cover.pdf

1

EVALUASI DEBIT AIR DAN DIAMETER PIPA DISTRIBUSI AIR BERSIH DI PERUMAHAN KAMPUNG NELAYAN

KELURAHAN NELAYAN INDAH BELAWAN

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan melengkapi syarat untuk menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

Disusun oleh :

SEPTIAN PRATAMA

06 0404 070

DOSEN PEMBIMBING : Ir. Sufrizal, M.Eng

NIP 19520310 198003 1 001

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER AIR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2011

Universitas Sumatera Utara

2

ABSTRAK

Suplai air bersih di Kota Medan dan sejumlah wilayah kota sekitarnya dilayani

oleh PDAM Tirtanadi sebuah perusahaan yang dimiliki oleh Pemerintah Daerah

Propinsi Sumatera Utara, dan dikenal sebagai perusahaan air yang efisien operasinya,

baik secara teknis maupun fungsional di Indonesia. Namun penambahan jumlah

konsumen yang tidak diikuti dengan peningkatan kapasitas jaringan, penyediaan dan

pelayanan air bersih, telah menimbulkan suatu kesulitan dimana air bersih yang

tersedia tidak cukup bagi penduduk yang membutuhkannya. Tujuan penelitian ini

untuk mengetahui kinerja jaringan distribusi, dilokasi yang dikelola oleh PDAM

Tirtanadi kantor cabang Belawan, tepatnya di Kelurahan Nelayan Indah, Perumahan

Kampung Nelayan dengan menganalisis kemampuan jaringan dalam memenuhi

kebutuhan minimum pelanggan meliputi debit, diameter pipa, dan sebagainya.

Metode penelitian yang digunakan adalah dengan menghitung terlebih dahulu

jumlah tiap jenis pelanggan kemudian menghitung kebutuhan air masing-masing

pelanggan, lalu menghitung kehilangan air serta menghitung diameter pipa yang

dipakai

Sehingga bisa didapat suatu kesimpulan akhir.

Berdasarkan hasil perhitungan didapat bahwa total kebutuhan air untuk

masyarakat Kampung Nelayan Belawan sebesar 263,2 liter/menit. Adapun

kebutuhan maksimal terjadi pada pukul 17.00-20.00 WIB sebesar 42.046 liter / hari

atau sama dengan 0,0038931 m3/detik yang berdasarkan perhitungan pada

pemakaian 24 jam. Pipa yang dipakai adalah pipa jenis PVC dengan diameter 4 inci,

3,5 inci, dan 3 inci. Sedangkan kualitas air dari hasil tes laboratorium menunjukkan

kualitas air di Kampung Nelayan sudah layak untuk dikonsumsi dimana kadar

kekeruhan sebesar 0.296 NTU dan kadar besi (Fe) sebesar 0.07 mg/l serta mangan

(Mn) yaitu 0.031 mg/l dan nilai PH sebesar 7.6.

Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa pelayanan distribusi air bersih

sudah cukup baik dalam hal kualitas air dan pelayanan ke masyarakat di Kampung

Nelayan Belawan dan diharapkan selalu ada perbaikan dan peningkatan mutu dan

kualitas air bersih.

Kata Kunci : air bersih, , debit air, diameter pipa, kualitas air.


3

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahi Robbil ‘Alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah

SWT yang telah memberikan segala rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis

sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul “EVALUASI DEBIT

AIR DAN DIAMETER PIPA DISTRIBUSI AIR BERSIH DI PERUMAHAN

KAMPUNG NELAYAN KELURAHAN NELAYAN INDAH BELAWAN”

Sehubungan dengan selesainya Tugas Akhir ini, maka penulis menyampaikan terima

kasih sebesar-besarnya kepada:

1. Ketua Departemen Teknik Sipil USU Bapak Prof. Dr.Ing. Johanes Tarigan dan

Sekretaris Departemen Teknik Sipil Bapak Ir. Syahrizal, MT

2. Dosen pembimbing penulis, Bapak Ir.Sufrizal, M.Eng

3. Dosen penguji penulis, Bapak Ir. Boas Hutagalung, M.Sc

4. Dosen penguji penulis, Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc

5. Dosen penguji penulis, Bapak Ivan Indrawan, ST.MT

6. Mentor lapangan, Bapak Ir.Rawaluddin Siregar, MM

7. Mentor lapangan, Bapak Anton Dharma Putra

8. Kapala Cabang PDAM Belawan, Bapak Ir.Teddy Sutedja, MT

9. Kedua orang tua saya, Khairul Margolang, SH dan Nurfah Nizar Chaniago serta

kedua adik saya dan seluruh keluarga besar saya selalu memberikan semangat,

cinta dan doanya di tengah-tengah kejenuhan yang terjadi .

10. Seluruh teman-teman saya sipil 06 yang tidak dapat disebutkan satu-satu nama

nya, yang telah ikut membantu saya selama proses penulisan Tugas Akhir saya

ini. Terima kasih atas doa dan dukungan nya.


4

Penulis menyadari bahwa penulisan atau penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh

dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya

membangun sehingga dapat menyempurnakan penulisan selanjutnya. Semoga Tugas

Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Medan,

Septian Pratama


5

DAFTAR ISI

ABSTRAK .......................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ........................................................................................ ii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ............................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR.......................................................................................... x

DAFTAR NOTASI ........................................................................................... xi

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ………………………………………………….. 1

1.2. Tujuan dan Manfaat ……………………………………………… 3

1.3. Ruang Lingkup Pembahasan ……………………………………. 3

1.4. Perumusan Masalah ……………………………………………… 4

1.5. Pembatasan Masalah ……………………………………………… 4

1.6. Sistematika Penulisan ……………………………………………. 4

1.7. Metodologi Penelitian ……………………………………………. 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Umum ……………………………………………………………11

2.2. Defenisi dan Persyaratan Air Bersih ………………………….. 12

2.2.1. Defenisi Air Bersih …………………………………….. 12

2.2.2 Persyaratan dalam Penyediaan air Bersih ………… 12


6

2.2.2.1. Persyaratan Kualitas …………………….......12

2.2.2.2. Persyaratan Kuantitas (Debit)…………………14

2.2.2.3. Pesyaratan Kontinuitas ……………………… 14

2.2.2.4. Persyaratan Tekanan Air ………………………15

2.3. Kebutuhan Air Bersih …………………………………………… 16

2.3.1. Kebutuhan Domestik ………………………………………17

2.3.2. Kebutuhan Non Domestik …………………………………18

2.3.3. Kehilangan Air …………………………………………… 21

2.3.4. Fluktuasi Kebutuhan Air ……………………………….......21

2.4. Sumber Air ……………………………………………………… 22

2.5. Sistem Distribusi dan Sistem Pengaliran Air Bersih …………… 23

2.5.1. Sistem Distribusi Air Bersih ………………………………23

2.5.2. Sistem Pengaliran Air Bersih …………………………… 24

2.6. Hidraulika Aliran Dalam Perpipaan …………………………… 26

2.6.1. Pipa Bertekanan ………………………………………… 26

2.6.2. Kecepatan dan Kapasitas Aliran Fluida ………………… 26

2.6.3. Aliran Laminer dan Turbulen ……………………………28

2.6.4. Kehilangan Tinggi Tekan ……………………………… 29

2.6.4.1.Kehilangan Tinggi Tekan Minor (Minor Losses )… 31


7

2.6.4.2. Kehilangan Tinggi Tekan Mayor (Major Losses) …… 34

2.7. Persamaan Empiris Untuk Aliran Dalam Pipa ………………… 38

2.8. Mekanisme Aliran Dalam Pipa ………………………………… 40

2.8.1. Pipa Hubungan Seri ………………………………………40

2.8.2. Pipa Hubungan Pararel ………………………………… 41

2.8.3. Pipa Dengan Turbin ………………………………………42

2.8.4. Pipa Dengan Pompa ………………………………………44

2.9. Sistem Jaringan Pipa …………………………………………… 46

2.10. Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Pipa ……………………………51

2.10.1. Tekanan Dari Dalam ……………………………………51

2.10.2. Pukulan Air …………………………………………… 51

2.10.3. Gaya-gaya Pada Belokan dan Perubahan Penampang …..52

2.10.4. Beban Luar Pada Pipa yang Terbenam ………………… 53

2.11. Dasar Pemilihan Pompa …………………………………………53


8

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tujuan Penelitian …………………………………………………58

3.2. Permasalahan …………………………………………………… 58

3.3. Pengumpulan Data ……………………………………………….58

3.4. Analisis Data ……………………………………………………..60

BAB IV. GAMBARAN UMUM LOKASI PENELITIAN

4.1. Letak dan Batas Administratif ……………………………………61

4.2. Kondisi Demografi ………………………………………………...63

4.3. Kondisi Fisik Wilayah ……………………………………………..63

4.3.1. Topografi …………………………………………………………63

4.3.2. Klimatologi ………………………………………………………63

4.3.3. Kondisi Umum Pelayanan Distribusi Air Bersih ………………...64

4.3.3.1. Daerah Pelayanan …………………………………………64

4.3.3.2. Jumlah Pelanggan dan Tingkat Pelayanan ………………..66

4.3.3.3. Sumber Air Baku dan Kapasitas Produksi ………………...67

BAB V. DATA DAN PEMBAHASAN

5.1. Sumber Air ………………………………………………………… 69

5.2. Penggunaan Rata-rata Air Bersih …………………………………… 70


9

5.3. Perhitungan Kebutuhan Air ………………………………………. 72

5.3.1. Kebutuhan Air Untuk Blok A-A dan 1-1 ………………….73

5.3.2. Kebutuhan Air Untuk Blok B-B dan 2-2 …………………..73

5.3.3. Kebutuhan Air Untuk Blok 3-3 dan 4-4 ……………………74

5.3.4. Kebutuhan Air Untuk Blok G-G ………………………….. 74

5.3.5. Kebutuhan Air Untuk Blok F-F …………………………… 74

5.3.6. Kebutuhan Air Untuk Blok E-E ……………………………75

5.3.7. Kebutuhan Air Untuk Blok D-D ……………………………75

5.3.8. Kebutuhan Air Untuk Blok C-C ……………………………75

5.3.9. Kebutuhan Air Untuk Mesjid ……………………………… 76

5.3.10. Kebutuhan Air Untuk Puskesmas …………………………. 76

5.3.11. Kebutuhan Air Untuk Blok 5-5 …………………………… 77



5.4. Estimasi Beban Puncak ……………………………………………..78

5.5. Perancangan Reservoir …………………………………………….. 82

5.6. Perhitungan Pipa Distribusi …………………………………………83

5.7. Head Kerugian Gesek Dalam Pipa ………………………………… 90


10

5.7.1. Kerugian Pipa Lurus dan Kecepatan Aliran …………………90

5.7.2. Kerugian Head Dalam Jalur Pipa ……………………………99

5.8. Head Pompa ……………………………………………………… 101

5.8.1. Pemilihan Pompa …………………………………………...101

BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. Kesimpulan ……………………………………………………….. 103

6.2. Saran ……………………………………………………………… 104

DAFTAR PUSTAKA


11

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Standar Kebutuhan Air Bersih 18

Table 2.2 Rata-rata Kebutuhan Air Bersih Per Orang Per Hari 19

Table 2.3 Rumus Pada Saluran Bertekanan 31

Table 2.4 Kehilangan Minor Dalam Pipa Akibat Pelebaran 32

Tabel 2.5 Kehilangan Minor Dalam Pipa Akibat Penyempitan 33

Tabel 2.6 Kehilangan Minor di Jaringan Pipa Akibat Belokan 33

Tabel 2.7 Kehilangan Minor di Jaringan Pipa Akibat Katup 34

Table 2.8 Nilai Kekerasan Dinding untuk Berbagai Pipa Komersil 36

Table 2.9 Koefisien Kekasaran Pipa Hazen-William 39

Table 4.1 Jumlah Penduduk Berdasarkan Mata Pencaharian 63

Table 4.2 Wilayah Pelayanan PDAM Kota Medan 65

Table 5.1 Pressure Gauge Yang Terbaca Selama 24 jam 78

Table 5.2 Estimasi Pemakaian Per Hari 79

Table 5.3 Pemakaian Periode I (05.00-08.00 WIB) 79

Tabel 5.4 Pemakaian Periode II (08.00-11.00 WIB) 79

Table 5.4 Pemakaian Periode III (11.00-14.00 WIB) 80

Table 5.5 Pemakaian Periode IV (14.00-17.00 WIB) 80

Table 5.6 Pemakaian Periode V (17.00-20.00 WIB) 80

Table 5.7 Pemakaian Periode VI (20.00-24.00 WIB) 80

Table 5.8 Pemakaian Periode VII (24.00-05.00 WIB) 81

Table 5.9 Total Pemakaian Selama 24 jam 81

Table 5.10 Diameter Pipa 85

Table 5.11 kerugian Pada Belokan Pipa 100


12

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Profil Kecepatan fluida pada saluran tertutup 27

Gambar 2.2 Profil Kecepatan fluida pada saluran terbuka 27

Gambar 2.3 Diagram Moody 36

Gambar 2.4 Pipa Yang di Hubungkan Seri 41

Gambar 2.5 Pipa Yang di Hubungkan Pararel 41

Gambar 2.6 Pipa Dengan Curat 43

Gambar 2.7 Pipa Dengan Pompa 45

Gambar 2.8 Contoh Suatu Sistem Jaringan Pipa 46

Gambar 3.1 Diagram Metodologi Penelitian 57

Gambar 4.1 Peta Daerah Kampung Nelayan 62

Gambar 4.2 Peta Udara Daerah Kampung Nelayan 62

Gambar 5.1 Data Sumber Air Bersih Masyarakat Kampung Nelayan 70

Gambar 5.2 Jumlah Penggunaan Air Tiap Bulan 71

Gambar 5.3 Lokasi Sumur Bor Serta Bak Penyaringan 71

Gambar 5.4 Air Compressor 72

Gambar 5.5 Kerugian Gesek Dalam Pipa 84


13

DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN

Qh = Pemakaiaan air rata-rata (m3/jam)

Qd = Pemakaian air rata-rata sehari (m3)

Qs = Kapasitas pipa dinas (m3/jam)

VR = Volume tangki air (m3)

T = Jangka waktu pemakaian (jam)

Qh-max = Pemakaian air pada jam puncak (m3/jam)

Qm – max = Pemakaian air pada menit puncak(m3/menit)

c1 = Konstanta pemakaian air pada jam puncak

c2 = Konstanta pemakaian air pada menit puncak

VE = Kapasitas efektif tangki atas (m3)

Qp = Kebutuhan puncak (liter/menit)

Qmax = Kebutuhan jam puncak (liter/menit)

Qpu = Kapasitas pompa pengisi (liter/menit)

Tp = Jangka waktu kebutuhan puncak (menit)

Tpu = jangka waktu kerja pompa pengisi (menit)

Re = Bilangan Reynolds (tak berdimensi)

ν = Kecepatan rata-rata aliran didalam pipa (m/s)

D = Diameter dalam pipa (m)

v = Viskositas kinematik zat cair (m2/s)

Q = Laju aliran (m3/jam)

C = Koefisien pipa

L = Panjang pipa (m)

hf = Kerugian head (m)


14

ν = Kecepatan rata-rata dalam pipa (m/s)

f = Koefisisen kerugian

g = Percepatan grafitasi (9,8 m/s2)

hf = Kerugian head (m)

C = Koefisien gesek pipa

A = Luas penampang

H = Head total pompa (m)

ha = Head statis total (m)

Δhp = Perbedaan head tekanan

hl = Kerugian head dipipa (m)


cover.pdf

Documents