Tugas Sistem Penyediaan Air Minum

(1)

i

TUGAS

SISTEM PENYEDIAAN AIR MINUM

Oleh:

I Gede Bayu Wedananta 1705511029

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA 2020

(2)

ii LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS

SISTEM PENYEDIAAN AIR MINUM

Dikerjakan oleh:

I Gede Bayu Wedananta 1705511029

Dosen Pembimbing

Tugas Sistem Penyediaan Air Minum

(Kadek Diana Harmayani, ST, MT, Ph.D) NIP. 19711204 199803 2 001

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

2020

(3)

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa/Ida Sang Hyang Widhi Wasa karena atas rahmat dan berkat-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Sistem Penyediaan Air Minum untuk memenuhi tugas mata kuliah Sistem Penyediaan Air Minum.

Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah terlibat dan memberikan bimbingan, baik langsung maupun tidak langsung, antara lain:

1. Kadek Diana Harmayani, ST, MT, Ph.D. selaku dosen pengajar dan dosen pembimbing mata kuliah Sistem Penyediaan Air Minum.

2. Semua pihak yang telah memberikan informasi, bantuan, dan bimbingan kepada penulis sehingga laporan tugas ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih sangat jauh dari sempurna, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan laporan ini selanjutnya.

Denpasar, ………..

Penulis

(4)

ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR i

DAFTAR ISI ii

DAFTAR GAMBAR v

DAFTAR TABEL vi

BAB I 1

PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 1

1.3 Tujuan Penulisan ... 2

1.4 Manfaat Penelitian ... 2

1.5 Uraian Sistem Penyediaan Air Minum (SPAM) ... 3

1.5.1 Unit Air Baku ... 3

1.5.2 Unit Produksi ... 3

1.5.3 Unit Distribusi ... 3

1.5.4 Unit Pelayanan ... 3

1.5.5 Unit Bangunan Penunjang ... 3

1.6 Referensi Dasar Hukum ... 4

BAB II 5 TINJAUAN PUSTAKA 5 2.1 Unit-Unit SPAM ... 5

(5)

iii

2.2 Standar Kebutuhan Air ... 16

2.2.1 Standar Kebutuhan Air Domestik ... 16

2.2.2 Standar Kebutuhan Air Non Domestik ... 19

2.3 Kriteria Perencanaan ... 19

2.3.2 Unit Trasmisi ... 19

2.4 Periode Perencanaan ... 23

2.5 Kriteria Daerag Layan ... 28

BAB III 29 PROYEKSI KEBUTUHAN AIR MINUM 28

3.1 Rencana Daerah Pelayanan ... 29

3.2 Data Perencanaan ... 29

3.3 Proyeksi Jumlah Penduduk ... 30

3.3.1 Menentukan Metode Perhitungan ... 32

3.3.1 Proyeksi Jumlah Penduduk 15 Tahun ... 63

3.4 Proyeksi Kebutuhan Air Minum ... 64

3.5 Kapasitas Resevoir ... 69

3.5.1 Dimensi Masing-Masing Reservior ... 70

3.6 Bangunan Penunjang ... 71

3.6.1 Bak Pelepas Tekan (BPT) ... 71

3.6.1 Kebutuhan Aksesoris ... 71

3.7 Menghitung Daya Pompa ... 72

BAB IV 74 ANALISIS HIDRAULIS PADA JARINGAN PIPA 74 4.1 Estimasi Diameter Pipa ... 74

(6)

iv

4.2 Kehilangan Energi ... 77

4.2.1 Kehilangan Energi Utama/Mayor (Hf) ... 77

4.2.2 Kehilangan Energi Sekunder/Minor (Hm) ... 80

4.3 Profil Hidraulis ... 81

BAB V 83 APLIKASI PROGRAM WATERNET 84

5.1 Analisis Hidraulika pada Sistem Jaringan Pipa dengan Waternet ... 83

5.1.1 Hasil Analisis Hidraulika pada Sistem Jaringan Pipa dengan WaterNet (Aliran Constant) ... 83

5.1.2 Hasil Analisis Hidraulika pada Sistem Jaringan Pipa dengan WaterNet (Aliran Extend) ... 89

BAB VI 95 PENUTUP 96

6.1 Kesimpulan ... 95

DAFTAR PUSTAKA 96

(7)

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Skema Sistem Penyediaan Air Minum ... 5

Gambar 2. 2 Grafik Faktor Hari Maksimum ... 8

Gambar 2. 3 Grfaik Faktor Hari Maksimum ... 8

Gambar 2. 4 Jaringn Distribusi Pipa System Cabang ... 12

Gambar 2. 5 Jaringan Distribusi Pipa System Loop ... 13

Gambar 2. 6 saluran Pipa Dengan Diameter Berbeda ... 23

Gambar 2. 7 Persamaan Kontinuitas pada Pipa Bercabang ... 24

Gambar 2. 8 Garis Energi dan Garis Tekanan ... 25

Gambar 4. 1 Skema Jaringan Pada Pedesaan Type II ... 74

Gambar 5. 1 Skema Jaringan Pipa Tipe II dalam Kondisi Konstan ... 83

Gambar 5. 2 Pipe Notations ... 84

Gambar 5. 3 Node Notations ... 84

Gambar 5. 4 Data Node (Jam ke-48 Pada Aliran Constan) ... 85

Gambar 5. 5 DataPipa Dan Aliran (Jam Trakhir Aliran Constan) ... 85

Gambar 5. 6 Skema Jaringan Pipa Typae II Dalam Kondisi Extended ... 89

Gambar 5. 7 Pipe Notations ... 89

Gambar 5. 8 Data Node (Jam ke-48 pada Aliran Extended) ... 90

Gambar 5. 9 Data Node (Jam Ke-48 pada Aliran Extended ... 90

(8)

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Standar Penentuan Besar Kebutuhan Air………

7

Tabel 2. 2 Nilai Koefisien C Hazen

Williams……….

25

Tabel 3 1 Data Jumlah

Penduduk……….

30

Tabel 3 2 DataStatistik Penduduk Desa

A………

32

Tabel 3 3 Pn Desa A Metode

Aritmatik………

33

Tabel 3 4 Perhitungan Pn Desa A Metode

Geometrik………

34

Tabel 3 5 Perhitungan Pn Desa A Metode Least Square……….

35

Tabel 3 6 Data Desa A Bedasarkan 3

Metode……….

36

Tabel 3 7 Data Statistik Penduduk Desa

B………..

37

(9)

vii Tabel 3 8 Pn Desa B Metode

Aritmatik………

38

Tabel 3 9 Pehitungsn Pn Desa B Metode

Geometrik………

40

Tabel 3 10 Perhitungan Pn Desa B Least

Square……….

41

Tabel 3 11 Data Desa B Bedasarkan 3

Metode……….

42

Tabel 3 12 Data Statistik Penduduk Dessa

C………

43

Tabel 3 13Pn Desa B Metode

Aritmatik……….

44

Tabel 3 14 Perhitungn Pn Desa C Metode

Geometrik……….

45

Tabel 3 15 Perhitungan Pn Desa C Metode Least Square………

46

Tabel 3 16 Data Desa B Bedsarkan 3

Metode………..

47

D………

48

(10)

viii Tabel 3 18 Pn Desa D Metode

Aritmatik……….

49

Tabel 3 19 Perhitungan Pn Desa D Metode

Geometrik………

50

Tabel 3 20 Perhitungan Pn Desa D Metode Least Square………

51

Tabel 3 21 Data Desa D Bedasarkan 3

Metode………

52

E……….

53

Tabel 3 23 Pn Desa E Metode

Aritmatik………..

54

Tabel 3 24 Perhitungan Pn Desa E Metode

Geometrik………

55

Tabel 3 25 Perhitungan Pn Desa E Metode Least Square……….

56

Tabel 3 26 Data Desa E Bedasarkan 3

Metode………

57

F……….

57

(11)

ix Tabel 3 28 Pn Desa F Metode

Aritmatik………...

59

Tabel 3 29 Perhitungan Pn Desa F Metode

Geometrik………

60

Tabel 3 30 Perhitungan Pn Desa F Metode Least Square………

61

Tabel 3 31 Data Desa F Bedasarkan 3

Metode……….

62

Tabel 4.1 Kapasitas Hari Maksimum Tahun 1pada Desa Type II (liter/detik)…………

74

Tabel 4. 2 Perhitungan Diameter

Pipa………...

76

Tabel 4. 3 Kehilangan Energi

Utama/Mayor………

79

Tabel 4. 4 Perhitungan Kehilangan Energi Skunder/Minor (Hm)………....

80

Tabel 4. 6 Kehilangan Energi Utama (Mayor), Kehilangn Energi Skunder {Minor), dan sia Tekanan………82

(12)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penyediaan air bersih untuk masyarakat mempunyai peranan yag sangat penting dalam meningkatkan kesehatan lingkungan atau masyarakat, yakni kesehatan lingkungan aie mempunyai peran dalam menurunkan angka penderitaan penyakit, khususnya yang berhubungan dengan air, dan dan berperan meningkatkan standar atau tarif kualitas hidup masyarakat

Permasalahan yang muncul adalah tidak semua daerah memiliki sumber air yang dapat langsung digunakan untuk kebutuhan air minum atau sumber air bersih tersebut terletak jauh dari pemukiman. Kendala seperti ini sangat terasa bagi daerah perkotaan yang disebabkan karena kepadatan penduduk yang tinggi sehingga menurunnya kualitas sungai sebagai sumber air baku, di sisi lain kemajuan teknologi mengakibatkan sumber – sumber air menjadi kotor dan tercemar.

Berdasarkan pada kenyataan tersebut maka diperlukan suatu sistem distribusi air minum dimana sumber air bakunya layak dikonsumsi baik dari segi kualitas, kuantitas dan kontinuitas. Oleh karena itu dibuatlah suatu metode agar konsumsi air tidak tumpang tindih yang artinya distribusi air dapat dibagikan kepada yang membutuhkan walaupun tempatnya jauh dari sumber air. Metode ini dikenal sebagai Sistem Penyediaan Air Minum atau SPAM, dan diharapkan agar infrastruktur SPAM di setiap daerah dapat dikembangkan dengan optimal supaya masyarakat dapat memanfatkan air bersih tersebut.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, terdapat beberapa rumusan masalah yang muncul sebai berikut :

1. Bagaimana proeksi kebutuhan air minum di wilayah perencanaan?

2. Berapa kapasitas resevoar dan bangunan yang dibutuhkan?

3. Berapa estimasi awal diameter pipa bedasarkan perencanaan atau persamaan Hazen Wiliam?

4. Bagaimana kehilangan energy (Mayor dan Miner Losses)?

(13)

2 5. Bagaimana profil hidraulis pada jaringan pipa (hf,he,dp)?

6. Bagaimana perencanaan jaringan pemipaan trasmisi dari distribusi utama dengan meggunakan program waternet?

7. Bagaimana diagram skematis untuk target cakupan pelayanan (prioritas tahun pertama, kedua dan selanjutnya). Jika asumsi 1 liter/detik dapat melayani SR sampai (SR= 4-5 jiwa)?

8. Bagaimanakah diagram skematis untuk perencanaan SPAM yang akan dibangun dengan menggambarkan seluruh komponen system secara lengkap?

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam perencanaan SPAM ini antara lain sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui proyeksi kebutuhan air minum di wilayah perencanaan.

2. Untuk mengetahui kapasitas resevoar dan bangunan penunjang yang dibutuhkan .

3. Untuk mengetahui estimasi awal diameter pipa bedasarkan perencanaan atau persamaan Hazen Wiliam.

4. Untuk mengetahui kehilangan energy (Mayor dan Miner Losses).

5. Untuk mengetahui profil hidraulis pada jaringan pipa (hf,he,dp).

6. Untuk mengetahui perencanaan jaringan pemipaan trasmisi dari distribusi utama dengan meggunakan program waternet.

7. Untuk mengetahui diagram skematis untuk target cakupan pelayanan (prioritas tahun pertama, kedua dan selanjutnya). Jika asumsi 1 liter/detik dapat melayani SR sampai (SR= 4-5 jiwa).

8. Untuk mengetahui diagram skematis untuk perencanaan SPAM yang akan dibangun dengan menggambarkan seluruh komponen system secara lengkap.

1.4 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang didapatkan dari SPAM ini antara lain sebagai berikut : 1. Sebagai acuan penelitian tentang cara merencanakan penyediaan air bersih.

(14)

3 2. Sebagai masukan untuk instansi/institusi terkait alternative yang dapat dilakukan untuk mengembangkan pelayanan air bersih di daerah yang membutuhkan

1.5 Uraian Sistem Penyediaan Air Minum (SPAM)

Perencanaan system penyediaan air minum yang di lakukan melalui system jaringan perpipaan terdiri dari beberapa unit air baku, unit produksi, unit distribusi, unit pelayana dan bangunan penunjang.

1.5.1 Unit Air Baku

Unit air baku terdiri dari bangunan penampang air, bangunan pengambilan, system pemampaan, dan bangunan sarana pembawa serta perlengkapannya. Unit air baku merupakan sarana pengambilan dan atau penyediaan air baku. Air wajib memenuhi baku mutu yang ditetapkan

1.5.2 Unit Produksi

Unit produksi merupakan sarana atau prasarana yang dapat digunakan untuk mengolah air baku menjadi air minum melalui proses fisik, kimiawi, dan biologi. Unit produksi dapat terdiri dari bangunan pengolahan dan perlengkapan, perangkat operasional, alat penguras dan peralatan alat pemantauan, serta bangunan penampungan air minum.

1.5.3 Unit Distribusi

Unit distribusi terdiri dari system penampang, alat ukur dan peralatan pemantauan.

Unit distribusi wajib memeberikan kapasitas kuantitas air baku, kualitas air baku, kontiunitas air baku pengaliran yang memberikan pengaliran 24 jam per-hari

1.5.4 Unit Pelayanan

Unit pelayanan tediri dari sambungan rumah, hidran umum dan hidran kebakaran 1.5.5 Unit Bangunan Penunjang

Unit banguna penunjang terdiri atas beberapa bagian sebagai berikut : a. Bak Pelepasan tekanan (BPT)

BPT berfungsi sebagai penghilang tekanan yang terdapat pada aliran yang dapat menyebabkan pipa pecah.

b. Boster Station

(15)

4 Boster Station berfungsi sebagai menambah tekanan air dalam pipa menggunakan penampang

c. Jembatan Pipa

Jembatan Pipa berfungsi sebagai penyalur pip ajika diperlukan melewati sungai, atau atas permukaan tanah

d. Aksesoris Pipa

Aksesori pipa antara lain berupa air value, check value, gate value, bangunan perlintasan pipa, trust block

1.6 Referensi Dasar Hukum

Anda beberapa landasan hukum yang digunakan dalam SPAM ini diantaranya : 1. Undang-Undang Dasar Negara Republik Indonesia

2. Undang-Undang Republik Indonesia No.11. Tahun 1974 tentang pengairan 3. Peraturan pemerintah RI No.22. Tahun 2015 tentang SPAM

4. Peraturan mentri pekerja umum No. 06/PRT/M/20

5. Peraturan mentri pekerja ijin penyelenggaraan pengembangan system penyebaran air minum oleh badan usaha dan masyarakat untuk memenuhi kebutuhan sendiri

6. Peraturan mentri pekerja umum No.18/PRT/M/2012/ tentang pedoman pembinaan penyelenggaraan SPAM

7. Peraturan mentri pekerja umun dan perumahan rakyat No.27/PRT/M/2016 tetang tata cara perijinan penggunaan sumber daya air dan penggunaan sumber daya air

8. Meraturan mentri pekerja umun dan perumahan rakyat No.1/PRT/M/2016 tentang penyelenggaraan SPAM

9. Peraturan mentri pekerja umum dan perumahan rakyat No. 25/PRT/M/2016 tentang pelaksaanaan kebutuhan sendiri oleh badan usaha

10. Peraturan mentri pekreja umum dan perumahan rakyat No. 26/PRT/M/2016 tentang prosudur operasional standar pengelolaan system penyedian air minum.

(16)

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Perencanaan Sistem Penyediaan air Minum yang dilakukan melalui system jaringan perpipaan terdiri atas beberapa unit penyusun yaitu unit air baku, unit produksi, unit ditribusi, unit pelayanan dan unit bangunan penunjang beriku adalah skema unit-unit Sistem Penyediaan Air Minum (SPAM) :

Gambar 2. 1 Skema Sistem Penyediaan Air Minum 2.1 Unit-Unit SPAM

2.1.1 Unit Air Baku

Unit air baku merupakan sarana pengambilan atau penyediaan air baku. Uni air baku bias terdiri dari bangnan penampung air, bangunan pengambilan atau penyadap, alat alat pengukuran dan peralatan pemantauan, system pemipaan atau bangunan sarana pembawa serta perlengkapan.

Air baku wajib memenuhi baku mutu yang di tetapkan untuk penyediaan air minum sesuai dengan ketentuan peratutan perundang-undangan.

1. Sumber Air Baku

Perencanaan dan pengembangan air perlu memperhatikan kuantitas dan kualitas sumber air baku. Dimana air baku terdiri dari :

- Air Permukaan

Sumber air merupakan terbagi dalam beberapa jenis, yaitu air danau dan air sungai.

IPA

Res

SR HU

Unit Air Baku Unit Produksi Unit Distribusi Unit Pelayanan

APBN APBD Prov/Kab/Kota APBD Kab/Kota

SDA/CK CK JDU : APBD Prov / APBN CK (Prov.)

JDB : APBD Prov / APBD Kab.

JDL : APBD Kab/Kota

APBD Kab/Kota

SKEMA SPAM

(17)

6 Air danau dapat berasal dari sungai atau genangan air hujan. Air sungai berasal dari mata air.

- Air Tanah

Air tanah berasal dari lapisan aquifer di dalam tanah. Keberadaan air di lapisan aquifer berasal dari air hujan yang menyelusup ke dalam tanah

- Air Hujan

Air hujan juga banyak diguakan untuk memenuhi kebutuhan air minum di beberapa tempat yang tidak memiliki sumber air permukaancmauoun air tanah

- Air Laut

Air laut sebenarnya dapat digunakan sebagai air baku, akan tetapi dibutuhkan bebagai tahapan dan proses dalam mengelola air tersebut hingga menjadi air baku yang layak.

2. Pipa Trasmisi

Fungsi dari saluran transmisi adalah untuk membawa air abku dari bangunan pengambilan air baku ke unit produksi, atau membawanya ke reservoir. Saluran transmisi terbagi dengan 2 jenis aliran :

- Saluran trasnmisi untuk aliran bebas atau tak tertekan, contohnya open canals, aqua duct, dan lainnya

- Saluran transmisi untuk aliran bertekanan 2.2.1 Unit Produksi

Unit produksi merupakan sarana dan prasarana yang dapt digunakan untuk mengolah air baku menjadi air minum melali proses fisik, kimiawi, dan biologi. Unit produksi terdiri dari bangunan pengelolaan dan perlengkapan, perangkat operasional, alat pengukuran dan peralatan pemantauan, serta bangunan penampungan air minum.

1. Peritungan kebutuhan Air a. Komsumsi Air Minum

Produksi air minum yang dibutuhkan adalah untuk keperluan pelayanan domestic dan non domestic. Pelayanan domestic adalah keperluan rumah tangga sehari-hari seperti minum,memasak,dan mencuci. Sedangkan pelayanan non domestikadala

(18)

7 keperluan komersil seperti indrustri, pertokoan, dan lainnya. Untuk kebutuhan praktis, dapt di tentukan pada table di bawah :

b. Faktor Hari Maksimum

Factor ahri maksimum didapatkan dengan memperhatikan fluktasi kebutuhan konsumen dalam suatu wilayah terentu yang berubah-ubah

Tabel 2. 1 Standar Penentuan Besar Kebutuhan Air

(19)

8 Gambar 2. 2 Grafik Faktor Hari Maksimum

Sumber : Buku Aljabar Sistem Penyediaan Air minum, 2014

Keterangan :

𝑄_𝑟 = Kapasitas kebutuhan dalam 1 tahun 𝑄_𝐻𝑅 = Kebutuhan harian rata-rata = 𝑄_𝑟/360 𝑄_{𝑡𝑚𝑎𝑥}= Kebutuhan harian max = 𝐹_𝐻. 𝑀_𝑋. 𝑄_𝐻𝑅

c. Faktor Jam Puncak

Selain Faktor harian maksimum, untuk perhitungan kapasitas kebutuhan system penyediaan air minum juga menggunakan faktor jam puncak

Gambar 2. 3 Grfaik Faktor Hari Maksimum Sumber : Buku Ajar Sistem Penyediaan Air Minum, 2014

Keterangan :

Qjr = kebutuhan jam rata-rata = Qhmax/24

(20)

9 Qjmax = kebutuhan jam maksimum = Fjm x Qjr

Faktor Jam Puncak = 1,5 – 2 d. Proyeksi Jumlah Penduduk

Perencanaan besar kapasitas pelayanan pad suatu pengenbangan air minum harus didasari oleh pekiraan pengembangan jumlah penduduk dimasa yang akan dating.

Proyeksi jumlah penduduk pada tahun tertentu dimasa yang akan dating dapat diperkirakan dengan menggunakan metode-metode berikut ini

1. Metode Aritmatik

Metode aritmatik baik digunakan untuk kurun waktu pendek atau sama dengan kurun waktu pengolah data. Persamaan yang dapt digunakan adalah :

Pn = Po + (r.n)

Keterangan :

Pn = Jumlah Penduduk Tahun Ke-n (jiwa) Po = Jumlah penduduk pada awal tahun (jiwa) h = Periode waktu proyeksi

r = Rata-rata pertumbuhan penduduk per-tahun (jiwa)

Nilai n dapat dicari dengan menggunakan data pada tahun k-n dengan data tahum ken-1 dibagi dengan data pada tahun ke-n ( Tn-Tn-1/Tn-1) Kemudian seluruh data yang didapt selama tahun perencanaan dijumlahkan dan dibagi banyak data

2. Metode Geometri

Metode ini menggangap bahwa perkembangan atau jumlah penduduk akan secara otomatis bertambah dengan sendirinya dan tidak memperhatikan

penurunan jumlah penduduk. Persamaan yang digunakan adalah :

P = Po (1+𝑟)

^𝑛

Keterangn :

P = Proyeksi jumlah penduduk pada tahun ke-n (jiwa) Po = Jumlah penduduk pada tahun awal (jiwa)

r = Angka pertumbuhan penduduk (%) n = Jumlah tahun proyeksi (tahun)

(21)

10 3. Metode Least Square

Metode ini merupakan metode regresi untuk mendaptkan hubungn antara sumbu y dan x. Dimana y adalah jumlah penduduk dan x adalah tahunnya dengan cara menarik garis linier di antara data-data tersebut. Persamaan dapt di buat dengan cara :

Pn = a + (b.n)

Keterangan :

Pn = Jumlah penduduk pada tahun ken-n

N = beda tahun yang dihitung terhadap tahun awal a dan b = kontanta dimana,

      



²

  2

2

t - t N

t P t t

a P



  





 

    



t²



-

 

t ² N

P t t

P b N



  









 

Untuk menentukan jumlah metode yang di pakai untuk proyeksi penduduk terlebih dahulu menguji nilai koefisien korelasi (r) untuk tiap-tiap metode.

Metode dengn nilai uji koefisien korelasi paling mendekati satu dipakai untuk memproyesasikan penduduk. Persamaan yang digunakan adalah :

r =

𝑛(∑ 𝑥𝑦)−(∑ 𝑦)(∑ 𝑥)

√[𝑛(∑ 𝑦²)−(∑ 𝑦)²][𝑛(∑ 𝑥²)−(∑ 𝑥)²]

Nilai y untuk masing-masing metode berbeda, untuk metode aritmatik nilai y adalah jumlah pertumbuhan penduduk, nilai y untuk metode geometri adalah ln dari jumlah penduduk dan untuk metode least square nilai y adalah jumlah penduduk.

4. Pengolahan Air

 IPA (Instalasi Pengolahan Air) Jenis IPA ada berbagai macam, yaitu

o Sistem Saringan Pasir Lambat (Slow Sand Filter), yaitu menggunakan pasir halus untuk menyaring kekeruhan dari air baku yang digunakan.

(22)

11 o Sistem Koagulasi - Flokulasi – Sedimentasi – Filtrasi

o Aerasi, yaitu suatu proses fisik pertemuan antara gas dan air untuk menghilangkan kandungan gas tertentu dari dalam badan air, atau untuk memasukkan gas tertentu ke dalam badan air, ataupun untuk tujuan keduanya.

2.2.2 Unit Distribusi

Unit distribusi terdiri dari sistem pemompaan, jaringan distribusi, bangunan

penampungan, alat ukur dan peralatan pemantauan. Unit distribusi wajib memberikan kepastian kuantitas, kualitas air baku, dan kontinuitas pengaliran, yang memberikan jaminan pengaliran 24 jam per hari.

1. Jaringan Pipa Distribusi

Pipa distribusi berfungsi untuk mengalirkan air dari unit produksi menuju pelanggan.

Jaringan distribusi menggunakan pipa dengan aliran yang bertekanan, dimana di sepanjang perpipaannya dihubungkan dengan sambungan pelanggan. Jenis sambungan pelanggan dapat berupa sambungan rumah (SR) dan sambungan Hidran Umum (HU) maupun sambungan untuk pelanggan usaha komersil.

Pada dasarnya ada dua jenis sistem jaringan perpipaan distribusi yaitu:

- Sistem cabang - Sistem loop

Sistem cabang atau branched:

Merupakan sistem jaringan perpipaan distribusi yang terbuka. Sistem ini biasanya Perhitungan hidrolis pada sistem branched ini cukup sederhana yaitu setiap jalur pipa dihitung secara terpisah.

(23)

12 Gambar 2. 4 Jaringn Distribusi Pipa System Cabang

Sumber : Buku Ajar Sistem Penyediaan Air Minum, 2014

Sistem loop :

Jaringan perpipaan distribusi sistem loop biasanya digunakan di wilayah perkotaan yang Perhitungan hidrolis sistem loop ini lebih sulit dibandingkan dengan sistem branched karena perlu menghitung kesetimbangan aliran pada masing-masing jalur pipa di jaringan loopnya.

Keunggulan dari jaringan perpipaan distribusi dengan sistem loop adalah dapat memberikan pelayanan yang stabil dan baik dari segi jumlah air yang disalurkan maupun besar tekanan ke seluruh wilayah pelayanan.

(24)

13 Gambar 2. 5 Jaringan Distribusi Pipa System Loop

Sumber : Buku Ajar Sistem Penyediaan Air Minum, 2014

2. Persamaan Dasar

Perhitungan hidrolis ini ditujukan untuk perpipaan yang memiliki aliran air yang bertekanan.

- Rumus aliran

: Q = v x A

Keterangan :

Q = kapasitas aliran air dalam pipa v = kecepatan aliran

A = luas potongan melintang pipa

-

Rumus aliran kontinyu :

v

1

x A

1

= v

2

x A

2

Keterangan :

v = kecepatan aliran

A = luas potongan melintang pipa

Ada beberapa rumus untuk menghitung hidrolis perpipaan : - Rumus bernoulli :

𝐻𝑔₁+ 𝑃₁

𝛾 + 𝛼₁×𝑉₁²

2𝑔 = 𝐻𝑔₂+𝑃₂

𝛾 + 𝛼₂×𝑉₂²

2𝑔 + ∆𝐻 Keterangan :

Hg = ketinggian elevasi P = tekanan air

𝛾 = berat jenis

(25)

14 𝛼 = koefisien ,tergantung dari koefsien kecepatan aliran

sekitar 1,2 untuk aliran turbulen V = kecepatan aliran

∆H = kehilangan tekanan dari titik 1 ke titik 2 akibat adanya gesekan air

Besarnya energi gradien adalah kehilangan tekanan dibagi dengan panjang pipa yaitu :

𝐼 = ∆𝐻 𝐿

Kehilangan energy dari aliran air dalam pipa :

∆𝐻 =  ×

^𝑉²

2𝑔

×

^𝐿

𝑑

- Rumus Hazen William :

Q = 0,278 × C × d

^2,63

× I

^0,54

Keterangan :

Q = kapasitas aliran,dalam m3/detik d = diameter pipa (m)

I = hydraulic gradient (m/m)

C = koefsien pipa ,tergantung dari kekasaran dinding pipa 3. Aplikasi WaterNet

WaterNet merupakan suatu program yang dirancang untuk melakukan simulasi aliran air atau fluida lainya (bukan gas) dalam pipa baik dengan sistem jaringan tertutup (loop),

sistem jaringan terbuka (bercabang) maupun sistem jaringan campuran antara loop dan percabangan. Langkah-langkah penggunaan program WaterNet adalah sebagai berikut:

1. Untuk memulai program waternet, klik Start → Program File → Waternet. Setelah klik Program Waternet, tampilan pertama yang muncul adalah jendela pilihan apakah akan membuka File Baru (New File) atau membuka file yang telah ada (Open File).

2. Disaat klik New File akan muncul jendela persiapan Data Default. Isikan Nama Proyek dan Nama Perencana sesuai dengan kehendak pengguna. Pada Jendela Default pilih cara penggambaran pipa misalnya skematis sehingga panjang pipa dalam gambar tidak harus sesuai dengan panjang pipa yang dikenali Waternet. Jika skala skalatis, maka panjang

(26)

15 gambar pipa merupakan panjang pipa yang akan dikenali oleh Waternet secara skalatis.

Setelah diisi semua data yang diperlukan klik OK.

3. Apabila datum yang diisi hendak diubah, jendela default dapat ditampilkan kembali dengan mengklik Tombol Default.

4. Untuk mengubah nilai default pipa, node, pompa sesuai dengan kondisi yang sebenarnya gunakan Tombol Editing untuk memunculkan jendela editing masing- masing komponen.

5. Setelah isian pada default selesai akan muncul Jendela Paper. Isikan pilihan paper Letter dengan layout Lansccape kemudian klik Apply and Exit untuk keluar dan siap menggambar jaringan.

6. Klik tombol pipa dan bawa cursor ke jendela grafis maka cursor akan berbentuk pensil, siap menggambar pipa. Tekan mouse sebelah kiri dan drag (tarik dengan tetap menekan mouse) untuk menggambar pipa dengan panjang sesuai keinginan. Lepaskan mouse dan sebuah pipa akan tergambar di layar. Gambar kembali pipa-pipa lain dengan mengingat bahwa pipa-pipa tersebut pada akhirnya harus membentuk jaringan, yaitu ada kaitan antara satu pipa dengan pipa lain sehingga air dapat mengalir dari pipa satu ke pipa lain.

7. Jaringan sederhana telah siap disimulasi (di Run). Klik tombol GO dan akan muncul jendela informasi variabel yang digunakan dalam simulasi secara singkat. Klik Go pada jendela variabel, hasil running dilaporkan secara singkat dengan jendela Report.

Hasil running dilaporkan secara singkat dengan jendela Report. Pada sebelah kanan atas ada lingkaran berwarna hijau yang menunjukkan bahwa simulasi sukses dan jaringan tidak mempunyai masalah. Pada jendela report ada tiga combo box yang jika jaringan mengalami masalah pesan akan ditampilkan di dalamnya. Klik EXIT dan akan muncul jaringan yang telah dilengkapi dengan arah aliran. Jika hasil simulasi bertulisakan stop or aborted berarti harus dilakukan simulasi ulang, program ini akan menunjukan kejanggalan yang akan muncul akibat perhitungan yang kurang tepat (lihat kotak yang dilingkar merah).

(27)

16 2.1.4 Unit Pelayanan

Unit pelayanan terdiri dari sambungan rumah, hidran umum, dan hidran kebakaran. Untuk mengukur besaran pelayanan pada sambungan rumah dan hidran umum harus dipasang alat ukur berupa meter air. Untuk menjamin keakuratannya, meter air wajib diperiksa secara berkala oleh institusi berwenang.

 Sambungan Rumah

Pipa dan perlengkapannya, dimulai dari titik penyadapan sampai dengan meter air.

 Hidran/Kran

Pekerjaan perpipaan dan pemasangan meteran air berikut konstruksi sipil yang diperlukan sesuai gambar rencana.

 Hidran Kebakaran

Suatu hidran atau sambungan keluar yang disediakan untuk mengambil air dari pipa air minum untuk keperluan pemadaman kebakaran atau pengurasan pipa.

2.2 Standar Kebutuhan Air

Berisi tentang standar dan kriteria yang akan digunakan dalam pengembangan SPAM.

Parameter yang perlu diperhatikan :

 Kondisi eksisting

 Arah pengembangan kota

Untuk memenuhi kebutuhan air baku yang meliputi air bersih penduduk (domestik dan non domestik) dan fasilitas umum, dengan maka terdapat faktor pertimbangan yang dapat menyebabkan bertambahnya kebutuhan air bersih. Standar kebutuhan air dibedakan menjadi 2 (dua) macam yaitu :

1. Kebutuhan domestik 2. Kebutuhan non domestic

2.2.1 Standar Kebutuhan Air Domestik

Standar kebutuhan air domestik yaitu kebutuhan air yang digunakan pada tempat-tempat hunian pribadi untuk memenuhi keperluan sehari-hari seperti: memasak, minum, mencuci dan

(28)

17 keperluan rumah tangga lainnya. Satuan yang dipakai adalah liter/orang/hari. Cara menentukan Standar kebutuhan Domestik yaitu

 Penentuan Standar Kebutuhan Domestik Konsumsi jaringan perpipaan domestik (KJPD) Beberapa parameter yang dipakai dalam menentukan tingkat pelayanan air bersih untuk kebutuhan air domestik yang akan direncanakan meliputi:

a. Konsumsi Pemakaian Air Bersih

Untuk konsumsi air bersih domestik ditentukan untuk sambungan rumah (SR) sebesar 120 l/dt dan sambungan umum (SU) sebesar 30 l/dt.

b. Jumlah Jiwa per Sambungan

Jumlah jiwa per sambungan rumah dihitung berdasarkan jumlah rata – rata untuk SR sebesar 5 jiwa/sambungan(sesuaikan data BPS setempat) dan SU sebesar 100 jiwa/sambungan.

Air yang terdistribusikan (Qd) oleh pengelola SPAM (dari hasil pengamatan diambil m³/bln dan di jadikan m³/hari), dikurangi volume kebocoran (persentase kebocoran (A%) x Qd), dibagi dengan jumlah jiwa yang terlayani (Pt). (Pt yang terkait dengan sambungan rumah (SR) diasumsikan 1 SR= …. Orang, sesuaikan data BPS setempat; Pt terkait hidran umum diasumsikan 1 HU= ±100 Orang atau sesuaikan data eksisting pemanfaatan HU).Jadi, dapat disimpulkan:

KJPD = (Qd – (A% x Qd))/Pt

(29)

18 Sehingga didapat kebutuhan air domestik dalam m³/orang/hari dijadikan dalam l/orang/hari. Jika tidak ada sistem (bukan jaringan perpipaan), kebutuhan air dilakukan dengan wilayah tingkat krakteristik yang sama.

 BJP Domestik (Kbjpd).

Disamakan degan perhitungan kebutuhan JP Domestik.

Kbjpd = Kjpd dalam l/orang/hari

(30)

19 2.2.2 Standar Kebutuhan Air Non Domestik

Standar kebutuhan JP Non Domestik , yaitu tambahan 15% dari kebutuhan air domestik sesuai dengan Permen PU No. 18/2007 atau sesuai dengan kebutuhan non-domestik yang direncanakan.

Standar kebutuhan air domestik untuk konsumsi di daerah perkotaan adalah 120 – 150 l/orang/hari sesuai dengan Permen PU No. 18 tahun 2007 sedangkan untuk konsumsi air domestik di daerah pedesaan adalah 60 l/orang/hari sesuai dengan Permen PU No. 18 tahun 2007.

2.3 Kriteria Perencanaan

2.3.1 Unit Air Baku

Dalam pemilihan sumber air baku untuk keperluan SPAM ada syarat-syarat yang harus dipenuhi yaitu syarat kualitas dan syarat kuantitas. Parameter-parameter untuk syarat kualitas dapat mengacu pada Permenkes No. 492 tahun 2010. Sedangkan, parameter kuantitas adalah debit yang memenuhi kebutuhan proyeksi 15-20 tahun yaitu dengan cara mengkaji neraca air dari sumber air yang akan diambil. (Misalnya : Mata Air, Danau, Bendung, Embung, Waduk, dan Sungai.)

2.3.2 Unit Trasmisi

Pada Kriteria Perencanaan, unit transmisi dibedakan menjadi transmisi air baku dan transmisi air olahan. Pada proses penyaluran air di unit transmisi ini digunakan digunakan saluran tertutup dengan pipa kecuali untuk air baku diperbolehkan menggunakan saluran terbuka namun tetap terlindung dari bahaya kontaminasi.

Untuk memperkirakan diameter pipa transmisi, hal yang perlu dilakukan pertama buatkan rencana jalur pipa transmisi, plotkan pada Peta Rupa Bumi atau Peta Citra Satelit, perkirakan panjang dan elevasinya, kemudian perkirakan diameter pipa transmisinya.

Contoh untuk memperkirakan diameter pipa transmisi :

Tentukan titik awal (intake) dan akhirnya ( titik awal Reservoir Distribusi) dari peta BAKOSURTANAL atau Citra Satelit, perkirakan diameter pipa dengan menggunakan rumus Hazen-William atau Darcy-Weisbach.

Rumus Hazen-William :

Q = 0,27853 . C . D^2,63 . S^0,54

(31)

20 S = [Q/(0,27853 . C . D^2,63)]^1,85

Hf = S x L

D = [Q/(0,27853 . C . S^0,54)]^0,38 v = Q/A (m/dt)

A = 0,25 x  x D² Keterangan :

C = Koefisien kekasaran dalam pipa D = Diameter pipa (m)

Q = Debit Pengaliran (m³/dt) S = Slope/ Kemiringan hidrolis

Hf = Kehilangan tekanan karena friksi dalam pipa (m) L = Jarak/ Panjang Pipa (m)

v = Kecepatan Pengaliran (m/dt) A = Luas Permukaan Pipa (m²)

 = 3,14

Ambil dari proyeksi kebutuhan penduduk debit hari maksimum (1,2 x Debit rerata), misalkan : Debit (Q) = 200 l/dt = 0,2 m³/dt

Koefisien (C) = 120 (PVC) Jarak (L) = 3000 m

Dari peta dapat diidentifikasi : Elevasi titik awal = +200 dpl Elevasi titik akhir = +174 dpl

Beda tinggi (H) = 200 - 174 = 26 m

Tentuka sisa tekanan yang diinginkan misalnya : Sisa Tekanan = 10 m Sehingga Hf = 26 – 10 = 16 m

Lihat gambar berikut :

(32)

21 KEHILANGAN

TEKANAN

DEBIT KOEFISIEN HAZEN- WILLIAM

JARAK SLOPE DIAMETER KECEPATAN

PENGALIRAN

Hf Q C L S D v

(m) (m3/dt) (m) (m) (m/dt)

16 0.2 120 3000 0.005333333 0.4184765 1.45485014

Diameter pipa (D) = 0,418 m = 418 mm, pembulatan tergantung pertibangan terhadap kebutuhan.

(dibulatkan ke 400 mm untuk memperkecil investasi, ke diameter 450 mm untuk keamanan sisa tekanan)  misalnya diambil D = 450 mm atau 0,45 m  masukan kedalam tabel berikut ini :

DIAMETER DEBIT KOEFISIEN HAZEN- WILLIAM

JARAK SLOPE KEHILANGAN

TEKANAN

KECEPATAN

PENGALIRAN

D Q C L S Hf v

(m) (m3/dt) (m) (m) (m/dt)

0.45 0.2 120 3000 0.0037558 11.26737618 1.258158371

Dikontrol terhadap kecepatan pengaliran (v) = 0,35 – 1 m/dt untuk pipa transmisi jenis PVC dan diameter (D) = 0,45 m atau 450 mm dapat dipakai.

(33)

22 2.3.3 Unit Produksi

Unit produksi atau juga disebut system pengolahan dibedakan menjadi dua yaitu Pengolahan Lengkap dan Pengolahan Parsial.

1. Pengolahan Lengkap

Pengolahan Lengkap yaitu pengolahan yang diperlukan untuk air baku yang mempunyai turbidity (kekeruhan) antara >5 sampai 50 NTU (Net Turbidity Unit) misal Instalasi Pengolahan Air lengkap dengan pembubuhan bahan kimia penurun kekeruhan contoh : Alum, PAC, dll; pembubuhan bahan kimia pengontrol pH : Soda Ash, dll;

pembubuhan bahan kimia untuk cuci hama (desinfektan) 2. Pengolahan Parsial

Pengolahan parsial yaitu pengolahan untuk air baku dengan kekeruhan < 5 NTU misal saringan pasir lambat tanpa pembubuhan kimia kecuali desinfektan.

2.3.4 Unit Distribusi

Pola system distribusi dibedakan menjadi dua yaitu (1) Pola Cabang dan (2) Pola Cincin, terkait dengan penyusunan RI SPAM , SPAM perpipaan jaringan distribusi tidak perlu terlalu rinci cukup mengansumsi biayanya saja, yaitu dengan mengalikan jumlah SR yang akan dipasang dengan perkiraan harga pemasangan SR lengkap + 100 m pipa pelayanan atau 2,5 jt – 3 jt IDR tergantung harga satuan wilayah. Hal ini diperlukan untuk memperkirakan biaya investasi untuk distribusi.

2.3.5 Unit Pelayanan

Pengoperasian unit pelayanan meliputi kegiatan pelayanan untuk domestik yaitu sambungan rumah, sambungan halaman, hidran umum dan terminal air, dan nondomestik yaitu industri kecil, industri besar, restoran, hotel, perkantoran, rumah sakit, dan hidran kebakaran. Pada setiap unit pelayanan harus dipasang meter air pelanggan, dimana meter air ini wajib ditera secara berkala oleh badan yang diberi kewenangan untuk melakukan tera. Selain itu pada unit pelayan juga harus disediakan hidran umum dengan tujuan untuk memberikan pelayanan air minum bagi masyarakat yang berpenghasilan rendah maupun daerah yang tidak memenuhi persyaratan teknis yang diperlukan dan juga pada setiap unit pelayanan perlu dipasang hidran kebakaran dengan jarak antar hidran kebakaran maksimal 300 meter yang dimaksudkan untuk mengatasi apabila terjadi

(34)

23 kebakaran di daerah tersebut sesuai peraturan perundangan yang berlaku.Metode proyeksi penduduk beragam dan banyak macamnya. Adapun metode proyeksi penduduk yang biasa digunakan ada beberapa macam

2.4 Periode Perencanaan

Periode perencanaan dalam sistem penyediaan air minum antara 15 – 20 tahun dan dievaluasi setiap 5 tahun.

Menurut Triatmodjo (1995), aliran dalam pipa merupakan aliran tertutup dimana air kontak dengan seluruh penampang saluran. Jumlah aliran yang mengalir melalui lintang aliran tiap satuan waktu disebut debit aliran, yang secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut

Q = A x V (m

²

x m/det = m

³

/det)

a. Persamaan Kontinuitas

Pada setiap aliran dimana tidak ada kebocoran maka untuk setiap penampang berlaku bahwa debit tiap potongan selalu sama.

V

1

x A

1

= V

2

x A

2 atau,

Q = A x V

(konstan)

Gambar 2. 6 saluran Pipa Dengan Diameter Berbeda Sumber : Triatmodjo (1995)

Menurut Triatmojo (1995), untuk pipa bercabang berdasarkan persamaan kontinuitas, debit aliran yang menuju titik cabang harus sama dengan debit yang meninggalkan titik tersebut, yang secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut

Q

1

= Q

2

+ Q

3 atau,

A

1

x V

1

= A

2

x V

2

= A

3

x V

3

(35)

24 Gambar 2. 7 Persamaan Kontinuitas pada Pipa Bercabang

Sumber : Triatmodjo (1995)

b. Persamaan Bernoulli

Menurut Bernoulli, jumlah tinggi tempat, tinggi tekanan, dan tinggi kecepatan pada setiap titik pada aliran air selalu konstan. Persamaan Bernoulli dapat dipandang sebagai persamaan kekekalan energi, mengingat z = energi potensial cair tiap satuan berat.

Dengan neraca massa energi yang masuk sama dengan yang keluar energi di A = energi di B sehingga

𝐻 = 𝑧 +𝑝 𝛾 +𝑣²

2𝑔 𝑧1 +𝑝1

𝛾 +𝑣²

2𝑔+ ℎ𝑓 = 𝑧1 +𝑝1 𝛾 + 𝑣²

2𝑔+ ℎ𝑓

(36)

25 Gambar 2. 8 Garis Energi dan Garis Tekanan

Sumber : Triatmodjo (1995)

C. Persamaan Hazen Willian

Q = 0,2785 x C x D^2,63x S^0,54 Dimana :

Q = debit aliran (m³/detik)

C = Koefisien kekasaran, dapat dilihat pada tabel 2.4 D = Diameter pipa (m)

S = Slope pipa = beda tinggi/panjang pipa (m/m)

Tabel 2. 2 Nilai Koefisien C Hazen Williams

(37)

26

 Tekanan Air dan Kecepatan Aliran

Jika tekanan air berkurang, akan menyebabkan kesulitan dalam pemakaian air.

Sedangkan tekanan air yang berlebih dapat menimbulkan rasa sakit karena terkena pancaran air, merusak peralatan plumbing, dan menambah kemungkinan timbulnya pukulan air. Besarnya tekanan air yang baik pada suatu daerah bergantung pada persyaratan pemakai atau alat yang harus dilayani. Secara umum, dapat dikatakan besarnya tekanan standar adalah 1,0 kg/cm², sedangkan tekanan statik sebaiknya

diusahakan antara 4,0-5,0 kg/cm² untuk perkantoran dan 2,5-3,5 kg/cm² untuk hotel dan perumahan. Di samping itu beberapa macam peralatan plumbing tidak dapat berfungsi dengan baik kalau tekanan airnya kurang dari batas minimum.

Kecepatan aliran air yang terlampau tinggi akan menambah kemungkinan timbulnya pukulan air, menimbulkan suara berisik dan kadang menyebabkan ausnya permukaan dalam pipa. Biasanya digunakan standar kecepatan antara 0,6-1,2 m/dt, dan batas maksimumnya adalah 1,5-2,0 m/dt. Di lain pihak, kecepatan yang terlalu rendah ternyata dapat menimbulkan efek korosi, pengendapan kotoran yang mempengaruhi kualitas air (Morimura et al., 1999).

 Kehilangan Tekanan

Macam kehilangan tekanan adalah:

1. Major losses, terjadi akibat gesekan air dengan dinding pipa. Menurut Atang, (1983), besarnya kehilangan tekanan karena gesekan dapat ditentukan dengan formula umum dari Darcy, yaitu:

ℎ𝑓 = 𝑓𝑥𝐿 𝐷.𝑉²

2𝑔

Dimana koefisien tahanan aliran f merupakan fungsi dari bilangan Reynolds dan kekasaran relative dari pipa. Bilangan Reynolds dapat dihitung dengan formula:

𝑅𝑒 =^𝑣.𝑑

𝑣

2. Minor losses, terjadi akibat perubahan penampang pipa, sambungan, belokan, dan katup. Kehilangan tenaga akibat gesekan pada pipa panjang biasanya jauh lebih besar daripada kehilangan tenaga sekunder, sehingga pada keadaan tersebut biasanya kehilangan tenaga sekunder diabaikan. Pada pipa pendek kehilangan tenaga sekunder

(38)

27 harus diperhitungkan. Apabila kehilangan tenaga sekunder kurang dari 5% dari kehilangan tenaga akibat gesekan maka kehilangan tenaga tersebut dapat diabaikan.

Untuk memperkecil kehilangan tenaga sekunder, perubahan penampang atau belokan jangan dibuat mendadak tapi berangsur-angsur. Persamaan minor losses:

ℎ𝑒 = 𝑘𝑉² 2𝑔

 Analisis Aliran Pipa

Headloss dalam pipa air dapat dihitung melalui persamaan Darcy-Weisbach (Triatmodjo, 1995)

ℎ𝑓 = 𝑓𝑥𝐿 𝐷.𝑉²

2𝑔 Dimana :

Hf = headloss (m)

f = koefisien kekasaran pipa L = panjang pipa (m)

D = diameter pipa (m) v = kecepatan aliran (m/det) g = percepatan gravitasi (m/det²)

Persamaan Darcy dapat ditransformasikan dengan persamaan Chezy adalah (Triatmodjo, 1995)

𝑣² = 2𝑔𝐷 𝑓𝐿 ℎ𝑓

ℎ𝑓

𝑙

= 𝑆

(kemiringan garis energy atau kemiringan hidrolisis) Untuk pipa penuh sehingga R = A/P = D/4

A = luas permukaan pipa πD²/4 P = keliling basah πD

𝑣² =^8𝑔

𝑓 𝑅𝑆 atau 𝑣² = 𝐶²𝑅𝑆 Dimana : 𝐶² =^8𝑔

𝑓

Sehingga : 𝑣 = 𝐶√𝑅𝑆

(39)

28 Dalam persamaan Chezy nilai C harus diketahui. Manning dan Strickler dibangun dengan persamaan Chezy. Sehingga persamaan secara praktis adalah:

𝑣 = ¹

𝑛𝑅¹^⁄⁶. 𝑅¹^⁄². 𝑆¹^⁄² (di mana 𝐶¹

𝑛𝑅¹^⁄⁶) 𝑣 = 1

𝑛𝑅²^⁄³𝑆¹^⁄² Dimana n = koefisien kekasaran (Manning)

2.5 Kriteria Daerag Layan

Daerah yang diprioritaskan daerah rawan air, tinggi kepadatan penduduknya, daerah strategis (wisata, industri, perkantoran). Upayakan daerah yang BJP tidak terlindungi dijadikan BJP terlindungi atau diubah menjadi JP dengan parameter sosial ekonominya

(40)

29

BAB III

PROYEKSI KEBUTUHAN AIR MINUM

3.1 Rencana Daerah Pelayanan

Rencana daerah pelayanan untuk masing-masing reservoir distribusi direncanakan dengan jaringan distribusi type II dengan rincian daerah pelayanan sebagai berikut:

 Reservoir I melayani Desa A, Desa B, dan Desa C

 Reservoir II melayani Desa D, Desa E, Desa F dan G

Sedangkan untuk tingkat pelayanan direncanakan untuk 15 tahun ke depan:

 5 tahun pertama (2020-2025) dengan tingkat pelayanan sebesar 70%

 5 tahun kedua (2025-2030) dengan tingkat pelayanan sebesar 80%

 5 tahun ketiga (2030-2035) dengan tingkat pelayanan sebesar 90%

3.2 Data Perencanaan

 Potensi Sumber Air = 335 l/dt

 Sumber Air = Mata Air

 Wilayah Pelayanan = 6 Daerah Pedesaan untuk Type II

 Unit Air baku = Sumber Mata Air

 Unit Produksi = Reservoir I dan Reservoir II

 Pipa Transmisi = PN 10 – PN 12

 Pipa Distribusi = PN (6-8)

 Sistem Pengaliran Pipa Transmisi = Pompa

 Sistem Pengaliran Distribusi = Gravitasi

 Jaringan Distribusi (pilihan) = Type II

 Bangunan Penunjang = BPT dan ACC Pipa

 Konsumsi Air Rumah Tangga = 130 lt/ orang / hari

 Periode Perencanaan = 15 Tahun

(41)

30

Wilayah Jumlah Penduduk (jiwa)

2012 2013 2014 2015 2016

Desa 1 (A) 2156 2390 2635 2790 2955

Desa 2 (B) 1685 1745 1777 1838 1897

Desa 3 (C) 1840 1850 1875 1937 1990

Desa 4 (D) 2180 2230 2290 2340 2395

Desa 5 (E) 1770 1810 1970 2135 2295

Desa 6 (F) 2030 2140 2275 2350 2390

Desa 7 (G) 1945 2145 2245 2357 2480

Tabel 3 1 Data Jumlah Penduduk

3.3 Proyeksi Jumlah Penduduk

Untuk menghitung proyeksi penduduk Desa A, B, C, D, E , F dan G dari tahun 2012 sampai 2016 digunakan beberapa metode dibawah ini antara lain metode aritmatik, metode geometrik, dan metode least square. Setelah itu dicari standar deviasi masing-masing metode.

Untuk menghitung proyeksi jumlah penduduk 15 tahun ke depan, digunakan metode yang memiliki standar deviasi terkecil.

 Metode Aritmatik

Metode ini dianggap baik untuk kurun waktu yang pendek sama dengan kurun waktu perolehan data. Persamaan yang digunakan:

Pn = Po + Ka (Tn – T0) dimana:

Pn = jumlah penduduk pada tahun ke-n Po = jumlah penduduk pada tahun dasar Tn = tahun ke-n

To = tahun dasar

Ka = konstanta aritmatik

𝐾𝑎 = ^𝑃^𝑛^−𝑃^𝑜

𝑇𝑛−𝑇𝑜

 Metode Geometrik Pn = Po ( 1+r )ⁿ dimana:

Pn = jumlah penduduk pada tahun ke n

(3.1)

(3.2)

(3.3)

(42)

31 Po = jumlah penduduk pada tahun dasar

r = laju pertumbuhan penduduk n = jumlah interval

 Metode Least Square

dimana:

Ŷ = nilai variabel berdasarkan garis regresi X = variabel independen

a = konstanta

b = koefisien arah regresi linear

Adapun persamaan a dan b adalah sebagai berikut:

Bila koefisien b telah dihitung terlebih dahulu, maka konstanta a dapat ditentukan dengan persamaan lain, yaitu:

Dimana Y’ dan X’ masing-masing adalah rata-rata untuk variabel Y dan X.

 Menghitung Standar Deviasi

Untuk menghitung standar deviasi menurut Permen 18 Tahun 2007 dapat menggunakan persamaan:

(3.4)

(3.5)

(3.6)

(3.7)

(3.8)

(43)

32 3.3.1 Menentukan Metode Perhitungan

Untuk menentukan metode perhitungan yang digunakan di masing-masing desa agar mendapatkan pertumbuhan jumlah penduduk dilakukan dengan perhitungan mundur. Contoh perhitungan hanya dilakukan pada Desa A, selanjutnya perhitungan akan ditabelkan.

 Desa 1 (A) Data Penduduk

Wilayah Jumlah Penduduk (jiwa)

2012 2013 2014 2015 2016

Desa 1 (A) 2156 2390 2635 2790 2955

Tabel 3 2 DataStatistik Penduduk Desa A Tahun

Jumlah Penduduk

(Jiwa)

Pertumbuhan Penduduk Jiwa Persen (%)

2012 2156 - -

2013 2390 234 10.85%

2014 2635 245 10.25%

2015 2790 155 5.88%

2016 2955 165 5.91%

Jumlah Rata-rata

799 32,90%

199,8 8,23%

 Metode Aritmatik Pn = Po + Ka.(n) Po = Pn - Ka.(n) Ka = ^{𝑃2−𝑃1}

𝑇2−𝑇1

Dimana:

Pn = jumlah penduduk pada tahun ke-n (jiwa) Po = jumlah penduduk pada tahun awal (jiwa) n = periode waktu proyeksi

Ka = rata-rata pertumbuhan penduduk per tahun (jiwa)

(44)

33 P1 = jumlah penduduk tahun 1

P2 = jmlah penduduk tahun akhir T1 = tahun ke 1 yg diketahui T2 = tahun ke 2 yang diketahiu Diketahui:

Pn = P16 = 2955 jiwa Ka = ^2955−2156

2016−2012 = 200 jiwa Maka:

P12 = 2955 - 200(4) = 2156 jiwa P13 = 2955 - 200(3) = 2356 jiwa P14 = 2955 - 200(2) = 2556 jiwa P15 = 2955 - 200(1) = 2755 jiwa P16 = 2955 – 200(0) = 2955 jiwa

Tabel 3 3 Pn Desa A Metode Aritmatik

Tahun (Tn-To) Po Ka Pn

2012 4 2955 200 2156

2013 3 2955 200 2356

2014 2 2955 200 2556

2015 1 2955 200 2755

2016 0 2955 200 2955

Standar Deviasi Aritmatik Tahun Jumlah Penduduk

(Jiwa) (Y)

Tahun Ke (X)

Hasil Perhitungan Aritmatik (Yi)

(Yi-Ymean)² (Y-Ymean)² (Y-Yi)²

2012 2156 1 2156 184,213 184213 0

2013 2390 2 2356 52,647 38103 1,173

2014 2635 3 2556 882 2480 6,320

2015 2790 4 2755 28,917 41943 1,208

2016 2955 5 2955 136,752 136752 0

Jumlah 12926 15 12778 403411 403491 8701

Ymean 2585 − − − −

Standar Deviasi − 284,05 − −

(45)

34

Koefisien Korelasi − − − 0,989

 Metode Geometrik Pn = Po (1 + r)ⁿ Po = Pn / (1 + r)ⁿ Dimana:

r = rata-rata presentase pertumbuhan penduduk per tahun (%) Diketahui:

Pn = P16 = 2955 jiwa r = 8,23% = 0,0823 Maka:

P12 = 2955 / (1 + 0,0823)⁴ = 2154 jiwa P13 = 2955 / (1 + 0,0823)³ = 2331 jiwa P14 = 2955 / (1 + 0,0823)² = 2523 jiwa P15 = 2955 / (1 + 0,0823)¹ = 2730 jiwa P16 = 2955 / (1 + 0,0823)⁰ = 2955 jiwa

Tabel 3 4 Perhitungan Pn Desa A Metode Geometrik Tahun Jumlah Penduduk

(jiwa) r n

Jumlah Penduduk

2012 2156 8,23% 4 2154

2013 2390 8,23% 3 2331

2014 2635 8,23% 2 2523

2015 2790 8,23% 1 2730

2016 2955 8,23% 0 2955

Jumlah 12693

(46)

35 Standar Deviasi Geometrik

Tahun Tahun ke (x)

Jumlah Penduduk (Jiwa) (Y)

Hasil Perhitungan

Geometrik(Yi) (Yi-Ymean)² (Y-Ymean)² (Y-Yi)²

2012 1 2156 2154 185,941 184213 4

2013 2 2390 2331 64,536 38103 3,462

2014 3 2635 2523 3,881 2480 12,566

2015 4 2790 2730 21,088 41943 3,550

2016 5 2955 2955 136,752 136752 0

Jumlah 15 12926 12693 412198 403491 19582

Ymean − 2585 − − − −

Standar Deviasi − − 287,12 − −

Koefisien Korelasi − − − − 0,975

Tabel 3 5 Perhitungan Pn Desa A Metode Least Square Tahun Jumlah Penduduk

( Jiwa ) ( P )

Tahun Ke

( t ) P.t t² Jumlah

Penduduk

2012 2156 1 2156 1 1986

2013 2390 2 4780 4 2186

2014 2635 3 7905 9 2385

2015 2790 4 11160 16 2585

2016 2955 5 14775 25 2785

Jumlah 12926 15 40776 55 11927

Rata-rata 2585 3 8,155 11 2,385

(47)

36 Didapatkan nilai a dan b yaitu:

a = ^{(∑ 𝑝)(∑ 𝑡}

2)−(∑ 𝑡)(∑ 𝑃.𝑡) 𝑛(∑ 𝑡²)−(∑ 𝑡)²

a = 1986

b = 𝑛(∑ 𝑃.𝑡)−(∑ 𝑡)(∑ 𝑃) 𝑛(∑ 𝑡²)−(∑ 𝑡)²

b = 200

Standar Deviasi Least Square

Tahun Tahun ke (X)

Hasil Perhitungan

2012 1 2156 1986 359,280 184213 28,968

2013 2 2390 2186 159,680 38103 41,779

2014 3 2635 2385 39,920 2480 62,300

2015 4 2790 2585 0 41943 41,943

2016 5 2955 2785 39,920 136752 28,900

Jumlah 15 12926 11927 598801 403491 203891

Ymean − 2585 − − − −

Standar Deviasi − − 346,06 − −

Data Proyeksi penduduk desa A dapat dilihat pada Tabel ini, didasarkan oleh 3 metode :

Tabel 3 6 Data Desa A Bedasarkan 3 Metode Tahun (X)

Jumlah Penduduk

(Y)

Hasil Perhitungan

Aritmatika Geometrik Least Square

2012 2156 2156 2154 1986

2013 2390 2356 2331 2186

2014 2635 2556 2523 2385

2015 2790 2755 2730 2585

2016 2955 2955 2955 2785

Jumlah 12926 12778 12693 11927

(48)

37 Bedasarkan perhitungan proyeksi penduduk Desa A dengan metode Aritmatik, Geometrik, dan Least Square, diperoleh nilai standar deviasi masing-masing metode sebesar 284,05 ; 287,12 ; 346,06. Sedangkan untuk nilai koefisien korelasi (r) masing- masing metode sebesar 0,989 ; 0,975 ; 0.703. Pemilihan metode proyeksi prnduduk yang akan digunakan didasarkan pada nilai standar deviasi terkecil dan nilai koefisien korelasi yang paling mendekati 1. Dalam hal ini metode Aritmatik menghasilkan standar deviasi terkecil dan menghasilkan koefisien korelasi yang paling mendekati 1, sehingga perhitungan proyeksi penduduk desa A menggunakan metode Aritmatik.

 Desa 2 (B) Data Penduduk

Wilayah Jumlah Penduduk (jiwa)

2012 2013 2014 2015 2016

Desa 2 (B) 1685 1745 1777 1838 1897

Tabel 3 7 Data Statistik Penduduk Desa B Tahun

Jumlah Penduduk

(Jiwa)

Pertumbuhan Penduduk Jiwa Persen (%)

2012 1685 − −

2013 1745 60 3.56%

2014 1777 32 1,83%

2015 1838 61 3,43%

2016 1897 59 3,21%

Jumlah Rata-rata

212 1,.04%

53,0 3,01%

 Metode Aritmatik Pn = Po + Ka.(n) Po = Pn - Ka.(n)

(49)

38 Ka = ^{𝑃2−𝑃1}

𝑇2−𝑇1

Dimana:

Ka = rata-rata pertumbuhan penduduk per tahun (jiwa) P1 = jumlah penduduk tahun 1

P2 = jmlah penduduk tahun akhir T1 = tahun ke 1 yg diketahui T2 = tahun ke 2 yang diketahiu Diketahui:

Pn = P16 = 1897 jiwa Ka = ^1897−1685

2016−2012 = 53 jiwa Maka:

P12 = 1897 - 53(4) = 1685 jiwa P13 = 1897 - 53(3) = 1745 jiwa P14 = 1897 - 53(2) = 1777 jiwa P15 = 1897 - 53(1) = 1838 jiwa P16 = 1897 – 53(0) = 1897 jiwa

Tabel 3 8 Pn Desa B Metode Aritmatik

Tahun (Tn-To) Po Ka Pn

2012 4 1897 35 1685

2013 3 1897 35 1738

2014 2 1897 35 1791

2015 1 1897 35 1844

2016 0 1897 35 1897

(50)

39 Standar Deviasi Aritmatik

Tahun Tahun ke (X)

Hasil Perhitungan

Aritmatik (Yi) (Yi-Ymean)² (Y-Ymean)² (Y-Yi)²

2012 1 1685 1685 10,692 10692 0

2013 2 1745 1738 2,540 1884 49

2014 3 1777 1791 7 130 196

2015 4 1838 1844 3,091 2460 36

2016 5 1897 1897 11,794 11794 0

Jumlah 15 8942 8955 28124 26959 281

Ymean − 1788 − − − −

Standar Deviasi − − 75,00 − −

 Metode Geometrik Pn = Po (1 + r)ⁿ Po = Pn / (1 + r)ⁿ Dimana:

r = rata-rata presentase pertumbuhan penduduk per tahun (%) Diketahui:

Pn = P16 = 1897 jiwa r = 3,01% = 0,0301 Maka:

P12 = 1897 / (1 + 0,0301)⁴ = 1685 jiwa P13 = 1897 / (1 + 0,0301)³ = 1736 jiwa P14 = 1897 / (1 + 0,0301)² = 1788 jiwa P15 = 1897 / (1 + 0,0301)¹ = 1842 jiwa P16 = 1897 / (1 + 0,0301)⁰ = 1897 jiwa

(51)