Laporan Nota Desain REVISI

SID Intake Dan Saluran Transmisi Sei Deli Kota

T.A. 2011

KATA PENGANTAR

Sehubungan dengan pelaksanaan pekerjaan SID. Intake dan Saluran Transmisi Sei Deli Kota Medan yang pelaksanaannya dipercayakan kepada PT. Global Parasindo Jaya, yang berkedudukan di Jalan Teuku Umar Lr. Sentosa No. 3B Banda Aceh Telp./Fax. +62 651 47615, dengan Surat Perjanjian Kerja / Kontrak Nomor : HK.02.03/PK.PP/Satker BWS.SII/08/2011, tanggal 20 Juni 2011, maka bersama ini kami sampaikan:

LAPORAN NOTA DESIGN Penyusunan laporan ini sesuai dengan persyaratan administrasi yang ditetapkan, Laporan Nota Design ini berisikan pendahuluan yang menjelaskan mengenai latar belakang, maksud dan tujuan, ruang lingkup kegiatan dan lokasi pekerjaan. Disamping itu pula dijabarkan mengenai gambaran umum wilayah studi, metodologi perencanaan, perencanaan bangunan intake dan saluran transmisi serta kesimpulan. Dengan disampaikannya Laporan ini diharapkan nantinya dapat dihasilkan produk rencana Detail Desain untuk penyediaan Air Baku yang dapat memenuhi kebutuhan pengguna jasa dalam hal ini Kegiatan Perencanaan dan Program. Demikian laporan ini disampaikan, atas kerja sama dan kepercayaanya kami ucapkan terima kasih.

Medan, Nopember 2011 PT. Global Parasindo Jaya

Ir. H. Hendarmin Lubis Ketua Tim

LAPORAN NOTA DESIGN

| KATA PENGANTAR

i


T.A. 2011

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .............................................................................................................. i D A F T A R I S I .................................................................................................................. ii DAFTAR TABEL .................................................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................... v BAB 1

BAB 2

BAB 3

PENDAHULUAN .................................................................................................. 1-1 1.1

Latar Belakang ............................................................................................ 1-1

1.2

Maksud dan Tujuan ..................................................................................... 1-1

1.3

Ruang Lingkup Kegiatan.............................................................................. 1-1

1.4

Lokasi Pekerjaan ......................................................................................... 1-4

GAMBARAN UMUM WILAYAH STUDI .............................................................. 2-1 2.1

Umum .......................................................................................................... 2-1

2.2

Kondisi Wilayah Studi (Kec. Medan Deli Kawasan Medan Utara) ................ 2-1

2.3

Iklim dan Hidrologi ....................................................................................... 2-5

2.4

Survey Lapangan Pendahuluan ................................................................... 2-5

METODOLOGI PERENCANAAN ....................................................................... 3-1 3.1

Proyeksi Penduduk ...................................................................................... 3-1

3.2

Analisa Kebutuhan Air Bersih ...................................................................... 3-3

3.3

Bangunan Intake.......................................................................................... 3-3

3.4

Profil muka air .............................................................................................. 3-5 3.4.1 Bekerja Dengan Program Hec-Ras .................................................. 3-5 3.4.2 Membuat Model Hidrolika Sistem Sungai ......................................... 3-5

3.5

Analisa Hidrolika Dalam Sistem Saluran Transmisi.................................... 3-10 3.5.1 Hukum Bernoulli ............................................................................. 3-10 3.5.2 Hukum Kontinuitas ......................................................................... 3-11 3.5.3 Penggunaan Garis Gradien Hidrolika ............................................. 3-12 3.5.4 Kehilangan Tinggi Tekan (head loss) ............................................. 3-13 3.5.4.1 Kehilangan Tinggi Tekan Mayor (Major Losses) ............... 3-13

LAPORAN NOTA DESIGN

|DAFTAR ISI

ii


T.A. 2011

3.5.4.2 Kehilangan Tinggi Tekan Minor (Minor Losses) ................ 3-15 3.5.5 Sistem Perpipaan ........................................................................... 3-17

BAB 4

BAB 5

3.6

Analisis Sistem Saluran Transmisi Dengan Software Komputer ................ 3-17

3.7

Pipa ........................................................................................................... 3-21 3.7.1 Jenis Pipa ...................................................................................... 3-21 3.7.2 Sarana Penunjang ......................................................................... 3-23

3.8

Pompa ....................................................................................................... 3-24

3.9

Ground sill ................................................................................................. 3-25 3.9.1 Tipe dan Bentuk Ground Sill........................................................... 3-25 3.9.2 Tinggi Ground Sill ........................................................................... 3-25

PERENCANAAN BANGUNAN INTAKE DAN SALURAN TRANSMISI ............. 4-1 4.1

Lebar bukaan............................................................................................... 4-1

4.2

Dimensi Pipa ............................................................................................... 4-2

4.3

Perencanaan Kehilangan Tinggi Tekanan (Head Losses) ........................... 4-3 4.3.1 Akibat Adanya Mayor Losses ........................................................... 4-3 4.3.2 Akibat Adanya Minor Losses ............................................................ 4-3 4.3.3 Head Total Pompa ........................................................................... 4-3

4.4

Analisis Stabilitas ......................................................................................... 4-5 4.4.1 Kebutuhan Stabilitas ........................................................................ 4-9

4.5

Analisa Profil Muka Air ............................................................................... 4-11

4.6

Desain ground sill ...................................................................................... 4-11

KESIMPULAN...................................................................................................... 5-1

LAMPIRAN

LAPORAN NOTA DESIGN

|DAFTAR ISI

iii


T.A. 2011

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Luas Wilayah, Jumlah Penduduk, Kepadatan penduduk Kota Medan .............. 2-3 Tabel 2.2. Persentase Keluarga yang Memiliki Akses Air Bersih Menurut Kecamatan. ..... 2-4 Tabel 3.1. Proyeksi penduduk kota Medan tahun 2010 sampai dengan 2025 ................... 3-2 Tabel 3.2. Kebutuhan air minum Wilayah Medan Utara ..................................................... 3-3 Tabel 3.3. Kekentalan Kinematik Air ................................................................................ 3-13 Tabel 3.4. Koefisien Kekasaran Pipa Menurut Hazen-Williams ....................................... 3-14 Tabel 3.5. Koefisien Kekasaran Pipa Menurut Jenis Perubahan Bentuk Pipa ................. 3-15 Tabel 3.6. Harga koefisien tahanan pipa pada berbagai macam fitting ............................ 3-16 Tabel 3.7. Spesifikasi pipa HDPE .................................................................................... 3-22 Tabel 4.1. Menentukan nilai koefisien gesekan ................................................................. 4-2 Tabel 4.2. Harga-harga ................................................................................................... 4-7 Tabel 4.3. Harga-harga Perkiraan untuk Koefisien Gesekan ............................................. 4-9

LAPORAN NOTA DESIGN

| DAFTAR TABEL

iv


T.A. 2011

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Peta Lokasi Rencana Intake dan Rencana Saluran Transmisi ..................... 1-5 Gambar 3.1. Sketsa alur desain........................................................................................ 3-1 Gambar 3.2. Diagram energy pada dua tempat .............................................................. 3-10 Gambar 3.3. Aliran Dalam Pipa ...................................................................................... 3-11 Gambar 3.4. Kondisi Aliran pada Tekanan Rendah ........................................................ 3-12 Gambar 3.5. Kondisi Aliran pada Tekanan Tinggi ........................................................... 3-12 Gambar 3.6. Pengaruh Bentuk Belokan Pipa Pada Aliran .............................................. 3-16 Gambar 3.7. Pipa Dalam Hubungan Seri ........................................................................ 3-17 Gambar 3.8. Contoh Bangunan Ambang dan Arah Limpasan Air ................................... 3-25 Gambar 4.1. Gaya Angkat pada Pondasi Tanah Dasar .................................................... 4-8

LAPORAN NOTA DESIGN

| DAFTAR GAMBAR

v


T.A. 2011

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG

Penyediaan air bersih untuk memenuhi kebutuhan masyarakat di Kota Medan selama ini dilayani oleh PAM TIRTANADI, yang sumber airnya diambil dari air tanah dan air permukaan. Sebahagian daerah di beberapa kecamatan tidak dapat terlayani sepenuhnya akan kebutuhan air minum terutama untuk daerah Medan Utara (Medan Deli, jumlah keluarga 37.283, yang menikmati air ledeng 47%, Medan Labuhan, jumlah keluarga 23.747 , yang menikmati air ledeng 97%, Medan Marelan, jumlah keluarga 27.392 , yang menikmati air ledeng 85% dan Medan Belawan, jumlah keluarga 23.595 , yang menikmati air ledeng 67%). Untuk menambah kebutuhan layanan akan air bersih PAM TIRTANADI akan menambah kapasitas produksi sebesar 200 ltr/det yang bersumber dari Sungai Deli, yang rencana pelanggannya diperuntukkan untuk memenuhi kebutuhan air baku di kawasan Medan Utara. Untuk memenuhi kebutuhan air baku di kawasan Medan Utara tersebut, Balai Wilayah Sungai Sumatera II, melaksanakan pekerjaan SID Intake dan Saluran Transmisi Sei Deli Kota Medan (kapasitas 200 ltr/det) tahun anggaran 2011, yang terdiri dari pekerjaan persiapan, pekerjaan hidrologi, pekerjaan survey topografi, pekerjaan survey geologi dan mekanika tanah, pekerjaan perencanaan, rencana anggaran biaya dan pembuatan laporan dan diskusi.

1.2

MAKSUD DAN TUJUAN

Maksud : Melaksanakan pekerjaan Survey Investigasi dan Desain Intake dan Saluran Transmisi Sei Deli 200 ltr/det. Tujuan : Tersedianya suatu Perencanaan (Detail Desain) bangunan pengambilan serta saluran transmisi untuk pemenuhan kebutuhan air baku dan hasil SID ini nantinya dapat dipedomani dalam tahap pelaksanaan konstruksi. Sasaran :  Terpenuhinya layanan akan kebutuhan air baku, khususnya Kecamatan Medan Deli Kawasan Medan Utara.  Menambah kapasitas produksi PAM TIRTANADI sebesar 200 ltr/det.

1.3

RUANG LINGKUP KEGIATAN

a. Lingkup Kegiatan meliputi 1. Kegiatan A

:

Pekerjaan Persiapan

LAPORAN NOTA DESIGN

| PENDAHULUAN

1-1


2. 3. 4. 5. 6. 7.

Kegiatan B Kegiatan C Kegiatan D Kegiatan E Kegiatan F Kegiatan G

: : : : : :

T.A. 2011

Pekerjaan Hidrologi Pekerjaan Survey Topografi Pekerjaan Survey Geologi Pekerjaan Perencanaan Rencana Anggaran Biaya Pembuatan Laporan dan Diskusi

1. Kegiatan A : Pekerjaan Persiapan Kegiatan Persiapan meliputi :    

Persiapan Administrasi Mobilisasi Personil, alat dan jadwal kegiatan Pengumpulan data sekunder (peta, data-data, laporan-laporan terdahulu, dll) Penyusunan Rencana Mutu Kontrak (RMK) dan Laporan Pendahuluan. -

2. Kegiatan B : Pekerjaan Hidrologi. Kegiatan hidrologi meliputi :    

Pengumpulan data-data hidrologi Menghitung ketersediaan air dan water balance Melakukan pengukuran debit sesaat (debit actual) Sungai Deli Pemeriksaan kualitas air

3. Kegiatan C : Pekerjaan Survey Topografi, Geologi Pekerjaan Survey topografi meliputi : Melakukan pengukuran topografi pada daerah site bangunan intake dan saluran transmisi memanjang dan melintang dari intake ke WTP, sepanjang ± 1000 meter. Pekerjaan geologi meliputi : a. Pekerjaan Sondir Penyelidikan sondir dilakukan pada 10 titik. Pengeboran ini dilakukan sampai kedalaman 10 – 12 m/titik pengeboran, atau sampai tanah keras setiap titik pengeboran. Setiap titik pengeboran diikatkan dengan titik tetap (BM), sehingga kedalaman pengeboran dinyatakan dengan elevasi. Hasil sondir tersebut menghasilkan gambar berupa data dan grafik sondir. Penetuan titik lokasi pengeboran dan format-format isian dikonsultasikan kepada Direksi. b. Pekerjaan Bor Tangan Bor tangan dilakukan sebanyak 10 titik dengan kedalaman 6 - 8 meter/titik pengeboran, dilakukan tersebar dibeberapa lokasi. c. Analisa Laboratorium Contoh tanah yang terambil, baik tanah asli maupun contoh tanah terganggu akan dilakukan beberapa macam percobaan dilaboratorium, sehingga data parameter dan sifat-sifat tanahnya dapat diketahui jenis dan macam percobaan yang dilakukan berupa :

LAPORAN NOTA DESIGN

| PENDAHULUAN

1-2


     

T.A. 2011

Soil Propertis Unit weight Specific gravity Moisture content Grain size analysis Atterberg limit

Kegiatan mekanika tanah mengikuti standard yang berlaku (AASHTO dan ASTM) 4. Kegiatan D : Pekerjaan Perencanaan Kegiatan detail desain meliputi :  Desain Bangunan Intake  Desain Saluran Transmisi (dimensi pipa beserta accesorinya). Hasil perencanaan dituangkan dalam laporan perencanaan dan gambar dalam ukuran A3 dan A1 skala sesuai dengan aturan yang berlaku dan diasistensikan kepada direksi. 5. Kegiatan E : Rencana Anggaran Biaya Dalam perhitungan RAB dan Analisis Biaya juga menampilkan    

Calculation Sheet Metode Pelaksanaan pekerjaan konstruksi Spesifikasi Teknis Prioritas pelaksanaan pekerjaan

6. Kegiatan F : Pembuatan Laporan dan Diskusi Konsultan wajib menyerahkan laporan hasil pekerjaan yang telah didiskusikan kepada pihak direksi. Konsultan mengadakan diskusi dengan direksi, dan melaksanakan ekspos dihadapan direksi dan tim teknis. Konsultan bersedia hadir jika dipanggil/diundang oleh pihak pengguna. Konsultan bertanggung jawab penuh atas mutu data/perencanaan yang dihasilkan. Apabila data ternyata tidak sah, tidak realistis dan atau kurang memadai, kurang memuaskan menurut direksi maka konsultan wajib memperbaikinya. Penggambaran dan penyajiannya. Gambar-gambar hasil pengukuran dan perencanaan dibuat dengan format Digitalisasi AutoCAD, diformat pada kertas A1 kemudian diplot/dicetak pada kertas kalkir ukuran A1 dan kertas A3. Untuk print out pada kertas A1 merupakan format standard sesuai dengan skala dan print out pada kertas A3 merupakan hasil penyesuaian dari format A1. Skala penggambaran potongan memanjang H = 1 : 2000, V = 1 : 100 dan potongan melintang 1 : 200. Untuk penggambaran bangunan dipakai skala sebagai berikut :  Denah 1 : 500,  Potongan-potongan 1 : 50,  Detail 1 : 10 atau 1 : 20

LAPORAN NOTA DESIGN

| PENDAHULUAN

1-3


T.A. 2011

Ukuran-ukuran garis, legenda, penulisan angka ukuran, penomoran, arsiran dan keterangan-keterangan lainnya yang digunakan pada penggambaran mengacu pada ketentuan yang berlaku (standar Perencana Irigasi/Bangunan Air yang dikeluarkan oleh Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum) dengan tidak mengabaikan faktor artistiknya. 7. Laporan yang harus diserahkan adalah :  Laporan RMK  Laporan Pendahuluan  Laporan Bulanan  Laporan Penunjang o Laporan Survey Topografi o Laporan Hidrologi dan Hidrometri o Laporan Geologi dan Mekanika Tanah  Laporan Nota Perencanaan  Laporan Antara  Laporan RAB  Laporan OP  Laporan Akhir  Gambar-gambar Laporan ini diserahkan dalam bentuk hardcopy maupun softcopy (flashdisk).

1.4

LOKASI PEKERJAAN

Lokasi pekerjaan SID Intake dan Saluran Transmisi Sei Deli Kota Medan berada di Kota Medan Kecamatan Medan Deli, secara geografis terletak di 3º 41΄ 22,11˝ LU dan 98º 40΄ 7,25˝ BT.

LAPORAN NOTA DESIGN

| PENDAHULUAN

1-4


T.A. 2011

LOKASI INTAKE

LOKASI WTP

Gambar 1.1. Peta Lokasi Rencana Intake dan Rencana Saluran Transmisi

LAPORAN NOTA DESIGN

| PENDAHULUAN

1-5


T.A. 2011

BAB 2 GAMBARAN UMUM WILAYAH STUDI

2.1

UMUM

Daerah aliran Sungai Deli yang mencakup hampir seluruh Kotamadya Medan terutama daerah yang terbangun (built up area), membentang mulai dari pantai selat Malaka sampai dengan dataran tinggi Bukit Barisan. Panjang aliran daerah aliran Sungai Deli sekitar 82 km, dan pada bagian yang terlebar adalah kira-kira 42 km, sedangkan bagian tersempit 40 km. Luas total Sungai Deli adalah 37.500 ha, dan sepanjang 25 km dari pantai adalah merupakan dataran rendah, selanjutnya menjadi daerah yang berbukit-bukit sepanjang 57 km dan akhirnya menjadi terjal disertai dengan adanya jurang dan tebing secara bergantiganti. Luas daerah aliran Sungai Deli sebesar 354,18 km2. Berbatasan dengan daerah aliran Sungai Deli ini adalah daerah aliran sungai Belawan di sebelah Barat dan daerah aliran sungai Percut di sebelah Timur.

2.2

KONDISI WILAYAH STUDI (KEC. MEDAN DELI KAWASAN MEDAN UTARA)

Secara geografis Kota Medan terletak pada 30 27’ – 30 47’ Lintang Utara dan 980 35’ – 980 44’ Bujur Timur. Kota Medan terletak di Pantai Timur Sumatera Utara dengan topografi cenderung miring ke Utara dan berada pada ketinggian 2,5 – 37,5 meter di atas permukaan laut. Pada umumnya tahun-tahun genap di Kota Medan lebih banyak curah hujan dibanding dengan tahun-tahun ganjil. Hal inilah yang menyebabkan pada tahun-tahun genap sering terjadi banjir sedangkan pada tahun-tahun ganjil air dari sumur penduduk banyak yang kering. Kota Medan memiliki luas 26.510 hektar (265,10 km2) atau 3,6% dari keseluruhan luas wilayah Propinsi Sumatera Utara. Dengan demikian, dibandingkan dengan Kota/Kabupaten lainnya, Kota Medan memiliki luas wilayah yang relatif kecil. Kota ini merupakan Pusat Pemerintahan Daerah Tingkat I Sumatera Utara yang berbatasan langsung dengan Kabupaten Deli Serdang di sebelah Utara, Selatan, Barat dan Timur. Sebagian besar wilayah Kota Medan merupakan dataran rendah yang merupakan tempat pertemuan dua sungai penting yaitu sungai Babura dan Sungai Deli. Wilayah Kota Medan hampir secara keseluruhan berbatasan dengan Kabupaten Deli Serdang yaitu di sebelah Barat, Timur dan Selatan. Sepanjang wilayah utaranya langsung berhadapan dengan Selat Malaka, yang diketahui merupakan salah satu lintas laut paling sibuk (padat) di dunia. Sebagian dari wilayah Kota Medan berada pada ketinggian 2,5 - 5,0 meter dengan tanah rawa yang ditumbuhi pohon nipah dan merupakan muka dari sungai - sungai yang ada di Kota Medan yaitu Sungai Belawan, Sungai Deli, Sungai Babura, Sungai Denai, Sungai Sikambing, Sungai Putih dan Sungai Kera.

LAPORAN NOTA DESIGN

| GAMBARAN UMUM WILAYAH STUDI

2-1


T.A. 2011

Di samping itu sebagai daerah yang berada pada pinggiran jalur pelayaran Selat Malaka, Kota Medan memiliki posisi yang strategis sebagai gerbang (pintu masuk) kegiatan perdagangan barang dan jasa, baik perdagangan domestik maupun perdagangan luar negeri (ekspor–impor). Posisi geografis Kota Medan yang strategis ini telah mendorong perkembangan kota dalam 2 (dua) kutub pertumbuhan secara fisik, yaitu daerah terbangun Belawan dan pusat Kota Medan saat ini. Wilayah Kota Medan terbagi atas 21 kecamatan dan 151 kelurahan. Sebagai pusat pemerintahan maka seluruh kelurahan yang ada di Kota Medan berwajahkan perkotaan. Hampir seluruh wilayah Kota Medan diperuntukkan bagi permukiman penduduk, gedung perkantoran, industri dan gedung pertokoan. Beberapa bangunan penting pemerintahan terletak pada bagian tengah wilayah Kota Medan. Dari kecamatan-kecamatan yang ada di Kota Medan, kecamatan yang memiliki wilayah paling luas adalah Medan Labuhan dengan luas 36,67 Km2 atau mencapai 13.83% wilayah Kota Medan, disusul dengan Kecamatan Medan Belawan (26.25 Km2 atau mencapai 9.90% luas Kota Medan) dan Medan Marelan (23.82 Km2 atau mencapai 8.99% luas Kota), sedangkan kecamatan yang paling kecil luas wilayahnya adalah Kecamatan Medan Maimun seluas 2,98 Km2 (1,99%), Medan Perjuangan 4,09 Km2 (2.93%) dan Medan Barat 5.33 Km2 (2.57%). Tiap kecamatan tersebut memiliki kondisi dan potensi yang berlainan satu sama lain. Di kecamatan Medan Belawan terdapat pelabuhan Belawan, oleh sebab itu kecamatan Medan Belawan difungsikan sebagai daerah pelabuhan dan rekreasi maritim. Kecamatan Medan Deli yang penduduknya padat dan merupakan pusat aktivitas masyarakat difungsikan sebagai daerah perkantoran, perdagangan dan juga pemukiman. Pembangunan kependudukan dilaksanakan dengan mengindahkan kelestarian sumber daya alam dan fungsi lingkungan hidup sehingga mobilitas dan persebaran penduduk tercapai dengan optimal. Mobilitas dan persebaran penduduk yang optimal, berdasarkan pada adanya keseimbangan antara jumlah penduduk dengan daya dukung dan daya tampung lingkungan. Persebaran penduduk yang tidak didukung oleh lingkungan dan pembangunan akan menimbulkan masalah sosial yang kompleks, dimana penduduk menjadi beban bagi lingkungan maupun sebaliknya. Jumlah penduduk Kota Medan terus bertambah dengan tingkat pertumbuhan yang fluktuatif. Perubahan ini dipengaruhi oleh faktor, kelahiran, kematian dan migrasi. Pertumbuhan penduduk Kota Medan selalu menunjukkan nilai yang positif, karena angka kelahiran lebih besar dibandingkan kematian, ditambah urbanisasi. Selama periode 2006-2009, penduduk pertengahan tahun Kota Medan mengalami peningkatan sebesar 2.53 % yaitu dari 2.067.288 jiwa di tahun 2006 menjadi 2.121.053 di tahun 2009. Penduduk Kota Medan memiliki jumlah etnis terbesar yang berasal dari Jawa (Betawi, Banten, Sunda, Jawa) sabanyak 32,62 %, etnis Batak (Tapanuli/Toba) mencapai 41,95 %, etnis Nias 6,36%, etnis Melayu 4,92%, etnis Minangkabau 2,66%, etnis Banjar 0,97% dan etnis lain-lain termasuk Tionghoa sebasar 10,52%. Islam merupakan agama mayoritas penduduk yang mencapai 65,50%, kemudian Kristen (Protestan/Katolik) sebesar 31,40%, Budha sebesar 2,80% dan Hindu 0,2%. Jumlah penduduk Kota Medan yang mencapai 2 juta jiwa lebih, ditambah dengan komuter sebanyak 500.000 jiwa lebih pada tahun 2010, dan diproyeksikan mencapai 2,5 juta penduduk pada tahun 2025, merupakan beban pembangunan kota yang signifikan. Laju pertumbuhan penduduk tahun 2000-2004 mengalami peningkatan, pada tahun 2000 adalah 0,09 % dan menjadi 0,63 % pada tahun 2004. Tingkat kepadatan penduduk mengalami peningkatan dari 7.183 jiwa per Km2 pada tahun 2000 menjadi 7.567 jiwa per km2 pada tahun 2004 dan pada tahun 2010 menjadi 8001 jiwa per Km².

LAPORAN NOTA DESIGN


2-2


T.A. 2011

Berdasarkan data Medan Dalam Angka 2010, diuraikan bahwa sampai tahun 2010 bahwa penduduk Kota Medan mencapai 2.121.053 jiwa, dengan jumlah wanita 1.071.596 jiwa dan jumlah pria 1.049.457 jiwa. Jumlah penduduk tersebut diketahui merupakan penduduk tetap, sedangkan penduduk tidak tetap diperkirakan mencapai lebih dari 500.000 jiwa, yang merupakan penduduk komuter. Rata-rata kepadatan penduduk adalah 8001 jiwa / km², penduduk yang paling banyak ada di Kecamatan Medan Deli, disusul Kecamatan Medan Helvetia dan Medan Tembung. Jumlah penduduk yang paling sedikit terdapat di Kecamatan Medan Baru, Medan Polonia dan Medan Petisah. Tingkat Kepadatan penduduk tertinggi ada di Kecamatan Medan Perjuangan, Medan Kota dan Medan Area. Tabel 2.1. Luas Wilayah, Jumlah Penduduk, Kepadatan penduduk Kota Medan No

Kecamatan

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Medan Tuntungan Medan Johor Medan Amplas Medan Denai Medan Area Medan Kota Medan Maimun Medan Polonia Medan Baru Medan Selayang Medan Sunggal Medan Helvetia Medan Petisah Medan Barat Medan Timur Medan Perjuangan Medan Tembung Medan Deli Medan Labuhan Medan Marelan Medan Belawan Jumlah

Laki-Laki

Perempuan

Jumlah

Luas (km²)

Kepadatan Penduduk (Jiwa/km²) 3,388 7,971 10,291 15,463 19,792 15,995 19,416 5,930 7,571 6,688 7,168 11,047 9,988 14,840 14,675 25,844 17,745 7,201 2,916 5,316 3,684

34,153 57,495 57,127 69,746 53,866 41,298 28,212 26,389 20,822 42,434 54,452 71,713 32,795 38,513 56,201 51,752 70,628 75,246 53,522 64,183 48,908

35,919 58,725 58,029 70,194 55,386 42,994 29,646 27,038 23,394 43,244 56,216 73,662 35,325 40,585 57,673 53,950 71,158 74,830 53,399 62,436 47,791

70,073 116,220 115,156 139,939 109,253 84,292 57,859 53,427 44,216 85,678 110,667 145,376 68,120 79,098 113,874 105,702 141,786 150,076 106,922 126,619 96,700

20,68 14,58 11,19 9,05 5,52 5,27 2,98 9,01 5,84 12,81 15,44 13,16 6,82 5,33 7,76 4,09 7,99 20,84 36,67 23,82 26,25

1,049,457

1,071,596

2,121,053

265.10

Sumber : Medan Dalam Angka, 2010

LAPORAN NOTA DESIGN


2-3


T.A. 2011

Tabel 2.2. Persentase Keluarga yang Memiliki Akses Air Bersih Menurut Kecamatan. Keluarga Diperiksa % Akses Air Bersih No

Kecamatan

Jumlah Keluarga

Jumlah

(%)

Ledeng

SPT

SGL

PAH

Kema san

Jumlah

1

Medan Tuntungan

18.846

18.846

100

48,92

1,42

49,65

0,00

0

100,00

2

Medan Johor

35,106

26.483

75

67,46

1,52

30,59

0,41

0

100,00

3

Medan Amplas

28. 999

28.750

99

98,29

0,00

1,70

0,00

0

100,00

4

Medan Denai

33.266

27.441

82

66,58

0,00

33,41

0,00

0

100,00

5

Medan Area

26.496

20.406

77

80,24

0,59

13,20

0,00

0

100,00

6

Medan Kota

22.675

19.525

86

93,79

0,00

6,17

0,00

0

100,00

7

Medan Maimun

14.584

10.227

70

96,42

0,06

3,57

0,00

0

100,00

8

Medan Polonia

18.936

7.730

40

56,13

21,00

22,85

0,00

0

100,00

9

Medan Baru

11.788

9.923

84

76,07

14,21

9,70

0,00

0

100,00

10

Medan Selayang

24.541

24.520

100

75,65

0,00

24,34

0,00

0

100,00

11

Medan Sunggal

42.107

24.112

57

92,60

0,01

7,39

0,00

0

100,00

12

Medan Helvetia

32.427

28.705

89

77,32

0,00

22,67

0,00

0

100,00

13

Medan Petisah

17.234

12.891

75

97,02

0,83

1,68

0,45

0

100,00

14

Medan Barat

14.536

12.292

85

87,39

0,00

12,89

0,00

0

100,00

15

Medan Timur

26.471

24.584

93

86,21

0,47

13,31

0,00

0

100,00

16

Medan Perjuangan

23.779

20.618

87

83,96

0,09

15,93

0,00

0

100,00

17

Medan Tembung

34.388

18.595

54

85,36

0,05

14,57

0,00

0

100,00

18

Medan Deli

37.283

17.549

47

82,01

0,00

17,98

0,00

0

100,00

19

Medan Labuhan

23.747

22.923

97

87,54

0,01

10,78

1,66

0

100,00

20

Madan Marelan

27.392

23.177

85

34,51

16,84

47,23

0,00

0

100,00

21

Medan Belawan

23.595

15.853

67

95,53

4,81

0,42

1,21

0

100,00

Sumber : Medan Dalam Angka 2010 SPT : Sumur Pompa Tangan SGL : Sumur Gali PAH : Penampung Air Hujan

LAPORAN NOTA DESIGN


2-4


2.3

T.A. 2011

IKLIM DAN HIDROLOGI

Kota Medan mempunyai iklim tropis dengan suhu minimum menurut stasiun Polonia pada tahun 2009 berkisar antara 20,8 0C – 24,4 0C dan suhu maksimum berkisar antara 35,5 0C – 36,5 0C serta menurut stasiun Sampali suhu minimumnya berkisar antara 21,0 0C – 23,6 0C dan suhu maksimumnya berkisar antara 32,6 0C – 34,2 0C. Kotamadya Medan termasuk daerah yang beriklim tropis dan memiliki dua musim yaitu musim kemarau dan musim hujan. Musim kemarau dan musim hujan biasanya ditandai dengan sedikit banyaknya hari hujan dan volume curah hujan pada bulan terjadinya musim. Selanjutnya kelembaban udara di wilayah Kota Medan berkisar anatara 76 % - 83,0 % dan kecepatan angin rata-rata sebesar 1,73 m/det sedangkan rata-rata total laju penguapan tiap bulannya 115,48 mm. Hari hujan di Kota Medan pada tahun 2009 rata-rata per bulan 45,47 hari dengan rata-rata curah hujan menurut Stasiun Sampali perbulannya 182 mm dan pada Stasiun Polonia per bulannya 228,6 mm.

2.4

SURVEY LAPANGAN PENDAHULUAN

Kegiatan survey lapangan pendahuluan dimaksudkan untuk mendapatkan informasi awal mengenai kondisi lokasi pekerjaan yang akan digunakan untuk menyusun persiapan survey selanjutnya. Selain itu juga digunakan bahan sebagai analisis awal. Kegiatan survey pendahuluan ini meliputi survey penentuan lokasi Intake (alternatif 1A dan alternatif 2A), selain itu juga dilakukan pengumpulan data sekunder untuk mendukung analisis selanjutnya. Pada kegiatan survey lapangan pendahuluan ditinjau ke lokasi rencana WTP yang berlokasi di tanah milik PDAM Tirtanadi Martubung dengan koordinat 30 41’ 22,51” LU dan 980 40’ 27,24”. Berdasarkan hasil dari wawancara dengan masyarakat Kecamatan Medan Deli dapat diketahui data kedalaman sungai sebagai berikut :  Kedalaman sungai normal : ± 0.8 - 1 m  Kedalaman sungai banjir : ±5-7m Hasil identifikasi lapangan di lokasi intake dan rencana saluran transmisi adalah sebagai berikut :  Koordinat rencana lokasi intake 30 41’ 22,11” LU dan 980 40’ 7,25”  Jarak dari rencana lokasi intake ke rencana lokasi WTP ± 1,0 Km  Kondisi sekitar rencana lokasi intake merupakan tanah kosong. Jalur rencana saluran transmisi dari rencana lokasi intake ke lokasi rencana WTP dari jalan Yos Sudarso memasuki gang komplek perumahan PTP VII Martubung.

LAPORAN NOTA DESIGN


2-5


T.A. 2011

BAB 3 METODOLOGI PERENCANAAN

Perencanaan penyediaan air baku untuk pekerjaan SID Intake dan Saluran Transmisi Sei Deli, transmisi air bersih akan menggunakan sistem Pompa dengan sumber air Sei Deli . Sedangkan saluran pipa transmisi yang akan direncanakan untuk melayani keempat kecamatan yang ada di Medan Utara dengan panjang pipa  1 Km. Adapun gambar rencana sistem saluran transmisi air bersih dari sumber sei Deli ke lokasi rencana WTP di daerah Medan Utara disajikan pada gambar dibawah ini.

WTP

Sei Deli

Pipa bertekanan

Gambar 3.1. Sketsa alur desain

3.1

PROYEKSI PENDUDUK

Proyeksi pertumbuhan penduduk pada prinsipnya adalah suatu usaha perkiraan/peramalan yang didasarkan pada trend /kecenderungan yang dihasilkan dari sejumlah data yang ada pada tahun-tahun sebelumnya. Pada dasarnya perkembangan jumlah penduduk pada suatu daerah seperti halnya yang terjadi di wilayah sungai dipengaruhi oleh pertambahan alami (faktor kelahiran dan kematian) dan proses perpindahan penduduk dari suatu wilayah ke wilayah lainnya (migrasi). Walaupun metoda proyeksi dapat berbeda untuk setiap kasus, akan tetapi pada akhirnya pertumbuhan penduduk akan mencapai suatu tingkat jenuh (saturated), dimana pada tahuntahun selanjutnya, angka pertumbuhan penduduk menjadi relatif kecil. Untuk melengkapi data penduduk yang kurang lengkap, kita dapat memperkirakan data yang tidak tersedia dengan menggunakan asumsi pola pertumbuhan linear antar sensus dan linear sesudah sensus.

LAPORAN NOTA DESIGN

| METODOLOGI PERENCANAAN

3-1


T.A. 2011

Data yang tersedia untuk pertumbuhan penduduk di wilayah studi yang meliputi Kecamatan Medan Deli, Kecamatan Medan Labuhan, Kecamatan Medan Marelan dan Kecamatan Medan Belawan dari tahun 2010 dengan laju pertumbuhan penduduk 0,14. Dalam kajian ini proyeksi atau perkiraan jumlah penduduk tahun mendatang akan dilakukan sampai 10 tahun yang akan datang, yaitu sampai tahun 2020. Untuk memperkirakan proyeksi jumlah penduduk di tahun yang akan datang dapat dilakukan dengan metode pendekatan dengan rumus sebagai berikut : Pn = Po (1 + r.n) dengan : Pn = Jumlah penduduk pada tahun n (jiwa) Po = Jumlah penduduk pada tahun akhir data (jiwa) r = Angka pertumbuhan penduduk (%) n = Periode waktu (tahun) Prediksi penduduk Kota Medan Utara 15 tahun ke depan dengan pertumbuhan penduduk rata-rata 1,264% disajikan pada tabel di bawah ini. Tabel 3.1. Proyeksi penduduk kota Medan tahun 2010 sampai dengan 2025 No.

Kecamatan

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Medan Tuntungan Medan Johor Medan Amplas Medan Denai Medan Area Medan Kota Medan Maimun Medan Polonia Medan Baru Medan Selayang Medan Sunggal Medan Helvetia Medan Petisah Medan Barat Medan Timur Medan Perjuangan Medan Tembung Medan Deli Medan Labuhan Medan Marelan Medan Belawan Jumlah

Jumlah Penduduk Thn 2010

Thn 2015

Thn 2020

Thn 2025

70,073 116,220 115,156 139,939 109,253 84,292 57,859 53,427 44,216 85,678 110,667 145,376 68,120 79,098 113,874 105,702 141,786 150,076 106,922 126,619 96,700

74,502 123,565 122,434 148,783 116,158 89,619 61,516 56,804 47,010 91,093 117,661 154,564 72,425 84,097 121,071 112,382 150,747 159,561 113,679 134,621 102,811

78,930 130,910 129,712 157,627 123,063 94,947 65,172 60,180 49,805 96,508 124,655 163,752 76,730 89,096 128,268 119,063 159,708 169,046 120,437 142,624 108,923

83,359 138,255 136,990 166,471 129,967 100,274 68,829 63,557 52,599 101,923 131,649 172,939 81,036 94,095 135,465 125,743 168,669 178,530 127,194 150,626 115,034

2,121,053

2,255,104

2,389,154

2,523,205

Sumber : Hasil Hitungan, 2011

LAPORAN NOTA DESIGN


3-2


3.2

T.A. 2011

ANALISA KEBUTUHAN AIR BERSIH

Target dan sasaran nasional untuk program air bersih bagi kota berdasarkan tingkat pelayanan sistem adalah tingkat pelayanan yang mencapai 40 - 80 % dari penduduk perkotaan. Penentuan kebutuhan air yang dinyatakan dalam l/orang/hari adalah berdasarkan proyeksi kebutuhan air dengan mempertimbangkan hanya sambungan rumah tangga yakni 70 kk disuplay sebesar 1 liter/det. Tabel 3.2. Kebutuhan air minum Wilayah Medan Utara Tahun No 1

2

3

4

5 6 7

Uraian Jumlah Penduduk Kec. Medan Deli Kec. Medan Labuhan Kec. Medan Marelan Kec. Medan Belawan Kepala keluarga dilayani Kec. Medan Deli Kec. Medan Labuhan Kec. Medan Marelan Kec. Medan Belawan Kebutuhan air rata-rata Kec. Medan Deli Kec. Medan Labuhan Kec. Medan Marelan Kec. Medan Belawan Kebutuhan hari maksimum Kec. Medan Deli Kec. Medan Labuhan Kec. Medan Marelan Kec. Medan Belawan Total kebutuhan Total produksi tersedia Kekurangan / kelebihan

Sat. 2010

2011

2012

2013

2014

2015

Jiwa Jiwa Jiwa Jiwa

150,076 106,922 126,619 96,700

151,973 108,273 128,219 97,922

153,870 109,625 129,820 99,145

155,767 110,976 131,420 100,367

157,664 112,328 133,021 101,589

159,561 113,679 134,621 102,811

KK KK KK KK

30,015 21,384 25,324 19,340

31,984 22,787 26,985 20,609

34,082 24,282 28,755 21,961

36,318 25,875 30,642 23,401

38,701 27,572 32,652 24,936

41,239 29,381 34,794 26,572

ltr/det ltr/det ltr/det ltr/det

429 305 362 276

457 326 386 294

487 347 411 314

519 370 438 334

553 394 466 356

589 420 497 380

ltr/det ltr/det ltr/det ltr/det ltr/det ltr/det ltr/det

472 336 398 304 1,510 500 (1,010)

503 358 424 324 1,609 500 (1,109)

536 382 452 345 1,714 500 (1,214)

571 407 482 368 1,827 500 (1,327)

608 433 513 392 1,946 500 (1,446)

648 462 547 418 2,074 500 (1,574)


3.3

BANGUNAN INTAKE

Pada bangunan pengolahan air bersih yang menggunakan air permukaan sebagai sumber air baku, diperlukan suatu unit penangkap air yang disebut intake. Intake harus dapat mengumpulkan air dalam kuantitas yang mencukupi untuk diolah. Karena itu diperlukan perencanaan yang detail sehingga intake dapat menyuplai air secara berkelanjutan. Hal-hal yang diperlukan dalam perencanaan intake adalah.  Kondisi air baku / sungai antara lain : lebar, kedalaman, debit, dsb.  Jika menggunakan air permukaan yang mengalir, intake sebaiknya terletak pada jalur yang lurus dan tenang.  Bangunan intake yang terletak di tikungan sungai harus terletak pada tikungan luar sungai.  Tanah di sekitar intake harus cukup stabil dan tidak mudah terkena erosi, bila perlu dipasang turap/rip rap.  Pengambilan dibuat di tempat yang tepat sehingga dapat mengambil air dengan baik dan sedapat mungkin menghindari masuknya sedimen.  Agar mampu mengatasi tinggi muka air yang berubah-ubah di sungai, pengambilan harus direncanakan sebagai pintu aliran bawah.  Kemudahan dalam perawatan dan operasional. LAPORAN NOTA DESIGN


3-3


T.A. 2011

Jenis intake yang diambil dalam perencanaan intake sei deli adalah free intake. Bangunan intake ini biasanya berbentuk sumur pengumpul dengan pipa penyadap. Lebih ekonomis untuk air sungai yang mempunyai beda level muka air pada musim hujan dan musim kemarau yang tinggi, sehingga air mampu masuk ke saluran pipa dengan pengaturan pintu di bangunan penangkap air (gambar bangunan free intake disajikan pada lampiran). Bangunan intake ini dilengkapi dengan bar screen dan fine screen, serta 3 (tiga) unit pompa submersibel. Disamping pompa submersible disediakan juga pompa submersible portable yang berfungsi untuk menguras lumpur yang mengendap di bangunan intake. Bangunan intake dilengkapi dengan pintu dan bagian depannya terbuka untuk menjaga jika terjadi muka air tinggi selama banjir, besarnya bukaan pintu bergantung kepada kecepatan aliran masuk yang diizinkan. Kecepatan ini bergantung kepada ukuran butir bahan yang dapat diangkut. Kapasitas pengambilan harus sekurang-kurangnya 120% dari kebutuhan pengambilan (dimension requirement) guna menambah fleksibilitas dan agar dapat memenuhi kebutuhan yang lebih tinggi selama umur proyek, yakni Rumus dibawah ini memberikan perkiraan kecepatan yang dimaksud: 1/ 3

h v  32.   d 2

d

di mana: v : kecepatan rata-rata, m/dt h : kedalaman air, m d : diameter butir, m Dalam kondisi biasa, rumus ini dapat disederhanakan menjadi: v  10. d

Dengan kecepatan masuk sebesar 1,0 – 2,0 m/dt yang merupakan besaran perencanaan normal, dapat diharapkan bahwa butir-butir berdiameter 0,01 sampai 0,04 m dapat masuk.

Q  c . b . h . 2 . g . H di mana: Q : debit, m3/dt c : koefisien debit (0,52 – 0,81) b : lebar bukaan, m h : tinggi bukaan, m g : percepatan gravitasi, m/dt2 (≈ 9,81) H : beda tinggi muka air di depan dan belakang pintu (0,06 – 0,12 m) Adapun Jenis-jenis pintu adalah sebagai berikut :  Pintu sorong dipakai dengan tinggi maksimum sampai 3 m dan lebar tidak lebih dari 3 m. Pintu tipe ini hanya digunakan untuk bukaan kecil, karena untuk bukaan yang lebih besar alat-alat angkatnya akan terlalu berat untuk menangggulangi gaya gesekan pada sponeng. Untuk bukaan yang lebih besar dapat dipakai pintu rol, yang mempunyai keuntungan tambahan karena di bagian atas terdapat lebih sedikit gesekan, dan pintu dapat diangkat dengan kabel baja atau rantai baja. Ada dua tipe pintu rol yang dapat dipertimbangkan, yaitu pintu Stoney dengan roda yang tidak dipasang pada pintu, tetapi pada kerangka yang terpisah dan pintu rol biasa yang dipasang langsung pada pintu.

LAPORAN NOTA DESIGN


3-4


T.A. 2011

 Pintu rangkap (dua pintu) adalah pintu sorong / rol yang terdiri dari dua pintu, yang tidak saling berhubungan, yang tidak dapat diangkat atau diturunkan. Oleh sebab itu, pintupintu ini dapat mempunyai debit melimpah (overflowing discharge) dan debit dasar (bottom discharge). Keuntungan dari pemakaian pintu ini adalah dapat dioperasikan dengan alat angkat yang lebih ringan. Contoh khas dari tipe ini adalah tipe pintu segmen ganda (hook type gate). Pintu ini dipakai dengan tinggi sampai 20 m dan lebar sampai 50 m.  Pintu segmen atau radial memiliki keuntungan bahwa tidak ada gaya gesekan yang harus diperhitungkan. Oleh karena itu, alat-alat angkatnya bisa dibuat kecil dan ringan. Sudah biasa untuk memberi pintu radial kemungkinan mengalirkan air melalui puncak pintu, dengan jalan menurunkan pintu atau memasang katup/tingkap gerak pada puncak pintu.

3.4

PROFIL MUKA AIR

Berdasarkan hasil perhitungan debit minimum, debit normal dan debit banjir Q50 tahun (hasil hidrologi) dengan berbekal hasil survey topografi, maka dapat di analisa profil tinggi muka air pada saat kondisi debit tersebut. Untuk menganalisa elevasi tinggi muka air di lakukan dengan menggunakan simulasi program Hec-Ras versi 4,0.

3.4.1 Bekerja Dengan Program Hec-Ras Untuk memudahkan dalam melakukan analisa model hidrolika pada suatu sistem sungai, HEC-RAS menggunakan terminologi sebuah Project dalam memanajemen file-file datanya. Project adalah sebuah file bertugas menghubungkan file-file yang terdiri dari file-file data dan file hasil perhitungan dalam satu kesatuan sistem perhitungan program. Dengan menggunakan project, memungkinkan HEC-RAS melakukan perhitungan beberapa tipe-tipe analisa yang berbeda dalam satu paket file-file data. File-file data dalam satu project ini dibagi dalam kategori sebagai berikut :  data plan  data geometric  data steady flow  data unsteady flow  data sediment  data hydraulic design. Fungsi plan adalah memungkinkan untuk melakukan beberapa perhitungan dan analisa yang berbeda-beda dalam satu sistem sungai yang ditinjau. Untuk setiap plan yang dibuat, paling tidak harus mengisi data-data dasar, yaitu : data geometric dan data flow (data steady flow atau unsteady flow). Setelah mempunyai datadata dasar, selanjutnya dapat membuat beberapa plan baru sesuai kebutuhan analisa kemudian dapat me-running plan tersebut. Selanjutnya, Hec-Ras dapat menampilkan hasil simulasi dari plan yang berbeda dan membandingkannya secara simultan dalam bentuk tabel dan grafik.

3.4.2 Membuat Model Hidrolika Sistem Sungai Terdapat 5 (lima) langkah utama dalam membuat suatu model hidrolika dalam HEC-RAS, yaitu :  Membuat sebuah project baru LAPORAN NOTA DESIGN


3-5


T.A. 2011

 Memasukkan data geometric  Memasukkan data flow dan boundary conditions (baca : data kondisi-kondisi batas hidrolika yang melingkupi suatu sistem sungai)  Menjalankan running terhadap steady atau unsteady analysis.  Menampilkan dan mencetak hasil perhitungan. a. Pembuatan New Project Langkah pertama dalam pembangunan model hidrolik menggunakan HEC RAS adalah menetapkan direktory kerja mana dan penamaan project kerja. Yaitu :  Pilih FILE menu  pilih New Project

Bisa diletakkan di direktory sesuai keinginan user, tidak lupa untuk memberikan option Unit satuan yang akan digunakan (english atau SI)

b. Entering Data Geometry Langkah berikutnya adalah memasukkan data geometri, dimana terdiri dari informasi tentang skematik jaringan system model hidrolik yang akan digunakan, atau secara gamblang bisa kita sebut pembangunan DENAH PLAN jaringan Sungai. Kemudian pada menu windows ini juga akan mengandung fasilitas yang lain seperti berupa :  Pemasukan cross section data  Data struktur bangunan ( jembatan, pelimpah, culverts, dll) Tahap ini di awali dengan pilihan pada menu utama windows HEC RAS yaitu : Edit > Geometri data atau pilih icon gambar geometri data sebagai berikut :

maka akan tertampil menu windows

LAPORAN NOTA DESIGN


3-6


T.A. 2011

Pemasukan data geometri adalah dengan melakukan penggambaran sebagai tahap pertama pada layar, dengan penggambaran yang berhenti untuk tiap skematik alur sungai yang akan di buat.  Pilih tools “river reach” kemudian tarik garis yang menunjukkan satu skematik alur sungai dan program akan membaca pembacaan mulai dari hulu menuju ke hilir.  Kemudian akan muncul tampilan untuk penamaan/indentifikasi (16 karakter)  Sebagai penyesuaian bentuk Denah Plan agar sama dengan kondisi model yang diinginkan maka langkah selanjutnya adalah pemasukan koordinat x.y denah tersebut yaitu pada pilihan : GIS tools / Reach Invert Line Table  Kemudian akan muncul bentuk isian hubungan antara x dan y untuk masing-masing skematik alur yang telah dibuat.

LAPORAN NOTA DESIGN


3-7


T.A. 2011

 Banyak berbagai cara untuk melakukan penggambaran ini yaitu bisa menggunakan fasilitas pada software lain atau melalui penggambaran terlebih dahulu melalui AUTOCAD kemudian dilakukan pencataan koordinat setiap line gambar (Tools Inquarry) Setelah system river skematik sudah tergambar maka dilanjutkan dengan pemasukan data cross section sungai/penampang melintang saluran/sungai, yaitu dengan menu pilihan pada icon \

Dengan bentuk isian data cross sebagai berikut :

Pengisian data cross dimulai dengan penampang melintang saluran/sungai bagian hilir dan dilanjutkan pada bagian upstreamnya, kemudian seterusnya Dengan selesainya semua proses sampai tahap diatas, maka pemodelan dapat dikatakan sudah terselesaikan 60 %. Hal ini di dasarkan atas alas an bahwa Proses Pemodelan HEC RAS yang utama terletak pada pemasukan Data Geometri. c. Entering Flow Data Dan Kondisi Batas Seperti yang sudah dijelaskan bahwa Program HEC RAS mampu menganalisa kajian hidrolik dengan 2 kondisi aliran steady dan unsteady flow, maka menu icon/tools bar input flow data terdapat 2 macam : Yaitu : :

Icon input Data untuk kondisi Steady flow

:

Icon input Data untuk kondisi UnSteady flow

Filosofi dasar pada pemodelan Numerik ini, akan selalu membutuhkan identifikasi awal yang sering disebut dengan Boundary Condition. Dalam hal ini adalah kondisi batas bagian hulu yaitu Debit yang akan dilewatkan, sedangkan boundary condition untuk bagian hilir (dwon stream) dapat berupa: LAPORAN NOTA DESIGN


3-8


T.A. 2011

 Tinggi muka air bagian hilir  Slope/ kemiringan dasar sungai bagian hilir  Stage hidrograf ( hubungan tinggi muka air dengan debit)

d. Performa hidrolik Kalkulasi Yaitu menu pilihan metode perhitungan pemodelan setiap kondisi hidrolik yang seharusnya :

Setelah perhitungan pemodelan sukses, selanjutnya adalah menampilkan hasil perhitungan.

LAPORAN NOTA DESIGN


3-9


3.5

T.A. 2011

ANALISA HIDROLIKA DALAM SISTEM SALURAN TRANSMISI

3.5.1 Hukum Bernoulli Air di dalam pipa selalu mengalir dari tempat yang memiliki tinggi energi lebih besar menuju tempat yang memiliki tinggi energi lebih kecil. Aliran tersebut memiliki tiga macam energi yang bekerja di dalamnya, yaitu :  Energi ketinggian = h, dengan : h = ketinggian titik tersebut dari garis referensi yang ditinjau (m) v2 =, dengan : 2g v = kecepatan (m/det) dan g = percepatan gravitasi (m2/det)

 Energi kecepatan

P , dengan : w P = tekanan (kg/m2) w = berat jenis air (kg/m3)

 Energi tekanan =

Hal tersebut dikenal dengan prinsip Bernoulli bahwa tinggi energi total pada sebuah penampang pipa adalah jumlah energi kecepatan, energi tekanan dan energi ketinggian yang dapat ditulis sebagai berikut : E Tot  Energi ketinggian  Energi kecepatan  Energi tekanan E Tot  h 

v2 P  2g  w

Menurut teori kekekalan energi dari hukum Bernoulli yakni apabila tidak ada energi yang lolos atau diterima antara dua titik dalam satu sistem tertutup, maka energi totalnya tetap konstan. Hal tersebut dapat dijelaskan pada gambar di bawah ini : 1

v1 = 0 1 = 0

HL v22 2.g 2 

Garis Energi Garis Tekanan

v2

2

z1

Datum

z2

Gambar 3.2. Diagram energy pada dua tempat Hukum kekekalan Bernoulli pada gambar di atas dapat ditulis sebagi berikut (Haestad, 2002 : 267) :

p1 v12 P2 v 2 2 Z1    Z2    hL w 2g w 2g LAPORAN NOTA DESIGN


3-10


dengan : p1 p 2 , w w

T.A. 2011

= tinggi tekan di titik 1 dan 2 (m)

v 12 v 2 2 , 2g 2g P1, P2 w v1, v2 g Z1, Z2 hL

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

tekanan di titik 1 dan 2 (kg/m2) berat jenis air (kg/m3) kecepatan aliran di titik 1 dan 2 (m/det) percepatan gravitasi (m/det2) tinggi elevasi di titik 1 dan 2 dari garis yang ditinjau (m) kehilangan tinggi tekan dalam pipa (m)

Pada gambar di atas, terlihat garis yang menunjukkan besarnya tinggi tekan air pada titik tinjauan yang dinamakan garis gradien hidrolis atau garis kemiringan hidrolis. Jarak vertikal antara pipa dengan gradien hidrolis menunjukkan tekanan yang terjadi dalam pipa. Perbedaan ketinggian antara titik 1 dan 2 merupakan kehilangan energi yang terjadi sepanjang penampang 1 dan 2.

3.5.2 Hukum Kontinuitas Air yang mengalir sepanjang pipa yang mempunyai luas penampang A m2 dan kecepatan V m/det selalu memiliki debit yang sama pada setiap penampangnya. Hal tersebut dikenal sebagai hukum kontinuitas yang dituliskan : Q1 = Q 2 A1.V1 = A2.V2 dengan : Q1 = debit pada potongan 1 (m3/det) Q2 = debit pada potongan 2 (m3/det) A1 = luas penampang pada potongan 1 (m2) A2 = luas penampang pada potongan 2 (m2) V1 = kecepatan pada potongan 1 (m/det) V2 = kecepatan pada potongan 2 (m/det) 1

A1V1

A1V1

2

1

2

A2V2

1

2 (a)

2

1

A1V1

2

1

A2V2

(b)

A2V2

1 (c)

2

Gambar 3.3. Aliran Dalam Pipa Pada gambar (a), potongan 1-1 dan potongan 2-2 mempunyai luasan penampang yang sama sehingga kecepatan aliran di potongan 1-1 sama dengan kecepatan aliran di potongan 2-2. Pada gambar (b), potongan 1-1 memiliki luasan penampang yang lebih besar dari potongan 2-2 sehingga kecepatan aliran di potongan 1-1 lebih kecil dibandingkan dengan kecepatan aliran di potongan 2-2. Sedangkan pada gambar (c), potongan 1-1 memiliki

LAPORAN NOTA DESIGN


3-11


T.A. 2011

luasan penampang yang lebih kecil dari potongan 2-2 sehingga kecepatan aliran di potongan 1-1 lebih besar dibandingkan dengan kecepatan aliran di potongan 2-2. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa kecepatan aliran selalu berbanding terbalik dengan luasan penampang.

3.5.3 Penggunaan Garis Gradien Hidrolika Garis gradien hidrolika ini dapat digunakan untuk membantu dalam mengidentifikasikan masalah-masalah tekanan yang mungkin ada dalam sistem perpipaan, misalnya : tekanan terlalu rendah atau terlalu tinggi. A. Tekanan terlalu rendah Pada aliran minimum mungkin tekanan air mencukupi tapi pada waktu aliran maksimum, tekanan air mungkin terjadi terlalu rendah atau terjadi tekanan negatif, hal ini dapat diperbaiki dengan cara-cara sebagai berikut :  Pemompaan  Mengganti semua atau sebagian dari saluran pipa dengan pipa-pipa yang diameternya lebih besar  Memasang saluran pipa yang kedua di atas, sebagian, atau keseluruhan dari panjang pipa

Gambar 3.4. Kondisi Aliran pada Tekanan Rendah B. Tekanan terlalu tinggi Apabila pada pipa terjadi kondisi dimana tekanan air pada waktu tidak ada aliran ternyata terlalu tinggi, seperti ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 3.5. Kondisi Aliran pada Tekanan Tinggi

LAPORAN NOTA DESIGN


3-12


T.A. 2011

Cara perbaikannya dapat dilakukan dengan cara :  Pembuatan Bak Pelepas Tekan  Pemasangan Pressure Reducing Valve (PRV)

3.5.4 Kehilangan Tinggi Tekan (head loss) Kehilangan tinggi tekan dalam pipa dapat dibedakan menjadi kehilangan tinggi tekan mayor (major losses) dan kehilangan tinggi tekan minor (minor losses). Dalam merencanakan saluran transmisi air baku, aliran dalam pipa harus berada pada kondisi aliran turbulen. Untuk mengetahui kondisi aliran dalam pipa turbulen atau tidak, dapat dihitung dengan identifikasi bilangan Reynold menggunakan persamaan berikut : Re 

vD 

dengan : Re = bilangan Reynold v = kecepatan aliran dalam pipa (m/det) D = diameter pipa (m)  = kekentalan kinematik air pada suhu tertentu (m2/det) Tabel 3.3. Kekentalan Kinematik Air Suhu (o C) 0 5 10 15 20 25 30

Kekentalan Kinematik (m2/det) 1.785 . 10-6 1.519 . 10-6 1.306 . 10-6 1.139 . 10-6 1.003 . 10-6 1.893 . 10-6 1.800 . 10-6

Suhu (o C) 40 50 60 70 80 90 100

Kekentalan Kinematik (m2/det) 1.658 . 10-6 1.553 . 10-6 1.474 . 10-6 1.413 . 10-6 1.364 . 10-6 1.326 . 10-6 1.294 . 10-6

Sumber : Priyantoro, 1991 : 18

Dari perhitungan bilangan kriteria sebagai berikut :  Re < 2000  Re = 2000 – 4000  Re > 4000

Reynold, maka sifat aliran di dalam pipa dapat diketahui dengan → aliran bersifat laminer → aliran bersifat transisi → aliran bersifat turbulen

3.5.4.1 Kehilangan Tinggi Tekan Mayor (Major Losses) Fluida yang mengalir di dalam pipa akan mengalami tegangan geser dan gradien kecepatan pada seluruh medan karena adanya kekentalan kinematik. Tegangan geser tersebut akan menyebabkan terjadinya kehilangan energi selama pengaliran. Tegangan geser yang terjadi pada dinding pipa merupakan penyebab utama menurunnya garis energi pada suatu aliran (major losses) selain bergantung juga pada jenis pipa. Ada beberapa teori dan formula untuk menghitung besarnya kehilangan tinggi tekan mayor ini yaitu dari Hazen-Williams, Darcy-Weisbach, Manning, Chezy, Colebrook-White dan Swamme-Jain.

LAPORAN NOTA DESIGN


3-13


T.A. 2011

 Persamaan Hazen-Williams (Haestad, 2001 : 278) yaitu : Q  0,85 . Chw . A . R 0,63 . S 0,64 v  0,85 . Chw . R 0,63 . S 0,64

dengan : Q = debit aliran pada pipa (m3/det) V = kecepatan pada pipa (m/det) 0.85 = konstanta Chw = koefisien kekasaran Hazen-Williams A = Luas penampang aliran (m2) A 1/ 4..D 2 D  R = Jari-jari hidrolis (m), R   P .D 4 = kemiringan garis energi (m/m) =

S

hf L

Untuk Q = v / A , didapat persamaan kehilangan tinggi tekan mayor menurut HazenWilliams sebesar (Webber, 1971 : 121) : h f  k . Q1,85

dimana : 10,7 . L

k C hw

1,85

. D 4,8655

dengan : hf = kehilangan tinggi tekan mayor (m) k = koefisien karakteristik pipa Q = debit aliran pada pipa (m3/det) D = Diameter pipa (m) L = panjang pipa (m) Chw = koefisien kekasaran Hazen-Williams Tabel 3.4. Koefisien Kekasaran Pipa Menurut Hazen-Williams No. 1 2 3 4 5 6

Jenis Pipa PVC Pipa asbes Batu berlapis semen Pipa besi digalvanis Cast Iron HDPE

Nilai Koefisien Hazen-Wlliams (Chw) 140-150 120-150 100-140 100-120 90-125 140

Sumber : Buku Utama Sistem Jaringan Pipa, 1987

 Persamaan Darcy-Weisbach Untuk aliran melalui pipa lingkaran dengan menggunakan Persamaan Darcy-Weisbach, merupakan turunan rumus dari hukum Bernaulli.

LAPORAN NOTA DESIGN


3-14


hf  f .

T.A. 2011

L .V 2 . D 2.g

Dalam persamaan tersebut f adalah koefisien gesekan Darcy-Weisbach yang tidak berdimensi. Koefisien f merupakan fungsi dari angka Reynolds dan kekasaran pipa yakni : 64  f apabila nilai Re < 2000 Re 0,316  f apabila nilai 4000 < Re < 100000 Re 0,25 

1 f

 2 . Log

Re . f 2,51

apabila nilai Re > 100000

3.5.4.2 Kehilangan Tinggi Tekan Minor (Minor Losses) Faktor lain yang juga ikut menambah besarnya kehilangan tinggi tekan pada suatu aliran adalah kehilangan tinggi tekan minor. Kehilangan tinggi tekan minor ini disebabkan oleh adanya perubahan mendadak dari ukuran penampang pipa yang menyebabkan turbulensi, belokan-belokan, adanya katub dan berbagai jenis sambungan. Kehilangan tinggi tekan minor semakin besar bila terjadi perlambatan kecepatan aliran di dalam pipa dibandingkan peningkatan kecepatan akibat terjadi pusaran arus yang ditimbulkan oleh pemisahan aliran dari bidang batas pipa. Untuk saluran pipa sederhana, kehilangan tinggi tekan minor ini tidak boleh diabaikan karena nilainya cukup berpengaruh. Namun untuk pipa-pipa yang panjang atau L/D >> 1000, kehilangan tinggi tekan minor ini dapat diabaikan. Persamaan umum untuk menghitung besarnya kehilangan tinggi tekan minor ini dapat ditulis sebagai berikut :

hLm  k

v2 2g

dengan : hLm = kehilangan tinggi tekan minor (m) k = koefisien kehilangan tinggi tekan minor v = kecepatan rata-rata dalam pipa (m/det) g = percepatan gravitasi (m/det2) Besarnya nilai koefisien k sangat beragam, tergantung dari bentuk fisik penyempitan, pelebaran, belokan, katup dan sambungan dari pipa. Namun, nilai k ini masih berupa pendekatan karena sangat dipengaruhi oleh bahan, kehalusan membuat sambungan maupun umur sambungan tersebut. Tabel 3.5. Koefisien Kekasaran Pipa Menurut Jenis Perubahan Bentuk Pipa Jenis Perubahan Bentuk Pipa Awal masuk pipa bell mouth Rounded Shard edge Projecting Pengecilan mendadak D2/D1 = 0.80

K

Jenis Perubahan Bentuk Pipa

K

0

0.03 – 0.05 0.12 – 0.25 0.5 0.18 0.18

Belokan halus 90 - Radius Belokan/D = 4 - Radius Belokan/D = 2 - Radius Belokan/D = 1

0.16 - 0.18 0.19 - 0.25 0.35 - 0.40

Belokan tiba-tiba (mitered)  = 150

0.05

LAPORAN NOTA DESIGN


3-15


Jenis Perubahan Bentuk Pipa D2/D1 = 0.50 D2/D1 = 0.20 Pengecilan mengerucut D2/D1 = 0.80 D2/D1 = 0.50 D2/D1 = 0.20 Pembesaran mendadak D2/D1 = 0.80 D2/D1 = 0.50 D2/D1 = 0.20 Pembesaran mengerucut D2/D1 = 0.80 D2/D1 = 0.50 D2/D1 = 0.20

K 0.37 0.49 0.05 0.07 0.08 0.16 0.57 0.92 0.03 0.08 0.13

T.A. 2011

Jenis Perubahan Bentuk Pipa

K

 = 300  = 450  = 600  = 900

0.10 0.20 0.35 0.80

T (Tee) Aliran searah Aliran bercabang Persilangan Aliran searah Aliran bercabang 450 Wye Aliran searah Aliran bercabang

0.30 - 0.40 0.75 - 1.80 0.50 0.75 0.30 0.50

Sumber : Haestad, 2001 : 292

Gambar 3.6. Pengaruh Bentuk Belokan Pipa Pada Aliran Tabel 3.6. Harga koefisien tahanan pipa pada berbagai macam fitting Fitting and Valves Globe valve, fully open Angle valve, fully open Swing check valve, fully open Gate valve, fully open Gate valve, three-fourths open Gate valve, one-half open Gate valve, one-fourth open Close return bend Standard Tee Standard 90o elbow Medium sweep 90o elbow Long sweep 90o elbow 45o elbow

Koefisien tahanan (K) 10.0 5.00 2.50 0.19 1.15 5.60 24.0 2.20 1.80 0.90 0.75 0.60 0.42

LAPORAN NOTA DESIGN


3-16


T.A. 2011

3.5.5 Sistem Perpipaan Sistem perpipaan dalam saluran transmisi air baku yaitu pipa hubungan seri. Penggunaan sistem perpipaan ini bergantung pada kondisi lapangan dan melihat tingkat kebutuhan airnya. Apabila suatu saluran pipa terdiri dari beberapa pipa berdiameter sama atau berbeda dalam kondisi tersambung, maka pipa-pipa tersebut terpasang dalam hubungan seri. Pada pipa hubungan seri, debit aliran di semua titik adalah sama sedangkan kehilangan tekanan di semua titik berbeda. Hal tersebut disajikan pada gambar di bawah ini :

Datum

Gambar 3.7. Pipa Dalam Hubungan Seri

Q1  Q 2  Q3 dengan : Q1 = Q2 = Q3 = debit pada tiap pipa (m3/det) Sedangkan, hf tot  hf1  hf 2  hf3 hf tot 

i 1hf n

dengan : hftot = total kehilangan tekanan pada pipa terpasang seri (m) hf1 = hf2 = hf3 = kehilangan tekanan pada tiap pipa (m) Sehingga persamaan Bernoulli menjadi :

v 2 p v 2 p Z1  1  1  Z 2  2  2  hf tot 2g  2g 

3.6

ANALISIS SISTEM SALURAN TRANSMISI DENGAN SOFTWARE KOMPUTER

Analisis sistem saluran transmisi air bersih merupakan suatu perencanaan yang rumit. Penyebab utama rumitnya analisis dikarenakan banyaknya jumlah proses trial and error yang harus dilakukan pada seluruh komponen yang ada pada sistem saluran transmis air bersih. Saat ini program-program komputer di bidang perencanaan sistem saluran transmisi air bersih sudah demikian berkembang dan maju, sehingga kerumitan dalam perencanaan sistem saluran transmisi air bersih dapat diatasi dengan menggunakan program tersebut. Proses trial and error dapat dilakukan dalam waktu singkat dengan menggunakan software. Dalam perencanaan ini digunakan sofware komputer program Epane v 2,0. Langkahlangkah penggunaan program Epanet v 2,0. diuraikan sebagai berikut : LAPORAN NOTA DESIGN


3-17


T.A. 2011

1. Persiapan Program Pertama-tama yang harus kita lakukan adalah membuat proyek baru dalam Epanet dan memastikan bahwa pilihan standar (default option) sudah ditentukan.  Buka program EPANET, kemudian dari menu bar pilih File >> New untuk membuat proyek baru.  Kemudian pilih Project >> Default akan terlihat sebuah jendela dialog project default seperti berikut :

 Pada halaman ID Labels (label identitas), hapus semua isi ID Prefix jika ada kemudian isi ID Increment dengan angka 1, ini akan membuat EPANET secara otomatis mengurutkan penomoran object baru.  Pada halaman Hydraulics pilih LPS (L/det) sebagai satuan aliran (flow units) dan Hazen Williams (H-W) sebagai formula perhitungan kehilangan tekanan (headloss formula).  Isi/cek kotak “Save as defauls for all new projects” untuk menyimpan pilihan-pilihan di atas sebagai standar proyek-proyek berikutnya. Kemudian klik OK. Kemudian kita akan mengatur pilihan tampilan peta sehingga label ID akan muncul setiap kita menambahkan obyek kedalam gambar saluran transmisi.  Pilih View >> Option pada menu bar untuk memunculkan jendela dialog pilihan peta (map option)  Pilih halaman Notation dan isi/cek kotak “Display Node ID’s” dan “Display Link ID’s” untuk memunculkan label identitas node dan pipa

LAPORAN NOTA DESIGN


3-18


T.A. 2011

 Pilih halaman Symbols dan pastikan isi/cek seluruh kotak yang ada  Klik OK untuk menyetujui pilihan-pilihan tersebut dan menutup jendela dialog 2. Menggambar Saluran Pipa Sekarang kita telah siap untuk memulai menggambar saluran perpipaan dengan menggunakan tombol-tombol yang terdapat dalam Toolbar.  Pertama masukkan sebuah reservoir dengan mengklik tombol reservoir kemudian klik mouse pada peta dimana reservoir tersebut akan ditempatkan  Lalu kita akan menambahkan beberapa buah node dengan mengklik tombol node dan mengklik mouse pada peta di lokasi node 2 hingga node 37 Langkah selanjutnya kita akan menambahkan pipa, mulai dengan pipa 7 yang menghubungkan node 6 dan 8.  Pertama klik tombol pipa kemudian klik mouse pada node 6 lalu node 8, terlihat bahwa sebuah garis terbentuk menghubungkan node 6 dan 8.  Ulangi prosedur tersebut untuk pipa 8 hingga 37.  Tambahkan sebuah pompa dengan mengklik tombol pompa dan klik node 1 kemudian node 3 untuk pompa 1, sedangkan pompa 2 klik node 1 kemudian node 2.  Terakhir tambahkan sebuah valve dan klik node 2 kemudian node 6 untuk valve untuk valve 3, sedangkan valve 4 klik node 3 kemudian node 7. Sampai di sini kita telah menyelesaikan gambar peta saluran perpipaan. Jika obyek yang kita inginkan belum sesuai posisinya kita dapat memindahkannya dengan cara mengklik obyek yang bersangkutan kemudian sambil terus menekan tombol kiri mouse kita dapat menggeser obyek tersebut ke posisi yang kita inginkan. 3. Pengaturan Karakteristik Obyek (Object Properties) Setiap obyek yang ditambahkan ke dalam proyek telah disediakan karakeristik awal tertentu (default properties). Nilai dari obyek tertentu tersebut dapat diubah dengan memunculkan Property Editor. Ada beberapa cara untuk memunculkan Property Editor yaitu :  Klik ganda pada obyek di dalam peta saluran LAPORAN NOTA DESIGN


3-19


T.A. 2011

 Klik kanan mouse pada obyek tertentu dan pilih Properties dalam menu pop-up yang muncul.  Klik ganda pada obyek di halaman Data dalam jendela Browser  Pilih obyek dari halaman Data dalam jendela Browser kemudian klik tombol Edit Browser

.

Kita mulai dengan mengedit Node 2, setelah jendela Property Editor muncul, kita dapat memasukkan nilai elevasi dan kebutuhan air untuk node ini. Kita dapat menggunakan panah ke atas dan ke bawah pada keyboard atau menggunakan mouse untuk pindah dari kotak isian satu ke yang lain. Kita dapat pula menggunakan tombol pindah halaman (page up / page down) untuk pindah dari satu obyek ke obyek yang lain.

Untuk jalur pipa (links) kita harus memasukkan nilai panjang pipa, diameter pipa dan nilai kekasaran pipa (C-factor). Perhatikan kasus di atas, untuk Sumber / Reservoir kita harus memasukkan elevasinya -9,2 dalam isian Total Head. Untuk Pompa, kita harus menentukan karakteristik kurva pompa (hubungan antara head dan kapasitas). Masukkan angka 1 sebagai label identitas dalam isian Pump Curve. Berikutnya kita akan membuat kurva pompa 1 (pump curve 1). Dari halaman Data Page dalam jendela Browser pilih Curves dalam daftar “dropdown” dengan terlebih dahulu mengklik tombol dropdown list, kemudian klik tombol Add. Sebuah kurva baru akan ditambahkan ke dalam data base dan jendela edit kurva (Curve Editor) akan muncul.

LAPORAN NOTA DESIGN


3-20


T.A. 2011

Masukkan kapasitas pompa 110 dalam isian flow dan head pompa 22 dalam isian head. EPANET akan secara otomatis menciptakan sebuah kurva pompa dari satu titik yang telah kita masukkan tersebut. Klik OK untuk menutup jendela editor. 4. Menyimpan Dan Membuka Proyek Setelah kita menyelesaikan rancangan awal dari saluran perpipaan, sebaiknya kita segera menyimpan pekerjaan tersebut kedalam hardisk ataupun disket.  Dari menu pilih File lalu Save As  Setelah jendela Save As muncul, pilih Folder dan nama file yang akan di simpan.  Klik OK untuk eksekusi penyimpanan Data proyek tersebut akan tersimpan dalam format binary khusus, jika kita ingin menyimpan dalam bentuk text yang dapat dibaca langsung, gunakan perintah File >> Export >> Network. Jika suatu saat kita ingin memanggil atau membuka proyek tersebut kembali, dapat dilakukan dengan memilih File lalu Open. 5. Menjalankan Program Analisis Sesaat Sekarang kita telah memiliki informasi yang cukup untuk melakukan analisis hidrolis sesaat. Untuk menjalankan program analisis pilih Project >> Run >> Analysis atau klik tombol Run Analysis pada Toolbar. Jika analisis yang dilakukan bermasalah, maka sebuah jendela laporan status (Status Report) akan muncul dan menjelaskan masalah apa yang terjadi. Jika analisis berjalan sukses maka kita dapat melihat hasil perhitungan analisis tersebut.

3.7

PIPA

3.7.1 Jenis Pipa Pada suatu sistem saluran transmisi air bersih, pipa merupakan komponen yang utama. Pipa ini berfungsi sebagai sarana untuk mengalirkan air dari sumber air ke tandon, maupun dari tandon ke konsumen. Pipa tersebut memiliki bentuk penampang lingkaran dengan diameter yang bermacam-macam. Dalam pelayanan penyediaan air baku lebih banyak digunakan pipa bertekanan karena lebih sedikit kemungkinan tercemar dan biayanya lebih murah dibanding menggunakan saluran terbuka atau talang. Suatu pipa bertekanan adalah pipa yang dialiri air dalam keadaan penuh. Pipa yang umumnya dipakai untuk saluran transmisi air, dibuat dari bahan-bahan seperti di bawah ini : 1. Besi tuang (cast iron) Pipa ini biasanya dicelupkan dalam larutan kimia untuk perlindungan terhadap karat. Panjang biasa dari suatu bagian pipa adalah 4 m dan 6 m, tekanan maksimum pipa sebessar 25 kg/cm2 dan umur pipa dapat mencapai 100 tahun. Keuntungan dari pipa ini antara lain : harga tidak terlalu mahal, mudah disambung dan tahan karat. Sedangkan kerugiannya adalah : berat sehingga biaya pengangkutan mahal. 2. Besi galvanis (galvanized iron) Pipa jenis ini bahannya terbuat dari pipa baja yang dilapisi seng. Umur pipa pendek yaitu antara 7 – 10 tahun. Pipa berlapis seng digunakan secara luas untuk jaringan pelayanan

LAPORAN NOTA DESIGN


3-21


T.A. 2011

yang kecil di dalam sistem distribusi bukan untuk saluran transmisi. Keuntungan dari pipa ini adalah : harga murah dan banyak tersedia di pasaran, mudah disambung dan ringan sehingga mudah diangkut. Sedangkan kerugiannya adalah adalah : pipa mudah berkarat 3. Plastik (PVC) Pipa ini lebih dikenal dengan sebutan pipa PVC (Poly Vinyl Chloride) dan di pasaran mudah didapat dengan berbagai ukuran. Panjang pipa 4 m atau 6 m dengan ukuran diameter pipa mulai 16 mm hingga 350 mm. Umur pipa dapat mencapai 10 tahun. Keuntungan dari pipa ini adalah : harga murah dan banyak tersedia di pasaran, mudah dalam pemasangan dan penyambungan, tahan karat dan ringan. Sedangkan Kerugiannya adalah : mempunyai koefisien muai besar sehingga tidak tahan panas, mudah bocor dan mudah pecah. 4. Baja Pipa ini terbuat dari baja lunak dan mempunyai banyak ragam di pasaran. Pipa baja telah digunakan dengan berbagai ukuran hingga lebih dari 6 m garis tengahnya. Umur pipa baja yang cukup terlindungi paling sedikit 40 tahun. Keuntungan dari pipa ini adalah : tersedia dalam berbagai ukuran panjang, mudah dalam pemasangan dan penyambungan. Sedangkan kerugiannya adalah : tidak tahan karat, berat sehingga biaya pengangkutan mahal 5. HDPE (High Density Poly Etilin) Pipa ini bersifat elastis dan cocok untuk dipasang pada daerah bergelombang. Ukuran pipa biasanya lebih panjang dari pipa PVC, dapat digulung untuk pipa yang berdiameter kecil. Keuntungan pipa ini adalah : fleksibel, bisa ditekuk dan disambung, tahan karat dan tahan lama, tesedia berbagai tipe sesuai kapasitas tekanan, serta ringan mudah diangkut. Sedangkan kerugiannya adalah : Sulit didapat di pasaran dan cukup mahal. Adapun spesifikasi pipa HDPE bertekanan disajikan pada tabel dibawah ini. Tabel 3.7. Spesifikasi pipa HDPE Diameter

Tabel Pipa (mm)

OD (mm)

ND (inci)

SDR - 11 S-5

SDR - 13,6 S-6,3

SDR - 17 S-8

SDR - 21 S-10

Panjang Pipa per Batang / Rol (mtr)

20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 160 180 200 225 250 315 355 400

½" 3/4" 1" 1¼" 1½" 2" 2½" 3" 4" 5" 6" 7" 8" 9" 10" 12" 14" 16"

2.3 2.3 3.0 3.7 4.6 5.8 6.8 8.2 10.0 11.4 14.6 16.4 18.2 20.5 22.7 28.6 32.2 36.3

3.7 4.7 5.6 6.7 8.1 9.2 11.8 13.3 14.7 16.6 18.4 23.2 26.1 29.4

3.0 3.8 4.5 5.4 6.6 7.4 9.5 10.7 11.9 13.4 14.8 18.7 21.1 23.7

2.4 3.0 3.6 4.3 5.3 6.0 7.7 8.6 9.6 10.8 11.9 15.0 16.9 19.1

100 100 100 100 100 100 6, 12, 50, 100 6, 12, 50 *) 6, 12, 50 *) 6, 12 6, 12 6, 12 6, 12 6, 12 6, 12 6, 12 6, 12 6, 12

LAPORAN NOTA DESIGN


3-22


Diameter

Tabel Pipa (mm)

T.A. 2011

OD (mm)

ND (inci)

SDR - 11 S-5

SDR - 13,6 S-6,3

SDR - 17 S-8

SDR - 21 S-10

Panjang Pipa per Batang / Rol (mtr)

450 500 630 710 800 900 1000 1200

18" 20" 24" 28" 32" 36" 40" 48"

40.9 45.4 57.2 -

33.1 36.8 46.3 52.2 -

26.7 29.6 37.2 42.1 47.4 53.5 59.3 -

21.5 23.9 30.0 33.9 38.1 42.9 47.7 57.2

6, 12 6, 12 6, 12 6 6 6 6 6

Sumber : SNI 06 - 4829 - 2005

3.7.2 Sarana Penunjang Pipa yang digunakan dalam sistem pipa pesat ini harus dilengkapi dengan peralatan bantu (Accesoris) agar bisa berfungsi dengan baik, seperti : 1. Sambungan antar pipa Untuk menggabungkan pipa yang satu dengan yang lain diperlukan suatu sambungan pipa, baik yang berdiameter sama atau berbeda, belokan pipa dan penggabungan dua pipa yang berbeda jenis. Jenis sambungan pada pipa antara lain :  mangkok (bell) dan lurus (spingot)  sambungan mekanik  sambungan dorong (push on joint)  sambungan flens Sambungan tersebut dipakai sesuai kebutuhan dan kondisi lapangan saat pemasangan pipa ditambah dengan perlengkapan sambungan, yaitu : a. Belokan (bend) Digunakan untuk mengubah arah dari arah lurus dengan sudut perubahan standar yang merupakan sudut dari belokan tersebut. Besar belokan standar adalah 11¼ o, 22½o, 45o, dan 90o. Bahan belokan itu biasanya sama dengan pipa. b. Perlengkapan “T” Untuk pipa sekunder dipasang tegak lurus (90o) pada pipa primer berbentuk T. Untuk ujung-ujungnya perlengkapan dapat terdiri dari kombinasi spigot, socket dan flens. c. Perlengkapan “Y” Untuk pipa sekunder yang dipasang pada pipa primer dengan sudut 45o 2. Pintu dan katup Aliran air yang baik di dalam pipa sangat ditunjang oleh katup yang bekerja pada sambungan antar pipa. Berbagai jenis katup memiliki fungsi berbeda yang penggunaannya disesuaikan dengan kebutuhan dan kondisi lapangan agar suatu rangkaian pipa berfungsi dengan baik. Beberapa macam katub dalam rangkaian saluran pipa adalah :

LAPORAN NOTA DESIGN


3-23


T.A. 2011

 Flow Control Valve (FCV) Digunakan untuk membatasi aliran maksimum rata-rata yang melalui katup dari hulu ke hilir. Dimaksudkan untuk melindungi suatu komponen tertentu yang letaknya di hilir agar tidak rusak akibat aliran yang terlalu besar  Pressure Reducer Valve (PRV) Digunakan untuk menanggulangi tekanan yang terlalu besar di hilir katup. Jika tekanan naik hingga melebihi nilai batas, maka PRV akan menutup dan akan terbuka penuh bila tekanan di hulu lebih rendah dari nilai yang telah ditetapkan pada katup tersebut.  Pressure Sustaining Valve (PSV) Digunakan untuk menanggulangi penurunan secara drastis pada tekanan di hulu dari nilai yang telah ditetapkan. Jika tekanan di hulu lebih rendah dari batas minimumnya, maka katu akan menutup.  Pressure Breaker Valve (PBV) Digunakan untuk memberikan tekanan tambahan pada tekanan yang menurun di katup. Di samping itu, katup jenis ini juga dapat memberikan tambahan tekanan pada aliran yang berbalik arah (karena tekanan di hilir lebih tinggi dari tekanan di hulu) sehingga tekanan di hilir lebih rendah dari tekanan di hulu  Throttle Control Valve (TCV) Katup jenis ini digunakan untuk menstimulasi katup yang tertutup parsial dengan mengontrol minor losses yang berubah setiap waktu  General Purpose Valve (GPV) Digunakan untuk mengurangi atau mencegah aliran balik, untuk mewakili hubungan khusus debit-headloss yang diikuti dengan rumus hidraulik standar.

3.8

POMPA

Intake berfungsi untuk menampung air sungai sebagai air baku, unit ini dilengkapi dengan 3 unit pompa submersible yang dihubungkan dengan level indikator dan timer untuk memudahkan pengaturan kerja submersible secara bergantian. Pompa submersible yang bekerja dua unit satu stand by, bekerja bekerja secara bergantian diatur oleh timer secara otomatis. Mati hidupnya pompa dapat bekerja secara otomatis diatur oleh level indikator. Bila peralatan sedang dalam pengoperasian yang terus menerus, tidak diperlukan perlakuan khusus, namun aliran perlu diperiksa setiap hari. a. Pastikan bahwa tidak ada benda asing didalam cannel intake, terutama pada lokasi pompa. b. Pastikan bahwa pintu air telah dibuka dan level air diatas pompa submersible c. Pastikan semua vavle telah terbuka d. Bersihkan bar screen bila terlalu banyak sampah yang tersangkut. e. Jalankan pompa submersible secara manual atau otomatis f. Pastikan air telah mengalir ke lokasi WTP

LAPORAN NOTA DESIGN


3-24


3.9

T.A. 2011

GROUND SILL

Ground sill (Bangunan ambang) merupakan bangunan menyilang pada sungai yang bertujuan untuk mengurangi kecepatan aliran, terutama aliran yang menimbulkan gerusan terhadap formasi material dasar sungai. Penempatan bangunan ambang tersebut adalah untuk menjaga agar besarnya daya angkut aliran air sungai, serta kemiringan dasar sungai akan menjadi stabil. Fungsi lain dari bangunan tersebut adalah untuk mengurangi besarnya angkutan sedimen dan untuk menangkap sebagian sedimen yang terangkut oleh aliran sungai. Ground sill biasanya harus di letakkan sebelah hilir konstruksi yang diamankan, seperti tanah gerak atau longsoran yang memudahkan terjadinya erosi vertical dan horizontal secara bersamaan.

Denah ambang dan arah limpasan air.

Gambar 3.8. Contoh Bangunan Ambang dan Arah Limpasan Air

3.9.1 Tipe dan Bentuk Ground Sill Tipe umum ground sill (bangunan ambang) adalah berbentuk ambang datar (bed gindle work), yang hampir tidak mempunyai terjunan dan elevasi puncak bangunan hampir sama dengan permukaan dasar sungai dan berfungsi untuk menjaga agar permukaan dasar sungai tidak turun lagi. Ambang pelimpah direncanakan sedemikian rupa dengan garis arah arus banjir (Sosrodarsono, 1985 : 187).

3.9.2 Tinggi Ground Sill Tinggi ground sill biasanya dibatasi lebih kecil dari 5 m dari dasar sungai dan apabila ada lantai apron biasanya diambil 3,5 – 4,5 m. Ground sill yang tinggi lebih besar 5 m, kadangkdadang harus dibangun untuk maksud tertentu, tetapi semua itu tergantung dari kondisi topografi dimana ground sill tersebut diperlukan.

LAPORAN NOTA DESIGN


3-25


T.A. 2011

BAB 4 PERENCANAAN BANGUNAN INTAKE DAN SALURAN TRANSMISI

4.1

LEBAR BUKAAN

Untuk mendimensi lebar bukaan debit rencana harus dikalikan dengan faktor keamanan sebesar 1,2, guna menambah fleksibilitas dan agar dapat memenuhi kebutuhan yang lebih tinggi selama umur proyek, yakni Kapasitas debit yang dibutuhkan = 200 liter/detik = 0,2 m3/detik Debit rencana = debit yang dibutuhkan x 1,2 = 0,2 x 1,2 = 0,24 m3/det. Jumlah bukaan yang direncanakan = 2 buah Kapasitas debit tiap bukaan = 0,24 / 2 = 0,12 m3/detik Dengan mengambil harga koefisien debit (0,8), percepatan grafitasi (9,81 m/det) dan beda tinggi muka air di depan dan belakang pintu (0,1), maka besar b x h adalah sebagai berikut : Q  c . b . h . 2 . g . H 0,12  0,8 .b .h . 2 . 9,81 . 0,1 b . h  0,107

Dimensi lebar bukaan diatas perlu di kontrol terhadap kecepatan masuk rencana yang nilainya berkisar antara 1,0 – 2,0 m/det, yakni :

Q  A.v v

Q 0,12   1,12 m / det A 0,107

Nilai kecepatan diatas dantara nilai kecepatan rencana yang artinya dapat diterima, yakni 1 m/det < 1,12 m/det < 2 m/det Dengan nilai diatas maka diambil lebar bukaan = 1,8 m, nilai ini diambil untuk pengembangan kapasitas debit di masa yang akan datang. Perencanaan lebar pintu diatas dengan nilai sebesar 1,8 m dapat menaikkan atau mengalirkan air sebesar 650 liter/detik dengan kapasitas debit tiap bukaan sebesar 0,390 m3/detik, karena tinggi muka air pada saat debit minimum sebesar 20 cm masih dibawah tinggi bukaan hitungan, yakni :

Q  c . b . h . 2 . g . H h

Q c . b . 2 . g . H



0,324 0,8 . 1,8 . 2 . 9,81. 0,1

h  0,193 m  0,2 m.

LAPORAN NOTA DESIGN | PERENCANAAN BANGUNAN INTAKE DAN SALURAN TRANSMISI

4-1


4.2

T.A. 2011

DIMENSI PIPA

Perhitungan dimensi pipa saluran transmisi dengan menggunakan persamaan DarcyWiesbach dengan data sebagai berikut :  Kapasitas debit yang dibutuhkan  Debit rencana

 Kecepatan rencana

= = = = = =

200 liter/detik 0,2 m3/detik debit yang dibutuhkan x 10% 0,2 x 10% 0,22 m3/det. 1,5 – 2,0 m/det.

Untuk dimensi pipa saluran transmisi ini dilakukan dengan cara coba-coba dengan mengambil angka dimensi pipa dan koefisien gesekan, adapun langkah-langkah yang digunakan adalah sebagai berikut :  Mencoba nilai dimensi pipa, sampai menghasilkan nilai kecepatan aliran sesuai dengan kecepatan rencana dengan menggunakan persamaan debit aliran yakni :



Q  A.V Q V A



 Menentukan koefisien gesekan yang merupakan fungsi dari angka Reynolds (Re > 100000) dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

1



f



 2 . Log

2 f . Log

Re . f 2,51

Re . f 1 2,51

 Menghitung Angkar Reynolds Re 

vD 

Dengan menggunakan langkah-langkah tersebut diatas, maka hasil perhitungan disajikan pada tabel dibawah ini : Tabel 4.1. Menentukan diameter pipa dan kecepatan aliran D

v

f

Re

Q

0.300

3.11

0.0186633

614,687

0.220

0.350

2.29

0.0192266

526,874

0.220

0.400

1.75

0.0197358

460,829

0.220


Dari hasil tabel diatas menunjukkan bahwa kecepatan aliran yang sesuai dengan kecepatan rencana adalah 1,75 m/detik2, sehingga diperoleh dimensi pipa sebesar 0,4 meter LAPORAN NOTA DESIGN | PERENCANAAN BANGUNAN INTAKE DAN SALURAN TRANSMISI

4-2


4.3

T.A. 2011

PERENCANAAN KEHILANGAN TINGGI TEKANAN (HEAD LOSSES)

Besarnya kehilangan tinggi tekanan dihitung akibat adanya mayor losses yaitu kehilangan yang terjadi akibat adanya gesekan antara bahan saluran (pipa) terhadap air dan minor losess yaitu kehilangan yang terjadi akibat adanya perubahan luas penampang dan aksesoris pipa. Untuk mengetahui kondisi aliran dalam pipa dapat dihitung dengan bilangan Reynold yakni : Re  Re 

vD  1,75 x 0,4 

1,519 x 10 - 6 Re  460829

Perencanaan saluran transmis ini memiliki kecepatan aliran dalam pipa sebesar 1,75 m/det dengan diameter 0,4 m, yang nilai kekentalan kinematik untuk air pada suhu 5 0C sehingga diperoleh bilangan Reynold sebesar 460.829 (aliran bersifat turbulen).

4.3.1 Akibat Adanya Mayor Losses Zat cair yang mengalir di dalam bidang batas (pipa, saluran terbuka atau bidang datar) akan terjadi tegangan geser dan gradient kecepatan pada seluruh medan aliran, karena adanya kekentalan. Tegangan geser tersebut akan menyebabkan terjadinya kehilangan tenaga selama pengaliran. Perhitungan kehilangan tinggi tekanan (head losses) ini dapat dihitung dengan persamaan Hazen-Williams. hf 

10,7 . L C hw

1,85

Dimana : L = Panjang pipa D = diameter pipa Q = debit aliran pada pipa Chw = koefisien kekasaran Hazen-Williams

.D

= = = =

4,87

. Q1,85

986.5 m 0,4 m 0,22 m3/det (2 pompa) 140 (Pipa HDPE)

Sehingga, hf 

10,7 . (986,5) 1,85

140 . 0,4 h f  5,93 meter

4,8655

. 0,22 1,85

4.3.2 Akibat Adanya Minor Losses Untuk menentukan minor losses akibat adanya aksesoris pipa menggunakan rumus Euler,, yakni :  v2   hf   .   2.g   


4-3


T.A. 2011

Dimana :  = koefisein tahanan Hidrolik D = diameter pipa (inche) R = radius aksesoris (inche)  = sudut aksesoris Kehilangan tinggi tekanan pada instalasi pompa dan sepanjang pipa mencakup antara lain : check valve dan elbow yakni :  Check Valve = 2 x 0,20 = 0,40  Jumlah elbow sebanyak = 9 x 0,4 = 3,60 Maka diperoleh koefisien tahanan hidrolik = 4,00 Sehingga kehilangan tekanan di instalasi pompa dan sepanjang pipa sebesar  v2   hf   .   2.g     1,75 2   hf  4 .   2.( 9,81)    h f  0,6 meter

4.3.3 Head Total Pompa Head pompa yang dibutuhkan untuk menaikkan air dari sumber air baku ke WTP dapat dihitung dengan mempertimbangkan terhadap overhead sebesar 10%. Untuk menaikkan air tersebut menggunakan pompa submersible adalah suatu pompa dengan konstruksi dimana bagian pompa dan motor listriknya merupakan suatu kesatuan dan terbenam dalam air. Pada perencanaan ini submersible pump tersebut akan ditanam sedalam 9,2 m dari permukaan tanah sehingga pompa yang akan digunakan mempunyai head adalah sebagai berikut : H W  h a  hp  hl H W  9,2  0  5,93  0,60 H W  15,75 m

Jumlah total head yang dibutuhkan dengan mempertimbangkan overhead sebesar 10% sebesar : 1,1 x 15,75 = 17,325 m, dengan demikian total head yang diambil sebesar 18 m. Hasil total head ini akan disimulasi dengan menggunakan software Epanet versi 2,0 yang hasilnya dapat dilihat pada lampiran. Setelah mendapatkan besar head pompa angkat, kemudian dihitung besar daya pompa dengan menggunakan rumus :

Q . Hw 76 220 . 18 HP  76 HP  52,105 HP HP  38,85 kW (untuk 2 pompa) HP 


4-4


T.A. 2011

di mana: HP = tenaga kuda (Horse Power) Q = debit, I/dt HW = gaya angkat vertikal, m Maka, diperlukan tenaga satu pompa sebesar 19,425 kW untuk menaikkan air sampai ke lokasi WTP.

4.4

ANALISIS STABILITAS

Analisis stabilitas konstruksi pada pelaksanaan pekerjaan perencanaan meliputi kegiatan antara lain : 1. Analisis stabilitas terhadap daya dukung tanah 2. Analisis stabilitas terhadap kemungkinan geser 3. Analisis atabilitas terhadap kemungkinan guling Sedangkan dalam analisis selanjutnya akan ditinjau untuk berbagai kondisi, antara lain :  kondisi muka air normal, pada kondisi tidak ada gempa  kondisi muka air banjir, pada kondisi tidak ada gempa  kondisi muka air normal, pada kondisi ada gempa  kondisi muka air banjir Beberapa hal yang berhubungan dengan analisis stabilitas antara lain : 1.

Tekanan tanah Perhitungan tekanan tanah akan dipakai untuk desain konstruksi dinding penahan tanah khususnya pada saluran peluncur dengan mempergunakan Rankine's Formula sebagai berikut :  Tekanan tanah aktif : Ea = 1/2 Ka. .H12 - 2cH1 VKa  Tekanan tanah pasif : Ep = 1/2 Kp. .H22 - 2cH2 VKp dimana : Ea = Tekanan tanah aktif (KN/m) Ep = Tekanan tanah pasif (Kn/m) Ka = Koefisien tekanan tanah aktif Kp = Koefisien tekanan tanah pasif = jenis tanah (t/m3) H1 = Tinggi tekanan tanah aktif (m) H2 = Tinggi tekanan tanah pasif (m) c = Kohesi (t/m2)


4-5


2.

T.A. 2011

Tekanan air  Tekanan Hidrostatis Tekanan hidrostatis dihitung berdasarkan rumus : p = 1/2  w.h2 dimana : p = Tekanan hidrostatis (t/m2) w = Berta jenis air (t/m3) h = Tinggi air (m)  Tekanan Air Dinamis Penambahan tekanan air yang diakibatkan oleh adanya gempa akan diperhitungkan dengan rumus pendekatan sebagai berikut: Pd = 7/12 x w x K x Yi3 x Pi dimana : Pd = Tekanan air dinamis (ton) = Berat jenis air (t/m3) w K = Koefisien gempa (=0.12) Yi = Kedalaman air pada titik tertentu (m) pi = Kedalaman air dari dasar ke Permukaan (m)

3.

Tekanan Uplift Tekanan ini akan diperhitungkan terhadap konstruksi yang terletak di bawah muka air dan dasar pondasi bangunan dengan arah ke atas. Untuk dasar pondasi batuan yang rata, maka dihitung dengan persamaan berikut : a. Jika H1 > H2 1   Pu  c *  w * h 2  *  * h1  h 2  * A …(sumber: KP-02, hal. 112) 2  

b. Jika H1 = H2 = H Pu  c *  w * H * A

dengan : Pu = Tekanan uplift (ton/m2) c = Proporsi luas di mana tekanan hidrostatik bekerja (c = 1, untuk semua tipe pondasi) w = Berat jenis air (ton/m3) H1 = Tinggi muka air di hulu bangunan (m) H2 = Tinggi muka air di hilir bangunan (m) H = Tinggi muka air di hulu/hilir bangunan (m)  = Proporsi tekanan (proportion of net head), disajikan pada Tabel dibawah ini. A = Luas dasar bangunan = B * L (m2) B = Lebar dasar bangunan (m) L = panjang dasar bangunan (L = 1, per m')


4-6


T.A. 2011

Tabel 4.2. Harga-harga   (Proporsi Tekanan)

Tipe Pondasi Batuan Berlapis horisontal

1,00

Sedang, pejal (massive) Baik, pejal

0,67 0,50

Sumber : KP-02, halaman 113

Gaya tekan ke atas (uplift) untuk bangunan pada permukaan tanah dasar (subgrade) yang tidak rata dihitung dengan asumsi-asumsi yang digunakan oleh Lane untuk teori angka rembesan (weighted creep theory). Dalam teori Angka Rembesan Lane, diandaikan bahwa bidang horisontal memiliki daya tahan terhadap aliran (rembesan) 3x lebih lemah dibandingkan bidang vertikal. Gaya tekan ke atas di bawah bangunan dihitung dengan cara membagi beda tinggi energi pada bangunan sesuai dengan panjang relatif di sepanjang pondasi. Gaya tekan ke atas pada titik x di sepanjang dasar bangunan intake dirumuskan sebagai berikut :

L Px  Hx  x * H L dengan : Px = Tekanan uplift pada titik x (ton/m2) L = Panjang total bidang kontak bangunan intake dan tanah dasar (m) Lx = Jarak sepanjang bidang kontak dari hulu sampai x (m) H = Beda tinggi energi (m) Hx = Tinggi energi di hulu bangunan pada titik x (m) L dan Lx adalah jarak relatif yang dihitung menurut cara Lane, tergantung pada arah bidang tersebut. Bidang yang membentuk sudut 45o atau lebih terhadap bidang horisontal, dianggap vertikal. 4.

Tekanan Lumpur Tekanan lumpur yang bekerja terhadap muka hulu intake atau terhadap pintu dihitung sebagai berikut :

 * h2 Ps  s 2

 1  sin   *   1  sin 

dengan : Ps = Gaya yang terletak pada 2/3 kedalaman dari atas lumpur yang bekerja secara horisontal (ton/m2) s = Berat jenis lumpur (ton/m3) h = Kedalaman/tebal lumpur (m)  = Sudut geser dalam (o) Beberapa asumsi dibuat sebagai berikut :

 s   s' * dengan : s’ = Berat volume kering tanah

G 1 G

( 16 kN/m3 = 1,6 ton/m3) LAPORAN NOTA DESIGN | PERENCANAAN BANGUNAN INTAKE DAN SALURAN TRANSMISI

4-7


G = Berat volume butir Menghasilkan s = 10 kN/m3

T.A. 2011

(= 2,65) ( 1 ton/m3)

Sudut geser dalam diasumsikan 30o, sehingga menghasilkan : Ps  1,67 * h 2

h1 h2

batuan

batuan

Pu Wu

Ywh2

½  (h1 – h2) Yw . Gambar 4.1. Gaya Angkat pada Pondasi Tanah Dasar (Sumber: KP-02, halaman 135)

5.

Berat Bangunan Berat bangunan ditentukan oleh bahan yang dipakai untuk membuat bangunan itu. Untuk tujuan-tujuan perencanaan, dipakai harga-harga berat volume dibawah ini : Pasangan batu = 22 kN/m3 (= 2.200 kgf/m3) Beton tumbuk = 23 kN/m3 (= 2.300 kgf/m3) Beton bertulang = 24 kN/m3 (= 2.400 kgf/m3)

6.

Reaksi Pondasi Reaksi pondasi diandaikan berbentuk trapesium dan tersebar secara linier. Tegangan tanah yang terjadi adalah : P

 W    W .e

A I dimana : P = tegangan tanah yang terjadi (ton/m2) (W) = keseluruhan gaya vertikal, termasuk tekanan ke atas, tetapi tidak termasuk reaksi pondasi A = luas dasar (m2) e = eksentrisitas pembebanan, atau jarak dari pusat gravitasi dasar (base) sampai titik potong resultante dengan dasar (m) I = momen kelembaman (moment of inertia) dasar di sekitar pusat gravitasi m = jarak dari titik pusat luas dasar sampai ke titik di mana tekanan dikehendaki LAPORAN NOTA DESIGN | PERENCANAAN BANGUNAN INTAKE DAN SALURAN TRANSMISI

4-8


Untuk dasar segiempat dengan panjang l dan lebar 1,0 m, I  tersebut menjadi : P

T.A. 2011

l3 dan A  1 , rumus 12

 W  1  12e m l2



1



sedangkan tekanan vertikal pondasi pada ujung bangunan ditentukan dengan rumus :

P' 

 W  1  6e 

P' ' 

 W  1  6e 

1 dengan m’ = m’’ = l 2

l

l





l 

l 

Bila harga e lebih besar dari 1/6, maka akan dihasilkan tekanan negatif pada ujung bangunan. Tekanan negatif/tarikan tidak diijinkan, yang memerlukan irisan yang mempunyai dasar segiempat sehingga resultante untuk semua kondisi pembebanan jatuh pada daerah inti.

4.4.1

Kebutuhan Stabilitas

A. Stabilitas Geser Keamanan terhadap gaya geser diformulasikan sebagai berikut :

SF 

f * V  U  c * A  SF H

dimana : SF = Faktor keamanan f = Koefisien gesekan, disajikan pada tabel dibawah ini V = Resultan gaya vertikal yang ditinjau terhadap bidang geser (ton) U = Resultan gaya uplift yang ditinjau terhadap bidang geser (ton) H = Resultan gaya horisontal yang ditinjau terhadap bidang geser (ton) c = Kekuatan geser bahan (ton/m2); untuk beton dapat diambil 1100 kN/m2 = 110 ton/m2 A = Luas dasar yang ditinjau (m2) SF = Faktor keamanan yang diijinkan Tabel 4.3. Harga-harga Perkiraan untuk Koefisien Gesekan Bahan Pasangan batu pada pasangan batu

f 0,60 - 0,75

Batu keras berkualitas baik

0,75

Kerikil

0,50

Pasir

0,40

Lempung

0,30

Sumber : KP-02, halaman 121 LAPORAN NOTA DESIGN | PERENCANAAN BANGUNAN INTAKE DAN SALURAN TRANSMISI

4-9


T.A. 2011

B. Stabilitas Guling Persamaan yang digunakan :

SF 

MV  SF MH

dengan : SF = Faktor keamanan MV = Momen yang bekerja akibat resultan gaya vertikal terhadap titik yang ditinjau (tonm) MH = Momen yang bekerja akibat resultan gaya horisontal terhadap titik yang ditinjau (tonm) SF = Faktor keamanan yang diijinkan C. Stabilitas Daya Dukung Daya dukung tanah yang diijinkan dihitung dengan rumus Terzaghi sebagai berikut : qall 

 * c * Nc   * D * Nq   *  * B * N 

SF dengan : qall = Daya dukung tanah yang diijinkan (ton/m2) SF = Faktor keamanan (diambil SF = 3)  = Diambil 1,00 (asumsi pondasi menerus)  = Diambil 0,50 (asumsi pondasi menerus) c = Kohesi tanah (ton/m2)  = Berat isi tanah (ton/m3) D = Kedalaman dasar pondasi (m) B = Lebar dasar pondasi (m) Nc, Nq, N = Faktor daya dukung

Tegangan yang terjadi akibat eksentrisitas resultan gaya yang bekerja tidak boleh melebihi daya dukung tanah yang diijinkan. Tegangan yang terjadi dihitung dengan rumus :

e  d

B 2

Apabila : 1. Daya dukung pada keadaan tidak terjadi tegangan tarik pada dasar pondasi atau harga : B e , 6 maka : qmaks,min 

6 * Me V   qall L * B L * B2

2. Daya dukung pada keadaan terjadi tegangan tarik pada dasar pondasi atau harga :

e

B , 6

maka : qmaks 

2* V  qall L*X


4-10


T.A. 2011

dengan : e = Eksentrisitas resultan gaya yang bekerja dari as bidang bangunan (m) d = Jarak resultan gaya terhadap titik yang ditinjau (m) B = Lebar dasar bangunan (m) V = Resultan gaya vertikal yang bekerja (ton) L = Panjang bangunan (m) Me = V*e (m) X = 3*d q = Daya dukung tanah yang terjadi (ton/m2) qall = Daya dukung tanah yang diijinkan (ton/m2) Hasil dari perhitungan stabilitas disajikan pada lampiran.

4.5

ANALISA PROFIL MUKA AIR

Berdasarkan hasil perhitungan debit maximum dan debit minimum Sungai Deli, maka akan diperoleh elevasi muka air minimum dan elevasi muka air banjir. Elevasi muka air banjir diambil dari debit maksimum dengan kala ulang 50 tahun yaitu sebesar 444,61 m3/detik. Sementara elevasi muka air minimum diambil dari debit minimum yaitu sebesar 4,1 m3/detik. Dari hasil debit ini maka diperoleh muka air dengan menggunakan program Hecras yaitu masing-masing mempunyai elevasi sebesar 1,004 meter untuk debit minimum dan 7,655 meter untuk debit maksimum. Dengan kebutuhan debit 200 ltr/detik maka bangunan intake didesain dari Sei Deli dengan elevasi dasar saluran intake +0,83 m.

4.6

DESAIN GROUND SILL

Ambang yang semakin tinggi gaya tarik aliran air sungainya akan semakin menurun. Akan tetapi ambang dengan elevasi mercu yang terlalu tinggi akan menimbulkan dasar sungai di sebelah hulu ambang akan naik dan air sungai dengan terjunannya yang tinggi akan mengganggu stabilitas dasar sungai di sebelah hilir ambang tersebut. Lokasi bangunan ground sill diambil kearah hilir bangunan intake sejauh 17,20 m dari as bangunan intake yang direncanakan dengan tinggi ambang 1,06 m dari dasar sungai dan lebar ambang 0,8 m yang nantinya akan di cek terhadap stabilitas konstruksi tersebut (hasil disajikan pada lampiran). Setelah adanya bangunan ground sill ini profil muka air pada saat debit minimum bertambah tinggi yakni pada elevasi +1,233 m.


4-11


T.A. 2011

BAB 5 KESIMPULAN

Dari hasil pembahasan mengenai hasil perhitungan diatas untuk pekerjaan SID Intake dan Saluran Transmisi Sei Deli Kota Medan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut : A. Bangunan intake direncanakan sebagai berikut :  3 (tiga) buah bukaan dengan rincian 2 bukaan untuk operasional dan 1 bukaan untuk cadangan.  Dimensi bangunan tiap bukaan 1,8 x 7,5 m  Jenis pintu bukaan direncanakan dengan pintu baja pertikal B. Pemilihan jenis pipa yang diambil adalah HDPE, karena keuntungan pipa ini adalah fleksibel, bisa ditekuk dan disambung, tahan karat dan tahan lama, tesedia berbagai tipe sesuai kapasitas tekanan, serta ringan mudah diangkut. C. Rencana saluran transmisi dengan kapasitas debit 200 liter/detik adalah sebagai berikut :  Dimensi pipa : 400 mm  Kecepatan aliran dalam pipa (v) : 1,75 m/det  Panjang pipa : 986,5 m D. Total kehilangan tinggi head adalah sebagai berikut :  Berdasarkan hitungan sebesar 18 m,  Berdasarkan simulasi program Epanet diperoleh 1,1 x 15 m yakni sebesar 16,5 m Sehingga total kehilangan tinggi head yang diambil sebesar 18 m. E. Besar daya untuk satu pompa untuk menaikkan air sampai ke lokasi WTP adalah :  Berdasarkan hitungan sebesar 19,425 kW  Berdasarkan simulasi program Epanet 21,57 kW Sehingga besar daya yang diambil untuk satu pompa.adalah 21,57 kW. F. Jenis Pompa untuk menaikkan air sampai ke WTP adalah submersible G. Lokasi bangunan ground sill diambil kearah hilir bangunan intake sejauh 17,20 m dari as bangunan intake yang direncanakan sebagai berikut :  Lebar ambang : 0,80 m  Tinggi ground sill dari dasar sungai : 1,06 m  Lebar ground sill sisi bawah : 1,96 m H. Profil muka air pada debit minimum (Q = 4,1 m3/det) yakni :  Sebelum ada ground sill profil muka air pada elevasi : + 1,004 m  Setelah ada ground sill profil muka air pada elevasi : + 1,233 m

LAPORAN NOTA DESIGN

| KESIMPULAN

5-1


T.A. 2011

LAMPIRAN

Gambar Bangunan Intake Hasil Epanet Hasil Stabilitas Bangunan Intake Hasil Stabilitas Bangunan Ground Sill

LAPORAN NOTA DESIGN

| LAMPIRAN

a

Laporan Nota Desain REVISI

Recommend Documents