Analisa Sistem Pemipaan Penyediaan Air Bersih Pada Kecamatan Medan Sunggal Kota Medan dan Kebutuhannya Pada Tahun 2064

xiii LAMPIRAN

Foto Dokumentasi

Instalasi Pengelolaan Air Sunggal

xiv Awal Pipa Transmisi IPA Sunggal

Gerbang Utama Perumahan Graha Sunggal

xv Kantor PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal

xii DAFTAR PUSTAKA

Arnalich, Santiago. 2011. Epanet and Development. Arnalich. Lorca

Barclay, George. 1983. Teknik Analisa Kependudukan. Penerbit PT. Bina Aksara. Jakarta

K. Linsy, Ray. 1986. Teknik Sumber Daya air Jiid 2. Erlangga Jakarta

Katalog, 2010. Kecamatan Medan Sunggal Dalam Anggka Tahun 2010. Badan Pusat Statistik Kota Medan , Medan.

Katalog, 2011. Kecamatan Medan Sunggal Dalam Anggka Tahun 2011. Badan Pusat Statistik Kota Medan , Medan.

Katalog, 2012. Kecamatan Medan Sunggal Dalam Anggka Tahun 2012. Badan Pusat Statistik Kota Medan , Medan.

Katalog, 2013. Kecamatan Medan Sunggal Dalam Anggka Tahun 2013. Badan Pusat Statistik Kota Medan , Medan.

Katalog, 2014. Kecamatan Medan Sunggal Dalam Anggka Tahun 2014. Badan Pusat Statistik Kota Medan , Medan.

Klaas. 2009. Desain Jaringan Pipa Prinsip Dasar Dan Aplikasi. Mandar Maju. Kupang

Naway, Ridwan. Mei 2013. Pengembangan Sistem Pelayanan Air Bersih, Jurnal ...Sipil Statik vol.1 No.6. Universitas Sam Ratulangi

Possman, Lewis A.2000. Epanet 2 Users Manual Versi Bhs Indonesia. Penerbit ...Ekamitra Engineering. Bandung

BAB III METODOLOGI

Metodologi penelitian adalah suatu kerangka pendekatan pola pikir dalam rangka menyusun dan melaksanakan suatu penelitian. Tujuan dari adanya suatu metodologi penelitian adalah untuk mengarahkan proses berfikir dan proses kerja untuk menjawab permasalahan yang akan diteliti lebih lanjut.

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal wilayah pelayanan Medan Sunggal, menggunakan metode survey dan observasi dengan cara melakukan pengukuran dan pengumpulan data pada saat proses pengaliran/ pendistibusian air bersih pada jaringan pipa transmisi dari sumber booster dan jaringan pipa transmisi untuk wilayah pelayanan Medan Sunggal

3.2 Pendekatan Studi

Pendekatan studi yang pada umumnya digunakan dalam penelitian adalah pendekatan evaluatif. Salah satu kegunaan dari penelitian survei adalah untuk mengadakan evaluasi, yaitu dalam penelitian ini adalah untuk melihat seberapa baik kinerja jaringan distribusi PDAM dalam melayani pelanggan, serta seberapa tinggi tingkat kepuasan pelanggan terhadap sistem distribusi air bersih yang selama ini berjalan. Dalam penelitian ini tidak hanya data numerik saja yang akan dihimpun, tetapi juga informasi tentang apa yang menjadi keinginan dari masyarakat terhadap kinerja sistem distribusi air bersih, sehingga pendekatan studi penelitian ini menggunakan metode kombinasi pendekatan kuantitatif dan kualitatif.

Pendekatan tersebut digunakan dalam penelitian ini karena melalui pendekatan tersebut diharapkan akan didapat suatu kajian dan gambaran yang lebih mendalam tentang objek yang diteliti. Kajian ini dilakukan melalui penganalisaan terhadap data primer dan sekunder yang diperoleh dari survei, peninjauan langsung, pengukuran langsung di lapangan, kompilasi data sekunder, maupun dari kuesioner.

3.3 Metode Analisa Data

Metode analisis yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode analisis hidrolis dan proyeksi penduduk serta kebutuhannya. Metode analisis hidrolis suatu model yang akan memberikan konfigurasi jaringan pipa existing yang diketahui dari asbuilt drawing dengan hasil survey lapangan yang dimasukan dalam analisis Perhitungan Metode Hardy Cross dan penggunaan software EPANET.

Hasil keluaran (output) metode analisis hidrolis tersebut digunakan sebagai metode analisa destruktif, yaitu menganalisa kondisi jaringan existing di lapangan, agar dapat diketahui potensi, masalah dan prospek dikawasan penelitian.

Sedangkan proyeksi penduduk dapat dibuat untuk mengetahui keadaan penduduk pada masa depan (forward projection) atau keadaan penduduk pada masa lalu (backward projection). (Adioetomo SM dan Samosir OB,;227)

1. Persentase kenaikan jumlah penduduk

Dipergunakan untuk menghitung jumlah penduduk yang akan datang, dihitung bersarkan data penduduk.

2. Proyeksi jumlah penduduk

Dalam memproyeksikan jumlah penduduk digunakan beberapa metode pendekatan salah satunya adalah metode aritmatik. Metode aritmatik adalah teknik proyeksi yang paling sederhana, metode ini menggunakan persamaan derajat pertama (first degree equation). Berdasarkan hal tersebut, penduduk diproyeksikan sebagai fungsi dari waktu, dengan persamaan:

Pn =Po+ (1+rn) ……… (Adioetomo SM dan Samosir OB,;227) Dimana :

Pn = jumlah penduduk pada tahun proyeksi n Po = jumlah penduduk pada tahun dasar r = angka pertambahan penduduk

3.4 Sumber Data dan Teknik Pengumpulan Data

Metodologi pengumpulan data yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

a. Data Primer, yaitu data yang diperoleh langsung dari lapangan metode pengamatan di reservoir, operasional pompa, jaringan pipa dan daerah-daerah yang kekurangan pasokan pasokan air.

b. Data Sekunder, yaitu data yang diperoleh dari PDAM Tirtana, kantor BPS, jurnal, buku literatur, media massa, internet, laporan bulanan, dan lainnya. Pada penelitian ini umumnya data yang digunakan merupakan data sekunder yang diperoleh dari beberapa Divisi terkait di lingkungan perusahaan air minum Tirtanadi, data tersebut antara lain dari, laporan informasi, jumlah pelanggan, rata rata pemakaian, tekanan air perwilayah, pelayanan, sumber air masuk, panjang pipa dan diameter pipa.

c. Observasi, dilakukan untuk mengetahui pelaksanaan sistem berjalan, serta pelaksanaan proses penyelesaian.

d. Survey, dilakukan untuk mengetahui debit dan tekanan sumber air masuk, opersaional pompa booster, titik tapping jaringan pipa transmisi.

Untuk menunjang penelitian ini juga dilakukan preliminary survey agar gambaran umum supply air PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal saat ini dapat diketahui secara jelas.

3.5 Tahapan Penelitian a. Desk Study

Desk Study dimaksudkan untuk menyusun desain prosedur sistem, menganalisa aspek positif dan negatif serta kebutuhan penunjang dalam penelitian yang didasari atas evaluasi terhadap jaringan pipa transmisi existing. Dalam tahapan ini juga dilakukan study literatur yang terkait dengan metoda analisis yang digunakan dalam penelitian seperti : jurnal, buku literatur, media massa, internet dan laporan bulanan.

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data menggunakan metoda seperti data lapangan survey, pengamatan di reservoir, operasional pompa, jaringan pipa dan daerah daerah yang kekurangan pasokan air.

b. Analisis dan Kesimpulan

Dari data yang diperoleh lalu dilakukan Analisis Hidrolis sesuai dengan metoda analisis yang digunakan dalam penelitian ini.

3.6 Prosedur Penelitian

Kegiatan pelaksanaan penelitian tentang analisa kinerja jaringan dan tingkat kepuasan pelanggan pada sistem transmisi dan distribusi air bersih PDAM Cabang Sunggal, dengan studi kasus sebagai berikut :

1. Melakukan pengecekan terhadap data-data yang telah diperoleh, yaitu data topografi, data jaringan, data inflow, data debit, data tekanan air, data kontinuitas aliran, data kualitas air, serta karakteristik pemakaian air

2. Melakukan simulasi pengoperasian jaringan air bersih berdasarkan data yang telah diperoleh,yaitu kondisi konfigurasi jaringan dan topografi,

dengan input data yang meliputi data fisik jaringan, interkoneksi jaringan, sumber-sumber air, serta aksesoris jaringan pipa. Input data terdiri dari : a. Tabel Pipa

Data yang dimasukkan meliputi nomor pipa, panjang pipa, diameter pipa, kekasaran dalam pipa, serta titik (node) pada ujung hulu dan hilir. Output yang dihasilkan meliputi kecepatan aliran dalam pipa

b. Tabel Titik (node)

Node merupakan input data mengenai koneksi antar node dan parameter tiap node tersebut. Input data meliputi nomor node, elevasi node,

kebutuhan (demand) pada node tersebut, serta koordinat lokasi node. c. Tabel Inflow

Merupakan data masukan mengenai sumber-sumber air yang memasok air ke jaringan. Sumber air dapat berupa reservoir ataupun tangki, serta termasuk di dalamnya adalah pompa. Input data yang diperlukan meliputi besarnya debit inflow ke jaringan.

d. Tabel Liku – Karakteristik Pompa

Merupakan data hubungan antara tinggi (head) terhadap kapasitas aliran pompa. Liku karakteristik ini digunakan sebagai input dalam tabel inflow.

3. Melakukan analisa kinerja pelayanan jaringan air bersih berdasarkan data primer maupun sekunder tentang debit air, tekanan, kontinuitas aliran, dan ualitas air sebagai parameter untuk mendapatkan hasil analisa kinerja pelayanan jaringan air bersih

Gambar 3.1 Diagram Metodologi Penelitian

3.7 Schedule Penelitian

No Kegiatan 2014

Juli Agustus September Oktober November Desember 1 Pengujian Judul

2 Penyusunan Proposal 3 Survei Jadwal 4 Evaluasi Proposal 5 Pelaksanaan

Penelitian 6

Pengolahan Data, Analysis dan

Penyusunan Laporan 7 Seminar Hasl

Penelitian 8 Colloqium

Gambar 3.2 Jadwal Penelitian

Hitung Ke butuhan Air Untuk Tahun 2064

BAB IV ANALISA DATA

4.1 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Kecamatan Medan Sunggal 4.1.1 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Medan Sunggal

Kecamatan Medan Sunggal memiliki jumlah penduduk yang cukup tinggi, terdapat sejumlah 113.644 jiwa dan kepadatan penduduk rata rata 8.176 Jiwa per Km2, laju pertambahan penduduk rata-rata 0.66% per tahun untuk tahin 2010 sampai 2014. Terdapat 6 kelurahan di kecamatan Medan Sunggal, yaitu :

Tabel 4.1 Data Kelurahan pada Kecamatan Medan Sunggal

No Kelurahan

Jumlah Penduduk

(Jiwa0

Luas Wilayah

(Km2)

Kepadatan Penduduk per

Km2

1 Sunggal 30.782 4,93 6.244

2 Tanjung Rejo 31.280 3,50 8.397

3 Babura 9.270 1,60 8.745

4 Simpang Tanjung 868 0,32 2.713

5 Sei Kambing B 23.285 2,84 8.199

6 Lalang 18.195 1,25 14.257

Jumlah 113.644 13,90 8.176

Sumber: Kecamatan Medan Suggal Dalam Angka 2014

Untuk memenuhi kebutuhan air bersih, perlu diperhatikan beberapa faktor yakni :

a. Jumlah penduduk yang dilayani, dimana disesuaikan dengan tahun jangka waktu pelayanan

b. Kebutuhan air bersih untuk rumah tangga. c. Jumlah pemakaian air

Tabel 4.2 Jumlah Penduduk Kecamatan Medan Sunggal Kota Medan No Tahun Laki-Laki

( Jiwa )

Perempuan ( Jiwa )

Jumlah ( Jiwa )

1 2010 54.452 56.215 110.667

2 2011 55.403 57.341 112.744

3 2012 55.479 57.439 112.918

4 2013 55.425 57.542 112.967

5 2014 57.717 57.927 113.644

sumber : Kecamatan Dalam Angka 2010-2014

Gambar 4.4 Pertumbuhan Penduduk Kec. Medan Sunggal Tahun 2010-2015

110667

112744

112918 112967

113644

110500 111000 111500 112000 112500 113000 113500 114000

2010 2011 2012 2013 2014

Jumlah Penduduk Kecamatan Medan Sunggal

Tahun 2010-2015

Tabel 4.3 Pertumbuhan Aritmatik dan Geometrik penduduk Kecamatan Sunggal N0 Tahun Jumlah Penduduk

Pertumbuhan Geometrik

(%)

1 2010 110667

1.84

2 2011 112744

0.15

3 2012 112918

0.04

4 2013 112967

0.60

5 2014 113644

Rata-Rata 0.66

Sumber : Hasil Analisa

Perhitungan Proyeksi Penduduk

• Metode Geometrik

Rumus dasar metode geometrik yaitu : Pn = Po ( 1 + r )n

Dari data di atas didapat : Po = 113.644 jiwa

r = + 0,66 % = + 0,0066

didapat persamaan forward projection : Pn = 113.644 ( 1 + 0, 0094 )n

Tabel 4.4 Perkiraan Pertumbuhan Penduduk dari Tahun ketahun

No Tahun n

Metode Geometrik Pn =

113.644(1+ 0,0066)n

1 2014 0 113644

2 2019 5 117444

3 2024 10 121371

4 2029 15 125430

5 2034 20 129624

6 2044 30 138438

7 2054 40 147851

8 2064 50 157904

Sumber : Hasil Analisa

Gambar 4.5 Grafik Pertumbuhan Penduduk Berdasarkan Metode Geometrik 4.1.2 Proyeksi Kebutuhan Air Sektor Domestik

Kebutuhan air domestik ialah pemakaian air untuk aktivitas di lingkungan rumah tangga yang dimana merupakan jenis sambungan pelanggan yang menyediakan air langsung ke rumah-rumah dengan menggunakan sambungan pipa-pipa distribusi air melalui water meter dan instalasi pipa yang dipasang di dalam rumah. Pelayanan air minum dengan menggunakan sambungan rumah

100000 110000 120000 130000 140000 150000 160000 170000

2014 2019 2024 2029 2034 2044 2054 2064 Grafik Pertumbuhan Penduduk Berdasarkan Metode

Geometrik

ditujukan bagi warga yang telah menempati rumah permanen. Golongan masyarakat ini akan sanggup membayar air untuk mendapatkan air bersih demi kesehatan. Proyeksi kebutuhan air untuk sector domestik di Kecamatan Medan sunggal adalah sebagai berikut:

Tabel 4.5 Proyeksi Kebutuhan Air Sektor Domestik Kecamatan Medan Sunggal

No Tahun Jumlah penduduk (Jiwa) Tingkat Pelayanan (ltr/hari/orang) Jumlah kebutuhan Air (ltr/hari) Dalam m3(kubik)

1 2014 113.644 190 21592360 21592.36

2 2019 117.405 190 _{22306887 22306.8866}

3 2024 121.229 190 23033485 23033.4849

4 2029 125.119 190 23772558 23772.5583

5 2034 129.076 190 24524524 24524.524

6 2044 137.205 190 _{26068872 26068.8715}

7 2054 145.632 190 27670152 27670.152

8 2064 154.380 190 29332237 29332.2365

Sumber: Hasil Analisa

4.1.3 Proyeksi Kebutuhan Air Sektor Non Domestik

Selain kebutuhan domestik yang merupakan kebutuhan rumah tangga, dalam menentukan proyeksi kebutuhan air bersih di dalam suatu wilayah perlu juga dihitung jumlah kebutuhan air bersih untuk sektor non domestik. Dalam hal ini untuk proyeksi jumlah fasilitas non domestik pada tahun tertentu, penulis menggunakan metode Geometrik dengan pembulatan yang memang sesuai untuk proyeksi di kota besar.

a. Fasilitas Pendidikan

Fasilitas pendidikan adalah fasilitas yang bertanggung jawab dalam mendukung kegiatan belajar mengajar suatu daerah baik swasta maupun negeri, dalam hal ini fasilitas pendidikan mencakup: TK, SD, SMP dan SMA. Adapun proyeksi kebutuhan air bersih untuk fasilitas pendidikan di Kecamatan Medan Sunggal adalah Sebagai Berikut:

Tabel 4.6 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Pendidikan

No Jenis Fasilitas

Jumlah Murid Standar Kebutuhan Air

Bersih (L/Murid/Hari)

Jumlah Kebutuhan Air (L/Hari)

2014 2034 2064 2014 2034 2064

1 TK 1050 1198 1459 10 10500 11976 14589 2 SD 12570 14338 17466 10 125700 143375 174655 3 SLTP 12000 13687 16674 10 120000 136874 166735 4 SMA 10560 12045 14673 10 105600 120449 146727 Jumlah 361800 412674 502706 Sumber: Hasil Analisa

b. Fasilitas Kesehatan

Untuk memenuhi standar hidup masyarakat yang baik, sangat penting untuk memiliki fasilitas kesehatan dengan wilayah cakupan yang cukup merata. Dalam proses oprasinya fasilitas kesehatan tentu membutuhkan pasokan air bersih yang madai demi terjaganya kualitas proses playanan terhadap pasien. Dalam hal ini fasilitas kesehatan mencakup: Rumah saki, puskesmas, pustu dan BPU. Adapun proyeksi kebutuhan air bersih untuk fasilitas kesehatan di Kecamatan Medan Sunggal adalah Sebagai Berikut:

Tabel 4.7 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Kesehatan

No Jenis Fasilitas

Jumlah Unit Standar Kebutuhan

Air Bersih (L/Unit/Hari)

Jumlah Kebutuhan Air (L/Hari)

2014 2034 2064 2014 2034 2064 1 R. Sakit 4 5 6 2000 8000 9125 11116 2 Puskesmas 2 2 3 1000 2000 2281 2779 3 Pustu 3 3 4 800 2400 2737 3335 4 BPU 11 13 15 600 6600 7528 9170 Jumlah 19000 21671.7 26399.8 Sumber: Hasil Analisa

c. Fasilitas Ibadah

Faktor kebutuhan akan sektor religius adalah salah satu faktor yang tidak dapat dilepaskan dalam proses perwujudan daerah yang makmur dan sejahtera. Untuk memenuhi kebutuhan religius, hal yang paling umum dilakukan adalah dengan melakukan pembangunan rumah-rumah ibadah yang dimana jenisnya berbeda-beda tergantung keragaman penganut agama pada wilayah tertentu, dalam hal ini fasilitas ibadah mencakup: Mesjid, Langgar, Gereja dan Vihara. Adapun proyeksi kebutuhan air bersih untuk fasilitas pendidikan di Kecamatan Medan Sunggal adalah Sebagai Berikut:

Tabel 4.8 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Ibadah

No Jenis Fasilitas

Jumlah Unit Standar Kebutuhan

Air Bersih (L/Unit/Hari)

Jumlah Kebutuhan Air (L/Hari)

2014 2034 2064 2014 2034 2064 1 Mesjid 65 74 90 2000 130000 148280 180630 2 Langgar 22 25 31 1000 22000 25093 30568 3 Gereja 25 29 35 600 15000 17109 20842 4 Vihara 15 17 21 500 7500 8555 10421 Jumlah 174500 199037 242461 Sumber: Hasil Analisa

d. Fasilitas Umum dan Rekreasi

Fasilitas umum dan rekreasi adalah fasilitas yang ditujukan untuk semua kalangan masyarakat, pada umumnya fasilitas ini berfungsi sebagai fasilitas pendukung dalam melaksanakan kegiatan sehari-hari, dan juga sebagai sarana bersantai dan hiburan bagi masyarakat, dalam hal ini fasilitas umum dan rekreasi mencakup: Hotel, bank, koperasi, restoran, pasar dan supermarket. Adapun proyeksi kebutuhan air bersih untuk fasilitas umum dan rekreasi di Kecamatan Medan Sunggal adalah Sebagai Berikut:

Tabel 4.9 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Umum dan Rekreasi

No Jenis

Fasilitas

Jumlah Unit Standar

Kebutuhan Air Bersih (L/Unit/Hari)

Jumlah Kebutuhan Air (L/Hari)

2014 2034 2064 2014 2034 2064

1 Hotel 14 16 18 2000 28000 31937 36428

2 Bank 23 26 30 1000 23000 26234 29923

3 Restoran 21 24 29 2000 42000 47906 58357

4 Koperasi 2 2 3 500 1000 1141 1389

5 Pasar 3 3 4 5000 15000 17109 20842

6 Super

Market 5 6 7 2000 10000 11406 13895

Jumlah 119000 135733 160834

Sumber: Hasil Analisa

e. Kegiatan Industri

Kegiatan industri adalah, kegiatan yang berperan penting dalam menjaga ketahanan ekonomi masyarakat di suatu daerah, dalam pembagiannya sektor industri dikategorikan dalam beberapa macam tergantung dari tenaga kerja yang terkait di dalamnya. Adapun proyeksi kebutuhan air bersih untuk kegiatan industri di Kecamatan Medan Sunggal adalah Sebagai Berikut:

Tabel 4.10 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Kegiatan Industri

Jenis Fasilitas

Jumlah Unit Standar

Kebutuhan Air Bersih (L/Pegawai/Hari) Standar Jumlah Pegawai

Jumlah Kebutuhan Air (L/Hari)

2014 2034 2064 2014 2034 2064

Besar/Sedang 3 3 4 20 100 6000 6844 8337

Kecil 20 23 28 20 19 7600 8669 10560

Rumah Tangga 20 23 28 20 4 1600 1825 2223

Jumlah 15200 17337 21120

Sumber: Hasil Analisa

4.1.4 Proyeksi Total Kebutuhan Air Bersih di Kecamatan Medan Sunggal Setelah seluruh komponen yang berperan dalam penetuan kebutuhan air bersih Kecamatan Medan Sunggal telah di hitung secara terpisah, maka untuk mendapatkan jumlah kebutuhan air total, seluruh data akan direkaptulasi seperti berikut:

Tabel 4.11 Total Proyeksi Kebutuhan Air Bersih di Kecamatan Medan Suggal Jenis

Kebutuhan Air (L/Hari)

2014 2034 2064

Domestik 21592360 24524524 29332237 Fasilitas Pendidikan 361800 412674 502706.92 Fasilitas Kesehatan 19000 21671.66 26399.755 Saraana Ibadah 174500 199037 242461 Fasilitas Umum dan Rekreasi 119000 135733 160834 Kegiatan Industri 15200 17337 21120

Jumlah 22281860 25310977 30285758

Dalam L/s _{257.892 292.951 350.530}

Sumber: Hasil Analisa

Dalam 24 jam pelayanan pasokan air bersih yang diberikan di Kecamatan Medan sunggal pastilah berbeda pada setiap jamnya, tergantung pada intenstas kegiatan dari para pelanggan, adapun waktu dimana pemakaian air bersih paling tinggi disebut dengan Jam Puncak, yang dimana pemakaian pada jam puncak dapat dihitung sebagai berikut:

Qmd =350,530 L/s

Qmd max = Qmd x F (Max Day)

= 350,530 L/s x 1,1 = 385,583 L/s

Qmd Peak Hour = Qmd x F (Peak hour)

= 350,530 L/s x 1,5 = 525,795 L/s

Dimana : Qmd = Kebutuhan air (liter/detik) Fmax day = Faktor harian maksimum (1,1) Qmd max = Kebutuhan harian makimum F(peak hour) = Faktor jam puncak (1,5)

Dalam pemenuhan atas kebutuhan air bersih, Kecamatan Medan Sunggal bergantung terhadap pasokan air bersih yang diproduksi oleh IPA Sunggal. Jika dibandingkan antara kebutuhan air Kecamatan Medan Sunggal di tahun 2064 yang berjumlah 350,530 L/s. Jika dibandingkan dengan pembacaan meter Kecamatan Medan Sunggal pada bulan Desember 2014 yaitu sebesar 7177732 m3 maka dapat diihat bahwa masish 79% kebutuhan air bersih yang terpenuhi. kapasitas produksi IPA Sunggal 1.800 L/s, maka pasokan air bersih di Kecamatan Medan Sunggal masih lebih dari cukup. Ini disebabkan karena IPA Sunggal dipruntukan tidak hanya melayani kebutuhan air bersih di daerah pelayanan Medan Sunggal saja, namun juga daerah pelayanan di kecamatan-kecamatan kota medan lainnya. Maka dari itu masih diperlukan studi yang lebih spesifik mengenai hubungan antara produksi air bersih di IPA sunggal dengan kebutuhan air besih di daerah pelayanan Kecamatan Medan Sunggal.

4.2 Analisis Hidrolis Sistem Jaringan Pipa di Kecamatan Medan Sunggal Data jaringan pipa distribusi terpasang yang dapat dihimpun untuk melakukan perhitungan hidrolika jaringan adalah :

• Gambar Jaringan Pipa Distribusi Terpasang • Kapasitas Air yang Didistribusikan

• Data Tekanan Air pada Titik Sadap

• Jumlah Pelanggan pada Jaringan pipa Distribusi

Panjang pipa dan diameter pipa tersebut nantinya akan di hitung dalam perhitungan Hardy Cross dan dengan bantuan software EPANET 2.0, sehingga didapat beberapa parameter sebagai penentuan apakah besarnya diameter tersebut layak untuk jaringan pipa tersebut. Jika ternyata parameter tidak layak secara teknis maka dilakukan pendekatan lagi dengan merubah ukuran sampai parameter itu memenuhi syarat sesuai peraturan yang berlaku.

Dalam penghitungan dengan menggunakan metode Hardy Cross penulis akan menyederhanakan jaringan menjadi 1 (satu) Loop jaringan pipa. Hasil perhitungan hidrolika jaringan dapat digunakan untuk mengetahui kelayakan dimensi diameter pipa yang terpasang

4.2.1 Pemilihan Lokasi Analisa Hidrolis Sistem Pemipaan Medan Sunggal Mengingat luasnya wilayah dan keterbatasan waktu dan dana untuk membahas semua wilayah, maka penulis membatasi masalah dengan mengambil daera studi di salah satu “Tapping” dari jaringan pipa utama yang berada di daerah pelayanan Kecaatan Medan Sunggal. Maka dari itu dipilihlah Perumahan Graha Sunggal sebagai lokasi studi dalam penelitian kali ini.

Gambar 4.6 Denah Lokasi Perumahan Graha Sunggal Tabel 4.12 Data Umum Pipa Perumahan Graha Sunggal

Lokasi Pipa

Distribusi

Press (kg/cm2)

Jarak Dari Sumber Air

Titik Sadap/ Pipa Transmisi

Sumber Air

Graha Sunggal

Ø 600 mm 0.7 1,9 Km Jl. Sunggal Pompa IPA Sunggal Sumber : Data Sekunder Diolah

Gambar 4.8 Tapping Perumahan Graha Sunggal Terhadap Pipa Transmisi

4.2.2 Kehilangan Air Pada Sistem Pemipaan Perumahan Graha Sunggal Berdasarkan data yang di dapat dari PDAM Cabang Sunggal, diketahui bahwa di Perumahan Graha Sunggal terdapat 259 NPA. Maka dari Itu, untuk mengetahui kehilangan air yang terjadi di Perumahan Graha Sunggal dapat dilakukan perhitungan sebagai berikut :

 Diasumsikan Bahwa 1 NPA = 4 Orang

Maka konsumsi air bersih di Perumahan Graha Suggal Adalah:

259 x 4 x 120 x 30 = 3.729.600 L/Orang/Bulan

= 3.729,6 m3/Orang/Bulan

Dengan melihat data yang di dapat dari PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal bahwa pemakaian rata-rata per bulan di Perumahan Graha Sunggal pada tahun 2014 adalah 5213 m3 . Maka dapat dihitung kehilangan airnya:

Kehilangan Air = Produksi – Konsumsi

= 5213 -3729,6

= 1483.4 m3

Persentase kehilangan (%) =

= (1483.3 / 5213) x 100% = 28.44%

4.2.3 Analisis Perhitungan Hardy Cross Dengan Rumus Hazem Williams Dalam penulisan ini metode perhitungan Hardy Cross dengan menggunakan rumus Hazeam Williams dengan menghitung 1 loop jaringan pipa yakni pipa Sadap, pipa AB, pipa BD, pipa AC dan pipa CD.

Gambar 4.9 Penamaan Pipa Perumaha Graha Sunggal

Dalam pembahasan ini, metode perhitungan Hardy Cross sangat mengacu pada prinsip hitungan yang ditentukan oleh Hardy Cross.

Setelah diadakan perhitungan metode tersebut didapat suatu analisis bahwa jumlah iterasi hitungan tergantung pada asumsi dasar memproyeksikan jumlah debit yang keluar dan masuk pada suatu titik. Jika mengasumsikan jumlah debit yang terlalu jauh dari kenyataan yang biasa terjadi di suatu jaringan pipa maka iterasi yang dibutuhkan relative lebih banyak dibandingkan dengan mengacu pada prinsip yang sering terjadi pada suatu jaringan pipa. Dalam kasus yang sama bahwa jumlah proyeksi debit yang sama diberikan ketiga metode ternyata metode rumus Hazem Williams yang relatif membutuhkan banyak iterasi dibanding metode lainnya.

Hasil perhitungan dari metode diatas tergantung dari pendekatan koefisien dari masing-masing rumus diatas. Jadi jika kita mengambil suatu koefisien yang salah maka menyebabkan perhitungannya berbeda jauh. Khusus masalah koefisien ini sebaiknya mengambilnya secara teliti sehingga hasil hitungan tetap pada batas-batas yang wajar.

Setelah didapatkan suatu hasil perhitunga iterasi terakhir yang memenuhi syarat yang ditentukan Hardy Cross masak diadakan cek pethitungan dengan menghitung jumlah hilangnya gesekan dari titik sadap dari beberapa jalur. Biasanya menunjukan kecenderungan yang sama walaupun dihitung pada jalur yang berbeda. Debit dan jumlah hilangnya tekanan akibat gesekan pada iterasi akhir diambil sebagai acuan dalam menganalisis jaringan pipa.

Gambar 4.10 Jaringan Pipa Loop Perumahan Graha Sunggal 1. Kolom 1 Garis (Jalur Pipa)

Jalur pipa disesuaikan dengan kondisi jaringan pipa. Pada kasus ini jaringan pipa dibagi dalam satu loop yaitu :

• Loop 1 yaitu jalur Sadap, AB, BD, AC dan CD

Perhitungan Haridy Cross dititikberatkan pada jaringan pipa yang mempunyai loop. Jadi kondisi pipa lurus dan tidak mempunyai loop dihitung secara khusus setelah masing-masing jaringan pipa telah dikoreksi.

2. Kolom 2 Diameter Pipa

Diameter pipa diambil dari eksisting pipa yang terpasang di kompleks Perumahan Sunggal, pipa AB mempunyai diameter 101,6 mm.

3. Kolom 3 Panjang Pipa

Panjang pipa mengacu pada eksisting pipa yang terpasang di kompleks PerumahanSunggal, misalnya panjang pipa BD adalah 49 meter. Panjang ini telah disesuaikan dengan kondisi panjang jalan yang dibangun pada area tersebut.

4. Kolom 4 Asumsi Debit Pipa

Asumsi debit pipa memakai prinsip persamaan kontinuitas bahwa aliran yang memasuki titik pertemuan haruslah sama dengan yang meninggalkan titik itu. Untuk aliran yang searah dengan jarum jam maka diberi tanda positif dan yang berlawanan arah diberi tanda negative. Untuk kebutuhan air pada titik sadap mengacu pada jumlah total kebutuhan air pada kompleks PerumahanSunggal. Jadi semua titik sadap diasumsikan mempunyai jumlah debit yang tidak berubah-ubah. Jumlah kebutuhan air diasumsikan pada kondisi pemakaian puncak.. Jumlah debit dan arah aliran pada loop 1 sebagai berikut :

• Jalur pipa Sadap = -0,0227 m3/detik • Jalur pipa AB = +0,0078 m3/detik

• Jalur pipa BD = -0.015 m3/detik • Jalur Pipa AC = +0,0004 m3/detik • Jalur pipa CD = -0,0008 m3/detik

Setelah dihitung debit pipa pada setiap jalur pipa maka debit ini dijadikan acuan sebagai Q0 (debit awal). Debit ini nantinya dikoreksi sehingga jumlah hilangnya air karena gesekan pada setiap loop sama dengan nol atau mendekati nol. Debit awal yang sudah dikoreksi pada iterasi pertama menjadi debit awal pada iterasi kedua. Hal ini berkelanjutan sampai dengan iterasi akhir yang memenuhi syarat untuk prinsip perhitungan Hardy Cross.

5. Kolom 5 Perhitungan Luas Penampang Pipa

Perhitungan kecepatan pipa didasarkan pada rumus :

A = ¼.π.(d)2 ……….………. (4.1) Keterangan :

D = Diameter Pipa

A = Luas Penampang Melintang Pipa Misalnya untuk jalur pipa AE2 maka : A= ¼.π.(d)2 = ¼.π.(0,0814)2 = 0,052 m2 6. Kolom 6 Koefisien Hazem Williams

Perhitungan Koefisien Hazem Williams (Kh) didasari pada Tabel Hazem Williams diambil pendekatan 150.

7. Kolom 7 Koefisien K

Perhitungan nilai K tergantung pada metode rumus yang digunakan. Untuk metode rumus Hazem Williams yaitu :

V = 0,355 x Kh x d0,63 x S0,54

S0,54 = �

0,355 ��ℎ��0,63 �= �

�

0,355 ��ℎ��0,63� 1/0,54

= � �

0,355 ��ℎ��0,63� 1,85

S = � �

0,355 ��ℎ��0,63� 1,85

= �1,85

0,3551 ,85 ��_ℎ1,85�(_�0,63_)1,85 =

6,793 ��1,85�� �_ℎ1,85_{� �}1,17 ℎ��

� =

6,793 ��1,85

�_ℎ1,85_�(�1,17₎ = hgs =

6,793 ��1,85�� �_ℎ1,85_{� �}1,17

hgs = 6,793 � (

� �)1,85�� �_ℎ1,85_{� �}1,17 =

6,793 ��1,85�� �_ℎ1,85_{� �}1,17_��1,17 =

6,793 ��1,85�� �_ℎ1,85_�

�1,17� (3,14₄ ��2)1,85

hgs = 10.630 �� 1,85_�� �_ℎ1,85_�

�1,17��3,7 =

10 .630 ��

�_ℎ1,85_{� �}4,87��1,85 =ℎ��=��� 1,85

Maka nilai : K = 10 .630 ��

�_ℎ1,85_{� �}4,87 Keterangan :

Kh = Koefisien gesekan Hazem Williams L = Panjang pipa

d = Diameter dalam pipa V = Kecepatan Aliran

Misalnya untuk jalur pipa AE2 maka :

K =

10.630 ��

�_ℎ 1,85_�

�4,87

=

10.630 � 60

1001 ,85� 0,08144,87= 25700,6

8. Kolom 8 & 9 Perhitungan Hilang Tekan Akibat Gesek (hgs)

Perhitungan hilangnya tekanan akibat gesekan didasakan pada rumus :

hgs : 10.630 ��

�_ℎ 1,85

� �4,87

x

Q

1,85

= hgs = K x Q1,85 ………. (4.2)

Keterangan :

Kh = Koefisien gesekan Hazem Williams L = Panjang pipa

Misalnya untuk jalur pipa AE2 maka :

hgs = K x Q1,85 _{= 25700,6 x (0,006126)}1,85 _{= 2,0693 m}

Nilai hgs besarnya sesuai dengan arah aliran jika sesuai jarum jam nilainya positif dan berlawanan jarum jam nilainya negatif. Seandainya nilai debit setelah dikoreksi menghasilkan nilai yang tidak sesuai dengan asumsi yang kita prediksi sebelumnya maka nilai hgs secara otomatis berubah disesuaikan dengan hasil hitungan setelah koreksi. Nilai hgs tersebut kemudian dijumlahkan untuk setiap loopnya. Nilai hilangnya tekanan akibat gesekan tersebut setelah dijumlahkan pada setiap loopnya idealnya sama dengan nol. Tetapi nilai ideal itu jarang terjadi, maka dihitunglah penjumlahan tersebut mendekati nol.

Tabel 4.13 Data Eksisting Yang Digunakan Untuk Analisa Data Yang Digunakan

Jalur Pipa Q (m3/detik) Kh

Diameter pipa

Panjang Pipa

Pipa Sadap 0.0227 150 152.4 17

AB 0.0068 150 101.6 10

AC 0.0064 150 76.2 48

CD 0.0018 150 76.2 9

Tabel 4.14 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 1 Kolom 1, 4, 7, 8 & 9 dengan Metode Rumus Hazem William

Pengolahan Data

Garis Q (m3/detik) K (m) hgs (m) K*Q1.85 (m)

Pipa Sadap -0.0227 162.210 0.147 0.147

AB 0.0068 687.3724 0.067194 0.067

AC 0.0064 13393.22 1.170356 1.170

CD -0.0018 2511.229 0.020996 -0.021

BD -0.015 467.5453 0.197512 -0.198

1.167

9. Kolom 10,11 & 12 Perhitungan Koreksi Debit Perhitungan koreksi debit didasarkan pada rumus :

ΔQ = - �ℎ��

��|�.�0 � −1 =

�ℎ��

1,85�|�.�0 1,85−1 =

�ℎ��

1,85�|�.�₀0,85 ……….………. (4.3) Nilai Σhgs diatas merupakan penjumlahan dari hilangnya tekanan akibat gesekan dari setiap loopnya. Perlu dicatat bahwa sebagai pembilang diambil dari jumlah aljabar, Sebagai penyebut diambil jumlah aritmatik tanpa mempedrhatikan tandanya. Dalam mengadakan koreksi, tanda koreksi yang diperoleh dari persamaan diatas dipertimbangkan.

Karena beberapa pipa termasuk dalam lebih dari satu keliling pipa, maka yang digunakan adalah lebih dari sati koreksi terhadap pipa-pipa itu. Setelah diadakan koreksi, diperoleh nilai-nilai baru dari debit yang kita misalkan it

ΔQ1 = - ��.�� 1,85 1,85�|�.��0,85 = -

1,65

1,85 � 2.359,72 = = 0.002813975m3/det

Setelah semua kolom terisi dengan baik maka bentuk perhitungan Hardy Cross akan tampak seperti berikut:

Tabel 4.15 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 1

Garis Diameter pipa

panjang

pipa Q(dimisalkan) A Kh K hgs (m)

K*Q1.85 (m)

K*Q0.85

(m) ΔQ

Q (m3/detik) AB 101.6 10 0.0068 0.008103 150 687.3723804 0.067194 0.067 9.88154

-0.002813975 0.003986 AC 76.2 48 0.0064 0.004558 150 13393.21875 1.170356 1.170 182.8681

-0.002813975 0.003586 CD 76.2 9 -0.0018 0.004558 150 2511.228516 0.020996 -0.021 11.66455

-0.002813975 -0.00461 BD 152.4 49 -0.015 0.018232 150 467.5453327 0.197512 -0.198 13.16744

-0.002813975 -0.01781

1.019 217.582

Tabel 4.16 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 2

Garis Diameter pipa

panjang

pipa Q(dimisalkan) A Kh K hgs (m)

K*Q1.85 (m)

K*Q0.85

(m) ΔQ

Q (m3/detik) AB 101.6 10 0.003986025 0.008103 150 687.3723804 0.025014 0.025014 6.275539

-0.00011724 0.003869 AC 76.2 48 0.003586025 0.004558 150 13393.21875 0.400792 0.400792 111.7651

-0.00011724 0.003469 CD 76.2 9 -0.004613975 0.004558 150 2511.228516 0.119791 -0.11979 25.96272

-0.00011724 -0.00473 BD 152.4 49 -0.017813975 0.018232 150 467.5453327 0.271476 -0.27148 15.23949

-0.00011724 -0.01793

Tabel 4.17 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 3

Garis Diameter pipa

panjang

pipa Q(dimisalkan) A Kh K hgs (m)

K*Q1.85 (m)

K*Q0.85

(m) ΔQ

Q (m3/detik)

AB 101.6 10 0.003869 0.008103 150 687.3723804 0.02367 0.02367 6.118292

-0.00000098 0.003868 AC 76.2 48 0.003469 0.004558 150 13393.21875 0.376888 0.376888 108.6514

-0.00000098 0.003468 CD 76.2 9 -0.004731 0.004558 150 2511.228516 0.125483 -0.12548 26.52243

-0.00000098 -0.00473 BD 152.4 49 -0.017931 0.018232 150 467.5453327 0.274791 -0.27479 15.3247

-0.00000098 -0.01793

0.000 156.617

4.3 Analisis Jaringan dengan Program EPANET 2.0 4.3.1 Tahapan menggunakan EPANET 2.0

Program EPANET 2.0 merupakan program komputer (EPA - Software) dengan tampilan Window yang dapat melakukan simulasi periode tunggal atau majemuk dari perilaku hidrolis dan kualitas air pada jaringan pipa bertekanan. Dengan analisis simulasi yaitu melacak aliran air (flow) pada pipa, tekanan (pressure) disetiap titik (node), kehilangan energi (headloss) pada pipa serta konsentrasi bahan kimia dalam sistem distribusi penyediaan air bersih.Tahapan Analisa disajikan pada gambar 4.2 berikut.

Tahapan dalam menggunakan EPANET 2.0 untuk permodelan sistem distribusi air yaitu :

1. Menggambar jaringan yang menjelaskan sistem distribusi atau mengambil dasar jaringan sebagai file text dimana pada penggambaran ini dilakukan input data yaitu berupa reservoir, junction, dan pipa.

2. Mengedit properties dari object.

3. Gambarkan bagaimana sistem beroperasi.

4. Memilih tipe analisis yang akan digunakan.

5. Melakukan eksekusi program atau jalankan (run) analisis hidrolis atau kualitas air.

6. Hasil dari analisis yaitu berupa Flow, Head Losses, Velocity dan Gambaran Visual.

4.3.2 Masukan Data (Input)

Input dalam analisa ini dimaksudkan sebagai data-data yang diperlukan sebagai masukan untuk proses analisa yang dilakukan. Data-data ini merupakan langkah awal untuk memulai analisa. Adapun data-data yang didapat melalui PDAM Tirtanadi Medan Sunggal Adalah sebagai berikut:

Tabel 4.18 Data Input Pipa Tabel 4.19 Data Input Node Link ID

Length (m)

Diameter

(mm) Titik

NPA (Unit)

Kapasitas Air (me/dtk)

Pipa Sadap 17 152.4 A 4 0,000061

Pipe AC 48 76.2 B 10 0,000150

Pipe CD 9 76.2 C 4 0,000059

Pipe DS 38 76.2 D 24 0,000350

Pipe CE 36 101.6 E 14 0,000213

Pipe EH 38 101.6 F 4 0,000063

Pipe HL 27 101.6 G 9 0,000127

Pipe SR 56 76.2 H 9 0,000129

Pipe RQ 146 76.2 I 17 0,000258

Pipe DP 207 152.4 J 8 0,000122

Pipe CG 133 76.2 K 9 0,000127

Pipe GO 75 76.2 L 7 0,000101

Pipe EK 94 76.2 M 16 0,000230

Pipe KF 39 76.2 N 15 0,000288

Pipe FG 38 76.2 O 9 0,000127

Pipe HI 52 101.6 P 10 0,000152

Pipe IJ 42 101.6 Q 35 0,000523

Pipe IM 82 76.2 R 9 0,000129

Pipe JN 81 101.6 S 3 0,000051

Pipe JK 38 101.6 T 12 0,000174

Pipe OP 11 76.2 U 8 0,000113

Pipe PQ 39 152.4 V 3 0,000051

Pipe QT 6 152.4 W 9 0,000127

Pipe UT 58 152.4 X 11 0,000169

Pipe RW 38 76.2 Pipe VW 198 76.2 Pipe UV 32 152.4 Pipe VX 6 152.4 Pipe BD 49 152.4 Pipe AB 10 101.6

Langkah awal yang dilakukan yaitu memilih satuan yang digunakan, dalam studi ini digunakan satuan meter. Langkah yang dilakukan yaitu view > dimensions.

Gambar 4.12 Tampilan Map Dimensions

Setelah itu menampilkan ID setiap junction dan pipa. Langkah yang dilakukan yaitu view > option > notation

Setelah langkah tersebut maka akan dipilih tipe analisis yang digunakan, langkah yang dilakukan yaitu project > defaults > hydraulics. Dalam studi ini atur pilihan dari :

- Flow Units menjadi LPS (liter per second). - Headloss formula H-W (Hazen-William).

Untuk mempermudah dalam menggambar sistem jaringan distribusi maka diperlukan tampilan peta sebagai latar belakang (background) dimana langkah yang dilakukan untuk membuat latar belakang yaitu view > backdrop > load

Gambar 4.14 Latar belakang peta

Setelah pengaturan awal dilakukan maka input selanjutnya yaitu semua komponen yang menyusun jaringan distribusi yang terdiri dari :

1. Reservoir

Reservoir adalah node yang menggambarkan sumber eksternal

yang terus menerus mengalir ke jaringan. Digunakan untuk menggambarkan seperti danau, sungai, akuifer air tanah, dan koneksi dari sistem lain. Reservoar juga dijadikan titik sumber kualitas air. Input utama untuk reservoar adalah head hidrolis (sebanding dengan elevasi permukaan air jika bukan reservoar bertekanan) dan inisial kualitas air untuk analisa kualitas air. Karena sebuah reservoar adalah sebagai poin pembatas dalam jaringan, tekanan dan kualitas airnya tidak dapat dipengaruhi oleh apa yang terjadi di dalam jaringan. Namun tekanan dapat dibuat bervariasi terhadap waktu yang di tandai dengan pola. Langkah yang dilakukan yaitu memilih ikon reservoir pada toolbar ( ).

Gambar 4.15 Tampilan ReservoiR 2. Sambungan (Junction)

Sambungan (Junction) ini merupakan titik yang merupakan pertemuan masing–masing pipa dan nantinya akan menghubungkan setiap ujung pipa. Input

dari node ini merupakan koordinat dari titik penghubung pipa dan permintaan kebutuhan air di titik ini. Langkah yang dilakukan yaitu memilih ikon junction pada toolbar ( . Input Base Demand merupakan kebutuhan air pada titik tersebut (dihitung tiap pelanggan).

Gambar 4.16 Tampilan Junction 3. Pipa

Pipa adalah penghubung yang membawa air dari satu poin ke poin lainnya dalam jaringan. EPANET mengasumsikan bahwa semua pipa adalah penuh berisi air setiap waktunya. Arah aliran adalah dari titik dengan tekanan hidrolik tertinggi (Energi Internal per berat air) menuju titik dengan tekanan rendah. Disini penulis mencontohkan pada pipa AB. Input untuk pipa AB adalah:

฀ Data node awal dan akhir

฀ Diameter pada pipa AB adalah 101,6mm atau 4 inchi.

฀ Koefisien kekasaran (untuk menjelaskan hilang tekan) digunakan pipa PVC dengan nilai kekasaran 150

฀ Status open (terbuka)

Langkah yang dilakukan yaitu memilih ikon pipe pada toolbar ( )

Gambar 4.17 Tampilan Pipa 4.3.3 Proses Ekesekusi Program

Proses dilakukan setelah semua input yang diperlukan dimasukkan pada setiap komponen maka dilakukan proses eksekusi terhadap jaringan pemipaan yang telah dibuat. Eksekusi ini akan menunjukkan bisa atau tidaknya jaringan yang telah dibuat dapat beroperasi dengan baik. Langkah eksekusi dilakukan dengan memilih ikon run pada toolbar ( ).

Gambar 4.18 Visualisasi Jaringan distribusi 4.3.4 Keluaran Data ( Output )

Setelah dilakukan eksekusi terhadap program maka akan ada keluaran data (Output). Adapun keluaran data tersebut yaitu Flow, Velocity Unit, Headloss dan Friction Factor. Output data dapat dilihat dari report< table < network link

Setelah melalui proses menu di atas, maka hasil data akan keluar dalam bentuk tabel yang berisi data-data hasil olahan dari EPANET 2.0, seperti yang terlihat pada gambar 4.20, Yang lebih jelasnya akan dijabarkan pada tabel 4.20.

Gambar 4.20 Data Hasil Output EPANET 2.0

Tabel 4.20 Nilai Flow, Velocity, Headloss dan Friction Factor output EPANET

Link ID

Length Diameter Flow Velocity Unit Headloss

Friction Factor m mm LPS m/s m/km Pipe inlet 17 152.4 2.27 0.12 0.34 0.759 Pipe AC 48 76.2 0.28 0.06 0.592 3.387 Pipe CD 9 76.2 -0.55 0.12 0.309 3.36 Pipe DS 38 76.2 0.24 0.05 0.274 1.311 Pipe CE 36 101.6 0.64 0.08 0.49 1.568

Link ID

Length Diameter Flow Velocity Unit Headloss

Friction Factor m mm LPS m/s m/km

Pipe DP 207 152.4 0.86 0.05 0.56 0.758

Pipe CG 133 76.2 0.18 0.04 0.03 0.032

Pipe GO 75 76.2 -0.17 0.04 0.24 1.53

Pipe EK 94 76.2 0.12 0.03 0.61 1.31

Pipe KF 39 76.2 -0.23 0.05 0.13 0.761

Pipe FG 38 76.2 -0.26 0.06 0.43 2.15

Pipe HI 52 101.6 0.25 0.03 0.26 0.566

Pipe IJ 42 101.6 -0.05 0.01 0.01 0.061

Pipe IM 82 76.2 0.15 0.03 0.25 0.368

Pipe JN 81 101.6 0.14 0.02 0.01 0.038

Pipe JK 38 101.6 0.27 0.03 0.72 1.338

Pipe OP 11 76.2 0.25 0.05 0.682 3.384

Pipe PQ 39 152.4 0.51 0.03 0.2 0.757

Pipe QT 6 152.4 0.26 0.01 0.01 0.088

Pipe UT 58 152.4 0.16 0.01 0.01 0.043

Pipe RW 38 76.2 0.06 0.01 0.01 0.094

Pipe VX 6 152.4 0.1 0.01 0.012 0.078

Pipe BD 49 152.4 1.86 0.1 0.264 0.76

Dalam menampilkan hasil olahan dari software EPANET 2.0, selain dapat ditampilkan dalam bentuk sajian data yang berupa tabel, bisa juga ditampilkan dalam bentuk grafis. Cara menampilkan grafis hasil dari EPANET 2.0 adalah dengan cara memanfaatkan fitur Browser > Map > Node/Link (.

Gambar 4.21 Menu Browser

Gambar 4.22 Peta Flow Pada Jaringan Pipa Perumahan Graha Sunggal

4.4. Perbandingan metode Hardy Cross dan analisis Program Epanet 2.0 4.4.1 Perbandingan Debit

Perbandingan debit ini dimaksudkan untuk melihat perbedaan perhitungan manual yang dilakukan dengan menggunakan metode Hardy Cross dan analisis dengan menggunakan Program Epanet 2.0. Untuk lebih jelasnya perbandingan debit pada masing-masing pipa dapat dilihat pada tabel 4.19 berikut :

Tabel 4.21 Perbandingan Debit Pada Hady Cross dan EPANET Nama

Pipa

Debit (M3/s)

Epanet Hardy

Cross Selisih AB 0.0032 0.003868 0.000668 AC 0.0028 0.003468 0.000668 CD 0.0055 0.004732 0.000768 BD 0.0186 0.017932 0.000668 Rata-Rata 0.00069275

4.4.2 Perbandingan Headloss (Kehilangan Energi)

Perbandingan headloss ini dimaksudkan untuk melihat perbedaan perhitungan manual yang dilakukan dengan menggunakan metode Hardy Cross dan analisis dengan menggunakan Program Epanet 2.0. Untuk lebih jelasnya perbandingan headloss pada masing-masing pipa dapat dilihat pada tabel 4.20 berikut.

Tabel 4.22 Perbandingan Head Loss Pada Hady Cross dan EPANET Nama

Pipa

Headloss (m)

Epanet Hardy

Cross Selisih AB 0.038 0.02367 0.01525 AC 0.592 0.376888 0.2152 CD 0.309 0.125483 0.1845 BD 0.470 0.274791 0.19583

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Dalam pemenuhan atas kebutuhan air bersih, Kecamatan Medan Sunggal bergantung terhadap pasokan air bersih yang diproduksi oleh IPA Sunggal. Jika dibandingkan antara kebutuhan air Kecamatan Medan Sunggal di tahun 2064 yang berjumlah 350,530 L/s dengan kapasitas produksi IPA Sunggal 1.800 L/s, maka pasokan air bersih di Kecamatan Medan Sunggal masih lebih dari cukup.

2. Melalui Perhtungan Proyeksi jumlah penduduk didapat bahwa Kecamatan Medan Sunggal mengalami pertumbuhan penduduk rata-rata setiap tahunnya sebanya 744 jiwa atau 0.66%. Pada tahun 2034 jumlah penduduk Medan Sunggal diprediksi mencapai 129.706 jiwa dan panda tahun 2064 diprediksi mencapai 154.380 jiwa

3. Dengan Perhitungan Melalui EPANET didapat bahwa kecepatan tertinggi pada pipa adalah 0.12 m/s, debit tertinggi 0.86 L/s dan Headloss Tertinggi 0.628 m.

4. Dengan membandingkan hasil perhitungan Hardy Cross dan EPANET didapat rata-rata selisih antara debit hasil perhitungan kedua metode adalah 0.002771 m3/s dan selisih Headloss yang di dapat adalah 0.61078m. Maka dapat disimpulkan bahwa pemakaian softeawre EPANET 2.0 sudah cukup baik.

5.2 Saran

1. Dari perhitungan yang diperoleh didapat pasokan air bersih di Kecamatan Medan Sunggal masih lebih dari cukup. Ini disebabkan karena IPA Sunggal dipruntukan tidak hanya melayani kebutuhan air bersih di daerah pelayanan Medan Sunggal saja, namun juga daerah pelayanan di kecamatan-kecamatan kota medan lainnya. Maka dari itu masih diperlukan studi yang lebih spesifik mengenai hubungan antara produksi air bersih di IPA sunggal dengan kebutuhan air besih di daerah pelayanan Kecamatan Medan Sunggal.

2. Pemodelan dengan EPANET 2.0 dapat membantu keputusan manajerial dalam setiap kasus yang mungkin terjadi di lapangan. Untuk mendapatkan situasi yang lebih sesuai dengan kenyataan dan semakin mendekati kondisi sebenarnya perlu dilakukan pengembangan programing yang lebih intens. Bagaimanapun, software hanyalah sebuah program bantu analisis, sementara keadaan sebenarnya dilapangan merupakan keadaan yang sangat kompleks dan peluang setiap kejadian yang dimodelkan dapat terjadi secara acak dan tidak mudah ditebak. Maka dari itu kondisi lapangan sangat penting untuk dijadikan patokan dlama melaksanakan perhitungan

3. Sistem jaringan pendistribusian air yang baik adalah mengalirkan air dengan debit dan pressure yang cukup, serta melaksanakan pengendalian program jaringan pipa, dengan memperhatikan hal hal berikut

a. Pengaliran air harus senantiasa dikendalikan secara terpadu, sehingga tekanan dan debit di daerah pelayanan lebih kurang akan sama.

b. Bila tekanan dan debit terlalu tinggi, maka kebocoran air akan sering terjadi, idealnya air maksimum yang baik di jaringan pipa adalah 4,00 kg/cm2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gambaran Pelayanan Air Bersih Di Kota Medan

Tinjauan pelayanan air bersih di kota Medan dikelola oleh Perusahaan Daerah Air Minum Tirtanadiyang merupakan Badan Usaha Milik Daerah Propinsi

Sumatera Utara yang telah berdiri pada zaman pemerintahan Belanda pada 23 September 1905 dengan nama NV. Waterleiding Maatschppij Ayer Beresih dan berkantor Pusat di Amsterdam, negeri Belanda.

Gambar 2.1 Lokasi Kota Medan

Meskipun telah melalui zaman penjajahan Belanda dan Jepang selanjutnya memasuki masa kemerdekaan Republik Indonesia Perusahaan ini masih mampu memberikan pelayanan kepada masyarakat secara berkelanjutan.

Status dan nama perusahaan telah berganti ganti dan berdasarkan peraturan Pemerintah Propinsi Daerah Tingkat I Sumatera Utara No : 11 tahun 1979 yang berpedoman kepada Undang Undang No : 5 tahun 1962 telah ditetapkan nama dan status Perusahaan Daerah Air Minum Tirtanadi adalah milik Pemerintah Propinsi Sumatera Utara. Setelah ditetapkan melalui Perda No : 11 Tahun 1979 dan disempurnakan lagi dengan Perda Propinsi Sumatera Utara No : 25 tahun 1985, selanjutnya disempurnakan dengan Perda No : 6 tahun 1991 dilaksanakanlah perubahan pertama Peraturan Daerah Provinsi Sumatera Utara yang mengatur bahwa Perusahaan Daerah Air Munum Tirtanadi selain mengelola air bersih juga mengelola air limbah.

PDAM Tirtanadi telah banyak mengalami perubahan dan kemajuan, sebagai gambaran bahwa pada tahun 2013 jumlah pelanggan telah mencapai sebanyak 444.215 sambungan atau sebesar 53,1% dari jumlah penduduk pada wilayah pelayanan Sumatera Utara, sedangkan cakupan pelayanan khusus wilayah Kota Medan dan sekitarnya sudah mencapai sebesar 70,5%.

Besarnya ketergantungan masyarakat akan air bersih membuat PDAM Tirtanadi menjadi semakin terpanggil untuk dapat melaksanakan visi dan misi yang diemban sebagai mana mestinya. Kapasitas produksi air bersih yang dihasilkan sampai pada akhir tahun adalah 6.419 liter/detik termasuk 400 liter/detik yang diproduksi PT. Tirta Lyonnaise Medan (LTM) sebagai mitra kerja dalam mensupply air bersih. Sumber air baku yang digunakan yakni, air permukaan (sungai, danau dan waduk), mata air dan air tanah (sumur dalam).

Pendistribusian ke pelanggan berlangsung penuh selaa 24 jam per hari, dengan tingkat kehilangan air (losses) rata-rata sebesar 30,0% selama tahun 2013.

2.1.1 Data Cakupan Pelayanan

Dalam upaya meningkatkan kualitas dan cakupan wilayah pelayanan air bersih di Propinsi Sumatera Utara, sejak 17 Juli 1999, telah dilakukan kerjasama dengan 7 daerah kabupaten berbentuk Kerjasama Operasional selama 25 tahun. Dengan adanya kerjasama tersebut maka wilayah PDAM menjadi :

1. Kota Medan, Berastagi dan Sibolangit (444.215sambungan)

2. Kabupaten Deli Serdang yaitu Kecamatan Lubuk Pakam, Perbaungan, Tanjung Morawa, Tembung, Batang Kuis dan Pantai Cermin (9.516 sambungan)

3. Kabupaten Tapanuli Selatan (8.581 sambungan)

4. Kabupaten Tapanuli Tengah yaitu Kecamatan Pandan (1.837 sambungan) 5. Kabupaten Nias yaitu Kota Gunung Sitoli dan Telik Dalam (4.172

sambungan)

6. Kabupaten Mandailing Natal (855 sambungan)

7. Kabupaten Simalungun yaitu Kota Prapat (3.509 sambungan) 8. Kabupaten Toba Samosir (3.107 sambungan)

2.1.2 Data Sistem Kapasitas dan Hidrolis a. Sistem Kapasitas Produksi

Kapasitas terpasangan saat ini untuk wilayah pelayanan tingkat 1 4.300 l/d meliputi 5 sumber :

1. Mata Air Sibolangit dengan sumber dari beberapa bronkaptering 600 l/d. 2. IPA Sunggal dengan sumber air baku dari sungai Belawan 1.800 l/d. 3. IPA Deli Tua dengan sumber air baku dari sungai Deli 1.400 l/d. 4. IPA Belumai dengan sumber air baku dai sungai Belumai 400 l/d. 5. Sumur bor di Belawan 50 l/d.

Sedangkan untuk wilayah pelayanan operasi tingkat 2 kapasitas terpasangnya adalah 673 l/d meliputi 8 sumber yaitu :

1. Mata air di Berastagi sebesar 70 l/d

2. IPA Sungai Ular dan sumur bor di Deli Serdang sebesar 180 l/d. 3. Mata air di Parapat sebesa 58 l/d.

4. IPA Toba Samosir sebesar 75 l/d.

5. Mata air di Tapanuli Tengah sebesar 49 l/d.

6. IPA Gunung Sitoli dan Teluk Dalam di Nias sebesar 45 l/d. 7. Mata air Tapanuli Selatan sebesar 168 l/d.

8. IPA Mandailing Natal 25 l/d.

b. Sistem Hidrolis

Sistem hidrolis yang mendasar bahwa seluruh jaringan transmisi dan distribusi terinterkoneksi dan dioperasikan secara balance system antara produksi dan reservoir. Pelaksanaan pengaturan waktu pemompaan booster di reservoir, dalam

hal ini pemompaan dari produksi bekerja 20 jam dan aliran dari mata air sibolangit, sehingga aliran minimum pada malam hari hanya dari reservoir utama. Jaringan perpipaan dibagi atas 2 sistem hidrolis, dimana sampai dengan bulan September Jaringan perpipaan dibagi atas 2 sistem hidrolis, dimana panjangnya mencapai :

1. Jaringan transmisi (200 – 1000 mm) : 481,5 km 2. Jaringan distribusi (<200 mm) : 2.186,5 km

c. Sistem Non Hidrolis Sistem non hidrolis:

1. Reservoir sebagai penampung air untuk menyeimbangkan (balance system) kondisi pemakaian air pada jam jam puncak.

2. Pemompaan dari produksi maupun pompa booster di reservoir bekerja dengan jadwal operasional.

3. Peralatan kontrol hidrolis seperti katup katup operasi, interkoneksi dan pengamanan, maupun peralatan pembacaan tekanan dan aliran.

4. Sumber daya listrik sebagai alat utama penggerak motor pompa, peralatan penunjang lainnya.

5. Peralatan dan fasilitas penunjang operasi dan pemeliharaan system jaringan transmisi dan distribusi.

Lokasi kajian berbentuk empat segi panjang dengan luas wilayah 15,44 km2, secara administrasi kawasan kajian ini terletak pada Kecamatan Medan Sunggal dengan batas :

1. Sebelah Barat berbatasan dengan Kecamatan Medan Helvetia dan Kecamatan MedanSelayang

2. Sebelah Timur berbatasan dengan Kecamatan Medan Polonia 3. Sebelah Selatan berbatasan dengan Kecamatan Medan Johor 4. Sebelah Utara berbatasan dengan Kecamatan Medan Petisah

Gambar 4.3 Peta Pelayanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal

Terhadap Kota Medan, lokasi kajian yang berada pada Kecamatan Medan Sunggal dengan luas kecamatan15,44 Km2, memiliki persentase sebesar sebesar 0.44% terhadap luasan luas kota Medan 256,10 Km2, sumber air minum masyarakat dikecamatan ini dilayani oleh PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal dengan jumlah pelanggan untuk tahun 2014 sejumlah 23.435 NPA, selebihnya masyarakat menggunakan air sumur. Mengingat luasnya wilayah dan keterbatasan waktu dan dana untuk membahas semua wilayah, maka penulis membatasi masalah dengan mengambil studi kasus di “Perumahan Graha Sunggal”.

2.2 PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal

Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirtanadi cabang Sunggal adalah sebuah perusahaan yang mengelola dan mensuplai kebutuhan air bersih untuk wilayah kecamatan Medan Sunggal. Dalam rangka memenuhi kebutuhan air bersih tersebut, PDAM Tirtanadi cabang Sunggal terus melakukan perbaikan pelayanan dengan meningkatkan kualitas air yang dikirim, menambah jumlah kapasitas produksi dan juga melalui perbaikan- perbaikan sistem jaringan distribusi.

Gambar 2.1 Denah PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal

Sistem jaringan distribusi yang diterapkan oleh PDAM Tirtanadi cabang Sunggal adalah "Sistem Jaringan Tertutup". Air yang didistribusikan berasal dari beberapa sumber mata air, instalasi pengolahan air (IPA) dan sejumlah sumur dalam yang tersebar diseluruh wilayah Kecamatn Medan Sunggal. Dengan sistem jaringan tertutup tersebut PDAM Tirtanadi cabang Sunggal berharap dapat

mendistribisikan air bersih secara merata dan seimbang diseluruh lokasi jaringan sesuai dengan kebutuhannya masing-masing. Air bersih dari sumber-sumber tersebut ada yang langsung didistribusikan kepada pelanggan dan ada pula yang ditampung kedalam reservoir-reservoir sebagai pusat penampungan air sementara untuk menjaga air yang didistribusikan agar tetap berada pada tekanan tertentu.

2.3 Definisi dan Persyaratan Air Bersih 2.3.1 Definisi Air Bersih

Air adalah zat cair yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Semua air biasanya tidak bersih sempurna, selalu mengandung senyawa pencemar. Bahkan tetes air hujan mengandung debu dan karbondioksida waktu jatuh ke bumi. Keberadaan air berhubungan dengan siklus hidrologi. Air yang bergerak dengan siklus hidrologi akan bersentuhan dengan bahan baku atau senyawa lain, sehingga tidak ada air yang benar-benar murni. Air tanah yang mengalir ke permukaan tanah membawa zat padat terlarut, air hujan yang mengalir melalui permukaan tanah membawa zat-zat penyebab kekeruhan dan zat organik, seperti juga bakteri patogen. Pada air permukaan partikel-partikel mineral air yang terlarut akan tetap tidak berubah tetapi zat organik diuraikan secara kimia dan mikrobiologi dan pengendapan di danau atau sungai-sungai yang mempunyai kecepatan rendah menyebabkan hilangnya zat padat yang melayang dan bakteri patogen akan mati karena kurangnya makanan. Walaupun demikian kontaminasi baru terhadap air permukaan akan terjadi akibat adanya air buangan dan pertumbuhan alga yang menjadi sumber makanan untuk organisme.

Air permukaan terdiri dari air sungai dan air danau. Air sungai adalah air hujan yang jatuh ke permukaan bumi dan mengalir melawati daerah aliran sungai. Daerah aliran sungai merupakan daerah yang dianggap sebagai wilayah dari suatu titik tertentu pada suatu sungai dan dipisahkan dari daerah aliran sungai sebelahnya oleh suatu pembagi atau punggung bukit yang dapat ditelusuri padapeta topografi. Air danau adalah air permukaan berasal dari air hujan atau air tanah yang keluar ke permukaan tanah dan terkumpul pada suatu titik yang relative rendah dan cekung. Kebutuhan air merupakan jumlah air yang diperlukan secara wajar untuk keperluan pokok manusia dan kegiatan lainnya yang memerlukan air.

Kebutuhan air menentukan besaran sistem dan ditetapkan berdasarkan pemakaian air. Kebutuhan air yang diperlukan seseorang untuk minum saja adalah kecil. Kebutuhan perorangan untuk berbagai kegiatan domestik lainnya seperti untuk mandi, mencuci, memasak, dan peralatan lainnya jauh lebih besar. Kebutuhanyang demikian akan berbeda dari satu rumah tangga dengan rumah tangga yang lainnya, tergantung dari fasilitas air minum yang mereka punya. Dilain pihak, dalam keadaan surplus air, kebutuhan air akan berangsur-angsur meningkat sampai tercapai pemenuhan kebutuhan yang memuaskan.

Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan 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 (Ketentuan Umum Permenkes No.

416/Menkes/PER/IX/1990, Dalam Modul Gambaran Umum Penyediaan dan Pengolahan Air Minum Edisi Maret 2003 hal. 3 dari 41)

2.3.2 Persyaratan Kualitas

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 25oC, dan apabila terjadi perbedaan maka batas yang diperbolehkan adalah 25oC ± 3oC.

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 berat.

3. Persyaratan bakteriologis

Air bersih tidak boleh mengandung kuman patogen dan parasitik yangmengganggu 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 bolehmengandung zat yang menghasilkan bahan-bahan yang mengandung radioaktif, seperti sinar alfa, beta dan gamma

2.3.3 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 kebutuhan daerah dan jumlah penduduk yang akan dilayani. Persyaratan kuantitas juga dapat ditinjau 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.

2.3.4 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. Sistem jaringan perpipaan didesain untuk membawa suatu kecepatan aliran tertentu. Kecepatan dalam pipa tidak boleh melebihi 0,6–1,2 m/dt. Ukuran pipa

harus tidak melebihi dimensi yang diperlukan dan juga tekanan dalam sistem harus tercukupi. Dengan analisis jaringan pipa distribusi, dapat ditentukan dimensi atau ukuran pipa yang diperlukan sesuai dengan tekanan minimum yang diperbolehkan agar kuantitas aliran terpenuhi.

2.3.5 Persyaratan Tekanan Air

Konsumen memerlukan sambungan air dengan tekanan yang cukup, dalam arti dapat dilayani dengan jumlah air yang diinginkan setiap saat. Untuk menjaga tekanan akhir pipa di seluruh daerah layanan, pada titik awal distribusi diperlukan tekanan yang lebih tinggi untuk mengatasi kehilangan tekanan karena gesekan, yang tergantung kecepatan aliran, jenis pipa, diameter pipa, dan jarak jalur pipa tersebut. Dalam pendistribusian air, untuk dapat menjangkau seluruh area pelayanan dan untuk memaksimalkan tingkat pelayanan maka hal wajib untuk diperhatikan adalah sisa tekanan air. Sisa tekanan air tersebut paling rendah adalah 5mka (meter kolom air) atau 0,5 atm (satu atm = 10 m), dan paling tinggi adalah 22mka (setara dengan gedung 6 lantai).

Menurut standar dari DPU, air yang dialirkan ke konsumen melalui pipa transmisi dan pipa distribusi, dirancang untuk dapat melayani konsumen hingga yang terjauh, dengan tekanan air minimum sebesar 10mka atau 1atm. Angka tekanan ini harus dijaga, idealnya merata pada setiap pipa distribusi. Jika tekanan terlalu tinggi akan menyebabkan pecahnya pipa, serta merusak alat-alat plambing (kloset, urinoir, faucet, lavatory, dll). Tekanan juga dijaga agar tidak terlalu rendah, karena jika tekanan terlalu rendah maka akan menyebabkan terjadinya kontaminasi air selama aliran dalam pipa distribusi.

2.4 Bagian-bagian Sarana Air Bersih 1. Bak Penampung

Gambar 2.2 Bak Penampung

a. Bak penampung berfungsi sebagai penampung/penyimpanan air untuk problem naik turunnya kebutuhan air dan kecilnya sumber air, juga dapat memperbaiki mutu air melalui pengendapan, bak ini dapat pula berfungsi sebagai pelepas tekan.

b. Semua sudut dinding dibuat lengkung untuk memudahkan pembersihan. c. Pipa keluaran (Outlet) ke pipa transmisi harus dipasang kira-kira 5/20 cm

diatas lantai bak dan harus memakai saringan.

d. Pipa lubang peluap harus dipasang sedikit lebih tinggi daripada pipa masukan. Pipa peluap sekaligus bisa berfungsi sebagai lubang hawa, danharus berdiameter cukup besar untuk melayani aliran maksimum yang sudah diperhitungkan. (minimal 50 mm)

e. Atap/plafon bak harus mempunyai kemiringan yang cukup, sehingga air hujan tergenang di atasnya dan harus mempunyai lubang (Manhole) yang

2. Bak Penangkap Air

Gambar 2.3 Bak Penangkap Air a. Bak penangkap air berfungsi sebagai perlindungan air

b. Direncakan sederhana ekonomis dan bebas dari pencemaran.

c. Disarankan menggunakan beton campuran 1pc : 2ps : 3 kr karena bersif kedap air.

d. Tinggi maksimal bangunan didasarkan pada tinggi muka air maksimum ditambah ruang / tinggi bebas minimal 50 cm.

e. Bak penangkap air di lengkapi dengan pipa pengumpul air 3. Pipa Transmisi

Suatu jaringan yang berfungsi membawa air baku dari sumber ke lokasipengolahan dan atau dari bangunan pengumpul ke titik awal jaringan distribusi.

4. Pipa Distribusi

Gambar 2.5 Pipa Distribusi

Suatu jaringan perpipaan yang berfungsi mengalirkan air bersih dari titik akhir pipa transmisi menuju daerah pelayanan.

5. Jembatan Pipa

Gambar 2.6 Jembatan Pipa

Konstruksi jembatan pipa yang biasa digunakan untuk air bersih dapat memberikan beda ketinggian yang kecil, yang dapat mengurangi tekanan yang terjadi didalam pipa. Hal ini diharapkan umur konstruksi jaringan pipa akan

semakin tinggi. Dari rumus Hazzen William bila besar maka debit air yang tersuplai akan semakin besar. Jenis konstruksi untuk jembatan pipa:

a. Tiang rangka beton pasangan batu kali b. Tiang beton cover pasangan bata c. Konstruksi tiang beton

d. Konstruksi tiang kayu

6. Reservoir

Gambar 2.7 Reservoir a. Kapasitas Reservoir Distribusi

Reservoir distribusi diperlukan untuk menyimpan air akibat adanya variasi pemakaian yang terjadi selama 24 jam. Kapasitas reservoir distribusi ini direncanakan sebesar 10/20% dari Kebutuhan air harian rata - rata.

b. Penempatan Reservoir

Reservoir distribusi ditempatkan di lokasi yang relatif paling tinggi di Daerah perencanaan yang bersangkutan dan sebisa mungkin terletak di Pusat atau yang paling dekat dengan daerah pelayanan.

c. Konstruksi Reservoir

Konstruksi Reservoir direncanakan berdasarkan standar-standar yang berlaku di Indonesia. Konstruksi yang biasa di gunakan adalah konstruksi Baja. Reservoir ini harus tertutup untuk mencegah masuknya kotoran ke dalamnya. d. Perpipaan Reservoir

Pada reservoir ini harus dilengkapi dengan sistem perpipaan yang terdiri dari pipa inlet, outlet, overflow (peluap) dan blow out (penguras) serta dilengkapi pula dengan lubang manhole dan ventilasi. Perencanaan Ground Reservoir mempertimbangkan paket standar yang digunakan Departemen Permukiman Prasarana Wilayah. Namun, konsultan

7. Asesories Pipa a. Water Meter

Gambar 2.8 Water Meter

Water meter mempunyai fungsi untuk mengukur besarnya aliran air yang mengalir dalam pipa. Jenis water meter biasanya ditentukan berdasarkan

1. Water meter yang dipasang didekat instalasi biasanya disebut water meter induk

2. Water meter yang dipasang pada zona pelayanan tertentu biasanya disebut dengan water meter zoning

3. Water meter yang dipasang pada sambungan rumah disebut water meter pelanggan. Pemasangan water meter induk biasanya dilengkapi dengan chamber guna menghindari gangguan dari luar dan dilengkapi bypass dengan maksud jika water meter tersebut rusak atau ada gangguan air dapat dialirkan memalui bypass.

b. Pressure Gauges

Gam_{bar 2.9 Pressure Gauge}

Pressure Gauges berfungsi untuk mengatur tekanan air yang ada di dalam pipa. Pressure gauges biasanya dipasang pada:

a) Rumah pompa, untuk kontrol bekerjanya pompa agar sesuai.

b) Pada bak pelepas tekan dan perlengkapan kontrol debit lainnya dengan system gravitasi, fasilitas pelengkap untuk pemeriksaan kondisi peralatan .

c. Katup Isolasi

Gambar 2.10 Katup Isolasi

Katup isolasi menggunakan standard gate valve. Katup butterfly mempunyai katup yang lebih kecil dan mudah dioperasikan, tetapi bila tidak dapat ditempatkan maka gate valve yang dipergunakan. Pada pipa induk dengan aliran secara gravitasi perlu dilengkapi gate valve dengan penutupan lambat agar dapat melindungai (mengurangi) gelombang air (water hammer).

Regulating Valves diperlukan bila aliran air atau besarnya tekanan perlu dikontrol. Katup ini merupakan jenis Disc-valve atau Butterfly valves. Disc-valves dipergunakan dalam mengurangi besarnya tekanan tetapi pada bak pelepas tekan dipergunakan Butterfly valves.

d. Wash Out

Wash out dipasang pada jalur pipa distribusi induk dengan lokasi pada profil memanjang yang memperlihatkan adanya depresi, seperti perlintasan sungai dan sebelum bak pelepas tekan daripada keadaan dimana terdapat ujung ata uakhir dari pipa cabang.Pada sistem distribusi dipasang pada setiap titik terendah untuk semua diameter pipa distribusi lebih besar dari 25 mm, dengan maksimum jarak sebesar 2 km.

Gambar 2.11 Wash Out

2.5 Model Jaringan Distribusi Air 2.5.1 Pengertian Model Secara Umum

Model bisa diartikan sebagai penggambaran sesuatu sehingga kita menjadi lebih jelas memahaminya. Di dalam model ada istilah simulasi, validasi, error (kesalahan). Simulasi adalah mencoba-coba berbagai alternatif, untuk melihat perubahan dan hasil yang terbentuk. Misalnya kita tidak menyukai letak pintu di depan, maka kita bisa mencobanya di samping kiri, disamping kanan, dan seterusnya. Bisa dibayangkan jika coba-coba tersebut dilakukan pada bangunan sesungguhnya (bukan model), betapa repot dan mahalnya coba-coba itu.

Bagaimanapun model adalah tiruan. Kita ingin menyerupai yang asli. Maka kita bandingkan model dengan yang sesungguhnya (benda asli). Kegiatan membandingkan model dengan yang asli dikenal dengan validasi. Besarnya perbedaan tersebut disebut dengan error (kesalahan). Kegiatan validasi bertujuan agar error (kesalahan) sekecil mungkin.

2.5.2 Aliran Fluida

Aliran dapat diklasifikasikan dalam banyak cara seperti turbulent, laminar, nyata, ideal, mampubalik, takmampubalik,stedi, takstedi, seragam, takseragam, rotasional, takrotasional.

Situasi aliran turbulent adalah yang paling sering terjadi dalam praktek perekayasaan. Dalam aliran turbulent partikel-pertikel, (masa-masa molar yang kecil) fluida bergerak dalam lintasan-lintasan yang sangat tidak teratur, dengan mengakibatkan pertukaran-pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian lainnya dengan cara yang agak menyerupai perpindahan momentum molekuler dalam skala yang lebih besar. Partikel fluida tersebut dapat berukuran dari sangat kecil (kira-kira beberapa ribu molekul) sampai sangat besar (beribu-ribu foot kubik dalam pusaran yang besar di sungai atau dalam hempasan udara atmosfer) dalam situasi yang alirannya dapat turbulent atau takturbulent (laminer). Turbulensi mengakibatkan tegangan geser yang lebih besar diseluruh fluida dan mengakibatkan lebih banyak ketakmampubalikan (irreversibilitas) atau kerugian. Juga, dalam aliran turbulent, kerugian tersebut sebanding dengan kecepatan dipangkatkan kurang lebih 1.7 sampai dengan 2. Dalam aliran laminar, kerugian sebanding dengan kecepatan dipangkatkan satu.

2.5.3 Jaringan Hidrolik

Hubugan yang mendasar dari kekekalan masa dan kekekalan energi secara matematis menjelaskan distribusi aliran dan tekanan dalam sebuah jaringna pipa pada kondisi aliran steady (aliran mantap). Untuk mengawali, pembahasan dimulai dari sistem perpipaan seri. Konsep dasar yang diterapkan pada sistem sederhana ini untuk menentukan flow rate pada pipa dan tekanan head pada node

yang selanjutnya dikembangkan pada seluruh jaringan. 2.5.4 Sistem Perpipaan Sederhana

Sistem perpipaan sederhana memberikan gambaran awal untuk memahami sistem jaringan perpipaan. Adanya variasi total head yang melalui sebuah jaringan dapat dilihat pada rangkaian pipa yang disusun secara seri. Analisis pada pipa yang disusun secara paralel adalah merupakan aplikasi pertama dari kekekalan masa pada junction dan kekekalan energi pada pada rangkaian loop.

•Rangkaian Pipa Seri

Seperti ditunjukkan pada gambar 2.1, sebuah jaringan pipa yang disusun secara seri yang memiki diameter yang berbeda-beda dan juga parameter kekasarannya. Total headloss adalah sama dengan jumlah headloss pada masing-masing bagian pipa atau:

Gambar 2.12 Rangkaian Pipa Seri

•Rangkaian Pipa Paralel

Ketika satu atau lebih pipa berhubungan pada satu lokasi (junction), sistem hidrolik akan menjadi lebih menarik. Hubungan dalam jaringan kecil ini merupakan hubungan mendasar yang akan memandu untuk memahami model jaringan penuh. Lokasi A dan B dalam gambar 2.2 menggambarkan node atau

junction dengan beberapa pipa.

Gambar 2.13 Rangkaian Pipa Paralel

•Rangkaian Pipa bercabang

Analisis pipa bercabang melibatkan persamaan-persamaan yang lebih kompleks lagi. Misalnya untuk kasus seperti gambar 3.3 dimana pipa-pipa terangkaisecara paralel dan juga pada tiap titik mengalami percabangan.

Gambar 2.14 Analisis Pipa Bercabang

Headloss pada loop-loop tertututp yaitu loop I, II dan III adalah nol karena loop berawal dan berakhir pada node yang sama dan node memiliki total head yang

unik. Sebuah pseudo-loop ditunjukkan antara dua reservoir dengan perbedaan energi antara dua lokasi adalah 200 feet. Arah loop positif didefinisikan untuk semua loop yang searah jarum jam. Dengan asumsi arah aliran seperti pada gambar 2.3 diatas.

2.5.5 Sistem Jaringan Pipa

Sistem jaringan pipa merupakan komponen utama dari sistem distribusi air bersih/minum suatu perkotaan.

Gambar 2.15 Contoh sistem jaringan pipa

Keterangan gambar 2.5:

Q1 = Debit aliran yang memasuki jaringan pipa Q2 = Debit aliran yang memasuki jaringan pipa Q3 = Debit aliran yang keluar dari jaringan pipa Q4 = Debit aliran yang keluar dari jaringan pipa

Dewasa ini, sistem jaringan pipa air minum yang ada di kota-kota besar kebanyakan dibangun sejak zaman Belanda. Hal demikian menimbulkan beberapa kemungkinan terjadinya permasalahan-permasalahan seperti:

- kebocoran

- lebih sering terjadi kerusakan pipa atau komponen lainnya

- besarnya tinggi energi yang hilang

- penurunan tingkat layanan penyediaan air bersih untuk konsumen

permasalahan-permasalahan di atas diperparah lagi dengan meningkatnya sambungan-sambungan baru untuk daerah-daerah permukiman tanpa memperhatikan kemampuan ketersediaan air dan kemampuan sistem jaringan air minum tersebut.

Jaringan pipa pengangkut air kompleks dapat dianalisis dengan cepat menggunakan persamaan Hazen Williams atau rumus gesekan lainnya yang sesuai. Perhitungan distribusi aliran pada suatu jaringan biasanya rumit karena harus memecahkan serangkaian persamaan hambatan yang tidak linear melalui prosedur yang iteratif. Kesulitan lainnya adalah kenyataan bahwa kebanyakan jaringan, arah aliran pipa tidak diketahui sehingga losses antara dua titik menjadi sukar untuk ditentukan. Dalam perancangan sebuah jaringan, aliran dan tekanan diberbagai titik menjadi persyaratan utama untuk menentukan ukuran pipa, sehingga harus diselesaikan dengan cara berurutan dan iterasi.

Sebuah jaringan yang terdiri dari sejumlah pipa mungkin membentuk sebuah loop, dimana pipa yang sama dipakai oleh dua loop yang berbeda, seperti terlihat pada gambar 2.5. Ada dua syarat yang harus diperhatikan agar aliran dalam jaringan tersebut setimbang, yaitu :

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR NOTASI ... x

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 4

1.3 Batasan Masalah... 4

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 4

1.5 Metode Penelitian ... 5

1.6 Sistematika Penulisan ... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7

2.1 Gambaran Pelayanan Air Bersih Di Kota Medan ... 7

2.1.1 Data Cakupan Pelayanan ... 8

2.1.2 Data Sistem Kapasitas dan Hidrolis... 9

2.2 PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal ... 13

2.3 Definisi dan Persyaratan Air Bersih... 14

2.3.1 Definisi Air Bersih ... 14

2.3.2 Persyaratan Kualitas ... 16

2.3.3 Persyaratan Kuantitas (Debit) ... 17

2.3.4 Persyaratan Kontinuitas ... 17

2.3.5 Persyaratan Tekanan Air... 18

2.4 Bagian-bagian Sarana Air Bersih ... 19

2.5 Model Jaringan Distribusi Air ... 26

2.5.1 Pengertian Model Secara Umum ... 26

2.5.2 Aliran Fluida ... 27

2.5.3 Jaringan Hidrolik... 27

2.5.4 Sistem Perpipaan Sederhana ... 28

vi

2.6.1 Kemampuan model hidrolis... 33

2.7 Penggunaan dan Kebutuhan Jumlah Air ... 34

BAB III METODOLOGI ... 38

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 38

3.2 Pendekatan Studi ... 38

3.3 Metode Analisa Data ... 39

3.4 Sumber Data dan Teknik Pengumpulan Data ... 41

3.5 Tahapan Penelitian ... 42

3.6 Prosedur Penelitian ... 42

BAB IV ANALISA DATA ... 45

4.1 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Kecamatan Medan Sunggal... 45

4.1.1 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Medan Sunggal ... 45

4.1.2 Proyeksi Kebutuhan Air Sektor Domestik ... 48

4.1.3 Proyeksi Kebutuhan Air Sektor Non Domestik ... 49

4.1.4 Proyeksi Total Kebutuhan Air Bersih di Kecamatan Medan Sunggal.. 53

4.2 Analisis Hidrolis Sistem Jaringan Pipa di Kecamatan Medan Sunggal ... 55

4.2.1 Pemilihan Lokasi Analisa Hidrolis Sistem Pemipaan Medan Sunggal 55 4.2.2 Kehilangan Air Pada Sistem Pemipaan Perumahan Graha Sunggal ... 57

4.2.3 Analisis Perhitungan Hardy Cross Dengan Rumus Hazem Williams .. 58

4.3 Analisis Jaringan dengan Program EPANET 2.0... 69

4.3.1 Tahapan menggunakan EPANET 2.0 ... 69

4.3.2 Masukan Data (Input) ... 70

4.3.3 Proses Ekesekusi Program ... 76

4.3.4 Keluaran Data ( Output ) ... 77

4.4. Perbandingan metode Hardy Cross dan analisis Program Epanet 2.0 ... 82

4.4.1 Perbandingan Debit ... 82

4.4.2 Perbandingan Headloss (Kehilangan Energi) ... 82

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 84

5.1 Kesimpulan ... 84

5.2 Saran... 85

DAFTAR PUSTAKA ... xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Lokasi Kota Medan ...7

Gambar 4.2 Lokasi Kecamatan Medan Sunggal...11

Gambar 4.3 Peta Pelayanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal ...12

Gambar 2.1 Denah PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal ...13

Gambar 2.2 Bak Penampung ...19

Gambar 2.3 Bak Penangkap Air ...20

Gambar 2.4 Pipa Transmisi...20

Gambar 2.5 Pipa Distribusi ...21

Gambar 2.6 Jembatan Pipa ...21

Gambar 2.7 Reservoir...22

Gambar 2.8 Water Meter ...23

Gambar 2.10 Katup Isolasi...25

Gambar 2.12Rangkaian Pipa Seri...28

Gambar 2.13Rangkaian Pipa Paralel ...29

Gambar 2.14Analisis Pipa Bercabang ...29

Gambar 2.15 Contoh sistem jaringan pipa ...30

Gambar 3.1 Diagram Metodologi Penelitian ...44

Gambar 3.2 Jadwal Penelitian ...44

Gambar 4.4 Pertumbuhan Penduduk Kec. Medan Sunggal Tahun 2010-2015...46

Gambar 4.5 Grafik Pertumbuhan Penduduk Berdasarkan Metode Geometrik ...48

Gambar 4.6 Denah Lokasi Perumahan Graha Sunggal ...56

Gambar 4.7 Skema Jaringan pipa Perumahan Graha Sunggal ...56

Gambar 4.8 Tapping Perumahan Graha Sunggal Terhadap Pipa Transmisi ...57

Gambar 4.9 Penamaan Pipa Perumaha Graha Sunggal ...59

Gambar 4.10 Jaringan Pipa Loop Perumahan Graha Sunggal...60

Gambar 4.11 Diagram Alir Analisa Menggunakan EPANET 2.0 ...69

Gambar 4.12 Tampilan Map Dimensions ...72

Gambar 4.13 Tampilan Map Options ...72

Gambar 4.14 Latar belakang peta ...73

viii

Gambar 4.16 Tampilan Junction...75

Gambar 4.17 Tampilan Pipa ...76

Gambar 4.18 Visualisasi Jaringan distribusi ...77

Gambar 4.19 Tahap Dalam Menampilkan Data Hasil Olahan EPANET 2.0 ...77

Gambar 4.20 Data Hasil Output EPANET 2.0 ...78

Gambar 4.21 Menu Browser ...80

Gambar 4.22 Peta Headloss Pada Jaringan Pipa Perumahan Graha Sunggal ...80

Gambar 4.22 Peta Flow Pada Jaringan Pipa Perumahan Graha Sunggal ...81

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Penentuan Tingkat Layanan Air Baku ... 35

Tabel 2.2 Kebutuhan Air Non Domestik ... 37

Tabel 2.3 Kebutuhan Air Bersih Domestik Kategori Lain... 37

Tabel 4.1 Data Kelurahan pada Kecamatan Medan Sunggal ... 45

Tabel 4.2 Jumlah Penduduk Kecamatan Medan Sunggal Kota Medan ... 46

Tabel 4.3 Pertumbuhan Aritmatik dan Geometrik penduduk Kecamatan Sunggal ... 47

Tabel 4.4 Perkiraan Pertumbuhan Penduduk dari Tahun ketahun ... 48

Tabel 4.5 Proyeksi Kebutuhan Air Sektor Domestik Kecamatan Medan Sunggal49 Tabel 4.6 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Pendidikan ... 50

Tabel 4.7 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Kesehatan... 51

Tabel 4.8 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Ibadah ... 51

Tabel 4.9 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Umum dan Rekreasi . 52 Tabel 4.10 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Kegiatan Industri ... 53

Tabel 4.11 Total Proyeksi Kebutuhan Air Bersih di Kecamatan Medan Suggal .. 53

Tabel 4.12 Data Umum Pipa Perumahan Graha Sunggal ... 56

Tabel 4.13 Data Eksisting Yang Digunakan Untuk Analisa ... 64

Tabel 4.14 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 1 Kolom 1, 4, 7, 8 & 9 dengan Metode Rumus Hazem William ... 65

Tabel 4.15 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 1 ... 67

Tabel 4.16 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 2 ... 67

Tabel 4.17 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 3 ... 68

Tabel 4.18 Data Input Pipa ... 71

Tabel 4.19 Data Input Node ... 71

Tabel 4.20 Nilai Flow, Velocity, Headloss dan Friction Factor output EPANET 78 Tabel 4.21 Perbandingan Debit Pada Hady Cross dan EPANET ... 82

x DAFTAR NOTASI

g = Percepatan Gravitasi Bumi (m/dtk2)

γ = Berat Jenis (kg/m3)

hgs = Hilang Tinggi Tekanan Karena Gesekan (m)

λ = Koefisien Gesekan (Faktor Gesekan)

v = Kekentalan Kinematik Fluida Dalam

Ks = Kekasaran Mutlak (mm)

Rh = Radius Hidrolik (m)

IE = Kemiringan Garis Energi Kst = Koefisien Gerakan Strickler S = Kemiringan Garis Energi

Kh = Koefisien Gesekan Hazem Williams

hL = Hilang tinggi tekanan disebabkan hilang tinggi tekanan kecil (m)

ζ = Koefisien hilang tinggi tekanan tergantung jenis perlengkapan pipa yang dipakai.

k = Konstanta Untuk Pipa

Q = Debit (liter/detik atau m3/detik) n = Konstanta Numerik

V = Kecepatan Cairan dalam Pipa (m/dtk)