STUDI PERENCANAAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH
DI KECAMATAN LAWANG, KABUPATEN MALANG DENGAN
MENGGUNAKAN BANTUAN APLIKASI WaterCAD V8. i
Rozaky Cahyo Prayuda1, Sumiadi2, Tri Budi Prayogo3
1Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya 2Dosen Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Teknik Pengairan Universitas Brawijaya-Malang, Jawa Timur, Indonesia
Jl. MT. Haryono 167 Malang 65145 Indonesia Rozakyprayuda26@gmail.com
ABSTRAK: Kecamatan Lawang merupakan wilayah yang terletak disebelah utara Kota
Malang mempunyai luas wilayah 68,23 km2. Dengan jumlah penduduk sebanyak 102.979 jiwa
pada tahun 2014, dengan kepadatan penduduk 1.511 jiwa/km2. Dari jumlah penduduk 102.979 jiwa tersebut masih ada sekitar 8.410 KK belum terlayani air minum dengan sistem perpipaan (PDAM dan Swadaya/lainnya) atau sekitar 65 %.
Kajian ini bertujuan untuk mengetahui ketersediaan air sumber sampai dengan tahun 2030 dan kondisi hidrolis yang ada. Simulasi jaringan pipa dilakukan dengan bantuan program WaterCAD V8.i. Besarnya kebutuhan air disesuaikan dengan permintaan daerah yang dilayani. Diketahui total debit yang tersedia di Sumber Krabyakan sebesar 50 liter/detik. Berdasarkan analisa hasil perhitungan diketahui bahwa besar total debit untuk bisa melayani kebutuhan penduduk sebesar 30,46 liter/detik untuk daerah pelayanan beberapa desa di Kecamatan Lawang. Perhitungan dilakukan dengan simulasi kondisi tidak permanen dengan kebutuhan air berubah sesuai dengan kebutuhan tiap jamnya.
Berdasarkan hasil akhir simulasi, dengan menggunakan program WaterCAD V8.i, bahwa sistem jaringan pipa dapat berjalan dengan baik. Hal ini berdasarkan kondisi tekanan, kecepatan dan headloss yang sudah sesuai dengan syarat perencanaan dan volume tandon yang mampu untuk memenuhi kebutuhan air bersih di daerah studi.
Kata kunci: air bersih, jaringan pipa, aliran tidak permanen, WaterCAD V8.i
ABSTRACT: Lawang sub-district is approximately 68.23 km2 area that geographically located
in the north part of Malang. It has huge number of population about 102.979 people in 2014 with population density up to 1.511 people/km2. Based on the data, 8.410 families or
interpreted as 65% of these people in Lawang do not install the piping system as their drinking water sources (PDAM and self-help/others).
The purpose of study is predicting availability of water fountain up to year of 2030 there with its hydraulic condition. Piping network simulation is conducted by WaterCAD v8.i program. The amount of water demand is estimated by the local area necessity.
The existing total discharge of Krabyakan water fountain is around 50.0 l/s. Based on the analysis, total discharge that sufficient for water demand of current population is 30.46 l/s for some areas in Lawang sub-district. This analysis has been done by non-permanent condition simulation with fluctuated water demand at each hour.
As the result of water simulation by using WaterCAD program V8.i, discovered that the piping network is suitable applied. This statement is concerning on the condition of pressure, velocity and head loss that shown the appropriate number as the planning requirement. Volume of tank is also sufficient of fresh water demand in the study area.
1. PENDAHULUAN
Penyediaan air bersih merupakan salah satu kebutuhan dasar dan hak sosial ekonomi masyarakat yang harus dipenuhi oleh Pemerintah, baik Pemerintah Daerah maupun Pemerintah Pusat. Ketersediaan air bersih merupakan salah satu penentu peningkatan kesejahteraan masyarakat. Diharapkan dengan ketersediaan air bersih yang mencukupi dapat meningkatkan derajat kesehatan masyarakat dan dapat mendorong peningkatan produktivitas masyarakat, sehingga dapat terjadi
peningkatan pertumbuhan ekonomi
masyarakat.
Oleh karena itu, penyediaan sarana dan prasarana air bersih menjadi salah satu kunci dalam pengembangan ekonomi wilayah. Kondisi geografis, topografis, geologis, lingkungan dan aspek sumber daya manusia yang berbeda di setiap
wilayah di Indonesia, menyebabkan
ketersediaan air bersih dan kondisi pelayanan air bersih yang berbeda pada masing-masing wilayah. Dibutuhkan suatu konsep dasar guna menjamin ketersediaan air bersih bagi masyarakat sesuai dengan tipologi dan kondisi di daerah tersebut.
Kecamatan Lawang merupakan
wilayah yang terletak disebelah utara Kota Malang mempunyai luas wilayah 68,23 km2. Dengan jumlah penduduk sebanyak 102.979 jiwa pada tahun 2014, dengan kepadatan penduduk 1.511 jiwa/km2. Dari jumlah penduduk 102.979 jiwa tersebut masih ada sekitar 8.410 KK belum terlayani air minum dengan sistem perpipaan (PDAM dan Swadaya/lainnya) atau sekitar 65 %. Pada saat ini IKK Lawang dengan perkembangan kota urban yang semakin pesat terdapat permintaan kebutuhan air minum yang semakin
meningkat namun demikian dengan
kapasitas produksi yang terbatas.
Dalam perencanaan operasi sistem distribusi air baku diperlukan identifikasi ketersediaan air baku pada sumber air yang akan dimanfaatkan adalah sumber
mata air Krabyakan yang belum
dimanfaatkan secara maksimal. Dengan
mengidentifikasi sumber air maka kita dapat mengetahui debit dan besar tekanan yang digunakan untuk menaikkan air sampai tandon yang telah ditentukan. Kemudian, air dari tandon didistribusikan secara gravitasi pada daerah yang dituju.
Tujuan dari diadakannya studi ini
adalah untuk menghitung proyeksi
kebutuhan air bersih di Kecamatan Lawang, Kabupaten Malang hingga tahun 2030, dapat merencanakan jaringan distribusi air bersih di Kecamatan Lawang, Kabupaten Malang, mengetahui dimensi tandon yang efektif, sehingga dapat melayani secara optimal, mengetahui
kondisi hidraulika pada
komponen-komponen system distribusi air bersih yang dikaji dengan menetapkan model simulasi kondisi tidak permanen dengan
paket program WaterCAD V8.i,
mengetahui besarnya Rencana Anggaran Biaya (RAB) yang harus dikeluakan pada perencanaan jaringan distribusi air bersih.
2. METODOLOGI PENELITIAN Adapun data-data yang diperlukan dalam kajiannya antara lain sebagai berkut:
a. Data kondisi daerah studi
b. Data teknis sistem jaringan distribusi air bersih
c. Data jumlah penduduk yang akan dilayani
Data yang terkumpul selanjutnya
digunakan untuk menghitung dan
melakukan perencanaan sistem penyediaan air bersih pada daerah kajian.
Untuk mencapai tujuan yang
diharapkan maka diperlukan suatu langkah pengerjaan secara sistematis. Adapun langkah-langkah pengerjaan studi sebagai berikut:
1. Melakukan pengumpulan data-data primer yang berupa data debit mata air dan data elevasi, sedangkan data sekunder yaitu Data penduduk, dan data teknis pendukung lainnya yang digunakan dalam analisa sistem jaringan distribusi air bersih.
2. Mengolah data penduduk dan jumlah layanan.
3. Menghitung kebutuhan air bersih. 4. Melakukan simulasi dengan program
WaterCAD V8i.
5. Menghitung rancangan anggaran
biaya pembangunan sistem jaringan distribusi air bersih untuk mengetahui harga air yang harus dibayarkan warga Secara posisi sumber mata air Krabyakan terletak di desa Sumber
Ngepoh Kecamatan Lawang dengan
elevasi ± 405 dpl, maka untuk mengalirkan air baku agar sampai pada daerah layanan dengan elevasi tertinggi ± 560 dpl maka diperlukan pompa untuk menaikan air sampai daerah rencana.
Besarnya debit yang akan
dimanfaatkan pada site sumber mata air adalah sebesar 50 lt/dt. Panjang rencana jalur pipa air baku ± 500 – 7000 m dari site ke lokasi pelayanan. Lokasi studi skripsi ini berlokasi di Kecamatan Lawang, Kabupaten Malang Jawa Timur.
Gambar 1. Peta Wilayah Kecamatan Lawang.
Sumber:PDAM Kabupaten Lawang
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 1) Proyeksi Jumlah Penduduk
Perhitungan proyeksi penduduk dapat dilakukan dengan 3 metode, yaitu metode geometrik, metode aritmatik, dan metode eksponensial. Setelah diketahui hasil dari perhitungan masing-masing metode, diten-tukan pula nilai dari koefisien korelasi (R)
dari masing-masing metode, untuk
menentukan metode mana yang akan di pakai untuk menghitung proyeksi kebutuhan
air. Kriteria penentuan metode proyeksi penduduk yang dipilih berdasarkan pada nilai koefisien korelasi yang terbesar mendekati +1 yaitu menggunakan metode eksponensial.
Tabel 1. Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Daerah Layanan.
No Tahun Sb.Ngepoh Sidodadi Sidoluhur Mulyoarjo Bedali Turirejo
0 2015 4918 8246 6446 6287 17369 9064 1 2016 5043 8398 6590 6418 18111 9268 2 2017 5171 8553 6736 6552 18885 9476 3 2018 5303 8711 6887 6688 19692 9689 4 2019 5438 8872 7040 6828 20533 9907 5 2020 5576 9036 7197 6970 21410 10130 6 2021 5718 9203 7357 7115 22325 10357 7 2022 5863 9373 7521 7263 23279 10590 8 2023 6012 9546 7689 7415 24273 10828 9 2024 6165 9723 7860 7569 25310 11072 10 2025 6322 9902 8035 7727 26392 11321 11 2026 6483 10085 8214 7888 27519 11575 12 2027 6648 10272 8397 8052 28695 11835 13 2028 6817 10461 8584 8220 29921 12101 14 2029 6990 10655 8776 8392 31199 12373 15 2030 7168 10851 8971 8566 32532 12652
Sumber: Hasil Perhitungan
2) Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Perhitungan Proyeksi kebutuhan air
bersih pada unit Kecamatan Kubu
Kabupaten Karangasem sebagai berikut:
a. Kebutuhan Domestik dan Non
Domestik
Berdasarkan beberapa faktor dari letak
geografis maupun kondisi sosial
ekonominya Kecamatan Lawang termasuk dalam golongan kota kecil (jumlah penduduk pada tahun 2030 dibawah 100.000 jiwa) dengan asumsi kebu-tuhan air bersih sebesar 80 li-ter/orang/hari.
Sedangkan kebutuhan non domestik
ditujukan untuk ber-bagai fasilitas umum,
berdasarkan Permen PU Tentang
Penyelenggaraan Pengembangan SPAM tingkat pela-yanan air untuk kebutuhan non do-mestik sebesar 15% dari kebutuhan domestik.
b. Fluktuasi Kebutuhan Air
Besarnya pemakaian air pada daerah studi berbeda pada setiap jamnya, hal ini dikarenakan terjadinya fluktuasi pada
setiap jam yang dipengaruhi oleh
pemakaian/faktor beban konsumen. c. Kehilangan Air
Kehilangan air merupakan besar air yang hilang selama proses pendistribusian. Berdasarkan Permen PU Tentang Penyelenggaraan Pe-ngembangan SPAM kehilangan air karena faktor teknis maksimal 20% dan faktor nonteknis mendekati nol.
Berdasarkan dari hasil perhitungan kebutuhan air, didapatkan total debit seluruh sambungan rumah sampai tahun 2030 sebesar 30,46 liter/detik. Dengan debit tersedia sebesar 50,0 liter/detik pada Sumber Krabyakan.
Tabel 2. Rekapitulasi Kebutuhan Air Bersih Kecamatan Lawang Tahun 2030
No Uraian Satuan Tahun
2016 2020 2025 2030 1 Kebutuhan air untuk 1 orang per hari ltr/jiwa/hari 80 80 80 80
2 kebutuhan air domestik
ltr/hari 1278174.45 1430681.47 1650109.44 1907109.67 ltr/dtk 14.79 16.56 19.10 22.07 3 kebutuhan air non (15% kebutuhan domestik ) ltr/dtk 2.22 2.48 2.86 3.31 4 kehilangan air akibat kebocoran 20% ltr/dtk 3.40 3.81 4.39 5.08
5 kebutuhan air bersih rata-rata (dengan kebocoran 20%)
ltr/dtk 20.42 22.85 26.36 30.46 m³/hari 1763.88 1974.34 2277.15 2631.81 m³/bulan 52916.42 59230.21 68314.53 78954.34 juta m³/thn 0.63 0.71 0.82 0.95 6 kebutuhan harian maksimum (1,15 X keb air baku) ltr/dtk 23.48 26.28 30.31 35.03 7 kebutuhan air jam puncak (1,56 X keb air baku) ltr/dtk 31.85 35.65 41.12 47.52
8 Debit yang dihasilkan
ltr/dtk 50.57 50.57 50.57 50.57 ltr/hari 4369248 4369248 4369248 4369248 9 Volume air m³/hari 4369.25 4369.25 4369.25 4369.25 Sumber: Hasil Perhitungan
3) Alternatif Skenario Simulasi
Ada beberapa alternatif-alternatif yang dibahas pada studi ini yang nantinya akan dipilih salah satu alternatif untuk perencanaannya dengan kriteria paling ekonomis dan paling efektif dalam perencanaannya. Berikut alternative yang digunakan:
a) Pada alternatif I
Alternatif ini menggunakan 2 buah pompa berkapasitas 50 l/detik dengan pola operasi pompa yaitu 16,5 jam/ hari beroperasi secara bersamaan. Dari operasi tersebut didapat volume tandon yang efektif sebesar 400 m3.
b) Pada alternatif II
Alternatif ini menggunakan 4 buah pompa berkapasitas 50 l/detik dengan pola operasi pompa yaitu 17 jam/ hari beroperasi secara bersamaan. Dari
operasi tersebut didapat volume tandon yang efektif sebesar 224 m3.
c) Pada alternatif III
Alternatif ini menggunakan 4 buah pompa berkapasitas 25 l/detik dengan pola operasi pompa yaitu 21 jam/ hari beroperasi secara bergantian perdua pompa. Dari operasi tersebut didapat volume tandon efektif sebesar 168 m3.
Pembahasan menggunakan aplikasi
WaterCAD V8.i:
Alternatif 1: skenario 2 pompa, operasi pompa 16,5 jam/hari dengan debit pompa 50 liter/detik (2 pompa menyala secara bersamaan), pompa mulai beroperasi jam 04.00. Hasil simulasi pompa dari aplikasi
WaterCAD V8.i tersaji pada tabel 3.
Tabel 3. Hasil Running Pompa dalam Satu Hari Time (hours) Flow (Total) (L/s) Hydraulic Grade (Discharge) (m) Hydraulic Grade (Suction) (m) Pressure (Discharge) (atm) Pressure (Suction) (atm) Pump Head (m) Relative Speed Factor (Calculated) 0 50.46 573.96 409.98 16.3 0.5 163.98 1 1 0.00 573.72 410.00 16.3 0.5 0.00 0 2 0.00 573.35 410.00 16.3 0.5 0.00 0 3 0.00 572.90 410.00 16.2 0.5 0.00 0
Time (hours) Flow (Total) (L/s) Hydraulic Grade (Discharge) (m) Hydraulic Grade (Suction) (m) Pressure (Discharge) (atm) Pressure (Suction) (atm) Pump Head (m) Relative Speed Factor (Calculated) 4 51.11 572.52 409.98 16.2 0.5 162.54 1 5 50.52 573.84 409.98 16.3 0.5 163.86 1 6 50.88 573.04 409.98 16.2 0.5 163.06 1 7 50.66 573.52 409.98 16.3 0.5 163.53 1 8 50.84 573.12 409.98 16.2 0.5 163.14 1 9 50.69 573.46 409.98 16.3 0.5 163.47 1 10 0.00 572.08 410.00 16.1 0.5 0.00 0 11 51.03 572.70 409.98 16.2 0.5 162.72 1 12 50.56 573.74 409.98 16.3 0.5 163.76 1 13 50.81 573.18 409.98 16.2 0.5 163.20 1 14 50.68 573.49 409.98 16.3 0.5 163.50 1 15 50.75 573.32 409.98 16.3 0.5 163.33 1 16 0.00 572.16 410.00 16.1 0.5 0.00 0 17 51.78 570.99 409.98 16.0 0.5 161.01 1 18 50.79 573.23 409.98 16.2 0.5 163.25 1 19 50.71 573.40 409.98 16.3 0.5 163.42 1 20 50.72 573.39 409.98 16.3 0.5 163.41 1 21 50.63 573.59 409.98 16.3 0.5 163.61 1 22 0.00 573.16 410.00 16.2 0.5 0.00 0 23 0.00 572.71 410.00 16.2 0.5 0.00 0 24 0.00 572.37 410.00 16.2 0.5 0.00 0
Sumber : Pemodelan WaterCAD V8. i
Grafik aliran total yang dikeluarkan pompa yang harus disediakan untuk pompa dapat dilihat pada gambar 2. Dengan debit maksimal yang dialirkan sebesar 50 liter/detik/pompa.
Tandon yang direncanakan berbentuk balok dengan luas 100 m2 dan tinggi tandon 4 meter. Tandon dioperasikan selama sehari penuh. Hasil simulasi tandon dari aplikasi WaterCAD V8.i tersaji pada tabel 4.
Gambar 2 : Grafik Debit (Total) Pompa Sumber : Pemodelan WaterCAD V8 .i
Tabel 4. Hasil Running Tandon dalam Satu Hari
Time (hours) Hydraulic Grade (m) Level (Calculated) (m) Pressure (atm) Volume (Calculated) (m³) Flow (In net) (L/s) Flow (Out net) (L/s) 0 573.75 3.75 0.4 350.00 92.55 -92.55 1 573.72 3.72 0.4 347.11 -10.20 10.20 2 573.35 3.35 0.3 310.39 -12.48 12.48 0 10 20 30 40 50 60 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Flo w Jam
Flow (Total) (L/s)
Time (hours) Hydraulic Grade (m) Level (Calculated) (m) Pressure (atm) Volume (Calculated) (m³) Flow (In net) (L/s) Flow (Out net) (L/s) 3 572.90 2.90 0.3 265.45 -16.60 16.60 4 572.31 2.31 0.2 205.70 74.96 -74.96 5 573.63 3.63 0.4 338.45 62.21 -62.21 6 572.83 2.83 0.3 258.02 57.14 -57.14 7 573.31 3.31 0.3 305.72 54.28 -54.28 8 572.91 2.91 0.3 265.66 56.46 -56.46 9 573.25 3.25 0.3 299.76 58.90 -58.90 10 572.08 2.08 0.2 183.33 -40.35 40.35 11 572.49 2.49 0.2 223.58 64.45 -64.45 12 573.53 3.53 0.3 327.99 65.50 -65.50 13 572.97 2.97 0.3 272.32 66.45 -66.45 14 573.28 3.28 0.3 302.73 65.57 -65.57 15 573.11 3.11 0.3 285.62 64.96 -64.96 16 572.16 2.16 0.2 190.62 -38.52 38.52 17 570.77 0.77 0.1 51.95 62.61 -62.61 18 573.02 3.02 0.3 277.35 61.53 -61.53 19 573.19 3.19 0.3 294.40 67.47 -67.47 20 573.18 3.18 0.3 293.34 77.07 -77.07 21 573.38 3.38 0.3 313.10 84.97 -84.97 22 573.16 3.16 0.3 290.91 -12.48 12.48 23 572.71 2.71 0.3 245.96 -9.44 9.44 24 572.37 2.37 0.2 211.98 -8.37 8.37
Sumber : Pemodelan WaterCAD V8. i.
Gambar 3 : Grafik Tinggi Muka Air Tandon Sumber : Pemodelan WaterCAD V8.i
Grafik tinggi muka air yang
dikeluarkan tandon dapat dilihat pada gambar 3.
Alternatif 2: skenario 4 pompa, operasi pompa 17 jam dengan debit inflow 50 liter/detik (4 buah pompa menyala
secara bersamaan), pompa mulai
beroperasi jam 04.00. Hasil simulasi pompa dari aplikasi WaterCAD V8.i tersaji pada tabel 5.
Tabel 5. Hasil Running Pompa dalam Satu Hari Time (hours) Status (Calculated) Hydraulic Grade (Suction) (m) Hydraulic Grade (Discharge) (m) Pressure (Suction) (atm) Pressure (Discharge) (atm) Flow (Total) (L/s) Pump Head (m) Relative Speed Factor (Calculated) 0 On 409.34 583.03 0.4 17.2 45.88 173.70 1 1 Off 410.00 573.47 0.5 16.3 0.00 0.00 0 0 1 2 3 4 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Level Jam
Level (Calculated) (m)
Time (hours) Status (Calculated) Hydraulic Grade (Suction) (m) Hydraulic Grade (Discharge) (m) Pressure (Suction) (atm) Pressure (Discharge) (atm) Flow (Total) (L/s) Pump Head (m) Relative Speed Factor (Calculated) 2 Off 410.00 572.82 0.5 16.2 0.00 0.00 0 3 Off 410.00 572.02 0.5 16.1 0.00 0.00 0 4 On 409.31 580.66 0.4 17.0 47.02 171.36 1 5 On 409.33 582.20 0.4 17.1 46.28 172.87 1 6 On 409.32 581.41 0.4 17.0 46.66 172.10 1 7 On 409.32 581.40 0.4 17.0 46.67 172.08 1 8 On 409.31 581.31 0.4 17.0 46.71 172.00 1 9 On 409.32 581.40 0.4 17.0 46.67 172.09 1 10 Off 410.00 570.29 0.5 16.0 0.00 0.00 0 11 On 409.33 582.82 0.4 17.2 45.98 173.49 1 12 On 409.31 581.31 0.4 17.0 46.71 171.99 1 13 On 409.32 581.76 0.4 17.1 46.49 172.44 1 14 On 409.32 581.68 0.4 17.1 46.54 172.36 1 15 On 409.32 581.67 0.4 17.1 46.54 172.35 1 16 Off 410.00 570.99 0.5 16.0 0.00 0.00 0 17 On 409.33 582.84 0.4 17.2 45.97 173.51 1 18 On 409.31 581.13 0.4 17.0 46.80 171.82 1 19 On 409.32 581.64 0.4 17.1 46.55 172.32 1 20 On 409.32 581.76 0.4 17.1 46.50 172.44 1 21 On 409.33 582.14 0.4 17.1 46.31 172.82 1 22 Off 410.00 572.84 0.5 16.2 0.00 0.00 0 23 Off 410.00 572.04 0.5 16.1 0.00 0.00 0 24 Off 410.00 571.43 0.5 16.1 0.00 0.00 0
Sumber : Pemodelan WaterCAD V8. i
Gambar 4 : Grafik Flow (Total) Pompa
Grafik aliran total yang dikeluarkan pompa yang harus disediakan untuk pompa dapat dilihat pada gambar 4. Dengan debit maksimal yang dialirkan sebesar 48 liter/detik/pompa.
Tandon yang direncanakan berbentuk balok dengan luas 56 m2 dan tinggi tandon
4 meter. Tandon dioperasikan sehari penuh. Hasil simulasi tandon aplikasi WaterCAD V8.i tersaji pada tabel 6.
Tabel 6. Hasil Running Tandon dalam Satu Hari Time (hours) Hydraulic Grade (m) Level (Calculated) (m) Pressure (atm) Volume (Calculated) (m³) Flow (In net) (L/s) Flow (Out net) (L/s) 0 573.75 3.75 0.4 196.00 175.32 -175.32 1 573.47 3.47 0.3 180.52 -10.20 10.20 2 572.82 2.82 0.3 143.80 -12.49 12.49 3 572.02 2.02 0.2 98.85 -16.60 16.60 4 570.95 0.95 0.1 39.10 161.02 -161.02 0 10 20 30 40 50 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Flo w Jam
Flow (Total) (L/s)
Time (hours) Hydraulic Grade (m) Level (Calculated) (m) Pressure (atm) Volume (Calculated) (m³) Flow (In net) (L/s) Flow (Out net) (L/s) 5 572.76 2.76 0.3 140.80 146.49 -146.49 6 571.83 1.83 0.2 88.56 142.23 -142.23 7 571.81 1.81 0.2 87.50 139.82 -139.82 8 571.71 1.71 0.2 81.85 141.82 -141.82 9 571.82 1.82 0.2 88.09 144.38 -144.38 10 570.29 0.29 0.0 2.44 -40.35 40.35 11 573.50 3.50 0.3 182.12 146.50 -146.50 12 571.71 1.71 0.2 81.76 151.41 -151.41 13 572.25 2.25 0.2 111.92 150.99 -150.99 14 572.15 2.15 0.2 106.25 150.55 -150.55 15 572.14 2.14 0.2 105.85 149.80 -149.80 16 570.99 0.99 0.1 41.38 -38.52 38.52 17 573.52 3.52 0.3 183.38 143.11 -143.11 18 571.50 1.50 0.1 70.18 147.33 -147.33 19 572.10 2.10 0.2 103.85 152.44 -152.44 20 572.24 2.24 0.2 111.40 161.81 -161.81 21 572.70 2.70 0.3 137.14 169.13 -169.13 22 572.84 2.84 0.3 145.24 -12.49 12.49 23 572.04 2.04 0.2 100.30 -9.44 9.44 24 571.43 1.43 0.1 66.31 -8.37 8.37
Sumber : Pemodelan WaterCAD V8. i
Gambar 5 : Grafik Tinggi Muka Air Tandon Sumber : Pemodelan WaterCAD V8.i
Grafik tinggi muka air yang
dikeluarkan tandon dapat dilihat pada gambar 5.
Alternatif 3: skenario 4 pompa, operasi pompa 21 jam dengan debit pompa 25 liter/detik (pompa menyala per dua pompa), pompa mulai beroperasi jam 03.00. Hasil simulasi pompa dari aplikasi WaterCAD V8.i tersaji pada tabel 7.
Tabel 7. Hasil Running Pompa dalam Satu Hari
Time (hours) Status (Calculated) Hydraulic Grade (Suction) (m) Hydraulic Grade (Discharge) (m) Pressure (Suction) (atm) Pressure (Discharge) (atm) Flow (Total) (L/s) Pump Head (m) Relative Speed Factor (Calculated) 0.00 On 409.80 576.67 0.46 16.58 24.57 166.87 1.00000 1.00 Off 410.00 573.31 0.48 16.26 0.00 0.00 0.00000 2.00 Off 410.00 572.43 0.48 16.17 0.00 0.00 0.00000 3.00 Off 410.00 571.36 0.48 16.07 0.00 0.00 0.00000 4.00 Off 410.00 573.88 0.48 16.31 0.00 0.00 0.00000 5.00 Off 410.00 571.81 0.48 16.11 0.00 0.00 0.00000 6.00 Off 410.00 572.77 0.48 16.20 0.00 0.00 0.00000 7.00 Off 410.00 573.20 0.48 16.25 0.00 0.00 0.00000 8.00 Off 410.00 573.40 0.48 16.27 0.00 0.00 0.00000 0 1 2 3 4 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Level Jam
Level (Calculated) (m)
Time (hours) Status (Calculated) Hydraulic Grade (Suction) (m) Hydraulic Grade (Discharge) (m) Pressure (Suction) (atm) Pressure (Discharge) (atm) Flow (Total) (L/s) Pump Head (m) Relative Speed Factor (Calculated) 9.00 Off 410.00 573.75 0.48 16.30 0.00 0.00 0.00000 10.00 Off 410.00 571.93 0.48 16.12 0.00 0.00 0.00000 11.00 Off 410.00 572.75 0.48 16.20 0.00 0.00 0.00000 12.00 Off 410.00 573.78 0.48 16.30 0.00 0.00 0.00000 13.00 Off 410.00 571.53 0.48 16.08 0.00 0.00 0.00000 14.00 Off 410.00 572.81 0.48 16.21 0.00 0.00 0.00000 15.00 On 409.80 576.90 0.46 16.60 24.52 167.10 1.00000 16.00 On 409.79 573.93 0.46 16.32 25.19 164.14 1.00000 17.00 On 409.79 574.90 0.46 16.41 24.98 165.11 1.00000 18.00 On 409.79 575.63 0.46 16.48 24.81 165.84 1.00000 19.00 On 409.79 576.41 0.46 16.56 24.63 166.62 1.00000 20.00 On 409.79 575.23 0.46 16.44 24.90 165.44 1.00000 21.00 On 409.80 576.52 0.46 16.57 24.60 166.73 1.00000 22.00 On 409.79 575.76 0.46 16.49 24.78 165.97 1.00000 23.00 Off 410.00 572.16 0.48 16.15 0.00 0.00 0.00000 24.00 Off 410.00 571.35 0.48 16.07 0.00 0.00 0.00000 Sumber : Pemodelan WaterCAD V8. i
Gambar 6 : Grafik Flow (Total) Pompa. Sumber : Pemodelan WaterCAD V8 .i
Grafik aliran total yang dikeluarkan pompa yang harus disediakan untuk pompa dapat dilihat pada gambar 6. Dengan debit maksimal yang dialirkan sebesar 48 liter/detik/pompa.
Tandon yang direncanakan berbentuk balok dengan luas 42 m2 dan tinggi tandon
4 meter. Tandon dioperasikan selama sehari penuh. Hasil simulasi tandon aplikasi WaterCAD V8.i pada tabel 8.
Tabel 8. Hasil Running Tandon dalam Satu Hari Time (hours) Hydraulic Grade (m) Level (Calculated) (m) Pressure (atm) Volume (Calculated) (m³) Flow (In net) (L/s) Flow (Out net) (L/s) 0 573.75 3.75 0.36 147.00 89.93 -89.93 1 573.31 3.31 0.32 128.33 -10.20 10.20 2 572.43 2.43 0.23 91.61 -12.49 12.49 3 571.36 1.36 0.13 46.66 33.61 -33.61 4 573.88 3.88 0.37 152.49 21.86 -21.86 5 571.81 1.81 0.18 65.63 11.19 -11.19 6 572.77 2.77 0.27 105.90 4.99 -4.99 7 573.20 3.20 0.31 123.85 2.36 -2.36 8 573.40 3.40 0.33 132.36 4.10 -4.10 9 573.75 3.75 0.36 147.13 6.69 -6.69 0 5 10 15 20 25 30 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Flo w Jam
Flow (Total) (L/s)
Time (hours) Hydraulic Grade (m) Level (Calculated) (m) Pressure (atm) Volume (Calculated) (m³) Flow (In net) (L/s) Flow (Out net) (L/s) 10 571.93 1.93 0.19 70.46 9.61 -9.61 11 572.75 2.75 0.27 105.07 12.00 -12.00 12 573.78 3.78 0.37 148.27 13.53 -13.53 13 571.53 1.53 0.15 53.58 14.96 -14.96 14 572.81 2.81 0.27 107.45 13.80 -13.80 15 573.99 3.99 0.39 157.13 61.56 -61.56 16 570.87 0.87 0.08 26.17 11.87 -11.87 17 571.89 1.89 0.18 68.90 8.99 -8.99 18 572.66 2.66 0.26 101.27 9.57 -9.57 19 573.48 3.48 0.34 135.74 15.31 -15.31 20 572.24 2.24 0.22 83.55 25.44 -25.44 21 573.60 3.60 0.35 140.62 32.92 -32.92 22 572.80 2.80 0.27 107.21 37.07 -37.07 23 572.16 2.16 0.21 80.10 -9.44 9.44 24 571.35 1.35 0.13 46.12 -8.37 8.37
Sumber : Pemodelan WaterCAD V8. i
Gambar 4.17 Grafik Tinggi Muka Air Tandon. Sumber : Pemodelan WaterCAD V8.i
Grafik tinggi muka air yang
dikeluarkan tandon dapat dilihat pada gambar 5.
4) Hasil Simulasi Program WaterCAD V8.i Pada Junction
Pada jaringan Distribusi Krabyakan a) Alternatif 1
Tekanan tertinggi diperoleh pada jam 00.00 yaitu 7,9 atm dan tekanan terendah diperoleh pada jam 07.00 yaitu 0,5 atm, hasil ini sesuai dengan batas maksimum yang ditetapkan Permen PU.
b) Alternatif 2
Tekanan tertinggi diperoleh pada jam 00.00 yaitu 7,9 atm dan tekanan terendah diperoleh pada jam 07.00 yaitu 0,3 atm, hasil ini sesuai dengan batas maksimum yang ditetapkan Permen PU.
c) Alternatif 3
Tekanan tertinggi diperoleh pada jam 00.00 yaitu 7,9 atm dan tekanan terendah diperoleh pada jam 07.00 yaitu 0,4 atm, hasil ini sesuai dengan batas maksimum yang ditetapkan Permen PU.
5) Hasil Simulasi Program WaterCAD V8.i Pada Pipa
Pada pipa distribusi dari tandon
menuju daerah layanan diperoleh
kecepatan tertinggi pada saat jam puncak yaitu jam 07.00 sebesar 0,9 m/detik dan kecepatan terendah pada jam 00.00 sebesar 0,05 m/detik. Meskipun kecepatan berada dibawah batas kecepatan minimum hal ini dapat diterima dikarenakan berada pada jam minimum penggunaan air.
Headloss gradient tertinggi diperoleh
pada jam 07.00 yaitu 7,47 m/km dan
Headloss gradient terendah diperoleh pada
jam 00.00 yaitu 0,015 m/km Hasil tersebut sesuai dengan SNI yang diijinkan.
0 1 2 3 4 5 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Level Jam
Level (Calculated) (m)
6) Rencana Anggaran Biaya
Berdasarkan Analisa, maka rencana anggaran biaya adalah sebagai berikut.
Alternatif 1 dengan rincian pekerjaan pemasangan pipa & aksesoris pipa,
pembangunan dan pekerjaan
broncaptering, pemasangan pompa kapasitas 50 l/s dengan jumlah pompa 2 buah, pembangunan dan pekerjaan tandon 400 m³. Didapat rencana anggaran biaya total sebesar Rp 8,256,076,000.00. Biaya tersebut sudah termasuk biaya PPN sebesar 10%.
Alternatif 2 dengan rincian pekerjaan pemasangan pipa & aksesoris pipa,
pembangunan dan pekerjaan
broncaptering, pemasangan pompa kapasitas 50 l/s dengan jumlah pompa 4 buah, pembangunan dan pekerjaan tandon 224 m³. Didapat rencana anggaran biaya total sebesar Rp 8,129,576,000.00. Biaya tersebut sudah termasuk biaya PPN sebesar 10%.
Alternatif 3 dengan rincian pekerjaan pemasangan pipa & aksesoris pipa,
pembangunan dan pekerjaan
broncaptering, pemasangan pompa kapasitas 25 l/s dengan jumlah pompa 4 buah, pembangunan dan pekerjaan tandon 168 m³. Didapat rencana anggaran biaya total sebesar Rp 8,088,267,000.00. Biaya tersebut sudah termasuk biaya PPN sebesar 10%.
4. KESIMPULAN DAN SARAN 1) Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan pada bab sebelumnya, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut 1. Kebutuhan air bersih harian
maksimum Kecamatan Lawang pada tahun 2016 (awal tahun rencana) sebesar 20,42 liter/detik, dan pada tahun 2030 (proyeksi 15 tahun) sebesar 30,46 liter/detik. Dan untuk kebutuhan air bersih jam puncak tahun 2016 (awal tahun rencana) sebesar 31,85 liter/detik dan pada tahun 2030 sebesar 47,52 liter/detik.
2. Tandon (reservoir) distribusi yang digunakan yakni dengan kapasitas berguna 168 m3 mempunyai ukuran reservoir (6x7x4)m. Hal ini ditentukan oleh efektifitas serta ekonomis dalam perencanaan distribusi air bersih.
3. Tekanan dan kecepatan pada semua
junction maupun pipa memenuhi
persyaratan batas tekan dan kecepatan maksimum sesuai Permen PU yang ditetapkan.
4. Rencana anggaran biaya pembangunan jaringan air bersih di Kecamatan Lawang untuk: Alternatif 1 adalah Rp 8,256,076,000.00. Alternatif 2 adalah 8,129,576,000.00. Alternatif 3 adalah Rp 8,088,267,000.00.
2) Saran
Untuk mendapatkan hasil yang baik dalam suatu perencanaan sistem jaringan pipa, maka perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut :
1. Ketersediaan data yang ada sangat membantu dalam perencanaan sistem distribusi jaringan pipa.
2. Adanya kerjasama antara pihak yang bertanggung jawab serta penduduk sekitar unuk menjaga kelestarian sum-ber air dan fasilitas yang ada untuk menjaga kontinuitas dan kualitas mata air tersebut. 3. Berdasarkan analisa anggaran biaya, alternatif 3 menggunakan pompa secara paralel akan membuat tandon lebih ekonomis, namun alternatif perencanaan dalam penelitian ini adalah sebagai pilihan untuk desain jaringan air bersih di Kecamatan Lawang, dan pemilihan sepenuhnya diserahkan kepada pelaksana untuk memilih desain terbaik dan yang paling mungkin untuk di laksanakan.
UCAPAN TERIMA KASIH
1. Bapak Dr. Sumiadi, ST,. MT dan Bapak Dr. Eng . Tri Budi Prayogo, ST,.MT. sebagai dosen pembimbing atas masukan, arahan, bimbingan dan waktu yang diluangkan untuk berdiskusi hingga dapat terselesaikannya tugas akhir ini.
2. Bapak Ir. Heri Suprijanto, MS dan Ibu Rahmah Dara Lutfira, ST. M.T. sebagai dosen penguji yang memberikan masukan dan arahan sehingga tugas akhir ini dapat terwujud dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2007. Peraturan Menteri Pekerjaan
Umum Penyelenggaraan
Pengembangan SPAM. Jakarta:
Departemen Pekerjaan Umum.
Anonim. 2013. Analisis Harga Satuan Pekerjaan (AHSP) Bidang Pekerjaan Umum. Jakarta: Dinas Pekerjaan Umum
Chapra, C. Steven & Canale, P. Raymond. 1991. Metode Numerik Untuk
Teknik. Terjemahan oleh S. Sardy.
Jakarta : Universitas Indonesia
K.S.Y Klaas, Dua. 2009. Desain Jaringan Pipa. Bandung : Penerbit Mandar Maju
Kodoatie, Robert J. Sjarief, Roestam. 2005.
Pengelolaan Sumber Daya Air.
Yogyakarta : Penerbit Andi
Linsley, Ray K, dan Yoseph B. Franzini. 1996. Teknik Sumber Daya Air. Jilid I. Jakarta: Erlangga.
Muliakusumah, Sutarsih. 2000. Proyeksi Penduduk. Jakarta: Erlangga
Priyantoro, Dwi. 1991. Hidraulika Saluran Tertutup. Malang: Jurusan Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.
Sularso, & Tahara, Haruo. 2000. Pompa dan Kompresor. Jakarta : PT. Pradnya Paramita.
Triatmodjo, Bambang. 1993 Hidraulika I. Yogyakarta : Penerbit Beta Offset. Triatmodjo, Bambang. 1993 Hidraulika II.
