‘’KEHILANGAN AIR PADA JARINGAN DISTRIBUSI AIR BERSIH KOTA MAKASSAR MELALUI PERHITUNGAN TINGGI TEKANAN
MENGGUNAKAN PROGRAM EPANET 2.0.’’
NUR INTAN MULYA DEWI FANTY LASADE
105810153411 105810153911
JURUSAN TEKNIK SIPIL PENGGAIRAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2016
Syukur Alhamdulilah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena rahmat dan hidayah-Nyalah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagaimana mestinya.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan akademik yang harus ditempuh dalam rangka menyelesaikan Program Studi Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Unversitas Muhammadiyah Makassar. Adapun judul tugas akhir kami adalah ‘’Kehilangan Air Pada Jaringan Distribusi Air Bersih Kota Makassar Melalui Perhitungan Tinggi Tekanan Menggunakan Program Epanet 2.0.’’
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa di dalam penulisan tugas akhir ini masih terdapat kekurangan-kekurangan, hal ini disebabkan penulis sebagai manusia biasa tidak lepas dari kesalahan dan kekurangan baik itu dari segi teknik penulis maupun dari perhitungan – perhitungan. Oleh karena itu, kritik dan saran sangat penulis harapkan guna penyempurnaan tuisan ini agar kelak dapat bermanfaat.
Tugas ini terwujud berkat adanya bantuan arahan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segalah ketulusan dan kerendahan hati, penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang setingi-tingginya kepada:
2. Bapak Muh. Syafaat S. Kuba, ST. Sebagai Ketua Juruan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Bapak Dr.Ir. H. Muhammad Idrus Ompo., Sp., PSDA Selaku pembimbing pertama dan Ibu Hj. Arsyuni Ali Mustari, ST., MT. selaku pembimbing kedua. Yang telah banyak membantu meluangkan waktu, memberikan bimbingan dan pengarahan sehingga terwujudnya tuga ini.
4. Bapak dan ibu dosen serta staf pegawai Fakultas Teknik atas segalah waktunya yang telah mendidik dan melayani penulis selama mengikuti proses belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.
5. Ayahanda, ibunda dan saudara-saudariku yang tercinta, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya atas segalah limpahan kasih sayang , do’a, dorongan dan pengorbanannya.
6. Rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik Terkhusus saudaraku angkatan 2011, yang dengan keakraban dan persaudaraannya banyak membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Semoga semuah pihak tersebut mendapat pahala yang berlipat ganda disisi Allah SWT dan Proposal penelitian ini dapat bermanfaat bagi penulis, rekan- rekan, masyarakat serta bangsa dan Negara, Amin.
Makassar, 26 November 2016
Nur Intan Mulya/ Dewi Fanty Lasade
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR NOTASI
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ……….………...1
B. Rumusan Masalah ………...……2
C. Tujuan Penelitian ……….3
D. Manfaat Penelitian ………...3
E. Batasan Masalah ………..4
F. Sistematika Penulisan ………..4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Pengertian Air ……….6
B. Analisis Kebutuhan Air ………...……7
C. Proyeksi Jumlah Pelanggan Aktif ………...9
D. Fluktuasi Kebutuhan Air ………...11
E. Sistem Jaringan Distribusi ……….13
F. Keriterial Jaringan Pipa ………..………...15
1. Macam-Macam Pipa ………20
2. Pola Sistem Perpipaan ……….21
2. Kehilangan Non Teknis ………...24
H. Analisis Hidrolika Pada Sistem jaringan Distribusi ………..25
1. Hukum Bernoulli ……….25
2. Hukum Kontiunitas ………..27
3. Kehilangan Tekanan ………28
4. Hubungan Tekanan dan Kebocoran ……….31
I. Program Epanet 2.0 ………...32
BAB III METODE PENELITIAN A. Lokasi dan Waktu Penelitian ……….37
B. Jenis Pengambilan Data ………39
C. Teknik Pengambilan Data ……….40
D. Simulasi Jaringan Distribusi ( Program Epanet 2,0 ) …………...… 41
E. Alat dan Bahan Penelitian ……….42
F. Prosedur Penelitian ………42
G. Metode Analisa Data ……….43
H. Flow Chart Penelitian ………44
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Analisis Data ……….44
B. Analisis Kebutuhan Air ( Demand ) ………..46
C. Proyeksi Jumlah Pelanggan ………...46
Menggunakan Program Epanet 2.0
F. Simulasi Pressure Menggunakan Epanet 2.0 ………....55 (Studi Kasus)
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ………67
B. Saran ………..68
Lampiran :
I. Grafik Tekanan Air Hasil Simulasi Epanet 2.0, Selama 24 Jam II. Table Tekanan Hasil Simulasi Epanet 2.0
III. Peta Jaringan Distribusi PDAM Kota Makassar IV. Data Input dan Output pada EPANET 2.0
1. Gambar sistem jaringan pipa ( cabang ) …….…..……….(22)
2. Gambar sistem jaringan pipa ( melingkar ) ………(39)
3. Gambar diagram energy dan garis tekan ………... (26)
4. Gambar peta kota Makassar ………..(39)
5. Gambar Peta Kecamatan Tamalate Kota Makassar ………..(40)
6. Gambar peta Kecamatan Tamalate Kota Makassar ( Map ) ……...(40)
7. Simulasi Peta Jaringan Distribusi Air Bersih ……….(55)
Kec.Tamalate Kota Makassar. 8. Gambar Jaringan Distribusi Taman Kayangan, Kec. Tamalate…...(57)
( Epanet 2.0 ).
9. Gambar Contoh Simulasi Jaringan Distribusi Taman Kayangan.…(58) Kec.Tamalate (Sebelum ada kebocoran).
10. Gambar Contoh Simulasi Jaringan Distribusi Taman Kayangan….(58) kec.Tamalate (Sesudah ada kebocoran).
1. Tabel Kriteria Pemakaian Air Bersih ……….………...……...(8)
2. Tabel Standar Kebutuhan Air Non Domestik ………...(9)
kategori I, II, III, IV dan V. 3. Tabel pedoman untuk memberikan interprestasi ………(11)
koefisen korelasi 4. Tabel kriteria jaringan pipa ………..…….. (16)
5. Tabel koefisen Hazen – William ………(30)
6. Tabel koefisen Hazen – William ………(30)
7. Tabel produksi air bersih PDAM kota Makassar tahun 2012 ……(45)
8. Tabel kebutuhan air domestic dan non domestic tahun 2013 …….(46)
9. Tabel kebutuhan air domestic dan non domestic tahun 2014 ……(47)
10. Tabel kebutuhan air domestic dan non domestic tahun 2015 ……(47)
11. Tabel rekapitulasi kebutuhan air ……….(47)
12. Tabel daftar jumlah pelanggan PDAM kecamatanTamalate …….(48)
13. Tabel metode Aritmetic proyeksi jumlah pelanggan ………..(49)
14. Tabel metode geometric proyeksi jumlah pelanggan ……….(50)
15. Tabel proyeksi jumlah pelanggan ………...(51)
16. Tabel koefisien korelasi Metode Aritmatik ………(51)
17. Tabel koefisien korelasi Metode geometric ………(52)
18. Tabel proyeksi kebutuhan air kecamatan Tamalate ………...(53)
19. Tabel analisis kehilangan air tahun 2013 – 2015 ………...(54)
22. Tabel Jumlah Pelanggan Kec. Tamalate Per Zona ……….(59) 23. Tabel Pola Pemakaian Air ………..(59) 24. Tabel Perbandingan Tekanan dimodel dan Aktual diTaman
Kahyangan……….……….………(60) 25. Tabel Hasil Simulasi Menggunakan Epanet 2.0 ……….(63) Lampiran
26. Tabel Tekanan Hasil Simulasi Epanet 2.0
27. Tabel Rekapitulasi Panjang Pipa Yang Terpasang Menurut Jenis dan Diameter
28. Tabel Jumlah Penduduk Kec. Tamalate Kota Makassar Per Zona 29. Tabel Jumlah Air Terproduksi Dan Jumlah Air Terjual
NO NOTASI KETERANGAN
( 1 ) ( 2 ) ( 3 )
1 Pn Jumlah Pelanggan Pada Akhir Periode (Sl)
2 Po Jumlah Pelanggan Pada Awal Periode (Sl)
3 r Rata-Rata Kenaikan Pelanggan
4 n Kurun Waktu Proyeksi
5 Y Jumlah Penuduk Yang Akan Datang
6 X Jangka Waktu Tahun
7 Qmax Kebutuhan Air Harian Maksimum (Ltr/Det) 8 Fmax Faktor Harian Maksimum ( 1 < Fmax.Hour < 1,5 ) 9 Qav Kebutuhan Air Rata-Rata Harian (Ltr/Det) 10 Qpeak Kebutuhan Air Jam Maksimum (Ltr/Det) 11 fpeak Faktor Fluktuasi Jam Maksimum ( 1 ,5 - 2,5 )
12 (SR) Sambungan Rumah
13 (SH) Sambungan Halaman
14 (SU) Sambungan Umum
15 (HU) Hidran Umum
16 Q puncak Debit Perencanaan
17 F puncak Faktor Jam Puncak
18 V min Kecepatan Minimum
19 V max Kecepatan Maksimum
20 Lo Kehilangan Air ( Litre/Detik)
21 Sr Jumlah Total Kebutuhan Air Bersih ( Liter/Detik)
22 P1, P2 Tekanan Di Titik 1 Dan 2 (Kg/M2)
23 ᵞw Berat Jenis Air (Kg/M3)
24 v1, v2 Kecepatan Aliran Di Titik 1 Dan 2 (M/Det)
25 g Percepatan Gravitasi (M/Det2)
26 Z1, Z2 Tinggi Elevasi Di Titik 1 Dan 2 Dari Garis Yang Ditinjau (M)
27 hL Kehilangan Tinggi Tekan Dalam Pipa (M)
28 Q Debit Pada Penempang
29 A Luas Penempang
30 V Kecepatan Pada Penampang
31 Hf Kehilangan Tinggi Tekanan Mayor (M)
32 V Kecepatan Aliran Pada Pipa (M/Det)
33 Chw Luas Penampang Aliran (M2)
36 Hl Kehilangan Energi Minor (M)
37 K Koefisien Karakteristik Pipa
38 L1 Kebocoran ( M3/Hari )
39 L0 Kebocoran ( M3/Hari Awal )
40 P1 Tekanan Akhir
41 P0 Tekanan Awal
42 N1 Network
1 A. Latar Belakang
Air adalah sumber kehidupan manusia. Ketersediaan air yang aman untuk dikonsumsi merupakan kebutuhan dasar bagi semuah mahluk hidup.
Meningkatnya permintaan terhadap kebutuhan air seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Untuk daerah perkotaan dengan pembangunan yang pesat dan laju pertumbuhan rata-rata penduduk kota Makassar sampai dengan tahun 2012 terakhir mencapai 1.56% per tahun menyebabkan ketersediaan air bersih menjadi sangat langka dan mahal. (Sumber:Badan Pusat Statistik.2012).
Penduduk Kota Makassar tahun 2011 tercatat sebanyak 1.352.136 jiwa dengan jumlah anggota rumah tangga rata-rata 6 (enam) orang, dengan tingkat penyebaran penduduk Kota Makassar menurut Kecamatan, penduduk Kota Makassar masih terkonsentrasi diwilayah Kecamatan Tamalate, yaitu sebanyak 172.506 jiwa atau sekitar 12,76 persen dari total penduduk. Akses air bersih bagi rumah tangga di Kota Makassar, sekitar 72 % yang merupakan angka tertinggi di Provinsi Sulawesi Selatan.
Sedangkan tingkat pelayanan air minum perpipaan di Kota Makassar pada akhir tahun 2012 mencapai 62.95 % atau setara dengan 1.395.091 jiwa. Atau dengan kata lain, pelayanan air minum dari PDAM non perpipaan adalah sebesar 9.05 %. Sampai dengan akhir tahun 2012, PDAM Kota Makassar telah melayani
sekitar 78% dari luas kota Makassar di 14 Kecamatan dan 143 Kelurahan.
Manajemen PDAM Kota Makassar merencanakanakan memperbaiki pelayanan air minum, dimana cakupan pelayanan saat ini hanya 67% atau 160.000 pelanggan (sambungan rumah).
Ini berarti tidak semua pelanggan telah menikmati pelayanan selama 24 jam, terutama diwilayah bagian timur kota. Hal ini disebabkan oleh terbatasnya kapasitas produksi dan jaringan distribusi air minum, sistem jaringan pipa distribusi eksisting yang masih kurang tepat, kondisi pipa dibanyak daerah yang tidak begitu baik, ukuran diameter pipa yang tidak memadai, serta kebocoran air masih tinggi (lebih dari 45%). Angka ini jauh dari indeks kebocoran yang diizinkan menurut standar nasional yang dikeluarkan Departemen Pekerjaan Umum sebesar 20% (laporan fainal PDAM kota Makassar, 2015).
Software Epanet 2.0 adalah salah satu software yang dapat mensimulasikan sistem distribusi air minum pada wilayah tertentu sehingga dapat memodelkan sistem distribusi air sebagai kumpulan node yang dihubungkan oleh link. Link yang dimaksud disini adalah pipa, pompa, dan valve.
Dengan menggunakan software EPANET 2.0 kita dapat melihat secara menyeluruh gambaran aliran air yang terjadi pada sistem perpipaan distribusi pada waktu yang kontinu. Sehingga dengan demikian bisa dilakukan sebuah monitoring terhadap sistem perpipaan distribusi air bersih.
Dalam penelitian ini peneliti memilih daerah penelitian diKecamatan Tamalate kota Makassar karena ingin menganalisis masalah ‘’Kehilangan Air Pada Jaringan Distribusi Air Bersih Kota Makassar Melalui Perhitungan
Tinggi TekananMenggunakan Program Epanet 2.0.’’
Data yang dibutuhkan setelah melakukan observasi lapangan secara langsung diambil dari data yang bersumber dari instansi terkait dalam hal ini Perusaan Daerah Air Minum kota Makassar. Selanjutnya mengsimulasikan kehilangan air pada jaringan distribusi air bersih kota Makassar dengan mengunakan program Epanet 2.0.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas sehingga dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :
1. Bagaimana cara mengetahui tingkat kehilangan air pada jaringan distribusi air bersih Kota Makassar melalui perhitungan tinggi tekanan menggunakan program epanet 2.0 ?
2. Seberapa besar tingkat kehilangan air pada jaringan distribusi air bersih Kota Makassar melalui perhitungan tinggi tekanan menggunakan program epanet 2.0 ?
C. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian yang dilakukan adalah :
1. Untuk mengetahui tingkat kehilangan air pada jaringan distribusi air bersih Kota Makassar melalui perhitungan tinggi tekanan menggunakan program epanet 2.0.
2. Untuk mengetahui seberapa besar tingkat kehilangan air pada jaringan distribusi air bersih Kota Makassar melalui perhitungan tinggi tekanan menggunakan program epanet 2.0.
D. Manfaat Penelitian
Penelitian ini akan memberi manfaat sebagai berikut :
1. Menjadi salah satu metode alternatif yang dapat digunakan pihak terkait dalam mendeteksi kebocoran yang terjadi pada jaringan pendistribusian air bersih.
2. Memberikan informasi yang akurat mengenai besar dan letak titik kebocoran yang terjadi sehingga masalah kebocoran dapat cepat ditangani sehingga kerugian bisa diminimalisir.
3. Memberikan platform atau tolak ukur kepada pihak terkait mengenai teknologi komputerisasi yang dapat dijadikan acuan dalam menentukan besar dan letak kebocoran.
E. Batasan Masalah
Batasan masalah dari penelitian ini adalah :
1. Wilayah penelitian terbatas pada sistem jaringan distribusi air bersih di kota Makassar kecamatan Tamalate.
2. Kontinuitas aliran air bersih yang dimaksud adalah tercukupinya pasokan air bersih sesuai dengan kebutuhan pelanggan, dan mengalir secara kontinyu selama 24 jam setiap hari.
3. Pembentukan simulasi jaringan pipa distribusi air bersih dengan menggunakan program EPANET 2.0.
4. Menghitung debit kebocoran air dan simulasi jaringan pipa distribusi air bersih dan menentukan estimasi daerah yang mengalami kebocoran dengan menggunakan EPANET 2.0.
F. Sistematika Penulisan
Untuk mendapatkan gambaran umum isi tulisan, penulis membuat sistematika penulisan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN : Merupakan pembahasan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, manfaat penelitian, batasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA : Berisi tentang pengertian air, analisis kebutuhan air bersih, proyeksi jumlah pelanggan aktif, fluktuasi kebutuhan air, sistem jaringan distribusi, keriterial jaringan pipa, kehilangan air, analisis hidrolika pada sistem jaringan distribusi, program epanet 2.0, permodelan simulasi perpipaan mengunakan epanet 2.0.
BAB III METODE PENEILITIAN : Bab ini menyajikan bahasan mengenai lokasi dan waktu penelitian, jenis pengambilan data, teknik pengambilan data, simulasi pipa jaringan distribusi (program epanet 2,0). Alat dan bahan penelitian, metode anasisis data.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN : Bab ini menyajikan hasil analisis data, Analisis Kebutuhan air (Demand). Proyeksi jumlah pelanggan
(PDAM), Analisis kehilangan air, simulasi pressure jaringan distribusi menggunakan program Epanet 2.0. simulasi pressure menggunakan epanet 2.0 (study kasus).
BAB V PENUTUP : Menguraikan tentang kesimpulan dari seluruh rangkaian penelitian, serta saran-saran dari penulis yang berkaitan dengan hasil penelitian.
7 A. Pengertian Air
Air merupakan unsur utama bagi kehidupan makhluk hidup diplanet ini.
Ketersediaan air yang aman untuk dikonsumsi merupakan kebutuhan dasar bagi semua manusia. Air tidak hanya merupakan faktor lingkungan yang penting untuk semua kehidupan, tetapi juga memiliki peranan besar dalam pembangunan kehidupan sosial-ekonomi manusia (El Emami et al., 2012).
Air digunakan untuk berbagai macam kebutuhan, seperti kebutuhan domestik maupun kebutuhan nondomestik. Contohnya, seperti kebutuhan industri, pengairan, perkebunan, pembangkit listrik tenaga air, kebutuhan rumah tangga, kebutuhan akan fasilitas umum, kebutuhan komersil dan berbagai kebutuhan lainnya.
Sistem pendistribusi membawa air yang telah diolah dari instalasi pengolahan menuju pemukiman, perkantoran dan industri untuk dikonsumsi.
Untuk mendistribusikan air kepada pihak konsumen dengan memprioritaskan kuantitas, kualitas dan tekanan hal ini cukup memerlukan sebuah sistem perpipaan yang baik. Namun dalam proses pendistribusiannya terkadang terdapat beberapa masalah, salah satunya adalah masalah kehilangan air akibat kebocoran pipa.
Secara umum kebocoran pipa digolongkan ke dalam dua kategori, yakni kebocoran fisik dan kebocoran komersial.
B. Analisis Kebutuhan Air Bersih
1. Macam-macam kebutuhan air
Macam-macam kebutuhan air bersih dalam suatu kota diklasifikasikan sebagai kebutuhan air domestic dan kebutuhan air nondomestic :
a. Kebutuhan domestik
Kebutuhan domestik adalah kebutuhan akan air bersih untuk pemenuhan kebutuhan sehari-hari atau rumah tangga seperti kebutuhan untuk minum, kebutuhan untuk memasak, kebutuhan kesehatan individu (mandi, cuci dan sebagainya), kebutuhan menyiram tanaman, halaman dan kebutuhan pengangkutan air buangan (buangan dapur dan toilet).
b. Kebutuhan non domestik
Kebutuhan non domestik adalah kebutuhan akan air baku yang digunakan untuk beberapa kegiatan seperti untuk kebutuhan nasional, kebutuhan komersial,kebutuhan industri dan kebutuhan fasilitas umum.
2. Standar kebutuhan air
Analisis kebutuhan air bersih untuk masing-masing komponen secara pasti sangat sulit untuk dirumuskan, sehingga dalam perencanan atau perhitungan kebutuhan air bersih sering menggunakan asumsi atau pendekatan berdasarkan kategori ukuran besar dan banyaknya jumlah penduduk suatu kota, yang ditampilkan pada Tabel 1 berikut :
Tabel 1: Kriteria Pemakaian Air Bersih
Kategori
Kota Ukuran Kota Jumah
Penduduk
Kebutuhan Air (lt/org/hri) I
II III IV V
Kota Metropolitan Kota Besar Kota Sedang
Kota Kecil Pedesaan
>1.000.000 500.000-1.000.000
100.000-500.000 20.000-100.000
<20.000
190 170 150 130 30 (Sumber: DPU Dirjen Cipta Karya, 1998)
Tabel 2: Standar Kebutuhan Air Non Domestik Katagori I,II,III,IV,dan V
NO Sektor
Kebutuhan Air
Besaran Satuan
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Sekolah Rumah Sakit Puskesmas Masjid Kantor Pasar Hotel
Rumah Makan Kompleks Militer Kawasan Industri Kawasan Parawisata
10 200 2000 2000 10 12000
150 100 60 0,2-0,8
0,1-03
Ltr/org/hri
Ltr/tempat tidur/hri Ltr/hri
Ltr/hri
Ltr/pegawai/hri Ltr/hektar/hri Ltr/tempat tidur/hri Ltr/tempat duduk/hri Ltr/org/hri
Ltr/dtk/hri Ltr/dtk/hri (Sumber: DPU Dirjen Cipta Karya, 1998)
C. Proyeksi jumlah Pelanggan Aktif
Perkiraan kebutuhan air bersih tergantung dari jumlah pelanggan aktif.
Untuk itu data jumlah pelanggan aktif pada daerah yang akan di supplay air bersih sangat diperlukan dari tahun ke tahun untuk diproyeksikan pada tahun – tahun yang akan datang.
Hasil analisis perkembangan pelanggan aktif ini, selanjutnya dipergunakan sebagai dasar perhitungan kebutuhan air bersih. Beberapa faktor yang sangat mempengaruhi proyeksi jumlah pelanggan adalah :
1. Jumlah populasi suatu area
2. Kecepatan pertambahan pelanggan 3. Kurun waktu proyeksi
Ada beberapa macam sistem proyeksi jumlah pelanggan, diantaranya adalah sebagai berikut (Dasar – Dasar Demografi FE UI, 1981) :
1. Metode Aritmetic 2. Metode Geometric 3. Metode Korelasi 1. Metode Aritmetic
Pn = Po + r( n )
…...(1) Dimana :Pn = jumlah pelanggan pada akhir tahun periode (sl) Po = jumlah pelanggan pada awal periode (sl)
r = rata-rata kenaikan pelanggan tiap tahun.
n = kurun waktu proyeksi
2. Metode Geometric
Pn = Po [1 + r]
n…………...……….……(2) Dimana :Pn = jumlah pelanggan pada akhir periode (sl) Po = jumlah pelanggan pada awal periode (sl) r = rata-rata pertumbuhan penduduk tiap tahun.
n = kurun waktu proyeksi 3. Metode Korelasi
Agar perkiraan jumlah penduduk pada masa yang akan datang mendekati kebenarannya maka dipilih salah satu cara yang tepat melalui metode korelasi sebagai dasar pemilihan, dimana data penduduk aktual dihubungkan dengan perhitungan ketiga metode tersebut.
Bilamana nilai r ( koefisien kolerasi ) yang mendekati nilai 1 (satu).
Berarti hubungan terjadi hubungan yang sangat kuat atau mendekati kebenaran. Adapun rumus koefisien korelasi adalah sebagai berikut :
r
xy =∑ ∑ ∑
( ∑ ( ∑ ) ) ( ∑ ( ∑ ) ) ………...…(3)
Dimana :
Y = Jumlah penduduk yang akan datang
X = Jangka waktu tahun (selisih tahun dengan tahun dasar)
Untuk memberikan interprestasi koefisien korelasi dapat dilihat padat tabel dibawah ini :
Tabel 3: Pedoman untuk memberikan interprestasi koefisien korelasi INTERVAL KOEFISIEN TINGKAT HUBUNGAN
0,00 – 0,199 0,20 – 0,399 0,40 – 0,599 0,60 – 0,799 0,80 – 1,000
Sangat Rendah Rendah Sedang Sangat Kuat
Kuat (sumber : Metode Penelitian Administrasi, Sugiono, 2007)
D. Fluktuasi Kebutuhan Air
Fluktuasi adalah presentase pemakaian air pada tiap jam yang tergantung dari: aktivitas penduduk, adat istiadat atau kebiasaan penduduk serta pola tata kota. Sehingga kebutuhan air tiap waktu menjadi berubah/berfluktuasi.
Flukuasi kebutuhan air didasarkan kepada kebutuhan air harian maksimum (Qmax) serta kebutuhan air jam maksimum (Qpeak) dengan referensi kebutuhan air rata-rata.
1. Kebutuhan air rata-rata harian (Qav)
Adalah jumlah air per hari yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan domestik, dan non domestik.
2. Kebutuhan air harian maksimum (Qmax)
Merupakan jumlah air terbanyak yang diperlukan pada satu hari dalam waktu satu tahun berdasarkan nilai Q rata-rata harian. Untuk menghitungnya diperlukan factor fluktuasi kebutuhan harian maksimum.
= x ………...……(4)
Dimana :
Qmax = Kebutuhan air harian maksimum (ltr/det)
Fmax = Faktor harian maksimum ( 1 < fmax.hour < 1,5 ) Qav = Kebutuhan air rata-rata harian (ltr/det)
3. Kebutuhan air jam maksimum (Qpeak)
Adalah jumlah air terbanyak yang diperlukan pada jam-jam tertentu.
Untuk menghitungnya diperlukan faktor fluktuasi kebutuhan jam maksimum (fpeak).
= x ………..……….(5)
Dimana :
Qpeak = Kebutuhan air jam maksimum (ltr/det) fpeak = Faktor fluktuasi jam maksimum ( 1 ,5 - 2,5 ) Qmax = Kebutuhan air harian maksimum (ltr/det)
E. Sistem Jaringan Distribusi
Sistem jaringan distribusi air bersih dibagi dalam dua sistem penyediaan air yaitu: sistem perpipaan dan sistem non perpipaan.
1. Sistem Perpipaan
Sistem ini menggunakan pipa sebagai sarana pendistribusian air. Unit pelayanannya dapat menggunakan Sambungan Rumah (SR), Sambungan Halaman (SH) dan Sambungan Umum (SU).
Khususnya daerah Pelayanan jaringan distribusi air minum perpipaan di Kota Makassar dilakukan melalui 3,094,525.89 km pipa air minum atau rata-rata 1762 m per sambungan, data Rekapitulasi Panjang Pipa Yang
terpasang menurut jenis dan diameter pipa distribusi pdam kota Makassar Tahun 2012 dapat dilihat pada lampiran III, Dari tabel diatas dapat diuraikan presentase pipa sekunder dan primer yang sudah terpasang sesuai dengan bahan pipanya berikut ini :
Pipa PVC = 76,19 % Pipa ACP = 4,07 % Pipa SP = 2,90 % Pipa GIP = 0,82 % Pipa DIP = 9,45 % Pipa CIP = 5,32 %
Dilihat dari jenis pipa yang terpasang pada jaringan distribusi Kota Makassar lebih banyak didominasi oleh pipa PVC yaitu sekitar 76,19 %, sedangkan bahan pipa lainnya berada di bawah presentase 10 %.
Untuk mendistribusikan air bersih dengan sistem perpipaan terdapat beberapa sistem pengaliran, tergantung pada keadaan topografi, lokasi sumber air bersih, beda tinggi daerah pengaliran atau daerah layanan. Sistem pengaliran tersebut antara lain :
a. Pengaliran Gravitasi
Air bersih didistribusikan ke daerah layanan dengan memanfaatkan tekanan akibat gaya gravitasi pada daerah tersebut.
Diperlukan beda elevasi antara sumber dan daerah layanan yang cukup besar supaya tekanan yang diperlukan dapat dipertahankan.
b. Pengaliran Pemompaan dengan Elevated Reservoir
Sebelum air didistribusikan ke daerah layanan terlebih dahulu dipompa dan ditampung direservoir kemudian didistribusikan dengan memanfaatkan tekanan akibat elevasi reservoir tersebut.
c. Pengaliran Pemompaan Langsung
Distribusi air ke daerah layanan dengan mengandalkan tekanan dari pompa, yang disesuaikan dengan tinggi tekanan minimum. Rangkaian pipa dalam distribusi air bersih/minum disebut jaringan pipa.
Pada dasarnya ada 2 sistem jaringan distribusi yaitu jaringan terbuka dan tertutup.
1) Jaringan Terbuka
Karakteristik jaringan ini adalah pipa-pipa distribusi tidak saling berhubungan, air mengalir dalam satu arah dan area layan disuplai melalui satu jalur pipa utama.
2) Jaringan Tertutup
Karakteristik jaringan ini adalah pipa-pipa distribusi saling berhubungan, air mengalir melalui beberapa jalur pipa utama, sehingga konsumen disupplay dari beberapa jalur. Sistem ini cenderung diterapakan pada daerah yang jalannya saling berhubungan, perkembangan kota cenderung ke segala arah dan keadaan topografi yang relatif dasar.
2. Sistem Non Perpipaan
Sistem distribusi ini tidak menggunakan pipa dan unit pelayanannya adalah Sumur Umum, Hidran Umum (HU), kendaraan tangki air (water tank/TA) serta mata air.
F. Kriteria Jaringan Pipa
Perencanaan jaringan pipa harus memenuhi kriteria agar saat pengoperasian dapat berjalan sesuai dengan standar yang ada. Adapun kriteria jaringan pipa ditampilkan pada tabel di bawah ini :
Tabel 4: Keriterial jaringan pipa
N0 Uraian Notasi Kriteria
1
Debit Perencanaan Q puncak Kebutuhan air jam puncak Q peak = F peak x Q rata-rata Faktor jam puncak2 F puncak 1,15 - 3
Kecepatan aliran air dalam3 pipa
a) Kecepatan minimum b) Kecepatan maksimum
Pipa PVC atau ACP Pipa Baja atau DCIP
V min V max V max
0,3 – 0,6 m/det 3,0 – 4,5 m/det 6,0 m/det
Tekanan air dalam pipa4 a) Tekanan minimum b) Tekanan maksimum Tekanan minimum
-Pipa PVC atau ACP -Pipa baja atau DCIP -Pipa PE 100
-Pipa PE 80
h min h max h max h max h max
(0,5 -1,0 ) atm.
pada titik jangkauan pelayanan terjauh
6 – 8 atm 10 atm 12,4 Mpa 9,0 MPa Sumber: Per. Men PU No : 18/RT/M/2007
Pada pengembangan model sistem distribusi, metode untuk menentukan pemakaian air dan karakteristik pipa didiskusikan seiring dengan bagaimana mengatur seluruh data yang terlibat dalam menganalisis sistem distribusi air, Pertanyaan kemudian yang timbul adalah bagaimana memadatkan sistem yang sedemikian luas kedalam suatu program komputer yang dapat diterima
keakurasiannya. Sehingga timbullah program-program yang dapat memodelkan distribusi jaringan pipa seperti :
1. WaterCad (Perpipaan)
WaterCAD adalah distribusi air program pemodelan kuat dan komprehensif yang dapat disesuaikan dengan platform pemodelan dan modul tambahan sebagai persyaratan pemodelan. Anda tumbuh WaterCAD mencakup, out-of-the-box, dua platform interoperable, membiarkan. Program WaterCAD dapat digunakan untuk :
a. Menganalisis distribusi air dari jaringan pada aliran tetap dengan mengunakan pompa, tangki dan pintu pengontrol (katup).
Memberikan tahapan-tahapan atau periodisasi dari simulasi jaringan pemipaan terhadap adanya kebutuhan air maupun pemberian air yang bervariasi (berfluktuatif).
b. Menunjukkan kualitas dari air yang didistribusikan dan mengkalkulasi adanya kehilangan dari suatu unsur kimia tertentu selama distribusi berlangsung.
c. Melakukan analisa aliran untuk hidrant (Fire Flow Analysis) dan menunjukkan bagaimana perilaku jaringan pemipaan tersebut pada kondisi ekstrim.
d. Melakukan perkiraan biaya terperinci berdasarkan analisa biaya yang terintegrasi dari suatu sistem pemodelan.
2. Hec-Ras
Hec-Ras adalah program yang dibuat untuk analisa sungai dengan asumsi hidrolis satu dimensi (1D) dengan tampilan tiga dimensi (3D).
Program ini dapat menganalisa aliran steady dan unsteady serta dapat menampilkan kondisi muka air penampang saluran. Fitur HEC-RAS terdiri dari empat komponen hitungan hidraulika satu dimensi, yaitu:
a. Hitungan profil muka air aliran permanen b. Simulasi aliran tak permanen
c. Hitungan transpor sedimen (mobile bed, moveable boundary) d. Analisis kualitas air.
3. SIG
Sistem Informasi Geografis bidang Sumber Daya Air atau lebih dikenal dengan SIG-SDA merupakan suatu komponen yang terdiri dari perangkat keras, perangkat lunak, data geografis dan sumberdaya manusia yang bekerja bersama secara efektif untuk menangkap, menyimpan, memperbaiki, memperbarui, mengelola, memanipulasi, mengitegrasikan, menganalisa, dan menampilkan data dalam suatu informasi berbasis geografis. Informasi special memakai lokasi, dalam suatu sistem koordinasi, sebagai dasar referensiya.
Karenanya SIG mempunyai data pada suatu titik tertentu dibumi, menggabungkannya, menganalisa dan akhirnya beberapa pertanyaan seperti: lokasi, kondisi, trend, pola, dan permodelan. Kemampuan inilah yang membedakan SIG dari sitem informasi lainnya.
4. SCADA
SCADA adalah Supervisory Control And Data Acquisition, semua aplikasi yang mendapatkan data-data suatu sistem dilapangan dengan tujuan untuk pengontrolan system. Ada dua elemen dalam Aplikasi SCADA, yaitu:
a. Proses, sistem atau mesin yang akan dipantau dan dikontrol bisa berupa power plant, sistem pengairan, jaringan komputer, sistem lampu trafik lalu-lintas atau apa saja.
b. Sebuah jaringan peralatan ‘cerdas’ dengan antarmuka ke sistem melalui sensor dan luaran kontrol. Dengan jaringan ini, yang merupakan sistem SCADA, memungkinkan Anda melakukan pemantauan dan pengontrolan komponen-komponen sistem tersebut.
5. Waternet
Program ini dirancang untuk simulasi aliran air atau fluida lainnya dalam pipa, baik loop maupun tidak. Waternet dirancang untuk pengguna dengan pengetahuan minimal namun memadai dalam jaringan pipa. Input dan output dalam Waternet dibuat interaktif sehingga memudahkan pengguna dan memperkecil kesalahan. Kemampuan dan fasilitas Waternet dalam melakukan simulasi jaringan adalah sebagai berikut.
a. Menghitung debit dan tekanan di seluruh jaringan pipa dengan suatu pipa dengan satu node merupakan titik dengan elevasi tidak berubah (reservoir) dengan berbagai fasilitas seperti
pompa, dan tangki.
b. Fasilitas pompa dengan debit dan tekanan pompa pada tipe daya tetap. Fasilitas pompa dilengkapi dengan waktu atau saat pompa hidup atau mati. Pompa dapat diatur hidup atau mati pada jam- jam tertentu oleh pengguna atau hidup terus sepanjang simulasi.
Pompa juga dapat diatur hidup-matinya berdasarkan elevasi tangki yang diisinya.
c. Fasilitas default diberikan untuk pengguna dalam input data. Data default akan digunakan untuk setiap pompa, pipa, node yang akan
digunakan oleh penggunanaya.
d. Fasilitas pustaka untuk kakasaran pipa dan kehilanga tinggi tenaga sekunder. Fasilitas ini mempermudah pengguna untuk menentukan nilai diameter kekasaran pipa serta kehilangan tinggi energi sekunder belokan sambungan dan lain-lain.
e. Fasilitas hitung dengan tipe aliran berubah yang sangat berguna untuk simulasi perubahan elevasi di dalam tangki akibat fluktuasi karena aliran yang masuk dan keluar dari tangki tersebut.
Pengguna dapat memeriksa tinggi tekanan dan debit di setiap node, serta debit dan kecepatan aliran di setiap pipa untuk
mengoptimalkan jaringan. Fasilitas tipe aliran berubah digunakan untuk menghitung distribusi aluran dan tekanan di seluruh jaringan pipa dengan interval waktu 60 menit atau kurang.
f. Dalam Waternet juga terdapat fasilitas untuk menghitung
fluktuasi kebutuhan air di setiap node yang dapat ditentukan oleh pengguna. Fasilitas ini membuat simulasi jaringan distribusi menjadi lebih realistis karena kebutuhan setiap node dapat diatur sesuai kebutuhan sebenarnya di lapangan.
1. Macam-macam pipa
a. Pipa primer atau pipa induk ( Supplay Main Pipe )
Pipa ini merupakan pipa yang membawa air dari minum dari instalasi pengolahan atau reservoir distribusi ke suatu daerah pelayanan. Pipa ini memiliki diameter yang relative besar.
b. Pipa sekunder ( Arterial Main Pipe )
Pipa sakunder merupakan pipa yang disambungkan langsung pada pipa primer, dan mempunyai diameter yang sama atau lebih kecil dari pipa primer.
c. Pipa tersier
Pipa ini berfungsi untuk melayani pipa service karena pemasangan langsung pipa service pada pipa primer sangat tidak menguntungkan, mengingat dapat terganggunya pengaliran air dalam pipa dan lalu lintas didaerah pemasangan. Pipa tersier dapat disambungkan langsung pada pipa primer maupun sekunder.
d. Pipa service
Pipa ini merupakan pipa yang dihubungkan langsung pada pipa sekunder atau tersier yang kemudian dihubungkan pada sambungan rumah (konsumen). Pipa ini memiliki diameter yang relative kecil.
2. Pola system jaringan pipa
Ada beberapa pola system jaringan distribusi, yaitu : a. Sistem cabang ( Branch )
Adalah sistem pendistribusian yang bersifat terputus membentuk cabang-cabang sesuai dengan daerah pelayanan.
Gambar 1 : Sistem cabang ( Branch ) Keuntungan :
1) Tidak membutuhkan perhitungan dimensi yang rumit karena debit dapat berdasarkan cabang-cabang pipa pelayanan.
2) Untuk pengembangan daerah pelayanan lebih mudah karena hanya tinggal menambah sambungan pipa yang telah ada.
Kerugian :
1) Jika terjadi kebocoran atau kerusakan pengaliran seluruh daerah akan terhenti.
2) Pembagian debit tidak merata.
3) Operasional lebih sulit karena artinya pipa yang satu dengan yang lain saling berhubungan.
b. Sistem Melingkar ( Loop )
Adalah sistem perpipaan melingkar dimana ujung pipa yang satu bertemu kembali dengan ujung pipa yang lain.
Gambar 2 : Sistem Melingkar ( Loop ) Keuntungan :
1) Debit terbagi merata karena diametter berdasarkan pada jumlah kebutuhan total.
2) Jika terjadi kebocoran atau kerusakan atau perubahan pipa maka hanya daerah tertentu yang tidak mendapat pengaliran, sedangkan untuk daerhan yang tidak mengalami kerusakan aliran air tetap berfungsi.
3) Pengoperasian jaringan lebih mudah.
Kerugian :
1) Perhitungan dimensi perpipaan membutuhkan kecermatan agar debit yang masuk pada setiap pipa merata.
G. Kehilangan Air
Masalah kehilangan air (Unaccounted For Water) masih merupakan salah satu masalah yang sangat besar bagi pengelola air minum di Indonesia. Tingkat kebocoran jaringan pipa sulit diukur secara teliti. Pengelolah pada umumnya menggunakan selisih antara produksi dan penjualan untuk melukiskan efektifitas pelayanan air minum dan efisiensi dalam upaya penurunan kehilangan air.
Kehilangan air diasumsikan sebesar 20% dari total kebutuhan air bersih, dapat dihitung dengan rumus :
Lo = 20% x Sr………...………( 6 ) Dengan :
Lo = Kehilangan Air ( litre/detik)
Sr = Jumlah Total Kebutuhan Air Bersih ( Liter/detik)
Kehilangan air yang terjadi dalam pengoperasian distribusi air bersih terdiri dari dua jenis yaitu :
1. Kehilangan Teknis, yaitu kehilangan air yang terjadi disistem distribusi dimana terdapat kebocoran pada pipa, joint, fitting, kebocoran pada tangki, reservoir dan open drain atau sistem blow-offs yang tidak memadai.
2. Kehilangan Non Teknis yaitu, kehilangan yang berupa penggunaan air secara tidak sah atau ilegal. Kehilangan air ini terjadi karena tidak akuratnya pada waktu perhitungan/pembacaan angka diwater meter produksi maupun meter air pelanggan serta konsumsi tidak resmi (pencurian atau penggunaan air ilegal).
Komponen yang termasuk kehilangan air adalah konsumsi resmi yang tidak dibayar yang terdiri dari tagihan yang tidak ditagihkan dan tagihan yang tidak dibayar.
a. Penyebab utama terjadinya kebocoran teknis disebabkan oleh : 1) Tekanan air
2) Karat
3) Getaran dari beban lalu lintas diatasnya 4) Pengurugan kembali yang tidak sempurna
5) Kualitas material pipa dan perlengkapannya yang buruk
6) Kurangnya perawatan periodik 7) Bencana Alam
b. Penyebab utama terjadinya kebocoran non-teknis disebabkan oleh : 1) Kualitas air yang berdampak pada meter air
2) Kondisi lingkungan yang ekstrim
3) Kurangnya pengujian dan perawatan periodik 4) Pemasangan meter air secara tidak benar 5) Pencurian air
6) Pembacaan meter air yang kurang teliti
Kehilangan air tak tercatat adalah kehilangan air yang dapat berupa kebocoran nyata dan kebocoran tidak nyata (Djamal, Z., dkk.
2009).
JUMLAH AIR YANG HILANG = x 100…..(7)
Dalam memprediksi kebocoran pipa, perusahaan terkait umumnya masih menggunakan system manual, yaitu dengan melihat secara kasat mata jika terjadi genangan air yang berada diatas saluran pipa, atau dari laporan masyarakat tentang adanya kebocoran, dan tidak mengalirnya air di rumah mereka sedangkan menurut data suplay pasokan air cukup tersedia.
Dari laporan tersebut ditindaklanjuti dengan turun kelapangan secara langsung untuk melihat kondisi dilapangan. Akan tetapi cara ini merupakan cara yang memakan waktu yang lama, karena suatu jaringan penyediaan air minum bisa saja mencakup area yang cukup luas dan kompleks.
H. Anlisa Hidrolika Pada Sistem Jaringan Distribusi
1. Hukum Bernoulli
Etot = + +
……….………….…...…………(8)Menurut teori kekekalan energi dari hukum Bernoulli yakni, apabila tidak ada energi yang lolos atau diterima antara dua titik dalam satu sistem tertutup, maka energi totalnya tetap konstan. Hal tersebut dapat dijelaskan pada gambar di bawah ini :
Sumber : Haestad. 2001 : 268
Gambar 3: Diagram Energi dan Garis Tekan
Hukum kekekalan Bernoulli pada gambar di atas dapat ditulis sebagi berikut (Haestad, 2002 : 267) :
+ + = + + + ℎ
…………...………….(9)Dimana :
,
= Tinggi tekanan di titik 1 dan 2,
= Tinggi energi di titik 1 dan 2P1, P2 = Tekanan di titik 1 dan 2 (kg/m2)
ᵞ
w = Berat jenis air (kg/m3)v1, v2 = Kecepatan aliran di titik 1 dan 2 (m/det) g = Percepatan gravitasi (m/det2)
Z1, Z2 = Tinggi elevasi di titik 1 dan 2 dari garis yang ditinjau (m) hL = Kehilangan tinggi tekan dalam pipa (m)
2. Persamaan Kontinuitas
Persamaan kontinuitas dapat dituliskan :
Q Q
…….………..………(10)A x V
=A x V
………..………...………(11)Dimana :
Q = debit pada penempang A = luas penempang
V = kecepatan pada penampang
Pada aliran percabangan pipa juga berlaku persamaan kontinuitas dimana debit yang masuk pada suatu pipa sama dengan debit yang keluar pipa. Salah satu faktor utama yang mempengaruhi kebocoran air dalam sistem distribusi adalah besarnya tekanan. Pada awalnya diyakini bahwa kebocoran dari system distribusi air relative tidak sensitive terhadap tekanan, namun berbagai penelitian lapangan
telah membuktikan bahwa asumsi tersebut salah dan telah menunjukkan bahwa besarnya tekanan sangat berpengaruh pada tingkat kebocoran dari distribusi air.
Manajemen tekanan telah menjadi control kehilangan air, namun mekanisme penentuan besarnya tingkat kebocoran baru dikembangkan dewasa ini.
1. Kehilangan Tekanan ( Head Loss)
Secara umum didalam suatu instalasi jaringan pipa dikenal dua macam kehilangan energi :
a. Kehilangan Tinggi Tekan Mayor (Major Losses)
Yaitu kehilangan energy sepanjang pipa lurus yang terjadi akibat gesekan air dengan dinding pipa. Ada beberapa teori dan formula untuk menghitung besarnya kehilangan tinggi tekan mayor ini yaitu dari Hazen-Williams, Darcy-Weisbach, Manning, Chezy, Colebrook-White dan Swamme-Jain. Dalam kajian ini digunakan persamaan Hazen-Williams yaitu :
= . × × .
.
X L ……….(12) Dimana :
Q = 0.354 x
x A x R
0.63x
. ……….………….(13) S = ………..……….…………..(14) V =0.354 x x R
0.63x
. ……….…(15) Hf = Kehilangan tinggi tekanan mayor (m)V = Kecepatan aliran pada pipa (m/det) Chw= Koefisien kekasaran
A = Luas penampang aliran (m2)
Q = Debit aliran pada pipa (m3/det) S = Kemiringan hidraulis
R = Jari-jari hidrolis (m)
b. Kehilangan Tinggi Tekan Minor (Minor Losses)
Yaitu kehilangan energy yang terjadi akibat perubahan penampang pipa sambungan, belokan, dan katup. Ada berbagai macam kehilangan tinggi tekan minor sebagai berikut :
1) Kehilangan Tinggi Minor karena Pelebaran Pipa
2) Kehilangan Tinggi Minor karena Penyempitan Mendadak pada Pipa
3) Kehilangan Tinggi Minor karena Mulut Pipa
4) Kehilangan Tinggi Minor karena Belokan pada Pipa
5) Kehilangan Tinggi Minor karena Sambungan dan Katup pada Pipa
Secara umum rumus kehilangan tekan akibat minor losses adalah :
= K x
……….………..………….( 16 )=
. . . ……….………..( 17 )Dimana:
Hl= Kehilangan energi minor (m) K = Koefisien karakteristik pipa V = Kecepatan (m/detik)
g = nilai faktor gravitasi = 9,81 m/detik
Tabel 5 :Kofisien Hazen-Williams
Sumber : Laporan Optimalisasi Jaringan Perpipaan Pdam Makassar 2012
I. Hubungan tekanan-kebocoran
Tingkat kehilangan air berubah-ubah sesuai dengan tekanan secara sederhana kebocoran merupakan aliran dari dalam pipa melalui lubang.
1. HUKUM FAVAD (Fixed and Variable Area Discharge)
Hubungan empiris yang berhubungan dengan kehilangan dan tekanan untuk situasi bentuk jaringan yang berbeda.
Hazen-Williams Coefficient Hazen-Williams Coefficient
- c - - c -
ABS - Acrylonite Butadiene Styrene 130 Ductile Iron Pipe (DIP) 140
Aluminum 130 - 150 Ductile Iron, cement lined 120
Asbestos Cement 140 Fiber 140
Asphalt Lining 130 - 140 Fiber Glass Pipe - FRP 150
Brass 130 - 140 Galvanized iron 120
Brick sewer 90 - 100 Glass 130
Cast-Iron - new unlined (CIP) 130 Lead 130 - 140
Cast-Iron 10 years old 107 - 113 Metal Pipes - Very to extremely smooth 130 - 140
Cast-Iron 20 years old 89 - 100 Plastic 130 - 150
Cast-Iron 30 years old 75 - 90 Polyethylene, PE, PEH 140
Cast-Iron 40 years old 64-83 Polyvinyl chloride, PVC, CPVC 130
Cast-Iron, asphalt coated 100 Smooth Pipes 140
Cast-Iron, cement lined 140 Steel new unlined 140 - 150
Cast-Iron, bituminous lined 140 Steel, corrugated 60
Cast-Iron, sea-coated 120 Steel, welded and seamless 100
Cast-Iron, wrought plain 100 Steel, interior riveted, no projecting rivets 110
Cement lining 130 - 140 Steel, projecting girth and horizontal rivets 100
Concrete 100 - 140 Steel, vitrified, spiral-riveted 90 - 110
Concrete lined, steel forms 140 Steel, welded and seamless 100
Concrete lined, wooden forms 120 Tin 130
Concrete, old 100 - 110 Vitrified Clay 110
Copper 130 - 140 Wrought iron, plain 100
Corrugated Metal 60 Wooden or Masonry Pipe - Smooth 120
Wood Stave 110 - 120
Material Material
a. Tingkat kebocoran L berubah-ubah sesuai dengan tekanan “PN1”, dimana nilai N1 bervariasi antara 0.5 – 2.5.
b. Hubungan L dan P dapat dirumuskan sebagai berikut;
L
1/L
0= (P
1/P
0)
N1L
1= L
0x (P
1/P
0)
N1Dimana :
L1= Kebocoran ( m3/hari ) L0= Kebocoran ( m3/hari awal ) P1= Tekanan akhir
P0= Tekanan Awal N1= Network
Grafik : Hubungan Tekanan Kebocoran
Sumber : Nrw Reduction– Strategi Pengendalian Kehilangan Air
Dimana :
H1 = 0.5 N1 merupakan factor skala untuk menjadi bahan pertimbangan berbagai karasteristik pipa dan jaringan namun jaringan-jaringan besar dengan pipa dari berbagai bahan cenderung mempunyai hubungan linier dengan N1 =1.0
N1 = 1 Untuk Kebocoran dari pipa-pipa metalik, N1 = 0.5
N1 = 1.5 kebocoran – kebocoran kecil dari sambungan dan fitting (background leakage), N1 = 1.5
N1 = 2.5 Dalam kasus-kasus istimewa, misalnya robekan pada pipa plastic, N1 bisa mencapai 2.5
Koefisien kebocoran memberikan ukuran faktor yang mempengaruhi kebocoran dengan cara yang tidak terpengaruh oleh laju aliran, termasuk diameter lubang, koefisien loss efek kontraksi dari jalur aliran pada pintu masuk (vena kontraksi). Sedang eksponen kebocoran menyediakan ukuran sensitivitas dari tingkat kebocoran terhadap tekanan dalam pipa.
Tekanan air dalam suatu sistem jaringan distribusi dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu:
a. Kecepatan aliran b. Diameter pipa
c. Perbedaan ketinggian pipa d. Jenis dan umur pipa e. Panjang pipa.
Dalam pendistribusian air bersih tekanan air juga bisa mengalami penurunan. Penyebab terjadinya penurunan tekanan adalah:
a. Terjadinya gesekan antara aliran air dengan dinding pipa b. Jangkauan pelayanan
c. Kebocoran pipa
d. Konsumen menggunakan mesin hisap (pompa).
J. Program Epanet 2.0
Program Epanet merupakan program komputer berbasis windows yang dapat mensimulasi perhitungan hidrolis dan kontrol kualitas air bersih terhadap tekanan air dalam jaringan pipa. Sistem analisa jaringan pipa meliputi titik/junction (titik penghubung pipa), pompa, valve dan tangki ampungan/reservoir baik ground reservoir maupun reservoir menara. Epanet menjalankan aliran air dalam tiap pipa, tekanan dari tiap titik, ketinggian air dari tiap tangki dan konsentrasi suatu zat sepanjang jaringan selama beberapa waktu periode simulasi.
Kelebihan dari program Epanet yaitu tergolong cepat dalam perhitungan jaringan pipa dibanding program analisis pipa lainnya.Keuntungan lainnya adalah program ini mampu memodelkan jaringan dengan jumlah pipa sampai dengan jumlah yang tak terbatas (unlimited). Kerugian dari program EPANET 2.0 adalah fiturnya yang terbatas sehingga beberapa tools yang berguna untuk representasi jaringan tidak tersedia pada program ini (Amin, M.B.,2011).
1. Data Input dan Output pada EPANET 2.0
a. Node
Node pada EPANET adalah Titik (junction). Menunjukkan bahwa
pipa bertemu dan menunjukkan air masuk atau meninggalkan jaringan.
1) Input :
a) Elevasi ( biasanya rata – rata permukaan air laut ) b) Kebutuhan air
c) Kualitas air
2) Output :
a) Head hydraulic (energi internal per satuan berat dari fluida )
b) Pressure c) Kualitas air b. Reservoir
Reservoir pada EPANET 2.0 adalah sumber air yang berasal dari luar, biasanya berupa sungai, waduk, danau, air bawah tanah dan sumber air yang berkaitan.
1) Input : Elevasi 2) Output :
a) Demand b) Head c) Pressure c. Tangki
Tangki merupakan tempat penyimpanan air, di mana volume dalam tangki dapat berubah – ubah sepanjang waktu simulasi.
1) Input :
a) Elevasi dasar
b) Diameter ( atau bentuknya jika tidak silinder ) c) Tinggi air minimal dan maksimal
d) Level air maksimum dan minimum pada saat awal e) Kualitas air pada saat awal
2) Output :
a) Tekanan hidrolik b) Kualitas air
d. Link
Link terdiri dari :
Pipa
Pipa adalah penghubung yang membawa air dari satu poin ke poin yang lainnya.
EPANET mengasumsikan bahwa pipa selalu penuh setiap saat. Arah aliran berdasarkan dari titik dengan tekanan hidrolik tertinggi ke rendah.
1) Input :
a) Diameter b) Panjang
c) Koefisien kekasaran pipa
d) Kondisi pipa (open, close, atau terpasang check valve) 2) Output :
a) Flow Velocity b) Headloss c) Friction factor
d) Rata – rata laju reaksi ( sepanjang pipa ) e) Rata – rata kualitas air ( sepanjang pipa ) Pompa
Data pompa yang dimaksudkan adalah kurva pompa yaitu
perbandingan antara flow dan head.
Valve
Valve berfungsi untuk mengatur tekanan atau aliran pada titik khusus pada jaringan.
1) Input :
a) Diameter
b) Tipe valve dan setting sesuai jenis katupnya c) Kondisi valve ( open, close, none )
2) Output :
a) Flow b) Velocity c) Headloss e. Notasi
Notasi terdiri dari map label.
f. Operasional g. Time pattern
Mengatur pola waktu kebutuhan air berdasar waktu yang ditentukan.
h. Curves
Terdiri dari pump curve, head curve, volume curve dan efisiensi curve.
i. Control
Mengatur operasi pada katup, node, link, dan waktu.
37 A. Lokasi dan Waktu Penelitian
Pengambilan data dilakukan di Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) kota Makassar, Sebagaimana diketahui pelayanan air PDAM Kota Makassar terhadap pelanggan berdasarkan zona pelayanan berjumlah 43 titik yang tersebar di 14 Kecamatan kota Makassar. dengan obyek penelitian berada di kecamatan Tamalate dengan zona 8,10,15,16 dan 21. Penelitian direncanakan mulai tanggal 25 Agustus-30 September 2016.
Sumber: http://makassartabagus.blogspot.co.id
Gambar 4 : Peta Kota Makassar
Sumber: https://www.google.com/imgres?imgurl
Gambar 5 : Peta Kecamatan Tamalate kota Makassar
Sumber : http///www.googlemaps/tamalate-makassar/data/4m Gambar 6 : Peta Kecamatan Tamlate Kota Makassar
B. Jenis Pengambilan Data
Data yang dibutuhkan dalam penelitian kehilangan air pada jaringan distribusi air bersih Kecamatan Tamalate Kota Makassar melalui perhitungan tinggi tekanan dengan menggunakan program epanet 2.0.
C. Teknik Pengambilan Data
Teknik pengambilan data dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Gambar jaringan
Gambar jaringan pipa distribusi air bersih Kecamatan Tamalate Kota Makassar, gambar ini berupa dimensi dan panjang pipa yang digunakan.
Data ini merupakan data utama untuk melakukan simulasi terhadap kondisi jaringan pipa distribusi yang ada. Sehingga dari gambar jaringan pipa PDAM Kecamatan Tamalate, kota Makasssar dapat diketahui pendistribusian air dari sumber air ke masyarakat.
2. Jumlah pelanggan
Data jumlah pelanggan Kecamatan Tamalate Kota Makassar, diperlukan untuk mengetahui banyaknya jumlah kebutuhan air yang harus dilayani oleh pihak PDAM kota Makassar.
3. Data Produksi Air dan Data Jumlah Air yang Terjual
Data produksi air dan data jumlah air yang terjual diperlukan untuk mengetahui seberapa besar tingkat kehilangan air pada jaringan distribusi air bersih Kecamatan Tamalate, kota Makassar.
D. Simulasi Pipa Jaringan Distribusi (Program Epanet 2.0)
1. Wilayah peta
Wilayah peta yang digunakan adalah peta daerah distribusi air bersih Kecamatan Tamalate kota Makassar yang dilengkapi dengan elevasi tanah dan diameter pipa. Pada pembuatan pipa jaringan distribusi air bersih, analisis berdasarkan elevasi tanahnya dengan memberikan node (titik) pemasangan pipa untuk mempermudah perancangan simulasi pipa.
2. Data Reservoir
Data isian reservoir pada program Epanet 2.0 diambil dari ketinggian tanahnya. Hal ini dimaksudkan agar pengambilan air dapat ditentukan dengan pompa atau gravitasi.
3. Data Elevasi Tanah
Data elevasi tanah pada program Epanet 2.0 meliputi analisis peta wilayah Kecamatan Tamalate kota Makassar yang didalamnya terdapat keterangan elevasi tanah. Kemudian dimasukkan ke dalam program Epanet 2.0 dengan memberikan node satu per satu seseuai yang dibuat di dalam peta tersebut. Node adalah penghubung jaringan pipa yang digambarkan berupa titik data panjang dan diameter pipa.
4. Data panjang dan diameter pipa 5. Data Pattern
Data pattern merupakan penyunting pola pemakaian air dari suatu node pada periode waktu tertentu (data masukan simulasi pola 24 jam), bentuk pemasukan data pattern untuk wilayah jaringan distribusi di
Kecamatan Tamalate kota Makassar meliputi pemakaian dalam kurun waktu 24 jam.
E. Alat dan Bahan Penelitian
1. Perangkat lunak yang digunakan dalam penelitia ini adalah a. Software EPANET 2.0
b. software Microsoft Office2010
2. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : a. Laptop
b. Buku catatan c. Alat tulis
F. Metode Analisa Data
Data yang diolah dalam penelitian ini adalah data yang relevan dan dapat mendukung dalam menganalisis hasil penelitian. Metode analisis yang peneliti gunakan dalam penelitian ini merupakan data yang bersumber dari Perusahaan Daerah Air Minum Kota Makassar dan mensimulasikannya dalam program EPANET 2.0 agar dapat mengetahui seberapa besar tingkat kehilangan air pada jaringan distribusi air bersih kecamatan Tamalate kota Makassar. Jenis penelitian inia dalah Deskriptif evauatif.
44 A. Analisis Data
Berdasarkan tingkat penyebaran penduduk Kota Makassar menurut kecamatan, penduduk Kota Makassar masih terkonsentrasi diwilayah kecamatan Tamalate, yaitu sebanyak 172.506 jiwa atau sekitar 12,76 persen dari total penduduk (Makassar dalam angka tahun 2011).
Data yang diperoleh dari PDAM kota Makassar, sampai dengan akhir tahun 2015, PDAM Kota Makassar telah melayani sekitar 78% dari luas kota Makassar di 14 Kecamatan dan 143 Kelurahan dengan jumlah SL per kecamatan ratio adalah 6 jiwa per KK. Dengan cakupan pelayanan terdiri dari pelanggan aktif sebanyak 158,776 unit dan pelanggan tidak aktif 16,856 unit. Jumlah keseluruhan zona pelayanan adalah 43 zona dimana terbagi atas :
1. IPA Ratulangi
Terdiri dari 2 zona yaitu zona 4 dan 6 dengan jumlah pelanggan 3,748 yang terdapat di Kecamatan Ujung Pandang dan Kecamatan Makassar, sumber air baku berasal dari Sungai Jeneberang melalui pipa transmisi air baku utama.
2. IPA Panaikang
Terdiri dari 21 zona dengan jumlah pelanggan 71,840 yang terdapat di Kecamatan Panakukang,Wajo,Tallo,Bontoala, Ujung Tanah, Tamalanrea,
Kima, Biringkanaya dan Manggala, sumber air baku berasal dari Sungai Jeneberang dan Kanal Lekopancing.
3. IPA Antang
Terdiri dari 1 zona dengan jumlah pelanggan 567 yang terdapat di Kecamatan Manggala, sumber air baku berasal dari Kanal Lekopancing.
4. IPA Maccini Sombala
Terdiri dari 2 zona dengan jumlah pelanggan 18,009 yang terdapat di kecamatan Tamalate dan Kecamatan Mariso, sumber air baku berasal dari Sungai Jeneberang.
5. IPA Sumbo Opu
Terdiri dari 19 zona dengan jumlah pelanggan dengan total produksi 1,266.35 l/dtk yang terdapat di Kecamatan Tamalate dan Kecamatan Rapocini, Kecamatan Panakukang, Kecamatan Manggala, dan Kecamatan Mariso, bersumber dari DAM Bili-bili.
Tabel 7: Produksi Air Bersih PDAM Kota Makassar Tahun 2012 No Nama Instalasi Produksi
(lt/dt)
Produksi (m3) per bulan
Kapasitas IPA (lt/dt)
1 IPA I Ratulangi 48.44 1,530,923.03 50.00
2 IPA II Panaikang 1,253.00 39,609,947.90 1,000.00
3 IPA III Antang 80.18 2,535,301.00 85.00
4 IPA IV Maccini Sombala 130.06 4,118,062.00 200.00
5 IPA V Somba Opu 1,266.35 40,055,772.00 1,000.00
Total 2,778.03 87,850,005.93 2,335.00 Sumber : Laporan Optimalisasi Jaringan Perpipaan Pdam Makassar 2012
Kecamatan Tamalate dengan luas wilayah sebesar 20,21 dilayani oleh 3 Instansi Pengolaan Air (IPA) yaitu, IPA Ratulangi, IPA Maccini Sombala
dan IPA Sumbo Opu dengan zona area layanan sebanyak 5 zona yakni zona 8,10,15,16 dan 21. Dengan jumlah pelanggann pada tahun 2015 sebesanyak 31.785 SL.
B. Analisis Kebutuhan Air (Demand)
Kecamatan Tamalate kota Makassar berdasarkan banyaknya jumlah penduduk yaitu sebanyak 192,571 jiwa (BPS, Makassar dalam angka tahun 2015) dikategorikan sebagai kota sedang maka ditetapkan tingkat kebutuhan air sebesar 150 (ltr/org/hri).
Analisis kebutuhan air domestik dan non domestik kecamatan Tamalate kota Makassar berdasarkan jumlah sambungan Langganan (SL), tiap zona (8,10,15,16 dan 21) tahun 2013-2015.
Kebutuhan Pelanggan =
. x 150
Dimana : Asumsi jumlah angota keluarga per SR adalah 6 orang.
1 hari = 24 x 60 x 60 = 86.400 detik
Tabel 8: Kebutuhan air domestik dan non domestik, Tahun 2013
No Zona Jumlah Pelanggan (sl) Kebutuhan Air (ltr/dtk) Domestik Non Domestik
1 8 2775 28.906 0.005
2 10 9075 94.531 0.021
3 15 4847 50.490 0.040
4 16 8648 90.083 0.010
5 21 4802 50.021 0.006
Jumlah 30147 314.031 0.164
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 9 : Kebutuhan air domestik dan non domestik, Tahun 2014.
No Zona Jumlah Pelanggan (sl) Kebutuhan Air (ltr/dtk) Domestik Non Domestik
1 8 2826 29.438 0.007
2 10 9498 98.938 0.022
3 15 4933 51.385 0.040
4 16 8834 92.021 0.011
5 21 4957 51.635 0.007
Jumlah 31048 323.417 0.088
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 10: Kebutuhan air domestik dan non domestik, Tahun 2015.
No Zona Jumlah Pelanggan (sl) Kebutuhan Air (ltr/dtk) Domestik Non Domestik
1 8 2838 29.563 0.008
2 10 10043 104.615 0.026
3 15 4964 51.708 0.042
4 16 8901 92.719 0.011
5 21 5039 52.490 0.006
Jumlah 31785 331.094 0.092
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 11 :Rekapitulasi Kebutuhan air
No Tahun Kebutuhan Air (Ltr/dtk) Total Kebutuhan (Ltr/dtk) Domestik Non Domestik
1 2013 314.031 0.164 314.195
2 2014 323.417 0.088 323.504
3 2015 331.094 0.092 331.186
Jumlah 968.542 0.344 968.885
Sumber: Hasil Perhitungan
Grafik 2: Rekapitulasi Kebutuhan Air Bersih Domestik Dan Non Domestik Kecamatan Tamalate Kota Makassar Tahun 2013-2014.
Gambar grafik diatas menunjukan rekapitulasi kebutuhan air bersih domestik dan non domestik di kecamatan Tamalate kota Makassar, dapat disimpulkan bahwa terjadi kenaikan pada tahun 2013-2015 dengan angka kenaikan rata-rata sebesar 3,23%, dengan total kebutuhan pelanggan air bersih terbanyak pada tahun 2015 yaitu sebesar 331.186 ltr/dtk.
C. Proyeksi Jumlah Pelanggan ( PDAM )
Tabel 12: Daftar Jumlah Pelanggan PDAM Kec. Tamalate
NO ZONA JUMLAH PELANGGAN (sl)
2013 2014 2015
1 8 2775 2826 2838
2 10 9075 9498 10043
3 15 4847 4933 4964
4 16 8648 8834 8901
5 21 4802 4957 5039
JUMLAH 30147 31048 31785
Sumber : Data PDAM Kota Makassar
0 100 200 300 400
2013 2014 2015
0,164 0,088 0,092
314,031 323,417 331,094 314,195 323,505 331,186
Non Domestik Domestik Total Kebutuhan
1. Metode Aritmatik Pn = Po + nr
r =( – )
Dari data diatas didapat:
Pn = jumlah Pelanggan pada tahun 2013
= Pelanggan
Po = Jumlah Pelanggan pada tahun 2015
= 31.785 Pelanggan Tt = 2013
To = 2015
r =
( – )( )
r = 819
Didapat persamaan aritmatik:
Pn = Po + nr
Pn = 31785 + 819 x n
Tabel 13: Metode Aritmatik Proyeksi Jumlah Pelanggan Kec. Tamalate
Tahun N Metode Aritmatik
( SL )
2015 0 31785
2016 1 32604
2017 2 33423
2018 3 34242
2019 4 35061
2020 5 35880
Sumber : Hasil Perhitungan
Berdasarkan Tabel 13, jumlah pelanggan PDAM Kec.Tamalate pada tahun 2015 adalah 31785 SL dan pada tahun 2020 adalah 35880 SL. Jadi, pertambahan jumlah pelanggan dari tahun 2015 sampai tahun 2020 dengan metode aritmatik adalah sebesar 4095 SL.
2. Metode Geometrik Pn = Po ( 1 + r )n Dari data diatas didapat:
Po = 31785 Pelanggan
r = 3.23 %( data PDAM kota Makassar )
= 0,0332
didapat persamaan aritmatik:
Pn = Po ( 1 + r )n
Pn = 31785 (1 + 0,0332)n
Tabel 14: Metode Geometrik Proyeksi Jumlah Pelanggan Kec. Tamalate
Tahun N Metode Geometrik
( SL )
2015 0 31785
2016 1 32840
2017 2 35057
2018 3 38666
2019 4 44062
2020 5 51879
Sumber : Hasil Perhitungan
Berdasarkan Tabel 14, jumlah pelanggan PDAM Kec.Tamalate pada tahun 2015 adalah 31785 SL dan pada tahun 2020 adalah 51879 SL. Jadi, pertambahan jumlah pelanggan dari tahun 2015 sampai tahun 2020 dengan metode aritmatik adalah sebesar 20094 SL.
