bab 1 2 3 seminar skripsi

UNIVERSITAS INDONESIA

KELAYAKAN SENTRALISASI SUMUR DALAM SEBAGAI SUMBER AIR BAKU KEBUTUHAN DOMESTIK SUATU LINGKUNGAN PERUMAHAN SEBAGAI ALTERNATIF

PENGGUNAAN SUMUR DANGKAL INDIVIDUAL

SEMINAR SKRIPSI

ANANDITA SANCOYO MURTI

0906511675

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

DEPOK

2012

ii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri,

Dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk

Telah saya nyatakan dengan benar.

Nama : Anandita Sancoyo Murti

NPM : 0906511675

Tanda Tangan :

Tanggal : 2012

Universitas Indonesia

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat,

hidayah serta inayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini tepat

waktu. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat

untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil pada Fakultas

Teknik Universitas Indonesia. Penulis mengucapkan terima kasih sebesar-

besarnya kepada :

1. Ir. Herr Soeryantono, M.Sc, Ph.D selaku dosen pembimbing yang telah

menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan penulis

dalam penyusunan skripsi ini, serta segala kisah dan analogi yang

membangkitkan semangat.

2. Dr. Nyoman Suwartha, M.T., M.Agr selaku dosen pembimbing yang telah

menyediakan waktu, tenaga, pikiran, serta ketelitian untuk mengarahkan,

membantu, dan membimbing penulis dalam penyusunan skripsi ini.

3. Papa dan Mama atas dukungan spiritual, moral, dan materil yang diberikan

sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Semangat yang selalu diberikan

memberikan keteguhan untuk fokus mengerjakan tugas ini.

4. Kakak, kakak ipar, serta keponakan-keponakan atas dukungan spiritual,

moral, dan rasa kekeluargaan sehingga kenyamanan yang diberikan dapat

membantu skripsi ini terselesaikan.

5. Sahabat yang selalu memotivasi dan menemani proses terselesaikannya

skripsi ini.

Akhir kata, semoga Allah SWT berkenan membalas segala kebaikan

semua pihak yang telah disebutkan di atas. Semoga skripsi ini membawa manfaat

untuk perkembangan ilmu pengetahuan.

Depok, 15 Januari 2013

Anandita Sancoyo Murti


iv

ABSTRAK

Nama : Anandita Sancoyo Murti

Program Studi: Teknik Sipil

Judul : Kelayakan Sentralisasi Sumur Dalam Sebagai Sumber Air Baku Kebutuhan Domestik Suatu Lingkungan Perumahan Sebagai Alternatif Penggunaan Sumur Dangkal Individual

Tugas akhir ini bertujuan untuk mendesain sistem jaringan perpipaan di suatu kawasan dengan sentralisasi sumur dalam sehingga mengurangi pemakaian sumur individual dengan kajian biaya serta kajian perbandingan penurunan muka air tanah, serta tugas akhir ini bermanfaat untuk memaparkan dan mengaplikasikan hasil pengkajian akan kebutuhan adanya sistem jaringan perpipaan air baku di suatu kawasan dalam memenuhi kebutuhan air baku serta memperkaya wawasan berpikir dan mengembangkan kreativitas yang mampu memberikan masukan atas suatu masalah yang terjadi di sekitar.

Kata Kunci :

Sentralisasi sumur dalam, Analisa biaya,


v

DAFTAR ISI

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS....................................................II

KATA PENGANTAR...........................................................................................III

ABSTRAK.............................................................................................................IV

DAFTAR GAMBAR..............................................................................................V

DAFTAR TABEL..................................................................................................VI

DAFTAR ISI........................................................................................................VII

BAB 1 PENDAHULUAN.......................................................................................1

1.1 LATAR BELAKANG...........................................................................................1

1.2 RUMUSAN MASALAH.......................................................................................3

1.3 TUJUAN............................................................................................................3

1.4 RUANG LINGKUP PEMBAHASAN......................................................................4

1.5 MANFAAT.........................................................................................................4

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN................................................................................4

BAB 2 TEORI DASAR ANALISA DALAM SISTEM PERPIPAAN DAN

ANALISA BIAYA..................................................................................................6

A. SISTEM PERPIPAAN............................................................................................6

2.1 KONSEP DASAR................................................................................................6

2.2 PERSAMAAN-PERSAMAAN UNTUK ALIRAN.....................................................7

2.2.1 PERSAMAAN KONTINUITAS...........................................................................7

2.2.2 PERSAMAAN ENERGI.....................................................................................7

2.2.3 PERSAMAAN MOMENTUM.............................................................................7

2.2.4 PERSAMAAN BERNOULLI...............................................................................8


vi

2.3 JENIS ALIRAN FLUIDA......................................................................................9

2.4 METODE PENDISTRIBUSIAN AIR....................................................................10

2.4.1 SISTEM GRAVITASI......................................................................................10

2.4.2 SISTEM PEMOMPAAN...................................................................................10

2.4.3 SISTEM GABUNGAN KEDUANYA.................................................................11

2.5 KERUGIAN HEAD............................................................................................11

2.5.1 KERUGIAN HEAD MAYOR...........................................................................11

2.5.2 KERUGIAN HEAD MINOR............................................................................13

2.5.3 PERSAMAAN EMPIRIS UNTUK ALIRAN DALAM PIPA..................................14

2.6 TEORI ANALISA BIAYA..................................................................................14

2.6.1 BIAYA..........................................................................................................14

2.6.2 KLASIFIKASI BIAYA.....................................................................................15

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN PERANCANGAN SISTEM PEMIPAAN

DAN ANALISA BIAYA.......................................................................................17

3.1 PENDAHULUAN PENELITIAN...........................................................................17

3.2 IDENTIFIKASI DAN PENGUMPULAN DATA......................................................18

3.3 SKEMA METODE PENELITIAN........................................................................19

lokasi kawasan dan data sos-eko

3.4 PERANCANGAN SISTEM TER-SENTRALISASI JARINGAN PERPIPAAN.................20

1. perencanaan sumur dalam

2. perencanaan jaringan pipa

2.1 hardy cross

3. analisa biaya

3.5.tinjauan sistem sumur individual

1. tinjauan rancangan tipikal sumur individual

1.1 perhitungan debit dan drawdown

1.2 perancangan teknis dan biaya

2. analisa biaya


vii

3.6. perbandingan kelayakan

1. kelayakan finansial

2. kelayakan non-finansial

3.4.1 LOKASI KAWASAN......................................................................................20

3.4.2 SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH EKSISTING...............................................20

3.4.3 PERANCANGAN SISTEM JARINGAN PERPIPAAN...........................................20

3.5 PERHITUNGAN SISTEM JARINGAN PERPIPAAN DENGAN METODE HARDY

CROSS.....................................................................................................................20

3.5.1 KAPASITAS KEBUTUHAN AIR BERSIH.........................................................20

3.5.2 SISTEM PERPIPAAN......................................................................................20

3.6 ANALISA BIAYA PERANCANGAN JARINGAN PERPIPAAN...............................20

3.6.1 HARGA SATUAN PIPA..................................................................................20

3.6.2 UNIT VOLUME PEKERJAAN PIPA.................................................................21

3.6.3 PERHITUNGAN HARGA SATUAN PEKERJAAN PIPA......................................21

3.6.4 ANALISA BIAYA HARGA SATUAN DAN PEKERJAAN...................................21


viii

DAFTAR GAMBAR


ix

DAFTAR TABEL


x


1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan air sangat menunjang kelangsungan hidup manusia.

Penggunaan air yang utama dan sangat vital bagi kehidupan adalah sebagai air

minum. Hal ini untuk memenuhi kebutuhan air dalam tubuh. Menurut

Notoadmodjo (2003), sekitar 55 - 60% berat badan orang dewasa terdiri dari air,

untuk anak-anak sekitar 65% dan untuk bayi sekitar 80%.

Kebutuhan sehari-hari terhadap air baku untuk kebutuhan domestik yang

mencakup kebutuhan rumah tangga dan air minum berbeda-beda untuk tiap

tempat dan tingkatan kehidupan. Semakin tinggi taraf kehidupan, semakin

meningkat jumlah kebutuhan akan air. Menurut WHO dalam Depkes (2006)

beberapa data menyebutkan bahwa volume kebutuhan air domestik bagi

penduduk rata-rata di dunia berbeda. Di negara maju, air yang dibutuhkan adalah

lebih kurang 500 liter/orang/hari, sedangkan di Indonesia (kota besar) sebanyak

200 - 400 liter/orang/hari dan di daerah pedesaan hanya 60 liter/orang/hari.

Sejalan dengan kemajuan dan peningkatan taraf kehidupan, maka jumlah

penyediaan air selalu meningkat untuk setiap saat. Pengadaan air domestik harus

memenuhi persyaratan yang sudah ditentukan peraturan Internasional (WHO dan

APHA) ataupun peraturan nasional dan setempat.

Air domestik yang biasa digunakan di wilayah Kota Depok diambil dari

air tanah, namun keberadaan air tanah yang selalu dimanfaatkan untuk kebutuhan

akan air domestik menyebabkan beberapa kerugian di sisi lahan seperti yang

diungkapkan oleh anggota Komisi C DPRD Kota Depok Abdul Ghofar Hasan

bahwa permukaan air tanah di Kota Depok setiap tahun mengalami penurunan

sebesar 20 cm, karena maraknya pembangunan pusat perbelanjaan, apartemen,

dan hotel. Pernyataan tersebut diperkuat dengan adanya data dari Bina Marga dan

Sumber Daya Air (Bimasda) Kota Depok yaitu sebanyak 83 persen kebutuhan air

bersih di Kota Depok berasal dari air tanah, dan 17 persen yang menggunakan

sumber dari PDAM (www.gatra.com, 2011). kesulitan pengembangan jaringan

air baku dr pdam


http://www.gatra.com/

2

Ungkapan dari M Olik, Kepala UPT Air Bersih Kota Depok juga

menjelaskan bahwa banyak perusahaan yang menggunakan air tanah sehingga

ancaman kekeringan sangat rentan. Dengan eksploitasi besar-besaran, maka

persediaan air tanah lama kelamaan semakin menipis dan kekeringan pun bisa

terjadi (www.monitordepok.com, 2012).

Pernyataan di atas mengacu pada kebutuhan akan pentingnya distribusi

air domestik yang tidak lagi menggunakan air tanah sebagai sumbernya. Air tanah

yang telah biasa digunakan dapat digantikan dengan air PDAM namun

pengelolaannya sendiri sedang diusahakan pengoperasiannya hingga saat ini.

Keadaan penurunan muka air tanah dan kebutuhan air domestik yang

meningkat tidak diimbangi kemampuan ketersedian air baku yang memadai.

Maka sebagai solusi antara, sambil menunggu PDAM memperluas jaringan air

baku untuk kebutuhan domestik, sebaiknya tiap pembukaan pusat perbelanjaan,

apartemen, dan perumahan baru harus dilengkapi fasilitas sumur terpusat melalui

distribusi dengan jaringan pipa.

Pengembangan jaringan distribusi air baku dengan sumur terpusat akan

diperhitungkan sebagai soluis alternatif dari penggunaan sumur individual yang

dimiliki setiap bangunan. Alternatif ini akan mengeluarkan biaya yang timbul dari

instalasi.

Biaya instalasi jaringan distribusi air baku merupakan salah satu yang

diperhitungkan dalam menetapkan nilai jual suatu bangunan. Perhitungan

sederhana yang digunakan developer perumahan (property) dalam menetapkan

harga jual rumah yaitu menghitung komponen tanah matang, biaya legalitas dan

perizinan, biaya konstruksi, biaya manajemen pengelolaan, dan profit sekitar 30

persen. Dari perhitungan tersebut akan ditinjau adanya kenaikan harga jual apabila

instalasi jaringan distribusi air baku ini diterapkan, dibandingkan dengan

penggunaan air baku yang bersumber dari sumur dangkal individual bangunan.

Masalah muncul saat diperhitungkan apakah alternatif ini merugikan developer

perumahan, dimana rugi merupakan biaya pembangunan lebih besar daripada

pendapatan, bukan rugi dengan mengecilnya jumlah profit yang didapatkan.

Sehingga tulisan ini mencoba untuk mengakses perbandingan biaya

kedua alternatif yaitu sumur terpusat melalui jaringan distribusi dan sumur


http://www.monitordepok.com/

3

dangkal individual beserta untung rugi lainnya di luar keuntungan kerugian

finansial.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari tugas akhir ini yaitu:

a. Peningkatan biaya yang yang ditinjau dari fasilitas sumur terpusat melalui

distribusi dengan jaringan pipa sebagai sumber air baku kebutuhan domestik

di suatu wilayah perumahan.

b. Kelayakan peningkatan biaya yang timbul dari instalasi terhadap usaha

property.

1.3 Tujuan

Tujuan dilakukannya tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

a. Menghitung biaya sentralisasi sumur sebagai sumber air baku kebutuhan

domestik dan membandingkan biaya dengan biaya sumur dangkal

individual.

b. Mengkaji kelayakan sentralisasi sumber air baku terhadap usaha property

memakai sumur dalam yang didistribusikan melalui jaringan pipa sebagai

pengganti penggunaan sumur dangkal individual.

1.4 Ruang Lingkup Pembahasan

Ruang lingkup pembahasan dari penulisan tugas akhir ini adalah:

a. Kebutuhan air yang ditinjau yaitu air baku untuk kebutuhan domestik yang

mencakup kebutuhan rumah tangga dan air minum.

b. Biaya ditinjau dari pembuatan sumur dalam dan instalasi jaringan distribusi.

1.5 Sistematika Penulisan

Penulisan karya tulis ini secara garis besar terbagi dalam enam bab

dengan penjelasan sebagai berikut:

BAB I. PENDAHULUAN


4

Bab ini memberikan ilustrasi secara ringkas hal-hal tentang latar belakang

penulisan, rumusan masalah, tujuan penulisan, ruang lingkup pembahasan, dan

sistematika penulisan.

BAB II. TEORI DASAR

Bab ini merupakan teori-teori dasar yang digunakan sebagai acuan dalam

penyelesaian yang membicarakan tentang analisa kelayakan harga jual property,

perancangan sumur dalam di suatu kawasan perumahan, dan teori sistem

perpipaan.

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisi tentang pendahuluan penelitian, identifikasi dan pengumpulan data,

skema metode penelitian, perancangan sistem ter-sentralisasi jaringan perpipaan,

tinjauan sistem sumur individual, dan perbandingan kelayakan.


5

BAB 2

TEORI DASAR

A. Analisa Kelayakan Harga Jual Property

B. Perancangan Sumur Dalam

C. Teori Sistem Perpipaan

2.1 Konsep Dasar

Untuk aliran fluida dalam pipa khususnya untuk air terdapat kondisi

yang harus diperhatikan dan menjadi prinsip utama, kondisi fluida tersebut

adalah fluida merupakan fluida inkompresibel, fluida dalam keadaan steady dan

seragam

Q=v . A

dimana: Q = laju aliran (m3/s)

A = luas penampang aliran (m2)

v = kecepatan aliran (m/s)

Untuk aliran steady dalam pipa dengan diameter pipa konstan pada

waktu yang sama berlaku

v1 . A1=v2. A2


6

Gambar 2.1 Aliran Steady dan Seragam

2.2 Persamaan-Persamaan Untuk Aliran

Untuk aliran fluida adapun beberapa persamaan-persamaan yang

digunakan yaitu:

1. Persamaan Kontinuitas

2. Persamaan Energi

3. Persamaan Momentum

4. Persamaan Bernoulli

2.2.1 Persamaan Kontinuitas

Persamaan kontinuitas digunakan untuk menyeimbangkan kapasitas

aliran dan volume untuk sebuah jaringan distribusi. Dengan asumsi fluida

merupakan fluida inkompresibel dengan massa jenis (ρ) konstan

ρ=mv

dimana : ρ = massa jenis ( kg/m3)

m= massa ( kg)

v = volume ( m3 )

Q¿=Qout ±−V−t


7

dimana: ∆V = perubahan volume (m3)

∆t = interval waktu

2.2.2 Persamaan Energi

Persamaan energi menunjukka n keseimbangan energi yaitu energy

masuk sama dengan energi keluar dan dinyatakan dalam persamaan

E1=E2

2.2.3 Persamaan Momentum

Persamaan momentum menggambarkan tahan pipa terhadap beban

dinamik yang disebabkan oleh aliran bertekanan untuk fluida inkompresibel

momentum M (N) dirumuskan

M=ρ Q v

Dimana: ρ = massa jenis (kg/m3)

Q= kapasitas aliran (m3/s)

v = kecepatan fluida (m/s)

2.2.4 Persamaan Bernoulli

Penurunan persamaan Bernoulli untuk aliran sepanjang garis arus

didasarkan pada hokum Newton II. Persamaan ini diturunkan dengan anggapan

bahwa:

1. Zat cair adalah ideal, jadi tidak mempunyai kekentalan

(kehilangan energi akibat gesekan adalah nol).

2. Zat cair adalah homogen dan tidak termampatkan (rapat massa

zat cair adalah konstan).

3. Aliran adalah kontiniu dan sepanjang garis arus.

4. Kecepatan aliran adalah merata dalam suatu penampang.

5. Gaya yang bekerja hanya gaya berat dan tekanan.

Energi yang ditunjukkan dari persamaan energi total di atas, atau

dikenal sebagai head pada suatu titik dalam aliran steady adalah sama dengan

total energi pada titik lain sepanjang aliran fluida tersebut. Hal ini berlaku


8

selama tidak ada energi yang ditambahkan ke fluida atau yang diambil dari

fluida.

Konsep ini dinyatakan ke dalam bentuk persamaan yang disebut

dengan persamaan Bernoulli, yaitu:

Gambar 2.2 Ilustrasi persamaan Bernoulli

Persamaan di atas digunakan jika diasumsikan tidak ada kehilangan

energi antara dua titik yang terdapat dalam aliran fluida, namun biasanya

beberapa head losses terjadi diantara dua titik. Jika head losses ini tidak

diperhitungkan maka akan menjadi masalah dalam penerapannya di

lapangan. Jika head losses dinotasikan dengan “hl” maka persamaan

Bernoulli di atas dapat ditulis menjadi persamaan baru, dimana dirumuskan

sebagai:

Persamaan diatas dapat digunakan untuk menyelesaikan banyak

permasalahan type aliran, biasanya untuk fluida inkompresibel tanpa adanya

penambahan panas atau energi yang diambil dari fluida. Namun, persamaan ini

tidak dapat digunakan untuk menyelesaikan aliran fluida yang mengalami


9

penambahan energi untuk menggerakkan fluida oleh peralatan mekanik,

misalnya pompa, turbin, dan peralatan lainnya.

2.3 Jenis Aliran Fluida

Aliran fluida dapat dibedakan atas 3 jenis yaitu aliran laminar, aliran

transisi dan aliran turbulen. Jenis aliran ini didapatkan dari hasil eksperiman

yang dilakukan oleh Osborne Reynold tahun 1883 yang mengklasifikasikan

aliran 3 jenis. Jika air mengalir melalui sebuah pipa berdiameter d dengan

kecepatan rata-rata V maka dapat diketahui jenis aliran yang terjadi.

Berdasarkan eksperimen tersebut maka didapatkan bilangan reynold dimana

bilangan ini tergantung pada kecepatan fluida, kerapatan, viskositas, dan

diameter. Aliran dikatakan laminar jika partikel-partikel fluida yang bergerak

teratur mengikuti lintasan yang sejajar pipa dan bergerak dengan kecepatan

sama. Aliran ini terjadi apabila kecepatan kecil atau kekentalan besar. Aliran

disebut turbulen jika tiap partikel fluida bergerak mengikuti lintasan

sembarang di sepanjang pipa dan hanya gerakan rata-rata saja yang mengikuti

sumbu pipa. Aliran ini terjadi apabila kecepatan besar dan kekentalan zat

cair kecil.

Bilangan reynold (Re) dapat dihitung dengan persamaan:

Re=ρ d v

μ

dimana: ρ = massa jenis fluida (kg/m3)

d = diameter dalam pipa (m)

v = kecepatan aliran fluida (m/s)

μ = viskositas dinamik fluida (Pa.s)

Karena viskositas dinamik dibagi dengan massa jenis fluida merupakan

viskositas kinematik (v) maka bilangan reynold dapat juga dinyatakan:

v=μρ

sehingga Re=d vμ

Menurut Orianto (1989), berdasarkan percobaan aliran didalam pipa,

Reynolds menetapkan bahwa untuk angka Reynolds dibawah 2000, gangguan


10

aliran dapat diredam oleh kekentalan zat cair maka disebut aliran laminar.

Aliran akan menjadi turbulen apabila angka Reynolds lebih besar dari 4000.

Apabila angka Reynolds berada di antara kedua nilai tersebut (2000 < Re <

4000) disebut aliran transisi.

2.4 Metode Pendistribusian Air

2.4.1 Sistem Gravitasi

Metode pendistribusian dengan sistem gravitasi bergantung pada

topografi sumber air yang ada dan daerah pendistribusiannya. Biasanya sumber

air ditempatkan pada daerah yang tinggi dari daerah distribusinya. Air yang

didistribusikan dapat mengalir dengan sendirinya tanpa pompa. Adapun

keuntungan dengan sistem ini yaitu energi yang dipakai tidak membutuhkan

biaya, sistem pemeliharaan yang murah.

2.4.2 Sistem Pemompaan

Metode ini menggunakan pompa dalam mendistribusikan air menuju

daerah didtribusi. Pompa langsung dihubungkan dengan pipa yang menangani

pendistribusian. Dalam pengoperasiannya pompa terjadwal utnuk beroperasi

sehingga dapat menghemat pemakaian energi. Keuntungan dari metode ini yaitu

tekanan pada daerah distribusi dapat terjaga.

2.4.3 Sistem Gabungan Keduanya

Metode ini merupakan gabungan antara metode gravitasi dan pemopaan

yang biasanya digunakan untuk daerah distribusi yang berbukit-bukit.

2.5 Kerugian Head

2.5.1 Kerugian Head Mayor

Aliran fluida yang melalui pipa akan selalu mengalami kerugian head.

Hal ini disebabkan oleh gesekan yang terjadi antara fluida dengan dinding

pipa atau perubahan kecepatan yang dialami oleh aliran fluida (kerugian kecil).

Kerugian head akibat gesekan dapat dihitung dengan menggunakan

salah satu dari dua rumus berikut, yaitu:


11

1. Persamaan Darcy-Weisbach yaitu:

h f =fL v2

d 2 g

dimana: hf = kerugian head karena gesekan (m)

f = faktor gesekan (diperoleh dari diagram Moody)

d = diameter pipa (m)

L = panjang pipa (m)

v = kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/s)

g = percepatan gravitasi (m2/s)

Diagram Moody telah digunakan untuk menyelesaikan permasalahan

aliran fluida di dalam pipa dengan menggunakan faktor gesekan pipa (f) dari

rumus Darcy – Weisbach. Untuk aliran laminar dimana bilangan Reynold

kurang dari 2000, faktor gesekan dihubungkan dengan bilangan Reynold,

dinyatakan dengan rumus:

f =64ℜ

Gambar 2.3Diagram Moody

Bahan Kekasaran

ft m


12

Riveted Steel 0,003 – 0,03 0,0009 – 0,009

Concrete 0,001 – 0,01 0,0003 – 0,003

Wood Stave 0,0006 – 0,003 0,0002 – 0,009

Cast Iron 0,00085 0,00026

Galvanized Iron 0,0005 0,00015

Asphalted Cast Iron 0,0004 0,0001

Commercial Steel or Wrought Iron 0,00015 0,000046

Drawn Brass or Copper Tubing 0,000005 0,0000015

Glass and Plastic “smooth” “smooth”Tabel 2.1Nilai kekasaran dinding untuk berbagai pipa komersil

Untuk aliran turbulen dimana bilangan Reynold lebih besar dari 4000,

maka hubungan antara bilangan Reynold, faktor gesekan dan kekasaran relative

menjadi lebih kompleks. Faktor gesekan untuk aliran turbulen dalam pipa

didapatkan dari hasil eksperimen, antara lain:

a. Untuk daerah complete roughness, rough pipes menurut, yaitu:

1

√ f=2,0 log( 3,7

ε /d )b. Untuk pipa halus, hubungan antara bilangan Reynold dan faktor

gesekan dirumuskan sebagai:

Blasius: f =0,316

R e0,25

b.1 Untuk Re = 3000 < Re < 100000

b.2 Von Karman:

1√ f

=2,0 log [ ℜ√ f2,51 ]

c. Untuk pipa kasar, menurut Orianto (1989), yiatu:

Von Karman:

d. Untuk pipa antara kasar dan halus atau dikenal dengan daerah transisi,

menurut Orianto (1989), yaitu:

Corelbrook-White:


13

2. Persamaan Hazen-Williams

Rumus ini pada umumnya dipakai untuk menghitung kerugian head

dalam pipa yang relatif sangat panjang seperti jalur pipa penyalur air

minum. Bentuk umum persamaan Hazen – Williams, yaitu:

dimana: hf = kerugian gesekan dalam pipa (m)

Q = laju aliran dalam pipa (m3/s)

L = panjang pipa (m)

C = koefisien kekasaran pipa Hazen-Williams

d = diameter pipa (m)

2.5.2 Kerugian Head Minor

Kerugian yang kecil akibat gesekan pada jalur pipa yang terjadi pada

komponen- komponen tambahan seperti katup, sambungan, belokan, reduser,

dan lain-lain disebut dengan kerugian head minor (minor losses).

Besarnya kerugian minor akibat adanya kelengkapan pipa menurut

dirumuskan sebagai:

dimana: g = percepatan gravitasi (m2/s)

v = kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/s)

k = koefisien kerugian (dari lampiran koefisien minor

losses peralatan pipa)

Untuk pipa yang panjang (L/d >>>1000) , minor losses dapat diabaikan

tanpa kesalahan yang cukup berarti tetapi menjadi penting pada pipa yang pendek.

2.5.3 Persamaan Empiris Untuk Aliran Dalam

Pipa

Seperti yang telah diuraikan sebelumnya, bahwa permasalahan aliran

fluida dalam pipa dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan

Bernoulli, persamaan Darcy dan diagram Moody. Penggunaan rumus empiris

juga dapat digunakan untuk menyelesaikan permasalahan aliran. Dalam hal


14

ini digunakan dua model rumus yaitu persamaan Hazen – Williams dan

persamaan Manning.


15

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Pendahuluan Penelitian

Tugas akhir ini diselesaikan dan dilakukan dengan penelitian mengenai

penggunaan air tanah dan sistem jaringan perpipaan. Penelitian ini bertujuan

untuk merancang jaringan perpipaan distribusi air bersih serta analisa biaya yang

dikeluarkan untuk perancangan di suatu kawasan. Kawasan yang dipilih yaitu

Perumahan Telaga Golf, Sawangan, Depok dengan alasan kawasan ini berada di

Kota Depok yang diketahui tingkat penurunan muka air tanah per tahun yaitu 20

cm akibat pemakaian air tanah yang dieksploitasi secara besar-besaran di sebagian

besar wilayahnya.

Keberadaan air tanah tidak dapat terjamin kualitasnya di masa sekarang

karena banyaknya industri dan pembuangan limbah yang sembarangan.

Pembuangan tersebut menurunkan standar kualitas air baku yang seharusnya

dapat digunakan sehari-hari oleh masyarakat. Dalam mengantisipasi masalah

kualitas ini maka dibutuhkan jaringan sistem perpipaan untuk air baku yang tidak

bersumber dari air tanah.

Air yang memungkinkan dipakai yaitu bersumber dari PDAM yang

kualitas dan kuantita terkontrol dalam suatu kawasan. Saluran air baku dari

PDAM ini akan dibuat mencapai kawasan yang akan dirancang yaitu Perumahan

Telaga Golf, Sawangan, Depok dengan sistem jaringan perpipaan kota kemudian

akan ditampung secara terpusat di kawasan terpilih tersebut.

Hasil dari tampungan secara terpusat di kawasan terpilih akan disalurkan

ke setiap unit rumah untuk pemakaian air baku sehari-hari dengan perancangan

sistem jaringan perpipaan dengan metode Hardy Cross. Hasil pengkajian dan

perancangan di kawasan akan dianalisis besarnya biaya dengan mengikut standar

harga dengan SNI 06-4829-2005 dan tata cara perhitungan harga satuan pekerjaan

pipa dan saniter dengan R SNI T-15-2002.

Hasil pengkajian dan penelitian diharapkan mampu diaplikasikan dalam

pemenuhan kebutuhan air baku yang memenuhi standar tanpa adanya eksploitasi


16

air tanah serta memperkaya wawasan berpikir dan memberikan masukan

mengenai permasalahan yang terjadi demi keberlangsungan kehidupan.

3.2 Identifikasi dan Pengumpulan Data

Data yang dibutuhkan dalam penelitian ini dibagi menjadi dua yaitu:

a. Data Primer

Data primer merupakan data yang didapat dari sumber informan pertama

atau sumber aslinya seperti hasil wawancara secara langsung. Dalam

penulisan tugas akhir ini data primer yang dibutuhkan yaitu hasil

wawancara dengan pihak pemerintah mengenai kondisi penggunaan air

baku eksisting kawasan serta sistem jaringan perpipaan eksisting.

b. Data Sekunder

Data sekunder merupakan data yang digunakan berupa data tertulis yang

diperoleh dari berbagai sumber yang berkaitan dengan tujuan penelitian.

Data sekunder yang digunakan disini yaitu kapasitas kebutuhan air bersih,

data topografi kawasan, dan harga satuan pipa.

Data Primer Data Sekunder

Kondisi penggunaan air baku

eksisting

Kapasitas kebutuhan air bersih

Sistem jaringan perpipaan

eksisting

Data topografi

Harga satuan pipa

Tabel 3.2 Tabel identifikasi data


Perbandingan Desain Eksisting Dengan Desain Perancangan

Data Sekunder:Kapasitas kebutuhan air bersihData topografi lokasi

Tujuan dan Lingkup Studi

Studi Pustaka

Identifikasi dan Pengumpulan Data

Data Primer:Bentuk sistem jaringan perpipaan

Perancangan sistem jaringan perpipaan distribusi air bersih

Analisa Desain

Analisa Biaya

Kesimpulan

Selesai

17

3.3 Skema Metode Penelitian

Skema metode penelitian yang akan dilakukan pada tugas akhir ini yaitu:


18

Skema metodologi penelitian tersebut menyatakan pekerjaan yang

dilakukan secara bertahap. Tahapan dimulai dengan menentukan tujuan dari

penyelesaian tugas akhir ini dan ruang lingkup studi yang menjadi batasan dalam

pengerjaan. Tahapan ini telah dipaparkan pada sub bab 1.1. Latar Belakang

(hal.1).

Tahapan selanjutnya adalah studi pustaka. Studi pustaka merupakan hal

penting dalam penyelesaian tugas akhir ini. Studi pustaka yang dilakukan yaitu

studi literatur. Studi literatur menjadi acuan dalam memilih persamaan dan tata

cara perhitungan yang sesuai. Beberapa literatur yang digunakan telah dipaparkan

pada Bab 2 (hal. 6) mengenai teori dasar yang akan digunakan untuk analisa

perhitungan. Selanjutnya tahapan identifikasi data yang meliputi data primer dan

data sekunder. Pemilahan data primer dan data sekunder berdasarkan pengambilan

data yang dibutuhkan.

Tahapan identifikasi akan dilanjutkan tahapan selanjutnya yaitu tahapan

anlisa. Perancangan sistem jaringan perpipaan merupakan awal dari proses analisa

dari penelitian ini, sehingga nantinya dihasilkan analisa besarnya biaya untuk

perancangan sistem jaringan perpipaan yang baru dan membandingkannya dengan

biaya eksisting.

Dari keseluruhan identifikasi dan analisa akan disimpulkan untuk

dipaparkan hasil kajian atas tujuan yang akan dicapai.

3.4 Perancangan Sistem Jaringan Perpipaan

3.4.1 Lokasi Kawasan

Lokasi kawasan yang dipilih untuk dirancang sistem jaringan perpipaan

distribusi air baku yaitu Perumahan Telaga Golf, Sawangan, Kota Depok. Lokasi

digambarkan seperti di bawah ini:


19

Gambar 3.4 Gambar lokasi kawasan Perumahan Telaga Golf, Sawangan, Kota Depok

Lokasi ini meliputi luas lahan yaitu … m2. Dengan data lebih lanjut

sebagai berikut:

data sosial ekonomi, rata-rata tingkat ekonomi (luas rumah, pendapatan)

3.5 Perhitungan Sistem Jaringan Perpipaan Dengan Metode Hardy Cross

3.5.1 Persamaan Perhitungan Kapasitas

Kebutuhan Air Bersih


20

3.5.2 Skema Perhitungan Sistem Jaringan

Perpipaan

Berikut skema perhitungan sistem jaringan perpipaan yang dirancang

dalam tugas akhir ini:

Memasukkan nilai Q ke dalam sistem persamaan loop

Memasukkan nilai Q ke dalam turunan sistem persamaan loop

Menentukan nilai ∆Q

Mencari nilai Q

Melakukan iterasi sistem persamaan loop

Menentukan nilai hydraulic head


Mulai

Mengetahui nilai f dari Moody diagram dengan memplot data dari relative roughness dan Reynolds number

Mencari nilai R (resistance factor)

Permisalan nilai Q (debit) dengan

trial and error

Sistem persamaan loop

Menurunkan sistem

persamaan loop

Memasukkan nilai Q ke dalam sistem persamaan loop

21

3.6 Analisa Biaya Konstruksi

3.6.1 Harga Satuan Pipa

Tabel 3.3 Tabel harga satuan pipa

3.6.2 Skema Perhitungan Volume Konstruksi

3.6.3 Skema Perhitungan Konstruksi

3.6.4 Skema Analisa Biaya Konstruksi


bab 1 2 3 seminar skripsi

Documents