bab 3 metodologi pelaksanaan pekerjaan

III - 1

LAPORAN ANTARAPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT

BAB IIIMETODOLOGI PELAKSANAAN

PEKERJAAN

3.1 Umum

Untuk meningkatkan upaya, pelayanan air bersih kepada

masyarakat, perlu adanya upaya-upaya untuk memberikan dan

membuka kawasan-kawasan yang sampai saat ini belum dan

kurang terjangkau ataupun tidak mencukupi oleh sistim

pelayanan air bersih yang memenuhi standart kesehatan bagi

manusia. Oleh karena itu, diperlukan upaya pemerintah untuk

membangun sarana dan prasarana air bersih bagi masyarakat

yang belum terjangkau pelayanan air bersih baik diperkotaan dan

diperdesaan.

Dalam merencanakan sistim penyediaan air bersih perkotaan dan

perdesaan perlu adanya besaran-besaran yang dapat

menentukan sistim penyediaan air bersih pada wilayah

perencanaan, baik kebutuhan minum, cuci dan mandi dan

lain-lain dalam satuan liter/orang/hari dan standart untuk

kebutuhan daerah perkotaan dan pedesaan. Dengan demikian

perlu adanya perencanaan secara mendetail mengenai sistim

penyediaan air bersih pada suatu wilayah.

III - 2


Maksud dari kegiatan ini adalah memberikan gambaran secara

rinci tentang program penyediaan air bersih di wilayah

perencanaan secara bertahap sesuai tahapan perencanaan.

Adapun tujuan dari kegiatan ini adalah membuat rencana rinci

(DED) sistim penyediaan air bersih daerah perencanaan untuk

masa perencanaan 10 tahun

3.2 Perhitungan Debit Sumber

Untuk mengetahui debit aliran pada suatu tampang

saluran/sungai dapat digunakan persamaan:

Q = v x A

dimana

Q = Debit aliran (m3/dt)

v = Kecepatan aliran (m/dt)

A= Luas Penampang (m2)

Apabila aliran yang diukur merupakan luapan atau pancuran yang

relatif kecil maka untuk memperoleh debit air dapat dilakukan

dengan menampung limpahan air tersebut dalam interval waktu

tertentu (t) kemudian mengukur volume air (V) dengan

menggunakan gelas ukur, sehingga debit aliran dirumuskan

sebagai berikut :

dimana

Q = Debit aliran (m3/dt)

V= Volume air (m3)

t = Waktu (dt)

3.2.1Peralatan

III - 3


Adapun peralatan yang digunakan dalam pekerjaan

pengukuran debit ialah :

1. Current Meter dan assesorisnya

2. Gelas Ukur

3. Stopwatch

4. Penggaris Besi

5. Roll Meter

3.2.2Metode Pengukuran

Pada prinsipnya penelitian debit dimulai dengan mengukur

kecepatan aliran pada beberapa titik, kemudian mengukur

luas tampang aliran. Bila dari hasil pengukuran kecepatan

didapatkan nilai kecepatan pada beberapa titik berbeda

secara signifikan maka sebaiknya tampang aliran dibagi

dalam beberapa pias sehingga diperoleh debit masing-

masing pias. Debit total merupakan penjumlahan dari debit

masing-masing pias tersebut. Namun bila diperoleh

kecepatan pada beberapa titik tersebut yang hampir

seragam, maka kecepatan tempang merupakan nilai rata-

rata dari kecepatan tiap titik. Selanjutnya debit aliran

adalah perkalian dari kecepatan rerata tampang dengan

luas total tampang aliran.

Sebelum melakukan penelitian terlebih dahulu harus

ditentukan lokasi yang tepat untuk pengukuran kecepatan.

Syarat yang harus dipenuhi adalah:

1. Aliran air relatif konstan, tidak ada turbulensi/olakan,

2. Situasi saluran relatif lurus,

3. Penampang aliran diusahakan segi empat atau

trapezium,

III - 4


4. Semua debit air dapat mengumpul tanpa ada yang

masuk ke tempat lain.

Secara lengkap penelitian debit dilakukan dengan langkah

sebagai berikut:

1. Tentukan lokasi pengukuran kecepatan

2. Gambar sketsa tampang aliran

3. Tentukan titik-titik pengukuran, jika kedalaman aliran

memungkinkan diambil 6 titik pengukuran yaitu:

Titik 1 : Kiri Atas

Titik 2 : Kiri Bawah

Titik 3 : As Atas

Titik 4 : As Bawah

Titik 5 : Kanan Atas

Titik 6 : Kanan Bawah

Gambar 3.1 Titik-titik pengukuran kecepatan

4. Siapkan Current Meter dan assesorisnya

5. Masukkan Current Meter dalam air secara perlahan

sampai semua baling-baling tenggelam

III - 5


6. Lakukan pengukuran setelah putaran baling-baling

konstan

7. Box Counter akan mencatat jumlah putaran

8. Hidupkan stopwatch saat Box Counter mulai dinyalakan

9. Matikan stopwatch saat Box Counter dimatikan

10. Jumlah putaran per detik (n) diperoleh dengan

membagi angka pembacaan di Box Counter dengan

waktu pencatatan dari stopwatch

11. Lakukan langkah 5 sampai 10 untuk titik yang lain

12. Ukur lebar saluran dengan roll meter

13. Ukur kedalaman aliran pada beberapa titik (minimal 3

titik : kiri, as dan kanan)

14. Semua hasil pengukuran dicatat atau ditabelkan

15. Untuk propeller No. 50/250, kecepatan aliran diperoleh

dari :

n 1,74 ; v = 1,20 + 24,73n

n > 1,74 ; v = 0,24 + 25,68n

16. Hitung luas tampang aliran (A)

17. Debit aliran dapat di hitung, Q = v x A

Gambar 3.2 Sketsa penempatan current meter pada pengukuran kecepatan

Box

Counter

Propelle

r

Arah Aliran

Ata

s

Bawa

h

current

meter

III - 6


Sedangkan bila debit air yang diukur merupakan limpahan

atau pancuran maka pengukuran debit dilakukan dengan

mengukur volume air yang melimpah selama interval waktu

tertentu.

Gambar 3.3 Pengukuran debit air dengan metode takar

3.3 Pengukuran dan Pemetaan Topografi Rencana Jalur Pipa

A. Pengukuran Penampang Memanjang (Long Section)

Pengukuran Long dimaksudkan untuk mendapatkan potongan

memanjang dan melintang, adapun teknis pekerjaannya

adalah sebagai berikut:

a) Pengukuran trase dilakukan pada rencana jalur pipa yang

direncanakan sesuai dengan layout yang definitive

b) Penampang memanjang

Dalam melaksanakan pengukuran ini dilakukan

pengukuran beda tinggi dengan jarak maksimum

tiap 100 m, kecuali pada daerah-daerah khusus yang

kemiringannya cukup besar dan kondisi medan yang

spesifik, maka pengukuran harus dilaksanakan

secara lebih teliti (dirapatkan)

Hasil review tersebut di atas, sudah harus dapat

memberikan sistem dan jalur pipa yang akan

direncanakan

Penampungan

Pancuran

Gelas Ukur

III - 7


Sudut jalan atau belokan jalan (untuk menentukan

bend yang harus digunakan sepanjang jalur pipa)

harus dilaksanakan dengan cermat, baik untuk

menentukan bend horisontal maupun bend vertikal

pada tanjakan yang pada tanjakan yang memang

diperlukan

Pada titik-titik pengukuran rencana jalur pipa, harus

diberi tanda dengan menggunakan cat atau patok

sehingga secara jelas dapat dibuat pedoman

didalam pelaksanaan fisik pekerjaan

c) Penampang melintang

Lebar potongan melintang diukur 50 m ke kiri dan ke

kanan dari tepi

Alat ukur yang digunakan adalah theodolit T.O

Jarak pengamatan disesuaikan dengan sifat

kemiringan tanah dengan kerapatan titik maksimum

2 m

Interval penampang 100 m pada tempat yang lurus

dan pada tikungan dirapatkan sesuai kondisi

tikungan

Pengukuran posisi titik penampang akan

menggunakan cara pengukuran poligon sedang

ketinggian dengan cara tachymetri

B. Ketelitian Pengukuran

Dalam suatu pengukuran harus dilakukan kontrol untuk

mengetahui tingkat ketelitian dari pengukuran yaitu :

a. Ketelitian horisontal

Minimal 90% titik yang mudah dikenal dilapangan,

digambarkan dengan toleransi kesalahan kurang dari 0,8

mm pada skala peta

III - 8


b. Ketelitian vertikal

Jarak pengukuran semua titik dibagi kedalam ruas-

ruas dengan panjang maksimum 2 km, tiap ruas

diukur bolak-balik dengan toleransi kesalahan 6 mm

Kontrol azimut ditentukan dengan pengamatan

astronomi dengan toleransi ketelitian 20” atau 20

Koreksi sudut antara 2 titik kontrol azimuth adalah

20” atau 20 .N = jumlah titik sudut

3.4 Proyeksi Penduduk

Proyeksi penduduk pada studi ini direncanakan sampai dengan 10

tahun yang akan datang. Untuk perhitungan proyeksi penduduk

digunakan Metode Geometri yang sudah umum digunakan.

Adapun pada metode ini pertumbuhan rata-rata penduduk

berkisar pada persentase r yang konstan setiap tahun.

Perhitungan dengan metode ini dapat dirumuskan sebagai berikut

(Punmia 1987 : 184) :

Pn = Po ( 1+r)n

dengan :

Pn = Jumlah penduduk yang diperkirakan

Po = Jumlah penduduk pada akhir tahun data

r = Jumlah pertumbuhan penduduk tiap tahun.

3.5 Analisa Kebutuhan Air Bersih

Kebutuhan air penduduk akan dihitung berdasarkan beberapa

jenis kebutuhan, antara lain :

1. Kebutuhan air bersih domestik untuk sambungan rumah dan

kran umum

III - 9


2. Kebutuhan air non domestik, misalnya untuk fasilitas

peribadatan dan kran umum, diperhitungkan sebesar 20 % dari

kebutuhan domestik.

3. Kehilangan air

4. Kebutuhan hari maksimum, diperhitungkan sebesar 1.1

kebutuhan air bersih

5. Kebutuhan jam puncak, diperhitungkan sebesar 1.5

kebutuhan air bersih.

Selanjutnya kebutuhan air bersih penduduk dapat dirumuskan

sebagai berikut :

Keb. Total = Kebutuhan Domestik + Kebutuhan air sosial +

kehilangan air

3.6 Analisa Cakupan Pelayanan

Cakupan pelayanan ditargetkan dapat melayani 80% dari jumlah

penduduk, untuk masa 10 tahun yang akan datang. Dasar dari hal

ini mengacu pada arah perkembangan kota dan pertambahan

jumlah penduduk dilihat dari kondisi saat ini dan prediksi yang

akan datang. Target layanan tersebut dapat dipenuhi dari

komposisi sambungan rumah dan jumlah penduduk yang dapat

dilayani.

3.7 Analisa Kemampuan Sumber

Analisa ini dimaksudkan untuk mengetahui seberapa besar

potensi sumber air yang ada saat ini untuk mencukupi kebutuhan

air bersih penduduk Kota Batu di masa sekarang dan masa yang

akan datang. Ada beberapa hal yang mempengaruhi kemampuan

produksi sumber air antara lain pengelolaan daerah tangkapan air

dan konservasi vegetasi di sekitar sumber.

III - 10


3.8 Analisa Hidrolika Dalam Sistem Jaringan Distribusi Air

Bersih

3.10.1 Hukum Bernoulli

Air di dalam pipa selalu mengalir dari tempat yang memiliki

tinggi energi lebih besar menuju tempat yang memiliki tinggi

energi lebih kecil. Aliran tersebut memiliki tiga macam energi

yang bekerja di dalamnya, yaitu :

1. Energi ketinggian = h, dengan :

h = ketinggian titik tersebut dari garis referensi yang

ditinjau (m)

2. Energi kecepatan = , dengan :

v = kecepatan (m/det)

g = percepatan gravitasi (m2/det)

3. Energi tekanan = , dengan :

P = tekanan (kg/m2)

w = berat jenis air (kg/m3)

Hal tersebut dikenal dengan prinsip Bernoulli bahwa tinggi

energi total pada sebuah penampang pipa adalah jumlah

energi kecepatan, energi tekanan dan energi ketinggian yang

dapat ditulis sebagai berikut :

ETot = Energi ketinggian + Energi kecepatan + Energi

tekanan

= h + +

III - 11


Menurut teori kekekalan energi dari hukum Bernoulli yakni

apabila tidak ada energi yang lolos atau diterima antara dua

titik dalam satu sistem tertutup, maka energi totalnya tetap

konstan. Hal tersebut dapat dijelaskan pada gambar di bawah

ini :

Gambar 3.4 Diagram Energi Pada Dua Tempat

Hukum kekekalan Bernaulli pada gambar di atas dapat ditulis

sebagi berikut (Haestad, 2002 : 267) :

dengan :

, = tinggi tekan di titik 1 dan 2 (m)

, = tinggi energi di titik 1 dan 2 (m)

P1, P2 = tekanan di titik 1 dan 2 (kg/m2)

w = berat jenis air (kg/m3)

v1, v2 = kecepatan aliran di titik 1 dan 2 (m/det)

g = percepatan gravitasi (m/det2)

Z1, Z2 = tinggi elevasi di titik 1 dan 2 dari garis yang

ditinjau (m)

hL = kehilangan tinggi tekan dalam pipa (m)

Garis Energi

Garis Tekanan

V2

III - 12


Pada gambar di atas, terlihat garis yang menunjukkan

besarnya tinggi tekan air pada titik tinjauan yang dinamakan

garis gradien hidrolis atau garis kemiringan hidrolis. Jarak

vertikal antara pipa dengan gradien hidrolis menunjukkan

tekanan yang terjadi dalam pipa. Perbedaan ketinggian antara

titik 1 dan 2 merupakan kehilangan energi yang terjadi

sepanjang penampang 1 dan 2.

3.8.2Hukum Kontinuitas

Air yang mengalir sepanjang pipa yang mempunyai luas

penampang A m2 dan kecepatan V m/det selalu memiliki debit

yang sama pada setiap penampangnya. Hal tersebut dikenal

sebagai hukum kontinuitas yang dituliskan :

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

dengan :

Q1 = debit pada potongan 1 (m3/det)

Q2 = debit pada potongan 2 (m3/det)

A1 = luas penampang pada potongan 1 (m2)

A2 = luas penampang pada potongan 2 (m2)

V1 = kecepatan pada potongan 2 (m/det)

V2 = kecepatan pada potongan 2 (m/det)

A1V1

A2V2

A1V1

A2V2

A1V1

A2V2

1

1

21

21

2

2

1

1

2

2(a) (b) (c)

III - 13


Gambar 3.5 Aliran Dalam Pipa

Pada gambar (a), potongan 1-1 dan potongan 2-2 mempunyai

luasan penampang yang sama sehingga kecepatan aliran di

potongan 1-1 sama dengan kecepatan aliran di potongan 2-2.

Pada gambar (b), potongan 1-1 memiliki luasan penampang

yang lebih besar dari potongan 2-2 sehingga kecepatan aliran

di potongan 1-1 lebih kecil dibandingkan dengan kecepatan

aliran di potongan 2-2. Sedangkan pada gambar (c), potongan

1-1 memiliki luasan penampang yang lebih kecil dari potongan

2-2 sehingga kecepatan aliran di potongan 1-1 lebih besar

dibandingkan dengan kecepatan aliran di potongan 2-2.

Dengan demikian dapat dikatakan bahwa kecepatan aliran

selalu berbanding terbalik dengan luasan penampang.

Pada aliran percabangan pipa juga berlaku hukum kontinuitas

dimana debit yang masuk pada suatu pipa sama dengan debit

yang keluar pipa. Hal tersebut diilustrasikan sebagai berikut :

Gambar 3.6. Aliran Bercabang

dimana :

Q1

2

2

Q2

V2

3

3

Q3V3

1

1

V1

III - 14


Q1 = Q2 + Q3

A1.V1 = (A2.V2) + (A3.V3)

dengan :

Q1, Q2, Q3 = Debit yang mengalir pada penampang 1, 2 dan

3 (m3/det)

V1, V2, V3 = Kecepatan pada penampang 1, 2 dan 3

(m/det)

3.8.3Kehilangan Tinggi Tekan (Head Loss)

Kehilangan tinggi tekan dalam pipa dapat dibedakan menjadi

kehilangan tinggi tekan mayor (major losses) dan kehilangan

tinggi tekan minor (minor losses). Dalam merencanakan sistem

jaringan distribusi air bersih, aliran dalam pipa harus berada

pada kondisi aliran turbulen. Untuk mengetahui kondisi aliran

dalam pipa turbulen atau tidak, dapat dihitung dengan

identifikasi bilangan Reynold menggunakan persamaan berikut

:

dengan :

Re = bilangan Reynold

v = kecepatan aliran dalam pipa (m/det)

D = diameter pipa (m)

= kekentalan kinematik air pada suhu tertentu

(m2/det)

Tabel 3.1 Kekentalan Kinematik Air

Suhu(oC)

Kekentalan Kinematik(m2/det)

Suhu(oC)

Kekentalan Kinematik(m2/det)

III - 15


051015202530

1.785 . 10-6

1.519 . 10-6

1.306 . 10-6

1.139 . 10-6

1.003 . 10-6

1.893 . 10-6

1.800 . 10-6

405060708090

100

1.658 . 10-6

1.553 . 10-6

1.474 . 10-6

1.413 . 10-6

1.364 . 10-6

1.326 . 10-6

1.294 . 10-6

Dari perhitungan bilangan Reynold, maka sifat aliran di dalam

pipa dapat diketahui dengan kriteria sebagai berikut :

Re < 2000 aliran bersifat laminer

Re = 2000 – 4000 aliran bersifat transisi

Re > 4000 aliran bersifat turbulen

3.8.4Kehilangan Tinggi Tekan Mayor (Major Losses)

Fluida yang mengalir di dalam pipa akan mengalami tegangan

geser dan gradien kecepatan pada seluruh medan karena

adanya kekentalan kinematik. Tegangan geser tersebut akan

menyebabkan terjadinya kehilangan energi selama pengaliran.

Tegangan geser yang terjadi pada dinding pipa merupakan

penyebab utama menurunnya garis energi pada suatu aliran

(major losses) selain bergantung juga pada jenis pipa.

Ada beberapa teori dan formula untuk menghitung besarnya

kehilangan tinggi tekan mayor ini yaitu dari Hazen-Williams,

Darcy-Weisbach, Manning, Chezy, Colebrook-White dan

Swamme-Jain. Dalam kajian ini digunakan persamaan Hazen-

Williams (Haestad, 2001 : 278) yaitu :

Q = 0.85 . Chw . A . R0.63 . S0.64

V= 0.85 . Chw . R0.63 . S0.64

dengan :

III - 16


Q = debit aliran pada pipa (m3/det)

V = kecepatan pada pipa (m/det)

0.85 = konstanta

Chw = koefisien kekasaran Hazen-Williams

A = Luas penampang aliran (m2)

R = Jari-jari hidrolis (m)

=

R =

S = kemiringan garis energi (m/m)

=

Untuk Q = , didapat persamaan kehilangan tinggi tekan

mayor menurut Hazen-Williams sebesar (Webber, 1971 : 121) :

hf = k.Q1.85

dimana :

k =

dengan,

hf = kehilangan tinggi tekan mayor (m)

k = koefisien karakteristik pipa

III - 17


Q = debit aliran pada pipa (m3/det)

D = Diameter pipa (m)

L = panjang pipa (m)

Chw = koefisien kekasaran Hazen-Williams

Tabel 3.2 Koefisien Kekasaran Pipa Menurut Hazen-Williams

No Jenis PipaNilai Koefisien

Hazen-Wlliams (Chw)

1 PVC 140-150

2 Pipa asbes 120-150

3 Batu berlapis semen 100-140

4 Pipa besi digalvanis 100-120

5 Cast Iron 90-125

Sumber : Buku Utama Sistem Jaringan Pipa, 1987

3.8.5Kehilangan Tinggi Tekan Minor (Minor Losses)

Faktor lain yang juga ikut menambah besarnya kehilangan

tinggi tekan pada suatu aliran adalah kehilangan tinggi tekan

minor. Kehilangan tinggi tekan minor ini disebabkan oleh

adanya perubahan mendadak dari ukuran penampang pipa

yang menyebabkan turbulensi, belokan-belokan, adanya katub

dan berbagai jenis sambungan. Kehilangan tinggi tekan minor

semakin besar bila terjadi perlambatan kecepatan aliran di

dalam pipa dibandingkan peningkatan kecepatan akibat terjadi

pusaran arus yang ditimbulkan oleh pemisahan aliran dari

bidang batas pipa. Untuk jaringan pipa sederhana, kehilangan

III - 18


tinggi tekan minor ini tidak boleh diabaikan karena nilainya

cukup berpengaruh. Namun untuk pipa-pipa yang panjang atau

L/D >> 1000, kehilangan tinggi tekan minor ini dapat

diabaikan. Persamaan umum untuk menghitung besarnya

kehilangan tinggi tekan minor dapat ditulis sebagai berikut :

dengan :

hLm = kehilangan tinggi tekan minor (m)

k = koefisien kehilangan tinggi tekan minor

v = kecepatan rata-rata dalam pipa (m/det)

g = percepatan gravitasi (m/det2)

Besarnya nilai koefisien k sangat beragam, tergantung dari

bentuk fisik penyempitan, pelebaran, belokan, katup dan

sambungan dari pipa. Namun, nilai k ini masih berupa

pendekatan karena sangat dipengaruhi oleh bahan, kehalusan

membuat sambungan maupun umur sambungan tersebut.

III - 19


Tabel 3.3 Koefisien Kekasaran Pipa Menurut Jenis Perubahan Bentuk

Pipa

Jenis Perubahan

Bentuk PipaK

Jenis Perubahan

Bentuk Pipa K

Awal masuk pipa Belokan halus 900

bell mouth0.03 –

0.05Radius Belokan/D = 4

0.16 -

0.18

Rounded0.12 –

0.25Radius Belokan/D = 2

0.19 -

0.25

Shard edge 0.5 Radius Belokan/D = 1 0.35 -

0.40

Projecting 0.8

Pengecilan mendadakBelokan tiba-tiba

(mitered)

D2/D1 = 0.80 0.18 = 150 0.05

D2/D1 = 0.50 0.37 = 300 0.10

D2/D1 = 0.20 0.49 = 450 0.20

Pengecilan

mengerucut = 600 0.35

D2/D1 = 0.80 0.05 = 900 0.80

D2/D1 = 0.50 0.07

D2/D1 = 0.20 0.08 T (Tee)

Pembesaran

mendadakAliran searah

0.30 -

0.40

D2/D1 = 0.80 0.16 Aliran bercabang0.75 -

1.80

D2/D1 = 0.50 0.57 Persilangan

D2/D1 = 0.20 0.92 Aliran searah 0.50

III - 20


Pembesaran

mengerucutAliran bercabang 0.75

D2/D1 = 0.80 0.03 450 Wye

D2/D1 = 0.50 0.08 Aliran searah 0.30

D2/D1 = 0.20 0.13 Aliran bercabang 0.50

Sumber : Haestad, 2001 : 292

Gambar 3.7. Pengaruh Bentuk Belokan Pipa Pada Aliran

3.9 Elemen-Elemen Pada Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih

Elemen-elemen pada suatu sistem jaringan distribusi air bersih

adalah komponen-komponen yang ada dalam suatu rangkaian

sistem jaringan distribusi air bersih. Elemen-elemen ini terdiri dari

pipa dan sambungannya, katub, pompa, tandon dan tandon

dimana kesemuanya haruslah bekerja dengan baik. Jika salah satu

dari elemen tersebut tidak berfungsi, maka dampaknya adalah

berkurangnya bahkan terhentinya kinerja dan efisiensi dari sistem

tersebut.

3.10.1 Pipa

1. Jenis Pipa

Pada suatu sistem jaringan distribusi air bersih, pipa

merupakan komponen yang utama. Pipa ini berfungsi sebagai

III - 21


sarana untuk mengalirkan air dari sumber air ke tandon,

maupun dari tandon ke konsumen. Pipa tersebut memiliki

bentuk penampang lingkaran dengan diameter yang

bermacam-macam. Dalam pelayanan penyediaan air bersih

lebih banyak digunakan pipa bertekanan karena lebih sedikit

kemungkinan tercemar dan biayanya lebih murah dibanding

menggunakan saluran terbuka atau talang. Suatu pipa

bertekanan adalah pipa yang dialiri air dalam keadaan penuh.

Pipa yang umumnya dipakai untuk sistem jaringan distribusi

air dibuat dari bahan-bahan seperti di bawah ini :

Besi tuang (cast iron)

Pipa besi tuang telah digunakan lebih dari 200 tahun yang

lalu. Pipa ini biasanya dicelupkan dalam larutan kimia

untuk perlindungan terhadap karat. Panjang biasa dari

suatu bagian pipa adalah 4 m dan 6 m. Tekanan

maksimum pipa sebesar 25 kg/cm2 dan umur pipa dapat

mencapai 100 tahun.

Keuntungan dari pipa ini adalah :

pipa cukup murah

pipa mudah disambung

pipa tahan karat

Kerugian dari pipa ini adalah :

pipa berat sehingga biaya pengangkutan mahal

Besi galvanis (galvanized iron)

Pipa jenis ini bahannya terbuat dari pipa baja yang dilapisi

seng. Umur pipa pendek yaitu antara 7 – 10 tahun. Pipa

berlapis seng digunakan secara luas untuk jaringan

pelayanan yang kecil di dalam sistem distribusi.


harga murah dan banyak tersedia di pasaran

III - 22


ringan sehingga mudah diangkut

pipa mudah disambung


pipa mudah berkarat

Plastik (PVC)

Pipa ini lebih dikenal dengan sebutan pipa PVC (Poly Vinyl

Chloride) dan di pasaran mudah didapat dengan berbagai

ukuran. Panjang pipa 4 m atau 6 m dengan ukuran

diameter pipa mulai 16 mm hingga 350 mm. Umur pipa

dapat mencapai 75 tahun.


harga murah dan banyak tersedia di pasaran

ringan sehingga mudah diangkut

mudah dalam pemasangan dan penyambungan

pipa tahan karat


pipa jenis ini mempunyai koefisien muai besar

sehingga tidak tahan panas

mudah bocor dan pecah

Baja

Pipa ini terbuat dari baja lunak dan mempunyai banyak

ragam di pasaran. Pipa baja telah digunakan dengan

berbagai ukuran hingga lebih dari 6 m garis tengahnya.

Umur pipa baja yang cukup terlindungi paling sedikit 40

tahun.


tersedia dalam berbagai ukuran panjang

mudah dalam pemasangan dan penyambungan


III - 23


pipa tidak tahan karat

pipa berat sehingga biaya pengangkutan mahal

2. Sarana Penunjang

Pipa yang digunakan dalam distribusi air minum harus

dilengkapi dengan alat bantu agar bisa berfungsi dengan

baik, seperti :

Sambungan antar pipa

Untuk menggabungkan pipa yang satu dengan yang lain

diperlukan suatu sambungan pipa, baik pipa yang

berdiameter sama atau berbeda, belokan pada pipa dan

penggabungan dua pipa yang berbeda jenis.

Sambungan pada pipa antara lain :

mangkok (bell) dan lurus (spingot)

sambungan mekanik

sambungan dorong (push on joint)

sambungan flens

Sambungan tersebut dipakai sesuai kebutuhan dan kondisi

lapangan saat pemasangan pipa ditambah dengan

perlengkapan sambungan yaitu :

Belokan (bend)

Digunakan untuk mengubah arah dari arah lurus

dengan sudut perubahan standar yang merupakan

sudut dari belokan tersebut. Besar belokan standar

adalah 11¼o, 22½o, 45o, dan 90o. Bahan belokan itu

biasanya sama dengan pipa

Perlengkapan “T”

III - 24


Untuk pipa sekunder dipasang tegak lurus (90o) pada

pipa primer berbentuk T. Untuk ujung-ujungnya

perlengkapan dapat terdiri dari kombinasi spigot,

socket dan flens

Perlengkapan “Y”

Untuk pipa sekunder yang dipasang pada pipa primer

dengan sudut 45o

Pintu dan katup

Aliran air yang baik di dalam pipa sangat ditunjang oleh

katup yang bekerja pada sambungan antar pipa. Berbagai

jenis katup memiliki fungsi berbeda yang penggunaannya

disesuaikan dengan kebutuhan dan kondisi lapangan agar

suatu rangkaian pipa berfungsi dengan baik. Beberapa

macam katub dalam rangkaian jaringan pipa adalah

(Haestads, 2001 : 277) :

Flow Control Valve (FCV)

Digunakan untuk membatasi aliran maksimum rata-

rata yang melalui katup dari hulu ke hilir.

Dimaksudkan untuk melindungi suatu komponen

tertentu yang letaknya di hilir agar tidak rusak akibat

aliran yang terlalu besar

Pressure Reducer Valve (PRV)

Digunakan untuk menanggulangi tekanan yang terlalu

besar di hilir katup. Jika tekanan naik hingga melebihi

nilai batas, maka PRV akan menutup dan akan terbuka

III - 25


penuh bila tekanan di hulu lebih rendah dari nilai yang

telah ditetapkan pada katup tersebut

Pressure Sustaining Valve (PSV)

Digunakan untuk menanggulangi penurunan secara

drastis pada tekanan di hulu dari nilai yang telah

ditetapkan. Jika tekanan di hulu lebih rendah dari

batas minimumnya, maka katu akan menutup

Pressure Breaker Valve (PBV)

Digunakan untuk memberikan tekanan tambahan

pada tekanan yang menurun di katup. Di samping itu,

katup jenis ini juga dapat memberikan tambahan

tekanan pada aliran yang berbalik arah (karena

tekanan di hilir lebih tinggi dari tekanan di hulu)

sehingga tekanan di hilir lebih rendah dari tekanan di

hulu

Throttle Control Valve (TCV)

Katup jenis ini digunakan untuk mengontrol minor

losses yang berubah setiap waktu

3.9.2 Pompa

Pompa adalah komponen sistem yang mampu

memberikan tambahan tekanan dalam suatu sistem

jaringan distribusi air bersih. Dengan pompa, maka tinggi

tekanan yang berkurang dapat dinaikkan kembali

sehingga sistem dapat mengalirkan air ke tempat

pelayanan yang lebih tinggi dan jauh. Apabila sebelum

pompa dipasang telah ada aliran, maka pompa juga dapat

digunakan untuk menambah kapasitas debit pada sistem

tersebut.

III - 26


Karakteristik pompa ditunjukkan oleh debit yang dapat

dihasilkan pada berbagai jenis variasi tinggi tekan (head).

Semakin tinggi head yang harus ditambahkan, maka

semakin kecil debit yang diproduksi dan demikian pula

sebaliknya. Operasional pompa dalam suatu sistem

jaringan distribusi air bersih juga menggunakan pronsip

tersebut dimana harus memperhatikan tinggi tekan dan

debit yang dibutuhkan sehingga operasional pompa

mampu mencapai tingkat efisiensi yang tinggi.

Pompa dapat dipasang secara paralel dan secara seri.

Pada pemasangan secara paralel, pompa dipasang sejajar

pada dua pipa yang ujung-ujungnya disatukan. Debit yang

dihasilkan pada pompa paralel menjadi dua kali lipat,

namun tinggi tekannya sama dengan satu unit pompa

saja. Sedangkan pada pemasangan seri, pompa yang satu

diletakkan di hilir pompa yang lain. Pada pemasangan

seperti ini, debit yang dihasilkan sama dengan satu unit

pompa saja, namun tinggi tekannya menjadi dua kali lipat.

Gambar 3.8 Kurva Sistem Operasi Pompa

Q(lt/det)

Head

III - 27


Gambar 3.9. Kurva Operasional Pompa

Pada Pemasangan Seri Dan Paralel

3.9.3 Tandon

Tandon merupakan komponen dari sistem jaringan

distribusi air bersih yang memiliki fungsi untuk

menampung dan menyimpan air untuk digunakan pada

kondisi tertentu. Pengisian tampungan tandon dilakukan

apabila kebutuhan air bersih tidak mencapai puncak atau

dibagi antara keduanya apabila kapasitas debitnya

mencukupi. Sumber air yang dapat digunakan sebagai air

baku untuk penyediaan air bersih adalah:

mata air

air tanah dalam

air permukaan danau atau waduk

air permukaan sungai.

Yang perlu diperhatikan dalam perencanaan tandon

adalah :

Aspek kuantitas dan kontinuitas

Kapasitas tampungan dari sebuah tandon nantinya

harus mampu untuk melayani areal pelayanan yang

direncanakan dan mampu beroperasi sesuai rencana

pengembangan seiring dengan meningkatnya

kebutuhan air bersih setiap tahunnya

Aspek kualitas air

Seri

Tunggal

Q(lt/det)

Head

III - 28


Mata air yang digunakan untuk mengisi tandon

sebagai air baku harus memenuhi standar kualitas

air baku golongan A atau minimal golongan B

3.10 Mekanisme Pengaliran Dalam Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih

3.10.1 Pipa Dengan Bantuan Pompa

Pemakaian pompa dimaksudkan untuk lebih memperbesar

tekanan pada suatu titik agar dapat melayani area

tertentu yang cukup luas. Jika pompa digunakan ntuk

menaikkan air dari suatu tandon A ke tandon B, maka

akan dibutuhkan suatu daya pompa untuk mengalirkannya

seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 3.10 Skema Jaringan Distribusi Air Bersih dengan Bantuan Pompa

Dengan melihat gambar di atas, maka tinggi garis gradien

hidraulik di titik B (tekanan di B) adalah :

HB = ZA + HP – ZB + HL

III - 29


dengan :

HB = tekanan di titik B

ZA = tinggi elevasi titik A garis yang ditinjau (m)

ZB = tinggi elevasi titik B garis yang ditinjau (m)

HP = tinggi tekan pompa (m)

HL = kehilangan tinggi tekan (m)

3.10.2 Sistem Perpipaan

Sistem pemipaan dalam jaringan distribusi air bersih dapat

dibagi menjadi dua yaitu hubungan seri dan hubungan

paralel. Penggunaan dua sistem pemipaan ini bergantung

pada kondisi lapangan dan melihat tingkat kebutuhan

airnya.

Pipa Hubungan Seri

Apabila suatu saluran pipa terdiri dari beberapa pipa

berdiameter sama atau berbeda dalam kondisi

tersambung, maka pipa-pipa tersebut terpasang

dalam hubungan seri. Pada pipa hubungan seri, debit

aliran di semua titik adalah sama sedangkan

kehilangan tekanan di semua titik berbeda. Hal

tersebut ditunjukkan pada gambar 4.11. di bawah ini :

Datum

III - 30


Gambar 3.11 Pipa Dalam Hubungan Seri

dengan :

Q1 = Q2 = Q3 = debit pada tiap pipa (m3/det)

Sedangkan,

dengan :

hftot = total kehilangan tekanan pada pipa terpasang

seri (m)

hf1 = hf2 = hf3 = kehilangan tekanan pada tiap pipa

(m)

Sehingga persamaan Bernoulli menjadi :

Pipa Hubungan Paralel

Apabila dua pipa atau lebih yang letaknya sejajar dan

pada ujung-ujungnya dihubungkan oleh satu titik

simpul (junction), maka pipa-pipa tersebut terpasang

dalam hubungan paralel. Pada pipa hubungan paralel,

debit total merupakan penjumlahan debit aliran di tiap

pipa, sedangkan kehilangan tekanan pada tiap pipa

sama. Hal tersebut ditunjukkan pada gambar 4.12. di

bawah ini :

III - 31


Gambar 3.12 Pipa Dalam Hubungan Paralel

dengan :

hf1 = hf2 = hf3 = kehilangan tekanan pada tiap pipa

(m3/det)

Sedangkan,

dengan :

Qtot= total debit pada pipa terpasang paralel (m3/det)

Q1 = Q2 =Q3 = debit pada tiap pipa (m3/det)

3.11 Metode Perhitungan Aliran Dalam Pipa

Pada jaringan pipa, ada dua persamaan yang harus dipenuhi

yaitu persamaan kontinuitas massa dan persamaan energi.

Kedua persamaan tersebut berlaku untuk setiap pipa dalam

suatu sistem jaringan yang harus diselesaikan secara bersama-

sama. Untuk menyelesaikan perhitungan analisis sistem jaringan

pipa, didasarkan pada dua kondisi dasar yang harus dipenuhi

seperti dijelaskan berikut ini (Webber, 1971) :

Datum

III - 32


Hukum kontinuitas, yaitu dalam tiap-tiap titik simpul aliran

yang masuk harus sama dengan aliran yang keluar

(Triatmojo, 1996 : 92)

dengan :

Qi = debit yang masuk atau keluar dari titik simpul

Untuk kontinuitas tekanan, jumlah kehilangan tekanan di

dalam sistem jaringan tertutup harus sama dengan nol

untuk menggunakan kedua persamaan di atas, Hardy Cross

(1936) menawarkan dua metode yaitu metode jaringan

tertutup (loop method) dan metode titik simpul (junction

method)

a. Metode Jaringan Tertutup (Loop Method)

Dalam metode jaringan tertutup ini digunakan prinsip

keseimbangan tinggi tekan (head balance) dengan

menganggap bahwa aliran masuk dan keluar dari

jaringan harus diketahui menentukan aliran dalam setiap

komponen pipa. Jika tekanan pada sistem juga

diperlukan, maka tinggi tekan pada satu titik dalam

jaringan harus diketahui awalnya. Gambar di bawah

menunjukkan suatu sistem jaringan kecil dimana bila

semua persyaratan standar telah terpenuhi, maka

kehilangan tinggi tekan di pipa 1 dan 2 sama dengan

kehilangan tinggi tekan di pipa 3 dan 4 sehingga

dikatakan jaringan tersebut telah seimbang (hf = 0).

Dengan perumpamaan arah jarum jam, kehilangan tinggi

tekan dikatakan positif bila searah jarum jam dan

sebaliknya.

III - 33


Gambar 3.13 Skema Jaringan Menggunakan Metode Jaringan Tertutup

Konsep yang dikemukakan oleh Hardy Cross adalah

menggunakan prinsip kontinuitas, bahwa debit masuk

sama dengan debit keluar dalam suatu sistem jaringan

yang kemudian akan digunakan dalam menentukan

aliran dalam setiap komponen pipa.

Gambar 3.14 Ilustrasi Persamaan Kontinuitas Dengan Metode Jaringan Tertutup

b. Metode Titik Simpul (Junction Method)

Dalam metode titik simpul digunakan prinsip

keseimbangan debit (quantity balance) yaitu dengan

lebih mempertimbangkan besarnya debit aliran pada

suatu titik simpil sebagai variabel yang tidak diketahui

daripada mempertimbangkan besarnya debit aliran pada

pipa yang dipakai dalam metode jaringan tertutup.

Langkah modifikasi dari R.J Cornish ini dapat digunakan

50 lt/det

30 lt/det

20 lt/det

J-1 J-2

J-3J-4

J-5

J-6

P-1

P-7

P-6P-2

P-5

P-3

P-4

50 lt/det

20 lt/det

30 lt/det

30 lt/det

20 lt/det

20 lt/det

5 lt/det

25 lt/det

25 lt/det

5 lt/det

III - 34


bila tinggi tekan pada tiap titik masuk (junction)

diketahui dan digunakan untuk menentukan tinggi tekan

dan aliran di sepanjang jaringan.

Gambar 4.15 Skema Jaringan Menggunakan Metode Titik Simpul

3.12 Simulasi Aliran Pada Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih

Dalam pendistribusian air, terjadi aliran di dalam sistem jaringan

distribusi air bersih. Terdapat dua kondisi pada saat pengaliran,

yakni kondisi permanen dan kondisi tidak permanen. Penentuan

jenis kondisi aliran tersebut amat bergantung pada pola

konsumsi air pada masyarakat untuk setiap jam perharinya.

3.12.1 Analisis Kondisi Permanen

Analisis kondisi permanen ini mencakup kondisi aliran,

tekanan, dan kapasitas dari komponen sistem jaringan

tersebut pada corak permintaan tunggal. Simulasi ini

dilakukan pada saat kondisi kritis seperti pada kebutuhan

harian maksimum, kebutuhan puncak dan pengisisan

tampungan tandon. Dengan demikian dapat memberikan

suatu informasi dari kondisi jaringan pada suatu waktu

yang diiinginkan.

3.12.2 Analisis Kondisi Tidak Permanen

Analisis pada kondisi permanen ini mencakup kondisi

aliran, tekanan dan kapasitas dari komponen sistem

Pipa m

Pipa n

J K

Pipa ihf J hf

K

Q

e

Qin – Qout =

Qe

III - 35


jaringan tersebut sepanjang waktu pada suatu corak

permintaan yang berubah-ubah. Dalam simulasi kondisi

tidak permanen ini, beberapa parameter yang digunakan

adalah karakteristik tandon, kontrol operasi pompa,

durasi dan nilai tahapan waktu, rasio waktu serta faktor

beban (loading factor).

3.13 Analisis Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih Dengan

Software Komputer

Analisis sistem jaringan distribusi air bersih merupakan suatu

perencanaan yang rumit. Penyebab utama rumitnya analisis

dikarenakan banyaknya jumlah proses trial and error yang harus

dilakukan pada seluruh komponen yang ada pada sistem

jaringan distribusi air bersih jaringan tersebut.

Pada saat ini program-program komputer sudah di bidang

perencanaan sistem jaringan distribusi air bersih sudah demikian

berkembang dan maju sehingga kerumitan dalam perencanaan

sistem jaringan distribusi air bersih dapat diatasi dengan

menggunakan program tersebut. Proses trial and error dapat

dilakukan dalam waktu singkat dengan tingkat kesalahan yang

relatif kecil karena programlah yang akan menganalisisnya.

Beberapa program komputer di bidang rekayasa dan

perencanaan sistem jaringan distribusi air bersih diantaranya

adalah program Loops, Wadiso, Epanet 1.1, Epanet 2.0 dan

WaterCAD. Dalam kajian ini digunakan program WaterCAD v 4.5

karena program ini tergolong baru dan belum banyak diketahui

dalam fungsinya untuk menganalisis sistem jaringan distribusi

air bersih. Berikut ini akan dipaparkan mengenai langkah-

langkah penggunaan program WaterCAD v 4.5.

III - 36


3.13.1 Deskripsi Program Water Distribution Modelling

(WaterCAD v 4.5)

Program WaterCAD v 4.5 merupakan produksi dari Haestad

Methods tahun 2001 dengan jumlah pipa yang mampu

dianalisis yaitu 250 buah pipa sesuai pemesanan spesifikasi

program WaterCAD pada Haestad Methods. Program ini dapat

bekerja pada sistem Windows 95, 98 dan 2000 serta Windows

NT 4.0 ke atas. Program yang tampilan interfacenya sangat

memudahkan pengguna ini khusus menyelesaikan lingkup

perencanaan dan pengoptimalisasian sistem jaringan

distribusi air bersih, yaitu (Haestad Method, 2001) :

menganalisis sistem jaringan distribusi air pada satu

kondisi waktu

menganalisis tahapan-tahapan atau periodisasi simulasi

pada sistem jaringan terhadap adanya kebutuhan air

yang berfluktuatif menurut waktu

menganalisis skenario perbandingan atau alternatif

jaringan pada kondisi yang berlainan pada saat

bersamaan

menganalisis kondisi jaringan pada saat kondisi ekstrim

untuk keperluan pemadam kebakaran atau hydrant (fire

flow analysis)

menganalisis kualitas air yang didistribusikan

menghitung konstruksi biaya dari jaringan yang dibuat

menurut alternatifnya

Sedangkan fasilitas tambahan yang menyertai program

WaterCAD ini adalah (Haestad Methods, 2001) :

mendukung GIS database connection sehingga

mengenali extention file dari program GIS (ArcView,

III - 37


ArcInfo, ArcCAD, MapInfo dan AutoCAD) yang akan

memudahkan untuk memindahkan lembar kerja program

tersebut ke lembar kerja WaterCAD dengan aman

mendukung program Microsoft Office, Microsoft Excel

dan Microsoft Access

mendukung program Epanet Versi Windows dan Kypipe

sehingga dapat menyimpan gambar jaringan pipa ke

dalam bentuk file WaterCAD (.wcd)

3.13.2 Tahapan-Tahapan Dalam Penggunaan Program

WaterCAD

1. Welcome Dialog

Pada setiap pembukaan awal program WaterCAD, akan

diperlihatkan sebuah dialog box yang disebut welcome

dialog. Kotak tersebut memuat tutorials, create new

project, open existing project serta exit WaterCAD seperti

terlihat pada gambar di bawah. Melalui welcome dialog

ini pengguna dapat langsung mengakses ke bagian lain

untuk menjalankan program ini.

III - 38


Gambar 3.16 Tampilan Welcome Dialog Pada WaterCAD

Tutorials, digunakan untuk mempelajari program dengan

melihat contoh jaringan yang telah disediakan.

WaterCAD akan menuntun kita memahami cara

menggunakan program ini. Untuk membuka tutorial

dilakukan dengan mendouble klik kotak tutorial. Dan

Create new project digunakan untuk membuat lembar

kerja baru. Sedangkan open existing project digunakan

untuk membuka kembali pekerjaan atau data yang telah

disimpan sebelumnya. Untuk membuka menu ini pun

digunakan cara yang sama seperti pada tutorials. Exit

WaterCAD digunakan apabila ingin mengakhiri program

ini melalui dialog box.

2. Pembuatan Lembar Kerja

Pembuatan lembar kerja baru atau create new project

pada program WaterCAD ini dapat dilakukan melalui dua

cara yaitu melalui welcome dialog box atau melalui

pilihan new pada menu utama File. Sebelum proses

penggambaran atau pengubahan jaringan dilakukan,

terlebih dahulu akan ditemui tampilan project setup

wizard. Project setup wizard ini terdiri dari empat

tahapan yaitu penamaan file, pemilihan rumus,

penentuan besaran dari skala dan dimensi dalam

III - 39


penggambaran serta penentuan prototipe dari

komponen-komponen dalam sistem jaringan.

Gambar 3.17 Penamaan File Kerja Pada WaterCAD

Setelah penamaan file maka tampilan berikutnya adalah

pemilihan formula dari Darcy-Weisbach, Hazen-Williams

dan Manning seperti pada gambar di bawah. Rumus yang

dipilih itulah yang nantinya digunakan sebagai dasar

dalam perhitungan WaterCAD.

Gambar 3.18 Pemilihan Rumus Pada WaterCAD

Proses selanjutnya adalah penentuan skala dimensi

dalam penggambaran jaringan pipa yang disesuaikan

dengan kebutuhan dari perencanaan dan keinginan dari

III - 40


pengguna. Gambar jaringan dapat dibuat secara skalatis,

maupun secara skematis sesuai kebutuhan pengguna.

Gambar 3.19 Pengisian Skala Pada WaterCAD

Bagian terakhir dari project setup wizard adalah

pengisian data-data teknis atau pemodelan komponen-

komponen sistem jaringan distribusi air bersih yang akan

dipakai dalam penggambaran yang memudahkan untuk

pengecekan. Komponen tersebut ada enam macam yaitu

pipa, titik simpul, tandon, katup, tandon dan pompa

seperti ditunjukkan pada gambar berikut.

III - 41


Gambar 3.20. Penentuan Prototipe Dari Komponen-Komponen Sistem Jaringan PadaWaterCAD

3. Pemodelan Komponen-Komponen Sistem Jaringan

Distribusi Air Bersih

Dalam WaterCAD, komponen-komponen sistem jaringan

distribusi air bersih seperti titik simpul, pipa, tandon,

mata air dan pompa tersebut dimodelkan sedemikian

rupa sehingga mendekati kinerja komponen tersebut di

lapangan. Untuk keperluan pemodelan, WaterCAD telah

memberikan penamaan setiap komponen tersebut

secara otomatis yang dapat diganti sesuai dengan

keperluan agar memudahkan dalam pengerjakan,

pengamatan, penggantian ataupun pencarian suatu

komponen tertentu. Agar dapat memodelkan setiap

komponen sistem jaringan distribusi air bersih dengan

benar, perancang harus mengetahui cara memodelkan

komponen tersebut dalam WaterCAD. Adapun jenis-jenis

pemodelan komponen sistem jaringan distribusi air

bersih dalam WaterCAD adalah :

Pemodelan titik-titik simpul (junction)

Titik simpul merupakan suatu simbol yang mewakili

atau komponen yang bersinggungan langsung

dengan konsumen dalam hal pemberian air bersih.

Ada dua tipe aliran pada titik simpul ini, yaitu berupa

kebutuhan air (demand) dan berupa aliran masuk

(inflow). Jenis aliran yang berupa kebutuhan air

bersih digunakan bila pada simpul tersebut ada

pengambilan air, sedangkan aliran masuk digunakan

bila pada titik simpul tersebut ada tambahan debit

yang masuk. Data yang dibutuhkan sebagai

III - 42


masukan bagi titik simpul antara lain elevasi titik

simpul dan data kebutuhan air bersih pada titik

simpul tersebut.

Pemodelan kebutuhan air bersih

Kebutuhan air bersih pada tiap-tiap titik simpul

dapat berbeda-beda yang bergantung dari luas

cakupan layanan dan jumlah konsumen pada titik

simpul tersebut. Kebutuhan air menurut WaterCAD

dibagi menjadi dua yaitu kebutuhan tetap (fixed

demand) dan kebutuhan berubah (variable demand).

kebutuhan tetap adalah kebutuhan air rerata tiap

harinya sedangkan kebutuhan berubah atau

berfluktuatif adalah kebutuhan air yang berubah

setiap jamnya sesuai dengan pemakaian air.

Data fixed demand atau yang disebut pula baseline

flow kurang akurat bila digunakan untuk

perancangan kebutuhan air bersih. Umumnya data

ini hanya digunakan untuk mengetahui besar

kebutuhan tiap jam atau harian secara rata-rata.

Data variable demand inilah yang digunakan untuk

mendekati kondisi nyata di lapangan. Situasi pada

saat kebutuhan air seperti ini disebut dengan

Extended Period Simulation (EPS).

Saat kebutuhan air diatur pada baseline flow, kondisi

aliran di dalam pipa berupa aliran tetap (steady

flow). Maka secara otomatis WaterCAD akan

mengatur skenario menjadi Steady State Simulation.

Sedangkan bila tersedia data kebutuhan air yang

berfluktuatif (variable demand) maka skenario

III - 43


WaterCAD dapat diatur menjadi Extended Period

Simulation (EPS) dan aliran yang terjadi adalah

aliran berubah beraturan menurut waktu.

Pemodelan Pipa

Pipa adalah suatu komponen yang menghubungkan

katup (valve), titik simpul, tandon dan tandon. Untuk

memodelkan pipa, memerlukan beberapa data

teknis seperti jenis bahan, diameter dan panjang

pipa, kekasaran (roughness) dan status pipa (buka-

tutup). Jenis bahan pipa oleh WaterCAD telah

disediakan sehingga dapat dipilih secara langsung

sesuai dengan jenis bahan pipa yang digunakan di

lapangan. Sedangkan diameter dan panjang pipa

dapat dirancang sesuai dengan kondisi di lapangan

melalui prototypes tools. Apabila diatur secara

skalatis, maka ukuran panjang pipa secara otomatis

berubah sesuai dengan perbandingan skala ukuran

yang dimasukkan. Sedangkan dalam pengaturan

skematis, panjang pipa dapat langsung dimasukkan

sebagai data tanpa memperhatikan panjang pipa di

layar komputer.

Pemodelan katup (valve)

Katup atau valve digunakan untuk memenuhi suatu

kondisi tertentu di lapangan agar aliran dalam

jaringan pipa berfungsi dengan baik. Misalnya

kondisi aliran yang terlalu kecil akibat beda tekanan

yang terlalu besar atau karena adanya perbaikan

jalan maka pipa pada daerah tersebut ditutup

III - 44


menggunakan katub. WaterCAD memberikan

beberapa model jenis katup (Haestads, 2001 : 277)

yakni Flow Control Valves (FCV), Pressure Reducing

Valves (PRV), Pressure Sustaining Valves (PSV),

Pressure Breaker Valves (PBV) dan Throttle Control

Valves (TCV). Untuk pemodelan katup diperlukan

beberapa data yaitu elevasi katup, dan karakteristik

katup seperti jenis, diameter dan status katub (buka-

tutup).

Pemodelan pompa (pump)

Pemodelan pompa pada WaterCAD membutuhkan

data masukan seperti model dan kekuatan pompa,

data tinggi head dan debit pompa serta elevasi

pompa. WaterCAD memberikan enam model pompa

(Haestad, 2001 : 276) yakni Constant Power, Design

Point (One Point), Standard (Three Point), Standard

Extended, Custom Extended dan Multiple Point.

Pemodelan tandon (watertank)

Untuk pemodelan tandon diperlukan beberapa data

yaitu ukuran bentuk dan elevasi tandon. Pada

kondisi steady state simulation, permukaan air

dalam tandon akan menjadi konstan (constant water

surface elevation) dan pada kondisi Extended Period

Simulation permukaan air di dalam tandon menjadi

berubah-ubah sesuai kebutuhan. WaterCAD

memberikan pilihan untuk menentukan ketinggian

atau kedalaman suatu tandon yaitu dengan

memasukkan data elevasinya atau menentukan

ketinggiannya (level). Data elevasi yang dibutuhkan

III - 45


oleh tandon meliputi tiga macam yaitu elevasi

maksimum, elevasi minimum dan elevasi awal kerja

(initial elevation) dimana elevasi awal kerja harus

berada pada kisaran elevasi minimum dan elevasi

maksimum.

Pemodelan mata air (reservoir)

Pada program WaterCAD, reservoir digunakan

sebagai model dari suatu sumber air seperti danau

dan sungai. Di sini reservoir dimodelkan sebagai

sumber air yang tidak bisa habis atau elevasi air

selalu berada pada elevasi konstan pada saat

berapapun kebutuhan airnya. Data yang dibutuhkan

untuk memodelkan sebuah mata air adalah

kapasitas debit dan elevasi mata air tersebut.

4. Proses Penggambaran Sistem Jaringan Distribusi

Air Bersih

Setelah project setup wizard diisi dan pemodelan

komponen telah selesai dilakukan, maka proses

pembuatan jaringan pipa dapat dimulai. Pada sisi

samping dan atas lembar kerja terdapat berbagai tools

untuk menggambarkan jaringan pipa beserta

komponennya. Proses penggambaran cukup sederhana

dan mudah, dengan memilih model atau komponen yang

akan digambar kemudian diletakkan pada lembar

kerjanya. Yang perlu dipastikan yaitu antar komponen-

komponen pada seluruh jaringan harus benar-benar

tersambung agar tidak menyebabkan kesalahan dalam

perhitungan dan analisis nantinya.

III - 46


Gambar 3.21 Proses Penggambaran Suatu Jaringan Dengan WaterCAD

5. Perhitungan Dan Analisis Sistem Jaringan

Distribusi Air Bersih

Setelah jaringan tergambar dan semua komponen tertata

sesuai dengan yang diinginkan, maka untuk

menganalisis sistem jaringan tersebut dilakukanlah

running (GO). Ada dua pilihan analisis yang dapat

dilakukan yaitu steady state yang dapat dianalisis

bersamaan dengan fasilitas fire flow analysis dan

extended period yang dapat dianalisis bersamaan

dengan water quality analysis. Untuk memberi nilai hasil

analisis yang dilakukan, ada tiga buah tanda hasil

analisis yaitu warna hijau, kuning dan merah.

Warna hijau berarti bahwa sistem jaringan distribusi air

bersih benar-benar baik tanpa ada masalah. Warna

kuning berarti sistem jaringan dapat bekerja, namun ada

beberapa bagian yang bermasalah. Sedangkan warna

merah berarti sistem tersebut tidak dapat bekerja seperti

III - 47


yang diharapkan karena ada kesalahan dalam

perencanaan maupun pada penggambaran. Pada setiap

tanda warna kuning dan merah, selalu ada catatan-

catatan dari hasil analisis. Catatan-catatan tersebut

dapat dilihat pada bagian report yang akan selalu

diberikan setelah proses analisis selesai dilakukan pada

setiap komponen sistem dengan meng-klik komponen

sistem jaringan tersebut.

Gambar 3.22 Tampilan Proses Running Sistem Jaringan Dengan WaterCAD

6. Pembuatan Alternatif-Alternatif (Scenario)

Dalam sebuah perencanaan sistem jaringan distribusi air

bersih, tentulah tidak selamanya sistem tersebut mampu

untuk memenuhi kebutuhan air masyarakat pada masa-

masa mendatang. Sehingga alternatif pemecahan

masalah tersebut adalah adanya penambahan ataupun

penggantian beberapa komponen jaringan pipa sesuai

dengan keperluannya.

III - 48


Pada WaterCAD alternatif-alternatif (scenario) tersebut

dapat dirancang dengan mudah dengan berdasarkan

pada sistem jaringan yang sudah ada (existing),

kemudian diperbandingkan secara bersamaan (Scenario

Comparison) sehingga bisa dipilih alternatif yang terbaik.

Gambar 3.23 Pembuatan Skenario Sistem Jaringan Dengan WaterCAD

bab 3 metodologi pelaksanaan pekerjaan

Documents