Analisa Sistem Jaringan Pendistribusian Pipa Air Bersih di PDAM Tirta Bengi Bener Meriah

(1)

ANALISA SISTEM JARINGAN PENDISTRIBUSIAN PIPA AIR BERSIH

DI PDAM TIRTA BENGI BENER MERIAH

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil

ADI MUSLIM

070404027

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2014

(2)

ABSTRAK

Suplai air bersih Kota Bener Meriah dikelola sepenuhnya oleh PDAM Tirta Bengi Bener Meriah. Kabupaten Bener Meriah mengelola penyerahan aset PDAM TIRTA TAWAR kabupaten Aceh Tengah berupa broncaptering mata air berikut instalasi perpipaan yaitu : intek rebol, intek batin, intek jelobok, intek lampahan, intek damaran dan intek bale permata. Dan dengan berdirinya PDAM TIRTA BENGI, kemudian diberikan kepercayaan dengan tambahan bangunan ipa sentral 20 Lt/dt dan ipa menderek 2,5 Lt/dt dan tahun berikutnya tahun 2011 dibangun ipa batin 20 Lt/dt dan bangunan pengembangan IPA sentral 30 Lt/dt

Pada daerah Simpang Tiga mempunyai masalah dengan tekanan air yang tidak kuat. Tujuan penelitian ini untuk menganalisa sistem pendistribusian pada area tersebut yang ada dengan Epanet 2.0 dan dengan bantuan Microsoft Excel 2007. Tahap-tahapan dalam penyelesaian tugas akhir ini yaitu terlebih dahulu mengumpulkan data yang dibutuhkan baik primer dan sekunder dari PDAM Tirta Bengi Bener Meriah. Kemudian menghitung banyaknya pelanggan pada daerah Simpang Tiga yang bertujuan mengamsumsikan jumlah pemakaian air di daerah tersebut untuk mendapatkan jumlah pemakaian air pada jam puncak (17.00-20.00) WIB.

Berdasarkan hasil perhitungan didapat bahwa total kebutuhan air untuk 485 pelanggan pada daerah Simpang Tiga sebesar 57,52 liter/det. Besarnya kebutuhan pada saat jam puncak terjadi pada pukul 17.05-20.00 WIB sebesar 19,19 liter/det berdasarkan pola penggunaan air selama 24 jam. Pipa yang dipakai adalah jenis pipa Galvanized Iron.

Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa pelayanan distribusi air bersih belum cukup baik dalam hal pelayanan ke masyarakat di kawasan Simpang Tiga Bener Meriah dan diharapkan selalu ada perbaikan dan peningkatan mutu dan kualitas air bersih.

(3)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberi karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam kepada Rasullah Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehinggga menjadi panutan dalam menjalankan setiap aktifitas sehari-hari, karena sungguh suatu hal yang sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah dalam menyelesaikan penulisan ini.

Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Stara Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:

“Analisa Sistem Jaringan Pendistribusian Pipa Air Bersih di PDAM Tirta Bengi Bener Meriah”

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :

1. Bapak Dr. Ir Ahmad Perwira Mulia, M.Sc selaku Dosen Pembimbing, yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan, dukungan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

(4)

3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Ir. Teruna Jaya, M.Sc selaku Koordinator Air Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan banyak masukan.

6. Bapak Ivan Indrawan, ST, MT, dan Ibu Emma P Bangun ST, MT selaku Dosen Pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.

7. Bapak Ir. Mansyur Kamarudin, MM selaku Direktur dan Kabak.tehnik PDAM Tirta Bengi Bener Meriah, Bapak Abduhsyam sebagai Kabag.ADM dan Ku PDAM Tirta Bengi Bener Meriah yang telah memberikan izin riset untuk pengambilan data yang diperlukan dalam Tugas Akhir ini.

8. Bapak Anggi Kurniawan ST, yang telah banyak membantu yang selalu memberikan motivasi dalam mengerjakan Tugas Akhir.

9. Ayahanda Juliadi dan Asmarani tercinta yang telah banyak berkorban, memberikan motivasi hidup, semangat dan nasehat, beserta saudara-saudari tersayang: Eko Fitriadi Amd, Widya Astuti, Putri Ashura, Ayunda, Cut Indrayana SE dan Cut Novita Sari S.Psi yang selalu mendoakan dan mendukung penulis.

10. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

11. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis.

(5)

12. Kawan-kawan seperjuangan angkatan 2007, Yowa, Adit, jeffri, Andreas, Ruxcell, Deddy.G, zul, Deddy J, Arsad, irsyad, jay, kahfi serta teman-teman angkatan 2007 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terimakasih atas semangat dan bantuannya selama ini. 13. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam mendukung

dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, April 2014 Penulis,

Adi Muslim 07 0404 027

(6)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR NOTASI ... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

I.1 Latar Belakang ... 1

I.2 Perumusan Masalah ... 3

I.3 Pembatasan Masalah ... 4

I.4 Tujuan Pennelitian ... 4

I.5 Manfaat Penelitian ... 4

I.6 Metodelogi ... .... 5

I.7 Sistematika Penulisan ... .... 8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 9

2.1 Umum ... 9

2.2 Definisi dan Persyaratan Air Bersih ... 11

(7)

2.2.3 Persyaratan Kuantitas ... 12

2.2.4 Persyaratan Kontinuitas ... 13

2.3 Konsep Dasar Pada Aliran Pipa ... 13

2.4 Persamaan Bernoulli ... 14

2.5 Aliran Laminar dan Turbulen ... 16

2.6 Metode Pendistribusian Air ... 16

2.6.1 Metode Gravitasi ... 16

2.6.2 Sistem Pemompaan ... 16

2.6.3 Sistem Gabungan ... 17

2.7 Kehilangan Tinggi Tekanan ... 17

2.7.1 Kehilangan Tinggi Tekanan Mayor ... 17

2.7.2 Kehilangan Tinggi Tekanan Minor... 20

2.8 Persamaan Empiris Untuk Aliran di Dalam Pipa ... 22

2.9 Mekanisme Aliran Pada Pipa ... 23

2.9.1 Pipa Hubungan Seri ... 23

2.9.2 Pipa Hubungan Paralel ... 25

2.10 Jaringan Pipa ... 26

2.10.1 Jenis Sistem Jaringan Pipa ... 26

2.10.2 Analisa Sistem Jaringan Pipa ... 29

(8)

3.1 Gambaran Umum Lokasi Survei ... 32

3.1.1 Kondisi Umum Kota Bener Meriah ... 32

3.1.2 Wilayah dan Kependudukan ... 35

3.2 PDAM Tirta Bengi ... 36

3.2.1 Sejarah Singkat ... 36

3.2.2 Kriteria Penggolongan tarif ... 39

3.2.3 Sistem Penyediaan Air Minum ... 42

3.2.4 Lokasi dan Data Survei ... 47

BAB IV METODOLOGI PENELITIAN... 49

4.1 Teknik Pengumpulan Data dan Sumber Data... 50

4.2 Analisa Data ... 51

BAB V PENGOLAHAN DATA ... 52

5.1 Jumlah Pemakaian Air ... 52

5.1.1 Kebutuhan Air Bersih Gol.Non Niaga & Niaga-1 ... 52

5.1.2 Kebutuhan Air Bersih Gol Sosial ... 54

5.2 Kebutuhan Air Untuk Blok A-A ... 60

5.3 Kebutuhan Air Untuk Blok B-B ... 61

5.4 Kebutuhan Air Untuk Blok C-C... 62

(9)

5.7 Perancangan Reservoir... ... 66

BAB VIKESIMPULAN DAN SARAN ... 74

6.1. Kesimpulan ... 74

6.2. Saran ... 75

DAFTAR PUSTAKA... .... ... 76

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai Kekerasan Dinding Untuk Berbagai Pipa ... 18

Tabel 2.2 Koefisien Kekerasan Hazen William ... 20

Tabel 2.3 Kehilangan Tinggi Tekanan ... 21

Tabel 3.1 Penduduk Kab. Bener Meriah ... 33

Tabel 3.2 Tarif Air Minum PDAM Bener Meriah ... 41

Tabel 3.3 Produksi/Distribusi dan Kehilangan Air ... 42

Tabel 3.4 Jumlah Pelanggan ... 43

Tabel 3.5 Sumber Daya Manusia ... 43

Tabel 3.6 Jumlah Pelanggan Berdasarkan Golongan ... 44

Tabel 5.1 Rata-rata Kebutuhan Air per Orang ... 52

Tabel 5.2 Estimasi Pemakain Air per Hari ... 55

Tabel 5.3 Pemakaian Pada Periode I ... 55

Tabel 5.4 Pemakaian Pada Periode II ... 56

Tabel 5.5 Pemakaian Pada Periode III... ... 56

Tabel 5.6 Pemakaian Pada Periode IV ... 56

Tabel 5.7 Pemakaian Pada Periode V ... 56

Tabel 5.8 Pemakaian Pada Periode VI ... 57

(11)

Tabel 5.11 Total Pemakaian Selama 24 Jam ... 57

Tabel 5.12 Kapasitas Pemakaian Air per Golongan ... 59

Tabel 5.13 Kapasitas Air Yang Keluar ... 59

Tabel 5.14 Jumlah Penghuni ... 66

Tabel 5.15 Konsumsi Air di Kampung Nelayan ... 67

Tabel 5.16 Waktu Pembagian Untuk Node ... 67

(12)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Diagram Alir ... 7

Gambar 2.1 Aliran Steady dan Seragam ... 14

Gambar 2.2 Ilustrasi persamaan Bernoulli ... 15

Gambar 2.3 Pipa hubungan seri ... 23

Gambar 2.4 Pipa hubungan Paralel ... 25

Gambar 2.5 Sistem Jaringan Pipa Seri ... 27

Gambar 2.6 Sistem Jaringan Pipa Bercabang ... 27

Gambar 2.7 Sistem Jaringan Pipa Tertutup ... ... 28

Gambar 2.8 Sistem Jaringan Pipa Kombinasi ... 29

Gambar 3.1 Peta Infrastruktur Kab. Bener Meriah ... 33

Gambar 3.2 Water Treatment Plan (WTP) ... 44

Gambar 3.3 Contur Kab. Bener Meriah Epanet ... 45

Gambar 3.4 Peta Jaringan Pipa Air Bersih ... 47

Gambar 4.1 Diagram Alir ... 49

Gambar 5.1 Grafik Pemakaian Air ... 58

Gambar 5.2 Skema Perpipaan ... 60

Gambar 5.3 Jaringan Pipa Air Bersih Epanet ... 72

(13)

DAFTAR NOTASI

A = Luas penampang

C = Koefisien pipa

c1 = Konstanta pemakaian air pada jam puncak

c2 = Konstanta pemakaian air pada menit puncak

D = Diameter dalam pipa (m)

f = Koefisisen kerugian

g = Percepatan grafitasi (9,8 m/s2)

hf = Kerugian head (m)

H = Head total pompa (m)

hf = Kerugian head (m)

ha = Head statis total (m)

hl = Kerugian head dipipa (m)

L = Panjang pipa (m)

Q = Laju aliran (m3/jam)

Qh = Pemakaiaan air rata-rata (m3/jam)

Qd = Pemakaian air rata-rata sehari (m3)

Qs = Kapasitas pipa dinas (m3/jam)

Qh-max = Pemakaian air pada jam puncak (m3/jam)

(14)

Qp = Kebutuhan puncak (liter/menit)

Qmax = Kebutuhan jam puncak (liter/menit)

Qpu = Kapasitas pompa pengisi (liter/menit)

Re = Bilangan Reynolds (tak berdimensi)

T = Jangka waktu pemakaian (jam)

ν = Kecepatan rata-rata aliran didalam pipa (m/s) VR = Volume tangki air (m3)

VE = Kapasitas efektif tangki atas (m3)

v = Viskositas kinematik zat cair (m2/s) Δhp = Perbedaan head tekanan

(15)

ABSTRAK

(16)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan sumber daya alam yang mutlak diperlukan bagi kehidupan manusia. Selain sebagai kebutuhan dasar, air diperlukan sebagai pendukung dalam kegiatan ekonomi seperti pertanian dan industri, serta menunjang kehidupan unsur hayati, sarana religi, budaya dan tradisi yang melekat dalam dinamika masyarakat. Air merupakan sumber daya yang bersifat vital dan esensial bagi kelangsungan hidup manusia sehingga kita dituntut untuk dapat memanfaatkan air sebaik mungkin karena tanpa air seluruh kehidupan dan aktivitas tidak akan dapat berjalan.

Dengan semakin menurunnya kualitas dan daya dukung lingkungan, ketersediaan air yang dapat langsung dikonsumsi dari alam juga akan semakin berkurang. Dalam hal ini diikuti juga oleh menurunnya tekanan-tekanan air keseluruh daerah pelayanan, sehingga konsumen mempergunakan berbagai cara untuk memperoleh air sesuai dengan keinginannya.

Permasalahan lain yang mengakibatkan kekurangan air minum antara lain:

1. Meningkatnya jumlah pemakaian air sebagai akibat dari meningkatnya jumlah penduduk, menigkatnya gaya hidup masyarakat, perkembangan industri dan perkembangan dalam bidang lainnya.

2. Tidak adanya keseimbangan antara jumlah pemakaian air dengan penambahan persediaan air minum.

3. Kapasitas produksi air minum justru banyak menurun karena peralatan yang sudah rusak, kebocoran pipa dan penurunan kapasitas sumber daya air karena tidak adanya

(17)

perlindungan terhadap hutan yang menjadi penopang dari cadangan air dan mata air. Oleh karena itu, diperlukan pula sumber daya manusia yang ahli dan kompeten untuk mengatur dan menangani sumberdaya air, baik secara fisik maupun secara ekonomi.

Untuk mengatasi keadaan ini, pemerintah kota membangun sistem distribusi air untuk menjamin ketersediaan air bersih/air minum bagi penduduk kota dan evaluasi terhadap sistem penyediaan air bersih yang ada sekarang ini, terutama sistem jaringan pipa distribusinya. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kendala - kendala yang mungkin terjadi pada jaringan pipa distribusi sehingga hal tersebut menyebabkan ketidak lancaran pendistribusian air bersih ke pelanggan. Pasokan air ke konsumen umumnya dilakukan melalui jaringan pipa distribusi air yang biasanya sangat kompleks.

Sehingga perlu dikembangkan sistem jaringan air bersih yang tepat. Sistem jaringan air bersih dibuat untuk memenuhi kebutuhan air bersih penduduk suatu kota atau suatu komunitas. Sumber air baku dapat berasal dari mata air, danau, sungai atau air tanah dalam. Air tersebut kemudian diolah pada instalasi pengolahan air supaya memenuhi standar air bersih yang dikeluarkan oleh Menteri Kesehatan dan kemudian didistribusikan pada konsumen. Pengkajian terhadap pelayanan jaringan air bersih PDAM di suatu wilayah perkotaan masih kurang mendapat perhatian yang layak dari pihak pengelola.

1.2 Perumusan Masalah

Salah satu sumber daya yang diperlukan oleh masyarakat dalam mencukupi kebutuhan air bersih yang layak untuk dikonsumsi adalah Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM). PDAM Bener Meriah merupakan Badan Usaha Milik Negara atau daerah yang bergerak dalam penyediaan air bagi masyarakat kabupaten Bener Meriah yang memberikan jasa pelayanan dan pemanfaatan umum dibidang air minum.

(18)

Pembangunan sektor industri yang pesat di daerah Bener Meriah dan pembangunan daerah pemukiman pada waktu mendatang mempengaruhi penigkatan kebutuhan air besih, sedangkan kualitas air tanah telah tercemari dan kuantitas sedikit terutama pada musim kemarau.

1.3Pembatasan Masalah

Dalam penulisan tugas akhir ini, hal-hal yang tidak dibahas adalah sebagai berikut :

1. Menekankan membahas sistem distribusi air bukan membahas tentang tahap pengelolaan air bersih.

2. Tidak membahas tentang cara pemasangan pipa air bersih dan tidak membahas tentang keuangannya.

3. Tidak membahas tentang kualitas air.

4. Jaringan pipa yang akan dianalisa hanya pada bagian simpang tiga. 1.4 Tujuan Penelitian

1. Untuk menganalisa sistem penyaluran dan pendistribusian pada pipa air minum di sebagian dari kota Bener Meriah yang dikelola oleh PDAM Tirta Bengi. Pembahasan akan lebih ditekankan kepada masalah sistem pendistribusian bukan pada tahap pengelolaan air bersih.

2. Untuk mengaplikasikan metode tentang jaringan pipa dengan keadaan lapangan yang sebenarnya. Saya berharap penelitian ini dapat bermanfaat untuk menambah wawasan dan pengetahuan tentang sistem dari jaringan pipa air bersih.

(19)

1.5 Manfaat Penelitian

Sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai, maka penelitian ini akan memberikan manfaat sebagai berikut :

1. Bagi kalangan akademis dan peneliti, diharapkan sebagai sarana untuk mengaplikasikan ilmu yang telah didapat dan dipelajari sehingga bermanfaat bagi perkembangan pengetahuan.

2. Bagi PDAM dan pemerintah Daerah, penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi dan masukan dalam rangka penyediaan dan pengelolaan air berdasarkan instalasi. Hal ini dilakukan agar produksi air dapat menjadi masukan dalam pembuatan kebijakan yang berkaitan dengan pengelolaan sumber daya air.

1.6. Metodologi

1.6.1. Metodologi Penulisan

Adapun metode penulisan yang dilakukan dalam penyelesaian tugas akhir ini adalah : 1. Studi pustaka / literatur

Studi pustaka dilakukan untuk mengumpulkan data – data dan informasi dari buku, serta jurnal – jurnal yang mempunyai relevansi dengan bahasan dalam tugas akhir ini serta masukan-masukan dari dosen pembimbing

2. Studi lapangan

a. Pengambilan data sekunder

Dilakukan pengumpulan data – data sekunder yang diperoleh dari instansi terkait. b. Pengambilan data primer

(20)

3. Pengolahan Data

Data yang diperoleh dari lapangan dan kepustakaan yang bersesuaian dengan pokok bahasan, disusun secara sitematis dan logis dan dilakukan korelasi sehingga diperoleh suatu gambaran umum yang akan dibahas dalam tugas akhir ini.

4. Analisa Data

Dari hasil pengolahan data akan didapat distribusi debit aliran pada setiap masing-masing pipa serta kehilangan energi di setiap node.

5. Penulisan laporan tugas akhir

Seluruh data dan hasil pengolahannya akan disajikan dalam satu laporan yang telah disusun sedemkian rupa hingga berbentuk sebuah laporan tugas akhir dan dalam tahap pengerjaann menggunakan software Epanet 2.0 serta metode yang digunakan adalah metode Hardy cross dengan menggunakan persamaan Darcy-Weisbach.

(21)

Adapun kerangka tahapan rencana pelaksanaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

Gambar 1.1. Kerangka Tahapan Rencana Pelaksanaan Tugas Akhir Selesai

Data Primer :

• Indeks Kepuasan Pelanggan

• Pencatatan debit, tekanan di lapangaan

• Parameter Kinerja Jaringan

Data Sekunder :

• Jumlah Pemakaian

• Kebutuhan Air

Bersih Standar

• Sistem Jaringan

Distribusi Studi Pustaka

Analisa Data

Kesimpulan dan Saran Pengambilan Data

Analisa Pemakaian Air

Bersih

Analisa Statistik Tingkat Kepuasan

Pelanggan

Analisa Suplai dan Demand Daerah

Pelayanan Mulai

(22)

1.7. Sistematika Penulisan 1. Pendahuluan

Merupakan bingkai studi atau rancangan yang akan dilakukan meliputi tinjauan umum, latar belakang, tujuuan dan manfaat, ruang lingkup pembahasan dan metodologi penulisan.

2. Tinjauan Pustaka

Merupakan penguraian berbagai literetur yang berkaitan dengan penelitian. Di dalamnya termasuk paparan tentang air bersih, perpipaan dan perhitungan sistem jaringan pipa.

3. Gambaran Umum

Merupakan penguraian mengenai pemasangan pipa air bersih dan perhitungan debit air yang di keluarkan serta jenis perpipaan yang digunakan.

4. Metode Penelitian

Merupakan penguraian tentang bagan pengerjaan,cara serta metode apa yang akan digunakan. 5. Pembahasan

Memaparkan analisa dan hasil yang diperoleh dari evaluasi jaringan distribusi pipa air bersih 6. Kesimpulan dan Saran

(23)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 UMUM

Suatu penyediaan air bersih yang mampu menyediakan air yang dapat diminum dalam jumlah yang cukup merupakan hal penting bagi suatu kota besar yang modern. Unsur-unsur yang membentuk suatu sistem penyediaan air yang modern meliputi :

1. Sumber-sumber penyediaan 2. Sarana-sarana penampungan 3. Sarana-sarana penyaluran 4. Sarana-sarana pengolahan

5. Sarana-sarana penyaluran (dari pengolahan) tampungan sementara 6. Sarana-sarana distribusi

Dalam hal ini pembahasan lebih dipusatkan pada hal sistem distribusi jaringan pipa air bersih. Sistem distribusi yang ekstensif diperlukan untuk menyalurkan air ke masing-masing langganan dalam jumlah yang dibutuhkan dengan tekanan yang diharapkan. Sistem distribusi seringkali merupakan investasi utama dalam jaringan air kota. Suatu sistem distribusi seperti pohon dengan banyak titik-titik ujung yang mati tidaklah baik, karena air dapat berhenti di ujung-ujung sistem itu. Lebih dari itu bila diperlukan perbaikan, suatu daerah yang luas harus ditutup penyaluran airnya. Akhirnya dengan kebutuhan lokal yang besar pada waktu terjadinya kebakaran, kehilangan tinggi tekanan dapat besar sekali, kecuali jika pipanya cukup besar.

Suatu sistem pipa tunggal adalah sistem dengan sebuah pipa yang melayani kedua sisi suatu jalan. Suatu sistem pipa rangkap mempunyai sebuah pada masing-masing sisi jalan. Keuntungan utama dari sistem dua pipa ini adalah bahwa perbaikan dapat dikerjakan tanpa mengganggu lalu lintas dan tanpa merusak lapis penutup jalan. Dalam perencanaan sistem jaringan distribusi pipa air bersih kebutuhan tekanan haruslah dipertimbangkan.

(24)

Perencanaan suatu sistem jaringan pendistribusian air bersih menuntut adanya peta detail dari kota yang bersangkutan, yang memuat garis-garis kontur (semua elevasi yang menentukan) serta jalan-jalan dan petak-petak yang ada sekarang maupun yang ada dibangun di masa depan. Setelah menelaah kondisi topografi dan menetapkan sumber air bersih untuk distribusi, kota itu dapat dibagi atas daerah-daerah yang masing-masing harus dilayani oleh sistem distribusi yang terpisah. Pipa-pipa penyalur haruslah cukup besar mengalirkan kebutuhan yang diperkirakan dengan tekanan yang memadai. Program-program komputer yang mempergunakan teknik-teknik matriks yang lebih efisien dipergunakan untuk menetapkan besarnya debit dan kehilangan tinggi tekanan di masing-masing pipa dalam jaringan yang bersangkutan.

Pengaruh aliran dalam pipa-pipa pelengkap pada awalnya diabaikan, tetapi dapat dihitung kemudian. Aliran didalam jaringan pipa penyalur dianalisis untuk memenuhi kebutuhan di berbagai wilayah yang berbeda. Dalam memilih pipa-pipa penyalur, kebutuhan kapasitas masa depan haruslah dipertimbangkan. Akan lebih bijaksana memperkirakan kebutuhan masa depan daripada

menggantikan pipa-pipa yang bersangkutan dengan yang lebih besar di waktu yang akan datang. Setelah jaringan pipa penyalur ditetapkan, pipa-pipa distribusi ditambahkan ke sistem yang

bersangkutan. Perhitungan hidrolik hanyalah akan merupakan perkiraan, karena semua faktor yang mempengaruhi aliran barangkali tidak dapat di perhitungkan.

2.2. Definisi dan Persyaratan Air Bersih

2.2.1. Definisi Air Bersih

Air bersih adalah air yang digunakan untuk kebutuhan sehari-hari dan akan menjadi air minum setelah dimasak terlebih dahulu. Sebagai batasannya, air bersih adalah air yang memenuhi persyaratan bagi sistem penyediaan air minum. Adapun persyaratan yang dimaksud adalah persyaratan dari segi kualitas air yang meliputi kualitas fisik, kimia, biologi dan radiologis, sehingga apabila dikonsumsi tidak menimbulkan efek samping.

(25)

Persyaratan kualitas menggambarkan mutu dari air baku air bersih. Dalam Modul Gambaran Umum Penyediaan dan Pengolahan Air Minum Edisi Maret 2003 hal. 4-5 dinyatakan bahwa

persyaratan kualitas air bersih adalah sebagai berikut :

1. Persyaratan fisik

Secara fisik air bersih harus jernih, tidak berbau dan tidak berasa. Selain itu juga suhu air bersih sebaiknya sama dengan suhu udara atau kurang lebih 250C, dan apabila terjadi

perbedaan maka batas yang diperbolehkan adalah 250C ± 30C.

2. Persyaratan kimiawi

Air bersih tidak boleh mengandung bahan-bahan kimia dalam jumlah yang melampaui batas. Beberapa persyaratan kimia antara lain adalah : pH, total solid, zat organik, CO2 agresif, kesadahan, kalsium (Ca), besi (Fe), mangan (Mn), tembaga (Cu), seng (Zn), chlorida (Cl), nitrit, flourida (F), serta logam.

3. Persyaratan bakteriologis

Air bersih tidak boleh mengandung kuman patogen dan parasitik yang mengganggu kesehatan. Persyaratan bakteriologis ini ditandai dengan tidak adanya bakteri E. coli atau fecal coli dalam air.

4. Persyaratan radioaktifitas

Persyaratan radioaktifitas mensyaratkan bahwa air bersih tidak boleh mengandung zat yang menghasilkan bahan-bahan yang mengandung radioaktif, seperti sinar alfa, beta dan gamma.

2.2.3 Persyaratan Kuantitas (Debit)

Persyaratan kuantitas dalam penyediaan air bersih adalah ditinjau dari banyaknya air baku yang tersedia. Artinya air baku tersebut dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan sesuai dengan

(26)

dari standar debit air bersih yang dialirkan ke konsumen sesuai dengan jumlah kebutuhan air bersih. Kebutuhan air bersih masyarakat bervariasi, tergantung pada letak geografis, kebudayaan, tingkat ekonomi, dan skala perkotaan tempat tinggalnya.

2.2.4 Persyaratan Kontinuitas

Air baku untuk air bersih harus dapat diambil terus menerus dengan fluktuasi debit yang relatif tetap, baik pada saat musim kemarau maupun musim hujan. Kontinuitas juga dapat diartikan bahwa air bersih harus tersedia 24 jam per hari, atau setiap saat diperlukan, kebutuhan air tersedia. Akan tetapi kondisi ideal tersebut hampir tidak dapat dipenuhi pada setiap wilayah di Indonesia, sehingga untuk menentukan tingkat kontinuitas pemakaian air dapat dilakukan dengan cara pendekatan aktifitas konsumen terhadap prioritas pemakaian air. Prioritas pemakaian air yaitu minimal selama 12 jam per hari, yaitu pada jam-jam aktifitas kehidupan, yaitu pada pukul 06.00 – 18.00.

Kontinuitas aliran sangat penting ditinjau dari dua aspek. Pertama adalah kebutuhan konsumen. Sebagian besar konsumen memerlukan air untuk kehidupan dan pekerjaannya, dalam jumlah yang tidak ditentukan. Karena itu, diperlukan pada waktu yang tidak ditentukan. Karena itu, diperlukan reservoir pelayanan dan fasilitas energi yang siap setiap saat.

2.3. Konsep Dasar Pada Aliran Pipa

Untuk aliran fluida dalam pipa khususnya untuk air terdapat kondisi yang harus diperhatikan dan menjadi prinsip utama, kondisi fluida tersebut adalah fluida merupakan fluida dalam keadaan steady dan seragam.

Q = V x A ... ( 2.1 ) dimana : Q = Debit aliran (m3/s)

V = Kecepatan aliran (m/s) A = luas penampang aliran (m2)

(27)

Untuk aliran steady seperti pada gambar 2.1 dalam pipa dengan diameter pipa konstan pada waktu yang sama berlaku :

Q1 = Q2 ... ( 2.2 )

V1 x A1 = V2 x A2 ... ( 2.3 )

Gambar 2.1 Aliran Steady dan Seragam

2.4. Persamaan Bernoulli

Penurunan persamaan Bernoulli untuk aliran sepanjang garis arus didasarkan pada hokum Newton II. Persamaan ini diturunkan dengan anggapan bahwa:

4. Zat cair adalah ideal, jadi tidak mempunyai kekentalan (kehilangan energi akibat gesekan adalah nol).

5. Zat cair adalah homogen dan tidak termampatkan (rapat massa zat cair adalah konstan).

6. Aliran adalah kontiniu dan sepanjang garis arus.

7. Kecepatan aliran adalah merata dalam suatu penampang.

8. Gaya yang bekerja hanya gaya berat dan tekanan.

Energi yang ditunjukkan dari persamaan energi total di atas, atau dikenal sebagai head pada suatu titik dalam aliran steady adalah sama dengan total energi pada titik lain sepanjang aliran fluida tersebut. Hal ini berlaku selama tidak ada energi yang ditambahkan ke fluida atau yang diambil dari

(28)

fluida. Konsep ini dinyatakan kedalam bentuk persamaan yang disebut dengan persamaan Bernoulli seperti pada gambar 2.2, yaitu:

Z1 + +

=

Z2 + +

... ( 2.4 )

Di mana: p1 dan p2 = tekanan pada titik 1 dan 2

v1 dan v2 = kecepatan aliran pada titik 1 dan 2 z1 dan z2 = perbedaan ketinggian antara titik 1 dan 2

γ = berat jenis fluida

g = percepatan gravitasi = 9,81 m/s2

Gambar 2.2 : Ilustrasi persamaan Bernoulli

Persamaan di atas digunakan jika diasumsikan tidak ada kehilangan energi antara dua titik yang terdapat dalam aliran fluida, namun biasanya beberapa head losses terjadi diantara dua titik. Jika head losses ini tidak diperhitungkan maka akan menjadi masalah dalam penerapannya di lapangan. Jika head losses dinotasikan dengan “hf” maka persamaan Bernoulli di atas dapat ditulis menjadi persamaan baru, dimana dirumuskan sebagai:

(29)

2.5. Aliran Laminar dan Turbulen

Aliran fluida yang mengalir di dalam pipa dapat di klasifikasikan ke dalam dua tipe aliran yaitu “laminar” dan “turbulen”. Aliran dikatakan laminar jika partikel-partikel fluida yang bergerak

mengikuti garis lurus yang sejajar pipa dan bergerak dengan kecepatan sama. Aliran dikatakan turbulen jika tiap partikel fluida bergerak mengikuti lintasan sembarang di sepanjang pipa dan hanya gerakan rata-ratanya saja yang mengikuti sumbu pipa.

2.6. Metode Pendistribusian Air

2.6.1 Sistem Gravitasi

Metode pendistribusian dengan sistem gravitasi bergantung pada topografi sumber air yang ada dan daerah pendistribusiannya. Biasanya sumber air ditempatkan pada daerah yang tinggi dari daerah distribusinya. Air yang didistribusikan dapat mengalir dengan sendirinya tanpa pompa. Adapun keuntungan dengan sistem ini yaitu energi yang dipakai tidak membutuhkan biaya, sistem pemeliharaan yang murah.

2.6.2. Sistem Pemompaan

Metode ini menggunakan pompa dalam mendistribusikan air menuju daerah didtribusi. Pompa langsung dihubungkan dengan pipa yang menangani pendistribusian. Dalam pengoperasiannya pompa terjadwal utnuk beroperasi sehingga dapat menghemat pemakaian energi. Keuntungan dari metode ini yaitu tekanan pada daerah distribusi dapat terjaga.

2.6.3. Sistem Gabungan Keduanya

Metode ini merupakan gabungan antara metode gravitasi dan pemopaan yang biasanya digunakan untuk daerah distribusi yang berbukit-bukit. Pada cara gabungan ini, reservoir digunakan untuk mempertahankan tekanan yang diperlukan selama periode pemakaian tinggi dan pada kondisi darurat, misalnya saat terjadi kebakaran, atau tidak adanya energi. Selama periode pemakaian rendah, sisa air dipompakan dan disimpan dalam reservoir distribusi. Karena reservoir distribusi digunakan

(30)

sebagai cadangan air selama periode pemakaian tinggi atau pemakaian puncak, maka pompa dapat dioperasikan pada kapasitas debit rata-rata.

2.7. Kehilangan Tinggi Tekanan (Head Losses)

2.7.1. Kehilangan Tinggi Tekanan Mayor (Mayor Losses)

Aliran fluida yang melalui pipa akan selalu mengalami kerugian head. Hal ini disebabkan oleh gesekan yang terjadi antara fluida dengan dinding pipa atau perubahan kecepatan yang dialami oleh aliran fluida (kerugian kecil). Kerugian head akibat gesekan dapat dihitung dengan menggunakan salah satu dari dua rumus berikut dan nilai kekasarannya dapat dilihat pada tabel 2.1:

5. Persamaan Darcy – Weisbach

h

= f

………. ( 2.6 )

Di mana: hf = kerugian head karena gesekan (m)

f = faktor gesekan (diperoleh dari diagram Moody) d = diameter pipa (m)

L = panjang pipa (m)

v = kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/s) g = percepatan gravitasi

Tabel 2.1 : Nilai kekerasan dinding untuk berbagai pipa komersil

Bahan

Kekasaran (ε)

mm ft

Brass 0.0015 0.000005

Concrete

-Steel forms, smooth -Good joints,average -Rough, visible form mark

0.18 0.36 0.60

0.0006 0.0012 0.002

(31)

Copper 0.0015 0.000005

Corrugated metal (CMP) 45 0.15

Iron

-Asphalted lined -Cast

-Ductile; DIP-Cement mortar lined -Galvanized -Wrought 0.12 0.26 0.12 0.15 0.045 0.0004 0.00085 0.0004 0.0005 0.00015

Polyvinyl chloride (PVC) 0.0015 0.000005

Polyethylene,high density (HDPE) 0.0015 0.000005 Steel -Enamel coated -Riveted -Seamless -Commercial 0.0048 0.9 ~ 9.0

0.004 0.045 0.000016 0.003-0.03 0.000013 0.00015

Sumber: Robert J.Houghtalen, Ned H. C. Hwang, A. Osman Akan. “Fundamental of Hydraulic Engineering Systems Fourth Edition”. Pearson. New Jersey. 2010. Hal. 83.

Diagram Moody telah digunakan untuk menyelesaikan permasalahan aliran fluida di dalam pipa dengan menggunakan faktor gesekan pipa (f) dari rumus Darcy – Weisbach.

Untuk aliran turbulen dimana bilangan Reynold lebih besar dari 4000, maka hubungan antara bilangan Reynold, faktor gesekan dan kekasaran relatif menjadi lebih kompleks. Faktor gesekan untuk aliran turbulen dalam pipa didapatkan dari hasil eksperimen antara lain :

1. Untuk daerah complete roughness, rough pipes yaitu :

... ( 2.7 )

2. Untuk pipa sangat halus seperti glass dan plastic, hubungan antara bilangan Reynold dan faktor gesekan yaitu :

(32)

a. Blasius : f =

,

untuk Re = 3000 – 100.000

b. Von Karman :

= 2,0 log ,Untuk Re sampai dengan 3,106 3. Untuk pipa kasar, yaitu :

Von Karman : 1,74

Dimana harga f tidak tergantung pada bilangan Reynold.

4.

Untuk pipa antara kasar dan halus atau dikenal dengan daerah transisi yaitu :

Corelbrook – white :

6. Persamaan Hazen – Williams

Rumus ini pada umumnya dipakai untuk menghitung kerugian head dalam pipa yang relatif sangat panjang seperti jalur pipa penyalur air minum. Koefisien kekasaran Hazen Williams dapat dilihat pada table 2.2 dan bentuk umum persamaan Hazen – Williams, yaitu:

hf = L ... (2.8)

dimana: hf = kerugian gesekan dalam pipa (m)

Q = laju aliran dalam pipa (m3/s) L = panjang pipa (m)

C = koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams d = diameter pipa (m)

(33)

Material Pipa Koefisien C

Brass, copper, aluminium 140

PVC, plastic 150

Cast iron new and old 130

Galvanized iron 100

Asphalted iron 120

Commercial and welded steel 120

Riveted steel 110

Concrete 130

Wood stave 120

Sumber : Ram Gupta. S, “Hydrology & Hydraulic Engineering Systems. Pearson. New Jersey. 1989. Hal. 550.

2.7.2. Kehilangan Tinggi Tekan Minor (Minor Losses)

Kerugian yang kecil akibat gesekan pada jalur pipa yang terjadi pada komponen-komponen tambahan seperti katup, sambungan, belokan, reduser, dan lain-lain disebut dengan kerugian head minor (minor losses).

Besarnya kerugian minor akibat adanya kelengkapan pipa menurut dirumuskan sebagai:

=

∑ k

... ( 2.9 )

Di mana: g = percepatan gravitasi

v = kecepatan aliran fluida dalam pipa k = koefisien kerugian

(34)

untuk pipa yang panjang (L/d >>> 1000), minor losses dapat diabaikan tanpa kesalahan yang cukup berarti tetapi menjadi penting pada pipa yang pendek dan untuk table kehilangan tinggi tekanan dapat dilihat dalam tabel 2.3

Tabel 2.3 : kehilangan tinggi tekanan pada katup, alat penyesuaian dan pipa yang digunakan

Harga K dalam h= K

1.Katup pintu - Terbuka penuh - ¾ terbuka - ½ terbuka - ¼ terbuka

0.19 1.15 5.6

2. Katup bola, terbuka 10

3. Katup sudut, terbuka 5

4. Bengkokan 90o, - Jari-jari pendek - Jari-jari pertengahan - Jari-jari panjang

0.9 0.75

0.6

5. Lengkungan pengembalian 180o 2.2

6. Bengkokan 45o 0.42

7. Bengkokan 22 ½ o (45cm) 0.13

8. Sambungan T 1.25

9. Sambungan pengecil (katup pada ujung yang keci) 0.25

10.Sambungan Pembesar 0.25 (

11.Sambungan pengecil mulut lonceng 0.10

12.lubang terbuka 1.80

Sumber : J.M.K. Dake, Endang P.Tachyan, Y.P. Pangaribuan “Hidrolika Teknik Edisi Kedua. Erlangga. Jakarta.1985 . Hal. 78

(35)

Seperti yang diuraikan sebelumnya bahwa permasalahan aliran fluida dalam pipa dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan Darcy-Weisbach dan Diagram Moody. Penggunaan rumus empiris juga dapat digunakan untuk menyelesaikan permasalahan aliran. Dalam hal ini digunakan dua model rumus yaitu persamaan Hazen Williams dan persamaan Manning.

1.Persamaan Hazen-Williams dengan menggunakan satuan international yaitu:

V= ………( 2.10 )

Dimana : v = kecepatan aliran (m/s)

C = koefisien kekasaran pipa Hazen-Williams R = jari-jari hidrolis ; d/4 untuk pipa bundar s = slope dari gradient energi (Hl/L)

2. Persamaan Manning dengan satuan international yaitu

V = _{... ( 2.11 )} Dimana : n = koefisien kekasaran pipa Manning

Persamaan Hazen-Williams umumnya digunakan untuk menghitung headloss dalam pipa yang sangat panjang seperti jalur pipa penyedia air minum. Persamaan ini tidak dapat digunakan untuk zat cair lain selain air dan digunakan khusus untuk aliran yang bersifat turbulen. Persamaan Darcy-Weisbach secara teoritis tepat digunakan untuk semua rezim aliran dan semua jenis zat cair. Persamaan Manning biasanya digunakan untuk saluran terbuka (open channel flow).

2.9. Mekanisme Aliran Pada Pipa 2.9.1. Pipa Hubungan Seri

(36)

Gambar 2.3 Pipa hubungan seri

Jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara seri maka semua pipa akan dialiri oleh aliran yang sama seperti pada gambar 2.3. Total kerugian head pada seluruh sistem adalah jumlah kerugian pada setiap pipa dan perlengkapan pipa.

Pada gambar 2.4, jika H diketahui Q dapat dihitung dengan persamaan 2 energi (Bernouli) ฀ Q = Q1 = Q2 = Q3

Persamaan Bernouli pada titik 1 dan 2 :

+ +

=

+ +

+ hf

3 ... ( 2.12)

Tinggi tekanan di 1, H1, di 2,H2 :V1 = V2 = 0

Z1 + H1 = Z2 + H2 + hf1 + hf2 + hf3

(Z1 + H1) – (Z2 + H2) = hf1 + hf2 + hf3

H= hf1 + hf2 + hf3 ... ( 2.13)

Dengan menggunakan persamaan Darcy – Weisbach persamaan tersebut menjadi :

H = f1

+

(37)

H =

(

maka Q =

... ( 2.14 ) Keterangan : H : besarnya head (m)

Q : debit (m3/s)

V : kecepatan aliran (m/s) Z : elevasi (m)

D : diameter pipa (m) L : panjang pipa (m)

g : percepatan gravitasi (m/s2) hf: kerugian head

f : faktor gesekan 2.9.2 Pipa Hubungan Paralel

(38)

Jika ada dua buah pipa atau lebih yang dihubungkan secara pararel seperti pada gambar 2.4, total laju aliran sama dengan jumlah laju aliran yang melalui setiap cabang dan rugi head pada sebuah cabang sama dengan yang lain yang dirumuskan sebagai :

Q0 = Q1 + Q2 + Q3 ... ( 2.15 )

Q0 = A1V1 + A2V2 + A3V3

Q = π/4 ( V1 + V1 + V1)

H = hf1 = hf2 = hf3

H = f1

= f

V1 =

;

V2 =

;

V3 =

karena H untuk masing-masing pipa adalah sama maka:

H =

.

... ( 2.16 ) Maka untuk mencari Q ekivalen:

Qe =

.

... ( 2.17 )

Keterangan : H : besarnya head (m) Qe: debit ekivalen (m3/s) V : kecepatan aliran (m/s) Z : elevasi (m)

(39)

De : diameter ekivalen (m) Le : panjang pipa ekivalen (m) g : percepatan gravitasi (m/s2) hf: kerugian head

f : faktor gesekan

2.10. Jaringan Pipa

2.10.1 Jenis Sistem Jaringan Pipa

a. Sistem Jaringan Pipa Seri

Sistem pemipaan dengan susunan seri merupakan jaringan pipa tanpa cabang ataupun loop. Jaringan ini memiliki satu sumber ,satu ujung dan node yang menyambung 2 pipa yang berada dalam satu jalur. Jaringan pemipaan jenis ini sangat kecil dan dipakai untuk pendistribusian air kawasan yang kecil,gambar dari system jaringan pipa seri ini dapat dilihat pada gambar 2.5

Gambar 2.5 Sistem jaringan pipa seri

2 Sistem Jaringan Pipa Bercabang

Sistem pemipaan dengan susunan bercabang seperti pada gambar 2.6 merupakan kombinasi dari jaringan pemipaan susunan seri. Dimana,jaringannya terdiri dari satu sumber dan memiliki banyak cabang. Sistem ini cukup untuk memenuhi kebutuhan sebuah komunitas dan investasi yang dikeluarkan tidaklah besar.

(40)

Gambar 2.6 Sistem jaringan pipa bercabang

3 Sistem Jaringan Pipa Tertutup (Loop)

Gambar 2.7 Sistem jaringan pipa loop

Sistem pemipaan ini merupakan sistem yang mana jaringannya saling terhubung yang terdiri dari node-node yang menerima aliran air lebih dari satu bagian yaitu seperti dalam gambar 2.7. Dengan sistem ini masalah – masalah yang dihadapi pada sistem seri ataupun bercabang dapat ditangani seperti masalah tekanan. Namun, sistem pemipaan dengan jaringan ini lebih rumit jika dibandingkan dengan sistem seri atau bercabang. Untuk biaya operasi dan investasi yang cukup besar. Sistem ini biasanya dipakai pada daerah yang cukup luas dengan jumlah pemakai yang cukup besar.

(41)

4 Sistem Jaringan Pipa Kombinasi

Sistem perpipan jenis ini merupakan sistem jaringan pemipaan yang umum digunakan untuk daerah yang luas. Sistem ini merupakan gabungan antara sistem dengan jaringan bercabang dan loop seperti terlihat pada gambar 2.8

Gambar 2.8 Sistem jaringan pipa kombinasi

2.10.2. Analisa Sistem Jaringan Pipa

Sistem jaringan pipa mungkin tidak sesederhana seperti gambar di atas. Suatu jaringan suplai kota sering rumit dan di desain suatu sistem distribusi air yang efektif untuk seluruh kota diperlukan untuk memperhitungkan tekanan dan debit pada setiap titik di dalam jaringan.

Pada tiap node berlaku Persamaan kontinuitas : ∑ Q = q external

Pada setiap pipa berlaku persamaan energi : ∑ KQn = 0

Suatu jaringan kota dapat dibagi menjadi beberapa putaran atau “cincin” yang sesuai. Dua kebutuhan teoretis yaitu penurunantinggi tekan netto sekeliling putaran harus nol dan besarnya aliran netto ke arah cabang juga harus nol (0).

Andaikan kehilangan tinggi tekan terhadap gesekan dan lain-lainnya pada masing-masing pipa dinyatakan dalam bentuk :

(42)

dimana Kp dan indeks n diumpamakan tetap dan Q adalah debit yang melalui pipa. kita umpamakan :

Q = Qo + ∆Q………..………( 2.19 )

Dimana Qo adalah debit yang diumpamakan (memenuhi kondisi kesinambungan) yang besarnya

di bawah debit yang sebenarnya dengan perbedaan yang kecil seharga ∆Q.

Dengan mensubstitusikan (2.18) kedalam (2.19) dan dengan mengembangkannya dengan teori binomial ( dengan menghilangkan faktor yang mempunyai (∆Q)2 dan pangkat yang lebih besar).

hf = Kp ( ∆Q)

Dalam gerakan sekeliling putaran , ∑hf = 0, sehingga :

∑nKp ∆Q = - ∑Kp ………..( 2.20 )

Untuk memenuhi kebutuhan kesinambungan pada setiap cabang( untuk aliran masuk dan keluar yang tetap ke dalam putaran tertentu), harga ∆Q harus sama pada setiap pipa. Dengan demikian ∆Q dapat dikeluarkan dari tanda pejumlahan. Sehingga persamaan (3) menghasilkan:

∆Q =

=

………. ( 2.21 )

Pada suatu jaringan perpipaan harus dipenuhi ketentuan berikut:

1. Perjumlahan tekanan disetiap circuit = 0 (nol)

2. Aliran yang masuk pada setiap titik simpul = aliran keluar

3. Persamaan Darcy – Weisbach atau rumus exponensial berlaku untuk masing-masing pipa.

(43)

kalkulator untuk hitungan masih bisa dilakukan. Perhitungan analisa ini menggunakan program Microsoft Office Excel 2007.

(44)

BAB III

GAMBARAN UMUM WILAYAH STUDI

3.1. Gambaran Umum Lokasi Survei

3.1.1. Kondisi Umum Kota Bener Meriah

Kabupaten Bener Meriah adalah salah satu Kabupaten ini merupakan hasil pemekaran Kabupate kecamatan. Kabupaten Bener Meriah yang beribukota di luas 1.919,69 km² terdiri dari 10 Kecamatan dan 233 desa.

Kabupaten Bener Meriah merupaka undang No. 41 tahun 2003 tanggal 18 Desember 2003 tentang Pembentukan Kabupaten Bener Meriah di Provinsi Aceh. Diresmikan oleh Menteri Dalam Negeri tanggal 7 Januari 2004 yang merupakan pemekaran dari Kabupaten Aceh Tengah, dengan batas-batas :

1. Sebelah Utara dengan Kabupaten Aceh Bireuen. 2. Sebelah Selatan dengan Kabupaten Aceh Tengah. 3. Sebelah Timur dengan Kabupaten Aceh Timur. 4. Sebelah Barat dengan Kabupaten Aceh Tengah

(45)

Gambar 3.1: Peta Infrastruktur Kab.Bener Meriah

Seperti pada gambar 3.1 jumlah Penduduk Kabupaten Bener Meriah Hasil Data Agregat Kependudukan Per Kecamatan Tahun 2012 berjumlah 148.616 jiwa yang terdiri atas 75.958 dan 72.658 jiwa. Penduduk terbanyak berada di 25.509 jiwa sedangkan penduduk terkecil berada di 3.337 jiwa. Jumlah penduduk pada kabupaten Bener Meriah dapat dilihat dalam tabel 3.1 berikut :

N o

Nama

KecamatanE:\Kabupaten_Bener_Meria h.htm - cite_note-2

Laki-Laki

Perempua n

Jumlah Pendudu

Luas Wilaya

Kepadata n Pendudu

1 Pintu Rime Gayo 6.902 6.451 13.353 223,56

km²

59,73 jiwa/km²

(46)

2 Permata 9.440 8.830 18.270 159,66 km²

114,43 jiwa/km²

3 Syiah Utama 1.710 1.627 3.337 792,71

km²

4,21 jiwa/km²

4 Bandar 12.85

9 12.650 25.509

88,10 km²

289,55 jiwa/km²

5 Bukit 12.80

2 12.536 25.338

110,95 km²

228,37 jiwa/km²

6 Wih Pesam 11.95

1 11.427 23.378

66,28 km²

352,72 jiwa/km²

7 Timang Gajah 10.26

4 9.862 20.126

98,28 km²

204,78 jiwa/km²

8 Bener Kelipah 2.379 2.285 4.664 19,75

km²

236,15 jiwa/km²

9 Mesidah 2.802 2.435 5.237 286,83

km²

18,25 jiwa/km²

10 Gajah Putih 4.849 4.555 9.404 73,57

km²

127,82 jiwa/km² Tabel 3.1: Penduduk Kab.Bener Meriah

Bener Meriah terletak 4° 33 50 - 4° 54 50 Lintang Utara dan 96° 40 75- 97° 17 50 Bujur Timur dengan tinggi ratarata di atas permukaan laut 100

(47)

1. Sebelah Utara Kabupate

2. Sebelah Selatan Kabupate

3. Sebelah Timur Kebupaten Aceh Timur.

4. Sebelah Barat Kabupaten Aceh Tengah.

Komoditi unggulan Kabupaten Bener Meriah yaitu sektor Perkebunan dan jasa. Sektor pertanian komoditi unggulannya adalah sub sektor tanaman perkebunan dengan komoditi Kelapa sawit, kakao, kopi, kelapa, dan Nilam. sub sektor jasa Pariwisata yaitu wisata alam dan budaya.

Sebagai penunjang kegiatan perekonomian, di provinsi ini tersedia 1 bandar udara, yaitu Bandara Rembele.

3.1.2. Wilayah dan Kependudukan

Kabupaten Bener Meriah yang beribukota di 1.919,69 km² terdiri dari 10 Kecamatan dan 233 desa.

Kecamatan yang terdapat pada Bener Merriah ini antara lain :

(48)

10.

Dimana wilayah yang memiliki daerah terluas yaitu Kecamatan Syiah Utama dengan luas wilayah 792,71 Km² atau 41,29%, sedangkan untuk wilayah yang memiliki daerah terkecil yaitu Kecamatan Bener Kelipah dengan luas wilayah 19,75 Km² atau 1,08%.

24553-24582 (dari total 243 kecamatan dan 5827 gampong di seluruh Aceh). Per tahun 2010 jumlah penduduk di wilayah ini adalah 121.870 (dari penduduk seluruh provinsi Aceh yang berjumlah 4.486.570) yang terdiri atas 61.871 pria dan 59.999 wanita (rasio 103,12). Dengan luas daerah 190.401 ha (dibanding luas seluruh provinsi Aceh 5.677.081 ha), tingkat kepadatan penduduk di wilayah ini adalah 84 jiwa/km2 (dibanding kepadatan provinsi 78 jiwa/km2)

3.2. Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirta Bengi 3.2.1. Sejarah Singkat PDAM Tirta Bengi

Kabupaten Bener Meriah lahir dengan undang – undang nomor : 41 Tahun 2003 didaratan tinggi gayo berhawa dingin dengan suhu minimum 14 derajat celcius merupakan pemekaran dari kabupaten Aceh Tengah dengan jumlah penduduk 148.616 jiwa yang barang tentu butuh pembangunan sarana penunjang diantaranya air bersih untuk memenuhi kebutuhan penduduk akan air bersih.

Kabupaten Bener Meriah mengelola penyerahan aset PDAM TIRTA TAWAR kabupaten Aceh Tengah berupa broncaptering mata air berikut instalasi perpipaan yaitu : intek rebol, intek batin, intek jelobok, intek lampahan, intek damaran dan intek bale permata.

Baru pada tanggal 30 agustus 2006 pemerintah menetapkan pendirian PDAM yang diberi nama Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirta Bengi sebagai Badan Usaha Milik

(49)

Tugas Pokok PDAM adalah menyediakan air bersih yang cukup dan sehat untuk memenuhi kebutuhan masyarakat di daerah sesuai dengan kemampuan untuk membangun Perekonomian Daerah dan menambah Pendapatan Asli Daerah. Dalam menjalankan tugasnya Direksi PDAM bertanggung jawab kepada Kepala Daerah melalui Badan Pengawasan.

Dengan berdirinya PDAM TIRTA BENGI, kemudian diberikan kepercayaan dengan tambahan bangunan ipa sentral 20 Lt/dt dan ipa menderek 2,5 Lt/dt dan tahun berikutnya tahun 2011 dibangun ipa batin 20 Lt/dt dan bangunan pengembangan IPA sentral 30 Lt/dt yang didanai dari APBN , APBA, APBK dan PDAM.

Visi, Misi dan Moto PDAM Tirta Bengi Bener Meriah

Visi : Mengangkat citra pdam dengan melakukan perubahan kearah paradigma baru guna menuju pelayanan prima

Misi : Meningkatkan pelayanan dengan cara memperhatikan tingkat kualitas, kuantitas dan kontinuitas untuk mencapai kepuasan

Moto : Pelayanan optimal adalah tujuan kami

Maksud dan tujuan PDAM Kabupaten Bener Meriah sesuai qanun nomor : 21 tahun 2006 PDAM Tirta Bengi didirikan dengan maksud dan tujuan :

Mengusahakan pengelolaan air minum bagi kepentingan umum dalam jumlah dan mutu yang memadai.

Tugas pokok Perusahaan Daerah Air Minum Tirta Bengi adalah bergerak di bidang jasa pengelolaan air minum daerah, untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat yang mencakup aspek ekonomi, social, kesehatan dan pelayanan umum. Dalam melaksanakan tugas pokok sebagai mana dimaksud, PDAM menyelenggarakan fungsi – fungsi sebgai berikut :

(50)

• Melaksanakan pelayanan umum / jasa kepada masyarakat konsumen dalam

penyediaan air bersih

• Perencanaan, pemeliharan, pengawasan dan pembangunan sarana dan prasarana air

minum

• Pengelolaan keuangan perusahaan untuk membiayai kelangsungan hidup perusahaan

daerah

• Pengelolaan pegawai PDAM

• Evaluasi dan pelaporan pelaksanaan program kegiatan dan usaha PDAM kepada

bupati melalui badan pengawas

3.2.2. Kriteria Penggolongan Tarif Air Minum PDAM Tirta Bengi Bener Meriah

Total pelanggan Tirta Bulian Tebing Tinggi sebanyak 4474 sampai akhir juni 2011. Tarif yang diberikan oleh PDAM Tirta Bulian kepada pelanggan memiliki beberapa jenis golongan. Golongan tersebut adalah sebagai berikut:

A. Golongan Sosial 1. Sosial Umum (SU)

Pelanggan yang memberikan pelayanan umum, khususnya bagi masyarakat yang berpenghasilan rendah, seperti rumah ibadah, fire hydrant, kamar mandi umum, kran umum, dan terminal air.

2. Sosial Khusus (SK)

Pelanggan yang memberikan pelayanan umum dan mendapatkan dana dari kegiatannya, seperti kantor organisasi massa/parpol, panti asuhan, sekolah negeri/swasta, dan yayasan sosial.

B. Golongan Non Niaga

(51)

Bangunan yang berfungsi sebagai tempat tinggal yang terbuat dari bahan tepas dan kayu dengan luas sampai dengan 36 m2.

2. Rumah Tangga “B” (RT-2)

Bangunan semi permanen dan permanen yang berfungsi sebagai tempat tinggal dengan luas sampai 45 m2.

3. Rumah Tangga “C” (RT-3)

Bangunan permanen yang berfungsi sebagai tempat tinggal dengan luas sampai 70 m2.

4. Rumah Tangga “D” (RT-4)

Rumah dengan bangunan yang termasuk menengah sampai dengan mewah, tidak ada kegiatan usaha di dalam dan atau di luar bangunan, antara lain:

a) Rumah permanen berlantai 2 atau berbentuk ruko ataupun tidak b) Rumah permanen dengan luas lebih dari 70 m2

5. Instansi Pemerintahan dan TNI, POLRI (IP)

Sarana dan prasarana instansi pemerintahan/TNI/POLRI termasuk gedung, kantor, kolam renang, rumah dinas/asrama dan fasilitas lainnya yang rekening air minumnya ditanggung oleh instansi tersebut.

C. Golongan Niaga 1. Niaga Kecil (N-1)

Bangunan semi permanen dan permanen dengan luas sampai dengan 45 m2 yang digunakan sebagai tempat usaha, seperti: kios, warung, pedagang kaki lima, kedai kopi, rumah makan, bengkel, tukang pangkas, klinik swasta, doorsmeer, toko/percetakan, rumah sakit tipe D, perusahan swasta, notaris, dan pengacara. 2. Niaga Menengah (N-2)

(52)

Bangunan permanen dengan luas lebih dari 45 m2 atau bangunan rumah toko yang digunakan sebagai usaha, seperti: toko dan grosir yang menyediakan sandang dan pangan, swalayan, rumah sakit swasta tipe A, B, dan C, kolam renang umum, hotel, losmen, restauran, dan usaha peternakan.

3. Niaga Besar (N-3)

Pelanggan yang dalam kegiatan/usahanya memperoleh keuntungan yang lebih tinggi dari niaga menengah, seperti: kerajinan rumah tangga, SPBU, karaoke, industri, night-club, hotel berbintang, super market, BUMN, BUMD, PT, CV, Fa, dan UD, sevice station, showroom, dan usaha besar lainnya seperti eksport dan import.

Tabel 3.2: Tarif Air Minum PDAM Tirta Bengi Bener Meriah

NO GOLONGAN TARIF JUMLAH

PELANGGAN

Harga (Rp) Blok Konsumsi (m3) 0 – 10 > 10 A.

I. II.

Sosial

Sosial Umum (SU) Sosial Khusus (SK)

128 89 550 650 750 1.000 B. I. II. III. IV. V. Non Niaga

R. Tangga “A” (RT-1) R. Tangga “B” (RT-2) R. Tangga “C” (RT-3) R. Tangga “D” (RT-4) Instansi Pemerintahan 879 3.445 2.070 1.459 98 1.100 1.400 1.600 1.800 1.400 1.550 2.150 2.400 2.650 2.150 C. I. II. III. Niaga

Niaga Kecil (N-1) Niaga Menengah (N-2) Niaga Besar (N-3)

481 407 185 2.150 3.000 3.600 3.100 4.550 5.500

(53)

D. I. II. III. IV. Biaya Beban Kelompok Sosial

Kelompok Ins. Pemerintahan Kelompok Non Niaga (RT) Kelompok Niaga

5.000 15.000 7.500 15.000 Sumber: PDAM Tirta Bengi Bener Meriah

3.2.3 Sistem Penyediaan Air Minum a. Keadaan Sumber Air

PDAM Tirta Bengi Bener Meriah saat ini melayani Empat titik kawasan yang padat penduduk dimana air didaerah tersebut sangat dibutuhkan untuk keperluan sehari-hari maupun bisnis masyarakat dalam upaya meningkatkan pendapatan seperti warung kopi, nasi dan toko-toko serta keperluan masyarakat terhadap air . Keempat Kawasan padat penduduk tersebut antara lain Ibu Kota Kecamatan Bandar, Kecamatan Bukit dan Wih Pesam serta kecamatan Timang Gajah yakni lampahan dan sekitarnya.

Khususnya di kawasan Ibu Kota Kabupaten yakni Bukit dan Wih Pesam Pemerintah telah membangun dua unit Intake Pengolahan Air Bersih yang terletak di Kampung Bale Atu .Intake ini diharapkan akan dapat melayani kebutuhan air bagi masyarakat di Kecamatan Bukit dan Wih Pesam serta unit-unit perkantoran. Kemudian kawasan Kecamatan Bandar juga telah dibangun Intake SPAM tahun 2011 lalu di Kawasan tersebut.

Produksi / Distribusi dan Kehilangan air yang terdapat pada PDAM Tirta Bengi Bener Meriah terdapat pada tabel 3.3 berikut :

Tabel 3.3: Produksi / Distribusi dan Kehilangan air

No Tahun

Produksi (m3)

Distribusi (m3)

Terjual (m3)

Kehilangan (%)

1 2008 1.425.936 534601 62,51

(54)

3 2010 1.425.936 833706 41,57

4 2011 1.799.196 644693 64,17

Dimana jumlah pelanggan yang aktif dan inaktif terdapat pada tabel 3.4 : Tabel 3.4: Jumlah Pelanggan

No Tahun Aktif Inaktif Jumlah

1 2008 3135 35 3170

2 2009 4079 21 4100

3 2010 4252 164 4416

4 2011 4310 164 4474

Pelayanan air minum masyarakat masih terbatas pada sebagian ibukota kecamatan dan Kabupaten Bener Meriah, untuk daerah yang belum terjangkau jaringan pipa distribusi PDAM digunakan mobil tangki.

Dibeberapa desa air bersih dibagun oleh program PNPM yang dikelola secara mandiri.

Sumber daya manusia yang bekerja pada PDAM Tirta Bengi Bener Meriah terdapat pada tabel 3.5

Tabel 3.5: Sumber Daya Manusia

No Tahun Karyawan Tetap Honor Kontrak Jumlah

1 2008 22 17 0 39

2 2009 35 1 5 41

3 2010 34 1 4 39

(55)

d. Instalasi Pengolahan Air (IPA)

Instalasi pengolahan air di PDAM Tirta Bengi Bener Meriah adalah pengolahan lengkap sebanyak 3 unit yakni ipa menderak 2,5 L/dt, ipa central I 20 L/dt dan ipan central II 20 L/dtdengan yang terdiri dari bangunan plat baja seperti pada gambar 3.2 berikut.

Gambar 3.2: Water Treatment Plan (WTP) e. Tinggi elevasi PDAM ke tiap titip

1. Intek

- Elevasi 1674 m 2. Bak Sedimentasi

- Elevasi 1664 m

3. Instalasi Pengolahan Air (IPA) - Elevasi 1577 m

4. Bak pelepas tekanan - Elevasi 1510 m 5. Simpang tiga

(56)

6. Tungkem

- Elevasi 1354 m 7. Simpang ulim

- Elevasi 1320 m 8. Simpang IV kuta kering

- Elevasi 1328 m 9. Blang panas

- Elevasi 1301 10.Delung

- Elevasi 1260 m

11.Batalyon 114 SM dan Kompi BAN - Elevasi 1520 m

Untuk contur nya dapat dilihat pada gambar 3.3berikut:

Gambar 3.3: Contur Kab.Bener Meriah menggunakan Epanet 2.0

(57)

Untuk memenuhi kualitas air minum kepada masyarakat di daerah pelayanan di Kabupaten Bener Meriah secara kontiniu selama 24 jam maka dari dasar yang direncanakan telah membuat satu unit reservoir distribusi antara lain:

- Satu unit reservoir di atas yang berfungsi sebagai penerimaan kelebihan air yang didistribusikan pada saat jam minimum dan sebagai penambahan kapasitas pada saat jam puncak pemakaian air pada masyarakat dengan cara gravitasi.

g. Jaringan Distribusi

Jaringan Distribusi air di Bener Meriah yang dikelola PDAM Tirta Bengi dengan menggunakan berbagai jenis diameter pipa:

• Dari intek ke bak sedimentasi pipa diameter 200 mm (8”) sepanjang 300 m

• Dari bak sedimentasi ke IPA pipa diameter 200 mm (8”) sepanjang 1.200 m

• Dari IPA ke bale atu pipa diameter 200 mm (8”) sepanjang 1800 m

• Dari bale atu ke simpang tiga pipa diameter 150 mm sepanjang 2800 m

• Dari simpang tiga ke kuta kering pipa diameter 100 mm sepanjang 4000 m

• Dari kuta kering ke blang panas pipa diamtere 75 mm (3”) sepanjang 2000 m

• Dari kuta kering ke delung pipa diameter 75 mm sepanjang 2200 m

• Batalyon langsung di ambil dari Instalasi pengolahan Air (IPA) dengan diameter pipa

250 mm (10”) sepanjang 5000 m.

(58)

Gambar 3.4: Peta Jaringan Pipa Air Bersih 3.2.4. Lokasi dan Data Survei

Gambar 3.4 adalah peta jaringan pipa air bersihnya, lokasi yang akan ditinjau adalah daerah Simpang tiga, yang memiliki 485 pelanggan yang terdiri dari beberapa golongan, yaitu terdapat pada tabel 3.6 berikut:

(59)

Tabel 3.6: Jumlah pelanggan berdasarkan golongan

NO GOLONGAN JUMLAH

PELANGGAN A.

I. II.

Sosial

Sosial Umum (SU) Sosial Khusus (SK)

10 11 B. I. II. III. IV. V. Non Niaga

R. Tangga “A” (RT-1) R. Tangga “B” (RT-2) R. Tangga “C” (RT-3) R. Tangga “D” (RT-4) Instansi Pemerintahan 60 151 175 76 0 C. I. II. III. Niaga

Niaga Kecil (N-1) Niaga Menengah (N-2) Niaga Besar (N-3)

12 0 0

Total Pelanggan 485

(60)

Mulai

Data

Hitung Kebutuhan Air Tiap Jenis

Pelanggan

Ketersediaan Air PDAM

Perhit. kebutuhan air PDAM untuk tiap jenis

pelanggan

Kesimpulan & Saran

Gambar 4.1 Diagram Metodologi Penelitian Hitung Jumlah

Tiap Jenis Pelanggan

Perhitungan Kehilangan Air BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

Jenis Penelitian dari penelitian ini adalah deskriptif kuantitatif studi kasus Analisa Distribusi Air Bersih pada Kelurahan Lalang Kecamatan Rambutan Kota Tebing Tinggi Menggunakan program epanet 2.0. Metode yang dilakukan pada studi ini terlebih dahulu melakukan tinjauan lokasi di daerah penelitian, kemudian mengumpulkan data yang berhubungan dengan sistem distribusi air bersih dan menganalisa data sedemikian rupa untuk mendapatkan kesimpulan akhir. Alur pengerjaannya lebih jelas tergambar pada Gambar 4.1. Bagan alir metodologi pengerjaan tugas akhir adalah sebagai berikut:

(61)

4.1. Pengumpulan Data

Untuk mencapai tujuan dan sasaran penelitian ini maka tahapan proses penelitian yang dilakukan oleh penulis adalah sebagai berikut :

1. Studi Literatur

Mengumpulkan bahan-bahan atau teori-teori dari beberapa buku yang berhubungan dengan pengerjaan tugas akhir.

2. Pengumpulan Data

Mengambil data-data yang diperlukan yang terdiri dari : a. Data Primer

Data primer merupakan data yang diperoleh dengan mengadakan kunjungan langsung di daerah studi sehingga diperoleh kondisi eksisting penyaluran dan pendistribusian air bersih.

b. Data Sekunder

Merupakan data yang diperoleh dari PDAM Tirta Bengi Bener Meriah. Adapun data-data tersebut yaitu :

• Peta jaringan pipa distribusi Kota Bener Meriah. • Jumlah pelanggan

• Jumlah pemakaian air

• Spesifikasi pipa yang digunakan pada lokasi survei yang ditinjau

4.2. Analisa Data

Metode yang digunakan dalam analisis pendistribusian air bersih yaitu dengan menggunakan metode Hardy Cross dan memakai software Epanet 2.0 dan Program Microsoft Excel 2007. Adapun prosedur perhitungan adalah sebagai berikut:

(62)

1. Pilih pembagian debit melalui tiap-tiap pipa Qo hingga terpenuhi kontinuitas 2. Hitung hf pada tiap pipa, hf = k.Q2.

3. Jaringan pipa dibagi menjadi sejumlah jaringan tertutup (tiap pipa minimal masuk dalam satu jaringan).

4. Hitung ∑hf tiap jaringan, jika pengaliran seimbang, ∑hf = 0. 5. Hitung nilai ∑ |2kQ| untuk tiap jaringan.

6. Hitung koreksi debit , Qo =debit permisalan.

7. Koreksi debit, Q= Qo + ∆Q, prosedur 1 – 6 diulangi hingga diperoleh ≈ 0. Pada suatu jaringan perpipaan harus dipenuhi ketentuan berikut:

 Perjumlahan tekanan disetiap circuit = 0 (nol).

 Aliran yang masuk pada setiap titik simpul = aliran keluar.

 Persamaan Darcy – Weisbach atau rumus exponensial berlaku untuk masing-masing

(63)

BAB V

PENGOLAHAN DATA

5.1. Jumlah Pemakaian Air

5.1.1. Kebutuhan Air Bersih Golongan Non Niaga & Niaga-1

Jumlah anggota keluarga setiap rumah berkisar antara 4 – 8 orang. Dalam kasus pendistribusian air bersih ini diambil rata-rata setiap rumah berjumlah 4 orang yang terdiri dari ayah, ibu, dan 2 anak. Dalam survei diperoleh jumlah pelanggan non niaga dan niaga-1 yang berada di Kota Simpang Tiga = 485 pelanggan sehingga jumlah penduduk adalah 485 x 4 orang = 1.940 orang.

Tabel 5.1: Rata-rata Kebutuhan Air Per Orang Per Hari

No Jenis Gedung

Pemakaian air rata rata per hari (liter) Jangka waktu pemakaian air rata rata sehari (jam)

Perbandinga n luas lantai efektif/total

(%)

Keterangan

1 Perumahan

mewah 250 8-10 42-45 Setiap penghuni

2 Rumah biasa 160-250 8-10 50-53 Setiap penghuni

3 Apartemen 200-250 8-10 45-50

Mewah: 250 liter Menengah : 180 ltr Sendiri : 120 ltr

4 Asrama 120 8 45-48 Sendiri

5 Rumah sakit 1000 8-10 50-55

(setiap tempat tidur pasien) Pasien luar : 500 ltr

Staf/pegawai :120 ltr Kelg.pasien : 160 ltr

6 SD 40 5 58 Guru : 100 liter

(64)

8 SLTA dan lebih

tinggi 80 6 - Guru/Dosen:100 liter

9 Rumah-toko 100-200 8 - Penghuninya: 160 ltr

10 Gedung kantor 100 8 60-70 Setiap pegawai

11 Toko serba ada

departement store 3 7 55-60 -

12 Pabrik/industri

Buruh pria: 60, wanita:

100

8 -

Per orang, setiap giliran (kalau kerja lebih dari 8 jam/hari)

13 Stasiun/terminal 3 15 - Setiap penumpang (yang

tiba maupun berangkat

14 Restoran 30 5 - Untuk penghuni 160 ltr

15 Restoran umum 15 7 -

Untuk penghuni: 160 ltr, pelayan: 100 ltr

70% dari jumlahl tamu perlu 15 ltr/org untuk kakus, cuci tangan dsb.

16 Gedung

pertunjukan 30 5 53-55

Kalau digunakan siang dan malam, pemakaian air dihitung per

penonton, jam pemakaian air dalam tabel adalah untuk satu kali pertunjukan

17 Gedung bioskop 10 7 - -

18 Toko pengecer 40 6 -

Pedangan besar: 30 liter/tamu, 10 liter/staff atau, 5 liter per hari setiap m2 luas lantai

19 Hotel/penginapan 250-300 10 -

Untuk setiap tamu, untuk staf 120-150 liter; penginapan 200 liter 20 Gedung

peribadatan 10 2 -

Didasarkan jumlah jemaah per hari

21 Perpustakaan 25 6 - Untuk setiap pembaca

yang tinggal

(65)

Sumber: Soufyan Moh. Noerbambang & Takeo Morimura, 2005

Tabel 5.1 di atas dan dengan standar kebutuhan air penduduk rata-rata sebesar 230 liter/orang (untuk kebutuhan rumah tangga) maka kebutuhan air penduduk dapat dihitung dengan cara:

Kebutuhan air penduduk = jumlah penduduk x kebutuhan air rata-rata per hari = 1.940 x 230 liter

= 446.200 liter 5.1.2. Kebutuhan Air Bersih Golongan Sosial a. Golongan Sosial Umum

golongan sosial umum terdiri dari rumah ibadah.

Jumlah rata-rata jemaah per hari = 75 orang

Jumlah gedung = 10 buah

Kebutuhan air rata-rata per hari per orang = 50 liter

kebutuhan air rata-rata per hari = 75 x 10 x 50 liter = 37.500 liter 23 Perkumpulan

sosial 30 - - Setiap tamu

24 Kelab malam 120-350 - - Setiap tempat duduk

25 Gedung

perkumpulan 150-200 - - Setiap tamu

(66)

b. Golongan Sosial Khusus

Golongan sosial khusus terdiri dari sekolah, kantor organisasi atau yayasan.

Jumlah orang = 250 orang

Jumlah gedung = 11 buah

Jumlah air rata-rata per orang per hari = 50 liter

Kebutuhan air rata-rata per hari = 250 x 11 x 50 liter = 137.500 liter

Maka total kebutuhan air bersih dalam 24 jam adalah:

= 446.200 + 37.500 + 137.500 = 621.200 liter = 621,20 m3 per Pemakaian air selama 24 jam dapat di hitung seperti tabel 5.2 sampai 5.11:

Tabel 5.2: Estimasi Pemakaian per hari

Fasilitas

Periode Pemakaian Air (%) 05.00-08.00 08.00-11.00 11.00-14.00 14.00-17.00 17.00-20.00 20.00-23.00 23.00-02.00 02.00-05.00 Non niaga &

Niaga-1 40 5 5 5 40 2 2 1

Sosial

Umum 15 10 15 20 40 0 0 0

Sosial

Khusus 0 30 40 20 10 0 0 0

Tabel 5.3: Pemakaian pada periode I (05.00-08.00) WIB Fasilitas Persentase pemakaian air (%) Kapasitas pemakaian air (liter/hari) Kapasitas pemakaian air (liter/3 jam) Kapasitas pemakaian air (liter/jam) Non niaga 40.00 446,200.00 178,480.00 59,493.33 Sosial Umum 15.00 37,500.00 5,625.00 1,875.00

Sosial Khusus 0.00 137,500.00 0.00 0.00

(67)

Tabel 5.4: Pemakaian pada periode II (08.00-11.00) WIB Fasilitas Persentase pemakaian air (%) Kapasitas pemakaian air (liter/hari) Kapasitas pemakaian air (liter/3 jam) Kapasitas pemakaian air (liter/jam) Non niaga 5.00 446,200.00 22,310.00 7,436.67 Sosial Umum 10.00 37,500.00 3,750.00 1,250.00 Sosial Khusus 30.00 137,500.00 41,250.00 13,750.00

67,310.00 22,436.67

Tabel 5.5: Pemakaian pada periode III (11.00-14.00) WIB

Fasilitas Persentase pemakaian air (%) Kapasitas pemakaian air (liter/hari) Kapasitas pemakaian air (liter/3 jam) Kapasitas pemakaian air (liter/jam) Non niaga 5.00 446,200.00 22,310.00 7,436.67 Sosial Umum 15.00 37,500.00 5,625.00 1,875.00 Sosial Khusus 40.00 137,500.00 55,000.00 18,333.33

82,935.00 27,645.00

Tabel 5.6: Pemakaian pada periode IV (14.00-17.00) WIB Fasilitas Persentase pemakaian air (%) Kapasitas pemakaian air (liter/hari) Kapasitas pemakaian air (liter/3 jam) Kapasitas pemakaian air (liter/jam) Non niaga 5.00 446,200.00 22,310.00 7,436.67 Sosial Umum 20.00 37,500.00 7,500.00 2,500.00 Sosial Khusus 20.00 137,500.00 27,500.00 9,166.67 57,310.00 19,103.33

Tabel 5.7: Pemakaian pada periode V (17.00-20.00) WIB Fasilitas Persentase pemakaian air (%) Kapasitas pemakaian air (liter/hari) Kapasitas pemakaian air (liter/3 jam) Kapasitas pemakaian air (liter/jam) Non niaga 40.00 446,200.00 178,480.00 59,493.33 Sosial Umum 40.00 37,500.00 15,000.00 5,000.00 Sosial Khusus 10.00 137,500.00 13,750.00 4,583.33 207,230.00 69,076.67

(68)

Sosial Umum 0.00 37,500.00 0.00 0.00

Sosial Khusus 0.00 137,500.00 0.00 0.00

8,924.00 2,974.67

Tabel 5.9: Pemakaian pada periode VII (23.00-02.00) WIB Fasilitas Persentase pemakaian air (%) Kapasitas pemakaian air (liter/hari) Kapasitas pemakaian air (liter/3 jam) Kapasitas pemakaian air (liter/jam) Non niaga 2.00 446,200.00 8,924.00 2,974.67

Sosial Umum 0.00 37,500.00 0.00 0.00

Sosial Khusus 0.00 137,500.00 0.00 0.00

8,924.00 2,974.67

Tabel 5.10: Pemakaian pada periode VIII (02.00-05.00) WIB Fasilitas Persentase pemakaian air (%) Kapasitas pemakaian air (liter/hari) Kapasitas pemakaian air (liter/3 jam) Kapasitas pemakaian air (liter/jam) Non niaga 1.00 446,200.00 4,462.00 1,487.33

Sosial Umum 0.00 37,500.00 0.00 0.00

Sosial Khusus 0.00 137,500.00 0.00 0.00

4,462.00 1,487.33

Tabel 5.11: Total pemakaian selama 24 jam

Periode Pemakain air

liter/hari liter/jam liter/det m3/det I 184,105.00 61,368.33 17.046759 0.017047 II 67,310.00 22,436.67 6.232407 0.006232 III 82,935.00 27,645.00 7.679167 0.007679 IV 57,310.00 19,103.33 5.306481 0.005306 V 207,230.00 69,076.67 19.187963 0.019188

VI 8,924.00 2,974.67 0.826296 0.000826

VII 8,924.00 2,974.67 0.826296 0.000826 VIII 4,462.00 1,487.33 0.413148 0.000413 Total 621,200.00 207,066.67 57.518519 0.057519

(69)

Gambar 5.1: Grafik pemakaian air per jam

Dari gambar 5.1 dapat dilihat bahwa kebutuhan maksimal terjadi pada periode V pada pukul 17.00-20.00 WIB sebesar 207,230 liter = 0.019188 m3/det. Besarnya kapasitas beban puncak dapat ditentukan dengan rumus:

Qh-max = (C1)(Qh)

keterangan: Qh = pemakaian air (m3/det)

C1 = konstanta yang bernilai antara 1,2 – 2,0 Qh-max = pemakaian air jam puncak (m3/det) Dari rumus di atas diperoleh kebutuhan air puncak sebesar

Qh-max = (1,3)( 0.019188) m3/det Qh-max = 0,0249444 m3/det

Diperoleh kebutuhan beban puncak adalah 0,0249444 m3/det

Dari kebutuhan beban puncak sebesar 0,0249444 m3/det dapat ditaksir kapasitas air yang mengalir tiap-tiap pipa.

Kapasitas pemakaian per golongan dan kapasitas air yang keluar dapat dilihat pada tabel 5.12 dan 5.13

(70)

Sosial khusus  m3/det

Sosial Umum  m3/det

Rumah Tangga + Niaga 1 = 0,0000216 m3/det

Tabel 5.12: Kapasitas pemakaian air per golongan Golongan Jumlah

Pelanggan Kapasitas pemakaian air (liter/jam) Kapasitas pemakaian air (m3/det)

Sosial Khusus 11 4.583,33 0,0001157

Sosial Umum 10 5.000,00 0,0001389

Rumah Tangga + Niaga 1 464 59.493,33 0,0000216

Tabel 5.13: Kapasitas air yang keluar (out flow)

TITIK Jumlah Sosial Khusus (SK) kapasitas air m3/det Jumlah Sosial Umum (SU) kapasitas air m3/det Jumlah Rumah Tangga + Niaga 1 (RT + N1)

kapasitas air m3/det

JUMLAH m3/det

1 11 0.0012731 ₀ 0.0000000 ₉₆ 0.0032711 0.0059075

2 ₀ 0.0000000 ₄ 0.0005556 ₈₇ 0.0029644 0.0045760

3 0 0.0000000 2 0.0002778 64 0.0021807 0.0031961

4 0 0.0000000 2 0.0002778 107 0.0036459 0.0051008

5 0 0.0000000 2 0.0002778 70 0.0023852 0.0034619

6 0 0.0000000 0 0.0000000 40 0.0013630 0.0017719

TOTAL 11 0.0012731 10 0.0013889 464 0.0158104 0.0240141

Perhitungan : SK  2 x 0,0001157 = 0,0002315 m3/det SU  0 x 0,0001389 = 0,0000000 m3/det RT + N1  86 x 0,0000216 = 0,0018576 m3/det

(71)

Gambar 5.2: Skema Perpipaan

5.2 Kebutuhan Air Untuk Blok A-A ( Perumahan ) Jumlah penghuni blok A-A : (19 rumah x 4 ) = 76 penghuni Pemakaian air rata-rata tiap hari untuk blok A-A

Qd= jumlah penghuni × kebutuhan air tiap orang = 76 x 50

= 3.800 liter = 3,8 m3

Tambahan 20% untuk mengatasi kebocoran pada instalasi = 20 % (3,8) + 3,8

= 4,56 m3

Kalau dianggap pemakaian air selama 8 jam, maka

Qh = T Q_d

(72)

Menetapkan C1 = 1,8 dan C2 = 3 Qh-max = C1 × Qh

= 1,8 x 0,57 = 1,026 m3/jam Qm-max = C2 x Qh

= 0.21375 m3/menit

5.3 Kebutuhan Air Untuk Blok B-B ( Pasar )

Jumlah penghuni blok B-B : (23 rumah x 4 ) = 92 penghuni Pemakaian air rata-rata tiap hari untuk blok B-B

Qd= jumlah penghuni × kebutuhan air tiap orang = 92 x 50

= 4600 liter = 4,6 m3

Tambahan 20% untuk mengatasi kebocoran pada instalasi = 20 % (4,6) + 4,6

= 5,52 m3

Kalau dianggap pemakaian air selama 8 jam, maka

Qh = T Q_d

= 0,69 m3/jam

(73)

= 1,8 x 0,69 = 1,242 m3/jam Qm-max = C2 x Qh

= 0,09 m3/menit

5.4 Kebutuhan Air Untuk Blok C-C ( Perumahan ) Jumlah penghuni blok C-C : (19 rumah x 4 ) = 76 penghuni Pemakaian air rata-rata tiap hari untuk blok C-C

Qd= jumlah penghuni × kebutuhan air tiap orang = 76 x 50

= 3.800 liter = 3,8 m3

Tambahan 20% untuk mengatasi kebocoran pada instalasi = 20 % (3,8) + 3,8

= 4,56 m3

Kalau dianggap pemakaian air selama 8 jam, maka

Qh =

T Q_d

(74)

Menetapkan C1 = 1,8 dan C2 = 3 Qh-max = C1 × Qh

= 1,8 x 0,57 = 1,026 m3/jam Qm-max = C2 x Qh

= 0.21375 m3/menit

5.5 Kebutuhan Air Untuk Blok D-D ( Pasar )

Jumlah penghuni blok D-D : (35 rumah x 4 ) = 140 penghuni Pemakaian air rata-rata tiap hari untuk blok D-D

Qd= jumlah penghuni × kebutuhan air tiap orang = 140 x 50

= 7000 liter = 7 m3

Tambahan 20% untuk mengatasi kebocoran pada instalasi = 20 % (7) + 7

= 8,4 m3

Kalau dianggap pemakaian air selama 8 jam, maka

Qh = T Q_d

(75)

Menetapkan C1 = 1,8 dan C2 = 3 Qh-max = C1 × Qh

= 1,8 x 1,05 = 1,89 m3/jam Qm-max = C2 x Qh

= 0,39375 m3/menit

5.6 Kebutuhan Air Untuk Blok E-E ( Pasar )

Jumlah penghuni blok E-E : (25 rumah x 4 ) = 100 penghuni Pemakaian air rata-rata tiap hari untuk blok E-E

Qd= jumlah penghuni × kebutuhan air tiap orang = 100 x 50

= 5000 liter = 5 m3

Tambahan 20% untuk mengatasi kebocoran pada instalasi = 20 % (5) + 5

= 6 m3

Kalau dianggap pemakaian air selama 8 jam, maka

Qh =

T Q_d

(76)

Menetapkan C1 = 1,8 dan C2 = 3 Qh-max = C1 × Qh

= 1,8 x 0,75 = 1,35 m3/jam Qm-max = C2 x Qh

= 0,28125 m3/menit

Dan untuk gambar dari skema perpipaannya dapat dilihat pada gambar 5.2

Tabel 5.14 Jumlah penghuni

No Blok

Jumlah Penghuni

Qh (m3/jam)

Diameter Pipa

1 A-A 76 0,57 2 inci

2 B-B 92 0,69 3 inci

3 C-C 76 0,57 3 inci

4 D-D 140 1,05 2 inci

(77)

5.7 Perancangan Reservoir

Dari tabel 5.14 dapat dilihat jumlah penghuni pada tiap-tiap blok, dan dalam perancangan reservoir kita harus memperhitungkan kapasitas total air yang dibutuhkan, sehingga tidak terjadi kekurangan dalam mensuplai air ke seluruh sambungan pipa rumah masyarakat.

Jumlah air yang dibutuhkan di Simpang Tiga setiap hari : Qd-total = 24,2 m3

Ukuran volume reservoir (VR) : Qs = Qd / T

Untuk besaran nilai T (Rata-rata pemakaian air ) di ambil sebesar 8 jam pemakaian air rata-rata per hari.

Sehingga, Qs = Qd / T

=

= 3.025 m3 / jam

VR = Qd - (Qs ⋅ 3 2

⋅ 8)

= 21,48 - (3.025 . 3 2

. 8 ) = 5,347 m3

(78)

Tabel 5.15 Konsumsi Air di Kampung Nelayan

BLOK JUMLAH

ORANG Qd Qh Qh-max Qm-max

(m3) (m3/jam) (m3/jam) (m3/menit)

A - A 76 3.8 4.56 0.57 0.285

B - B 92 4.6 5.52 0.69 0.0345

C - C 76 3.8 4.56 0.57 0.285

D - D 140 7 8.4 1.05 0.0525

E - E 100 5 6 0.75 0.0375

Untuk konsumsi airnya terdapat pada tabel 5.15, dan dengan menggunakan software Epanet 2.0 maka telah didapat kan hasil perhitungan untuk pipa pendistribusian pada node dan link setelah dicari selama 3 hari terdapat pada tabel 5.16 dan 5.17.

Tabel 5.16: Waktu Pembagian untuk Node

Time Demand Head Pressure Quality Hours LPS m m

0:05 0 -189.30 -189.42 0

1:05 0 -170.88 -171.00 0

2:05 0 -174.31 -174.443 0

3:05 0 -145.09 -145.222 0

4:05 0 -164.76 -164.895 0

5:05 0 -680.52 -680.652 0

6:05 0 -687.34 -687.466 0

7:05 0 -775.37 -775.503 0

8:05 0 -798.34 -798.468 0

9:05 0 -614.42 -614.548 0

10:05 0 -640.52 -640.647 0

11:05 0 -536.49 -536.621 0

12:05 0 -564.40 -564.535 0

13:05 0 -554.15 -554.282 0

14:05 0 -506.57 -506.698 0

15:05 0 -431.10 -431.234 0

16:05 0 -441.20 -441.331 0

17:05 0 -653.90 -654.027 0

18:05 0 -605.67 -605.805 0

(1)

Gambar 5.4: Jaringan Pipa Air Bersih menggunakan Epanet 2.0

Gambar 5.5: System Flow Balance

Dimana : = Produksi = Konsumsi

Pada system flow balance diatas ( Gambar 5.5 ) terlihat bahwa konsumsi yang ada pada daerah tersebut lebih besar dari produksi yang dihasilkan oleh PDAM.

(2)

Kita dapat melihat pada garis grafik konsumsi ( garis hijau ) begitu besarnya kebutuhan yang ada pada daerah tersebut dibandingkan dengan produksi yang dihasilkan oleh PDAMnya. Hal tersebut dapat dilihat pada garis grafik produksi ( garis merah ) yang lebih rendah dari garis grafik konsumsi.

(3)

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN 6.1. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil evaluasi dan pembahasan yang telah diuraikan pada bab – bab sebelumnya, diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Berdasarkan hasil perhitungan didapat bahwa total kebutuhan air untuk 485 pelanggan pada daerah Simpang Tiga sebesar 57,52 liter/det. Besarnya kebutuhan pada saat jam puncak terjadi pada pukul 17.05-20.00 WIB yaitu sebesar 19,19 liter/det. Berdasarkan pola penggunaan air selama 24 jam.

2. Untuk mengatsi kebocoran yang terjadi selama pendistribusian maka kapasitas total tersebut di tambah sebesar 20 %.

3. Total kapasitas air yang keluar sebesar 0.0240141 m3/det.

4. Besarnya head pada node distribusi adalah -1450966, kemudian besarnya headloss dalam pipa sebesar 3335.18 dengan fraksi gesekan sebesar 0.039.

(4)

6.2. SARAN

Setelah mengevaluasi hasil analisis yang telah dilakukan maka penulis perlu menyampaikan saran – saran sebagai berikut :

1. Mengingat ketersediaan air semakin tahun semakin berkurang maka di harapkan pemanfaatannya seefektif mungkin.

1. Pipa distribusi di lakukan pengecekan agar apabila terjadi kebocoran dapat segera di perbaharui.

2. Perlu dilakukan pembersihan bak filter sesering mungkin agar air yang didistribusikan ke pipa-pipa masyarakat semakin bersih dan tidak kotor

3. perlu dilakukan pengujian tes laboratorium untuk air bersih minimal 2 kali dalam setahun agar tercapainya standar kebutuhan air bersih.

(5)

DAFTAR PUSTAKA

Ardiansyah, Pitojo Tri Juwono, M Janu Ismoyo, 2012, Analisa Kinerja Sistem Distribusi Air Bersih Pada PDAM di Kota Ternate, Universitas Brawijaya.

C. D. Soemarto, 1995, Hidrologi Teknik. Erlangga, Jakarta.

Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jenderal Cipta Karya, 2006. Petunjuk Teknis Pelaksanaan Prasarana Air Minum Sederhana. Jakarta.

Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jenderal Cipta Karya, 1996. Petunjuk Teknis Pelaksanaan Prasarana Air Minum Sederhana. Jakarta.

Jimly Maindoka, Hendra Panjaitan, 2011, Analisis Pemakaian Air Bersih (PDAM) Untuk Kota Pangkep 10 Tahun ke Depan, Universitas Hasanuddin, Makassar.

Joko Tri, 2010, Unit Produksi Dalam Sistem Penyediaan Air Bersih. Graha Ilmu,Yogyakarta. Menteri Kesehatan Republik Indonesia. 2002. Keputusan Menteri Kesehatan Republik

Indonesia Nomor 907/MENKES/SK/VII/2002, Tentang Syarat-Syarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum. Jakarta.

PDAM Tirtabengi Cabang Bener Meriah, 2012, Data PDAM Cabang Bener Meriah 2012, Bener Meriah.

Sutrisno, Totok, C. dkk, 2004, Teknologi Penyediaan Air Bersih. Rineka Cipta, Jakarta. Triadmodjo, Bambang, 2003, Hidrolika II, Beta Offset, Jakarta.

(6)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peta Lokasi

Lampiran 2 Daftar Rekening Ditagih (DRD) Lampiran 3 Dokumentasi

Lampiran 4 Kriteria Penggolongan Tarif

Analisa Sistem Jaringan Pendistribusian Pipa Air Bersih di PDAM Tirta Bengi Bener Meriah