No. 12232/0708/P/2008

PEMODELAN PENGEMBANGAN JARINGAN

DISTRIBUSI PDAM KOTA BANDUNG DENGAN

EPANET 2.0 (Kajian Penambahan Intake Dago Bengkok)

LAPORAN TUGAS AKHIR

Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

Oleh:

Putri Setiani

NIM : 15304038

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2008

Lembar Pengesahan

Tugas Akhir Sarjana

PEMODELAN PENGEMBANGAN JARINGAN DISTRIBUSI PDAM

KOTA BANDUNG DENGAN EPANET 2.0

(Kajian Penambahan Intake Dago Bengkok)

Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan

sebelumnya baik sebagian ataupun seluruhnya, baik oleh saya maupun orang lain,

baik di ITB maupun institusi pendidikan lainnya.

Bandung, 24 Juni 2008

Penulis,

Putri Setiani

NIM 15304038

Bandung, 24 Juni 2008

Pembimbing

Dr. Eng. Rofiq Iqbal

NIP 132320057

Mengetahui:

Program Studi Teknik Lingkungan

Ketua,

Dr.Ir.Agus Jatnika Effendi

NIP 132061764

i

ABSTRAK

PDAM Badaksinga merupakan pemasok utama air bersih untuk memenuhi

kebutuhan masyarakat Kota Bandung. Dalam pengoperasiannya, pelayanan air

bersih masih belum dapat memenuhi kebutuhan masyarakat secara keseluruhan.

Salah satu upaya yang ditempuh oleh PDAM Badaksinga untuk meningkatkan

mutu pelayanannya adalah dengan menambah sumber air baku dari Dago

Bengkok, dengan debit 300 l/detik yang ditransmisikan langsung ke IPA

Badaksinga. Pada penelitian ini, dilakukan pemodelan mengenai peningkatan

kualitas pelayanan di jaringan distribusi eksisting dan kemungkinan perluasan

wilayah pelayanan dengan adanya peningkatan kapasitas produksi PDAM

Badaksinga. Perluasan dilakukan ke daerah tekanan di pipa primer distribusinya

masih relatif tinggi. Hal ini dilakukan dengan pertimbangan bahwa dengan sisa

tekan yang masih tinggi, suplai air masih dapat disalurkan ke wilayah yang lebih

luas. Dengan menggunakan EPANET 2.0, simulasi dibuat dengan 4 alternatif

skenario berdasarkan perbedaan persentase alokasi untuk peningkatan pelayanan

di jaringan eksisting dan untuk perluasan. Dari hasil simulasi dengan kondisi

hidrolis yang paling optimal, dikembangkan desain untuk penerapan sistem

pelayanan secara intermittent.

Kata kunci : penyediaan air bersih, jaringan distribusi, pemodelan, EPANET 2.0

ii

ABSTRACT

PDAM Badaksinga is the main clean water supplier to fulfill the need of

clean water in Bandung. Operationally, clean water service that PDAM

Badaksinga provide has not yet complete the need of the society altogether. In

terms of increasing its service quality, PDAM Badaksinga add a new source of

water intake that is derived from Dago Bengkok. As much as 300 lps water will

be directly transmitted to Badaksinga water treatment plant, which then will

increase the production capacity of PDAM Badaksinga. This research is done to

model the quality improvement on existing water distribution system and to model

the possible extension of the system. Extension is made to the service areas with

relatively high pressure residue; this is considering that service area with high

pressure residue makes it possible to supply water to further area. Simulation

made in this model is done with extension to East Bandung service zone. Using

EPANET 2.0, simulations of hydraulic condition are made in several scenarios.

These scenarios are differed based on the varying allocation provided for the

existing distribution network and for the extension. From the scenario with most

optimum result, intermittent water supply system then developed.

Key words: water supply, distribution system, modeling, EPANET 2.0

iii

KATA PENGANTAR

Segala syukur, puji dan puja penulis panjatkan pada Allah SWT atas

segala curahan rahmat, hidayah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Pemodelan Pengembangan Jaringan

Distribusi PDAM Kota Bandung dengan EPANET 2.0 (Kajian Penambahan

Intake Dago Bengkok)” ini. Hanya atas izin-Nya penulis dapat menyelesaikan

tugas akhir ini, sebagai salah satu persyaratan kelulusan sarjana di Program Studi

Teknik Lingkungan ITB.

Dalam proses pengerjaan dan penulisan tugas akhir ini, penulis mendapat

bantuan dari banyak pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini penulis

ingin menghaturkan terima kasih pada:

1. Apa dan Ibu, untuk segala dukungan dan doanya yang tidak henti untuk

penulis, untuk limpahan kasih sayangnya, untuk segala pengertiannya. Semua

kerja keras ini penulis persembahakan untuk beliau berdua, yang semua

jasanya tidak akan pernah mampu terbalaskan sepanjang masa. Untuk Teteh,

Teh Ayu dan Owi, terima kasih untuk semua dukungannya.

2. Dr. Eng. Rofiq Iqbal selaku dosen pembimbing selama pengerjaan tugas akhir

ini, untuk semua bimbingannya, untuk kepercayaannya bahwa penulis bisa

menyelsaikan tugas akhir ini tepat waktu. Juga untuk segala bantuan, nasihat

dan pengetahuan yang diberikan pada penulis selama proses pengerjaan.

Terima kasih banyak, Pak.

3. Semua dosen pengajar di Teknik Lingkungan ITB, terima kasih untuk semua

ilmu yang telah diberikan.

4. Semua staf Tata Usaha dan Perpustakaan TL ITB, terutama untuk Mba Titi

dan Ibu Sri. Mohon maaf penulis haturkan karena sudah banyak merepotkan,

terima kasih atas segala bantuannya.

5. Astrid Ayuningtyas, Suci Wulandari, Miranti Mayangsari, Dilla Satya

Ekaputri, dan Lulus Wisudantara Muhammad, terima kasih sebanyak-

banyaknya untuk segala bentuk bantuan, kerja sama, kepercayaan dan

dukungannya selama pengerjaan tugas akhir ini. Terima kasih untuk

kesediaannya direpotkan, untuk kesediaannya mendengarkan, untuk

iv

kehadirannya saat penulis sedang patah semangat. Tanpa kalian, mungkin

tugas akhir ini baru selesai tahun depan, sekali lagi terima kasih banyak.

6. Pak Agung di Litbang PDAM Badak Singa, terima kasih untuk segala

kemudahan dan bantuan, juga dukungan yang diberikan. Maaf, Pak, banyak

merepotkan..

7. Rahmat Satria Dewangga, terima kasih atas kesediaannya berdiskusi dan

mengajarkan ilmu-ilmu yang sudah lebih dahulu didapatkan. Hatur nuhun..

8. Vita, Cink, Icha, Anggi, Imma, Rahot, Iin, Hendrik, Bos, Tegar, Iqbal, Sapi,

Cinta, Christy dan semua rekan-rekan Sequel’04, terima kasih untuk

kebersamaan 4 tahun yang tak terlupakan. Ayo segera menyusul!

9. Ida, Puput, Galih, Oboy, Budi, Putew, Nope, Sanchi, Aski, Gian, Bayu, Jali

dan semua teman seperjuangan kepengurusan XXXVII LSS ITB. Maaf untuk

ketidakhadiran setahun terakhir ini, terimakasih untuk kerelaannya

mengijinkan saya tidak banyak berkontribusi sebagai swasta, terima kasih

untuk saat-saat penuh pembelajaran yang dijalani bersama.

10. Kang Heri, Kang Iqbal, Kang Aji dan Kang Oonx untuk segala nasihat dan

masukannya yang menginspirasi, yang terabadikan dalam catatan perjalanan

tugas akhir penulis, semoga tidak dituntut royalti. Juga untuk Kang Revi dan

Kang Wildan, untuk keyakinannya di awal semester 8 bahwa penulis tidak

bisa menyelesaikan studinya pada periode Juli 2008. Hayo, sekarang mau

bilang apa?

11. Semua pihak yang telah membantu, yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini, masih banyak

kekurangan dan keterbatasan. Namun demikian, penulis berharap bahwa tugas ini

dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan dan kebaikan umat manusia.

Bandung, 24 Juni 2008

Putri Setiani

v

DAFTAR ISI

ABSTRAK

i

ABSTRACT

ii

KATA PENGANTAR

iii

DAFTAR ISI

v

DAFTAR TABEL

x

DAFTAR GAMBAR

xi

NOMENKLATUR xiii

BAB I PENDAHULUAN 1

I.1. Latar Belakang 1

I.2. Maksud Dan Tujuan 2

I.3. Ruang Lingkup 3

I.3.1 Ruang Lingkup Wilayah 3

I.3.2 Ruang Lingkup Pembahasan 3

I.4. Sistematika Pembahasan 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5

II.1. Gambaran Umum Sistem Distribusi Air Bersih 5

II.2. Hidrolika Aliran Dalam Pipa 7

II.2.1 Viskositas 8

II.2.2 Kehilangan Tekanan 10

II.2.2.1 Headloss mayor 10

II.2.2.2 Headloss minor 11

II.2.3 Persamaan Kontinuitas 12

vi

II.2.4 Persamaan Momentum 12

II.2.5 Persamaan Energi 13

II.3 Hidrolika Jaringan Perpipaan 14

II.3.1 Karakteristik Hidrolis Node 15

II.3.2 Karakteristik Hidrolis Pipa dalam Jaringan 15

II.3.3 Jaringan Distribusi Air Bersih 16

II.4 Komponen Distribusi 16

II.4.1 Jaringan perpipaan 18

II.4.1.1 Cara pengaliran 18

II.4.1.2 Pola Jaringan Pipa 19

II.4.1.3 Kelangsungan Suplai Air 21

II.5 Pemodelan Jaringan Distribusi Air Bersih 21

II.5.1 Peta dan Dokumen Pendukung 22

II.5.2 Representasi Model 23

II.5.3 Pemilihan Software untuk Pengembangan Model 26

II.6 II.6 Aplikasi EPANET 2.0 dalam Pemodelan Jaringan Distribusi Air Bersih 28

II.6.1 Kemampuan model hidrolis 28

II.6.2 Model jaringan 29

II.6.2.1 Sambungan (junction) 30

II.6.2.2 Reservoir 30

II.6.2.3 Tangki 31

II.6.2.4 Emitter 31

II.6.2.5 Pipa 32

II.6.2.6 Pompa 32

II.6.2.7 Valve 33

II.6.3 Model simulasi hidrolis 34

II.7 Sistem Distribusi Air Secara Intermittent 36

BAB III METODOLOGI PENGERJAAN 38

III.1 Pendefinisian Masalah Dan Pengkajian Model Jaringan Eksisting 39

III.2 Studi Literatur Dan Pengumpulan Data Sekunder 40

III.3 Perhitungan Pemakaian Dan Kebutuhan Air 41

vii

III.3 1 Penentuan Node Loading 42

III.3.2 Perhitungan Nilai Kebutuhan Air per Subzona untuk Desain

Intermittent System

43

III.4 Penentuan Nilai C (Koefisien Kekasaran Pipa) 43

III.5 Perhitungan Headloss 44

III.6 Pembuatan Skenario, Sistem dan Jaringan Distribusi 44

III.7 Pembuatan Simulasi Jaringan Distribusi Baru 44

III.8 Analisis Output Model 45

BAB IV KONDISI EKSISTING JARINGAN DISTRIBUSI PDAM

KOTA BANDUNG 46

IV.1 Sumber Air Baku 46

IV. 2 Kondisi Pelayanan dan Sistem Distribusi 46

IV.2.1. Kondisi Pelayanan 46

IV.2.2. Sistem Distribusi 49

IV. 3 Jaringan Perpipaan Primer Distribusi Pdam Kota Bandung 53

IV.3.1 Zona Pelayanan 53

IV.3.2 Suplai dan Zona Tekanan 54

IV.3.3 Faktor Aliran Puncak dan Faktor Aliran Malam 56

IV.3.4 Gambaran Sistem Jaringan Distribusi Primer untuk Zona

Utara 57

IV.3.4.1 Batas Zona Utara 58

IV.3.4.2 Produksi Air 58

IV.3.4.3 Tekanan dan Zona Tekanan 58

IV.3.4.4 Kebutuhan Air 59

IV.3.4.5 Reservoir dan Tanki 59

IV.3.5 Gambaran Sistem Jaringan Distribusi Primer untuk Zona

Selatan 59

IV.3.5.1 Batas Zona Selatan 60

IV.3.5.2 Tekanan dan Zona Tekanan 60

IV.3.5.3 Kebutuhan Air 61

IV.3.5.4 Reservoir dan Tanki 61

viii

BAB V ANALISIS HASIL SIMULASI HIDROLIS JARINGAN

DISTRIBUSI PDAM BADAKSINGA

63

V.1 Analisis Skenario 67

V.1.1 Analisis Skenario 1 68

V.1.2 Analisis Skenario 2 66

V.1.3 Analisis Skenario 3 71

V.1.4 Analisis Skenario 4 73

V.2 Desain Intermittent Water System 75

V.2.1 Desain Intermittent Water System untuk Sub-zona Selatan-Barat 79

V.2.2 Desain Intermittent Water System untuk Subzona Selatan-

Tengah 83

V.2.3 Desain Intermittent Water System untuk Subzona Selatan-Timur 85

V.2.4 Pengoperasian Intermittent Water System 88

BAB VI KESIMPULAN

92

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Lampiran-1 Peta Lokasi Node

Lampiran-2 Sisa Tekan dan Flow dari Hasil Simulasi Kondisi Eksisting

Jaringan Distribusi PDAM Kota Bandung

L-2

Lampiran-3 Sisa Tekan dan Flow dari Hasil Simulasi Skenario 1 L-3

Lampiran-4 Sisa Tekan dan Flow dari Hasil Simulasi Skenario 2 L-4

Lampiran-5 Sisa Tekan dan Flow dari Hasil Simulasi Skenario 3 L-5

Lampiran-6 Sisa Tekan dan Flow dari Hasil Simulasi Skenario 4 L-6

Lampiran-7 Sisa Tekan dan Flow dari Simulasi Intermittent System

Subzona Selatan-Barat untuk Kondisi Eksisting

L-7

Lampiran-8 Sisa Tekan dan Flow dari Simulasi Intermittent System

Subzona Selatan-Barat (proposed piping)

L-8

Lampiran-9 Sisa Tekan dan Flow dari Simulasi Intermittent System L-9

ix

Subzona Selatan-Tengah

Lampiran-10 Sisa Tekan dan Flow dari Simulasi Intermittent System

Subzona Selatan-Tengah dengan posisi gate valve

L-10

Lampiran-11 Sisa Tekan dan Flow dari Simulasi Intermittent System

Subzona Selatan-Timur untuk Kondisi Eksisting

L-11

Lampiran-12 Sisa Tekan dan Flow dari Simulasi Intermittent System

Subzona Selatan-Timur (proposed piping)dengan posisi

gate valve

L-12

Lampiran-13 Karakteristik Pipa di Jaringan Distribusi L-13

Lampiran-14 Node demand dan elevasinya L-21

Lampiran-15 Penambahan Pipa untuk Intermittent System untuk

Subzona Selatan-Timur

L-28

x

DAFTAR TABEL

Tabel IV.1 Klasifikasi pelanggan tahun 2006 49

Tabel IV.2 Klasifikasi Jenis Pipa Berdasarkan Diameter 54

Tabel IV.3 Suplai Utama Masing-Masing Zona Suplai Sebelum BWSAI Phase 2 54

Tabel IV.4 Suplai Utama Masing-Masing Zona Suplai Setelah BWSAI Phase 2 55

Tabel IV.5 Sumber Air untuk Masing-Masing Reservoir 56

Tabel IV.6 Perencanaan Faktor Aliran Puncak dan Faktor Aliran Malam 57

Tabel IV.7 Kapasitas Produksi dan Daya Tampung Reservoir Zona Utara 59

Tabel IV.8 Kapasitas Produksi dan Daya Tampung Reservoir Zona Selatan 61

Tabel V.1 Persentase kehilangan air PDAM Badak Singa 65

Tabel V.2 Data karakteristik node tambahan dalam perluasan jaringan 69

Tabel V.3 Data karakteristik penambahan pipa dalam perluasan jaringan 69

Tabel V.4 Data node tambahan dalam perluasan jaringan 74

Tabel V.5 Data pipa tambahan dalam perluasan jaringan 74

Tabel V.6 Jumlah penduduk di Wilayah Pelayanan Reservoir Badak Singa 76

Tabel V.7 Persentase distribusi air bersih 77

Tabel V.8 Kebutuhan air di zona selatan 78

Tabel V.9 Wilayah pelayanan dan perhitungan kebutuhan air subzona selatan-

barat

79

Tabel V.10 Data pipa paralel di subzona selatan-barat 82

Tabel V.11 Wilayah pelayanan dan perhitungan kebutuhan air subzona selatan-

tengah

83

Tabel V.12 Wilayah pelayanan dan perhitungan kebutuhan air subzona selatan-

timur

85

Tabel V.13 Pipa dan status gate valve 90

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Energi dalam Aliran Fluida 13

Gambar II.2 Komponen fisik pada sistem distribusi air 29

Gambar III.1 Bagan alir metodologi pengerjaan tugas akhir 39

Gambar III.2 Penentuan node demand berdasarkan data PMA 41

Gambar III.3 Penentuan node loading berdasarkan kebutuhan air per

kapita

42

Gambar IV.1 Peta daerah pelayanan PDAM Kota Bandung 47

Gambar IV.2 Peta penyebaran pelanggan PDAM Kota Bandung 48

Gambar IV.3 Peta jaringan pipa induk PDAM Kota Bandung 51

Gambar IV.4 Pola distribusi air bersih PDAM Kota Bandung 52

Gambar V.1 Time pattern penggunaan air 64

Gambar V.2 Peta perluasan jaringan distribusi PDAM Badak Singa 67

Gambar V.3 Distribusi tekanan untuk skenario pelayanan 1 68

Gambar V.4 Distribusi tekanan untuk skenario pelayanan 2 70

Gambar V.5 Distribusi tekanan untuk skenario pelayanan 2- modifikasi 71

Gambar V.6 Fluktuasi flow terhadap waktu di daerah Mengger 73

Gambar V.7 Batas wilayah per subzona 78

Gambar V.8 Profil elevasi sub-zona selatan-barat 80

Gambar V.9 Profil tekanan di sub-zona selatan-barat pada kondisi aliran

puncak

80

Gambar V.10 Nilai angka kehilangan tekanan pada kondisi aliran

puncak

81

Gambar V.11 Profil tekanan setelah modifikasi perpipaan 82

Gambar V.12 Profil sisa tekan dari reservoir Badak Singa-67 B 84

Gambar V.13 Distribusi tekanan di subzona selatan-tengah 84

Gambar V.14 Kehilangan air di subzona selatan-timur 86

Gambar V.15 Profil kehilangan tekanan di subzona selatan-timur 86

Gambar V.16 Distribusi sisa tekan di subzona selatan-timur 87

xii

Gambar V.17 Kehilangan air di subzona selatan-timur setelah

modifikasi jaringan distribusi

88

xiii

NOMENKLATUR

Viskositas (kg/ms)

Tegangan geser (N.m2)

Viskositas kinematis (m2/s)

Massa jenis (kg/m3)

Debit aliran (m3/s)

Faktor kekasaran dinding pipa

Diameter pipa (m)

Kemiringan hidrolis

Kehilangan tekan (m/m atau m/km)

Panjang pipa (m atau km)

K Koefisien kehilangan minor

f Faktor friksi pipa lurus

m Massa (kg)

a Percepatan (m2/s)

t Waktu (s)

V Kecepatan (m/s)

z Elevasi (m)

P Tekanan (mka)

F Gaya (kg.m2/s)

E Energi

W Energi luar

g Percepatan gravitasi (m/s2)