BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Air Bersih
Sistem penyediaan air bersih adalah suatu sistem penyediaan atau pengeluaran air ke tempat-tempat yang dikehendaki tanpa ada gangguan atau pencemaran terhadap daerah-daerah yang dilaluinya dan dapat memenuhi kebutuhan penghuninya dalam masalah air.
Dalam perencanaan pelaksanaan sistem penyediaan air bersih, harus diperhatikan syarat-syarat dari bahan sistem penyediaan air bersih, yaitu :
a. Tidak menimbulkan menimbulkan bahaya kesehatan. b. Tidak menimbulkan gangguan suara.
c. Tidak menimbulkan gangguan radiasi. d. Tidak merusak perlengkapan bangunan. e. Instalasi harus kuat dan bersih.
Selain syarat-syarat di atas harus juga diperhatikan cara-cara pemasangan yang baik, seperti penyambungan hubungan dari pipa-pipa yang besar ke yang kecil atau sebaliknya.
Instalasi sistem penyediaan air bersih harus menggunakan bahan-bahan yang memiliki mutu sesuai dengan syarat-syarat sebagai berikut :
a. Daya tahan bahan harus lama, minimal 30 tahun. b. Permukaan harus halus dan tahan air.
c. Tidak ada bagian-bagian yang tersembunyi atau menyimpan kotoran. d. Bebas dari kerusakan, baik mekanis maupun yang lain.
e. Mudah pemeliharaannya.
f. Memenuhi peraturan-peraturan yang berlaku.
Dalam perencanaan sistem penyediaan air bersih, perlu diperhatikan bahan atau alat sistem penyediaan air bersih. Untuk bahan-bahan yang dapat digunakan antara lain pipa besi tuang (galvanize), pipa PVC, dan pipa tembaga (untuk air panas).
2.2 Sumber Air Bersih
1. Air Permukaan : Air yang berada di atas permukaan tanah seperti air sungai , air danau/rawa , air laut.
Keunggulan :
a. Mudah diambil dengan cara sederhana Kelemahan :
a. Tidak terjamin keamanannya karena kemungkinan terkontaminasi bakteri, zat organik dan non organik.
2. Air Tanah : Air yang berada di dalam lapisan tanah, dibagi dua yaitu air tanah dangkal dan air tanah dalam. Air tanah dangkal adalah air tanah yang terbentuk dari hasil rembesan air di permukaan tanah dan tertahan di lapisan kedap air.Sedangkan air tanah dalam adalah air yang berada di antara lapisan kedap air di dalam tanah.
Keunggulan :
a. Tersedia di banyak tempat
b. Lebih terjamin keamanannya di bandingkan air permukaan. Kelemahan :
a. Bila di ambil terlalu banyak akan habis.
b. Harus menggunakan alat bantu untuk mengambilnya seperti pompa air. c. Pemanfaatan air tanah dalam harus menggunakan izin dari pihak yang
berwenang.
3. Air hujan : air yang terjadi dari proses siklus air yaitu air yang menguap membentuk awan lalu turun ke bumi melalui hujan.
Keunggulan :
a. Kualitas air baik. Kelemahan :
a. Tidak tersedia secara kontinuitas. 2.3 Persyaratan Air Bersih
2.3.1 Kualitas Air Bersih
Standar Kualitas Air Minum di Indonesia berdasarkan 907/MENKES/SK/VII/2002 (terlampir).
2.3.2 Kuantitas Air Bersih
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 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 bervariasi, tergantung pada letak geografis, kebudayaan, tingkat ekonomi, dan skala perkotaan tempat tinggalnya.
2.3.3 Kontuinitas Air Bersih
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
2.4 Kebutuhan Air Bersih
Untuk memenuhi perencanaan sistem jaringan distribusi air bersih, adalah penting untuk memperkirakan jumlah air yang dibutuhkan untuk berbagai keperluan yang ada di wilayah perencanaan.
Penggunaan air pada suatu daerah sering diasumsikan kepada fungsi dari daerah tersebut, baik itu dari sebagai daerah industri, pertokoan, maupun pemukiman, setiap daerah memiliki tingkat kebutuhan air yang berbeda, sesuai dengan daerah fungsi itu sendiri. Pada umumnya tipe kebutuhan air di bagi menjadi :
a. Kebutuhan Domestik
Merupakan jumlah air yang dibutuhkan untuk rumah-rumah, dimana penggunanya antara lain untuk minum, mencuci, memasak, mandi, dan tujuan yang lainnya. Kebutuhannya sangat bervariasi berkisar (75-380) ltr/org/hari
b. Kebutuhan Industri
Merupakan kebutuhan air dimana penggunannya ditunjukan untuk bangunan-bangunan industri serta bangunan-bangunan komersial lainnya. Jumlah air yang di butuhkan 12,2m3 /1000m2 (12,2 ltr/m2 ). Untuk kota-kota dimana populasinya lebih besar
dari 25.000 orang kebutuhannya 15% lebih besar. c. Kebutuhan Umum
Merupakan air yang diperlukan untuk bangunan-bangunan umum, seperti balai kota, sekolah, rumah ibadah,penjara, dan perkantoran dimana kebutuhannya berkisar (50-75) ltr/org/hari.
d. Air Hilang
Air hilang ini biasanya dikelompokan sebagai air yang tidak dihitung (unaccounted for), namun jumlahnya harus diperkirakan . Air hilang ini ada
disebabkan oleh adanya kemungkinan kebocoran pada pipa, kebocoran pada sambungan, bahkan dapat juga disebabkan oleh air yang di buang oleh konsumen. Air hilang ini biasanya dihitung 10% sampai 15% dari kebutuhan air total.
2.5 Jenis Pipa
Ada dua jenis pipa yang digunakan dalam sistem jaringan pipa yaitu pipa Polyvinyl Chlororide (PVC) dan pipa besi. Untuk pemilihan jenis pipa ini perlu dipertimbangkan beberapa hal, diantaranya :
Ukuran harus disesuaikan dengan kebutuhan
Faktor ekonomis
Praktis dalam pemasangan
Praktis dalam pengangkutan
Lokasi pemasangan dan keperluan A. Pipa PVC (Polyvinyl Chlororide)
Pipa PVC (Polyvinyl Chlororide) adalah jenis pipa plastik yang dikembangkan dari Polyvinyl Chlororide. Pipa jenis ini memiliki permukaan yang halus di bagian dalam sehingga faktor gesekan air hampir tidak ada.
Sifat dari pipa ini adalah ringan sehingga praktis dalam pengangkutan, panjang pipa hanya 4 m setiap batangnya sedangkan ukuran diameter sangat bervariasi mulai diameter ½” sampai 8”. Tetapi pipa jenis ini kurang baik penggunaannya, diantaranya kurang baik untuk instalasi terbuka dan sifat elastisitasnya dapat hilang lalu menjadi getas karena pengaruh cuaca.
Alat sambung untuk pipa jenis ini sangat banyak dipasaran, sehingga mudah untuk mendapatkannya.
B. Pipa Besi
Pipa besi adalah pipa yang terbuat dari unsur logam. Sistem penyambungannya adalah menggunakan drat dalam atau drat luar.
2.6 Jaringan Pipa
2.6.1 Jaringan Pipa Transmisi
Pipa transmisi adalah salah satu komponen sistem penyediaan air bersih yang berfungsi unutk mengalirkan air dari sumber air ke resevoir air dan intalasi pengolahan air, serta resevoir air ke resevoir air lainya
Cara pengaliran airnya dapat dilakukan dengan system gravitasi atau jika tekanan air kurang, maka pengaliran dilakukan dengan sistem pemompaan. Jika tekanan terjadi lebih besar dari kekuatan pipa maka diperlukan bak pelepas tekan.
Gambar 2.1 contoh sitem transmisi air Dalam menentukan dimensi pipa digunakan persamaan :
Q = v x A Persamaan diatas dilakukan dengan dua tahap, yaitu:
Tentukan dahulu kecepatan aliran (v) rencana yang masuk dalam kriteria perecanaan yaitu sebesar (0,6 – 3) m/det, kemudian dihitung diameternya.
Bulatkan nilai diameter yang didapat dari perhitungan pertama sesuai dengan diameter pipa yang ada dipasaran, kemudian hitung kembali kecepatan alirannya (v) apakah masih masuk dalam kriteria perencanaan.
Resevoir Pipa Transmisi Sumber Air
2.6.2 Jaringan Distribusi
Jaringan distribusi adalah jaringan pipa yang digunakan untuk mengalirkan air dari resevoir ke tempat pemakaian (konsumen). Jaringan distribusi diperlukan untuk mengalirkan dan mambagikan air kepada konsumen pada daerah pelayanan.
Dalam merencanakan jaringan distribusi yang perlu diperhatikan adalah:
Tekanan tidak boleh melebihi kapasitas pipa yang digunakan
Tekanan minimum ≥ 5 mka
Mengalirkan air dengan kuantitas yang diperlukan
Mengalirkan air dengan kualitas yang baik.
Kapasitas distribusi harus mampu melayani seluruh konsumen pada saat jam puncak tanpa membahayakan saluran pipa karena tekanan tinggi.
Terdapat dua jenis sistem pada jaringan distribusi, yaitu sistem bercabang dan sistem loop.
2.7 Sistem Pipa Distribusi a. Sistem Cabang
Sistem bercabang adalah sistem jaringan pipa induk yang berbentuk cabang, sehingga terdapat satu arah aliran dari pipa induk ke pipa cabang sekunder, kemudian seterusnya ke pipa cabang tersier.Kelemahan dari sistem ini adalah pada ujungnya bertumpuk kotoran yang dapat menutup pipa sehingga distribusi terhenti.
Gambar 2.2 sistem cabang
b. Sistem Loop
Sistem loop adalah sistem jaringan pipa induk yang melingkar dan tertutup sehinga terdapat arah aliran bolak-balik.
Pada sistem ini pipa utama/induk dibuat melingkar. Dibandingkan dengan sistem cabang, sistem ini lebih baik karena sirkulasi air lebih baik dan bilamana ada kerusakan pada saat perbaikan distribusi air tidak terhenti.
Gambar 2.3 sistem loop
Perbedaan antara jaringan distribusi sistem cabang dan loop dapat dilihat pada Tabel 2.4 Tabel 2.4 Perbandingan Sistem Cabang dan Sistem Loop
Keunggulan Kelemahan Penerapan
Cabang Hitungan
sederhana Jika ada kerusakan dibawahnya tidak mendapatkan aliran
Diujung pipa-pipa terrkumpul endapan
Pengaliran debit tidak merata
Kapasitas tidak terlalu besar
Daerah tidak luas dan tidak relative datar
Loop Tekanan relatif lebih merata
Sirkulasi air baik
Kemungkinan endapan kecil
Kemungkinan alternatif aliran
Kebutuhan pipa
lebih banyak Daerah yang luas Daerah berbukit
Sumber : Mekanika Fluida dan hidraulika
2.8 Evaluasi Hidrolis 2.8.1 Dimensi Pipa
Dimensi pipa transmisi maupun distribusi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan kontinuitas aliran.
Q = v x A ………..(2.1)
Dimana: Q = debit yang dialirkan (l/det) v = kecepatan aliran (m/det) A = Luas penampang pipa (m2)
Dengan persamaan ini dapat diketahui pula kecepatan aliran sehingga dapat melakukan kontrol kecepatan pada pipa yang digunakan.
2.8.2Kapasitas Debit
Kapasitas debit di hitung menggunakan persamaan Hazen Williams, dari persamaan ini dapat diketahui S ( kemiringan saluran).
Q = 0,278. C . D2,63 . S0,54………..(2.2) dimana: S = kehilangan hidrolis (m/m)
D = diameter pipa (m) Q = debit aliran (m3/detik) C = koef. Hazen Williams
Hilang tinggi tekan perlu dihitung untuk mengetahui berapa besar kehilangan tekanan yang terjadi pada pipa sehingga dapat dihitung sisa tekanan yang ada pada pipa, apakah memenuhi persyaratan atau tidak.
Kehilangan tekanan akibat gesekan sepanjang pipa yang dilalui. Untuk perhitunganya digunakan persamaan Hazen Williams.
hl (mayor) = (Q / (0,279 . C . D2,63))1,85 . L ………..(2.3)
dimana: hl = kehilangan tekan (m) D = diameter pipa (m) Q = debit aliran (m3/detik)
C = koef. Hazen Williams L = panjang pipa (m)
Nilai koefisien gesekan Hazen Williams tergantung pada jenis material pipa dan umur pemakaian pipa. Besarnya nilai koefisien Hazen Williams untuk beberapa jenis material pipa yang biasa digunakan tercantum dalam tabel berikut.
Tabel 2.5. Koefisien Hazen Williams Untuk Berbagai Material Pipa
Material Pipa Nilai C
PVC 120 – 140
Baja 110 – 120
GIP (Gallvanized Iron Pipe) 110 – 120 DIP (ductil gae Iron Pipe) 110 - 120
HDPE (High Ductility
Polyethelene) 110 - 140
