Perencanaan sistem penyediaan air minum

PERENCANAAN SISTEM PENYEDIAAN AIR MINUM KOTA PROBOLINGGO

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Air merupakan unsur alam yang keberadaan paling besar di muka bumi ini. Air juga merupakan salah satu kebutuhan utama bagi makhluk hidup. Kebutuhan akan air semakin meningkat seiring bertambahnya kebutuhan air untuk irigasi, sumber energi, produksi industri, dan lain-lain. Hal ini menyebabkan banyaknya kebutuhan manusia akan air minum terus meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk, kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi. Sumber-sumber air konvensional yang berupa air permukaan semakin tidak mencukupi untuk memenuhi kebutuhan air bersih. Oleh karena itu, untuk mendapatkan air bersih dilakukan beberapa cara mengolah air permukaan (air sungai, danau) agar dapat digunakan sebagai air bersih sesuai standard kesehatan dan alternatif lain untuk mendapatkan air bersih dilakukan adalah dengan membuat sumur bor. Namun, banyak kendala yang harus dihadapi, seperti semakin terbatasnya sumber air baku maupun penurunan mutu air baku itu sendiri sehingga perlu adanya proses pengolahan tertentu yang memerlukan biaya tinggi untuk memenuhi persyaratan kualitas air minum. Kendala ini semakin terasa di daerah yang padat penduduknya seperti di kota besar termasuk Kota Probolinggo. Di Kota Probolinggo terdapat banyak industri pengolahan, baik industri besar seperti KTI (Kutai Timur Indonesia) dan lain-lain maupun industri-industri kecil. Hal ini dipengaruhi oleh kegiatan ekonomi Kota Probolinggo di bidang industri pengolahan yang cukup besar. Industri ini merupakan kegiatan ekonomi yang cukup besar selain kegiatan perdagangan, pariwisata, dan restoran. Banyaknya kegiatan industri tersebut menambah kebutuhan air di Kota Probolinggo. Begitu juga dengan bertambahnya jumlah penduduk di kota ini yang diduga tidak hanya berasal dari dalam Kota Probolinggo, tetapi juga berasal dari kota-kota lain. Hal ini juga harus diimbangi dengan perbaikan sistem penyaluran yang baik sehingga sistem penyaluran air bersih baik untuk industri maupun domestik dapat tersalur ke konsumen dengan baik. Melalui pembuatan jaringan atau sistem perpipaan maka dapat diatasi permasalahan kebutuhan air bersih untuk suatu daerah yang letaknya

Wilda Azmia Naufala - 3311100068

1


cukup jauh dari sumber air. Hal utama yang perlu dipertimbangkan dalam perencanaan dan pembuatan jaringan atau sistem perpipaan ini adalah jumlah kepadatan penduduk, kondisi fisik daerah perencanaan, keadaan topografinya, tata guna lahan dan kemungkinan perkembangannya di masa yang akan datang.

1.2 Maksud dan Tujuan Perencanaan sistem penyediaan air minum di Kota Probolinggo ini dimaksudkan untuk memenuhi seluruh kebutuhan masyarakat Kota Probolinggo akan air bersih, yang mana masyarakat lebih mudah mendapatkan air bersih tanpa harus mengambil langsung dari sumbernya dan dapat memperoleh air bersih dengan kondisi yang memenuhi syarat kualitas, kuantitas dan kontinuitas. Tujuan dari perencanaan sistem penyediaan air minum ini adalah untuk menyediakan dan menyalurkan air minum secara merata ke seluruh masyarakat di daerah pelayanan sehingga kebutuhan air masyarakat dapat terpenuhi secara: 1. Kualitas, air tersebut baik secara fisik, kimia dan bakteriologis. 2. Kuantitas, jumlah air dapat memenuhi kebutuhan yang ada. 3. Kontinuitas, kebutuhan air dapat terpenuhi setiap waktu.

1.3 Ruang Lingkup Batasan atau ruang lingkup dalam perencanaan sistem distribusi air minum ini adalah: 1. Daerah Pelayanan Daerah pelayanan ditentukan dengan mempertimbangkan faktor sosial ekonomi, kepadatan penduduk, dan kemungkinan pengembangan serta tata guna lahan. Daerah pelayanan adalah sebagian dari daerah proyek yang benar-benar mendapatkan pelayanan. Daerah yang dilayani adalah kota Probolinggo, yang terdiri dari 29 kelurahan. 2. Proyeksi Penduduk dan Fasilitas Umum Jumlah penduduk dan fasilitas umum diproyeksikan hingga 17 tahun kedepan untuk mengetahui dan memenuhi jumlah kebutuhan air yang harus didistribusikan pada tahun yang direncanakan tersebut. 3. Alternatif Pemilihan Jaringan Distribusi Air Minum


2


4. Jaringan distribusi air minum menggunakan sistem melingkar atau loop yang direncanakan disesuaikan dengan kondisi jalan yang ada dan perkembangan daerah pelayanan. 5. Perhitungan Kebutuhan Air Kebutuhan air dihitung berdasarkan proyeksi jumlah penduduk dan fasilitas umum pada tahun perencanaan yang meliputi kebutuhan domestik dan non domestik termasuk juga untuk kebocoran. 6. Perhitungan Dimensi Pipa Dimensi pipa direncanakan sesuai dengan kebutuhan air pada tahun perencanaan, 7. Bill of Quality dan Rencana Anggaran Biaya Dari sistem distribusi air minum yang direncanakan dapat dihitung jenis dan banyaknya pipa serta aksesoris yang dibutuhkan dapat pula diperkirakan total anggaran biayanya. 8. Gambar-Gambar Gambar-gambar yang diperlukan dalam perencanaan sistem distribusi air minum ini adalah : a. Peta daerah b. Peta daerah pelayanan c. Peta pembagian blok d. Peta jaringan pipa induk dan tapping e. Detail junction dan bangunan pelengkap


3


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Proyeksi 2.1.1 Proyeksi Penduduk Proyeksi jumlah penduduk dan fasilitas-fasilitas yang ada sangat diperlukan untuk kepentingan perencanaan dan perancangan serta evaluasi penyediaan air bersih. Kebutuhan akan air bersih semakin lama semakin meningkat sesuai dengan semakin berkembangnya jumlah penduduk dimasa yang akan datang. Untuk suatu perencanaan diperlukan suatu proyeksi penduduk (termasuk juga fasilitas-fasilitas umum). Walaupun proyeksi bersifat ramalan dimana keberadaannya dan ketelitiannya bersifat subjektif, namun bukan berarti tanpa pertimbangan dan metoda. Dalam proyeksi penduduk ada beberapa faktor yang mempengaruhi, yaitu: 1.

Jumlah populasi peduduk dalam suatu area Bila perkembangan penduduk pada masa lampau tidak terdapat penurunan, maka proyeksi penduduk akan semakin teliti.

2.

Kecepatan pertambahan penduduk Apabila angka kecepatan pertambahan penduduk pada masa lampau semakin besar, maka proyeksi penduduk akan berkurang petelitiannya.

3.

Kurun waktu proyeksi Semakin panjang kurun waktu proyeksi, maka proyeksi penduduk akan semakin berkurang ketelitiannya. Data penduduk masa lampau sangat penting untuk menentukan proyeksi

penduduk pada masa yang akan datang. Jadi pada dasarnya proyesi penduduk pada masa yang akan datang sangat bergantung pada data penduduk saat sekarang ataupun masa lampau. Dalam menghitung proyeksi penduduk, terdapat tiga metode, yaitu: a. Metode Rata-rata Aritmatik Metode ini sesuai untuk daerah dengan perkembangan penduduk yang selalu naik secara konstan, dan dalam kurun waktu yang pendek. Rumus yang digunakan :


4


dimana : Pn = jumlah penduduk pada akhir tahun periode Po = jumlah penduduk pada awal proyeksi r

= rata-rata pertambahan penduduk tiap tahun

dn = kurun waktu proyeksi

b. Metode Berganda (Geometrik) Proyeksi dengan metoda ini menganggap bahwa perkembangan penduduk secara otomatis berganda, dengan pertambahan penduduk . Metoda ini tidak memperhatikan adanya suatu saat terjadi perkembangan menurun dan kemudian mantap, disebabkan kepadatan penduduk mendekati maksimum. Rumus yang digunakan : dimana : Po = Jumlah Penduduk mula-mula Pn = Penduduk tahun n dn = kurun waktu r

= rata-rata prosentase tambahan penduduk pertahun

c. Metode Selisih Kuadrat Minimum (Least Square) Metoda ini digunakan untuk garis regresi linier yang berarti bahwa data perkembangan penduduk masa lalu menggambarkan kecenderungan garis linier, meskipun perkembangan penduduk tidak selalu bertambah. Dalam persamaan ini data yang dipakai jumlahnya harus ganjil. Rumusnya adalah : dimana : t

= tambahan tahun terhitung dari tahun dasar

a

={ ∑

b

={

∑

∑

∑

∑

} {

∑

∑

} {

∑

∑

}

∑

∑

}

Untuk menentukan metode yang dipakai untuk proyeksi penduduk, terlebih dahulu mencari nilai koefisien korelasi (r) untuk tiap - tiap metode. Untuk metode yang mempunyai nilai koefisien korelasi yang mendekati nilai 1 (satu), sesuai atau tidaknya analisa yang akan dipilih ditentukan dengan menggunakan nilai koefisien


5


korelasi yang berkisar antara 0 (nol) sampai 1 (satu) maka metode itulah yang dipakai untuk memproyeksikan penduduk. Persamaan yang dipakai adalah sebagai berikut : ∑ √{

∑

∑ ∑

}{

∑ ∑

∑

}

2.1.2 Proyeksi Fasilitas Jumlah serta jenis fasilitas yang ada pada daerah pelayanan menentukan besarnya kebutuhan air non domestik. Adanya pertambahan penduduk akan menyebabkan pertumbuhan fasilitas. Perlu diketahui bahwasanya jumlah fasilitas yang sudah ada tidak dapat diproyeksikan. Namun jumlah fasilitas yang ada tersebut dapat diperkirakan untuk tahun yang akan datang. Sehingga tidak ada data proyeksi fasilitas, namun yang ada adalah perkiraan jumlah fasilitas pada tahun yang akan datang. Selain pertambahan penduduk, pertambahan fasilitas juga dipengaruhi oleh jenis fasilitas, perluasan fasilitas yang ada, dan perkembangan sosial ekonomi Proyeksi fasilitas dapat dilakukan dengan pendekatan perbandingan jumlah penduduk:

Dalam menentukan kebutuhan air non domestik, selain melalui proyeksi fasilitas, ada juga yang langsung diasumsikan sebesar 25 % dari kebutuhan domestik yang telah diketahui dari proyeksi penduduk. Namun cara ini kurang representatif karena tidak memperhatikan jenis fasilitas yang ada pada daerah pelayanan tersebut, meskipun pertambahan penduduk dianggap sebanding dengan pertambahan fasilitas.

2.2

Kebutuhan Air dan Fluktuasinya Kebutuhan air merupakan jumlah air yang diperlukan oleh suatu unit

konsumsi air dimana kehilangan air dan kebutuhan air untuk pemadam kebakaran juga ikut dipertimbangkan. Kebutuhan dasar dan kehilangan air tersebut berfluktuasi dari waktu ke waktu, dengan skala jam, hari, bulan, selam kurun waktu satu tahun. Sedangkan untuk pemadam kebakaran, tidak berfluktuasi, karena penggunaannya hanya secara insidentil. Besarnya air yang


6


digunakan untuk berbagai jenis penggunaan tersebut dikenal dengan pemakai air. Besarnya konsumsi air yang digunakan, dipengaruhi oleh: a. Ketersediaan air, baik dari segi kuantitas, kualitas dan kontinyuitas. b. Kebiasaan penduduk setempat. c. Pola dan tingkat kehidupan. d. Harga air. e. Faktor teknis ketersediaan air, seperti : - Fasilitas distribusi - Fasilitas penyambungan limbah yang dapat memperngaruhi kualitas air bersih - Kemudahan dalam mendapatkannya f. Keadaan sosial ekonomi setempat.

2.2.1 Kebutuhan Domestik Kebutuhan dasar domestik ditentukan oleh adanya konsumen domestik, yang dapat diketahui dari data penduduk yang ada. Kebutuhan domestik ini antara lain mandi, minum, memasak dan lainnya. Kecenderungan meningkatnya kebutuhan air dasar ditentukan oleh kebiasaan dan pola hidup serta taraf hidup yang didukung oleh perkembangan sosial ekonomi.Jenis pelayanan air memberikan pengaruh terhadap konsumsi air, yang dikenal dua katagori fasilitas penyediaan air minum, yaitu : a.

Fasilitas perpipaan, yang meliputi : - Sambungan rumah Kran disediakan sampai dalam rumah atau bangunan - Sambungan halaman Kran disediakan hanya sampai halaman rumah saja - Sambungan

kran umum atau bak air yang dipakai bersama oleh

sekelompok rumah / bangunan. b.

Fasilitas non perpipaan, yang meliputi : - Sumur umum, mobil air, dan mata air.

Pelayanan per orang tergantung kategori kota, menurut Pelita V (P.U.Cipta Karya) dapat dilihat pada Tabel 2. 1.


7


Tabel 2. 1 Konsumsi Air Domestik No

Kategori Kota

Jumlah Penduduk

Metropolitan >1.000.000 1 Besar 500.000-1.000.000 2 Sedang 100.000-500.000 3 Kecil 20.000-100.000 4 IKK < 20.000 5 Sumber : PU Cipta Karya untuk PELITA V

Penyediaan Air SR HU 190 170 150 130 100

30 30 30 30 30

Kehilangan 20% 20% 20% 20% 20%

2.2.2 Kebutuhan Non Domestik Kebutuhan dasar air non domestik ditentukan banyaknya konsumen non domentik yang meliputi fasilitas-fasilitas : - Perkantoran (pemerintah dan swasta) - Pendidikan ( TK,SD, SMP,SMA, Perguruan Tinggi) - Tempat-tempat ibadah (mesjid, gereja,dll) - Kesehatan (RS,Puskesmas, BKIA,dll) - Komersial (Toko, Hotel, Bioskop) - Umum ( Terminal, Pasar, dll) - Industri

Untuk memprediksikan perkembangan kebutuhan air dasar non domestik perlu diketahui rencana pengembangan kota dan aktivitasnya (Tabel 2. 2). Bila tidak diketahui, maka prediksi dapat didasarkan pada satuan ekivalen penduduk dimana konsumen non-domestik dapat diperhitungkan mengikuti perkembangan kebutuhan air dasar konsumen domestik. Tabel 2. 2 Konsumsi Air Non Domestik Kategori

Kebutuhan air

Umum : Masjid

20 liter/m2/hari

Sekolah

10 liter/menit/hari

Rumah Sakit 200 liter/TT/hari Kantor

10 liter/pegawai/hari

Sumber : PU Cipta Karya


8


Banyaknya air yang dipakai untuk berbagai penggunaan dikenal sebagai konsumsi atau pemakaian air. Konsumsi air tergantung dari fungsi pemakai air (konsumen) dan jenis pelayanan air, termasuk didalamnya ketergantungan pada variabel penggunaan air. Untuk mempredikasikan perkembangan kebutuhan air non domestik, perlu diketahui rencana pengembangan kota dan aktivitasnya. Bila tidak diketahui maka prediksi dapat didasarkan pada satuan ekivalen penduduk Dimana konsumen non domestik dapat diperhitungkan mengikuti perkembangan kebutuhan air konsumen domestik.

2.2.3 Kehilangan Air Kehilangan air adalah selisih antara banyaknya air yang disediakan (water supply) dengan air yang dikonsumsi (water consumtion). Dalam kenyataanya, kehilangan air dalam suatu perencanaaan sistem distribusi selalu ada. Kehilangan air tersebut dapat bersifat teknis maupun non teknis. Yang misanya kebocoran pipa itu sendiri. Sedangkan yang bersifat non teknis misalnya pencurian air dari pipa distribusi. Dalam merencanakan sistem distribusi air minum harus juga diperhitungkan kebutuha air untuk kebocoran dengan maksuk agar titik-titik pelayanan tetap dapat terpenuhi kebutuhan airnya.Pengertian mengenahi kehilangan air ada tiga macam, yaitu : 1.

Kehilangan air rencana Kehilangan air rencana dialokasikan untuk kelancaran operasidan pemeliharan fasilitas penyediaan air bersih. Kehilangan air ini akan diperhitungkan dalam penetapan harga air, yang mana biayanya akan dibebankan pada pemakai air (konsumen).

2.

Kehilangan air percuma. Kehilangan air percuma menyangkut aspek penggunaan fasilitas penyediaan air bersih dan pengelolaannya. Hal ini sngat tidak diharapkan, dan harus diusahakan untuk ditekan dengan cara penggunaan dan pengelolaan fasilitas air bersih secara baik dan benar. Kehilangan air percuma ini terbagi dua, yaitu leakage dan wastage. Leakage adalah kehilangan air percuma pada komponen fasilitas yang tidak dikendalikan dengan baik oleh pengelola, sedangkan wastage adalah kehilangan air percuma pada saat pemakaian fasilitas oleh konsumen.


9


3.

Kehilangan air insidentil Kehilangan air insidentil adalah kehilangan air diluar kekuasaan manusia, seperti bencana alam.

Dalam perhitungan perencanaan penyediaan air bersih, dipakai istilah kehilangan air rencana dengan anggapan bahwa kehilangan air percuma dan insidentil telah termasuk di dalamnya. Besarnya kehilangan air rencana ini diperkirakan sebanyak 15 % sampai 25 % dari total kebutuhan air domestik. Dalam perencanaan ini besarnya kehilangan air diambil sebanyak 20 % dari kebutuhan air total (kebutuhan domestik + kebutuhan non-domestik). 2.2.4 Kebutuhan Air Untuk Pemadam Kebakaran Kebutuhan air untuk pemadam kebakaran bervariasi tergantung pada area pelayanan, konstruksi bangunan, dan jenis pemakaian gedung dan diutamakan ditujukan bagi area yang rawan akan terjadinya bahaya kebakaran. Besarnya kebutuhan air untuk pemadam kebakaran ini tidak berfluktuasi karena terjadinya kebakaran sulit diduga dan tidak dapat ditentukan. Di Indonesia belum ada standarisasi kebutuhan untuk pemadam kebakaran, sehingga penetapannya bersifat subjektif, biasanya antara 10 % sampai 25 % dari kebutuhan air hari maksimum (Qhm). Pada perencanaaan ini perencanaan tidak diperhitungkan untuk kebutuhan air pemadam kebakaran.

2.2.5 Fluktuasi Kebutuhan Air Pada umumnya masyarakat Indonesia melakukan aktivitas penggunaan air pada pagi dan sore hari dengan konsumsi lebih banyak daripada waktu-waktu lainnya. Dari keseluruhan aktivitas dan konsumsi sehari itu dapat diketahui pemakaian rata-rata air. Dengan memasukkan besarnya faktor kehilangan air kedalam kebutuhan dasar, maka selanjutnya dapat disebut sebagai fluktuasi kebutuhan air.Dalam perhitungan, kebutuhan air didasarkan pada kebutuhan airhari maksimum dan kebutuhan air jam maksimum dengan referensi kebutuhan air rata-rata.


10


a.

Kebutuhan air rata-rata harian (Qave h) Banyaknya air yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan domestik, non domestik dan ditambah dengan kehilangan air.

b. Kebutuhan air hari maksimum (Qhm) Banyaknya air yang diperlukan terbesar pada sustu hari pada satu tahun dan berdasarkan pada Qrh. Untuk menghitung Qhm diperlukan faktor fluktuasi kebutuhan air maksimum.

dimana: Fhm =

faktor harian maksimum = 115 % - 120 %

Untuk perencanaan ini diambil Fhm = 120%

c.

Kebutukan air jam maksimum (Qjm) Banyaknya kebutuhan air terbesar pada saat jam tertentu dalam satu hari.

dimana : Fjm =

faktor jam maksimum = 175% - 210%

Untuk perencanaan ini diambil Fjm = 200 %

2.3 Sistem Hidrolika Dalam Distribusi Untuk mendistribusikan air minum dapat dipilih salah satu sistem diantara tiga sistem pengaliran yaitu : 1) Sistem pengaliran gravitasi Sistem ini digunakan bila perbedaan elevasi sumber air baku atau pengolahan berada jauh di atas elevasi daerah pelayanan dan sistem ini dapat memberikan energi potensial yang cukup tinggi hingga pada daerah pelayanan terjauh. Sistem

ini

merupakan sistem

yang paling menguntungkan karena

pengoperasian dan pemeliharaannya mudah. 2) Sistem Pemompaan Sistem ini digunakan bila perbedaan elevasi antara sumber air atau instalasi dengan daerah pelayanan tidak dapat memberi tekanan air yang cukup,


11


sehingga air yang akan didistribusikan dipompa langsung ke jaringan pipa distribusi. 3) Sistem Kombinasi Sistem ini merupakan sistem pengaliran dimana air minum dari sumber air atau instalasi pengolahan dialirkan ke jaringan pipa distribusi dengan menggunakan pompa dan reservoir distribusi, baik dioperasikan secara bergantian atau bersama-sama, disesuaikan dengan keadaan topografi dari daerah pelayanan.

2.4 Sisitem Distribusi Air Air yang disuplai melalui pipa akan didistribusikan melalui dua alternatif sistem,yaitu: 1.

Continous system (sistem berkelanjutan) Dalam sistem ini, air minum yang ada akan disuplai dan didistribusikan kepada konsumen secara terus menerus salama 24 jam. Sistem ini biasanya diterapkan bila pada setiap waktu kuantitas air baku dapat mensuplai seluruh kebutuhan konsumen di daerah tersebut. Keuntungan : 

Konsumen akan mendapatkan air minum setiap saat.



Air minum yang diambil dari titik pengambilan di dalam jaringan pipa distribusi selalu didapatkan dalam keadaan segar.

Kerugian :

2.



Pemakaian air akan cenderung lebih boros



Bila ada sedikit kebocoran saja, jumlah air yang terbuang besar.

Intermitten Sistem Dalam sistem ini, air minum yang ada akan disuplai dan didistribusikan kepada konsumen hanya selama beberapa jam dalam satu harinya, biasanya 2 sampai 4 jam pada pagi hari dan 2 sampai 4 jam pada sore hari. Sistem ini biasanya diterapkan bila kuantitas dan tekanan air yang cukup tidak tersedia dalam sistem. Keuntungan : 

Pemakaian air cenderung lebih hemat



Bila ada kebocoran maka air yang terbuang relatif kecil


12


Kerugian : 

Bila terjadi kebakaran pada saat tidak beroperasi maka air untuk pemadam kebakaran tidak tersedia.



Setiap rumah perlu menyediakan tempat penyimpanan air yang cukup agar kebutuhan air dalam sehari dapat disimpan.



Dimensi pipa yang dipakai akan lebih lebih besar karena kebutuhan air yang akan disuplai dan didistribusikan dalam sehari hanya ditempuh dalam jangka waktu yang pendek.

Dari kedua sistem distribusi air ini, terlihat bahwa continous system merupakan sistem distribusi air yang baik dan ideal, sehingga dalam tugas perencanaan ini digunakan continous system.

2.5 Sistem Jaringan Induk Distribusi Sistem jaringan induk distribusi yang dipakai dalam pendistribusian air bersih ada dua macam, yaitu: 1.

Sistem Cabang atau Branch Pada sistem ini air hanya mengalir dari satu arah dan pada setiap ujung pipa akhir daerah pelayanan terdapat titik akhir (dead end), serta pipa distribusi tidak saling berhubungan. Area konsumen disuplai air melalui satu jalur pipa utama. Sistem ini biasanya digunakan pada daerah dengan sifat – sifat sebagai berikut : -

Perkembangan kota ke arah memanjang.

-

Sarangan jaringan tidak saling berhubungan.

-

Keadaan topongrafi dengan kemiringan medan yang menuju satu arah.

Keuntungan sistem jaringan induk ini:  Jaringan distribusi relatif lebih sederhana.  Pemasangan pipa lebih merah.  Penggunaan pipa lebih sedikit karena pipa distribusi hanya dipasang pada daerah yang paling padat penduduknya. Kerugian sistem jaringan induk ini:  Kemungkinan terjadinya penimbunan kotoran dan pengendapan diujung pipa tidak dapat dihindari, sehingga dilakukan pembersihan yang intensif untuk mencegah timbulnya bau.


13


 Bila terjadi kerusakan dan kebakaran pada salah satu bagian sistem, supply air akan terganggu.  Kemungkinan tekanan air yang diperlukan tidak cukup bila ada sambungan baru.  Keseimbangan sistem pengaliran kurang terjamin terutama terjadinya tekanan kritis pada bagian pipa yang terjauh.

Gambar 2. 1 Pola Jaringan Distribusi Cabang 2.

Sistem Melingkar atau Loop Pada sistem ini jaringan pipa induk distribusi saling berhubungan satu dengan yang lain membentuk lingkaran-lingkaran, sehingga pada pipa induk tidak ada titik mati (dead end) dan air akan mengalir kesuatu titik yang dapat melalui beberapa arah. Sistem ini diterapkan pada : -

Daerah dengan jaringan jalan saling berhubungan.

-

Daerah dengan perkembangan kota cenderung ke segala arah.

-

Keadaan topografi yang relatif datar.

Keuntungan sistem jaringan induk ini :  Kemungkinan terjadinya penimbunan kotoran dan pengendapan kotoran dan pengendapan lumpur dapat dihindari (air dapat disirkulasi dengan bebas).


14


 Bila terjadi kerusakan, perbaikan atau pengambilan air untuk pemadam kebakaran pada bagian tertentu, maka supply air pada sistem bagian lainnya tidak terganggu. Kerugian sistem jaringan induk ini :  Sistem perpipaan lebih rumit.  Perlengkapan pipa yang dipergunakan sangat banyak.

Gambar 2. 2 Pola Jaringan Distribusi Loop

2.6 Sistem Perpipaan Distribusi Macam-macam pipa yang pada umumnya ada dan akan dipakai dalam perencanaan sistem distribusi air minum adalah sebagai berikut: 1.

Pipa Primer atau Pipa Induk (Supply Main Pipe) Pipa primer merupakan pipa yang berfungsi membawa air minum dari induk instalasi pengolahan dari reservoir distribusi ke suatu daerah pelayanan. Pipa primer ini mempunyai diameter yang relatif besar.

2.

Pipa Sekunder (Arterial Main Pipe) Pipa sekunder merupakan pipa yang disambung langsung pada pipa primer dan mempunyai diameter yang sama atau kurang dengan diameter pipa primer.

3.

Pipa Tersier Pemasangan langsung pipa servis pada pipa primer tidak menguntungkan mengingat dapat terganggunya pengaliran air dalam pipa dan lalu lintas di


15


daerah pemasangan. Pipa tersier dapat disambungkan langsung pada pipa sekunder. 4.

Pipa Servis atau Pipa Pemberi Air (Service Connection) Pipa sekunder atau tersier, yang dihubungkan pada sambungan rumah (konsumen). Pipa servis ini mempunyai diameter relatif kecil.

2.7 Jenis Pipa dan Perawatannya 2.7.1 Jenis Pipa Beberapa jenis pipa yang umumnya digunakan dalam pekerjaan sistem distribusi air minum adalah : 1.

Cast Iron Pipe (CIP) Karakteristik CIP adalah mempunyai kekuatan tinggi dan sangat cocok dipasang di daerah yang sulit, serta dapat disambungkan dengan berbagai cara.

2.

Ductile Iron Pipe (DIP) Merupakan kombinasi antara daya tahan terhadap korosi CIP dan sifat mekanik dari pipa baja.

3.

Galvanized Iron Pipe (GIP) Pipa ini terbuat dari salah satu bahan mild karbon baik berupa welded pipe maupun stainless pipe. Keuntungan dari pipa ini antara lain kuat, tidak mudah rusak akibat pengangkutan kasar dan tahan terhadap tegangan.

4.

Asbes Cement Pipe (ACP) Karakteristik ACP adalah sangat ringan sehingga mudah dalam transportasi dan dalam pemotongan dan penyambungan.

5.

Polivinil Chloride (PVC) Karakteristik PVC adalah bebas dari korosi, ringan sehingga mempermudah dalam pengangkutan, mudah dalam penyambungan dan mempunyai umur yang relatif lama.

6.

Poly Ethylene (PE) Karakteristik pipa PE adalah memiliki fleksibilitas tinggi, memiliki kemampuan dalam menahan benturan, memiliki ketahanan akan temperatur rendah bahkan temperatur air beku, ringan, mudah dalam penanganan dan transportasi, metode penyambungan cepat dan mudah, tahan terhadap korosi


16


dan abrasi, permukaan halus sehingga akan meminimalisir hilangnya tekanandan jangka waktu pemakaian cukup lama sekita 50 tahun. Perencanaan sistem distribusi air minum perlu memperhatikan hal-hal sebagai berikut : - Pemilihan bahan pipa Bahan pipa yang akan dipakai dan dipasang tergantung pada faktor-faktor harga pipa, tekanan air dalam sistem, korosifitas terhadap air dan tanah, kondisi lapangan (beban lalu lintas, letak saluran air kotor, dan kepadatan daerah pemukiman) - Kedalaman dan peletakan pipa Tergantung oleh karakteristik pipa itu sendiri sesuai dengan yang terdapat dalam brosur.

2.7.2 Tekanan Kerja Pipa Pada kenyataannya, pipa yang ditanam dalam tanah memperoleh dua tekanan yang datang dari dalam pipa itu sendiri akibat aliran fluida, dan tekanan lain yang bekerja pada pipa merupakan gaya luar, yaitu gaya berat tanah pelindung dan beban lain yang melewati jalan dimana pipa tersebut ditanam. Tekanan karena fluida yang berada dalam pipa (dalam hal ini adalah air), yang paling berpengaruh adalah tekanan statisnya, sedangkan tekanan dinamis sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Tekanan statis terjadi karena beda muka air yang terjadi, yaitu muka air tertinggi dengan muka air terendah.Tekanan yang bekerja pada dinding pipa yang berasal dari luar, dipengaruhi oleh beberapa hal, antara lain: 1.

Berat beban diatas tanah, yang terdiri dari beban hidup dan beban mati (akibat berat tanah itu sendiri).

2.

Homogenitas lapisan tanah (pasir pelapis).

3.

Konsentrasi tekanan pada pipa. Pipa akan lebih mudah pecah bila pada dinding, bekerja tanah terpusat (misal

dengan adanya batu atau benda keras lainnya pada dinding pipa).Tekanan kerja pipa yang diizinkan telah disebutkan oleh produsen atau pabrik pembuat pipa tersebut.


17


2.7.3 Perlengkapan Pipa Beberapa perlengkapan pipa yang umumnya dipasang dalam sistem distribusi air minum adalah: 1.

Gate Valve Mempunyai fungsi untuk mengontrol aliran dalam pipa. Gate Valve dapat menutup suplai air bisa diinginkan dan membagi lainnya di dalam jaringan distribusi. Gate Valve diletakkan pada : -

Setiap titik persilangan atau cabang pipa (2 buah valve untuk tee dan 3 buah valve untuk cross)

-

Sistem pengurasan (sebagai blow off valve)

-

Pipa tekan setelah pompa dan check valve (untuk melindungi pompa terhadap (back flow)

2.

Air Release Valve (Katup Angin) Berfungsi untuk melepaskan udara yang selalu ada dalam aliran. Air release valve ini dipasang pada setiap bagian jalur pipa tertinggi dan mempunyai tekanan lebih dari 1 atm, karena udara cenderung akan terakumulasi.

3.

Blow off Valve (katup pembuang Lumpur) Blow Off Valve ini sebenarnya, merupakan gate valve yang dipasang pada setiap titik mati atau titik terendah dari suatu jalur pipa. Berfungsi untuk mengeluarkan kotoran–kotoran yang mengendap dalam pipa serta untuk mengeluarkan air bila ada perbaikan.

4.

Cek Valve ( Non Return Valve) Dipasang bila pengaliran air didalam pipa diinginkan menuju satu arah. Biasanya cek valve dipasang pada pipa tekan diantara pompa dan gate valve, dengan tujuan menghindari pukulan akibat arus balik yang dapat merusak pompa saat pompa mati.

5.

Air Hidrant Berfungsi untuk menyuplai air bila terjadi kebakaran. Alat ini ditempatkan pada area yang berkecenderungan mempunyai frekuensi kebakaran tinggi, tergantung pada : -

Kepadatan penduduk dan aktifitasnya.

-

Luas daerah.


18


-

Kemudahan dilakukannya pemadaman kebakaran misal dipersimpangan jalan.

Ada dua tipe fire hidrant : a.

Post hydrant ; diletakkan sekitar satu meter diatas permukaan tanah.

b. Flash Hidrant ; diletakkan didalam bak dengan level sama dengan level permukaan jalan. 6.

Trush Blok (Angker Blok Beton) Trush blok ini diperlukan pada pipa yang mengalami beban hidrolik yang tidak seimbang, misalnya pada pergantian diameter, akhir pipa, belokan. Gaya yang terjadi harus ditahan oleh trush blok untuk menjaga agar fitting tidak bergerak. Umumnya lebih praktis memasang trush blok setelah saluran ditimbun dengan tanah dan dipadatkan, sehingga menjamin mampu menahan getaran atau gaya hidrolik atau beban lainnya. Trush blok hendaknya dipasang pada sisi parit, maka dari itu diperlukan perataan sisi parit atau menggali sebuah lubang masuk ke dalam diding parit untuk menahan gaya gesek.

7.

Bangunan Pelintasan Pipa Bangunan ini diperlukan bila jalur pipa memotong sungai, rel kereta api, dan jalan untuk memberi keamanan pada pipa .

8.

Manhole Berfungsi sebagai tempat pemeriksaan atau perbaikan bila terjadi gangguan pada valve. Manhole biasanya ditempatkan pada tempat aksesoris yang penting dan pada jalur pipa pada setiap jarak 300 sampai 600 meter, terutama pada diameter besar.

9.

Meter Tekanan. Dipasang pada pompa agar dapat diketahui besarnya tekanan pompa. Kontrol dilakukan untuk : -

Menjaga keamanan distribusi dari tekanan kerja pipa.

-

Menjaga kontinuitas air.

-

Meter Air.

Berfungsi untuk mengetahui besarnya jumlah pemakaian air dan dapat dipakai sebagai alat pendeteksi ada atau tidaknya kebocoran. Meter air ini, dipasang pada setiap sambungan yang dipakai secara kontinu.


19


10. Clamp Saddle (Saddle Tapping). Alat ini berfungsi untuk tapping air, sehingga pengukuran debit dapat dilakukan pipa distribusi. Clamp saddle ini, tidak boleh langsung dipasang pada

pipa primer, karena untuk menjaga pemerataan pemakaian air dan

tekanan air yang tersedia.

2.7.4 Sambungan Pipa dan Perlengkapannya Sambungan dan perlengkapan pipa yang sering digunakan dalam pekerjaan penyambungan pada sistem distrivbusi air antara lain : a. Bell dan Spigot Spigot dari suatu pipa dimasukkan ke dalam bell (Socket) pipa lainnya. Untuk menghindari kebocoran dan menahan pipa serta memungkinkan terjadinya defleksi (berubahnya sudut sambungan), maka sambungan biasanya dilengkapi dengan gasket. b. Flange Joint. Biasanya dipakai pada pipa betekanan tinggi, untuk sambungan yang dekat dengan instalasi pompa . Sebelum kedua flange disatukan mur-baut, maka diantara flange disisipkan packing untuk mencegah kebocoran. c. Bend. Merupakan belokan pipa, dengan sudut belokan 90o, 45o, 22,5o, 11,5o. d. Increase dan Reducer. Increaser digunakan untuk menyambung pipa berdiameter kecil ke diameter besar (arah aliran daru diameter kecil ke diameter besar), sedangkan reducer digunakan untuk menyambung pipa berdiameter besar ke berdiameter kecil. e. Tee Pipa yang digunakan untuk menyambung pipa pada percabangan. f. Tapping Band Dipasang pada tempat yang perlu disadap, untuk dialirkan ke tempat lain. Dalam hal ini pipa distribusi dibor dan tapping band dipasang dengan baut disekeliling pipa dengan memeriksa agar cincin melingkar penuh pada sekeliling lubang dan tidak menutupi lubang tapping.


20


2.8

Hal-hal yang Perlu Diperhatikan Dalam Perencanaan Dalam perencanaan ini, kita hanya menghitung jaringan pipa induk distribusi

air minum. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan ini antara lain kecepatan aliran, sisa tekanan, kehilangan tekanan, dan perhitungan dimensi pipa. 2.8.1 Kecepatan Aliran Nilai kecepatan aliran dalam pipa yang diijinkan adalah sebesar 0,3 – 2,5 m/det pada debit jam puncak. Kecepatan yang terlalu kecil menyebabkan endapan yang ada dalam pipa tidak dapat terdorong sehingga dapat menyumbat aliran pada pipa. Selain itu juga merupakan pemborosan biaya, karena diameter pipa yang digunakan besar. Sedangkan kecepatan yang terlalu besar dapat mengakibatkan pipa cepat aus dan mempunyai headloss yang tinggi, sehingga pembuatan elevated reservoir meningkat. Untuk menentukan kecepatan aliran dalam pipa, dapat digunakan rumus :

dimana : Q = debit aliran (m3/det) V = kecepatan aliran (m/det) D = diameter pipa (m)

2.8.2 Sisa Tekanan Nilai sisa tekanan minimum pada setiap titik jaringan pipa induk yang direncanakan adalah sebesar 10 meter kolom air. Hal ini dimaksudkan agar air dapat sampai di konsumen dengan tekanan yang cukup. Untuk mendapatkan tekanan minimum ini dapat dengan cara antara lain dengan menaikkan elevated reservoir, mengatur nilai kecepatan aliran dalam pipa serta headloss total.

2.8.3 Kehilangan Tekanan Kehilangan tekanan air dalam pipa (Hf) terjadi akibat adanya friksi antara fluida dengan fluida dan antara fluida dengan permukaan dalam pipa yang dilaluinya. Kehilanan tekanan maksimum 10 m/km panjang pipa. Kehilangan tekanan ada dua macam, yaitu : 1.

Mayor Losses


21


Yaitu kehilangan tekanan sepanjang pipa lurus, dapat dihitung dengan persamaan Hanzen-william: [

]

dimana : Hf

= mayor losses sepanjang pipa lurus (m)

L

= panjang pipa (m)

Q

= debit aliran (L/det)

D

= diameter pipa (cm)

C

= koefisien Henzen-William (tergantung jenis pipa)

2. Minor Losses Yaitu

kehilangan

tekanan

yang

terjadi

pada

tempat-tempat

yang

memungkinkan adanya perubahan karakteristik aliran, misalnya pada belokan, valve, dan aseksoris lainnya.Persamaan yang digunakan :

dimana : Hfm = minor losses (m) K

= konstanta konstraksi (sudah tertentu) untuk setiap jenis peralatan pipa berdasarkan diameternya.

V

= kecepatan aliran (m/det)

Pengaturan kehilangan tekanan aliran dapat diusahakan dengan pemilihan diameter. Untuk mengetahui tekanan dan kecepatan aliran yang ada dalam pipa, selain besarnya debit aliran dan panjang pipa, diperlukan juga penentuan elevasi tanah pada titik-titik tertentu (node) dari daerah pelayanan.

2.8.4 Perhitungan Dimensi Pipa Metoda perhitungan dimensi pipa dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu secara manual dan dengan menggunakan program komputer. Penggunaan metoda secara manual yaitu dengan menggunakan persamaan Hardy-Cross, sedang dengan menggunakan program komputer digunakan program Epanet.


22


2.8.4.1 Hardy - Cross Langkah-langkah perhitungan analisa jaringan pipa induk secara manual, yaitu sebagai berikut : 1.

Mengasumsikan kecepatan aliran (min 0,3 m/s) dan debit yang mengalir pada setiap pipa

2.

Mencari diameter pipa dengan menggunakan persamaan kontinuitas

3.

Menghitung head loss dengan persamaan Hazen Williams

dimana :

4.

L

= Panjang pipa(m)

Q

= Debit(L/detik)

C

= koefisien kekasaran pipa

D

= Diameter pipa(cm)

Hf

= Head loss(m)

Menghitung Hf/Q untuk mencari Δ Q ∑ ∑ dimana : Hf

= Headloss (m)

Q

= Selisih debit (L/detik)

Jika belum mendekati 0, maka Q harus dikoreksi dengan rumus : Qkoreksi

= Q+ΔQ

Melakukan trial beberapa kali hingga ΔQ mendekati 0.


23


2.8.4.2 Program Epanet Untuk perhitungan dimensi menggunakan komputer, program yang digunakan pada perencanaan ini adalah Epanet2. Program ini dipilih karena murah (merupakan software gratis) dan cukup mudah untuk digunakan.Berikut cara penggunaannya : 1.

Membuka program Epanet2

2.

Setelah muncul tampilan program Epanet2, yang pertama kali dilakukan adalah mengeset dimension dan default-nya sesuai satuan dan persamaan yang kita gunakan. Untuk membuka dimension, klik view pada toolbar, pilih dimension (Gambar 2. 3)Selanjutnya akan muncul tampilan sepertiGambar 2. 4. Pilihlah map units dalam meter. Ini menunjukkan satuan yang dipakai nanti adalah dalam meter.

Gambar 2. 3 Menentukan Satuan Dimensi dalam Epanet


24


Gambar 2. 4 Menentukan Satuan Dimensi dalam Epanet (Meter) 3.

Dengan cara yang sama pada toolbar – Project – default , akan muncul tampilan (Gambar 2. 5Error! Reference source not found.) untuk mengatur mengenai pipa, satuan aliran yang digunakan, dan lain-lain yang perlu untuk diperhatikan. Untuk satuan debit digunakan LPS (Liter Per Second), Headloss Formula H-W (Hazen-William), Maximum trial (lebih banyak lebih baik) 1000 kali, demand multiplier 1 untuk Qaverage, 2 untuk Q jam puncak mengikuti faktor jam puncak yang digunakan (Gambar 2.6).

Gambar 2. 5 Mengatur Dasar-Dasar Jaringan Pipa pada Epanet


25


Gambar 2. 6 Mengatur Satuan Debit, Formula Headloss, Maximum Trial dan Demand Multiplier pada Epanet

4.

Memasukkan peta daerah perencanaan melalui perintah pada toolbar, View – backdrop - Load, kemudian pilih peta yang akan dimasukkan (Gambar 2. 7). Peta yang akan dimasukkan harus dalam format bmp atau wmf (dapat dikonversikan dari program paint).

Gambar 2. 7 Memasukkan Peta Kota Pada Epanet


26


Gambar 2. 8 Peta Kota Sudah Dapat Diakses Pada Epanet 5.

Kemudian membuat loop jaringan pipa distribusi dengan memasang node, reservoir/pompa, dan pipa, atau aksesoris lain yang diperlukan pada peta (Gambar 2. 9).

Gambar 2. 9 Memasang Node, Pipa dan Reservoir untuk Membuat Jaringan Pipa 6.

Membuka Property masing-masing node, pipa dan reservoir dengan mengkliknya dua kali (Gambar 2.10 s.dGambar 2. 12). Memasukkan data-data mengenai node, pipa dan reservoir: -

Untuk node perlu diisi data mengenai elevasi dan kebutuhan air


27


-

Untuk pipa perlu diisi data mengenai panjang dan asumsi diameter

-

Untuk reservoir perlu diisi data mengenai total head (elevasi+ketinggian reservoir)

Gambar 2. 10 Memasukkan Data Elevasi dan Debit pada Setiap Node atau Junction

Gambar 2. 11 Memasukkan Data Panjang Pipa, Diameter Pipa dan Kekasaran Pipa


28


Gambar 2. 12 Memasukkan Data Head pada Reservoir 7.

Setelah semua diisi, menjalankan program (run), bila sistemnya benar dan air dapat mengalir, maka run akan sukses. Akan tetapi tidak semudah itu, karena air yang mengalir harus memenuhi kriteria yaitu dengan velocity minimal 0,3 dan pressure minimal 10 m (Gambar 2. 13). Jika masih belum sesuai maka, diameter pipa atau ketinggian dari resevoir dapat diubah – ubah hingga dapat memenuhi kriteria.

Gambar 2. 13 Menjalankan (Running) Jaringan Pipa pada Program Epanet 8.

Untuk menampilkan nilai dari pressure, velocity, base demand, diameter, panjang pipa, elevasi di layar, dapat di klik kanan, pilih option, pilih notation,


29


dan klik node value dan links value. Kemudian klik pada data atau map dan me-klik apa yang diinginkan Jika menginginkan data berupa tabel, klik pada report, pilih table, pilih network table links atau network table nodes, kemudian pilih apa yang anda ingin masukkan dalam tabel.

Perhatian : Bila pada data yang diperoleh terdapat pressure negatif dan ada juga yang velocitynya kurang dari 0,3 m/det maka perlu diperbaiki. Kita dapat mengecek pada tiap node dan pipa yang perlu perubahan khususnya untuk elevasi dan debit tapping (pada node) dan diameter & panjang (untuk pipa) tanpa merubah semua data inputnya kemudian data di RUN-kan dan lihat kembali pada TABLE.

2.9

Reservoir Reservoir diperlukan dalam sistem distribusi air minum karena konsumsi air

yang berfluktuasi oleh konsumen. Pada saat pemakaian air dibawah konsumsi air rata-rata maka supply air yang berlebih akan ditampung dalam reservoir, yaitu untuk mengimbangi pemakaian air yang besar dari pemakaian rata-rata (kebutuhan konsumen). Berdasarkan keadaan topografi, reservoir terletak di atas permukaan tanah sebagai elevated reservoir atau dibawah permukaan tanah sebagai ground reservoir.

2.9.1 Volume Reservoir Kapasitas/volume reservoar dapat ditentukan berdasarkan analisa fluktuasi pemakaian air dan pengalirannya (supply and demand analysis) yang terjadi dalam satu hari. Kapasitas reservoar dapat ditentukan dengan 2 metoda, yaitu secara analisis dan grafis. Sebelum menentukan kapasitas reservoar dengan menggunakan metode tersebut, sebelumnya disajikan data kebutuhan air yang menjadi dasar perhitungan kapasitas reservoar. Berdasarkan tabel tersebut, kapasitas reservoar  x % dari kebutuhan hari maksimum. Dimana nilai diatas merupakan hasil dari grafik yang telah didapat, yaitu : Kapasitas Reservoar = %Pengisian Maks - %Pengosongan Maks


30


Dengan menetapkan waktu retensi yang dibutuhkan klor untuk dapat kontak dengan sempurna dengan air yakni 30-45 menit, maka dimensi reservoir dapat ditentukan. Dan dapat juga menetapkan waktu pemompaan selama t jam, yaitu dari jam a sampai jam b, maka dimensi reservoar dapat ditentukan. Kapasitas dan volume reservoar dapat ditentuakn berdasarkan analisa fluktuasi pemakaian air dan pengalirannya (supply and demand analysis) yang terjadi dalam satu hari.

2.9.2

Sistem Pompa

Dalam memilih suatu pompa untuk tujuan tertentu harus tersedia data-data mengenai sistem pemompaan maupun data-data pompa yang ada di pasaran, yang dapat dari brosur pompa di suatu pabrik. Data mengenai sistem pemompaan yang harus tersedia adalah sebagai berikut : 1.

Kapasitas sistem

2.

Head sistem yang didasarkan pada kondisi suction dan discharge

3.

Daya/energi yang tersedia

2.9.2.1 Kapasitas Pompa Dalam menentukan kapasitas pompa, perlu diketahui kondisi sistem perpompaan. Pada sistem distribusi air minum, kapasitas yang harus dialirkan tergantung dari kebutuhan air suatu daerah pelayanan dimana kebutuhan air ini berfluktulasi tergantung dari pemakaiannya. Dalam merencanakan sistem pompa distribusi dan menentukan kapasitas pompa distribusi diperlukan data perkiraan kebutuhan air maksimum, kebutuhan air rata-rata dan kebutuhan air minimum sehingga diharapkan sistem dapat melayani kebutuhan air daerah pelayanan. 2.9.2.2 Head Sistem Head menunjukkan energi atau kemampuan untuk usaha persatuan massa. Dalam pompa head adalah ukuran energi yang diberikan ke air pada kapasitas dan kecepatan operasi tertentu, sehingga air dapat mengalir dari tempat rendah ke tempat tinggi. Dalam sistem pompa ada beberapa macam head, yaitu : -

Head satatik

-

Head yang bekerja pada kedua permukaan zat cair

-

Head kecepatan

-

Head loss


31


Persamaan untuk head total pompa adalah :

dimana : H

= Head Total

Hs

= Head Statik Pompa

Hp

= perbedaan tekanan

Hf

= head akibat belokan (minor losses)


32

Perencanaan sistem penyediaan air minum

Recommend Documents