PRELIMINARY SIZING: Perhitungan Kebutuhan Lahan

(1)

Nama : Arssy Dyon NPM : 09.2021.1.00718

BAB IV

PRELIMINARY SIZING

4.1. Perhitungan Kebutuhan Lahan Debit Air Baku

Berdasarkan hasil perhitungan kebutuhan air domestik dan non domestik Kecamatan Ngadirojo, Kabupaten Wonogiri menghasilkan data :

Tabel 4.1. Debit Air Bersih Kecamatan Ngadirojo

No Kelurahan

Q Air Bersih Q Domestik

(L/s)

Q Non Domestik

(L/s)

Q Total (L/s)

Q Kebocora

n 20%

(L/s)

Q Rata- Rata (L/s)

Qhmax (L/s) fhm 1,5 (x30%)

Qpea k

1 Gedong 8.85 2.11 10.96 2.19 13.15 19.73 26.3

2 Gemawang 7.15 1.76 8.91 1.78 10.69 16.04 21.4

3 Kerjo Kidul 9.60 2.65 12.25 2.45 14.70 22.05 29.4

4 Kerjo Lor 15.33 3.27 18.60 3.72 22.32 33.48 44.6

5 Pondok 11.36 2.79 14.15 2.83 16.98 25.47 34.0

6 Ngadirojo Kidul 13.88 2.23 16.11 3.22 19.33 29.00 38.7

7 Mlokomanis Wetan 10.43 2.64 13.07 2.61 15.68 23.53 31.4

8 Ngadirojo Lor 10.24 2.81 13.05 2.61 15.66 23.49 31.3

9 Mlokomanis Kulon 7.85 2.36 10.21 2.04 12.25 18.38 24.5

10 Jatimarto 2.36 0.64 3.00 0.60 3.60 5.40 7.2

11 Kasihan 6.85 2.61 9.46 1.89 11.35 17.03 22.7

TOTAL 103.90 25.87 129.77 25.95 155.72 303.66 311.45

Sumber : Perhitungan 4.1.1. Bar Screen

Sebelum air Sungai masuk ke dalam pipa sadap air baku terlebih dahulu, air yang berasal dari sungai melewati bar screen yang berfungsi agar sampah dan kotoran-kotoran lain tidah ikut masuk dalam pipa sadap air baku. Data-data yang digunakan dan direncanakan dalam merencanakan bar screen adalah sebagai berikut:

N

O Kriteria Kriteria Design

1. Jarak antar batang 2-5 cm , 1,5-4 cm 2. Sudut Horizontal 45°-70° , 70°-90°

3. Ukuran Batang 1-2 cm, 5 cm

4. Kecepatan aliran masuk minim 0,3-0,75 m/s 5. Kecepatan maksimum antar

batang

0,9 m/s

6. Headloss maksimum 150mm

(2)

Sumber : (Metcalf&Eddy, 2003) Perhitungan

Diketahui :

a. Kecepatan Aliran (v) = 0,4 m/s b. Debit rencana = 303,66 L/s

= 304 L/s

= 0,304 m3/s

c. A cross saluran = Qpengolahan/Kecepatan Alir

= 0,304 m3/s / 0,4 m/s

= 0,76 m2 d. Tinggi – Lebar = 2,5 m

e. Lebar Saluran =

√

^{A CROSS}^:^ASUMSI

=

√

^{0,76 :2,5}

= 0,55 m

f. Tinggi Saluran = Asumsi x Lebar Saluran

= 2,5m x 0,55m

= 1,375 m

g. Cek V = Qpengolahan : (lebar x tinggi)

= 0,304 : (0,55 x 1,375)

= 0,304 : 0.75

= 0.4 m/s h. Rencana panjang saluran = 3m i. Luas lahan yang diperlukan = p x l

= 3m x 0,55m

= 1,65 m2

4.1.2. Intake

Bangunan pengambilan atau intake berfungsi untuk mengelakkan air sungai dalam jumlah yang diinginkan, berikut kriteria dalam merencanakan bangunan intake :

N

1. Lebar bangunan pengambilan 6,50 m

(3)

N

2. Lebar trashrack 6,50 m

3. Tinggi muka air minimum 0,3 m 4. Tinggi muka air maksimum 0,8 m

5. Waktu detensi 5-10 menit

6. Dasar sumur 1 m (3 ft) atau 1,5m (5

ft)

7. Tinggi foot valve 0,6

8. Diameter 5-10 m

Sumber : (“(Ded) S,” n.d.; Silitonga and Hendry 2018) Perhitungan

Diketahui :

a. Qpengolahan = 0,304 m3/s

b. Td = 10 menit

= 10 x 60

= 600 detik

c. Volume = 0,304m3

s x300s = 91,2 m3/s

d. Dimensi

- Panjang = 8 m

- Lebar = 6,5

- Tinggi = 4 m

- Free board = 5 m

e. Luas lahan yang diperlukan = p x l

= 8 x 6,5

= 52 m

4.1.3. Prasedimentasi

Prasedimentasi adalah bangunan awal dalam pengolahan air bersih. Bangunan ini memiliki fungsi sebagai tempat proses pengendapan partikel diskrit. Berikut kriteria desaign dari bangunan Pra-sedimentasi :

N

Zona Inlet

(4)

N

1. Jarak ke tembok diffuser 2 m 2. Diameter lubang diffuser 0,1-0,2 m

Zona Setting

1. Overflowrate 40-70 m3/d.m2

2. Kedalaman 3-5 m

3. Panjang 30-60 m

4. Lebar 6-30 m

5. Velocity 0,005-0,018 m/s

6. Reynolds number <20.000

7. Froude number >10-5

Zona Outlet

1. Launder Lenght 1/3-1/2 Length of Basin 2. Launder weir loading 140-320 m3/d.m2

Zona Lumpur

1. Kedalaman 0,6-1 m

2. Slope 1:600

3. Pengontrol kecepatan lumpur 0,3-0,9 m/menit

Waktu Detensi 1,5-2,5 jam

Sumber : (AWWA 1990; Davis and Crornwell, 2008; Kawamura 2000; MWH 2005;Willis 2005)

Perhitungan Diketahui :

a. Jumlah Bak = 2 bak

b. Debit rencana = 0,304 m3/s

c. Debit masing-masing bak = Debit rencana : Jumlah Bak

= 0,304 m3/s : 2

= 0,152 m3/s

d. Td = 1,5 jam

e. Overflow rates = 70 m3/d.m2 f. Volume tiap Bak = Qtiap bak x Td

= 0,152 m3/s x 1,5 jam

= 0,152 m3/s x 5400 s

= 820,8 m3

g. A surface = Q tiap bak x OFR

= 0,152m3

70 x 86400 detik

= 187,6 m2

h. Apabila bak prasedimentasi berbentuk persegi panjang

(5)

- Tinggi = volume / A surface

= 820.8 / 187,6

= 4,37 m - Panjang : lebar = 2 m

- Lebar =

√

A surface:2

=

√

^187,6:2

= 9,68 m

- Panjang = 2 x lebar

= 2 x 9,68

= 19,36 i. Luas lahan yang diperlukan = p xl

= 19,36 x 9,68

= 187 m2 Jadi, 2 bangunan = 187 x 2

= 374 m2

4.1.4. Flash Mix

Perancangan bangunan rapid mixing IPAM harus memenuhi kriteria untuk menentukan bahwa bangunan sudah sesuai untuk peruntukannya. Kriteria desain menjelaskan secara singkat mengenai peraturan-peraturan, standar-standar yang digunakan.

Perhitungan ( Sumber : Reynolds dan Richards, 1996) Diketahui :

a. Jumlah Bak = 2 Unit

b. Qpengolahan = 0,304 m3/s

c. Debit masing-masing bak = Debit rencana : Jumlah Bak

= 0,304 m3/s : 2

= 0,152 m3/s

d. Td = 50 detik

Bangunan flash mix direncanakan berjumlah 2 bangunan maka:

e. Volume = Qpengolahan x Td

= 0,304 x 50 s

= 15,2 m3

(6)

f. Dimensi :

- Panjang = 2,5 m

- Lebar = 2,5 m

- Tinggi = 3 m

g. Luas Lahan = p x l

= 2,5 m x 2,5 m

= 6,25 m2 Jadi 2 bangunan maka = 6,25 x 2

= 12,5 m2

4.1.5. Slow Mix

Perancangan bangunan slow mixing IPAM harus memenuhi kriteria untuk menentukan bahwa bangunan sudah sesuai untuk peruntukannya. Kriteria desain menjelaskan secara singkat mengenai peraturan-peraturan, standar-standar yang digunakan, dan lain sebagainya. Berikut akan disajikan data kriteria desain bangunan slow mixing IPAM mekanis :

N

1. Waktu Detensi 10-60 menit

2. Rotasi 1-8 rpm

3. Kecepatan maksimum 0,9 m/s

4. Rasio Panjang kedalaman 3:6

Sumber : (AWWA 1990; Davis and Crornwell, Droste, 1997) Perhitungan

Diketahui :

a. Jumlah Bak = 2 Unit

b. Td = 30 menit

c. Qpengolahan = 0,304 m3/s

d. Debit masing-masing bak = Debit rencana : Jumlah Bak

= 0,304 m3/s : 2

= 0,152 m3/s

e. Volume = Q x Td

= 0,152 x 30 menit

= 0,152 m3/s x 1800 s

(7)

= 273,6 m3 f. Dimensi :

- Panjang = 8 m

- Lebar = 6 m

- Tinggi = 5 m

= 8 m x 6 m

= 48 m2 Jadi 2 bangunan maka = 48 x 2

= 96 m2

4.1.6. Saluran Pembawa Flokulasi – Sedimentasi Saluran Pipa Perhitungan

Diketahui :

a. Qpengolahan = 0,304 m3/s

b. Vasumsi = 0,5 m/s

c. Q = A x V

d. 0,304 m3/s = A x 0,5 m/s

0,304 m3/s / 0,5 m/s = A

0,608 m2 = A

A = 1 4 ΠD D =

√

^1/^A⁴^Π

D =

√

^1/^0,608⁴^(3,14)^m2

D =

√

^0,608^0,785^m²

D = 0,88 m = 880 mm Diameter pipa = 880 mm

4.1.7. Sedimentasi

Perancangan bangunan Sedimentasi IPAM harus memenuhi kriteria untuk menentukan bahwa bangunan sudah sesuai untuk

(8)

peruntukannya. Kriteria desain menjelaskan secara singkat mengenai peraturan-peraturan, standar-standar yang digunakan, dan lain sebagainya. Berikut akan disajikan data kriteria desain bangunan sedimentasi IPAM :

N

Zona Inlet

1. Jarak ke tembok diffuser 2 m 2. Diameter lubang diffuser 0,1-0,2 m

Zona Setting

1. Overflowrate 40-70 m3/d.m2

2. Kedalaman 3-5 m

3. Panjang 30-60 m

4. Lebar 6-30 m

5. Velocity 0,005-0,018 m/s

6. Reynolds number <20.000

7. Froude number >10-5

Zona Outlet

1. Launder Lenght 1/3-1/2 Length of Basin 2. Launder weir loading 140-320 m3/d.m2

Zona Lumpur

1. Kedalaman 0,6-1 m

2. Slope 1:600

3. Pengontrol kecepatan lumpur 0,3-0,9 m/menit

Waktu Detensi 1,5-2,5 jam

Sumber : (AWWA 1990; Davis and Crornwell, 2008; Kawamura 2000; MWH 2005;Willis 2005)

Perhitungan Diketahui :

a. Menggunakan 3 bangunan persegi panjang b. Perbandingan Panjang : Lebar = 5:1

c. Td = 1.5 jam

d. Q = 0,304 m3/s

Karena memilik 3 bangunan maka = 0,304 / 3

= 0,101 m3/s e. Q = 0,101 m3/s = 363 m3/jam

f. Volume = Q x Td

= 363 m3/jam x 1 jam

(9)

= 363 m3

g. P = 5L

Volume = PxLxT (Asmsi T = 4m) = 5L x L x T

= 5L² x T 363 m3 = 5L² x T 363 m3 = 5L² x 4m 363m3/4m = 5L² 90.75m2 = 5L² 90.75/5 = L²

18,15 = L²

h. Lebar =

√

^18,15m²

= 4,2m i. Panjang = 5L

= 5x4,2 m

= 21 m j. Dimensi

- Panjang = 21 m - Lebar = 4,2 m - Tinggi = 4 m k. Luas Lahan = P x L

= 21 m x 4,2 m

= 88,2 m2

Karena Unit bangunan ada 3 maka = 88,2 x 3

= 264,4 m2

4.1.8. Saluran Pembawa Sedimentasi – Filtrasi Saluran Pipa Perhitungan

Diketahui :

a. Qpengolahan = 304 L/s = 0,304 m3/s b. V asumsi = 0,5 m/s

c. Q = A x V

0,304 m3/s = A x 0,5 0,304 m3/s / 0,5 m/s = A

(10)

0,608 = A

A = 1

4 ^ΠD

D =

√

^1/^A⁴^Π

D =

√

^1/^0,608⁴^(3,14)^m2

D =

√

^0,608^0,785^m²

D = 0.88 m = 880 mm

Diameter pipa = 880 mm

4.1.9. Filtrasi

Untuk dapat membangun Rapid Sand Filters, perlu diperhitungkan ukuran-ukurannya. Perhitungan tersebut nantinya akan digunakan untuk menentukan dimensi bangunan sedimentasi agar sesuai dengan kriteria desain yang berlaku.

Perhitungan ( Sumber : Tri Joko, 2009) Diketahui :

a. Satu bak filtrasi, 4 bak tanpa cadangan

b. Td = 15 menit

c. Qpengolahan = 0,304 m3/s Karena 4 bak maka = 0,304 / 4

= 0,076 m3/s

d. Volume = Q x Td

= 0,076 m3/s x 15 menit

= 0,076 m3/s x 900 s

= 68,4 m3 e. Dimensi :

- Panjang = 7 m

- Lebar = 4 m

- Tinggi = 3 m

f. Luas Lahan = p x l

= 7 m x 4 m

(11)

= 28 m2

Karena memiliki 4 bangunan maka = 28 x 4

= 112 m2

4.1.10. Saluran Pembawa Filtrasi – Desinfeksi Saluran Pipa Perhitungan

Diketahui :

c. Q = A x V

0,304 m3/s = A x 0,5 0,304 m3/s / 0,5 m/s = A

0,608 = A

A = 1

4 ^ΠD

D =

√

^1/^A⁴^Π

D =

√

^1/^0,608⁴^(3,14)^m2

D =

√

^0,608^0,785^m²

D = 0.88 m = 880 mm

Diameter pipa = 880 mm

4.1.11. Desinfeksi

Perhitungan(Sumber : Reynolds dan Richards, 1996) Diketahui :

a. Jumlah Bak = 2 Unit b. Qpengolahan = 0,304 m3/s c. Qpengolahan = 0,304 m3/s / 2

= 0,152 m3/s

d. Td = 60s

e. Volume = Q x Td

(12)

= 0,152 m3/s x 60 s

= 9,12 m3 f. Dimensi :

- Panjang = 3,5 m

- Lebar = 3,5 m

- Tinggi = 2 m

= 3,5 m x 3,5 m

= 12,25 m2

Karena memiliki 2 bangunan maka = 12,25 x 2

= 24,5 m2

4.1.12. Saluran Pembawa Flokuasi – Sedimentasi Saluran Pipa Perhitungan

Diketahui :

c. Q = A x V

0,304 m3/s = A x 0,5 0,304 m3/s / 0,5 m/s = A

0,608 = A

A = 1

4 ^ΠD

D =

√

^1/^A⁴^Π

D =

√

^1/^0,608⁴^(3,14)^m2

D =

√

^0,608^0,785^m²

D = 0.88 m = 880 mm

Diameter pipa = 880 mm 4.1.13. Reservoir

(13)

Perancangan bangunan Rservoir IPAM harus memenuhi kriteria untuk menentukan bahwa bangunan sudah sesuai untuk peruntukannya. Kriteria desain menjelaskan secara singkat mengenai peraturan-peraturan, standar-standar yang digunakan, dan lain sebagainya. Berikut akan disajikan data kriteria desain bangunan Reservoir IPAM :

N

1. Jumlah clear well 2 buah

2. Kapasitas reservoir sekitar 15%

3. Kedalaman air 3-6 meter.

4. Rasio panjang : lebar 5:1 – 15:1 5. Freeboard dari level air minimal 30 cm.

6. Slope 1/100-1/150

7. Waktu Detensi 1 Jam

Sumber : (Reynolds dan Richards, 1996) Perhitungan

Diketahui :

a. Jumlah = 2 unit

b. Q = 304 L/s

= 304 L/s / 2

= 152 L/s

c. Td = 1 jam = 3600 s

d. Volume = 27,66% x Q x Td

= 27,66% x 152 x 3600

= 151,36 m3 e. Dimensi :

- Panjang = 13 m

- Lebar = 6 m

- Tinggi = 5 m

f. Luas lahan = p x l

= 13 m x 6 m

= 78 m2

Karena memiliki 2 bangunan maka = 78 m2 x 2

= 156 m2

(14)

4.1.14. Luas Lahan yang dibutuhkan

1. Screen = 1,65 m2

2. Intake = 52 m2

3. Prasedimentasi = 374 m2

4. Flash mix = 12,5 m2

5. Slow mix = 96 m2

6. Sedimentasi = 264,4 m2

7. Filtrasi = 112 m2

8. Desinfeksi = 24,5 m2

9. Reservoir = 156 m2

Jumlah keseluruhan lua lahan = 1093.05 m2

(15)

Nama : Arssy Dyon NPM : 09.2021.1.00718 4.2. Desain Layout IPAM

Berikut desain layout ipam Kecamatan Ngadirojo, Kabupaten Wonogiri, Jawa Tengah Dengan Luas Lahan 1093,05 m2

Gambar 4. 1 Desain Layout IPAM Kecamatan Ngadirojo