159075760 Studi Perencanaan Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih PDAM Di Kecamatan Mojoroto Kota Kediri Dengan Menggunakan Program WaterCAD 4 5

102 BAB IV PERENCANAAN SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI AIR BERSIH

4.1 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk

Perhitungan proyeksi penduduk pada studi ini menggunakan tiga metode, yaitu metode geometrik, metode aritmatik dan metode eksponensial. Kriteria pemilihan salah satu dari ketiga metode tersebut adalah dengan melihat grafik grafi k ketiga metode tersebut yang paling mendekati grafik data penduduk yang ada, sehingga metode yang dipilih dapat mendekati kenyataan pertumbuhan penduduk eksisting. Berdasarkan data Badan Pusat Statistik Kota Kediri rasio pertumbuhan penduduk Kecamatan Mojoroto adalah 3.48 %. Berikut tabel pertambahan penduduk Kecamatan Mojoroto. Tabel 4.1 Perkembangan Penduduk Kecamatan Mojoroto

No.

Tahun

Jumlah Penduduk (Jiwa)

1 2 3 4 5 6 7 8

71876 1997 74088 1998 76580 1999 79310 2000 82250 2001 85330 2002 87975 2003 90701 2004 Sumber : Data BPS Kabupaten Kediri

Berdasarkan data jumlah penduduk dari tabel 4.1 di atas dapat digambarkan grafik seperti gambar 4.1 berikut:

102 Grafik Data Pertumbuhan Penduduk 100000 k u d u d n e P h a l m u J

80000 60000 40000 20000 0 1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

Tahun

Gambar 4.1 Grafik Jumlah Penduduk Kecamatan Mojoroto Sumber : Hasil Perhitungan

4.1.1

Proyeksi penduduk dengan metode Geometrik

Perhitungan proyeksi jumlah penduduk dengan metode Geometrik, dihitung berdasarkan persamaan 2-1. Maka perhitungan proyeksi penduduk untuk tahun 1998 dengan metode geometrik adalah sebagai berikut: Pn

= P0(1+r (1+r))n = 71.876 (1+0,033)1 = 74.378 jiwa

Dengan cara yang sama s ama untuk perhitungan proyeksi jumlah penduduk dengan menggunakan metode geometrik geometrik untuk tahun berikutnya disajikan pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk ecama an o oro o engan e o e eome r

No. 1 2 3 4 5 6 7

Tahun


1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Sumber : Hasil Perhitungan

74.378 76.968 79.647 82.420 85.289 88.258 91.331

102 Berdasarkan data jumlah penduduk dari tabel 4.2 di atas dapat digambarkan grafik seperti gambar 4.2 berikut: Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Metode Geometrik 100.000

k u d u d n e P h a l m u J

80.000 60.000 40.000 20.000 0 1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

Tahun

Gambar 4.2 Grafik Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Mojoroto dengan Metode Geometrik Sumber : Hasil Perhitungan

4.1.2

Proyeksi penduduk dengan metode Aritmatik

Perhitungan proyeksi jumlah penduduk dengan metode Aritmatik, dihitung berdasarkan persamaan 2-2. Maka perhitungan proyeksi penduduk untuk tahun 1998 dengan metode Aritmatik adalah sebagai berikut: Pn

= P0(1+r.n) = 71.876 (1+0,037)1 = 74.378 jiwa

Dengan cara yang sama s ama untuk perhitungan proyeksi jumlah penduduk dengan menggunakan metode aritmatik untuk untuk tahun berikutnya berikutnya disajikan pada tabel 4.3. Tabel 4.3 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Mojoroto dengan Metode Aritmatik

No. 1 2 3 4 5 6 7

Tahun


1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Sumber : Hasil Perhitungan

74.378 76.880 79.383 81.885 84.387 86.889 89.391

102 Berdasarkan data jumlah penduduk dari tabel 4.3 di atas dapat digambarkan grafik seperti gambar 4.3 berikut:

Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Metode Aritmatik k u d u d n e P h a l m u J

100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0 1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

Tahun

Gambar 4.3 Grafik Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Mojoroto dengan Metode Aritmatik Sumber : Hasil Perhitungan

4.1.3

Proyeksi penduduk dengan metode eksponensial

Perhitungan proyeksi jumlah penduduk dengan metode eksponensial dihitung berdasarkan persamaan persa maan 2-3. Maka perhitungan proyeksi penduduk untuk tahun 1998 dengan metode geometrik adalah sebagai berikut: Pn

= Po er.n

Pn

= 71.876 e (0,033x1) = 74.422 jiwa

Dengan cara yang sama s ama untuk perhitungan proyeksi jumlah penduduk dengan menggunakan metode geometrik geometrik untuk tahun berikutnya disajikan pada tabel 4.4. Tabel 4.4 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Mojoroto dengan Metode Eksponensial

No.

Tahun

Jumlah Penduduk Pendudu k (Jiwa)

1 1998 2 1999 3 2000 4 2001 5 2002 6 2003 7 2004 Sumber : Hasil Perhitungan

74.422 77.059 79.789 82.615 85.542 88.572 91.710

102 Berdasarkan data jumlah penduduk dari tabel 4.4 di atas dapat digambarkan grafik seperti gambar 4.4 berikut:

Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Metode Eksponensial 100.000

k u d u d n e P h a l m u J

80.000 60.000 40.000 20.000 0 1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

Tahun

Gambar 4.4 Grafik Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Mojoroto dengan Metode Eksponensial Sumber : Hasil Perhitungan

102

Perbanding an Beberapa Metode Proyeksi 95000

Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Mojoroto Ek sisting

90000 k u d u d 85000 n e P h a l 80000 m u J

Proyeksi Penduduk Kecamatan Mojoroto Dengan Metode Geometrik

75000

Proyeksi Penduduk Kecamatan Mojoroto Dengan Metode Eksponensial

Proyeksi Penduduk Kecamatan Mojoroto Dengan Metode Aritmatik

70000 1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

Tahun

Gambar 4.5 Grafik Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Mojoroto dengan Beberapa Metode Proyeksi Sumber : Hasil Perhitungan

102 Dari grafik di atas yang paling mendekati data yang ada adalah metode Geometrik, jadi metode yang digunakan untuk menghitung proyeksi pertumbuhan penduduk hingga tahun 2015 adalah metode Geometrik. Sehingga proyeksi pertumbuhan penduduk hingga tahun 2015 dengan metode Geometrik disajikan pada tabel 4.5 Tabel 4.5 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Mojoroto dengan Metode Geometrik Sampai Tahun 2015

No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Tahun


1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Sumber : Hasil Perhitungan

74.378 76.968 79.647 82.420 85.289 88.258 91.331 94.510 97.800 101.205 104.728 108.374 112.147 116.051 120.091 124.272 128.598 133.075

Berdasarkan data jumlah penduduk dari tabel 4.5 di atas dapat digambarkan grafik seperti gambar 4.6 berikut:

102 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Metode Geometrik k 130.000 u d 120.000 u d 110.000 n e P 100.000 h 90.000 a l m 80.000 u J 70.000

8 9 9 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 9 9 9 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 1 1

Tahun

Gambar 4.6 Grafik Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Metode Geometrik Tahun 2014 Sumber : Hasil Perhitungan

4.2. Perkembangan Jumlah Penduduk Terlayani

Pendistribusian air bersih untuk Desa Pojok yang dilakukan oleh PDAM Kota Kediri pada saat ini baru sekitar 70 % oleh karena itu target dari PDAM Kota Kediri untuk tahun 2015 sebesar 92 % dengan peningkatan per tahun sebesar 2 %. Contoh perhitungan persentase tingkat pelayanan pada daerah yang dikaji adalah sebagai berikut: 1. Pada Desa Pojok jumlah penduduk sampai dengan tahun 2015 sebanyak 11.669 jiwa 2. Jumlah penduduk yang terlayani pada tahun 2015 sebanyak 10.735 jiwa 3. Persentase tingkat pelayanan adalah 10.735 x100% = 92 % 11.669 Untuk Perhitungan penduduk terlayani sampai tahun 2015 bisa dilihat pada tabel 4.6

102 Tabel 4.6 Jumlah Penduduk terlayani sampai tahun 2015 di Kecamatan Mojoroto Desa

Prosentase (%) Pojok 70 Campurrejo 50 Tamanan 30 Banjarmlati 0 Bandar Kidul 20 Lirboyo 50 Bandar Lor 50 Mojoroto 50 Sukorame 50 Bujel 15 Ngampel 50 Gayam 0 Mrican 0 Dermo 0 Sumber : Hasil Perhitungan

Tahun 2004 Jumlah Jumlah Penduduk Penduduk Terlayani 7,739 5417 6,582 3291 3,583 1075 4,211 0 7,896 1579 7,745 3873 9,154 4577 11,385 5693 7,536 3768 6,580 987 4,781 2391 3,531 0 6,786 0 3,192 0

Prosentase (%) 92 83 63 55 53 83 83 83 83 48 83 55 55 55

Tahun 2015 Jumlah Jumlah Penduduk Penduduk Terlayani 11669 10735 9924 8237 5402 3404 6349 3492 11906 6310 11678 9693 13802 11456 17166 14248 11363 9431 9921 4762 7209 5983 5324 2928 10232 5628 4813 2647

4.3. Kebutuhan Air Bersih Kondisi Existing

Kebutuhan air bersih meliputi atas kebutuhan domenstik dan kebutuhan non domestik, kebutuhan non domestik sendiri terdiri atas berbagai kebutuhan. Untuk lebih jelasnya akan disajikan sebagai berikut: A. Kebutuhan Domestik meliputi: 1. Sambungan Rumah Tangga Berdasarkan data pemakaian air yang tercatat pada tahun 2004 unit kebutuhan air rerata untuk golongan rumah tangga direncanakan sebesar sebesar 130 l/orang/hari. 2. Kran Umum Pelayanan melalui kran umum sampai tahun 2004 tidak ada, karena penggunaannya tidak efektif. B. Kebutuhan Non Domestik Kebutuhan non domestik digunakan untuk memenuhi kebutuhan air pada: 1. Fasilitas

sosial,

termasuk

didalamnya

tempat

pemasyarakatan, rumah sakit dan lain sebagainya. 2. Pelanggan instansi dan perkantoran.

ibadah,

lembaga

102 3. Pelanggan niaga dan industri. Besar

konsumsi non domestik sampai tahun 2004 ditetapkan 10 % dari

kebutuhan domestik C. Kehilangan air Yaitu merupakan besar air yang hilang selama proses pendistribusiannya, Untuk kehilangan air diasumsikan setiap tahun terjadi sebesar 30 % (PDAM Kota Kediri) D. Fluktuasi Kebutuhan air Besar pemakaian air pada suatu sistem jaringan distribusi tidak melulu pada tiap jamnya, terjadi fluktuasi yang sangat dipengaruhi oleh aktivitas masyarakat pengguna air, pada saat-saat tertentu terjadi peningkatan aktivitas yang memerlukan air lebih banyak dari kondisi normal atau juga sebaliknya. Kebutuhan air secara umum dibagi menjadi tiga yaitu: 1.

Kebutuhan air rerata Kebutuhan air rerata masyarakat dalam setiap jamnya

2.

Kebutuhan harian maksimum (Qmaks) Merupakan kebutuhan air yang harus disediakan pada hari-hari tertentu seperti hari-hari besar, hari libur dan lain-lain. Perhitungan kebutuhan air pada hari maksimum ini direncanakan berdasarkan pendekatan sebesar 1,15 dikalikan dengan total kebutuhan dan kehilangan.

3.

Kebutuhan air pada jam puncak (Q peak ) Merupakan kebutuhan air pada jam-jam tertentu dalam satu hari yang kebutuhan airnya memuncak. Perhitungan kebutuhan air pada jam puncak ini direncanakan berdasarkan pendekatan sebesar 1,56 dikalikan dengan total kebutuhan dan kehilangan.

102 fluktuasi kebutuhan pemakaian air bersih harian hasil penelitian Ditjen Cipta Karya selama 24 jam dapat dilihat dibawah ini :

o t k a f d a o L

2 .0 1 .8 1 .6 1 .4 1 .2 1 .0 0 .8 0 .6 0 .4 0 .2 0 .0

jam puncak

rata-rata

jam minimum 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Ja m

Gambar 4.7 Fluktuasi pemakaian air harian

Contoh perhitungan kebutuhan air bersih : Desa Pojok ( tahun 2004 ). 1. Proyeksi jumlah penduduk pada tahun 2004 sebesar 7739 jiwa 2. Luas Area = 3.212 ha 3. Jumlah sambungan rumah = 758 4. Kebutuhan air domestik a. Sambungan rumah tangga Tingkat pelayanan sambungan rumah pada tahun 2004 sebesar 70 % Jumlah sambungan Qsr = 70 x 5417 / 100 = 3792 Lt/hr Hidran Umum Qhu = 0 b. Sambungan kran umum =0 Q domestic = 130 x 3792 /1000 = 493 Lt/hr

102 5. Kebutuhan air non domestik = 493 x 10 / 100 = 49 Lt/hr 6. Total kebutuhan air = Q domestik + Q non domestik = 493 Lt/hr + 49 Lt/hr = 542 Lt/hr 7. Kehilangan air ( Tingkat kehilangan air sebesar 30 % ) = 542 x ( 30 /100 ) Lt/hr = 163 Lt/hr 8. Total Kebutuhan dan Kehilangan = Total kebutuhan air + Kehilangan air = 543 Lt/hr + 163 Lt/hr = 706 Lt/hr = 8.15 Lt/det 9. Kebutuhan harian maks = (1,15) x Kebutuhan dan Kehilangan = (1,15) x 8.15 L/det = 9.37 L/det 10. Kebutuhan jam puncak = (1,56) x Kebutuhan dan Kehilangan = (1.56) x 8.15 L/det = 12.71 L/det.

Dengan cara yang sama untuk perhitungan pembebanan titik simpul untuk masing-masing titik simpul dengan cara yang sama disajikan pada tabel 4.7

102

DEBIT PEMBEBANAN TITIK SIMPUL KONDISI EXISTING

TABEL 4.7

Gambar 4.8 peta kondisi existing

102 4.4. Simulasi Kondisi Tidak Permanen Pada Jaringan Pipa Existing

Simulasi kondisi tidak mengevaluasi kondisi aliran, tekanan, dan kapasitas sistem sepanjang waktu akibat suatu corak perubahan kebutuhan air pada titik simpul. Kriteria dan asumsi yang dipakai dalam simulasi kondisi tidak permanen dengan paket program Watercad V 4.5 pada studi ini adalah sebagai berikut: a. Pada simulasi ini dipakai durasi perubahan kondisi permintaan selama 24 jam dengan interval waktu 1 jam. b. Simulasi kondisi tidak permanen didasarkan pada perhitungan fluktuasi beban titik simpul akibat corak perubahan permintaan dan operasi kontrol pompa berdasarkan penugasan waktu. c. Prosedur perhitungan simulasi ini mengacu pada langkah-langkah pengerjaan simulasi kondisi permanen. d. Simulasi ini akan dilakukan pada kondisi normal di mana variasi kebutuhan titik simpul hanya disebabkan oleh fluktuasi kebutuhan pelanggan tiap jam. e. Tandon merupakan reservoir yang berfungsi untuk mensuplai air ketika jam-jam puncak selama simulasi kondisi tidak permanen. f.

Pompa digunakan untuk menyalurkan air dari reservoir ke tandon dan selanjutnya didistribusikan ke sistem jaringan air secara gravitasi. Selain itu di beberapa unit produksi, pompa digunakan untuk menyalurkan air langsung dari reservoir ke dalam sistem jaringan air bersih.

g. Sistem jaringan distribusi di sini merupakan bentuk gabungan antara skema kisikisi (looped networks) dan skema percabangan (branched network).

4.4.1 Data masukan simulasi kondisi tidak permanen pada program

WaterCAD

4.5

Simulasi kondisi tidak permanen dimasukkan ke dalam paket program WaterCad v 4.5 dengan menggunakan keyword dan Parameter data pada simulasi

kondisi tidak permanen adalah sebagai berikut : a. [PRESSURE JUNCTIONS] : titik simpul, data masukan berupa label, elevasi (m), debit kebutuhan (l/s).

102 b. [TANK] : tandon. data masukan berupa GENERAL : label dan elevasi (m), SECTION : tinggi air rerata

(m),

tinggi air minimal (m),

ketinggian air

maksimal (m), diameter (m). c. [RESERVOIRS] : sumber, data masukan berupa elevasi (m) d. [PIPE] : pipa, data masukan berupa label, panjang (m), diameter (mm), material dan koefisien kekasaran. e. [PUMP] : pompa, data masukan berupa label, elevasi (m), tipe pompa - yang mana telah tersedia 5 macam tipe pompa beserta data masukan opsional. Dapat pula diikuti dengan CONTROLS, yaitu pola pengoperasian pompa, baik durasi pengoperasiannya maupun setting yang lain.

4.4.2

Proses simulasi kondisi tidak permanen Existing

Langkah awal pada proses simulasi kondisi tidak permanen adalah memasukkan data parameter simulasi kondisi permanen pada network map dan mengedit pada browser map dan browser data. Setelah itu menggunakan parameter pattern berupa faktor pengali kebutuhan air bersih oleh Ditjen Cipta Karya Departemen PU. Hasil simulasi kondisi tidak permanen akan dipengaruhi corak kebutuhan air pada tahap waktu, data tandon dan

titik simpul serta link yang

menghubungkan masing-masing titik. Bila simulasi telah dijalankan dan berjalan sukses, program dapat menghasilkan tabel-tabel , grafik. Tabel dapat ditampilkan dalam setiap timestep, tiap titik simpul maupun tiap link Pada hasil simulasi, nilai debit negatif pada pipa menunjukkan arah aliran yang berlawanan arah. Pada tabel yang ditampilkan berdasarkan junctions akan ditampilkan besar demand, elevasi, dan tekanan pada tiap titik. Sedang bila link yang ditampilkan akan tampak diameter, besar aliran, kecepatan dan headloss pada tiap-tiap link di samping dapat ditampilkan dalam bentuk tabel hasil keluaran simulasi juga dapat ditampilkan dalam bentuk grafik

102 4.4.3. Evaluasi Simulasi Kondisi Tidak Permanen Pada Jaringan Pipa Existing

4.4.3.1 Evaluasi tekanan sisa pada titik simpul Tekanan sisa pada titik simpul merupakan selisih elevasi tinggi tekan pada titik simpul (HGL) dengan elevasi titik simpul tersebut. Dari hasil simulasi tekanan sisa pada titik simpul secara keseluruhan telah memenuhi Kriteria perencanaan. Untuk fluktuasi tekanan dapat kita lihat pada pukul 04.00 turun dan pukul 08.00 naik lagi perubahan ini disebabkan karena 2 pompa yang tidak menyuplai tandon mulai beroperasi pada pukul 04.00. sedangkan pada pukul 10.00 turun dari 21.98 mH 2O menjadi -0.817 mH2O dan terus turun sampai pukul 18.00 sebesar -8.516 mH 2O dan pada pukul 20.00 tekanan kembali meningkat hingga tengah malam sebagai akibat berkurangnya penggunaan air. Tekanan sisa sebesar pada pipa distribusi terjadi pada pukul 24.00 di titik simpul 78 sebesar 46.173 mH 2O dan tekana sisa terkecil pada pipa

distribusi

terjadi

pada

pukul

13.00

sebesar

-8.939

mH2O.

Sedangkan untuk output simulasi kondisi tidak permanen jaringan pipa distribusi kondisi existing yang lain bisa dilihat pada table 4.8 Contoh : Time (hr)

Pressure (m H2O)

0.00 0.22 1.00 2.00 2.94 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 7.22 7.22 8.00 8.33 9.00 9.25 10.00 10.14 11.00 11.36 12.00 12.92 12.92 13.00 13.30 14.00

42.419 42.860 47.913 47.057 47.057 45.912 42.301 28.498 21.953 18.310 18.631 18.631 17.381 17.842 21.072 21.686 21.980 22.476 -0.817 -0.510 2.178 3.315 3.315 -8.939 -8.824 3.301

102 Time (hr)

Pressure (m H2O)

15.00 15.13 16.00 17.00 17.13 18.00 19.00 19.89 20.00 20.10 21.00 21.21 22.00 23.00 24.00

4.216 4.366 0.963 -2.889 -2.796 -8.516 -0.295 0.606 13.547 13.768 25.433 30.576 39.131 42.350 46.173

50.0

Pressure Junction: J-78 Pressure Varying Time

Jaringan Distribusi Kec Mojoroto Existing

45.0 40.0 35.0 30.0

) e r O25.0 u 2 s 20.0 s H e r m ( 15.0 P 10.0 5.0 0.0 -5.0 -10.0 0.0

5.0

10.0 15.0 Time (hr)

20.0

25.0

Gambar 4.9 Grafik Fluktuasi Tekanan Titik Simpul J-78 Kondisi Existing

102 Tabel 4.9 Contoh hasil simulasi pada jaringan existing pukul 08.00 Label

Elevation (m)

J-15 J-16 J-17 J-18 J-19 J-20 J-21 J-22 J-23 J-24

67.98 67.90 67.74 67.83 67.68 68.90 68.00 68.00 67.21 67.19

Pressure m H2O

46.710 46.162 49.553 48.295 49.465 49.565 49.537 48.666 46.674 46.637

Sumber: Hasil Simulasi

4.4.3.2 Evaluasi kondisi aliran pada pipa distribusi Kondisi aliran yang terjadi didasarkan pada kondisi pengaliran penuh, dengan kecepatan aliran rerata v (m/dt) pada suatu tampang ditentukan berdasarkan debit aliran Q (l/det) di setiap luas tampang A (m2). Pada simulasi kondisi tidak permanen terjadi corak permintaan yang berubah-ubah. Dengan luas penampang yang tetap sementara debit berubah setiap jamnya maka kecepatan aliran yang terjadi dalam setiap jamnya juga berubah. Persamaan yang digunakan dalam menentukan kehilangan energi hf di sini adalah persamaan Hazen Williams, kehilangan energi akan sangat dipengaruhi oleh panjang pipa L, debit yang mengalir Q, diameter pipa D, dan koefisien kekasaran relatif. Kehilangan energi yang terjadi akan proporsional dengan kecepatan aliran, semakin besar kecepatan aliran maka kehilangan energi akibat gesekan juga akan semakin besar.

4.4.3.3 Evaluasi Tandon Pada kondisi existing ini kta menggunakan 2 tandon yang terletak pada desa pojok 1000 m 3 dan unika 120 m 3 pada elevasi yang sama yaitu + 100 m. kedua tandon disuplai oleh 2 sumber air untuk pojok dan 1 sumber untuk unika, selain itu untuk dapat mencukupi kebutuhan air bersih pada kondisi existing dengan dibantu 2 sumber air yang langsung mensuplai air ke pipa distribusi, hal tersebut dapat dilihat dari Tank Grafik tandon. Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat pada gambar 4.10

102

105.0

Tank: T UNIKA Calculated Percent Full Varying Time


100.0 95.0

l 90.0 l u F 85.0 t n e 80.0 c r e ) 75.0 P % d ( 70.0 e t a 65.0 l u c 60.0 l a C 55.0 50.0 45.0 40.0 0.0

5.0

10.0 15.0 Time (hr)

20.0

25.0

Gambar 4.10 Grafik Prosentase Tandon Unika Kondisi Existing

4.4.3.4 Evaluasi Pompa dan Sumber Air Pompa yang digunakan oleh PDAM Kecamatan Mojoroto sesuai dengan kapasitas dari sumber air yang diangkut oleh pompa tersebut. Hal ini dapat kita lihat selama pompa beroperasi tidak ada pompa yang mengangkut air melebihi kapasitas sumber air dimana pompa tersebut berada. Dari grafik Reservoir dapat disimpulkan bahwa sumber air masih memungkinkan untuk dilakukan pengembangan, karena kondisi sekarang masih banyak sumber air yang digunakan secara maksimum. Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat grafik Demand Reservoir.

102

-10.0

Reservoir: R-105 Inflow Varying Time


-15.0 -20.0 -25.0

w ) o / s-30.0 l f l ( n I -35.0 -40.0 -45.0 -50.0 0.0

5.0

10.0 15.0 Time (hr)

20.0

25.0

Gambar 4.11 Grafik Demand Pump Pada Pompa R-105

4.4.3.5 Evaluasi hukum kontinuitas Model jaringan yang digunakan untuk evaluasi diambil jaringan model loop yang mewakili. Perhitungan dianggab benar apabila nilai eval uasi berada diantara 0 – 0,005 (Rossman, 2000). Apabila hasil yang didapat tidak memenuhi syarat maka perhitungan harus diulang. Contoh

Gambar 4.12 Potongan jaringan pipa loop

102 Hukum kontinuitas menyatakan debit yang masuk pada suatu titik pertemuan sama dengan debit yang keluar. Dimana berlaku rumus : Σ Q

= Q in – Q out - Qe

Dimana : Q in

= debit yang masuk ke titik simpul

Q out

= debit yang keluar dari titik simpul

Qe

= debit kebutuhan pada titik simpul

Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Tekanan Pada Titik Simpul Pada Kondisi Existing

No.Titik Debit Simpul lt/det Junc 30 0.1 Junc 31 0.4 Junc 32 0.3 Junc 33 0.5 Sumber : Hasil Analisa Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Tekanan Tinggi Tekan Pada Kondisi Existing

Pipa

Panjang Pipa m

Pipe 28 625 Pipe 29 1000 Pipe 30 275 Pipe 31 130 Pipe 32 637 Pipe 33 286 Pipe 36 195 Pipe 37 364 Pipe 41 195 Sumber : Hasil Analisa

Flow

Headloss

l/det

m

6.5 -1.1 7.0 5.2 18.0 16.5 12.6 10.3 5.4

4.257 0.265 2.146 1.550 3.992 1.582 0.790 0.829 0.924

Evaluasi total debit yang masuk ke dalam jaringan dan debit yang keluar jaringan adalah sebagai berikut : Q in

= debit yang masuk ke titik simpul = P28 + P32 = 6.5 + 18 = 24.5 lt/det

102 Q out

= debit yang keluar dari titik simpul = P36 + P31 + P41 = 12.6 + 5.2 + 5.4 = 23.3 lt/det

Qe

= Debit kebutuhan pada titik simpul = J-30 + J-31 + J-32 + J-33 = 0.1 + 0.4 + 0.3 + 0.5 = 1.3 lt/det

ΣQ

= Qin - Qout – Qe = 24.5 – 23.2 – 1.3 = 0 lt/det

4.4.3.6 Evaluasi Kehilangan Tinggi Jumlah aljabar dari analisa kehilangan tinggi energi dalam suatu jaringan loop harus sama dengan nol. Untuk analisa bisa dilihat gambar 4.12 Loop Searah jarum jam Pipa 33 dan Pipa 37 1.582 + 0.829 = 2.411 m Berlawanan arah jarum jam Pipa 29 dan Pipa 30 0.265 + 2.146 = 2.411 m Total kehilangan tinggi dalam jaringan loop tersebut adalah ΣHf

= 2.411 – 2.411 = 0 m

102 4.5.

Pengembangan Jaringan Pipa Distribusi Air Bersih

PDAM akan melakukan pengembangan jaringan pipa distribusi air bersih pada 4 desa yaitu Banjarmlati, Gayam, Mrican, Dermo. Pengembangan ini dilakukan dengan pemasangan pipa baru yaitu : Tabel 4.12 Pemasangan pipa rencana Kecamatan Mojoroto

No. Pipa 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

Panjang m 658 556 489 567 486 1,500 1,256 359 1,256 356 1,247 987 1,247 986

Diameter m 150 150 150 150 150 300 150 150 150 300 300 150 150 150

Titik simpul Dari Ke 21 113 113 114 114 115 115 116 116 113 22 117 117 118 118 119 119 120 120 117 120 121 121 122 122 123 123 120

Sumber : PDAM Kediri

4.6. Perhitungan Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Sampai Tahun 2015

Kebutuhan air bersih meliputi atas kebutuhan domenstik dan kebutuhan non domestik, kebutuhan non domestik sendiri terdiri atas berbagai kebutuhan. Untuk lebih jelasnya akan disajikan sebagai berikut: A. Kebutuhan Domestik meliputi: 1. Sambungan Rumah Tangga Berdasarkan data pemakaian air yang tercatat pada tahun 2015, unit kebutuhan air rerata untuk golongan rumah tangga direncanakan sebesar sebesar 130 l/orang/hari. 2. Kran Umum Pelayanan melalui kran umum sampai akhir tahun 2004 tidak ada, karena penggunaan tidak efektif. Pada tahun 2015 juga tidak dipasang kran umum karena pemakaianya tidak efektif.

102 B. Kebutuhan Non Domestik Kebutuhan non domestik digunakan untuk memenuhi kebutuhan air pada: 1. Fasilitas

sosial,

termasuk

didalamnya

tempat

ibadah,

lembaga

pemasyarakatan, rumah sakit dan lain sebagainya. 2. Pelanggan instansi dan perkantoran. 3. Pelanggan niaga dan industri. Besar

konsumsi non domestik sampai tahun 2015 ditetapkan

15 % dari

kebutuhan domestik C.

Kehilangan air Yaitu merupakan besar air yang hilang selama proses pendistribusiannya,

Untuk kehilangan air diasumsikan setiap tahun terjadi sebesar 19 % (PDAM Kota Kediri) D. Fluktuasi Kebutuhan air Besar pemakaian air pada suatu sistem jaringan distribusi tidak melulu pada tiap jamnya, terjadi fluktuasi yang sangat dipengaruhi oleh aktivitas masyarakat pengguna air, pada saat-saat tertentu terjadi peningkatan aktivitas yang memerlukan air lebih banyak dari kondisi normal atau juga sebaliknya. Kebutuhan air secara umum dibagi menjadi tiga yaitu: 1.

Kebutuhan air rerata Kebutuhan air rerata masyarakat dalam setiap jamnya

2.

Kebutuhan harian maksimum (Qmaks) Merupakan kebutuhan air yang harus disediakan pada hari-hari tertentu seperti hari-hari besar, hari libur dan lain-lain. Perhitungan kebutuhan air pada hari maksimum ini direncanakan berdasarkan pendekatan sebesar 1,15 dikalikan dengan total kebutuhan dan kehilangan.

3. Kebutuhan air pada jam puncak (Q peak ) Merupakan kebutuhan air pada jam-jam tertentu dalam satu hari yang kebutuhan airnya memuncak. Perhitungan kebutuhan air pada jam puncak ini

102 direncanakan berdasarkan pendekatan sebesar 1,56 dikalikan dengan total kebutuhan dan kehilangan. fluktuasi kebutuhan pemakaian air bersih harian hasil penelitian Ditjen selama 24 jam dapat dilihat pada grafik dibawah ini :

o t k a f d a o L

2 .0 1 .8 1 .6 1 .4 1 .2 1 .0 0 .8 0 .6 0 .4 0 .2 0 .0

jam puncak

rata-rata

jam minimum 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Ja m

Gambar 4.13 Fluktuasi pemakaian air harian

Contoh perhitungan kebutuhan air bersih : Desa Pojok ( tahun 2015 ). 1. Proyeksi jumlah penduduk pada tahun 2015 sebesar 11.669 jiwa 2. Luas Area = 3.212 ha 3. Jumlah sambungan rumah = 1975 4. Kebutuhan air domestik a.

Sambungan rumah tangga Tingkat pelayanan sambungan rumah pada tahun 2015 sebesar 92 % Jumlah sambungan Qsr = 92 x 10735 / 100 = 9876 Lt/hr Hidran Umum Qhu = 0

a.

Sambungan kran umum =0 Q domestic = 130 x 9876 /1000 = 1284 Lt/hr

102 5. Kebutuhan air non domestik = 1284 x 15 / 100 = 193 Lt/hr 6. Total kebutuhan air = Q domestik + Q non domestik = 1284 Lt/hr + 193 Lt/hr = 1477 Lt/hr 7. Kehilangan air ( Tingkat kehilangan air sebesar 19 % ) = 1477 x ( 19 /100 ) Lt/hr = 281 Lt/hr 8. Total Kebutuhan dan Kehilangan = Total kebutuhan air + Kehilangan air = 1477 Lt/hr + 281Lt/hr = 1758 Lt/hr = 20.34Lt/det 9. Kebutuhan harian maks = (1,15) x Kebutuhan dan Kehilangan = (1,15) x 20.34 L/det = 23.39 L/det 10. Kebutuhan jam puncak = (1,56) x Kebutuhan dan Kehilangan = (1.56) x 20.34 L/det = 31.73 L/det. Dengan cara yang sama untuk perhitungan pembebanan titik simpul untuk masing-masing titik simpul dengan cara yang sama disajikan pada tabel 4.13 dan untuk perhitungan kebutuhan air tahun 2004 dan 2015 disajiakan dalam tabel 4.14

102

DEBIT PEMBEBANAN TITIK SIMPUL 2015

TABEL 4.13

Gambar 4.14 Peta 2015

Tabel 4.14 kebutuhan tiap desa 2004-2015

102 4.7

Analisa

Simulasi

Kondisi

Tidak

Permanen

pada

Jaringan

Pipa

Pengembangan

Simulasi kondisi tidak mengevaluasi kondisi aliran, tekanan, dan kapasitas sistem sepanjang waktu akibat suatu corak perubahan kebutuhan air pada titik simpul. Kriteria dan asumsi yang dipakai dalam simulasi kondisi tidak permanen dengan paket program Watercad V 4.5 pada studi ini adalah sebagai berikut: a. Pada simulasi ini dipakai durasi perubahan kondisi permintaan selama 24 jam dengan interval waktu 1 jam. b. Simulasi kondisi tidak permanen didasarkan pada perhitungan fluktuasi beban titik simpul akibat corak perubahan permintaan dan operasi kontrol pompa berdasarkan penugasan waktu. c. Prosedur perhitungan simulasi ini mengacu pada langkah-langkah pengerjaan simulasi kondisi permanen. d. Simulasi ini akan dilakukan pada kondisi normal di mana variasi kebutuhan titik simpul hanya disebabkan oleh fluktuasi kebutuhan pelanggan tiap jam. e. Tandon merupakan reservoir yang berfungsi untuk mensuplai air ketika jam-jam puncak selama simulasi kondisi tidak permanen. f. Pompa digunakan untuk menyalurkan air dari reservoir ke tandon dan selanjutnya didistribusikan ke sistem jaringan air secara gravitasi. Selain itu di beberapa unit produksi, pompa digunakan untuk menyalurkan air langsung dari reservoir ke dalam sistem jaringan air bersih. g. Sistem jaringan distribusi di sini merupakan bentuk gabungan antara skema kisikisi (looped networks) dan skema percabangan (branched network).

4.7.1. Data masukan simulasi kondisi tidak permanen pada program

WaterCAD

4.5



102 b. [TANK] : tandon. data masukan berupa GENERAL : label dan elevasi (m), SECTION : tinggi air rerata

(m),

tinggi air minimal (m),

ketinggian air

maksimal (m), diameter (m). c. [RESERVOIRS] : sumber, data masukan berupa elevasi (m) d. [PIPE] : pipa, data masukan berupa label, panjang (m), diameter (mm), material dan koefisien kekasaran. e. [PUMP] : pompa, data masukan berupa label, elevasi (m), tipe pompa - yang mana telah tersedia 5 macam tipe pompa beserta data masukan opsional. Dapat pula diikuti dengan CONTROLS, yaitu pola pengoperasian pompa, baik durasi pengoperasiannya maupun setting yang lain.

4.7.2. Proses simulasi kondisi tidak permanen pengembangan

Langkah awal pada proses simulasi kondisi tidak permanen adalah memasukkan data parameter simulasi kondisi permanen pada network map dan mengedit pada browser map dan browser data. Setelah itu menggunakan parameter pattern berupa faktor pengali kebutuhan air bersih oleh Ditjen Cipta Karya Departemen PU. Hasil simulasi kondisi tidak permanen akan dipengaruhi corak kebutuhan air pada tahap waktu, data tandon dan

titik simpul serta link yang

menghubungkan masing-masing titik. Bila simulasi telah dijalankan dan berjalan sukses, program dapat menghasilkan tabel-tabel , grafik. Tabel dapat ditampilkan dalam setiap timestep, tiap titik simpul maupun tiap link Pada hasil simulasi, nilai debit negatif pada pipa menunjukkan arah aliran yang berlawanan arah. Pada tabel yang ditampilkan berdasarkan junctions akan ditampilkan besar demand, elevasi, dan tekanan pada tiap titik. Sedang bila link yang

ditampilkan akan tampak diameter, besar aliran, kecepatan dan

headloss pada tiap-tiap link di samping dapat ditampilkan dalam bentuk tabel hasil

keluaran simulasi juga dapat ditampilkan dalam bentuk grafik

102 4.7.3. Evaluasi Simulasi Kondisi Tidak Permanen pada Jaringan Pipa Pengembangan 2015

4.7.3.1 Evaluasi tekanan sisa pada titik simpul Tekanan sisa pada titik simpul merupakan selisih elevasi tinggi tekan pada titik simpul (HGL) dengan elevasi titik simpul tersebut. Dari hasil simulasi tekanan sisa pada titik simpul secara keseluruhan telah memenuhi criteria perencanaan. Untuk fluktuasi tekanan kita lihat pada pukul 04.00 turun sampai pukul 07.00 dan naik lagi pukul 08.00, perubahan ini disebabkan karena 2 pompa yang tidak menyuplai tendon mulai beroperasi pada pukul 04.00. sedangkan pada pukul 10.00 turun dari 18.81 mH2O menjadi -2.837 mH 2O dan pada siang hari mulai pukul 13.00 tekanan kembali meningkat.

memasuki pukul 14.00 – 18.00 tekanan kembali

menurun sampai 3.103 mH 2O. disebabkan matinya 2 pompa yang mulai bekerja pada pukul 14.00 sedangkan pada pukul 19.00 -21.00 tekanan mengalami peningkatan hingga tengah malam sebagai akibat berkurangnya penggunaan air. Tekanan sisa sebesar pada pipa distribusi terjadi pada pukul 24.00 di titik simpul 78 sebesar 46.125 dan tekanan sisa terkecil pada pipa distribusi terjadi pada pukul 13.00 di titik simpul 78 sebesar -11.34 mH 2O. untuk output simulasi kondisi tidak permanen jaringan pipa distribusi kondisi Pengembangan yang lain bisa dilihat pada table 4.15 Contoh : Time (hr)

0.00 0.20 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 6.79 7.00 8.00 8.73 9.00 9.80 10.00 10.42 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00

Pressure (m H2O)

42.393 48.010 47.327 46.217 44.734 40.058 24.914 17.996 18.456 14.032 13.183 13.235 17.713 18.149 18.815 19.063 -2.837 1.459 -11.340 3.103 3.077

102 Time (hr)

Pressure (m H2O)

15.61 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 20.43 21.00 21.18 22.00 23.00 24.00

3.311 0.287 -4.871 -9.475 -1.557 12.857 13.553 25.864 26.551 39.199 42.355 46.125

50.0


Jaringan Distribusi Kec Mojoroto Pengembangan

45.0 40.0 35.0 30.0

) 25.0 e r O u 220.0 s s H 15.0 e r m ( P 10.0 5.0 0.0 -5.0 -10.0 -15.0 0.0

5.0

10.0 15.0 Time (hr)

20.0

25.0

Gambar 4.15 Grafik Fluktuasi Tekanan Titik Simpul J-78 Kondisi Pengembangan Tabel 4.16 Contoh hasil simulasi pada jaringan Pengembangan pukul 08.00 Label

Elevation (m)

J-15 J-16 J-17 J-18 J-19 J-20 J-21 J-22 J-23 J-24

67.98 67.90 67.74 67.83 67.68 68.90 68.00 68.00 67.21 67.19


Pressure m H2O

32.488 32.511 32.793 32.639 32.705 31.688 30.677 30.496 31.197 31.159

102 4.7.3.2 Evaluasi kondisi aliran pada pipa distribusi Kondisi aliran yang terjadi didasarkan pada kondisi pengaliran penuh, dengan kecepatan aliran rerata v (m/dt) pada suatu tampang ditentukan berdasarkan debit aliran Q (l/dt) disetiap luas tampang A (m2). Pada simulasi kondisi tidak permanent terjadi corak permintaan yang berubah-ubah. Dengan luas penampang yang tetap sementara debit berubah setiap jamnya maka kecepatan aliran yang terjadi dalam setiap jamnya juga berubah. Persamaan yang digunakan dalam menentukan kehilangan energi hf di sini adalah persamaan Hazen Williams, kehilangan energi akan sangat dipengaruhi oleh panjang pipa L, debit yang mengalir Q, diameter pipa D, dan koefisien kekasaran relatif. Kehilangan energi yang terjadi akan proporsional dengan kecepatan aliran, semakin besar kecepatan aliran maka kehilangan energi akibat gesekan juga akan semakin besar. Secara umum kehilangan tinggi pada jaringan pipa setelah pengembangan telah memenuhi syarat yaitu 0 – 15 m.Km -1

4.7.3.3 Evaluasi Tandon Pada kondisi pengembangan ini kita menggunakan

tandon yang sama

dengan tandon yang digunakan pada kondisi existing dan juga dua sumber yang langsung mensuplai air ke pipa distribusi dengan pompa yang sama pada kondisi existing. Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat pada grafik prosentase pengisian tendon kondisi pengembangan.

102 Tank: T UNIKA Calculated Percent Full Varying Time 105.0


100.0 95.0 l l u F 90.0 t n e 85.0 c r e ) P %80.0 d ( e t a 75.0 l u c 70.0 l a C 65.0 60.0 55.0 0.0

5.0

10.0 15.0 Time (hr)

20.0

25.0

Gambar 4.16 Grafik Prosentase Pengisian Tandon Unika Kondisi Pengembangan

4.7.3.4 Evaluasi Pompa dan Sumber Air Pompa dan sumber air yang digunakan oleh PDAM Kecamatan Mojoroto pada saat pengembangan sama dengan pompa dan sumber air kondisi existing, sebagian besar kebutuhan air pelanggan dipenuhi dari pompa-pompa distribusi yang masuk dari sumur-sumur produksi kemudian langsung didistribusikan ke pelanggan dan sebagai pemasok air terutama pada saat pompa distribusi sedang tidak aktif misalnya pada malam dini hari. Dari grafik Reservoir dapat disimpulkan bahwa sumber air masih memungkinkan untuk dilakukan pengembangan, karena pada kondisi sekarang masih banyak sumber air yang digunakan secara maksimum. Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat grafik Demand PUMP.

102 Pump: PMP TAMANAN Discharge Varying Time

25.0


20.0

e 15.0 g r ) a s h / c l ( s i D 10.0

5.0

0.0 0.0

5.0

10.0 15.0 Time (hr)

20.0

25.0

Gambar 4.17 Grafik Demand PMP Tamanan 4.8.

Perbaikan Jaringan Pipa Distribusi Kondisi Pengembangan

Perencanaan jaringan direncanakan memakai jaringan yang ada dan sambungan baru yang telah direncanakan sebelumnya. Karena kondisi hidraulika pada sistem jaringan pipa distribusi existing tidak memenuhi kriteria maka dilakukan pemasangan pipa baru secara pararel. Penambahan tersebut akan menambah tekanan sisa pada titik simpul yang menghubungkan pipa-pipa tersebut. Penambahan-penambahan pipa tersebut dapat dilihat pada tabel 4.18 Untuk memenuhi kriteria perencanaan pipa distribusi selain penambahan pipa baru juga dilakukan penggantian diameter pipa dengan dimeter yang lebih besar terutama pada pipa yang memiliki kehilangan tinggi tekan yang besar. Penggantian diameter bisa dilihat pada tabel 4.17 Adapun sebagai kriteria perencanaan tekanan sisa pada titik simpul berkisar 10 – 50 m H2O. Sedangkan kehilangan tinggi tekan maksimal yang diijinkan sebesar 15 m.km -1.

102 Tabel 4.17 Penggantian diameter pipa rencana Kecamatan Mojoroto

No. Pipa 23 32 33 37 36 35 34 50 49 22 19 15 12 11 10 8 4 3 47

Diameter lama mm 200 150 150 150 150 150 150 150 100 200 150 100 100 150 150 150 150 150 150

Diameter baru mm 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300

Tabel 4.18 Pemasangan pipa tambahan pada Kecamatan Mojoroto

No.Pipa

Panjang (m)

Diameter (mm)

Titik Simpul Dari

Ke

152

256

150

44

76

153

910

200

66

49

154

156

100

48

45

102 4.9.

Analisa Simulasi Kondisi Tidak Permanen pada Jaringan Pipa Perbaiakan Pengembangan

Simulasi kondisi tidak mengevaluasi kondisi aliran, tekanan, dan kapasitas sistem sepanjang waktu akibat suatu corak perubahan kebutuhan air pada titik simpul. Kriteria dan asumsi yang dipakai dalam simulasi kondisi tidak permanen dengan paket program Watercad V 4.5 pada studi ini adalah sebagai berikut: a. Pada simulasi ini dipakai durasi perubahan kondisi permintaan selama 24 jam dengan interval waktu 1 jam. b. Simulasi kondisi tidak permanen didasarkan pada perhitungan fluktuasi beban titik simpul akibat corak perubahan permintaan dan operasi kontrol pompa berdasarkan penugasan waktu. c. Prosedur perhitungan simulasi ini mengacu pada langkah-langkah pengerjaan simulasi kondisi permanen. d. Simulasi ini akan dilakukan pada kondisi normal di mana variasi kebutuhan titik simpul hanya disebabkan oleh fluktuasi kebutuhan pelanggan tiap jam. e. Tandon merupakan reservoir yang berfungsi untuk mensuplai air ketika jam-jam puncak selama simulasi kondisi tidak permanen. f. Pompa digunakan untuk menyalurkan air dari reservoir ke tandon dan selanjutnya didistribusikan ke sistem jaringan air secara gravitasi. Selain itu di beberapa unit produksi, pompa digunakan untuk menyalurkan air langsung dari reservoir ke dalam sistem jaringan air bersih. g. Sistem jaringan distribusi di sini merupakan bentuk gabungan antara skema kisikisi (looped networks) dan skema percabangan (branched network).

4.9.1. Data masukan simulasi kondisi tidak permanen pada program

WaterCAD

4.5



102 4.9.3. Evaluasi Simulasi Kondisi Tidak Permanen Pada Jaringan Pipa Rencana

4.9.3.1 Evaluasi tekanan sisa pada titik simpul Tekanan sisa pada titik simpul merupakan selisih elevasi tinggi tekan pada titik simpul (HGL) dengan elevasi titik simpul tersebut. Dari hasil simulasi tekanan sisa pada titik simpul secara keseluruhan telah memenuhi criteria perencanaan. Untuk fluktuasi tekanan kita lihat pada pukul 01.00 turun sampai pukul 08.00 dan naik lagi pukul 09.00, perubahan ini disebabkan karena 2 pompa yang tidak menyuplai tendon. sedangkan pada pukul 10.00 turun dari 26.855 mH 2O menjadi 20.271 mH2O dan pada siang hari mulai pukul 13.00 tekanan kembali meningkat. memasuki pukul 15.00 – 18.00 tekanan kembali menurun sampai 16.917 mH 2O. disebabkan matinya 2 pompa sedangkan pada pukul 19.00 -23.00 tekanan mengalami peningkatan hingga tengah malam

sebagai akibat berkurangnya penggunaan air.

Tekanan sisa terbesar pada pipa distribusi terjadi pada pukul 1.00 di titik simpul 78 sebesar 47.862 dan tekanan sisa terkecil pada pipa distribusi terjadi pada pukul 13.00 di titik simpul 78 sebesar 16.361 mH 2O. untuk output simulasi kondisi tidak permanen jaringan pipa distribusi kondisi perbaikan Pengembangan yang lain bisa dilihat pada table 4.19

Contoh : Time (hr)

Pressure (m H2O)

0.00 0.20 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 6.61 6.61 7.00 8.00 8.99 9.00 9.02 10.00 11.00 12.00 12.88 13.00 14.00

41.270 41.814 47.862 47.008 45.871 42.312 31.223 27.430 27.860 27.860 25.059 24.782 24.935 27.677 27.691 26.855 20.371 22.295 22.568 16.361 22.627

102 Time (hr)

Pressure (m H2O)

15.00 15.48 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 20.50 21.00 21.16 22.00 23.00 24.00

22.900 23.080 21.103 19.012 16.917 20.348 26.672 27.498 31.849 36.749 42.433 44.595 47.199

50.0



45.0 40.0

) e r O 35.0 u 2 s s H e r m 30.0 ( P 25.0 20.0 15.0 0.0

5.0

10.0 15.0 Time (hr)

20.0

25.0

Gambar 4.18 Grafik Fluktuasi Tekanan Titik Simpul J-78 Kondisi Perbaikan Tabel 4.20 Contoh hasil simulasi pada jaringan Perbaikan pukul 08.00 Pressure

Label

Elevation (m)

J-15

67.98

36.641

J-16

67.90

32.663

J-17

67.74

32.946

J-18

67.83

32.792

J-19

67.68

32.858

J-20

68.90

31.843

J-21

68.00

30.871

J-22

68.00

30.694

J-23

67.21

31.400

J-24

67.19

31.363


m H2O

102 4.9.3.2 Evaluasi kondisi aliran pada pipa distribusi Kondisi aliran yang terjadi didasarkan pada kondisi pengaliran penuh, dengan kecepatan aliran rerata v (m/dt) pada suatu tampang ditentukan berdasarkan debit aliran Q (l/dt) disetiap luas tampang A (m2). Pada simulasi kondisi tidak permanent terjadi corak permintaan yang berubah-ubah. Dengan luas penampang yang tetap sementara debit berubah setiap jamnya maka kecepatan aliran yang terjadi dalam setiap jamnya juga berubah. Persamaan yang digunakan dalam menentukan kehilangan energi hf di sini adalah persamaan Hazen Williams, kehilangan energi akan sangat dipengaruhi oleh panjang pipa L, debit yang mengalir Q, diameter pipa D, dan koefisien kekasaran relatif. Kehilangan energi yang terjadi akan proporsional dengan kecepatan aliran, semakin besar kecepatan aliran maka kehilangan energi akibat gesekan juga akan semakin besar. Secara umum kehilangan tinggi pada jaringa pipa setelah pengembangan telah memenuhi syarat yaitu 0 – 15 m.Km -1

4.9.3.3 Evaluasi Tandon Pada kondisi pengembangan perbaikan ini kita menggunakan tandon yang sama dengan tandon yang digunakan pada kondisi existing dan juga dua sumber yang langsung mensuplai air ke pipa distribusi dengan pompa yang sama pada kondisi existing. Hal tersebut dapat kita lihat dari grafik Demand Tandon (Kurva tank kondisi perbaikan)

102 Tank: T UNIKA Calculated Percent Full Varying Time

l l u 90.0 F 85.0 t n e 80.0 c r e ) 75.0 P % d ( 70.0 e t a 65.0 l u c 60.0 l a C 55.0 50.0 45.0 40.0 Time (hr)

102

25.0

Pump: PMP TAMANAN Discharge Varying Time


20.0

e 15.0 g r ) a s h / c l ( s i D 10.0

5.0

0.0 0.0

5.0

10.0 15.0 Time (hr)

20.0

25.0

Gambar 4.20 Grafik Demand PMP Tamanan Kondisi Perbaikan

4.9.3.5 Evaluasi hukum kontinuitas Model jaringan yang digunakan untuk evaluasi diambil jaringan model loop yang mewakili. Perhitungan dianggab benar apabila nilai eval uasi berada diantara 0 – 0,005 (Rossman, 2000). Apabila hasil yang didapat tidak memenuhi syarat maka perhitungan harus diulang. Contoh

Gambar 4.21 Potongan jaringan pipa loop

102 Hukum kontinuitas menyatakan debit yang masuk pada suatu titik pertemuan sama dengan debit yang keluar. Dimana berlaku rumus : Σ Q

= Q in – Q out - Qe

Dimana : Q in

= debit yang masuk ke titik simpul

Q out

= debit yang keluar dari titik simpul

Qe

= debit kebutuhan pada titik simpul

Tabel 4.21 Hasil Perhitungan Tekanan Pada Titik Simpul Pada Kondisi Pengembangan

No.Titik Simpul Junc 30 Junc 31 Junc 32 Junc 33 Sumber : Hasil Analisa Tabel

4.22

Hasil

Perhitungan

Debit lt/det 0.5 1.1 0.8 1.5

Tekanan

Tinggi

Tekan

Pada

Pengembangan

Pipa

Panjang Pipa m

Pipe 28 625 Pipe 29 1000 Pipe 30 275 Pipe 31 130 Pipe 32 637 Pipe 33 286 Pipe 36 195 Pipe 37 364 Pipe 41 195 Sumber : Hasil Analisa

Flow

Headloss

l/det

m

0.4 0.2 4.3e-2 2.0 6.1 5.5 0.3 2.6 0.3

0.026 0.009 0.00 0.387 0.017 0.007 0.02 0.002 0.163

Kondisi

102 Evaluasi total debit yang masuk ke dalam jaringan dan debit yang keluar jaringan adalah sebagai berikut : Q in

= Debit yang masuk ke titik simpul = P28 + P32 = 0.4 + 6.1 = 6.5 lt/det

Q out

= Debit yang keluar dari titik simpul = P36 + P31 + P41 = 0.3 + 2.0 + 0.3 = 2.6 lt/det

Qe

= Debit kebutuhan pada titik simpul = J-30 + J-31 + J-32 + J-33 = 0.50 + 1.10 + 0.80 + 1.50 = 3.9 lt/det

ΣQ

= Qin - Qout – Qe = 6.5 – 2.6 – 3.9 = 0 lt/det

4.9.3.6 Evaluasi Kehilangan Tinggi Jumlah aljabar dari analisa kehilangan tinggi energi dalam suatu jaringan loop harus sama dengan nol. Untuk analisa bisa dilihat gambar 4.21 Loop Searah jarum jam Pipa 33 dan Pipa 37 0.007 + 0.002 = 0.009 m Berlawanan arah jarum jam Pipa 29 dan Pipa 30 0.009 + 0.0 = 0.009 m Total kehilangan tinggi dalam jaringan loop tersebut adalah ΣHf

= 0.009 – 0.009 = 0 m

102 BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan

Berdasarkan atas rumusan masalah dan hasil perhitungan yang telah dilakukan maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1.

Jumlah penduduk yang dilayani oleh jaringan distribusi air bersih kota kediri tahun 2004 untuk Kecamatan Mojoroto sebesar 32651 jiwa. Sementara jumlah penduduk yang akan dilayani sampai tahun 2015 sebesar 98954 jiwa. Dengan penambahan penduduk yang dilayani sebesar 66303 jiwa.

2. Pada kondisi pelayanan existing tidak terjadi masalah, dimana air mencukupi dengan pressure dan headloss sesuai dengan kriteria dan pada tahun 2015 juga tidak terjadi masalah setelah diadakan penambahan pipa pada jaringan distribusi air bersih atau pergantian diameter pipa. 3. Penambahan jaringan pipa yang harus dilakukan PDAM untuk Kecamatan Mojoroto agar dapat memenuhi kriteria perencanaan pada tahun 2015 antara lain: -

Pipa 152 yang menghubungkan node 76 dan 44 sejauh 256 meter dengan diameter 150 mm

-


-


102 Pengembangan daerah pelayanan juga diperlukan pergantian pipa pada daerah tertentu, yaitu sebagai berikut :

No. Pipa 23 32 33 37 36 35 34 50 49 22 19 15 12 11 10 8 4 3 47

Diameter lama mm 200 150 150 150 150 150 150 150 100 200 150 100 100 150 150 150 150 150 150

Diameter baru mm 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300

4. Untuk proses penerapan simulasi kondisi tidak permanen dengan paket program Watercad 4.5 didapatkan tekanan sisa minimum 10.532 mH2O pada titik simpul

2 dan maksimum sebesar 59.620 Mh2O pada titik simpul 109 Secara umum seluruh komponen sistem jaringan distribusi yang direncanakan mampu untuk beroperasi secara optimum dan telah memenuhi kriteria perencanaan.

102 5.2 Saran

Kualitas dari suatu perencanaan ditentukan oleh akurasi data-data pendukung yang diperlukan. Guna mendapatkan hasil yang lebih baik, maka harus dilakukan pencatatan dan pendataan oleh PDAM Kota Kediri tentang penyambungan SR dan titik pengambilannya, juga intensitas dan fluktuasi pemakai air harian setiap jam oleh pelanggan secara berkala yang selanjutnya dipakai untuk perencanaan dan pola operasi. Dalam perencanaan suatu sistem jaringan distribusi air bersih sepatutnya mempertimbangkan adanya suatu penerapan model simulasi kondisi tidak permanen, agar didapatkan hasil yang optimal dan efisien.

159075760 Studi Perencanaan Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih PDAM Di Kecamatan Mojoroto Kota Kediri Dengan Menggunakan Program WaterCAD 4 5

Recommend Documents