah headloss pada pipa (m).
Gambar 2.3 Pipa yang Dihubungkan Seri
Keterangan gambar 2.3:
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 system yang akan digantikannya untuk laju yang spesifik.
2.9.2 Pipa yang Dihubungkan Paralel
= arah aliran
Gambar 2.4 Pipa yang Dihubungkan Secara Parallel
Pada gambar 2.4, 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, dimana menurut White (1986), dapat dirumuskan sebagai :
... 2 2 2 2 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 = Σ + = Σ + = Σ + g v K d L f g v K d L f g v K d L f L L L 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 kL d L f kL d L f v v Σ + Σ + = 3 2 1 0 Q Q Q Q = + + (2.5) 3 3 2 2 1 1 0 A V A V A V Q = ⋅ + ⋅⋅ + ⋅ (2.6) 3 2 1 h h h h=∆ =∆ =∆ ∆ (2.7)
Hal lain yang perlu diperhatikan adalah 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, diekspresikan menurut panjang pipa atau koefisien losses kali head kecepatan dalam pipa yang menurut White (1986), dapat dirumuskan dalam persamaan 2.7 dan 2.8 berikut ini:
(2.8) Diperoleh hubungan kecepatan :
2.10 Sistem Jaringan Pipa
Sistem jaringan pipa merupakan komponen utama dari sistem distribusi air bersih/minum suatu perkotaan.
Gambar 2.5 Contoh Suatu Sistem Jaringan Pipa
Keterangan gambar 2.5:
Q1 = Debit aliran yang memasuki jaringan pipa
Q2 = Debit aliran yang memasuki jaringan pipa
Q3 = Debit aliran yang keluar dari jaringan pipa
Q4 = Debit aliran yang keluar dari jaringa n pipa
Dewasa ini, sistem jaringan pipa air minum yang ada di kota-kota besar kebanyakan dibangun sejak zaman Belanda. Hal demikian menimbulkan beberapa kemungkinan terjadinya permasalahan-permasalahan seperti:
- kebocoran
- lebih sering terjadi kerusakan pipa atau komponen lainnya - besarnya tinggi energi yang hilang
- penurunan tingkat layanan penyediaan air bersih untuk konsumen
permasalahan-permasalahan di atas diperparah lagi dengan meningkatnya sambungan-sambungan baru untuk daerah-daerah permukiman tanpa memperhatikan kemampuan ketersediaan air dan kemampuan sistem jaringan air minum tersebut.
Jaringan pipa pengangkut air kompleks dapat dianalisis dengan cepat menggunakan persamaan Hazen Williams atau rumus gesekan lainnya yang sesuai. Perhitungan distribusi aliran pada suatu jaringan biasanya rumit karena harus memecahkan serangkaian persamaan hambatan yang tidak linear melalui prosedur yang iteratif. Kesulitan lainnya adalah kenyataan bahwa kebanyakan jaringan, arah aliran pipa tidak diketahui sehingga losses antara dua titik menjadi sukar untuk ditentukan. Dalam perancangan sebuah jaringan, aliran dan tekanan diberbagai titik menjadi persyaratan utama untuk menentukan ukuran pipa, sehingga harus diselesaikan dengan cara berurutan dan iterasi.
Sebuah jaringan yang terdiri dari sejumlah pipa mungkin membentuk sebuah loop, dimana pipa yang sama dipakai oleh dua loop yang berbeda, seperti terlihat pada gambar 2.5. Ada dua syarat yang harus diperhatikan agar aliran dalam jaringan tersebut setimbang, yaitu :
1. Aliran netto ke sebuah titik harus sama dengan nol. Ini berarti bahwa laju aliran ke sebuah titik pertemuan harus dengan laju aliran dari titik pertemuan yang sama.
2. Headlosses netto diseputar sebuah loop harus sama dengan nol. Jika sebuah loop ditelusuri ke arah manapun, sambil mengamati perubahan akibat gesekan
atau losses yang lain, kita harus mendapatkan aliran yang setimbang ketika kembali ke kondisi semula (head dan tekanan) pada kondisi awal.
Prosedur untuk menentukan distribusi distribusi aliran dalam suatu jaringan meliputi penentuan aliran pada setiap sehingga kontinuitas pada setiap pertemuan terpenuhi (syarat 1). Selanjutnya Headlosses dari setiap loop dihitung dan jika tidak sama dengan nol maka aliran yang telah ditetapkan harus dikoreksi kembali dengan perkiraan dan metode iterasi yang disebut metode Hardy Cross.
2.11 Penggunaan Software ALEID X 2004. 2.11.1 Pengenalan Software ALEID X 2004.
ALEID X 2004 adalah salah satu software distribusi dari Belanda yang digunakan untuk menganalisa jaringan sistem distribusi. Aleid adalah program komputer yang berbasis windows yang merupakan program simulasi dari perkembangan waktu dari profil hidrolis dan perlakuan kualitas air bersih dalam suatu jaringan pipa distribusi, yang didalamnya terdiri dari titik/node/junction pipa, pompa, valve (asesoris) dan reservoir baik ground reservoar maupun reservoir menara. Output yang dihasilkan dari program ALEID X 2004 ini antara lain debit yang mengalir dalam pipa, tekanan air dari masing masing titik/node/junction yang dapat dipakai sebagai analisa dalam menentukan operasi instalasi, pompa dan reservoir serta besarnya konsentrasi unsur kimia yang terkandung dalam air bersih yang didistribusikan dan dapat digunakan sebagai simulasi penentuan lokasi sumber sebagai arah pengembangan.
ALEID X 2004 didesain sebagai alat untuk mengetahui perkembangan dan pergerakan air serta degradasi unsur kimia yang terkandung dalam air di pipa distribusi air bersih, yang dapat digunakan untuk analisa berbagai macam sistem distribusi, detail desain, model kalibrasi hidrolis. Analisa sisa khlor dan beberapa unsur lainnya.
2.11.2 Langkah-Langkah Menggunakan ALEID X 2004.
Langkah-langkah untuk mulai bekerja menggunakan ALEID X 2004 adalah sebagai berikut :
1. Gambarkan jaringan sistem distribusi yang akan dianalisa, atau import data dasar dari jaringan yang tersimpan dalam text file.
2. Edit properties dari objek yang membentuk sistem.
Pada gambar 2.6, data-data yang dimasukkan merupakan data-data umum node, seperti nama node, nama node dimasukkan sesuai keinginan kita, untuk mempermudah dalam mengingat nama node, penulis menggunakan notasi N115 yang berarti node ke 115, setelah itu masukkan elevasi node, elevasi node dihitung dari muka air laut dengan satuan meter, dan yang terakhir masukkan koordinat node.
Gambar 2.7 Memasukkan Nilai Kebutuhan Air Pada Node
Gambar 2.7 menjelaskan bahwa setelah data umum dimasukkan pilih consumption untuk memasukkan kebutuhan air per node/jam.
3. Gambarkan sistem operasi. 4. Pilih dan atur analisis option.
5. Run analisis hidrolik. 6. Lihat hasil analisis.
2.11.3 Model Jaringan ALEID
Komponen-komponen fisik
ALEID memodelkan sistem distibusi air sebagai kumpulan garis yang menghubungkan node-node. Garis tersebut menggambarkan pipa, pompa dan katub kontrol. Node menggambarkan sambungan, tangki, dan reservoir. Gambar mengilustrsikan bagaimana node-node dan garis dapat dihubungkan satu dengan lainnya untuk membentuk jaringan, seperti terlihat pada gambar 2.8.
Gambar 2.8 Hubungan Antar Komponen Fisik Dalam ALEID X 2004
Komponen-komponen fisik dalam pemodelan sistem distribusi air dengan ALEID antara lain :
1. Sambungan (junction)
Sambungan (junction) adalah titik pada jaringan dimana link-link bertemu dan dimana air memasuki atau meninggalkan jaringan. Input dasar yang dibutuhkan bagi sambungan (junction) adalah:
• Elevasi pada semua referensi (biasanya rata-rata muka air laut) • Kebutuhan air
• Kualitas air saat ini
Hasil komputasi buat sambungan (junction) pada seluruh periode waktu simulasi adalah :
• Head di atas permukaan tanah • Head di atas permukaan laut • Total kebutuhan air
Sambungan (junction) juga dapat :
• Mengandung kebutuhan air (demand) yang bervariasi terhadap waktu
• Memiliki harga kebutuhan negatif yang mengindikasikan air memasuki jaringan
• Menjadi sumber kualitas air dimana terdapat kandungan yang memasuki jaringan
• Memiliki lubang pengeluaran (atau sprinkler) yang menjadikan laju aliran bergantung kepada pressure.
Pada gambar 2.8 dapat dilihat tampilan dari input data pada software ALEID X 2004.
Gambar 2.9 Properties Editor Untuk Input Data Pada Junction
Pada gambar 2.9, data yang dimasukkan berupa nama node, elevasi node dalam satuan meter, dan koordinat node.
2. Reservoir
Reservoir adalah node yang menggambarkan sumber eksternal yang terus menerus mengalir ke jaringan. Digunakan untuk menggambarkan seperti danau, sungai, akuifer air tanah, dan koneksi dari sistem lain. Reservoir juga dijadikan titik sumber kualitas air.
Input utama untuk reservoar adalah head hidrolis (sebanding dengan elevasi permukaan air jika bukan reservoir bertekanan) dan inisial kualitas air untuk analisa kualitas air. Karena sebuah reservoir adalah sebagai poin pembatas dalam jaringan, tekanan dan kualitas airnya tidak dapat dipengaruhi
oleh apa yang terjadi di dalam jaringan. Namun tekanan dapat dibuat bervariasi terhadap waktu yang di tandai dengan pola.
Gambar 2.10 Input Data Umum Pada Reservoir
Pada gambar 2.10 terlihat bahwa data yang dimasukkan berupa nama reservoir, elevasi reservoir dihitung dari muka air laut (meter) dan koordinat dari reservoir tersebut.
Gambar 2.11 Properties Editor Untuk Input Data Pada Reservoir
Gambar 2.11 menjelaskan bahwa setelah data-data umum dimasukkan maka pilih reservoir, kemudian pilih fixed head untuk type reservoir dan masukkan elevasi reservoir, dihitung dari muka air laut (meter).
3. Pipes
Pipes atau pipa adalah link yang digunakan untuk mengalirkan air dari suatu node ke node yang lainnya pada suatu sistem jaringan pemipaan. Aleid akan mengasumsikan bahwa pipa akan selalu terisi penuh. Arah aliran adalah dari titik yang memiliki head hidrolik lebih besar menuju titik yang lebih kecil head hidroliknya. Input data utama yang perlu diisikan, adalah :
1) Start node, merupakan titik awal atau pangkal pipa. 2) End node, merupakan titik akhir pipa atau ujung pipa. 3) Length, merupakan panjang pipa dalam meter atau feet.
4) Diameter, merupakan diameter atau garis tengah pipa. Satuan yang digunakan adalah inchi atau milimeter.
5) Roughness, koefisien kekasaran pipa untuk menghitung head loss. Input data lain yang dapat ditambahkan sebagai pelengkap adalah : Data output dari junction pipa adalah :
1) Pipe Name (nama pipa) 2) Flow (debit aliran)
3) Flow Direction (arah aliran) 4) Length (panjang pipa) 5) Velocity (kecepatan aliran) 6) Local Loss Coefficient 7) Hydraulic Grade Line
8) Wall Roughness (kekasaran saluran)
Pada gambar 2.12 dapat dilihat bahwa data-data yang dimasukkan pada pipa berupa nama pipa, panjang pipa (m), diameter pipa (mm), dan kekasaran dinding pipa (mm). Kehilangan tekanan (headloss) akibat gesekan air dengan dinding pipa dapat dihitung menggunakan persamaan Hazen Williams, Darcy Weisbach, Chezzy atau Manning.
Formula Hazen Williams banyak digunakan di Amerika Serikat. Persamaan ini dapat diterapkan untuk air dengan aliran turbulen. Secara teoritis, persamaan Darcy Weisbach adalah yang terbaik. Persamaan ini dapat diterapkan untuk cairan lain, selain air. Persamaan Chezzy dan Manning banyak digunakan untuk aliran pada saluran terbuka.
Koefisien resistensi dan nilai eksponensial flow untuk masing-masing persamaan dapat dinyatakan dengan persamaan berikut ini :
Persamaan Chezzy-Manning 533 2 2 66 , 4 D LQ n HL= (Pers 2.10)
di mana: HL adalah headloss (feet), Q adalah debit aliran (cfs), L adalah panjang pipa (feet), D adalah diameter pipa (feet), dan n adalah
koefisien kekasaran Manning. Persamaan Darcy-Weisbach
Menurut Kodoatie (2002), nilai Hf adalah:
g d Lv f Hf 2 2 = (Pers 2.11)
di mana : Hf adalah headloss (m), g adalah percepatan gravitasi (m2/s), L
adalah panjang pipa (m), d adalah diameter pipa (m), v adalah kecepatan aliran (m/s), dan f adalah faktor gesekan (tanpa satuan)
Persamaan Hazen-Williams 871 , 4 852 , 1 852 , 1 727 , 4 D C LQ HL= (Pers 2.12) di mana: HL adalah headloss (feet), Q adalah debit aliran (cfs), L adalah panjang pipa (feet), D adalah diameter pipa (feet), dan C adalah koefisien kekasaran (faktor Hazen Williams).
Setiap persamaan memiliki koefisien kekasaran masing-masing. Koefisien kekasaran untuk berbagai jenis pipa berdasarkan umur materialnya dapat dilihat dalam tabel berikut.
Tabel 2.4 Koefisien Kekasaran Untuk Berbagai Jenis Pipa
Material Hazen-Williams C (unitless) Darcy-Weisbach e (milifeet) Manning’s n (unitless) Cast iron 130-140 0.85 0.012-0.015
Concrete or concrete lined 120-140 1.0-10 0.012-0.017
Galvanized iron 120 0.5 0.015-0.017
Plastic 140-150 0.005 0.011-0.015
Steel 140-150 0.15 0.015-0.017
Vitrified clay 110 0.013-0.015
Minor Losses
Minor Head Losses, disebut juga local losses, atau dalam ALEID X 2004 sebagai loss coefficient, disebabkan oleh kehilangan tekanan pada pipa karena perlengkapan pemipaan seperti belokan-belokan, valve dan berbagai fitting lainnya. ALEID X 2004 akan menghitung minor losses dengan cara menambahkan data koefisien minor losses pada pipa. Minor losses sebanding dengan kecepatan air yang melewati pipa atau valve (V2/2g).
4. Pumps
Pumps atau Pompa adalah link yang memberi tenaga ke fluida untuk menaikkan head hidrolisnya. Input parameternya adalah node awal dan akhir, dan kurva pompa (kombinasi dari head dan aliran dimana pompa harus memproduksinya). Parameter output yang prinsip adalah aliran dan pencapaian head. Aliran melalui pompa adalah langsung dan ALEID tidak akan membolehkan pompa untuk beroperasi diluar range dari kurva pompa.
Pada gambar 2.13 diperlihatkan bahwa data-data umum pada pompa yang dimasukkan berupa nama pompa, titik awal dan akhir pompa, dan nomor pompa.
Gambar 2.14 Properties Editor Untuk Input Data Pada Pompa
Pada gambar 2.14, setelah data-data umum pompa dimasukkan, maka tentukan tinggi tekanan pompa (m) dan debit yang mengalir pada pompa (m3/hr) sehingga membentuk kurva karakteristik yang menggambarkan hubungan antara debit dan tinggi tekanan pada pompa.
Debit aliran pompa dan posisi serta bentuk dari pompa dapat diubah pada kurva pompa, Seperti halnya pipa, pompa dapat diatur hidup dan mati dalam pengaturan waktu atau dalam kondisi yang pasti muncul dalam jaringan. Operasional pompa dapat juga dijelaskan dengan menetapkannya dalam pola waktu atau relatif terhadap pengaturan kecepatan. Aliran melalui pompa adalah tidak langsung.
Jika pengkondisian sistem membutuhkan lebih banyak head daripada yang dihasilkan pompa,ALEID mematikan pompa. Jika kebutuhannya melebihi maksimum aliran, ALEID mengekstarpolasi kurva pompa kepada aliran yang dibutuhkan, jika tidak akan menghasilkan head negatif.
5. Valves
Valve adalah link yang membatasi pressure atau flow pada nilai tertentu dalam sebuah jaringan. Input yang penting dimasukkan adalah :
1) Start dan End node, untuk menentukan orientasi arah aliran air dalam pipa.
2) Diameter valve 3) Tipe valve 4) Setting valve
Pada gambar 2.15 diperlihatkan bahwa data-data yang dimasukkan berupa nama valve, diameter valve (mm), panjang valve (m), kekasaran dinding valve (mm) dan keterangan buka tutup valve. Input lainnya adalah loss coefficient. Output link valve adalah flow rate, velocity, length, wall roughness, hydraulic grade line, dan local loss coefficient.
Berbagai tipe link valve dalam ALEID X 2004 adalah : 1) Pressure Reducing Valve (PRV)
2) Pressure Sustaining Valve (PSV) 3) Pressure Breaker Valve (PBV) 4) Flow Control Valve (FCV) 5) Throttle Control Valve (TCV) 6) General Purpose Valve (GPV)
PSV dan PRV digunakan untuk membatasi pressure hingga nilai tertentu dalam suatu jaringan pipa. ALEID mengatur PRV dan PSV pada tiga kondisi yang berbeda, yaitu : terbuka sebagian, terbuka seluruhnya dan tertutup. PBV menentukan pressure loss tertentu yang melalui valve. Aliran yang melalui valve bisa dua arah. PBV dapat digunakan untuk simulasi jaringan distribusi, dimana penurunan yang terjadi diketahui. FCV akan membatasi flow yang lewat pada link. ALEID X 2004 akan memberikan warning message apabila flow yang terjadi tidak dapat dipertahankan tanpa menambah head pada valve.
TCV mensimulasikan valve yang tertutup sebagian dengan menyesuaikan minor headloss pada valve. Hubungan antara derajat tutupan valve dengan koefisien headloss yang terjadi dapat diperoleh dari produsen
pembuat valve. GPV mewakili link dimana pola hubungan flow dengan headloss yang terjadi tidak mengikuti formula standar. Biasa digunakan untuk memodelkan turbin atau sumur draw down.
Shut off valve atau gate valve dan non-return valve atau check valve bukan merupakan bagian dari link valve tersendiri, melainkan merupakan property dari pipa. Untuk gate valve dapat diatur dengan menentukan loss coefficient-nya.
Komponen-komponen non-fisik
ALEID memiliki 3 objek informasi yang menggambarkan aspek operasional dari sistem distribusi, yaitu : Pattern, Curve dan Control.
1) Pattern
Pattern adalah gabungan dari beberapa pola faktor pengali yang dapat berubah terhadap waktu. Demand tiap node, head reservoir dan jadwal operasi pompa dapat memiliki time pattern yang diatur khusus untuk masing-masing komponen fisik. Interval waktu pada pattern merupakan variabel utama yang dapat diset pada time option dalam project. Misalnya, demand pada sebuah node rata-rata 6 m3/hari, asumsikan interval time pattern diset 1 jam, dan faktor pengali untuk demand pada node sebagai berikut :
Tabel 2.5 Penggunaan Pattern Demand Pada ALEID X 2004
Period 1 2 3 4 5 6
multiplier 0.5 0.8 1 1.2 0.9 0.7
Period 7 8 9 10 11 12 13
multiplier 0.8 0.7 0.6 1.2 1 0.9 0.8
Sumber : Manual User Software ALEID X 2004
2) Curve
Curve adalah obyek yang mengandung rangkaian data yang menjelaskan tentang hubungan antara dua besaran. Dua atau lebih obyek dapat digabungkan dalam sebuah kurva. Model ALEID dapat menyediakan tipe kurva sebagai berikut:
1. Pump Curve 2. Flow Rate Curve 3. Time Series Pipe Curve 4. Time Series Node Curve
3) Control
Control adalah pernyataan yang menggambarkan bagaimana kontrol jaringan beroperasi sepanjang waktu. Kontrol men-spesifikasikan status link-link tertentu sebagai fungsi dari waktu, level air pada tangki atau tekanan pada point-point tertentu. Control juga mengatur penutupan dan pembukaan pompa pada jam-jam tertentu.
Model Simulasi Hidrolik
Model simulasi hidrolik ALEID akan menghitung head pada junction dan flow dalam link pada level reservoir, tangki dan water demand yang telah ditentukan selama periode waktu tertentu. Setiap waktunya level air dalam reservoir dan water demand diperbaharui sesuai dengan adanya time patern. Head dan flow pada setiap waktu merupakan hasil perhitungan dari persamaan aliran untuk setiap junction. Proses ini dikenal sebagai “Hydraulic Balancing” jaringan menggunakan teknik iterasi.
