Analisa Perhitungan Debit Dan Kehilangan Tinggi Tekanan (Headloss) Pada Sistem Jaringan Pipa Daerah Layanan Pdam Tirtanadi Cabang Sunggal

ANALISA PERHITUNGAN DEBIT

DAN KEHILANGAN TINGGI TEKANAN (HEAD LOSS₎ PADA SISTEM JARINGAN PIPA DAERAH LAYANAN

PDAM TIRTANADI CABANG SUNGGAL

TUGAS AKHIR

Disusun oleh :

AIDA NURFADILAH 100424005

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

LEMBAR PENGESAHAN

ANALISA PERHITUNGAN DEBIT DAN KEHILANGAN TINGGI TEKANAN (HEAD LOSS_{) PADA SISTEM JARINGAN PIPA DAERAH}

LAYANAN PDAM TIRTANADI CABANG SUNGGAL TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil

Dikerjakan oleh : AIDA NURFADILAH

100424005 Dosen Pembimbing :

Ir. Terunajaya, M.Sc NIP. 19500817 198411 1 001

Penguji I Penguji II

Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M. Sc Ir. Alferido Malik NIP. 19660417 199303 1 004 NIP. 19530504 198103 1 003

Mengesahkan:

Koordinator PPSE Ketua

Departemen Teknik Sipil FT USU Departemen Teknik Sipil FT USU

Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP. 19560326 198103 1 003 NIP : 19561224 198103 1 002

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

ABSTRAK

Pemakaian jaringan pipa dalam bidang teknik sipil salah satunya terdapat pada sistem jaringan distribusi air minum. Distribusi kebutuhan air minum untuk kebutuhan hidup sehari-hari sangat penting. Begitu juga analisis jaringan pipa cukup komplek dan memerlukan perhitungan yang besar. Dalam sistem jaringan distribusi air minum menggunakan pipa, faktor kehilangan tinggi tekanan perlu diperhatikan. Apabila debit dan kehilangan tinggi tekanan cukup besar dapat mengakibatkan tidak terdistribusinya air dengan baik.

Tahapan-tahapan dalam penyelesain tugas akhir ini yaitu terlebih dahulu mengumpulkan data yang dibutuhkan baik data primer maupun sekunder dari PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal. Tahapan berikutnya adalah menghitung debit dan kehilangan tinggi tekanan yang dilakukan dengan menggunakan Hardy-Cross dengan menggunakan persamaan Darcy Weisbach.

Hasil perhitungan dan analisa kebutuhan air minum untuk salah satu PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal yaitu Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II, diperoleh total kebutuhan air 822,060 m3 per hari dengan jumlah pelanggan sebanyak 693 NPA. Adapun besarnya kapasitas beban puncak (kebutuhan air pada jam maksimum) sebesar 0,045545 m3/det. Kehilangan tinggi tekanan karena adanya gesekan antara pipa (nilai hf ) sebesar 0,73097 m pada pipa

63-61. Selain itu, kehilangan tinggi tekanan yang terjadi di Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II berdasarkan analisa debit sebesar 4,67%.

Dari hasil perhitungan disimpulkan bahwa kebutuhan air dalam sehari di Komplek Taman Setia Budi Indah II masih terpenuhi oleh PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal. Pengaliran air yang terjadi di daerah Komplek Perumahan Taman Setia Budi II tergolong cukup baik lebih kecil dari 20%. Kehilangan tinggi tekanan ini disebabkan oleh faktor teknis, non teknis, dan penggunaan pompa ilegal oleh pelanggan.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Adapun judul dari Tugas Akhir ini adalah “ANALISA PERHITUNGAN DEBIT DAN KEHILANGAN TINGGI TEKANAN (HEAD LOSS) PADA SISTEM JARINGAN PIPA DAERAH LAYANAN PDAM TIRTANADI CABANG SUNGGAL”.

Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak. Penulis hanya dapat mengucapkan terima kasih atas segala jerih payah, motivasi dan doa yang diberikan hingga penulis dapat menyelesaikan studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, terutama kepada :

1. Terimakasih teristimewa penulis ucapkan kepada orang tua tercinta, adik-adikku tersayang dan seseorang yang kusayangi yang selalu mendukung, membimbing, dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc., sebagai dosen utama yang telah membimbing dan

mengarahkan penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

3. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M. Sc., dan Bapak Ir. Alferido Malik sebagai dosen pembanding dan penguji.

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

5. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng. Sc., sebagai Koordinator Program Pendidikan Sarjana Ekstensi.

6. Seluruh Dosen dan pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya Jurusan Teknik Sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak awal hingga akhir perkuliahan.

7. Pimpinan dan seluruh Staf PDAM Tirtanadi Sumatera Utara dan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal yang telah membantu dan memberikan bimbingan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

8. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada rekan-rekan mahasiswa dan teman-teman yang memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya, oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan demi penyemurnaan Tugas Akhir ini.

Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semuanya.

Medan, April 2013 Penulis,

AIDA NURFADILAH

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR NOTASI ... x

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 2

1.3 Pembatasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan Penelitian ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

1.6 Metodologi Penulisan ………. 4

1.7 Sistematika Penulisan ... 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 7

2.1 Umum ... 7

2.2_. Kebutuhan Konsumsi Air Bersih ... 9

2.2.1 Kebutuhan Air Domestik ... 9

2.2.2 Kebutuhan Non Domestik ... 10

2.3 Kapasitas dan Kebutuhan Fluktuasi Air Bersih ... 12

2.4 Debit Aliran ... 14

2.6Aliran Laminar dan Turbulen ... 17

2.7Metode Pendistribusian Air ... 19

2.7.1 Cara Gravitasi ... 19

2.7.2 Cara Pepompaan ... 19

2.7.3 Cara Gabungan ... 19

2.8 Kehilangan Tinggi Tekanan (Head Loss) ... 19

2.8.1 Kehilangan Tinggi Tekanan Mayor (Mayor Losses) ... 20

2.8.1.1 Persamaan Darcy–Weisbach ... 20

2.8.1.2 Persamaan Hazen–Williams ... 23

2.8.2 Kehilangan Tinggi Tekan Minor (Minor Losses) ... 24

2.9 Persamaan Empiris Untuk Aliran Di Dalam Pipa ... 25

2.10 Mekanisme Aliran Pada Pipa ... 27

2.10.1 Pipa Hubungan Seri ... 27

2.10.2 Pipa Hubungan Paralel ... 28

2.10.3 Pipa Bercabang ... 29

2.11Analisa Sistem Jaringan Pipa ... 32

2.12 Prosedur Hitungan Metode Hardy–Cross ... 33

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ... 35

3.1 Gambaran Umum Sistem Jaringan Layanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal ... 35

3.2 Metode Pengumpulan Data ... 36

3.3 Rancangan Penelitian ... 37

BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN ... 39

4.1 Penggolongan Pelanggan dan Penentuan Tarif PDAM Tirtanadi ... 39

4.2 Analisa Kebutuhan Air Bersih di Perumahan Taman Setia Budi Indah II 42 4.2.1 Kebutuhan Air Bersih Golongan Non Niaga dan Niaga ... 43

4.2.2 Kebutuhan Air Bersih Golongan Sosial ... 44

4.3Analisa Kebutuhan Air di Perumahan Taman Setia Budi Indah Tahun 2020 ... 49

4.4 Karakteristik Pipa yang Digunakan ... 50

4.5 Analisa Kehilangan Tinggi Tekanan Secara Teknis Dan Non Teknis Pada Sistem Jaringan Pipa Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II ... 53

4.6 Analisa Kehilangan Tinggi Tekanan Pada Sistem Jaringan Pipa Dengan Hitungan Metode Hardy-Cross ... 54

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 81

5.1 Kesimpulan ... 81

5.2 Saran ... 81 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Standar Kebutuhan Air Bersih ... 9

Tabel 2.2 Rata-Rata Kebutuhan Air Per Orang Per Hari ... 10

Tabel 2.3 Kekasaran Rata-Rata Pipa –Pipa Komersil ... 21

Tabel 2.4 Koefisien Kekasaran Hazen–Wiliam, C ... 23

Tabel 2.5 Kehilangan Tinggi Tekanan pada Katup, Alat Penyesuaian dan Pipa yang Digunakan ... 25

Tabel 4.1 Penggolongan Pelanggan PDAM Tirtanadi dan Blok Harga ... 41

Tabel 4.2 Jumlah Pelanggan Air Minum Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal ... 43

Tabel 4.3 Estimasi Pemakaian Air Per Hari... 45

Tabel 4.4 Pemakaian Pada Periode I (05.00-08.00) WIB ... 45

Tabel 4.5 Pemakaian Pada Periode II (08.00-11.00) WIB ... 45

Tabel 4.6 Pemakaian Pada Periode III (11.00-14.00) WIB ... 46

Tabel 4.7 Pemakaian Pada Periode IV (14.00-17.00) WIB ... 46

Tabel 4.8 Pemakaian Pada Periode V (17.00-20.00) WIB ... 46

Tabel 4.9 Pemakaian Pada Periode VI (20.00-23.00) WIB ... 46

Tabel 4.10 Pemakaian Pada Periode VII (23.00-02.00) WIB ... 47

Tabel 4.11 Pemakaian Pada Periode VIII (02.00-05.00) WIB ... 47

Tabel 4.12 Total Pemakaian Air Selama 24 Jam ... 47

Tabel 4.13 Data Pipa ... 51

Tabel 4.14 Loop 1 Iterasi 1 ... 60

Tabel 4.16 Loop 3 Iterasi 1 ... 71

Tabel 4.17 Loop 4 Iterasi 1 ... 77

Tabel 4.18 Faktor Koreksi Iterasi 1... 80

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Aliran dengan Persamaan Kontinuitas ... 15

Gambar 2.2 Garis Tenaga dan Tekanan Pada Zat Cair Ideal ... 16

Gambar 2.3 Diagram Moody ... 21

Gambar 2.4 Pipa Hubungan Seri ... 27

Gambar 2.5 Pipa Hubungan Paralel ... 28

Gambar 2.6 Pipa Bercabang ... 30

Gambar 2.7 Skema Jaringan Perpipaan yang Dianalisa ... 33

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian ... 36

Gambar 3.2 Diagram Alir Metodologi Penelitian ... 38

Gambar 4.1 Pemakaian Air Per Jam ... 48

Gambar 4.2 Loop 1 Pada Iterasi 1 ... 57

Gambar 4.3 Loop 2 Pada Iterasi 1 ... 62

Gambar 4.4 Loop 3 Pada Iterasi 1 ... 68

DAFTAR NOTASI

Q = Debit/laju aliran dalam pipa (m3/det) Qmaks = Kebutuhan air harian maksimum (m3/det)

fpeak = Faktor fluktuasi jam maksimum ( 1,5 – 2,5)

A = Luas penampang aliran (m2) v = Kecepatan aliran (m/det)

hf = Kerugian gesekan dalam pipa (m)

L = Panjang pipa (m)

C = Koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams d = Diameter dalam pipa (m)

g = Percepatan gravitasi (m/det2) k = Koefisien kerugian

n = Koefisien kekasaran Manning

f = Faktor Gesekan

 1

2 P

P 

= Perbedaan head tekanan

 = Berat jenis air (9810 N/ m3)

Z2 – Z1 = Perbedaan head statis

ε = Kekasaran pipa

μ = viskositas dinamik (Pa.det) Re = Bilangan Reynold

V1 = Kecepatan pada titik awal

ABSTRAK

Pemakaian jaringan pipa dalam bidang teknik sipil salah satunya terdapat pada sistem jaringan distribusi air minum. Distribusi kebutuhan air minum untuk kebutuhan hidup sehari-hari sangat penting. Begitu juga analisis jaringan pipa cukup komplek dan memerlukan perhitungan yang besar. Dalam sistem jaringan distribusi air minum menggunakan pipa, faktor kehilangan tinggi tekanan perlu diperhatikan. Apabila debit dan kehilangan tinggi tekanan cukup besar dapat mengakibatkan tidak terdistribusinya air dengan baik.

Tahapan-tahapan dalam penyelesain tugas akhir ini yaitu terlebih dahulu mengumpulkan data yang dibutuhkan baik data primer maupun sekunder dari PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal. Tahapan berikutnya adalah menghitung debit dan kehilangan tinggi tekanan yang dilakukan dengan menggunakan Hardy-Cross dengan menggunakan persamaan Darcy Weisbach.

Hasil perhitungan dan analisa kebutuhan air minum untuk salah satu PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal yaitu Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II, diperoleh total kebutuhan air 822,060 m3 per hari dengan jumlah pelanggan sebanyak 693 NPA. Adapun besarnya kapasitas beban puncak (kebutuhan air pada jam maksimum) sebesar 0,045545 m3/det. Kehilangan tinggi tekanan karena adanya gesekan antara pipa (nilai hf ) sebesar 0,73097 m pada pipa

63-61. Selain itu, kehilangan tinggi tekanan yang terjadi di Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II berdasarkan analisa debit sebesar 4,67%.

Dari hasil perhitungan disimpulkan bahwa kebutuhan air dalam sehari di Komplek Taman Setia Budi Indah II masih terpenuhi oleh PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal. Pengaliran air yang terjadi di daerah Komplek Perumahan Taman Setia Budi II tergolong cukup baik lebih kecil dari 20%. Kehilangan tinggi tekanan ini disebabkan oleh faktor teknis, non teknis, dan penggunaan pompa ilegal oleh pelanggan.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air menjadi kebutuhan manusia yang sangat penting, begitu juga dengan seluruh mahluk hidup yang ada di bumi ini. Dalam pemenuhan air tersebut manusia melakukan berbagai upaya untuk mendapatkannya. Dalam hal ini pemenuhan air bersih untuk dikonsumsi, baik untuk air minum, maupun untuk kebutuhan rumah tangga lainnya.

Penanganan akan pemenuhan kebutuhan air bersih dapat dilakukan dengan berbagai cara, disesuaikan dengan sarana dan prasarana yang ada. Sistem penyediaan air bersih dilakukan dengan sistem perpipaan dan non perpipaan. Sistem perpipaan dikelola oleh Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) dan sistem non perpipaan dikelola oleh masyarakat baik secara individu maupun kelompok.

Sistem perpipaan berfungsi untuk mengalirkan zat cair dari satu tempat ke tempat yang lain. Aliran terjadi karena adanya perbedaan tinggi tekanan di kedua tempat, yang bisa terjadi karena adanya perbedaan elevasi muka air atau karena adanya pompa. Pemakaian jaringan pipa dalam bidang teknik sipil terdapat pada sistem jaringan distribusi air minum.

Sistem jaringan ini merupakan bagian yang paling mahal dari suatu perusahaan air minum. Oleh karena itu harus dibuat perencanaan yang teliti untuk mendapatkan sistem distribusi yang efisien. Debit air yang disediakan tergantung pada jumlah penduduk dan sistem jaringan distribusi yang dilayani.

Saat ini kualitas dan daya dukung lingkungan semakin menurun, ketersediaan air yang dapat langsung dikonsumsi dari alam juga semakin berkurang. Keadaan ini juga diikuti oleh menurunnya tekanan-tekanan air ke seluruh daerah pelayanan, sehingga konsumen mempergunakan berbagai cara untuk memperoleh air sesuai dengan keinginannya.

Oleh karena itu tugas akhir ini membahas tentang debit aliran yang didistribusikan melalui masing-masing pipa dan kehilangan tinggi tekanan (head loss) pada sistem jaringan pipa daerah layanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal dengan menggunakan metode Hardy-Cross.

1.2 Perumusan Masalah

Pada sistem jaringan pipa transmisi air minum banyak permasalahan yang timbul diantaranya adalah permasalahan perhitungan debit dan kehilangan tinggi tekanan di masing-masing pipa dalam jaringan yang bersangkutan sehingga ketersediaan air yang dapat dikonsumsi langsung oleh konsumen akan semakin berkurang.

Oleh karena itu diperlukan cara untuk menganalisa perhitungan debit dan kehilangan tinggi tekanan pada jaringan pipa transmisi air minum dengan metode Hardy-Cross dengan menggunakan persamaan Darcy-Weisbach. Metode ini merupakan suatu metode yang lebih efisien dipergunakan untuk menetapkan besarnya debit dan kehilangan tinggi tekanan di masing-masing pipa dalam jaringan yang bersangkutan.

1.3 Pembatasan Masalah

Adapun pembatasan masalah yang diambil dalam Tugas Akhir ini adalah: Metode yang digunakan adalah metode Hardy-Cross dengan menggunakan persamaan Darcy-Weisbach dan jaringan pipa yang akan dianalisa hanya sistem jaringan pipa daerah layanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal yaitu Perumahan Taman Budi Setia Indah II.

1.4 Tujuan Penelitian

Penelitian Tugas Akhir ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui besarnya debit pada sistem jaringan pipa daerah layanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal di Perumahan Taman Budi Setia Indah II;

2. Mengetahui besarnya kehilangan tinggi tekanan dengan metode Hardy-Cross pada sistem jaringan pipa daerah layanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal di Perumahan Taman Budi Setia Indah II; 3. Mengetahui penggunaan metode Hardy-Cross dengan menggunakan

persamaan Darcy-Weisbachpada suatu jaringan pipa.

1.5 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Menambah wawasan dan pengetahuan tentang sistem jaringan pipa daerah layanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal;

2. Ditinjau dari aspek akademis untuk mengaplikasikan teori yang selama ini dipelajari pada masa perkuliahan ke dalam pemecahan suatu masalah terutama masalah di bidang teknik sumber daya air; 3. Memberikan tambahan informasi bagi kalangan perencana instalasi

perpipaan, sehingga dapat membuat jaringan instalasi pipa yang lebih efektif, efisien, ekonomis dan aman.

1.6 Metodologi Penulisan

Adapun metode penulisan yang dilakukan dalam penyelesain 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 pembahasan dalam tugas akhir ini dan 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

Data yang diperoleh dengan mengadakan survei di lapangan. 3. Pengolahan Data

Data yang diperoleh dari lapangan dan kepustakaan yang sesuai dengan pokok bahasan, disusun secara sistematis dan logis, serta

dilakukan korelasi sehingga diperoleh suatu gambaran umum yang akan dibahas dalam tugas akhir ini.

4. Analisa Data

Dari hasil pengolahan data akan diperoleh besar distribusi debit aliran dan kehilangan tinggi tekanan pada setiap masing-masing pipa.

5. Penulisan Laporan Tugas Akhir

Seluruh data dan hasil pengolahannya akan disajikan dalam satu laporan yang telah disusun sedemikian rupa hingga berbentuk sebuah laporan tugas akhir.

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar isi setiap bab yang akan dibahas sebagai berikut: Bab I. Pendahuluan

Bab ini berisi latar belakang penelitian, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan dari tugas akhir ini.

Bab II. Tinjauan Pustaka

Bab ini berisi uraian tentang konsep dasar pada aliran pipa, kebutuhan konsumsi air bersih, kapasitas dan kebutuhan fluktuasi air bersih, persamaan Bernoulli, aliran laminer dan turbulen, metode pendistribusian air, kehilangan tinggi tekanan, persamaan empiris untuk aliran di dalam pipa, jaringan pipa dan prosedur perhitungan Hardy-Cross.

Bab III.Metodologi Penelitian

Bab ini berisi uraian tentang persiapan penelitian mencakup gambaran umum sistem jaringan layanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal, metode pengumpulan data, rancangan penelitian, dan bagan alir penelitian.

Bab IV.Analisa dan Pembahasan

Bab ini berisi analisa dan pembahasan hasil penelitian kebutuhan air bersih, karakteristik pipa, analisa kehilangan tinggi tekanan secara teknis dan non teknis pada sistem jaringan pipa Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II, analisa kehilangan tinggi tekanan pada sistem jaringan pipa dengan hitungan metode Hardy-Cross.

Bab V . Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisi kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh kegiatan tugas akhir ini.

BAB II

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 moderen. Unsur-unsur yang membentuk suatu sistem penyediaan air yang moderen meliputi (Djoko, 1986):

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 jaringan 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.

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 metode Hardy-Cross atau 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 di dalam jaringan pipa penyalur dianalisis untuk memenuhi kebutuhan diberbagai wilayah yang berbeda. Dalam memilih pipa-pipa penyalur, kebutuhan kapasitas masa depan haruslah dipertimbangkan. 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 Kebutuhan Konsumsi Air Bersih 2.2.1 Kebutuhan Air Domestik

Pemenuhan kebutuhan air untuk domestik memiliki bagian terbesar dalam kebutuhan dasar perencanaan unit pengolahan. Faktor kebiasaan, pola dan tingkat kehidupan yang didukung oleh adanya perkembangan sosial ekonomi memberikan pengaruh terhadap peningkatan kebutuhan dasar air. Dikenal ada 2 (dua) kategori fasilitas penyediaan air bersih/minum, yaitu :

a. Fasilitas Perpipaan, terdiri dari : Sambungan Rumah (SR), Sambungan Halaman, dan Sambungan Umum.

b. Fasilitas Non Perpipaan, terdiri dari : Sumur Umum, Hidran Umum/Kran. Perlu diketahui pula adalah jumlah kebutuhan rata-rata air bersih per orang per hari, dimana dibedakan atas kategori kota dan perdesaan. Tingkat pemakaian air bersih secara umum ditentukan berdasarkan kebutuhan manusia untuk kehidupan sehari-hari. Kebutuhan air menurut jenis kota:

Tabel 2.1 Standar Kebutuhan Air Bersih (Dep. PU, 2007) Kategori

Kota Jumlah Penduduk

Penyediaan air

(liter/orang/hari) Kehilangan Air (%) SR HU

Metropolitan > 1.000.000 190 30 20

Besar 500.000-1.000.000 170 30 20

Sedang 100.000-500.000 150 30 20

Kecil 20.000-100.000 130 30 20

2.2.2 Kebutuhan Non Domestik

Kebutuhan air non domestik merupakan tahap berikutnya dalam perhitungan kebutuhan air bersih, besaran pemakaiannya ditentukan oleh jumlah konsumen non domestik yang terdiri dari fasilitas-fasilitas yang telah disebutkan. Sebagaimana penjelasan sebelumnya bahwa ada beberapa faktor yang dapat menentukan perkembangan jumlah fasilitas tersebut, yaitu pertambahan penduduk, jenis dan perluasan fasilitas serta perkembangan sosial ekonomi. Perhitungan proyeksi fasilitas dapat dilakukan dengan pendekatan perbandingan jumlah penduduk.

Tabel 2.2 Rata-Rata Kebutuhan Air Per Orang Per Hari (Ikhwanul, 2011)

No Jenis gedung

Pemakaian air rata-rata sehari (liter) Jangka waktu Pemakaian air rata-rata sehari (jam) Perbandingan 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 liter Sendiri: 120 liter

4 Asrama 120 8 45-48 Sendiri

5 Rumah

Sakit 1000 8-10 50-55

Pasien: 500 liter Staf/Pegawai: 120 liter Kel. Pasien: 160 liter

6 SD 40 5 58 Guru: 100

liter

7 SLTP 50 6 58 Guru: 100

liter 8 SLTA dan

lebih tinggi 80 6

Guru/dosen: 100 liter

No Jenis gedung Pemakaian air rata-rata sehari (liter) Jangka waktu Pemakaian air rata-rata sehari (jam) Perbandingan luas lantai efektif total (%) Keterangan

9 Rumah

Toko 100-200 8

Penghuninya: 160 Liter 10 Gedung

Kantor 100 8 60-70

Setiap Pegawai 11 Toko Serba Ada/Depart emen Store

3 7 55-60

12 Pabrik/Indu stri Buruh Pria: 60 Wanita: 100 8 Per orang, setiap giliran (kalau kerja lebih dari 8 jam)

13 Stasiun/Ter

minal 3 15

Setiap penumpang

(yang tiba maupun

berangkat)

14 Restoran 30 5

Untuk

penghuni: 160 liter

15 Restoran

Umum 15 7

Untuk

penghuni: 160 liter, pelayan: 100 liter, 70% dari jumlah tamu perlu 15 liter/orang untuk kakus, cuci tangan, dll

16 Gedung

pertujukan 30 5 53-55

Kalau digunakan siang dan malam, pemakaian air dihitung per penonton, jam pemakaian air dalam tabel adalah untuk satu kali pertunjukkan

No Jenis gedung Pemakaian air rata-rata sehari (liter) Jangka waktu Pemakaian air rata-rata sehari (jam) Perbandingan luas lantai efektif total (%) Keterangan

17 Gedung

Bioskop 10 7

18 Toko

Pengecer 40 6

Pedagang

besar: 30 liter/tamu, 10 liter/staf, atau 5 liter/hari setiap m2 luas lantai

19 Hotel/Pengi

napan 250-300 10

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

peribadatan 10 2

Berdasarkan jumlah jemaah 21 Perpusta

Kaan 25 6

Untuk setiap pembaca yang tinggal

22 Bar 30 6 Setiap Tamu

23

Perkum pulan Sosial

30 Setiap Tamu

24 Kelab

Malam 120-350

Setia Tempat Duduk 25 Gedung Perkumpu Lan

150-200 Setiap Tamu

26 Laborato

Rium 100-200 8 Setiap Staff

2.3 Kapasitas dan Kebutuhan Fluktuasi Air Bersih

Penentuan kebutuhan air mengacu kepada kebutuhan air harian maksimum (Qmaks) serta kebutuhan air jam maksimum (Qpeak) dengan referensi kebutuhan air

a. Kebutuhan air rata-rata harian (QAv) adalah jumlah air yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan domestik, non domestik dan kehilangan air.

b. Kebutuhan air harian maksimum merupakan jumlah air terbanyak yang diperlukan pada satu hari dalam kurun waktu satu tahun berdasarkan nilai Q rata-rata harian. Diperlukan faktor fluktuasi kebutuhan harian maksimum dalam perhitungannya.

Qmaks = fmaks x QAv... (2.1) Dimana :

Qmaks = Kebutuhan air harian maksimum (ltr/det)

fmaks = Faktor harian maksimum (1 < f maks< 1,5 )

QAv = Kebutuhan air rata-rata harian (ltr/det)

c. Kebutuhan air jam maksimum adalah jumlah air terbesar yang diperlukan pada jam-jam tertentu. Faktor fluktuasi kebutuhan jam maksimum (fpeak)

diperlukan dalam perhitungannya.

Qpeak = fpeakx Qmaks... (2.2) Dimana :

Qpeak = Kebutuhan air jam maksimum (ltr/detik)

fpeak = Faktor fluktuasi jam maksimum ( 1 ,5 - 2,5 )

Qmax = Kebutuhan air harian maksimum (ltr/detik)

Banyak faktor yang mempengaruhi fluktuasi pemakaian air per jam, dan untuk mendapatkan data ini diperlukan survei dan penelitian terhadap aktivitas, kebiasaan serta kebutuhan air konsumen. Selain kapasitas produksi pada unit pengolahan, perlu diperhitungkan juga faktor-faktor lain yang berpengaruh terhadap perencanaan unit pengolahan.

d. Kehilangan air yaitu selisih antara jumlah air yang diproduksi di unit pengolahan dengan jumlah air yang dikonsumsi dari jaringan distribusi.

Berdasarkan kenyataan di lapangan, kejadian akan kehilangan air dapat bersifat teknis dan non teknis.

2.4 Debit Aliran

Jumlah zat cair yang mengalir melalui tampang lintang aliran tiap satu satuan waktu disebut debit aliran dan diberi notasi Q (Bambang, 1993). Debit aliran biasanya diukur dalam volume zat cair tiap satuan waktu, sehingga satuannya adalah meter kubik per detik (m3/detik) atau satuan yang lain (liter/detik, liter/menit).

Di dalam zat cair ideal, dimana tidak terjadi gesekan. Kecepatan aliran V adalah sama di setiap titik pada tampang lintang. Apabila tampang aliran tegak lurus pada arah aliran adalah A, maka debit aliran diberikan oleh bentuk berikut:

Q = V x A ... (2.3)

Dimana : Q = Debit aliran (m3/det)

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

Dalam persamaan kontinuitas zat cair yang tak kompresibel mengalir secara kontiniu melalui pipa atau saluran terbuka, dengan tampang aliran konstan ataupun tidak konstan maka volume zat cair yang lewat tiap satuan waktu adalah semua tampang (Bambang, 1993).

Dipandang dari tabung aliran seperti gambar 2.1 untuk aliran satu dimensi dan mantap, kecepatan rata dan tampang lintang titik 1 dan 2 adalah V1 dan V2.

Sehingga persamaan kontinuitas melalui medan aliran adalah sebagai berikut: Q1 = Q2... (2.4) Dimana : Q1 dan Q2 = Debit aliran pada penampang 1 dan 2 (m3/det)

Gambar 2.1 Aliran dengan Persamaan Kontinuitas

2.5 Persamaan Bernoulli

Penurunan persamaan Bernoulli untuk aliran sepanjang garis arus didasarkan pada hukum Newton II tentang gerak (F=ma). Persamaan ini diturunkan dengan anggapan bahwa (Bambang, 1993):

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

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

3. Aliran adalah kontiniu dan sepanjang garis arus;

4. Kecepatan aliran adalah merata dalam suatu penampang; 5. Gaya yang bekerja hanya gaya berat dan tekanan.

Persamaan Bernoulli dapat digunakan untuk menentukan garis tekanan dan tenaga (gambar 2.2). Garis tenaga dapat ditunjukkan oleh elevasi muka air pada tabung pitot yang besarnya sama dengan tinggi total dari konstanta Bernoulli. Sedang garis tekanan dapat ditunjukkan oleh elevasi muka air di dalam tabung vertikal yang disambung pada pipa (Bambang, 1993).

H = z + + ... (2.5)

Dimana: p = tekanan pada titik A dan B (kN/m2)

V = kecepatan aliran pada titik A dan B (m/det) z = perbedaan ketinggian antara titik A dan B (m) γ = berat jenis fluida (kN/m3)

g = percepatan gravitasi = 9,81 m/det2

Pada aliran zat cair ideal, garis tenaga mempunyai tinggi tetap yang menunjukkan jumlah dari tinggi elevasi, tinggi tekanan dan tinggi kecepatan. Garis tekanan menunjukkan jumlah dari tinggi elevasi dan tinggi tekanan z + p/

yang bisa naik atau turun pada arah aliran dan tergantung pada luas tampang aliran. Di titik A dimana tampang aliran lebih kecil dari titik B, mengingat VA

lebih besar daripada VB. Akibatnya tinggi tekanan di A lebih kecil daripada di B.

Gambar 2.2 Garis Tenaga dan Tekanan Pada Zat Cair Ideal

Aplikasi persamaan Bernoulli untuk kedua titik di dalam medan aliran adalah:

ZA + + = ZB + + ... (2.6)

Dimana: pA dan pB = tekanan pada titik A dan B (kN/m2)

zA dan zB = perbedaan ketinggian antara titik A dan B (m)

γ = berat jenis fluida (kN/m3)

g = percepatan gravitasi = 9,81 m/det2

Persamaan di atas digunakan jika diasumsikan bahwa jumlah tinggi elevasi, tinggi tekanan dan tinggi kecepatan di kedua titik adalah sama. Dengan demikian garis tenaga pada aliran zat cair ideal adalah konstan.Untuk zat cair riil

(viskos), dalam aliran zat cair akan terjadi kehilangan tenaga yang harus

diperhitungkan dalam aplikasi persamaan Bernoulli. Kehilangan tenaga hanya dapat terjadi karena adanya gesekan antara zat cair dan dinding batas (hf) atau

karena adanya perubahan tampang lintang aliran (he). Kehilangan tenaga biasanya

dinyatakan dalam tinggi zat cair. Maka persamaan Bernoulli di atas dapat ditulis menjadi persamaan baru, dimana dirumuskan sebagai:

ZA + + = ZB + + + hf ... ( 2.7)

Dimana: hf = kehilangan tekanan (m)

pA dan pB = tekanan pada titik A dan B (kN/m2)

VA dan VB = kecepatan aliran pada titik A dan B (m/det)

zA dan zB = perbedaan ketinggian antara titik A dan B (m)

γ = berat jenis fluida (kN/m3)

g = percepatan gravitasi = 9,81 m/det2

2.6 Aliran Laminar dan Turbulen

Aliran viskos dapat dibedakan menjadi dua tipe yaitu aliran laminer dan turbulen. Dalam aliran laminer partikel-partikel zat cair bergerak teratur mengikuti lintasan yang saling sejajar. Aliran ini terjadi apabila kecepatan kecil dan kekentalan besar.

Pengaruh kekentalan adalah sangat besar sehingga dapat meredam gangguan yang dapat menyebabkan aliran menjadi turbulen. Dengan

terhadap gangguan akan berkurang, yang sampai pada suatu batas tertentu akan menyebabkan terjadi perubahan aliran dari laminer ke turbulen. Pada aliran turbulen gerak partikel-partikel zat cair tidak teratur. Aliran ini terjadi apabila kecepatan besar dan kekentalan zat cair kecil (Bambang, 1993).

Menurut Reynolds, ada tiga faktor yang mempengaruhi keadaan aliran yaitu kekentalan zat cair (mu), rapat massa zat cair (rho), dan diameter pipa D.

Hubungan antara , , dan D yang mempunyai dimensi sama dengan kecepatan adalah / .

Reynolds menunjukkan bahwa aliran dapat diklasifikasikan berdasarkan suatu angka tertentu. Angka tersebut diturunkan dengan membagi kecepatan aliran di dalam pipa dengan nilai / , yang disebut dengan angka Reynolds (Bambang, 1993). Angka Reynolds mempunyai bentuk berikut:

Re = = atau Re = ... (2.8)

Dimana : Re = Reynolds number

µ = viskositas dinamik (Pa.det) = rapat massa zat cair (kg/m3) D = diameter dalam pipa (m)

v = kecepatan aliran dalam fluida (m/det)

Berdasarkan pada percobaan aliran di dalam pipa, Reynolds menetapkan bahwa untuk angka Reynolds di bawah 2.000, gangguan aliran dapat diredam oleh kekentalan zat cair dan aliran dalam kondisi tersebut adalah laminer. Aliran akan turbulen apabila angka Reynolds lebih besar 4.000. Apabila angka Reynolds berada diantara kedua nilai tersebut (2000<Re<4000) aliran adalah transisi. Angka Reynolds pada kedua nilai di atas (Re = 2000 dan Re = 4000) disebut dengan batas kritis bawah dan kritis atas.

2.7 Metode Pendistribusian Air 2.7.1 Cara Gravitasi

Cara gravitasi dapat digunakan apabila elevasi sumber air mempunyai perbedaan cukup besar dengan elevasi daerah pelayanan, sehingga tekanan yang diperlukan dapat dipertahankan. Cara ini diangga cukup ekonomis, karena hanya memanfaatkan beda ketinggian lokasi (Lelly, 2008).

2.7.2 Cara Pemompaan

Pada cara ini pompa digunakan untuk meningkatkan head (tekanan) yang diperlukan untuk mendistribusikan air dari reservoir distribusi ke konsumen. Cara ini digunakan jika daerah pelayanan merupakan daerah yang datar, dan tidak ada daerah yang berbukit (Lelly, 2008).

2.7.3 Cara Gabungan

Pada cara gabungan, reservoir digunakan untuk mempertahankan tekanan yang diperlukan selama periode pemakaian tinggi dan pada kondisi darurat, misalnya pada saat terjadi kebakaran atau tidak adanya energi. Selama periode pemakaian rendah, sisa air dipompakan dan disimpan dalam reservoir distribusi. Karena reservoir distribusi digunakan sebagai cadangan air selama periode pemakaian tinggi atau pemakaian puncak, maka pompa dapat dioperasikan pada kapasitas debit rata-rata (Lelly, 2008).

2.8 Kehilangan Tinggi Tekanan

Kehilangan tinggi tekanan dapat berupa kehilangan mayor (mayor losses) dan kehilangan minor (minor losses).

2.8.1 Kehilangan Tinggi Tekanan Mayor

Mayor losses terjadi sebagai akibat gesekan air dengan pipa. Kerugian head akibat gesekan dapat dihitung dengan menggunakan dari beberapa rumus berikut, yaitu:

2.8.1.1Persamaan Darcy – Weisbach

Dalam dinamika fluida, persamaan Darcy-Weisbach adalah persamaan fenomenologika yang berkaitan dengan head loss, atau kehilangan tekanan akibat gesekan sepanjang pipa terhadap kecepatan aliran rata-rata. Persamaan ini terbentuk atas kontribusi Henry Darcy dan Julius Weisbach.

Rumus Darcy-Weisbach merupakan dasar menghitung head turun untuk aliran fluida dalam pipa-pipa dan saluran (Herman, 1984). Persamaannya adalah:

hf = f ... (2.9)

Dimana: 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/det) g = percepatan gravitasi = 9,81 m/det2

Tabel 2.3 Kekasaran Rata-Rata Pipa-Pipa Komersil (Frank, 1986) Bahan (dalam keadaan baru) Kekasaran (ε)

ft mm Baja Keling

Beton

Bilah tahang kayu Besi Cor

0,003–0,03 0,001-0,01 0,0006-0,003

0,00085

0,9-9,0 0,3-3,0 0,18-0,9

0,26

Besi bersalut-seng 0,0005 0,15

Besi-cor beraspal 0,0004 0,12

Baja komersial atau besi tempa 0,00015 0,046

Tabung/pipa tarik 0,000005 0,0015

Kaca “halus” “halus”

Diagram Moody telah digunakan untuk menyelesaikan permasalahan aliran fluida di dalam pipa dengan menggunakan faktor gesekan pipa (f) dari rumus Darcy –Weisbach. Untuk aliran laminar dimana bilangan Reynolds kurang dari 2000, faktor gesekan dihubungkan dengan bilangan Reynolds, dinyatakan dengan rumus:

f = ... (2.10)

Untuk aliran turbulen dimana bilangan Reynolds lebih besar dari 4000, maka hubungan antara bilangan Reynolds, faktor gesekan dan kekasaran relatif menjadi lebih kompleks. Faktor gesekan untuk aliran turbulen dalam pipa didapatkan dari hasil eksperimen antara lain (Herman, 1986) :

1. Untuk daerah complete roughness, rough pipes yaitu :

...(2.11)

2. Untuk pipa sangat halus seperti gelas dan plastik, hubungan antara bilangan Reynolds dan faktor gesekan yaitu :

a. Blasius : f= ... (2.12)

untuk Re = 3000 – 100.000

b. Von Karman : ... (2.13)

= 2,0 log ,Untuk Re sampai dengan 3,106

3. Untuk pipa kasar, yaitu :

Von Karman : 1,74 ... (2.14)

Dimana harga f tidak tergantung pada bilangan Reynolds.

Corelbrook – White : ... (2.15)

Dimana: Re = Bilangan Reynolds f = faktor gesekan

= kekasaran pipa d = diameter pipa

2.8.1.2 Persamaan Hazen – Williams

Rumus ini pada umumnya dipakai untuk menghitung kerugian head dalam pipa yang relatif sangat panjang seperti jalur pipa penyalur air minum. Bentuk umum persamaan Hazen–Williams, yaitu:

hf = L ... (2.16)

Dimana: hf = kerugian gesekan dalam pipa (m)

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

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

Tabel 2.4 : Koefisien Kekasaran Hazen–Wiliam, C (Bambang,1993)

Jenis Pipa Koefisien C

Pipa sangat halus 140

Pipa halus, semen, besi tuang 130 Pipa baja dilas halus 120 Pipa baja dikeling halus 110

Pipa besi tuang tua 100

Pia baja dikeling tua 95

2.8.2 Kehilangan Tinggi Tekan Minor

Rerugi kecil disebabkan (Frank, 1986) oleh: 1. Lubang masuk atau lubang keluar pipa; 2. Pemuaian atau penyusutan tiba-tiba;

3. Kelokan, siku, sambungan T, dan piting lain; 4. Katup yang terbuka atau sebagian tertutup; 5. Pemuaian atau penyusutan berangsur.

Rerugi di atas mungkin tidak begitu kecil, misalnya katup yang tertutupsebagian dapat menyebabkan penurunan tekanan yang lebih besar daripada pipa yang panjang. Karena pola aliran dalam piting dan katup cukup rumit, teorinya sangat lemah. Rerugi ini biasanya diukur secara eksperimental dan dikorelasikan dengan parameter-parameter aliran pipa.

Besarnya kerugian minor dirumuskan sebagai berikut:

hm =∑ k ... (2.17)

Dimana: g = percepatan gravitasi (9,81 m/det2)

v = kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/det) k = koefisien kerugian

Tabel 2.5 Kehilangan Tinggi Tekanan pada Katup, Alat Penyesuaian dan Pipa yang Digunakan (J.M.K Dake, 1985)

Harga K dalam h= K

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

0.19 1.15 5.6

24

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

2.9 Persamaan Empiris Untuk Aliran Di Dalam Pipa

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 (Robert, 2002):

V= ... (2.18) Dimana : v = kecepatan aliran (m/det)

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 (Robert, 2002):

V = ...

(2.19)

Dimana : n = koefisien kekasaran pipa Manning R = jari-jari hidrolis ; d/4 untuk pipa bundar s = slope dari gradient energi (Hl/L)

Persamaan Hazen-Williams umumnya digunakan untuk menghitung head

loss 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).

2.10 Mekanisme Aliran Pada Pipa 2.10.1 Pipa Hubungan Seri

Gambar 2.4 Pipa Hubungan Seri

Jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara seri maka semua pipa akan dialiri oleh aliran yang sama (Bambang, 1993). Total kerugian head pada seluruh sistem adalah jumlah kerugian pada setiap pipa dan perlengkapan pipa yang dirumuskan sebagai :

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

Persamaan Bernoulli pada titik 1 dan 2 :

Z1+ + = Z2+ + + hf1 + hf2 + hf3... (2.20)

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 ... (2.21) Dengan menggunakan persamaan Darcy–Weisbach persamaan tersebut menjadi:

H = f1 +f2 +f3 ... (2.22)

V1= ; V2 = ; V3 =

H = (

Maka Q= ...(2.23)

Keterangan : H = besarnya head (m)

Q = debit (m3/det)

V = kecepatan aliran (m/det) Z = elevasi (m)

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

g = percepatan gravitasi (m/det2) hf = kerugian head

f = faktor gesekan

2.10.2 Pipa Hubungan Paralel

Jika ada dua buah pipa atau lebih yang dihubungkan secara pararel, 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 (Bambang, 1993):

Q0 = Q1 + Q2 + Q3 ... (2.24) Q0 = A1V1 + A2V2 + A3V3

Q = π/4 ( V1 + V1 + V1) ... (2.25) H = hf1 = hf2 = hf3

H = f1 = f2 = f3 ... (2.26)

V1 = ; V2 = ; V3 =

karena H untuk masing-masing pipa adalah sama maka:

H = . ... (2.27)

Maka untuk mencari Q ekivalen:

Qe = . ... (2.28)

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

De = diameter ekivalen (m) Le = panjang pipa ekivalen (m) g = percepatan gravitasi (m/det2) hf = kerugian head

f = faktor gesekan

2.10.3 Pipa Bercabang

Sering suatu pipa menghubungkan tiga atau lebih kolam. Gambar 2.6 menunjukkan suatu sistem pompa bercabang yang menguhungkan tiga buah

kolam. Akan dicari debit aliran melalui tiap-tiap pipa yang menghubungkan ketiga kolam tersebut apabila panjang, diameter, macam pipa (kekasaran k), diberikan dan rapat massa serta kekentalan zat cair diketahui. Garis tekanan akan berada pada muka air di tiap-tiap kolam, dan akan bertemu pada satu titik di atas titik cabang T. Debit aliran melalui tiap pipa ditentukan oleh kemiringan garis tekanan masing-masing. Arah aliran sama dengan arah kemiringan (penurunan) garis tenaga (Bambang, 1993).

Gambar 2.6 Pipa Bercabang

Persamaan kontinuitas pada titik cabang, yaitu aliran menuju titik cabang T harus sama dengan yang meninggalkan T. Pada gambar tersebut terlihat bahwa aliran akan keluar dari kolam A dan masuk ke kolam C. Aliran keluar atau masuk ke dalam kolam B tergantung pada sifat pipa 1 dan 2 serta elevasi muka air kolam A, B, dan C. Persamaan kontinuitas adalah salah satu dari kedua bentuk berikut:

Q1 = Q2 + Q3 atau Q1 + Q2 = Q3... (2.29) Yang tergantung apakah elevasi garis tekanan di titik cabang lebih besar atau lebih kecil dari pada elevasi muka air kolam B. Persamaan (2.27) berlaku apabila elevasi

garis tekanan di T lebih tinggi dari elevasi muka air kolam B, dan sebaliknya. Prosedur hitungan adalah sebagai berikut :

1. Anggap garis tekanan di titik T mempunyai elevasi hT;

2. Hitung Q1, Q2, dan Q3 untuk keadaan tersebut;

3. Jika persamaan kontinuitas dipenuhi, maka nilai Q1, Q2, dan Q3 adalah benar;

4. Jika aliran menuju T tidak sama dengan aliran meninggalkan T, di buat anggapan baru elevasi garis tekanan di T, yaitu dengan menaikkan garis tekanan di T apabila aliran masuk lebih besar daripada aliran keluar dan menurunkannya apabila aliran masuk lebih kecil dari aliran keluar.

5. Ulangi prosedur tersebut sampai dipenuhinya persamaan kontinuitas.

Pada keadaan seperti yang ditunjukkan dalam gambar 2.6 dengan menganggap bahwa elevasi muka air kolam C sebagai bidang referensi dan dianggap bahwa elevasi garis tekanan di T di bawah elevasi muka air kolam B (hT< zB) maka

persamaan aliran mempunyai hubungan sebagai berikut ini. Persamaan energi :

zA – hT = hf1 = f1 ... (2.30)

zB – h_T = h_f2 = f₂ ... (2.31)

hT = hf3 = f3 ... (2.32)

Dimana: hT = besarnya head total (m)

V = kecepatan aliran (m/det) Z = elevasi (m)

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

g = percepatan gravitasi (m/det2) hf = kerugian head

Persamaan kontinuitas :

Q1 + Q2 = Q3... (2.33) Dimana: Q = debit (m3/det)

Dari persamaan di atas, jika zA, zB, dan sifat-sifat pipa diketahui maka hT, Q1, Q2,

dan Q3 dapat dihitung.

2.11 Analisa Sistem Jaringan Pipa

Pemakaian jaringan pipa dalam bidang teknik sipil terdapat pada sistem jaringan distribusi air minum. Sistem jaringan ini merupakan bagian yang paling mahal dari suatu perusahaan air minum. Oleh karena itu harus dibuat perencanaan yang teliti untuk mendapatkan sistem distribusi yang efisien. Jumlah atau debit air yang disediakan tergantung pada jumlah penduduk dan macam industri yang dilayani. Analisis jaringan pipa ini cukup rumit dan memerlukan perhitungan yang besar, oleh karena itu pemakaian komputer untuk analisis ini akan mengurangi kesulitan. Untuk jaringan kecil, pemakaian kalkulator untuk hitungan masih dilakukan. Ada beberapa metode untuk menyelesaikan perhitungan sistem jaringan pipa, diantaranya adalah metode Hardy-Cross dan metode matriks.

Aliran keluar dari sistem biasanya dianggap terjadi pada titik-titik simpul. Metode Hardy-Cross ini dilakukan secara iteratif. Pada awal hitungan ditetapkan debit aliran melalui masing-masing pipa secara sembarang. Kemudian dihitung debit aliran di semua pipa berdasarkan nilai awal tersebut. Prosedur hitungan diulangi lagi sampai persamaan kontinuitas di setiap titik simpul dipenuhi. Pada jaringan pipa harus dipenuhi persamaan kontinuitas dan tenaga (Bambang Triatmodjo, 1993: 91-92) yaitu :

1. Aliran di dalam pipa harus memenuhi hukum-hukum gesekan pipa untuk aliran dalam pipa tunggal.

hf = Q2 ... (2.34) 2. Aliran masuk ke dalam tiap-tiap simpul harus sama dengan aliran yang keluar.

∑ Qi = 0 ... (2.35) 3. Jumlah aljabar dari kehilangan tenaga dalam satu jaringan tertutup harus sama

dengan nol

hf = 0 ... (2.36)

2.12 Prosedur Hitungan Metode Hardy–Cross

Gambar 2.7 Skema Jaringan Perpipaan yang Dianalisa

Prosedur perhitungan dengan metode Hardy-Cross adalah sebagai berikut (Bambang, 1993):

1. Pilih pembagian debit melalui tiap-tiap pipa Qo hingga terpenuhi kontinuitas;

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 ... (2.37)

Dimana : 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 eksponensial berlaku untuk masing-masing pipa.

Analisis jaringan pipa ini cukup rumit dan memerlukan perhitungan yang besar, oleh karena itu pemakaian komputer untuk analisis ini akan mengurangi kesulitan. Untuk jaringan kecil, pemakaian kalkulator untuk hitungan masih bisa dilakukan. Perhitungan analisa ini menggunakan program Microsoft Office Excel 2007.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Gambaran Umum Sistem Jaringan Layanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal

PDAM Tirtanadi merupakan Badan Usaha Milik Daerah Provinsi Sumatera Utara yang telah berdiri pada zaman pemerintahan Belanda, 23 September 1905 dengan nama NV. Waterleiding Maatschappij Ayer Beresih dan berkantor pusat di Amsterdam, Belanda.

PDAM Tirtanadi telah banyak mengalami perubahan-perubahan dan kemajuan, sebagai gambaran bahwa pada tahun 2000 jumlah pelanggan sebanyak 280.486 sambungan rumah dan pada akhir Desember 2003 jumlah pelanggan telah mencapai 322.757 sambungan atau sebesar 51,1% dari jumlah penduduk pada wilayah pelayanan Sumatera Utara, sedangkan cakupan pelayanan khusus wilayah Kota Medan dan sekitarnya sudah mencapai 86,5%.

Salah satu wilayah pelayanan PDAM Tirtanadi adalah PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal. Wilayah pelayanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal diantaranya meliputi Komplek Taman Setia Budi Indah 1 dan 2, Komplek Waikiki, Komplek Setiabudi Flamboyan, Komplek Somerset Regency, Komplek Graha Sunggal, Komplek Torganda dan Komplek Asoka Asri. Dengan jumlah pelanggan ± 4060 NPA.

Besarnya produksi rata-rata air baku yang didistribusikan untuk melayani daerah pelayanan ini sebesar 147.508 m3. Dalam penelitian ini daerah pelayanan yang ditinjau termasuk wilayah layanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal yaitu

Taman setia Budi Indah II. Untuk daerah Komplek Perumahan Taman setia Budi Indah II ini besar produksi air baku 25.870 m3 per bulan.

Untuk dapat mengetahui sistem jaringan PDAM Tirtanadi pada Komplek Taman Setia Budi Indah II dapat dilihat pada gambar jaringan perpipaan (Lampiran 1).

Pada sistem jaringan perpipaan daerah layanan Komplek Taman Setia Budi Indah II menggunakan:

1. Jenis pipa : PVC

2. Dimensi Pipa : Ø 160 mm (6”), Ø 100 mm (4”), Ø 80 mm (3”) dan Ø 50 mm (2”)

3.2 Metode Pengumpulan Data

Penelitian ini dilakukan bulan Januari 2013 di kawasan sistem jaringan pipa daerah layanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal yaitu Perumahan Taman Setia Budi Indah II Medan.

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian Taman Setia  Budi Indah  

Penulis memperoleh data dari PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal. Adapun data-data tersebut yaitu:

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. Daerah yang ditinjau yaitu Taman Setia Budi Indah II. b. Data Sekunder

Data tersebut yaitu:

 Peta jaringan pipa distribusi;  Jumlah pelanggan;

 Jumlah pemakaian air;

 Produksi air baku yang diolah oleh Clearator yang akan disuplai oleh IPA

Sunggal;

 Spesifikasi pipa yang digunakan pada lokasi survei yang ditinjau;  Spesifikasi pompa distribusi yang digunakan;

3.3 Rancangan Penelitian

Rancangan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah berupa studi literatur yaitu mencari dan mempelajari pustaka yang berhubungan dengan Analisa Distribusi Air Bersih pada Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II menggunakan metode Hardy-Cross dengan persamaan Darcy-Weisbach dan menggunakan Program Microsoft Excel 2007 berupa buku, jurnal, artikel, maupun internet.

3.4 Bagan Alir Penelitian

Berdasarkan alir penelitian dari penyusunan laporan tugas akhir ini dapat dijelaskan seperti gambar di bawah ini:

Gambar 3.2 Diagram Alir Metodologi Penelitian

SPESIFIKASI PIPA

ANALISA ALIRAN DALAM PIPA; ANALISA LOOP HARDY-CROSS DENGAN BANTUAN SOFTWARE

MS.EXCEL

SELESAI MULAI

PENGUMPULAN DATA

KESIMPULAN DAN SARAN PETA

JARINGAN

KETERSEDIAAN DAN KEBUTUHAN

AIR

JUMLAH PELANGGAN

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Penggolongan Pelanggan dan Penentuan Tarif PDAM Tirtanadi

Dalam melakukan penggolongan pelanggan dan penentuan tarif PDAM Tirtanadi mempunyai penggolongan sebagai berikut:

1. Sosial

Golongan sosial terdiri dari: a. Sosial Khusus

Golongan ini adalah golongan pelanggan yang memberikan pelayanan untuk kepentingan umum khususnya bagi masyarakat yang berpenghasilan rendah, antara lain: hydran umum, WC umum, dan rumah-rumah ibadah. b. Sosial Umum

Golongan ini adalah golongan pelanggan yang setiap harinya memberikan pelayanan kepentingan umum dan masyarakat serta mendapatkan sumber dana sebagian dari kegiatannya, antara lain: sekolah negeri/swasta, panti asuhan, rumah sakit, dan perguruan tinggi.

2. Non Niaga

Non niaga terdiri dari: a. Rumah Tangga

Golongan pelanggan rumah tangga dibagi menjadi: 1) Rumah Tangga A (RT-1)

Rumah tangga ini memiliki luas bangunan sebesar 36 m2. 2) Rumah Tangga B (RT-2)

Memiliki luas bangunan di atas 36 m2 sampai 54 m2. 3) Rumah Tangga C (RT-3)

Rumah permanen dengan luas bangunan di atas 54 m2 sampai 100 m2. 4) Rumah Tangga D (RT-4)

Rumah permanen dengan luas di atas 100 m2 sampai 200 m2. 5) Rumah Tangga E (RT-5) dan Rumah Tangga F (RT-6)

Rumah permanen dengan luas di atas 200 m2, rumah ini termasuk golongan mewah.

b. Instansi Pemerintah/ABRI 3. Niaga

Niaga terdiri dari: a. Niaga Kecil (N-1)

Golongan ini adalah golongan yang rumah tempat tinggalnya terdapat kegiatan usaha yang mendatangkan keuntungan, antara lain: kios, pedagang kaki lima, rumah makan, penjahit, losmen, apotik dan lain-lain.

b. Niaga Besar

Golongan pelanggan yang rumah tempat tinggalnya dominan kegiatan usaha, antara lain: restoran, hotel, supermarket, rumah sakit swasta, mall dan lain-lain.

c. Industri Kecil (IN-1)

Golongan pelanggan yang dalam kegiatan usahanya mengubah suatu barang menjadi barang yang lebih tinggi nilainya, antara lain: usaha konveksi, kerajinan rumah tangga, daan lain-lain.

d. Industri Besar ( IN-2)

Golongan pelanggan yang dalam kegiatan usahanya mengubah suatu barang menjadi barang yang lebih tinggi lagi nilainya dan berskala besar, antara lain pabrik, pertambangan dan lain-lain.

Dalam melakukan penetapan harga PDAM Tirtanadi menggunakan blok konsumsi dengan harga yang berbeda. Penggunaan blok konsumsi berdasarkan kubikasi air yang digunakan pelanggan dan perhitungan harganya dilakukan dengan sistem progresif. Berikut tabel blok konsumsi dan tarif harga.

Tabel 4.1 Penggolongan Pelanggan PDAM Tirtanadi dan Blok Harga

NO GOLONGAN PELANGGAN

HARGA BERDASARKAN BLOK (Rp)

0– 10 m3 11 – 20 m3 > 20 m3 A Sosial

1. Sosial Umum (SU) 2. Sosial Khusus (SK)

575 575 630 575 690 575 B Non Niaga

1. Rumah Tangga “A” (RT-1) 2. Rumah Tangga “B” (RT-2) 3. Rumah Tangga “C” (RT-3) 4. Rumah Tangga “D” (RT-4) 5. Rumah Tangga “E” (RT-5) 6. Rumah Tangga “F” (RT-6) 7. Instansi Pemerintahan/ABRI 575 725 990 1170 1675 2250 1400 630 1335 1885 2930 3355 3980 2150 690 2335 3105 4600 5035 5725 2900 C Niaga

1. Niaga Kecil (N-1) 2. Niaga Menengah (N-2) 3. Niaga Besar (N-3) 4. Industri Kecil (IN-1) 5. Industri Besar (IN-2)

2045 3305 4565 3400 4550 2180 3418 4655 3400 4560 3620 4535 5450 6025 7750

4.2 Analisa Kebutuhan Air Bersih di Perumahan Taman Setia Budi Indah II

Sistem distribusi air bersih umumnya merupakan suatu jaringan perpipaan yang tersusun atas sistem pipa, pompa, reservoir, dan perlengkapan lainnya. Sistem penyediaan air bersih yang kompleks sering sekali bermasalah dalam distribusi debit dan tekanan yang berkaitan dengan kriteria hidrolis yang harus terpenuhi dalam sistem pengaliran air bersih.

Sistem penyediaan air bersih di Perumahan Taman Setia Budi Indah II dikelola oleh PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal. Air yang berasal dari sungai Belawan diproses melalui Water Treatment Plant (WTP) dan didistribusikan kepada pelanggan-pelanggan PDAM. Pada proses pendistribusiannya dilakukan pengukuran terhadap penggunaan air pada tiap-tiap rumah di seluruh area perumahan tersebut, sehingga dapat ditentukan kebutuhan air pada tiap-tiap titik layanan di area tersebut.

Dalam merencanakan suatu sistem jaringan pipa yang digunakan untuk mendistribusikan air bersih pada perumahan, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu kebutuhan air secara keseluruhan yang meliputi kebutuhan perumahan itu sendiri dan fasilitas lainnya. Dalam hal ini di Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II terdiri dari 693 pelanggan yang terdiri dari beberapa golongan pelanggan.

Berdasarkan data yang diperoleh dari PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal, jumlah pelanggan di Taman Setia Budi Indah II menurut golongannya menjadi:

Tabel 4.2 Jumlah Pelanggan Air Minum Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal (PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal)

NO GOLONGAN PELANGGAN JUMLAH

PELANGGAN A Sosial

1. Sosial Umum (SU) 2. Sosial Khusus (SK)

- 2 B Non Niaga

1. Rumah Tangga “A” (RT-1) 2. Rumah Tangga “B” (RT-2) 3. Rumah Tangga “C” (RT-3) 4. Rumah Tangga “D” (RT-4) 5. Rumah Tangga “E” (RT-5) 6. Rumah Tangga “F” (RT-6) 7. Instansi Pemerintahan/ABRI

- 3 348 206 71 22 - C Niaga

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

2 39

-

4.2.1 Kebutuhan Air Bersih Golongan Non Niaga dan Niaga

Jumlah anggota keluarga setiap pelanggan untuk golongan non niaga berkisar antara 4 – 6 orang. Dalam hal ini diambil rata-rata setiap rumah berjumlah 5 orang yang terdiri dari 1 ayah, 1 ibu dan 3 anak.

Pemakaian air rata-rata per orang dalam sehari (tabel 2.2) untuk keperluan rumah tangga sebesar 250 liter/hari/orang. Jadi jumlah penduduk non niaga diperkirakan = 5 x 650 = 3250 orang. Sehingga total kebutuhan air golongan non niaga pada perumahan Taman Setia Budi Indah II dalam sehari adalah:

Kebutuhan Air Penduduk = jumlah penduduk x kebutuhan air rata-rata perhari

= 3250 x 250 liter

= 812.500 liter/hari

Untuk golongan niaga jumlah pelanggan air sebanyak 41 pelanggan dan pemakaian air rata-rata dalam sehari sebesar 160 liter (tabel 2.2). Jadi jumlah kebutuhan air menjadi:

Kebutuhan Air Bersih = jumlah pelanggan x kebutuhan air rata-rata perhari = 41 x 160 liter

= 6.560 liter/hari = 0,000076 m3/det

Total Kebutuhan air bersih golongan non niaga dan niaga di Perumahan Taman Setia Budi Indah II adalah:

Qtotal = 812.500 liter/hari + 6560 liter/hari

= 819.060 liter/hari = 0,009479 m3/det

4.2.2 Kebutuhan Air Bersih Golongan Sosial

Golongan sosial terdiri dari sosial umum dan sosial khusus. Di Perumahan Taman Setia Budi Indah II terdapat golongan sosial khusus yaitu hydran umum, WC umum, dan rumah ibadah .

Jumlah pelanggan yaitu 2 NPA, dengan jumlah pemakaian rata-rata per hari adalah 10 liter (tabel 2.2). Jumlah rata-rata jemaah tiap hari berkisar 30 orang. Maka kebutuhan air adalah:

Kebutuhan Air Bersih = jumlah pelanggan x kebutuhan air rata-rata perhari = 2 x 30 x 5 x10 liter

= 3.000 liter/hari

Jadi total kebutuhan air bersih dalam 24 jam adalah: = 812.500 liter + 6.560 liter + 3.000 liter

= 822.060 liter

= 822,060 m3 per hari

Persentase pemakaian air selama 24 jam dapat dihitung sebagai berikut: Tabel 4.3 Estimasi Pemakaian Air 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

dan Niaga 40 5 5 5 40 2 2 1

Sosial

Khusus 10 30 25 25 10 0 0 0

Tabel 4.4 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 dan

Niaga 40,00 819.060,00 327.624,00 109.208,00

Sosial Khusus 10,00 3.000,00 300,00 100,00

327.924,00 109.308,00

Tabel 4.5 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 dan

Niaga 5,00 819.060,00 40.953,00 13.651,00

Sosial Khusus 30,00 3.000,00 900,00 300,00

Tabel 4.6 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 dan

Niaga 5,00 819.060,00 40.953,00 13.651,00

Sosial Khusus 25,00 3.000,00 750,00 250,00

41.703,00 13.901,00

Tabel 4.7 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 dan

Niaga 5,00 819.060,00 40.953,00 13.651,00

Sosial Khusus 25,00 3.000,00 750,00 250,00

41.703,00 13.901,00

Tabel 4.8 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 dan

Niaga 40,00 819.060,00 327.624,00 109.208,00

Sosial Khusus 10,00 3.000,00 300,00 100,00

327.924,00 109.308,00

Tabel 4.9 Pemakaian pada periode VI (20.00-23.00) WIB

Fasilitas Persentase pemakaian air (%) Kapasitas pemakaian air (liter/hari) Kapasitas pemakaian air (liter/3 jam) Kapasitas pemakaian air (liter/jam) Non Niaga dan

Niaga 2,00 819.060,00 16.381,20 5.460,40

Sosial Khusus 0,00 3.000,00 0,00 0,00

Tabel 4.10 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 dan

Niaga 2,00 819.060,00 16.381,20 5.460,40

Sosial Khusus 0,00 3.000,00 0,00 0,00

16.381,20 5.460,40

Tabel 4.11 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 dan

Niaga 1,00 819.060,00 8.190,60 2.730,20

Sosial Khusus 0,00 3.000,00 0,00 0,00

8.190,60 2.730,20

Tabel 4.12 Total pemakaian selama 24 jam

Periode Pemakain air

liter/det m3/det liter/hari liter/jam

I 327.924,00 109.308,00 30,363333 0,030363

II 41.853,00 13.951,00 3,875278 0,003875

III 41.703,00 13.901,00 3,861389 0,003861

IV 41.703,00 13.901,00 3,861389 0,003861

V 327.924,00 109.308,00 30,363333 0,030363

VI 16.381,20 5.460,40 1,516778 0,001517

VII 16.381,20 5.460,40 1,516778 0,001517

VIII 8.190,60 2.730,20 0,758389 0,000758

Gambar 4.1 Pemakaian Air Per Jam

Pada Tabel 4.12, didapatkan nilai debit pada low hour sebesar 0,000758 m3/det yaitu pada periode VIII (02.00-05.00 WIB) dan nilai debit peak hour sebesar 0,030363 m3/det pada periode I (05.00-08.00 WIB) dan periode V (17.00-20.00 WIB).

Besarnya kapasitas beban puncak (kebutuhan air pada jam maksimum) dapat dihitung dengan rumus:

Qpeak = fpeak x Qmaks

fpeak = Faktor fluktuasi jam maksimum ( 1 ,5 - 2,5 )

Maka Qpeak = 1,5 x 0,030363 m3/ det

= 0,045545 m3/ det

Jadi kebutuhan beban puncak adalah sebesar 0,045545 m3/ det. Dari kebutuhan beban puncak dapat ditaksir kapasitas air yang mengalir tiap-tiap pipa.

4.3 Analisa Kebutuhan Air di Perumahan Taman Setia Budi Indah Tahun 2020

Dua hal penting yang harus diperhatikan pada sistem distribusi air adalah tersedianya jumlah air yang cukup dan tekanan yang memenuhi (kontinuitas pelayanan), serta menjaga keamanan kualitas air yang berasal dari instalasi pengolahan.

Tugas pokok sistem distribusi air bersih adalah menghantarkan air bersih kepada para pelanggan yang akan dilayani, dengan tetap memperhatikan faktor kualitas, kuantitas dan tekanan air sesuai dengan perencanaan awal. Faktor yang didambakan oleh para pelanggan adalah ketersedian air setiap waktu.

Untuk dapat mengetahui kebutuhan air di Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II ini beberapa tahun ke depan dapat dihitung dengan menggunakan metode geometris. Kebutuhan air pada tahun 2020 dapat dihitung yaitu menggunakan rumus:

Pn = Po (1+r)n Pn = 693 (1+ 0,01)7 Pn = 697, 86 pelanggan Pn = 698 pelanggan

Kebutuhan Air bersih = jumlah penduduk x kebutuhan air rata-rata = 698 x 1,19 m3/pelanggan/hari

= 830,62 m3/pelanggan/hari

Jadi kebutuhan air bersih untuk satu bulan pada tahun 2020 menjadi = 830,62 x 30 = 24.918,6 m3/bulan

Agar suplai air bersih dapat didistribusikan kepada pelanggan terpenuhi maka PDAM harus bisa memproduksi air baku lebih besar dari 24.918,6 m3/bulan untuk tahun 2020. Karena hal yang paling diharapkan oleh masyarakat sebagai pengguna pelayanan air bersih (customer’s expectation) adalah tersedianya air, terutama setiap saat dibutuhkan, serta jumlahnya dapat memenuhi kebutuhan air bersih harian, sehingga kuantitas dan kontinuitas aliran air bersih menjadi hal yang utama dalam penentuan tingkat kepuasan bagi masyarakat pengguna jasa layanan.

4.4 Karakteristik Pipa yang Digunakan

Jaringan eksisting pipa PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal di Perumahan Taman Setia Budi Indah II menggunakan pipa jenis PVC (Polyvinyl Chloride) dengan diameter 6” (160 mm), 4” (100 mm), 3” (80 mm). Dimana kecepatan air dalam pipa PVC 3,0-4,5 m/detik.

Keunggulan dari pipa PVC ini diantaranya: 1. Tahan terhadap tekanan/beban dari luar;

2. Permukaan dinding dalamnya tidak terlalu kasar sehingga pengaruh kehilangan tekanannya relatif kecil;

3. Ringan sehingga mudah diangkat ke lokasi pekerjaan; 4. Mudah dalam proses penyambungan;

5. Harga terjangkau dan banyak terdapat di pasaran.

Nilai kekasaran (ε) untuk pipa PVC berdasarkan tabel 2.3 pada BAB II adalah 0,0015 mm atau 0,000005 ft.

Tabel di bawah ini menunjukkan diameter dan panjang pipa pada sistem jaringan pipa di Perumahan Taman Setia Budi Indah II.

Tabel 4.14 Data Pipa No.

Pipa D (m)

No.

Pipa D (m)

L (m) L (m)

1 – 2 0.16 78.5 27 – 26 0.16 229

2 – 3 0.08 180 26 – 16 0.16 3.5

3 – 4 0.16 38.5 27 – 28 0.16 53

4 – 5 0.16 180.5 29 – 30 0.16 86

4 – 20 0.16 174.5 31 – 32 0.1 54

5 – 6 0.16 33 32 – 26 0.1 236.5

6 – 7 0.08 196.5 32 – 33 0.16 48.5

7 – 8 0.08 48 31 – 34 0.1 70

8 – 9 0.08 196.5 34 – 37 0.08 58

9 – 6 0.16 46 34 – 35 0.1 6

9 – 10 0.16 6 35 – 36 0.16 39.5

10 – 11 0.16 196.5 35 – 39 0.16 190

11 – 12 0.08 51.5 39 – 38 0.16 34.5

12 – 13 0.08 196.5 30 – 38 0.16 18.5

13 – 10 0.16 52 40 -35 0.8 193.5

13 – 14 0.16 6 40 – 41 0.8 6

14 – 15 0.08 196.5 40 – 42 0.8 8.5

15 – 21 0.08 263 42 – 43 0.8 7

16 – 14 0.08 61 41 – 34 0.8 198.5

16 – 17 0.1 8 41 – 44 0.8 23.5

17 – 18 0.1 126 44 – 45 0.8 6

18 – 19 0.1 8 45 – 46 0.5 81.5

19 – 20 0.1 69 46 – 47 0.5 6

20 – 22 0.16 203 47 – 44 0.5 81

22 – 21 0.16 13 48 – 42 0.5 76.5

21 – 23 0.16 55 49 – 45 0.8 179.5

23 – 19 0.08 201 29 – 76 0.16 21

23 – 24 0.16 8 76 – 70 0.16 27

24 – 25 0.16 43.5 69 – 68 0.16 15

24 – 18 0.08 201 68 – 67 0.16 2.5

25 – 17 0.08 233 67 – 64 0.16 37

No.

Pipa D (m)

No.

Pipa D (m)

L (m) L (m)

63 – 65 0.08 44 80 – 78 0.1 146

65 – 66 0.08 92 80 – 81 0.1 64

63 – 61 0.08 54.5 81 – 82 0.1 175

61 – 62 0.08 5 82 – 83 0.08 36.5

60 – 61 0.08 187 83 – 84 0.08 40

60 – 64 0.16 47.5 84 – 85 0.08 34

57 – 59 0.08 187.5 85 – 73 0.08 36.5

59 – 58 0.08 6 86 – 84 0.08 129.5

58- 56 0.08 187.5 86 – 87 0.08 37.5

57- 56 0.16 6 87 – 83 0.08 130.5

56- 55 0.16 51.3 88 – 82 0.08 70

55 – 53 0.16 13 89 – 90 0.08 118

54- 53 0.16 89.5 89 – 82 0.08 40.5

53- 52 0.16 54.5 91 – 92 0.08 57

52- 68 0.16 187.5 91 – 89 0.08 6

52- 51 0.16 94 91 – 93 0.08 9

52- 50 0.16 14 94 – 85 0.08 42

50- 22 0.16 53 70 – 69 0.16 33.5 71 – 67 0.08 164 71 – 72 0.08 43 72 – 70 0.08 150 72 – 75 0.08 45 75 – 76 0.08 141 75 – 73 0.08 42.5 73 – 77 0.08 13 74 – 77 0.1 34.5 77 – 38 0.08 127.5 74 – 39 0.08 127 74 – 78 0.1 14 78 – 79 0.08 112

4.5 Analisa Kehilangan Tinggi Tekanan Secara Teknis Dan Non Teknis Pada Sistem Jaringan Pipa Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II

Menurut penelitian yang dilakukan kehilangan tinggi tekanan air pada sistem jaringan pipa dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu:

a. Faktor teknis

Faktor teknis yang dapat menyebabkan kehilangan tinggi tekanan air adalah adanya lubang atau celah pada pipa sambungan, pipa pada jaringan distribusi pecah, meter air yang dipasang pada pipa konsumen kurang baik, pemasangan perpipaan di rumah kurang baik.

b. Faktor non teknis

Faktor non teknis yang dapat menyebabkan kehilangan tinggi tekanan air adalah kesalahan membaca meteran air dan pencatatan hasil pembacaan meter air, kesalahan/pembuatan rekening air, angka yang ditunjukkan oleh meter air berkurang akibat adanya aliran udara dari rumah konsumen ke pipa distribusi meter air tersebut.

Dalam hal ini Perumahan Taman Setia Budi Indah II berdasarkan penelitian yang dilakukan kehilangan tinggi tekanan air yang diperoleh berkisar 4,67 %. Kehilangan tinggi tekanan ini sebagian kecil disebabkan oleh penggunaan mesin pompa ilegal oleh pelanggan. Data dari survei yang dilakukan pelanggan yang memakai mesin pompa ilegal ada 33 pelanggan dari seluruh jumlah pelanggan.

Penggunaan pompa ilegal oleh pelanggan menyebabkan dampak negatif bagi terhadap pelanggan yang lain karena aliran yang diperoleh pelanggan yang

memakai pompa lebih besar daripada yang tidak menggunakan pompa. Selain itu untuk pelanggan yang memakai pompa menyebabkan tarif rekening yang ditagih lebih besar dari tarif biasanya. Namun, hal ini tidak menjadi kendala bagi pelanggan yang menggunakan pompa, sebab pelanggan yang menggunakan pompa tergolong pelanggan yang memiliki rumah sangat mewah yaitu tergolong dalam RT-4, RT-5 dan RT- 6.

Pengaliran air yang terjadi di daerah Komplek Taman Perumahan Setia Budi II tergolong cukup baik disebabkan karena kehilangan tinggi tekanan air kecil yaitu lebih kecil dari 20%.

4.6 Analisa Kehilangan Tinggi Tekanan Pada Sistem Jaringan Pipa Dengan Hitungan Metode Hardy-Cross

Selain kehilangan tinggi tekanan air disebabkan oleh faktor teknis dan non teknis, kehilangan tinggi tekanan air dapat juga disebabkan karena adanya gesekan air tehadap pipa. Untuk mengetahui besarnya kehilangan tinggi tekanan ini dilakukan dengan metode Hardy-Cross dengan menggunakan persamaan Darcy Weisbach.

Untuk melakukan perhitungan dengan metode Hardy-Cross pertama kali dilakukan pembagian loop menjadi 4 loop. Kemudian menentukan debit aliran melalui setiap pipa berdasarkan persamaan kontinuitas, nilai debit ini diperkirakan. Pada setiap simpul debit aliran menuju dan meninggalkan titik adalah sama.

Sebagai contoh pada titik simpul1, debit menuju titik A adalah 0,045545 m3/ det. Menurut hukum kontuinitas debit yang meninggalkan titik 1 harus sama

dengan 0,045545 m3/ det. Dengan cara yang sama ditentukan debit aliran melalui pipa-pipa yang lainnya, seperti gambar pada lampiran 2.

Debit yang ditetapkan dalam langkah pertama ini merupakan debit pendekatan yang biasanya belum benar, sehingga diperlukan koreksi guna memperbaiki debit tersebut yang akhirnya sampai pada debit yang benar. Untuk itu jaringan pipa dibagi menjadi sejumlah jaringan yang tertutup sehingga tiap pipa termasuk dalam satu jaringan. Dalam pembahasan ini jaringan pipa dibagi menjadi 4 loop yaitu loop 1, loop 2, loop 3 dan loop 4.

Cara menghitung kehilangan tinggi tekanan dan koreksi debit pada sistem jaringan pipa untuk Loop 1 pada iterasi 1 pada pipa 1-2.

Diketahui : ε = 0,0000015 m γ = 0,0000151 m2/det

Pipa 1-2 (D= 0,16 m, L= 78,5 m, f= 0,0328 ) Ditanya :

Hitung kehilangan tinggi tekanan (hf)?

Hitung Koreksi Debit (∆Q)? Penyelesaian :

-Asumsikan debit awal (Qo),pemisalan diperoleh nilai 0,01488 m3/det - Rumus :

Hf = K . Q2

K =

A =

=3,14 . 0,162 . 0,25 = 0,020096 m2

V = Q/A

= 0,01488/ 0,020096 = 0,7404459 m/s

K =

=

= 2030,98 hf = K . Q2

= 2030,98 . 0,014882

= 0,4496 m

2. K.Q = 2 . 2030,98 . 0,01488

= 60,4419

∆Q = hf - 2KQ

= 0,4496 – 60,4419

ITERASI 1

 

   

                       

Tabel 4.17 Loop 4 Pada Iterasi 1

LOOP 4

No. Pipa

D

(m) L (m)

Qo

(m3/det) ε/D A (m 2

) v (m/det) Re f Ket K hf 2KQ ∆Q

68 - 67 0,16 2,50 0,0007500 0,00000938 0,020096 0,0373209 395,45 0,1000 Grafik 197,20 0,00011 0,295797

-0,00031 69 - 68 0,16 15,00 0,0007200 0,00000938 0,020096 0,0358280 379,63 0,1000 Grafik 1183,19 0,00061 1,703788

70 - 69 0,16 33,50 0,0000200 0,00000938 0,020096 0,0009952 10,55 0,1000 Grafik 2642,45 0,00000 0,105698 76 - 70 0,16 27,00 0,0004200 0,00000938 0,020096 0,0208997 221,45 0,1000 Grafik 2129,73 0,00038 1,788977 29 - 76 0,16 21,00 0,0004300 0,00000938 0,020096 0,0213973 226,73 0,1000 Grafik 1656,46 -0,00031 1,424556 29 - 30 0,16 86,00 0,0037800 0,00000938 0,020096 0,1880971 1993,08 0,0330 Grafik 2238,59 0,031986 16,92372 30 - 38 0,16 18,50 0,0036200 0,00000938 0,020096 0,1801354 1908,72 0,0340 Grafik 496,15 0,006502 3,592121 38 - 39 0,16 34,50 0,0024800 0,00000938 0,020096 0,1234076 1307,63 0,0520 Grafik 1415,09 0,008703 7,018849 71 - 67 0,08 164,00 0,0004800 0,00001875 0,005024 0,0955414 506,18 0,1000 Grafik 413957,35 -0,09538 397,3991 71 - 72 0,08 43,00 0,0003200 0,00001875 0,005024 0,0636943 337,45 0,1000 Grafik 108537,60 -0,01111 69,46406 72 - 70 0,08 150,00 0,0005400 0,00001875 0,005024 0,1074841 1138,90 0,0420 Grafik 159020,20 -0,04637 171,7418 72 - 75 0,08 45,00 0,0007100 0,00001875 0,005024 0,1413217 748,72 0,0852 Grafik 96775,15 -0,04878 137,4207 75 - 76 0,08 141,00 0,0006900 0,00001875 0,005024 0,1373408 727,63 0,0900 Grafik 320312,12 -0,1525 442,0307 75 - 73 0,08 42,50 0,0012400 0,00001875 0,005024 0,2468153 1307,63 0,1000 Grafik 107275,53 -0,16495 266,0433 73 - 77 0,08 13,00 0,0002100 0,00001875 0,005024 0,0417994 221,45 0,1000 Grafik 32813,69 -0,00145 13,78175 74 - 77 0,10 34,50 0,0006200 0,00001500 0,00785 0,0789809 523,05 0,1000 Grafik 28535,19 -0,01097 35,38364 77 - 38 0,08 127,50 0,0009800 0,00001875 0,005024 0,1950637 1033,45 0,0625 Grafik 201141,62 -0,19318 394,2376 74 - 39 0,08 127,00 0,0009800 0,00001875 0,005024 0,1950637 1033,45 0,0625 Grafik 200352,83 -0,19242 392,6916 74 - 78 0,10 14,00 0,0014300 0,00001500 0,00785 0,1821656 1206,39 0,0560 Grafik 6484,52 0,01326 18,54572 78 - 79 0,08 112,00 0,0004400 0,00001875 0,005024 0,0875796 464,00 0,1000 Grafik 282702,58 -0,05473 248,7783 79 - 80 0,08 117,00 0,0002800 0,00001875 0,005024 0,0557325 295,27 0,1000 Grafik 295323,23 -0,02315 165,381

No. Pipa

D

(m) L (m)

Qo

(m3/det) ε/D A (m 2

) v (m/det) Re f Ket K hf 2KQ

80 - 78 0,10 146,00 0,0008400 0,00001500 0,00785 0,1070064 708,65 0,1000 Grafik 120757,62 0,085207 202,8728 80 - 81 0,10 64,00 0,0009500 0,00001500 0,00785 0,1210191 801,45 0,0900 Grafik 47641,36 0,042996 90,51859 81 - 82 0,10 175,00 0,0007900 0,00001500 0,00785 0,1006369 6709,13 0,0340 Grafik 49212,87 0,030714 77,75633 82 - 83 0,08 36,50 0,0003300 0,00001875 0,005024 0,0656847 348,00 0,1000 Grafik 92130,75 -0,01003 60,8063 83 - 84 0,08 40,00 0,0005300 0,00001875 0,005024 0,1054936 558,91 0,1000 Grafik 100965,21 -0,02836 107,0231 84 - 85 0,08 34,00 0,0009700 0,00001875 0,005024 0,1930732 1022,90 0,0520 Grafik 44626,62 -0,04199 86,57565 85 - 73 0,08 36,50 0,0012900 0,00001875 0,005024 0,2567675 1360,36 0,0480 Grafik 44222,76 -0,07359 114,0947 86 - 84 0,08 129,50 0,0002800 0,00001875 0,005024 0,0557325 295,27 0,1000 Grafik 326874,86 -0,02563 183,0499 86 - 87 0,08 37,50 0,0001200 0,00001875 0,005024 0,0238854 126,54 0,1000 Grafik 94654,88 -0,00136 22,71717 87 - 83 0,08 130,50 0,0000400 0,00001875 0,005024 0,0079618 42,18 0,1000 Grafik 329398,99 -0,00053 26,35192 88 - 82 0,08 70,00 0,0001600 0,00001875 0,005024 0,0318471 168,73 0,1000 Grafik 176689,11 0,004523 56,54052 89 - 90 0,08 118,00 0,0001600 0,00001875 0,005024 0,0318471 168,73 0,1000 Grafik 297847,36 0,007625 95,31116 89 - 82 0,08 40,50 0,0008000 0,00001875 0,005024 0,1592357 843,63 0,0780 Grafik 79737,27 -0,05103 127,5796 91 - 92 0,08 57,00 0,0001600 0,00001875 0,005024 0,0318471 168,73 0,1000 Grafik 143875,42 -0,00368 46,04013 91 - 89 0,08 6,00 0,0004800 0,00001875 0,005024 0,0955414 506,18 0,1000 Grafik 15144,78 -0,00349 14,53899 91 - 93 0,08 9,00 0,0001600 0,00001875 0,005024 0,0318471 168,73 0,1000 Grafik 22717,17 -0,00058 7,269495 94 - 85 0,08 42,00 0,0001600 0,00001875 0,005024 0,0318471 168,73 0,1000 Grafik 106013,47 0,002714 33,92431 0,95706 3079,144

Berdasarkan tabel 4.17 debit aliran paling besar terjadi pada pipa 29-30

dengan diameter 0,16 m dan panjang pipa 86,00 m. Debit aliran pada pipa ini

sebesar 0,0037800 m

3

/det, semakin besar nilai debit semakin besar pula kecepatan

aliran yang terjadi begitu pula sebaliknya. Hal ini dikarenakan nilai Q berbanding

lurus dengan kecepatan (V) dan luas penampang (A). Dalam pipa ini kecepatan

aliran adalah 0,1880971 m/det.

Aliran yang tejadi pada pipa ini berdasarkan angka Re adalah aliran

turbulen, karena nilai Re = 1993,08. . Aliran ini termasuk laminer karena Re <

2.000 (ketetapan pada BAB II hal. 17). Dari nilai-nilai tersebut mempengaruhi

hasil perhitungan yang diperoleh untuk kehilangan tinggi tekanan (h

f

), dimana

nilai hf juga akan semakin besar yaitu 0,031986 m.

Sedangkan kehilangan tinggi tekanan terjadi pada pipa 77-38 dengan

diameter pipa 0,08 m dan panjang pipa 127,50. Dimana debit aliran pada pipa ini

sebesar 0,0009800 m

3

/det dan kecepatan aliran sebesar 0,1950637 m/det. Aliran

dalam pipa ini berdasarkan angka Reynolds sebesar Re= 1033,45. Aliran ini

termasuk laminer karena Re < 2.000 (ketetapan pada BAB II hal. 17). Adapun

kehilangan tinggi tekanan sebesar 0,19318 m.

Debit dan kehilangan tinggi tekanan paling kecil terdapat pada pipa 70-69

dengan diameter 0,16 m dan panjang pipa 33,50 m. Debit aliran pada pipa ini

0,0000200 m

3

/det, dan kecepatan 0,0009952 m/det. Nilai Re = 10,55, maka aliran

yang terjadi adalah laminer. Dan tidak terjadi kehilangan tinggi tekanan pada

aliran ini.

Dari perhitungan iterasi di atas, diperoleh koreksi kapasitas untuk tiap

loop/jaringan dengan memakai rumus:

Tabel 4.18 Faktor Koreksi Iterasi 1

LOOP

∑

hf

∑

|2kQ|

∆

Q

1 -0,40980

3653,04833

0,00011

2 0,436731

2475,48629

-0,00018

3 0,61718

2769,053

-0,00022

4 0,95706

3079,144

-0,00031

Karena

∆

Q belum mendekati 0 maka perhitungan Hardy-Cross diteruskan

pada iterasi berikutnya. Untuk lebih lanjut perhitungan iterasi 2 dapat dilihat di

lampiran 3. Setelah iterasi kedua, nilai

∆

Q mendekati nol (Tabel 4.19) dimana

arah dan kapasitas aliran sudah konstan sehingga perhitungan dihentikan.

Tabel 4.19 Faktor Koreksi Iterasi 2

LOOP

∑

hf

∑

|2kQ|

∆

Q

1 0,00993

3653,04833

0,00000

2 0,010587

2475,486

0,00000

3 0,39684

2769,053

-0,00014

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan

1.

Total kebutuhan air bersih di Perumahan Taman Setia Budi Indah II dalam

sehari adalah 822,060 m

3

per hari.

Dengan

kebutuhan air pada jam puncak

maksimum (peak hour) adalah 0,045545 m

3

/ det.

2.

Kehilangan tinggi tekanan yang terjadi di Komplek Perumahan Taman Setia

Budi Indah II berdasarkan analisa debit sebesar 4,67%, kehilangan tinggi

tekanan ini tergolong baik karena kehilangan tinggi tekanan air kecil menurut

tabel 2.1 yaitu lebih kecil dari 20%.

3.

Kehilangan tinggi tekanan ini disebabkan oleh faktor teknis, non teknis, dan

penggunaan pompa ilegal oleh pelanggan.

4.

Berdasarkan hitungan dengan metode Hardy-Cross kehilangan tinggi tekanan

terbesar karena adanya gesekan antara air dengan pipa terdapat pada pipa

63-61 pada loop iterasi 2 dengan nilai hf sebesar 0,73097 m.

5.2

Saran

1.

Untuk hitungan jaringan yang lebih besar sebaiknya menggunakan software

pendukung, agar hitungan yang diperoleh lebih akurat dan untuk jaringan

sederhana dapat menggunakan metode Hardy-Cross.

2.

Pihak PDAM perlu melakukan survei terhadap pelanggan yang menggunakan

pompa sehingga dengan demikian ditribusi air dapat terlayani secara merata.

3.

Perlu dilakukan pengkajian kembali sistem jaringan distribusi oleh PDAM

terhadap pelanggan seperti survei kebocoran air pada pipa distribusi,

penggantian pipa-pipa yang sudah pecah.