perencanaan pengembangan jaringan distribusi air bersih kelurahan bandulan kecamatan sukun kota...

PERENCANAAN PENGEMBANGAN JARINGAN DISTRIBUSI AIR BERSIH

KELURAHAN BANDULAN KECAMATAN SUKUN KOTA MALANG

JURNAL

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik

.

Disusun oleh :

BIMA AUFA DZULFIKAR

NIM. 0810643016

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK PENGAIRAN

MALANG

2014

PERENCANAAN PENGEMBANGAN JARINGAN DISTRIBUSI AIR BERSIH

KELURAHAN BANDULAN KECAMATAN SUKUN KOTA MALANG

JURNAL

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Disusun oleh:

BIMA AUFA DZULFIKAR

NIM. 0810643016

Dosen Pembimbing I

Prof. Dr. Ir. Mohammad Bisri, MS.

NIP. 19581126 198609 1 001

Dosen Pembimbing II

Ir. Heri Suprijanto, MS.

NIP. 19590625 198503 1 001

PERENCANAAN PENGEMBANGAN JARINGAN DISTRIBUSI

AIR BERSIH KELURAHAN BANDULAN KECAMATAN SUKUN

KOTA MALANG

Bima Aufa Dzulfikar1, Mohammad. Bisri

2, Heri Suprijanto

2

1Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya

2Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

e-mail: [email protected]

ABSTRAK Bertambah pesatnya pertumbuhan penduduk Kota Malang menyebabkan kebutuhan akan air bersih

untuk berbagai keperluan juga semakin meningkat. Upaya penanganan berupa peningkatan sarana dan

prasarana air bersih. Daerah studi yaitu Kelurahan Bandulan Kecamatan Sukun Kota Malang sudah

terpasang jaringan distribusi air bersih, tetapi masih belum mencukupi kebutuhan daerah tersebut. Pada

daerah studi mendapat suplai air dari tandon Supit Urang sebesar 3 liter/det untuk kondisi awal jaringan.

Pada pengembangan dilakukan optimalisasi debit mencapai 31 liter/det. Kebutuhan pada kondisi existing

mencapai 7,375 liter/det, dan total kebutuhan saat dilakukan pengembangan mencapai 28,18 liter/det.

Studi ini bertujuan menganalisa besarnya ketersediaan air bersih terhadap kebutuhan air bersih

kondisi existing dan saat dilakukan pengembangan. Perlu dilakukan evaluasi terhadap kondisi jaringan yang

nantinya dapat diketahui besar kebutuhannya. Evaluasi yang dilakukan menggunakan program WaterCad

V8 XM Edition utnuk mempermudah analisa yang dilakukan. Hasil evaluasi menunjukan masih bisa

dilakukan pengembangan dengan mengoptimalkan ketersediaan debit. Pada jaringan pengembangan juga

menggunakan program yang sama. Dari semua langkah yang dilakukan menunjukkan kebutuhan debit rata-

rata 28,18 liter/det, kebutuhan jam puncak 43,96 liter/det. Tekanan yang dihasilkan mencapai 7,6 atm pada

jam 06.00.

Terdapat masalah yang muncul, yaitu kurang besarnya diameter pipa yang digunakan dan

besarnya tekanan setelah dilakukan pengembangan. Untuk mengatasinya, penulis merencanakan

penggantian diameter pipa existing 100 mm menjadi 200 mm dan menambahkan alat pengurang tekanan

pada jaringan pengembangan agar tetap stabil. Semua proses pengembangan menghabiskan biaya sebesar

Rp 1.619.466.800,00. Berdasarkan hasil rekonstruksi dan pengmbangan jaringan, diharapkan dapat

memenuhi besarnya kebutuhan air bersih sesuai dengan ketentuan yang belaku.

Kata kunci : pengembangan, air bersih, jaringan, watercad v8 xm edition, rekonstruksi

ABSTRACT As the population rapidly grows in Malang, this lead to the need of clean water for various purposes

has increased. The effort to deal with it is to esclate the clean water infrastructure. The study area is the

Village Bandulan, Sub-district Sukun, Malang District, has already attached clean water distribution

network , but still it is not sufficient for the need of area . The study area gets water supply from the Supit

Urang reservoir at 3 liters/sec for the early conditions of the network . On the development, the discharges

has been optimized until it reaches 31 liters/sec . Water needs of the existing condition is reached 7.375

liters/sec , and the total time of the development needs reach 28.18 liters/sec .

This study aims to analyze the amount of the clean water needs availability and the clean water

needs of the existing condition of time development . It is necessary to evaluate the condition of the network

to find out the amount of clean water needs. Evaluations were performed using WaterCad V8 XM Edition to

simplify the analysis. The evaluation results display that it can still be done by optimizing the discharge

availability development. In the netork development, it is also using the same program. Of all the steps taken

displayed the average discharge needs 28.18 liters/sec , peak hour needs 43.96 liters/sec , and the pressure

reaches 7.6 atm at 06.00.

There are an issues that arise , the size of the pipe’s diameter is too small and the amount of pressure

after development . To handle this , the authors planned replacement of the existing pipe diameter of 100 mm

into 200 mm and adding a pressure reducecing valve on the network development in order to get it remain

stable . All the process of development are cost of Rp 1,619,466,800.00. Based on the reconstruction and

development results network , it is expected to meet the needs for clean water according to applicable rules.

Keywords: development, clean water, network, watercad v8 xm edition, reconstruction.

1. PENDAHULUAN

Latar Belakang

Air bersih merupakan sumber air

minum yang penting bagi manusia, me-

ngingat pentingnya arti air bersih bagi

manusia maka perlu diusahakan penye-

diaan air bersih secara memadai baik dari

segi kuantitas maupun kualitasnya se-

hingga aman dikonsumsi oleh manusia.

Seiring dengan semakin padatnya

penduduk di perkotaan, maka semakin

sulit bagi manusia untuk dapat memper-

oleh air bersih dari sumur-sumur dangkal.

Sehingga kebutuhan penyediaan air ber-

sih melalui instalasi air minum dirasakan

menjadi alternatif utama dalam penye-

diaan air bersih. Untuk itu sebagian besar

penduduk perkotaan memenuhi kebutuh-

an air bersihnya melalui jalur distribusi

air bersih PDAM. Dalam hal ini PDAM

Kota Malang sebagai penyedia air bersih

untuk wilayah Kota Malang terus mela-

kukan berbagai pengembanga untuk

memperluas jangkauan sasaran layanan

dan peningkatan layanannya terhadap

konsumen.

Dalam pelaksanaan kegiatan opera-

sionalnya, PDAM mempunyai tugas po-

kok yaitu berupa penyelenggaraan penge-

lolaan air minum dan air siap minum di

wilayah Kota Malang untuk meningkat-

kan kesejahteraan masyarakat yang men-

cakup aspek sosial, kesehatan dan pela-

yanan umum.

Identifikasi Masalah

Semakin pesatnya pertumbuhan

penduduk di Provinsi Jawa Timur khu-

susnya Kota Malang menyebabkan kebu-

tuhan akan air bersih untuk berbagai ke-

perluan juga semakin meningkat. Semen-

tara potensi dan ketersediaan air di muka

bumi ini relatif tetap dan bahkan menurun

akibat rusaknya daerah-daerah resapan

dan konservasi. Dengan memperhatikan

keadaan tersebut, maka dapat kita ketahui

bahwa telah terjadi kekeringan / keku-

rangan air di berbagai daerah, sehingga

dibutuhkan upaya penanganan dengan

segera berupa peningkatan sarana dan

prasarana air terutama air bersih. Pada

daerah studi awalnya sudah dibangun sa-

rana distribusi air bersih, akan tetapi ma-

sih belum keseluruhan mendapatkan dis-

tribusi air bersih yang mencukupi.

Kebutuhan pelayanan air bersih

untuk masyarakat khususnya di Kecama-

tan Sukun masih jauh jika dibandingkan

dengan sasaran pelayanan kebutuhan air

bersih. Dimana pelayanan untuk masya-

rakat perkotaan diharapkan dapat men-

capai 80%, sedangkan untuk pedesaan

diharapkan mencapai 60% dari jumlah

penduduk. Kondisi ini menunjukkan bah-

wa pengembangan dimasa yang akan da-

tang, memerlukan adanya pemerataan ke-

butuhan agar masyarakat mendapatkan

distribusi air bersih dengan merata.

Dari kondisi tersebut di atas, diper-

lukan suatu kegiatan perencanaan distri-

busi air bersih agar dapat memenuhi ke-

butuhan penduduk secara optimal dan

merata. Studi ini akan membahas peren-

canaan pengembangan jaringan distribusi

untuk air bersih yang terdapat pada da-

erah studi. Analisa yang dilakukan me-

ngenai kondisi hidrolika yang mencakup

pengaruh tekanan setiap titik simpul, be-

sarnya debit dan kehilangan tinggi tekan

pada setiap pipa dalam sistem jaringan

distribusi di daerah studi. Dalam laporan

ini digunakan program WaterCAD ver 8

XM Edition dimana program ini dapat

menganalisa sekaligus mensimulasikan

suatu jaringan perpipaan. Perlunya upaya

perencanaan dan pemanfaatan sumber

daya air yang ada harus secara baik dan

benar ditinjau dari segi kualitas dan

kuantitas tanpa mengesampingkan aspek

pelestaraiannya.

Tujuan dan Manfaat

Tujuan studi ini antara lain untuk

mengetahui besar debit ketersediaan agar

dapat menghitung kebutuhan air pada

daerah tersebut. Studi ini ditinjau dari

segi hidrolika dan sistem operasi dengan

menggunakan penerapan simulasi kondisi

tidak permanen, sehingga kebutuhan air

bersih dapat diantisipasi pemenuhannya

secara optimal sesuai perkembangan jum-

lah penduduk di daerah studi.

Manfaat dari studi ini yaitu dapat

mengetahui desain distribusi air bersih

yang paling sesuai dan juga mengetahui

besar biaya yang dikeluarkan dalam me-

laksanakan pengembangan daerah studi

sehingga dapat memberikan masukan

bagi Pemerintah Daerah Kota Malang

dalam upaya memenuhi dan meningkat-

kan pelayanan kepada masyarakat.

2. LANDASAN TEORI

Pertumbuhan Penduduk

Pertumbuhan penduduk merupakan

faktor yang penting dalam perencanaan

pengembangan jaringan. Pada kajian ini

proyeksi penduduk digunakan sebagai

dasar menghitung kebutuhan air pada

masyarakat. Perkiraan jumlah penduduk

suatu daerah pada masa yang akan datang

dapat dihitung/ditentukan dengan metode

Geometri, Aritmatik, Eksponensial.

Kebutuhan Air Bersih

Kebutuhan air bersih adalah jumlah

air yang diperlukan untuk memenuhi ke-

butuhan manusia akan air (domestik) dan

kegiatan-kegiatan lainnya yang memerlu-

kan air (non domestik).

1. Fluktuasi Kebutuhan Air Bersih

Tingkat pemakaian air bersih oleh

masyarakat suatu wilayah tidak konstan.

Akan tetapi terjadi fluktuasi pada jam-

jam tertentu yang sesuai dengan aktivitas

masyarakat daerah tersebut. Hal tersebut

berlangsung setiap hari dan membentuk

pola yang relatif sama. Pada jam-jam ter-

tentu pula terjadi peningkatan aktivitas

menggunakan air dibandingkan pada saat

kondisi normal. Tetapi pada saat tertentu

tidak ada aktivitas yang memerlukan air.

2. Kriteria Pemakaian Air Bersih

Pemakaian air bersih pada suatu

daerah juga berbeda-beda sesuai dengan

kegunaannya. Berikut klasifikasinya:

Tabel 1. Kriteria Pemakaian Air Bersih

Metro Besar Sedang Kecil

1 Kebutuhan Domestik

Sambungan Rumah (liter/orang/hari) 190 170 150 130

Kran Umum (liter/orang/hari) 30 30 30 30

2 Kebutuhan Non domestik :

Industri (liter/detik/hektar)

- Berat

- Sedang

- Ringan

Komersial (liter/detik/hektar)

- Pasar

- Rumah Makan (liter/unit/hari)

- Hotel (liter/kamar/hari)

Lokal

Internasional

Sosial dan Institusi

- Sekolah (liter/siswa/hari)

- Rumah Sakit (m3/unit/hari)

- Puskesmas (liter/hari)

3 Kebutuhan Air Rata-rata

Kehilangan Air

Kota Metro dan Besar

Kota Sedang dan Kecil

Kota

-

400

Kebutuhan domestik + non domestik

Kebutuhan rata-rata x 1,15 -1,2

(faktor kehilangan jam maksimum)

puncak (165% - 200%)

Kebutuhan rata-rata x Faktor jam

30% x Kebutuhan rata-rata

25% x Kebutuhan rata-rata

5

6 Kebutuhan Jam Puncak

4 Kebutuhan Air Maksimum

15

0,10 - 1,00

15

400

1000

0,5 - 1,00

0,25 - 0,50

0,15 - 0,25

No. Parameter Tingkat Pemakaian Air

Sumber: DPU Ditjen Cipta Karya. 2007: 30

Hidrolika Aliran Pada Jaringan Pipa

1. Kehilangan Tinggi Tekan Mayor

(Major Losses)

Fluida yang mengalir ke dalam pipa

akan mengalami tegangan geser dan gra-

dient kecepatan pada seluruh penampang

disebabkan adanya kekentalan kinematik.

Tegangan tersebut akan menimbulkan

kehilangan tenaga pengaliran (Triatmodjo

II, 2003:25).

Tegangan geser yang terjadi pada

dinding pipa merupakan penyebab utama

menurunnya garis energi pada suatu alir-

an (major losses) selain bergantung juga

pada jenis pipa.

Persamaan kehilangan tinggi tekan

mayor menurut Hazen-Williams adalah

sebagai berikut (Webber, 1997:121) 85,1.Qkh f (1)

dimana

K 87,485,1

.

7,10

DC

L

hw

(2)

Dengan:

fh = kehilangan tinggi tekan mayor (m)

k = koefisien karakteristik pipa

Q = debit aliran pada pipa (m3/det)

Chw= koef. Hazen – Williams

D = Diameter pipa (m)

L = Panjang pipa (m)

Tabel 2. Koe. Kekasaran Hazen-William Nilai Koefisien

Hazen-Williams (Chw)

PVC 140 - 150

Pipa Asbes 120 -150

Pipa berlapis semen 100 - 140

Pipa besi digalvani 100 - 120

Cast iron 90 - 125

Jenis Pipa

Sumber: Triatmodjo II, 2003:51

2. Kehilangan Tinggi Tekan Minor

(Minor Losses)

Penyeban kehilangan tinggi tekan

minor disebabkan ada perubahan menda-

dak pada ukuran penampang pipa yang

menyebabkan turbulensi, belokan, adanya

katup dan berbagai jenis sambungan. Tidak menutup kemungkinan kehi-

langan tinggi tekan minor dapat berpe-

ngaruh lebih besar dari kehilangan tinggi

tekan mayor. Dengan demikian kehilang-

an tinggi tekan minor juga harus diperha-

tikan dan dapat ditulis sebagai berikut

(Triatmodjo II, 2003:109):

gA

Qkh f 2

2

2 (3)

atau

g

vkh f

2

2

(4)

Dengan:

hf = kehilangan energi minor (m)

v = kecepatan aliran (m/detik)

g = percepatan gravitasi (m/detik2)

k = koefisien kehilangan energi minor

Koefisien k juga sangat berfariasi

tergantung dari bentuk fisik saluran, bisa

dikarenakan belokan, pengecilan, katup (Triatmodjo II, 2003: 110).

3. METODOLOGI PENELITIAN

Umum

Untuk mengkaji sistem tersebut di-

perlukan suatu tahapan penelitian yaitu

dengan pengumpulan data-data teknis dan

data-data pendukung.

Berikut deskripsi mengenai kondisi

daerah studi, data-data teknis dan metode

penelitian dalam studi perencanaan pe-

ngembangan jaringan distribusi air bersih

di Kelurahan Bandulan Kecamatan Sukun

Kota Malang Provinsi Jawa Timur.

Lokasi Studi

Bandulan adalah kelurahan yang

ada pada Kecamatan Sukun Kota Malang,

Provinsi jawa Timur, Indonesia. Daerah

ini terletak pada bagian Selatan Wilayah

Kota Malang dengan luas wilayah 26,852

Km2 dan ketinggian rata-rata dari permu-

kaan air laut antara 440 m – 660 m, suhu

udara antara 20°-30° dengan kelembaban

nisbi dan curah hujan berkisar antara

2000-3000 mm/tahun. Ditinjau dari astro-

nomi Kecamatan Sukun terletak antara

112o 36’ 14’’ sampai 112

o 40’ 42’’ Bujur

Timur dan 077o 36’ 38’’ sampai 008

o 01’

57” Lintang Selatan.

Jumlah penduduk pada Kecamatan

Sukun tahun 2011 sebanyak 186.922 jiwa

dengan kepadatan 6775 jiwa/km2.

Sumber air yang digunakan oleh

PDAM Kota Malang adalah Mata Air

Karangan, Mata Air Binangun baru, Mata

Air Binangun lama, Mata Air Banyuning

dan Ngeson, Mata Air Wendit I, Mata Air

Wendit II, Mata Air Wendit III.

Sedangkan yang digunakan untuk

memenuhi kebutuhan air bersih di Keca-

matan Sukun adalah Mata Air Binangun

baru, Mata Air Binangun lama, Mata Air

Banyuning dan Ngeson dan juga menda-

pat tambahan dari tandon Mojolangu.

Daerah studi yaitu Kelurahan Bandulan

menggunakan Mata Air Supit Urang I

dan II (milik Alm. Bapak Suroso)

Data yang Diperlukan Dalam pengerjaan studi ini diper-

lukan data-data pendukung kajian. Ada-

pun data-data yang dibutuhkan adalah:

Data penduduk dan jumlah pelanggan.

Data luas daerah studi

Data ketersediaan air

Skema dan data teknis jaringan pipa

Daftar satuan harga upah dan bahan

Pengolahan Data Untuk mencapai tujuan maka di-

perlukan suatu langkah pengerjaan se-

cara sistematis. Berikut ini merupakan

langkah pengerjaan studi:

1. Mengumpulan data-data sekunder

berupa data teknis dan data pendu-

kung lain yang digunakan dalam

analisa jaringan.

2. Pengolahahan data jumlah pendu-

duk dan jumlah layanan.

3. Menghitung kebutuhan air bersih.

4. Merencanakan sistem jaringan dis-

tribusi air bersih.

5. Mensimulasikan jaringan distribusi

air bersih menggunakan program

WaterCAD ver 8 XM Edition.

6. Melakukan perhitungan kehilangan

energi mayor dan minor.

7. Menghitung besar biaya agar dapat

diketahui biaya yang dikeluarkan.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Proyeksi Pertumbuhan Penduduk

Perhitungan proyeksi penduduk pa-

da studi ini menggunakan tiga metode,

yaitu metode aritmatik, metode geometri

dan metode eksponensial.

Tabel 3. Perhitungan mundur penduduk

Jumlah Penduduk

Asli Aritmatik Geometrik Eksponensial

2002 15487 15585 15486 15473

2003 15743 15780 15702 15690

2004 15901 15980 15920 15909

2005 16107 16185 16141 16131

2006 16344 16395 16365 16357

2007 16578 16611 16592 16586

2008 16873 16832 16823 16818

2009 17156 17059 17056 17053

2010 17374 17293 17293 17291

2011 17533 17533 17533 17533

Jumlah 165096 165253 164911 164841

TahunJumlah Penduduk (metode)

Sumber: Hasil perhitungan

Dalam menentukan metode yang

mendekati kebenaran harus dilakukan uji

kesesuain proyeksi berdasarkan standar

deviasi dan koefisien korelasi.

Tabel 4. Uji kesesuaian proyeksi

geometrik aritmatik eksponensial

1 Standar deviasi 688,541 655,070 693,020

2 Koefisien korelasi 0,9983 0,9983 0,9983

MetodeUji kesesuaianNo.


Berdasarkan hitungan uji kesesu-

aian proyeksi penduduk, adalah metode

aritmatik yang paling mendekati kebenar-

an karena memiliki standar deviasi paling

kecil dan koefisien korelasi mendekati 1

yang selanjutnya digunakan menghitung

proyeksi penduduk selama 12 tahun ke-

depan. (Muliakusumah, 2000: 255).

Perhitungan proyeksi pertumbuhan

penduduk dengan metode aritmatik.

P0 = 17533 (tahun 2011)

r = 0,01389

n = 12 (proyeksi tahun ke-n)

Maka jumlah penduduk pada tahun

2023 adalah:

Pn = Po (1+rn)

P2023 = P2011 (1 + 0,01389 x 12)

= 17533 x 1,1667

= 20455

Tabel 5. Proyeksi penduduk aritmatik No Tahun Jumlah penduduk

1 2011 17533

2 2012 17777

3 2013 18020

4 2014 18264

5 2015 18507

6 2016 18751

7 2017 18994

8 2018 19238

9 2019 19481

10 2020 19725

11 2021 19968

12 2022 20212

13 2023 20455 Sumber: Hasil perhitungan

Proyeksi penduduk selama 12 tahun dike-

tahui sejumlah 20455 jiwa yang nantinya

digunakan sebagai dasar dalam perhi-

tungan kebutuhan air bersih.

Perhitungan Kebutuhan Air Bersih

Perhitungan kebutuhan air bersih

dengan tingkat pelayanan 100%, kebu-

tuhan domestik di daerah layanan adalah

90 liiter/jiwa/hari, tingkat kebocoran 15%

dan kebutuhan non domestic 15% dari

kebutuhan domestik. Berikut merupakan

rekapitulasi hasil perhitungannya.

Tabel 6. Rekapitulasi Kebutuhan Air Bersih Tiap Tahun

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023

1 Jumlah penduduk jiwa 17777 18020 18264 18507 18751 18994 19238 19481 19725 19968 20212 20455

2 Jumlah jiwa/rumah jiwa 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

3 Tingkat pelayanan % 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

4 Jumlah penduduk berdasarkan tingkat pelayanan jiwa 17777 18020 18264 18507 18751 18994 19238 19481 19725 19968 20212 20455

5 Kebutuhan air untuk tiap 1 orang per hari lt/jiwa/hari 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90

lt/hari 1599910,58 1621826,16 1643741,73 1665657,31 1687572,89 1709488,47 1731404,04 1753319,62 1775235,20 1797150,78 1819066,35 1840981,93

lt/dtk 18,52 18,77 19,02 19,28 19,53 19,79 20,04 20,29 20,55 20,80 21,05 21,31

7 Kebutuhan air non domestik (15% dari kebutuhan domestik) lt/dtk 2,78 2,82 2,85 2,89 2,93 2,97 3,01 3,04 3,08 3,12 3,16 3,20

lt/dtk 24,49 24,82 25,16 25,50 25,83 26,17 26,50 26,84 27,17 27,51 27,84 28,18

m3/hari 2115,88 2144,87 2173,85 2202,83 2231,82 2260,80 2289,78 2318,77 2347,75 2376,73 2405,72 2434,70

m3/bulan 63476,45 64345,95 65215,45 66084,95 66954,45 67823,95 68693,46 69562,96 70432,46 71301,96 72171,46 73040,96

juta m3/thn 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89

9 Kebutuhan harian maksimum = 1,15 x kebutuhan air bersih lt/dtk 28,16 28,55 28,93 29,32 29,71 30,09 30,48 30,86 31,25 31,63 32,02 32,41

10 Kebutuhan air pada jam puncak = 1,56 x kebutuhan air bersih lt/dtk 38,20 38,73 39,25 39,77 40,30 40,82 41,34 41,87 42,39 42,91 43,44 43,96

lt/dtk 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31

lt/hari 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400 2678400

12 Volume air m3/hari 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4 2678,4

8 Kebutuhan air bersih rata-rata (dengan kebocoran 15%)

11 Debit yang dihasilkan

No Uraian Satuan Tahun

6 Kebutuhan air domestik


Dari perhitungan yang dilakukan,

disimpulkan bahwa untuk tahun 2023

debit yang tersedia (31 liter/det) masih

mencukupi untuk memenuhi kebutuhan

penduduk pada wilayah studi yaitu 28,18

liter/det. Sehingga belum membutuhkan

alternatif untuk menambah debit.

Kebutuhan Air Daerah Layanan

Daerah layanan digunakan agar da-

pat mempermudah distribusi kebutuhan

air yang dibutuhkan pada masing-masing

pelayanan. Dalam hal ini daerah layanan

yang terdapat pada kondisi existing ada

20 (dua puluh) Zona. Berikut merupakan

gambaran kondisi existing.

J-1

J-3

J-5

J-9

J-11

J-13

J-4

J-12

J-14

J-16

J-18

J-20

J-22

J-26

J-28

J-30

J-32

J-34

J-36

J-37

J-39J-38

J-33

J-31

J-27

J-29

J-15

J-17

J-2

J-19

J-21

J-23

J-24

J-25

J-35

J-6

J-8

J-7

J-10

R-1

P-1

4

Gambar 1. Zona Pelayanan Existing

Sumber: Hasil perencanaan Berikut merupakan pembagian daerah pe-

layanan dan kebutuhan air dari masing-

masing daerah layanan.

Tabel 7. Pembagian daerah layanan dan

kebutuhan air Zona Layanan Jumalah Jumalah

Wilayah Studi Pelanggan (SR) Pelanggan (org) Liter/Hari Liter/Detik Liter/Detik

Zona Existing 1 65 325 90 0,001 0,339

Zona Existing 2 30 150 90 0,001 0,156

Zona Existing 3 20 100 90 0,001 0,104

Zona Existing 4 53 265 90 0,001 0,276

Zona Existing 5 32 160 90 0,001 0,167

Zona Existing 6 49 245 90 0,001 0,255

Zona Existing 7 19 95 90 0,001 0,099

Zona Existing 8 35 175 90 0,001 0,182

Zona Existing 9 47 235 90 0,001 0,245

Zona Existing 10 62 310 90 0,001 0,323

Zona Existing 11 116 580 90 0,001 0,604

Zona Existing 12 70 350 90 0,001 0,365

Zona Existing 13 160 800 90 0,001 0,833

Zona Existing 14 66 330 90 0,001 0,344

Zona Existing 15 130 650 90 0,001 0,677

Zona Existing 16 62 310 90 0,001 0,323

Zona Existing 17 139 695 90 0,001 0,724

Zona Existing 18 36 180 90 0,001 0,188

Zona Existing 19 120 600 90 0,001 0,625

Zona Existing 20 105 525 90 0,001 0,547

Jumlah 1416 7080 7,375

Kebutuhan Air Bersih


Kebutuhan daerah layanan terbesar ada

pada zona 13 dan kebutuhan daerah laya-

nan terkecil pada zona 7.

Analisa Pertambahan Kekasaran Pipa Dengan menggunakan persamaan

Colebrook dan White kekasaran pipa ber-

tambah secara linier dengan umurnya dan

ditunjukkan dengan rumus:

kt = ko + α t

kt = kekasaran setelah t tahun

ko = kekasaran pipa baru

α = pertumbuhan kekasaran pipa

t = jumlah tahun

Nilai α didapat dari percobaan yang

dilakukan untuk interval waktu tertentu.

Zona 1 Zona 2 Zona 3

Zona 4

Zona 5 Zona 6

Zona 7

Zona 8

Zona 10

Zona 12

Zona 13

Zona 15

Zona 18 Zona 19

Zona 20

Zona 14

Zona 17

Zona 16

Zona 11

Zona 9

Dari persamaan diatas dilakukan percoba-

an sebagai berikut:

Data existing pada studi didapat Pipa -1:

Q = 4,1 l/dt = 0,0041 m3/dt

D = 0,10 m

hf = 0,1 m/km

CHW = 150 (PVC – Hazen William)

V = 0,1 m/dt

νair = 1,12 x 10-6

L = 399,11 m

penyelesaian:

ν

vDRe

=

61012,1

1,01,0

x

x

= 8264,463 = 8,264 x 103

f = 2

2

LV

gDh f

= 21,011,399

81,921,01,0

x

xxx

= 0,04916

Dengan persamaan Hazen-Williams: 85,1.Qkhf

87,485,1.

67,10

DC

Lk

hw

HW

kHW = 87,485,1 1,0.150

11,39967,10 x = 2,983 x 104

hf = 2,983 x 10

4 x 0,0041

1,85

= 1,15987

Dari persamaan diatas didapat rumus:

kHW = 87,485,1

.

67,10

DC

xL

HW

CHW1,85

= 87,4.

67,10

DK

xL

HW

CHW = 85,1

1

87,44 1,010983,2

11,39967,10

xx

x

= 150

Dengan persamaan Darcy-Weisbach:

2gD

LVfh

2

f

22

2

f)14,3

41(2gD

Lfh

xD

Q

= f

5

2

14,32

16

xDg

LQ

= f

DWkxDg

L514,32

16

hf = kDW x Q2

kDW = 1,840 x 104

hf = 1,840 x 104 x 0,0041

2

= 0,31400

Mencari nilai kekasaran Darcy-Weisbach

dengan menggunakan kHW menjadi:

kDW x Q2 = kHW x Q

1,85

0,15-

2

1,85

QQ

Q

HW

DW

k

k

kDW = Q – 0,15

x kHW

kDW = 0,0041-0,15

x 2,983 x 104

= 6,797 x 104

Jadi 0,15-QHW

DW

k

k

= 0,15-

4

4

0041,010983,2

10797,6

x

x

2,2782 = 2,2782 → OK

Kehilangan tenaga setelah pipa dipakai

selama 11 tahun dengan debit 4,2 liter/det

Q = 4,2 l/dt = 0,0042 m/dt

A = 0,00785 m2

ko = 0,0000025 m → diagram Moody

Penyelesaian:

Dengan grafik moody untuk nilai Re dan

f, di dapat ks = 0,0225

k5 = ks x D

k5 = 0,0225 x 0,1 = 0,00225

k5 = ko + 5 α

α = 5

55 kk

=

5

0000025,000225,0

= 0,00045 m/tahun

Kekasaran pipa setelah 11 tahun:

k11 = ko + 11 α

k11 = 0,0000025 + 11 x 0,00045

= 0,00495

1,0

00495,011

D

k = 0,049

V = A

Q= 0,535 m/dt

ν

vDRe

= 61012,1

1,0535,0

x

x = 44217,508

= 4,42175 x 104

Berdasarkan nilai Re, Ko/D dan dengan

menggunakan grafik Moody didapat nilai

f = 0,0213 kehilangan tenaga:

hf = g

V

D

Lf

2

2

= 81,92

535,0

1,00213,0

2

x

L

= 1,2403 m

Hasil Simulasi Jaringan Exsisting

Dengan menggunakan bantuan pa-

ket program waterCAD ver 8 XM edition,

simulasi disesuaikan dengan kebutuhan

di daerah layanan.

Dibawah ini merupakan skema jari-

ngan kondisi existing.

Gambar 2. Skema Jaringan Existing

Sumber: Program WaterCad

Jaringan tersebut dapat diketahui

memenuhi syarat jika data yang diperoleh

dapat memenuhi kriteria berikut:

Tekanan pada titik simpul 0,5 – 8 atm.

Kecepatan pada pipa 0,3 – 4,5 m/det.

Kemiringan garis hidrolis 0–15 m/km.

Contoh hasil simulasi sebagai berikut:

Gambar 3. Jaringan Existing Pipa - 14.


Gambar 4. Grafik kecepatan Pipa – 14


Gambar 5. Kemiringan garis Pipa – 14


Gambar diatas menunjukkan data sebagai

berikut:

Kemiringan garis hidrolis kondisi

jam minimum dan jam puncak tetap

memenuhi kriteria yang ditentukan,

yaitu berada pada level 0 m/km

(pukul 00.00) sampai dengan 1 m/km

(pukul 06.00).

Kecepatan yang terjadi pada simulasi

jaringan perpipaan berkisar antara

0,1 m/dtk sampai dengan 0,4 m/dtk.

Kecepatan tertinggi terjadi pada pu-

kul 06.00 sebesar 0,4 m/dtk dan ke-

cepatan terendah terjadi pada pukul

00.00 sebesar 0,1 m/dtk.

Hasil simulasi di salah satu titik simpul

adalah sebagai berikut:

Gambar 6. Grafik tekanan J– 13


Hasil simulasi diatas dapat disimpulkan

sebagai berikut:

Titik simpul J-13 menunjukkan tekan-

an maksimum terjadi pada saat kebu-

tuhan air minimum sedangkan tekanan

minimum terjadi pada jam puncak.

Keseluruhan titik simpul telah meme-

nuhi kriteria meskipun mendekati ba-

tas kriteria perencanaan (J-13).

Tekanan rendah dimulai pada saat ke-

butuhan akan air meningkat sedangkan

tekanan naik saat kebutuhan air menu-

run. Kemudian tekanan kembali ren-

dah dan naik seperti pada siklus yang

ditunjukkan koefisien faktor pengali

(load factor) terhadap kebutuhan air

bersih. Kondisi ini juga terjadi pada

semua titik simpul yang ada.

Simulasi Jaringan Pengembangan

Pada daerah studi tedapat 8 zona

pengembangan yang dijelaskan beikut

J-23

J-24

P-35

P-26

P-27

PRV-1

PRV-3

PRV-2

J-9

P-1

P-3

P-1

0

P-15

P-4

P-1

6

P-18

P-20

P-22

P-24

P-3

0

P-3

2 P-37

P-39

P-4

1

P-45

P-44

P-38

P-36

P-31

P-33

P-1

7

P-19

P-2

P-2

1

P-23

P-25

P-26

P-2

9

P-40

P-7

P-9

P-8

P-11

P-4

6P-51

P-5

2

P-53

P-50

P-54

P-55

P-58

P-58

P-57

P-47

P-4

8

P-49

P-42

P-43

P-5

P-6

P-14

P-34P-35

P-1

2

P-1

3

J-42

J-47

J-48

J-49

J-46

J-50

J-51

J-52

J-54

J-53

J-43

J-44

J-45

J-1

J-3

J-5

J-11

J-13

J-4

J-12

J-14

J-16

J-18J-20

J-22

J-28

J-30

J-32

J-34

J-36

J-38

J-39

J-41J-40

J-35

J-33

J-29

J-31

J-15

J-17

J-2

J-19

J-21

J-25

J-26

J-25

J-37

J-6

J-8

J-7

J-10

R-1

PRV-4

Gambar 7. Zona Pelayanan existing dan

pengembangan pada dearah studi Sumber: Google earth

Berikut ini merupakan pembagian

daerah layanan dan kebutuhan air dari

masing-masing daerah layanan.

Tabel 8. Pembagian Zona dan Kebutuhan

Air Bersih Luasan Jumlah Penduduk Jumlah KK

(m2) (liter/detik) (m

3/detik) (m

3/hari) (jiwa) (jiwa)

28,18 0,0282 2434,70 20455 4091

1 345,32 4,41 0,0044 381,12 3202 640

2 352,32 4,50 0,0045 388,85 3267 653

3 278,51 3,56 0,0036 307,39 2583 517

4 225,18 2,88 0,0029 248,52 2088 418

5 410,10 5,24 0,0052 452,61 3803 761

6 178,70 2,28 0,0023 197,22 1657 331

7 199,00 2,54 0,0025 219,63 1845 369

8 216,88 2,77 0,0028 239,36 2011 402

Jumlah 2206 28,18 0,0282 2434,70 20455 4091

Kebutuhan AirZona


Kebutuhan daerah layanan terbesar

ada pada zona 5 dan kebutuhan daerah

layanan terkecil ada pada zona 6.

Hasil Simulasi

Dengan menggunakan bantuan pa-

ket program waterCAD ver 8 XM edition,

simulasi disesuaikan dengan kebutuhan

di daerah layanan.

Dibawah ini merupakan skema jari-

ngan kondisi pengembangan.

Gambar 8. Jaringan Pengembangan


Jaringan tersebut dapat diketahui

memenuhi syarat jika data yang diperoleh

dapat memenuhi kriteria berikut:

Tekanan pada titik simpul 0,5 – 8 atm.

Kecepatan pada pipa 0,3 – 4,5 m/det.

Kemiringan garis hidrolis 0–15 m/km.

Contoh hasil simulasi sebagai berikut:

Gambar 9. Skema Jaringan Pipa - 53.


Gambar 10. Grafik kecepatan Pipa – 53


Gambar 11. Kemiringan garis P –53


Zona

Pengembangan 2

Zona

Pengembangan 5

Zona

Pengembangan 4

Zona Pengembangan 3

Zona

Pengembangan 1

Zona Pengembangan 8

Zona

Pengembangan 6 Zona

Pengembangan 7

Gambar diatas menunjukkan data sebagai

berikut:

Kemiringan garis hidrolis pada jam

minimum dan jam puncak tetap me-

menuhi kriteria yang ditentukan, ya-

itu 0,1 m/km (pukul 00.00) sampai

13 m/km (pukul 06.00).

Kecepatan pada jaringan perpipaan

antara 0 m/det sampai 1,6 m/det. Ke-

cepatan tertinggi pukul 06.00 dan ke-

cepatan terendah pukul 00.00.

Hasil simulasi di salah satu titik simpul

adalah sebagai berikut:

Gambar 12. Grafik tekanan J - 51


Hasil simulasi diatas dapat disimpulkan

sebagai berikut:

Titik simpul J-53 (titik simpul terjauh

pada skema jaringan pengembangan)

diperoleh tekanan sisa sesuai dengan

kriteria. Tekanan maksimum terjadi

saat kebutuhan air maksimum sedang-

kan tekanan minimum terjadi pada

saat jam puncak.

Dari keseluruhan titik simpul, semua

telah memenuhi syarat perencanaan.

Tekanan rendah dimulai pada kebu-

tuhan air meningkat sedangkan tekan-

an naik saat kebutuhan air menurun.

Kemudian tekanan kembali rendah

dan naik seperti siklus pada koefisien

faktor pengali (load factor) terhadap

kebutuhan air bersih. Kondisi ini juga

terjadi pada semua titik simpul.

Penurun Tekanan Pada Aliran

Terdapat bebrapa tekanan sangat

tinggi yang hampir melewati batas krite-

ria yang diijinkan. Maka dilakukan pema-

sangan PRV (Pressure Reducer Valve)

untuk mengurangi tekanan pada junction.

Berikut contoh peletakannya yang telah

disimulasikan:

Gambar 13. PRV-1 pada skema jaringan

perpipaan Sumber: Program Watercad

Gambar 14. Grafik fluktuasi tekanan pada

Pipa-5 dan Pipa-6 sebelum ada PRV Sumber: Program Watercad

Gambar 15. Grafik fluktuasi tekanan pada

Pipa-5 dan Pipa-6 setelah ada PRV Sumber: Program Watercad

Gambar diatas menunjukkan peru-

bahan tekanan setelah dilakukan pema-

sangang PRV.

Berikut merupakan data perubahan

tekanan yang terjadi setelah pemasangan:

Tabel 16 Data Perubahan Tekanan

J-5 - P J-6 - P (From) (To) J-5 - P J-6 - P

0 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3

1 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3

2 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3

3 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3

4 7,7 7,7 7,4 6,0 6,3 6,3

5 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3

6 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3

7 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3

8 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3

9 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3

10 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3

11 7,7 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3

12 7,7 7,7 7,3 6,0 6,3 6,3

13 7,7 7,7 7,3 6,0 6,3 6,3

14 7,7 7,7 7,3 6,0 6,3 6,3

15 7,7 7,7 7,3 6,0 6,3 6,3

16 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3

17 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3

18 7,6 7,6 7,3 6,0 6,3 6,3

19 7,7 7,7 7,4 6,0 6,3 6,3

20 7,7 7,7 7,4 6,0 6,3 6,3

21 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3

22 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3

23 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3

24 7,8 7,8 7,5 6,0 6,3 6,3

TimePressure (atm) PRV-1 - Base - Pressure (atm) Pressure (atm)


5. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Berdasarkan rumusan masalah dan

hasil kajian pada pembahasan, sehingga

dapat disimpulakan sebagai berikut.

1. Berdasarkan hasil evaluasi yang telah

dilakukan menunjukkan hasil bahwa

tidak ada perubahan yang signifikan

pada jaringan existing, sehingga masih

dapat untuk dikembangka. Tetapi ada

perubahan diameter pipa yang diguna-

kanan karena ada perkembangan dari

kebutuhan air.

2. Perkiraan debit kebutuhan air bersih

hasil proyeksi penduduk tahun 2023

tingkat pelayanan 100% dan kebutuh-

an 90 liter/jiwa/hari sebagai berikut.

• Kebutuhan rata-rata: 28,18 liter/det

• Kebutuhan harian maksimum : 32,41

liter/det

• Kebutuhan jam puncak : 43,96 lit/det

Sedangkan hasil analisa penyediaan air

bersih jaringan perpipaan sebagai berikut.

•Pemasangan PRV berjumlah 4 buah.

•Letak PRV berada pada antara pipa 5

dan pipa 6 (PRV-1), pipa 12 dan pipa

13 (PRV-2), pipa 34 dan pipa 35

(PRV-3), dan yang terakhir pada pipa

42 dan pipa 43 (PRV-4)

3. Dalam pelaksanaan pengembangan

jaringan distribusi air bersih, biaya

yang harus dikeluarkan yaitu sebesar

Rp 1.619.466.800,00

Saran Berikut merupakan saran yang bisa

dijadikan bahan pertimbangan.

1. Laju pertumbuhan penduduk yang sa-

ngat tinggi sebaiknya disertai dengan

perubahan tata guna lahan yang baik,

sehingga keterdapatan sumber air tetap

terjaga, mengingat sudah sangat ber-

kurangnya potensi/ketersediaan air.

2. Jaringan perpipaan ini masih dapat di-

kembangkan jika dibutuhkan.

3. Pola operasi pelayanan dapat disesuai-

kan dengan kebutuhan di lapangan,

dengan kriteria jaringan perpipaan.

UCAPAN TERIMA KASIH

1. Prof. Dr. Ir. M. Bisri, MS dan Ir. Heri

Suprijanto, MS selaku dosen pembim-

bing, atas ide, arahan dan bimbingan-

nya. 2. Dr. Very Dermawan, S.T., M.T. dan

Dian Sisinggih, ST,MT, Ph.D selaku

dosen penilai yang telah memberi ba-

nyak masukan.

3. Kedua orang tua dan seluruh sahabat

yang sudah memberikan semangat da-

lam pengerjaan.

DAFTAR PUSTAKA

Ditjen Cipta Karya. 2007. Pedoman

Penyusunan Perencanaan Teknis Pe-

ngembangan Sistem Penyediaan Air

Minum Lampiran III. Jakarta : Ditjen

Cipta Karya.

Muliakusumah, Sutarsih. 2000. Proyeksi

Penduduk. Jakarta : Erlangga.

Triatmodjo, Bambang. 2003 Hidraulika

II. Yogyakarta : Penerbit Beta Offset.

Webber, N. B. 1971. Fluids Mechanics

For Engineering S-I Edition. London

: Chapman and Hallman Ltd.

perencanaan pengembangan jaringan distribusi air bersih kelurahan bandulan kecamatan sukun kota...

Documents