Analisis Jaringan Sistem Distribusi Air Bersih Pada Komplek Perumahan PT Arun NGL Lhokseumawe

(1)

Analisis Jaringan Sistem Distribusi Air Bersih Pada Komplek Perumahan Pt Arun Ngl Lhokseumawe

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-Tugas Dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil

Denny Adrian 08 0404 148

DISETUJUI OLEH :

PEMBIMBING I PEMBIMBING II

Ir. Syahrizal, M.T Ivan Indrawan, ST, MT

NIP.196112311988111001 NIP.19761205 200604 1 001

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2014

(2)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Adapun judul dari Tugas Akhir ini adalah “Analisis Jaringan Sistem Distribusi Air Bersih Pada Komplek Perumahan PT Arun NGL Lhokseumawe”. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata 1 (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 berbagai pihak. Penulis menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya atas segala jerih payah, motivasi dan doa yang telah diberikan beberapa pihak hingga penulis dapat menyelesaikan studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, antara ain:

1. Orang tua kami Bapak H. Zulham Dahlian, SH dan Ibu Hj. Rosmidah Sihotang yang selalu mendoakan penulis agar dapat menyelesaikan gelar sarjananya, abang dan adik-adik serta keluarga yang selalu mendukung, membimbing, dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak Ivan Indrawan, ST. MT, selaku Dosen Pembimbing yang berperan

penting sebagai orang tua bagi penulis yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu, membimbing dan memberi masukan kepada penulis hingga selesainya Tugas Akhir ini.

(3)

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

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

5. Bapak Ir. Alferido Malik, Ibu Emma Patricia bangun, ST. M.Eng, selaku Dosen Pembanding/Penguji yang telah memberikan masukan dan kritikan yang membangun dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

6. Bapak/Ibu Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara, Abang/Kakak pegawai Jurusan Kak Lince, Bang Zul, Bang Edi, Bang Amin, Kak Dina.

7. Bapak Fachrurrazi selaku karyawan PT Arun sekaligus pementor penulis yang telah banyak memberikan ilmunya di lapangan mengenai proses pendistribusian air bersih di Komplek PT Arun.

8. Abangda Iskandar yang telah meluangkan waktunya sedikit dan memberian ilmu dan bukunya untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

9. Sahabat-sahabat karib Muhammad Hafizh, Beby Purba, Putri Oktaviani, Nurul Aini, Indra Prima hasyim Siregar yang telah banyak memberikan motivasi dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

10. Teman-teman seperjuangan ’08 seperti Khaidir, Galih, Rama, Ella, Aris, Khatab, Muazzi, Roby, Alfrendi, Rumanto, Andy, Ratih, Ade, Imam Maulana, Fadhlan, Berry, Sidik, Yusuf, Ibnu, Panji, Dhoni dan lain-lain yang mungkin penulis tidak dapat sebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

(4)

11. Seseorang yang saat ini mengisi hari-hari dan masih terus menjalani suka duka bersama Rizky Ais Ningtyas terima kasih atas segala dukungan, doa dan motivasinya kepada penulis sehingga tugas akhir ini dapat cepat terselesaikan 12. Teman-teman sekantor Ratih, Rumanto, Kak Arini, Bang Rahmat, Silvia,

juga Bapak Mufti Basuki, ST selaku atasan yang terus memotivasi penulis agar segera menyelesaikan tugas akhir ini dalam tempo yang sesingkat-singkatnya.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahamahan penulis dalam hal ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik.

Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, Desember 2013

DENNY ADRIAN Penulis

(5)

ABSTRAK

Suplai air bersih pada area perumahan karyawan PT Arun dikelola sepenuhnya oleh pihak perusahaan sendiri dan tidak bergantung kepada instansi penyedia air minum setempat. Jaringan perpipaan distribusinya masih menggunakan jaringan perpipaan yang lama dan hanya dilakukan penggantian terhadap beberapa jaringan pipa yang telah rusak. Air bersih yang didistribusikan ke area perumahan juga diberikan secara cuma-cuma kepada penghuni dan tidak dilakukannya pengukuran terhadap penggunaan air pada tiap rumah dan kantor diseluruh area perumahan. Tujuan penelitian ini untuk menganalisis jaringan dan sistem pendistribusian pada area perumahan dengan menggunakan software Epanet 2.0.

Tahapan-tahapan dalam penyelesaian tugas akhir ini yaitu terlebih dahulu mengumpulkan data yang dibutuhkan baik primer dan sekunder. Kemudian menghitung banyaknya penduduk yang ada di area perumahan tersebut. Tahapan berikutnya adalah menghitung kebutuhan air pada tiap titik layanan pada area perumahan baik untuk kebutuhan domestik maupun kebutuhan non domestik. Dari data yang ada dan dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, kemudian dilakukan evaluasi dengan metode Hardy-Cross dengan mengambil sampel loop dalam jaringan perpipaan. Setelah itu dilakukan pemodelan dan analisa dengan menggunakan software EPANET 2.0.

Berdasarkan hasil perhitungan didapat bahwa total penggunan air untuk seluruh area perumahan sebesar 98447,999 m3/bulan, produksi air yang dikeluarkan adalah 136610 m3/bulan. Pipa yang dipakai adalah jenis Galvanis Iron dengan diameter pipa utama 8 inchi dan diameter pipa sekunder 6 inchi.

Dari penelitian ini disimpulkan bahwa hasil analisa menggunakan software Epanet 2.0 sudah dapat mewakili perhitungan secara manual. Hal ini disimpulkan setelah dilakukan evaluasi hasil analisa Epanet 2.0 dengan menggunakan metode

Hardy Cross pada contoh loop di Area Balik Papan yang dianggap dapat mewakili kondisi perhitungan seluruh loop yang ada. Headloss yang terjadi pada jaringan pipa pompa cukup besar yaitu 22,950 meter. Head pompa setelah dilakukan evaluasi juga dapat diturunkan dari 80 meter menjadi 75 meter. Tidak adanya penggunaan meteran air pada area kompleks perumahan karena penyediaan fasilitas air bersih yang diberikan secara cuma-cuma-, dapat mengakibatkan rendahnya tingkat kesadaran konsumen dalam hal penghematan penggunaan air bersih.

Kata Kunci: Hardy Cross, EPANET 2.0, Headloss

(6)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iv

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR NOTASI ... xii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 3

1.3 Pembatasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan ... 4

1.5 Manfaat Penulisan ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Umum ... 5

2.2 Defenisi Air Bersih ... 6

2.3 Persyaratan Dalam Penyediaan Air Bersih ... 6

2.3.1 Persyaratan Kualitas ... 6

2.3.2 Persyaratan Kuantitas (Debit) ... 7

2.3.3 Persyaratan Kontinuitas ... 8

2.3.4 Persyaratan Tekanan Air ... 9

2.4 Sistem Distribusi dan Sistem Pengaliran Air Bersih ... 10

2.4.1 Sistem Distribusi Air Bersih ... 10

2.4.2 Sistem Pengaliran Air Bersih ... 11

2.5 Sistem Penyediaan Air Bersih ... 12

2.6 Studi Kebutuhan Air Bersih ... 13

2.6.1 Kebutuhan Domestik ... 14

2.6.2 Kehilangan Air ... 14

2.6.3 Fluktuasi Kebutuhan Air ... 14

2.7 Studi Kebutuhan Air bersih ... 14

2.7.1 Kebutuhan Domestik ... 17

(7)

2.7.2 Kebutuhan Non Domestik ... 18

2.7.3 Kehilangan Air ... 20

2.7.4 Fluktuasi Kebutuhan Air ... 20

2.8 Konsep Dasar Pada Aliran Pipa ... 22

2.9 Persamaan Bernoulli ... 23

2.10 Kehilangan Tinggi Tekanan (Head Losses) ... 25

2.10.1 Kehilangan Tinggi Tekanan Mayor (Mayor Losses) ... 25

2.10.2 Kehilangan Tinggi Tekanan Minor (Minor Losses) ... 29

2.11 Mekanisme Aliran Dalam Pipa ... 31

2.10.1 Pipa Hubungan Seri ... 31

2.10.2 Pipa Hubungan Paralel ... 32

2.12 Sistem Jaringan Pipa ... 32

2.13 Pengenalan EPANET 2.0 ... 36

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 39

3.1 Pengumpulan Data ... 40

3.2 Analisa Data ... 41

BAB IV GAMBARAN UMUM WILAYAH STUDI ... 39

4.1 Uraian Umum ... 45

4.1.1 Pipa Hubungan Seri ... 45

4.1.2 Pipa Hubungan Paralel ... 46

4.1.3 Profil Komplek PT Arun NGL ... 47

4.2 Sistem Penyediaan Dan Pendistribusian Air Bersih Di Komplek Perumahan PT Arun ... 49

4.3 Penyediaan Air Bersih Di Area Balik Papan ... 58

4.3.1 Gambaran Umum Area Balik Papan Dan Permasalahannya ... 59

4.3.2 Kondisi Eksisting Jaringan Perpipaan Area Balik Papan ... 59

BAB V ANALISA DAN PEMBAHASAN ... 39

5.1 Perhitungan Asumsi Jumlah Pengguna ... 61

5.2 Perhitungan Asumsi Pemakaian Air Bersih ... 62

5.2.1 Pemakaian Domestik ... 63

5.2.2 Pemakaian Non Domestik ... 63

5.2.3 Rekapitulasi Total Pemakaian Air ... 71

(8)

5.3 Perhitungan Kelaikan Pompa ... 74

5.3.1 Spesifikasi Pompa ... 74

5.3.2 Kerugian Pada Sistem Perpipaa Distribusi ... 74

5.3.3 Head Pompa ... 77

5.3.4 Kapasitas Pompa ... 78

5.4 Diameter Pipa Distribusi ... 78

5.5 Perhitungan Debit Dengan Metode Hardy Cross ... 79

5.6 Pemodelan Jaringan Dengan Menggunakan EPANET 2.0 ... 91

5.7 Hasil Pemodelan EPANET 2.0 ... 97

5.8 Evaluasi Hasil Metode Hardy Cross Dengan Pemodelan EPANET 2.0 .... 99

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ... 100

6.1 Kesimpulan ... 101

6.2 Saran ... 102

DAFTAR PUSTAKA... xii LAMPIRAN A PETA LOKASI ... LAMPIRAN B PERHITUNGAN DEBIT HARDY CROSS ... LAMPIRAN C FOTO DOKUMENSTASI ...

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Aliran Steady dan Seragam ... 22

Gambar 2.2 Ilustrasi Persamaan Bernoulli... 24

Gambar 2.2 Moody Diagram ... 27

Gambar 2.4 Pipa Yang Dihubungkan Seri ... 31

Gambar 2.5 Pipa Yang Dihubungkan Paralel ... 32

Gambar 2.6 Contoh Skema Jaringan Perpipaan ... 33

Gambar 2.7 Tampilan EPANET 2.0 ... 37

Gambar 3.1 Diagram Metodologi Penelitian ... 39

Gambar 3.2 Flow Chart Tahapan Pemodelan Menggunakan EPANET 2.0 ... 42

Gambar 4.1 Lokasi Kilang PT Arun NGL ... 45

Gambar 4.2 Lokasi Komplek Perumahan PT Arun NGL ... 48

Gambar 4.3 Sumber Air baku Yang Berasal Dari Sungai Peusangan ... 50

Gambar 4.4 Water Intake Sungai Peusangan ... 50

Gambar 4.5 Pompa Dari Water Intake Menuju Basin ... 51

Gambar 4.6 Basin Dan Settling Basin ... 51

Gambar 4.7 Basin Dilokasi WTP ... 52

Gambar 4.8 Fire/Raw Water Reservoir ... 52

Gambar 4.9 Clarifier Tank ... 53

Gambar 4.10 Filter ... 54

Gambar 4.11 Filtered Water Tank ... 54

Gambar 4.12 Unit Water Treathment Tank ... 55

Gambar 4.13 2 Buah Pompa Distribusi... 55

Gambar 4.14 Valve Yang Mendistribusikan Ke Area Perumahan ... 56

(10)

Gambar 4.15 Water Tank Area Dumai ... 56

Gambar 4.16 Valve Dumai Yang Mendistribusikan Ke Area Perumahan ... 57

Gambar 4.17 Water Tank Aera Tarakan ... 57

Gambar 4.18 Diagram Alir Pengolahan Dan Pendistribusian Air Bersih Komplek Perumahan PT Arun ... 58

Gambar 5.1 Sistem Jaringa Perpipaan Air Bersih Pada Komplek PT Arun ... 80

Gambar 5.2 Loop Pada Area Balik Papan Serta Debit Masuk Dan Debit Pengambilan Juga Asumsi Awal Kapasitasnya ... 81

Gambar 5.3 Besar Kapasitas Aliran Pada Jaringan Perpipaan Area Balik Papan Setelah Dilakukan Iterasi ... 91

Gambar 5.4 Tampilan Map Dimensions ... 92

Gambar 5.5 Tampilan Map Options ... 93

Gambar 5.6 Tampilan Default ... 93

Gambar 5.7 Input Junction ... 94

Gambar 5.8 Input Pipe ... 95

Gambar 5.9 Input Tank ... 96

Gambar 5.10 Gambar Visual Jaringan Distribusi ... 97

(11)

DAFTAR GAMBAR

Tabel 2.1 Unsur-Unsur Fungsional Dari Sistem Penyediaan Air Minum ... 13

Tabel 2.2 Penggunaan Air Rata-rata Untuk Rumah Tangga ... 18

Tabel 2.3 Rata-rata Kebutuhan Air Per Orang Per Hari ... 18

Tabel 2.4 Nilai Kekerasan Dinding Untuk Berbagai Pipa Komersil ... 25

Tabel 2.5 Koefisien Kekasaran Hazen – Wiliam, C ... 26

Tabel 2.6 Kehilangan Tinggi Tekanan Pada Katup, Alat Penyesuaian Dan Pipa Yang Digunakan ... 27

Tabel 2.7 Harga Kp Untuk Pipa ... 32

Tabel 5.1 Pembagian Area Dan Jumlah Pengguna Air Bersih Di Komplek PT Arun ... 61

Tabel 5.2 Penggunaan Air Untuk Perkantoran di Area Komplek PT Arun ... 64

Tabel 5.3 Penggunaan Air Untuk Sekolah di Area Komplek PT Arun ... 65

Tabel 5.4 Penggunaan Air Untuk Penginapan ... 65

Tabel 5.5 Penggunaan Air Untuk Rumah Sakit ... 66

Tabel 5.6 Kebutuhan Air Bersih Untuk Sarana Ibadah ... 67

Tabel 5.7 Kebutuhan Air Bersih Untuk Garmen ... 67

Tabel 5.8 Penggunaan Air Untuk Tempat Makan di Area Komplek PT Arun ... 68

Tabel 5.9 Pengguanaan Air Untuk Super Market ... 68

Tabel 5.10 Penggunaan Air Untuk Kolam Renang ... 69

Tabel 5.11 Penggunaan Air Untuk Lapangan Golf ... 69

Tabel 5.12 Penggunaan Air Untuk Stadion ... 70

Tabel 5.13 Penggunaan Air Untuk Gedung MPB ... 70

(12)

Tabel 5.14 Penggunaan Air Untuk Gedung Olah Raga ... 71

Tabel 5.15 Penggunaan Air Lain-lain ... 71

Tabel 5.16 Rekapitulasi Estimasi Pemakaian Air Pada Area Komplek Perumahan PT Arun ... 71

Tabel 5.17 Perhitungan Pemakaian Air Per Area ... 72

Tabel 5.18 Koefisien Minor Headloss ... 75

Tabel 5.19 Koefisien Minor Headloss ... 77

Tabel 5.20 Nilai Debit Dan Tekanan Output Software EPANET 2.0 ... 98

Tabel 5.21 Hasil Evaluasi Pemodelan Software EPANET 2.0 Dengan Metode Hardy Cross ... 99

(13)

DAFTAR NOTASI

Q = Debit/laju aliran dalam pipa (m3/dtk)

A = Luas penampang aliran (m2)

V = Kecepatan aliran (m/s)

hf = Kerugian gesekan dalam pipa (m)

L = Panjang pipa (m)

C = Koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams

d = Diameter dalam pipa (m)

g = Percepatan gravitasi (m2/s)

k = Koefisien kerugian (dari lampiran koefisien minor losses peralatan pipa)

n = Koefisien kekasaran Manning

f = Faktor Gesekan

A = Luas penampang (m2)

�2−�1

� = perbedaan head tekanan (m) � = Berat jenis air (9810 N/ m3)

�2− �1 = perbedaan head statis (m)

Hp = Head pompa (m)

Re = Bilangan Reynold

V1 = Kecepatan pada titik awal (m/s) V2 = Kecepatan pada titik akhir (m/s)

(14)

ABSTRAK

Kata Kunci: Hardy Cross, EPANET 2.0, Headloss

(15)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air bersih merupakan jenis sumber daya air bermutu baik biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk keperluan sehari-hari seperti mandi, mencuci dan sebagainya. Di sekitar kita banyak sumber air bersih yang bisa di manfaatkan secara langsung penggunaannya. Salah satu diantaranya adalah air sungai. Air sungai yang biasanya dijadikan sumber air bersih adakalanya perlu diolah agar memenuhi standar syarat kualitas air bersih seperti yang telah ditetapkan oleh pemerintah dalam Permenkes RI mengenai Syarat-Syarat dan Pengawasan Air Minum No. 907/MENKES/SK/VII/2002 seperti tidak berasa, tidak bewarna, tidak berbau dan tidak mengandung logam berat.

PT Arun NGL merupakan perusahaan penghasil gas alam cair terbesar di Indonesia. Dalam memenuhi kebutuhan air bersih bagi perusahaan, PT Arun menmbangun fasilitas pengolahan air bersih sendiri atau yang disebut Water Treathment Plan (WTP). Hal ini membuat PT Arun tidak bergantung pada Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) setempat dalam menyediakan air bersih untuk kebutuhan operasional dan domestik.

Sistem distribusi air bersih merupakan suatu jaringan pemipaan 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

(16)

Pendistribusian air bersih kepada penghuni komplek perumahan merupakan hal yang menarik untuk diteliti. Mengingat karena kontur komplek perumahan ini berbukit-bukit dan memiliki perbedaan elevasi sampai puluhan meter tidak seperti kebanyakan pada komplek perumahan umumnya. Oleh karena itu kiranya penulis merasa perlu menganalisis bagaimana sistem pendistrubusian air bersih ke rumah-rumah karyawan tersebut.

Pendistribuasian air bersih ke komplek perumahan PT Arun menggunakan sistem gabungan yaitu sistem pompa dan sistem gravitasi. Pada mulanya air dipompa dari WTP dengan debit yang relatif besar. Kemudian air ditampung di tangki-tangki penampungan induk (reservoir) yang berjumlah 3 buah dengan kapasitas 1500 L yang letaknya lebih tinggi dari lokasi rumah-rumah karyawan. Dari tangki ini air kemudian dipompa lagi ke tangki yang lain yang berada di dua lokasi berbeda yang masing-masing berkapasitas 500 L dan 300 L. Dalam perencanaannya pembangunaannya perencana tidak menggunakan asumsi-asumsi pemakaian air yang biasa digunakan di indonesia. Asumsi yang dipakai dua kali lebih besar dari asumsi yang ada. Hal ini terjadi karena berkaitan dengan kebijakan perusahaan bahwa fasilitas air bersih yang disediakan tersebut tidak dipungut biaya pemakaian per bulan. Sehingga untuk mengantisipasi terjadinya kekurangan air di kawasan komplek debit yang dipompa jumlahnya relatif besar.

Suatu model sistem jaringan pipa distribusi air melibatkan pengetahuan yang menyangkut persamaan-persamaan dalam hidrolika saluran tertutup. Persamaan dasar yang terkait dengan hidrolika ini adalah persamaan kontinuitas, kekekalan energi dan kehilangan tekanan (headloss). Untuk menganalisa sistem jaringan ini dapat diselesaikan dengan cara manual, namun untuk jaringan yang

(17)

kompleks perangkat lunak EPANET akan sangat membantu dalam menyelesaikan permasalahan ini.

1.2 Perumusan Masalah

Adapun hal-hal yang menjadi perumusan masalah dalam penyusunan tugas akhir ini adalah :

1. Menganalisis sistem pendistribusian air bersih pada komplek perumahan PT Arun.

2. Menganalisis kelaikan jenis pompa yang digunakan dalam pendistribusian air bersih.

3. Perhitungan distribusi air bersih dengan menggunakan Metode Hardy Cross

kemudian di check dengan software EPANET 2.0. Apakah sudah dapat mewakili kondisi aliran distribusi yang ada.

1.3 Pembatasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil pembahasan yang maksimal maka penulis perlu membatasi masalah yang akan dibahas. Sesuai dengan tujuan dari penulisan tugas akhir ini maka batasan masalah dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Jaringan pipa yang dianalisa adalah jaringan pipa primer dan sekunder. 2. Parameter utama yang dianalisa adalah debit rata-rata, head dan headloss.

3. Analisa jaringan pipa menggunakan metode Hardy Cross dan dibandingkan dengan software EPANET 2.0.

(18)

1.4 Tujuan

Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Menganalisis jaringan dan sistem pendistribusian air bersih di komplek perumahan PT ARUN mengingat kontur lahannya yang berbukit-bukit. 2. Menganalisis debit di titik-titik mana yang kecil sehingga dapat dibuat

keputusan manajerial untuk mengantisipasi hal tersebut.

3. Penerapan ilmu hidrolika khususnya mengenai saluran tertutup untuk jaringan air pada suatu kawasan komplek perumahan.

1.5 Manfaat Penulisan

Dengan adanya hasil tugas akhir ini diharapkan :

1. Dapat menambah pengetahuan dan wawasan akan jaringan pipa air bersih bagi mahasiswa teknik sipil khususnya dan pembaca pada umumnya.

2. Menjadi bahan pengetahuan bagi pembaca dalam perencanaan sesuatu sistem jaringan pendistribusian air bersih pada suatu kawasan.

3. Dapat menambah wawasan dan pengetahuan pembaca tentang sistem pendistribusian air bersih dan penggunaan metode Hardy Cross pada suatu jaringan perpipaan.

(19)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Air adalah kebutuhan dasar untuk kehidupan manusia, terutama digunakan untuk air minum, memasak makanan, mencuci, mandi dan kakus. Ketersediaan sistem penyediaan air bersih merupakan bagian yang selayaknya diprioritaskan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat baik di perkotaan maupun pedesaan. Hingga saat ini penyediaan oleh pemerintah menghadapi keterbatasan, baik sumber daya manusia maupun sumber daya lainnya.

Sebagian besar masyarakat masih menggunakan air sungai, danau, sumber-sumber air, atau hanya mengandalkan air hujan dalam memenuhi kebutuhan air sehari-harinya. Untuk di daerah perkotaan, pada umumnya sumber air bakunya dari sungai, makin hari tercemar oleh ulah masyarakat sendiri dengan membuang sampah sembarangan dan juga dari banyak barang bekas rumah tangga, pabrik dan lainnya. Selain itu juga dihadapkan kepada perubahan lingkungan yang dilakukan oleh manusia, di antaranya rawa, kolam, danau dan sungai yang diurug, serta penggunaan daerah resapan air untuk bangunan dan juga banyak kawasan tadah hujan berupa hutan terganggu.

Dengan keadaan yang demikian kemudian dihadapkan kepada kebutuhan air bersih yang meningkat karena penggunaan dan pertumbuhan penduduk perlu ada upaya yang menyeluruh. Air bersih secara umum diartikan sebagai air yang layak untuk dijadikan air baku bagi air minum. Dengan kelayakan ini terkandung pula pengertian layak untuk mandi, cuci dan kakus.

(20)

Sebagai air yang layak untuk diminum, tidak diartikan bahwa air bersih itu dapat diminum langsung, artinya masih perlu dimasak atau direbus hingga mendidih. Sebagai air yang layak dipergunakan untuk pemenuhan kebutuhan hal tersebut di atas, diperlukan upaya penyediaan air bersih. Penyediaan air bersih hendaknya memperhatikan sumber, kualitas dan kuantitasnya. Sumber air bersih merupakan pemasok air bersih, oleh karena itu perlu dan harus diupayakan menjaga keberadaan dan keberlanjutannya. Sedangkan kualitas merupakan hal yang penting bagi kesehatan dan kuantitas penting bagi pencukupan jumlah pasokan air bersih.

2.2 Definisi Air Bersih

Air bersih adalah air yang biasa digunakan untuk kebutuhan sehari-hari dan akan menjadi air minum setelah didihkan 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 Persyaratan Dalam Penyediaan Air Bersih 2.3.1 Persyaratan Kualitas

Persyaratan kualitas menggambarkan mutu dari air baku air bersih. persyaratan kualitas air bersih adalah sebagai berikut :

(21)

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 250 C, dan apabila terjadi perbedaan maka batas yang diperbolehkan adalah 250 C ± 300 C.

2. Persyaratan kimiawi

Air bersih tidak boleh mengandung bahan-bahan kimia dalam jumlah yang melampaui batas. Beberapa persyaratan kimia antara lain adalah : pH, total solid, zat organik, CO2 agresif, kesadahan, kalsium (Ca), besi (Fe), mangan (Mn), tembaga (Cu), seng (Zn), chlorida (Cl), nitrit, flourida (F), serta logam. 3. Persyaratan bakteriologis

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

4. Persyaratan radioaktifitas

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

2.3.2 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

(22)

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.

2.3.3 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 pemipaan 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

(23)

dimensi atau ukuran pipa yang diperlukan sesuai dengan tekanan minimum yang diperbolehkan agar kuantitas aliran terpenuhi.

2.3.4 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 5 maka (meter kolom air) atau 0,5 atm (satu atm = 10 m), dan paling tinggi adalah 22 mka (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 10 mka 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.

(24)

2.4 Sistem Distribusi dan Sistem Pengaliran Air Bersih 2.4.1 Sistem Distribusi Air Bersih

Sistem distribusi adalah sistem yang langsung berhubungan dengan konsumen, yang mempunyai fungsi pokok mendistribusikan air yang telah memenuhi syarat ke seluruh daerah pelayanan. Sistem ini meliputi unsur sistem pemipaan dan perlengkapannya, hidran kebakaran, tekanan tersedia, sistem pemompaan (bila diperlukan), dan reservoir distribusi.

Sistem distribusi air minum terdiri atas pemipaan, katup-katup, dan pompa yang membawa air yang telah diolah dari instalasi pengolahan menuju pemukiman, perkantoran dan industri yang mengkonsumsi air. Juga termasuk dalam sistem ini adalah fasilitas penampung air yang telah diolah (reservoir distribusi), yang digunakan saat kebutuhan air lebih besar dari suplai instalasi, meter air untuk menentukan banyak air yang digunakan, dan keran kebakaran.

Dua hal penting yang harus diperhatikan pada sistem distribusi 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. Suplai air melalui pipa induk mempunyai dua macam sistem:

• Continuous system

Dalam sistem ini air minum yang disuplai ke konsumen mengalir terus menerus selama 24 jam. Keuntungan sistem ini adalah konsumen setiap saat

(25)

dapat memperoleh air bersih dari jaringan pipa distribusi di posisi pipa manapun. Sedang kerugiannya pemakaian air akan cenderung akan lebih boros dan bila terjadi sedikit kebocoran saja, maka jumlah air yang hilang akan sangat besar jumlahnya.

• Intermitten system

Dalam sistem ini air bersih disuplai 2-4 jam pada pagi hari dan 2-4 jam pada sore hari. Kerugiannya adalah pelanggan air tidak bisa setiap saat mendapatkan air dan perlu menyediakan tempat penyimpanan air dan bila terjadi kebocoran maka air untuk fire fighter (pemadam kebakaran) akan sulit didapat. Dimensi pipa yang digunakan akan lebih besar karena kebutuhan air untuk 24 jam hanya disuplai dalam beberapa jam saja. Sedang keuntungannya adalah pemborosan air dapat dihindari dan juga sistem ini cocok untuk daerah dengan sumber air yang terbatas.

2.4.2 Sistem Pengaliran Air Bersih

Air merupakan hal yang sangat penting dalam kehidupan makhluk hidup umumnya dan manusia khususnya. Air sebagai pemenuh kebutuhan untuk berbagai kebutuhan sehari-hari, diantaranya untuk keperluan aktifitas domestik, keperluan industri, sosial, perkantoran dan kebutuhan-kebutuhan lainnya.

Untuk menngalirkan air minum kepada konsumen dengan kuantitas, kualitas dan tekanan yang cukup memerlukan sistem pemipaan yang baik, reservoir, pompa dan dan peralatan yang lain. Di dalam sistem transmisi ada beberapa cara pengaliran yang dapat dilakukan, antara lain :

(26)

• Sistem saluran terbuka, sistem ini hanya memperhatikan ketinggian tanah dan konstruksi saluran untuk dapat mengalirkan air dengan kapasitas besar sehingga biaya pembuatan dan operasionalnya murah. Saluran yang terbuka amat sensitif terhadap faktor eksternal yang dapat mempengaruhi kualitas air yang dialirkan.

• Sistem saluran tertutup, sistem ini mampu membawa air dengan kapasitas besar dan memungkinkan kehilangan air kecil bila dibandingkan dengan debitnya.

• Sistem pipa, pada sistem ini aliran tidak tergantung pada profil tanah. Kualitas air tidak mudah dipengaruhi oleh faktor luar, selain itu operasi dan pemeliharaannya mudah, walaupun biaya pembuatannya lebih mahal jika dibandingkan dengan sistem terbuka dan sistem tertutup.

2.5 Sistem Penyediaan Air Bersih

Menurut Ray K. Linsey and Joseph B. Franzini (1991), suatu penyediaan air bersih yang mampu menyediakan air yang dapat diminum dalam jumlah yang cukup merupakan hal penting bagi suatu kota besar yang modern. Unsur-unsur yang membentuk suatu sistem penyediaan air yang modern meliputi :

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

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

(27)

Dalam pengembangan persediaan air bagi masyarakat, jumlah dan mutu air merupakan hal yang paling penting. Hubungan antara kedua faktor ini kepada masing-masing unsur fungsional terlihat dalam tabel 2.1:

Tabel 2.1 Unsur-Unsur Fungsional Dari Sistem Penyediaan Air Minum

Unsur fungsional Masalah utama dalam perencanaan sarana Uraian

Sumber penyediaan Jumlah / mutu

Sumber-sumber air permukaan bagi penyediaan, misalnya sungai, danau dan waduk atau sumber air tanah penampungan Jumlah / mutu

Sarana-sarana yang dipergunakan untuk menampung air permukaan biasanya terletak pada atau dekat

sumber penyediaan Penyaluran Jumlah / mutu

Sarana-sarana untuk menyalurkan air dari tampungan ke sarana

pengolah pengolahan Jumlah / mutu

Sarana-sarana yang dipergunakan untuk memperbaiki atau merubah

mutu air Penyaluran & penampungan Jumlah / mutu

Sarana-sarana untuk menyalurkan air yang sudah diolah ke sarana penampungan sementara serta ke satu atau beberapa titik distribusi Distribusi Jumlah / mutu

Sarana-sarana yang dipergunakan untuk membagi air ke masingmasing

pemakai yang terkait di dalam sistem

2.6 Metode Pendistribusian Air Bersih

Di dalam pendistribusian air diperlukan suatu metode pendistribusian agar air dapat mengalir dari sumber air ke semua pemakai air. Adapun metode pendistribusian air terdiri dari tiga tipe sistem yaitu Sistem Gravitasi, Sistem Pemompaan, dan Sistem Gabungan.

(28)

2.6.1 Sistem Gravitasi

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

2.6.2 Sistem Pemompaan

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

2.6.3 Sistem gabungan keduanya

Metode ini merupakan gabungan antara dua metode yaitu metode gravitasi dan pemompaan. Metode ini biasa digunakan untuk daerah distribusi yang berbukit-bukit dan pendistribusian air di gedung bertingkat.

2.7 Studi Kebutuhan Air Bersih

Untuk sebuah sistem penyediaan air minum, perlu diketahui besarnya kebutuhan dan pemakaian air. Kebutuhan air dipengaruhi oleh besarnya populasi penduduk, tingkat ekonomi dan faktor-faktor lainnya. Oleh karena itu, data

(29)

mengenai keadaan penduduk daerah yang akan dilayani dibutuhkan untuk memudahkan permodelan evaluasi sistem distribusi air minum. Kebutuhan air bersih berbeda antara wilayah/kota yang satu dengan wilayah/kota yang lainnya. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi penggunaan air bersih menurut Linsey and Franzini (1991) adalah :

1. Iklim

Kebutuhan air untuk mandi, menyiram taman, pengaturan udara dan sebagainya akan lebih besar pada iklim yang hangat dan kering daripada di iklim yang lembab. Pada iklim yang sangat dingin, air mungkin diboroskan di keran-keran untuk mencegah bekunya pipa-pipa.

2. Ciri-ciri Penduduk

Pemakaian air dipengaruhi oleh status ekonomi dari para langganan. Pemakaian perkapita di daerah miskin jauh lebih rendah daripada di daerah-daerah kaya. Di daerah-daerah-daerah-daerah tanpa pembuangan limbah, konsumsi dapat sangat rendah hingga hanya sebesar 10 gpcd (40 liter / kapita per hari).

3. Masalah Lingkungan Hidup

Meningkatnya perhatian masyarakat terhadap berlebihannya pemakaian sumber-sumber daya telah menyebabkan berkembangnya alat-alat yang dapat dipergunakan untuk mengurangi jumlah pemakaian air di daerah pemukiman. 4. Keberadaan Industri dan Perdagangan

Keberadaan industri dan perdagangan dapat mempengaruhi banyaknya kebutuhan air per kapita dari suatu kota.

5. Iuran Air dan Meteran

(30)

industri mungkin mengembangkan persediaannya sendiri dengan biaya yang lebih murah. Para langganan yang jatah air diukur dengan meteran akan cenderung untuk memperbaiki kebocoran-kebocoran dan mempergunakan air dengan jarang. Pemasangan meteran pada beberapa kelompok masyarakat telah menurunkan pengguanaan air hingga sebanyak 40 persen.

6. Ukuran Kota

Penggunaan air per kapita pada kelompok masyarakat yang mempunyai jaringan limbah cenderung untuk lebih tinggi di kota-kota besar daripada di kota kecil. Secara umum, perbedaan itu diakibatakan oleh lebih besarnya pemakaian oleh industri, lebih banyaknya taman-taman, lebih banyaknya pemakaian air untuk perdagangan dan barang kali juga lebih banyak kehilangan dan pemborosan di kota-kota besar.

Untuk memproyeksi jumlah kebutuhan air bersih dapat dilakukan berdasarkan perkiraan kebutuhan air untuk berbagai macam tujuan ditambah perkiraan kehilangan air. Adapun kebutuhan air untuk berbagai macam tujuan pada umumnya dapat dibagi dalam :

a. Kebutuhan domestik - sambungan rumah - sambungan kran umum b. Kebutuhan non domestik

(31)

- Fasilitas perdagangan/industri

- Fasilitas perkantoran dan lain-lainnya

Sedangkan kehilangan air dapat disebabkan oleh dua hal, yaitu :

a. Kehilangan air akibat faktor teknis, misalnya kebocoran dari pipa distribusi b. Kehilangan air akibat faktor non teknis, antara lain sambungan tidak terdaftar.

kerusakan meteran air, untuk kebakaran dan lain-lainnya.

2.7.1 Kebutuhan Domestik

Kebutuhan air untuk tempat tinggal (kebutuhan domestik) meliputi semua kebutuhan air untuk keperluan penghuni. Meliputi kebutuhan air untuk mempersiapkan makanan, toilet, mencuci pakaian, mandi (rumah ataupun apartemen), mencuci kendaraan dan untuk menyiram pekarangan. Tingkat kebutuhan air bervariasi berdasarkan keadaan alam di area pemukiman, banyaknya penghuni rumah, karakteristik penghuni serta ada atau tidaknya penghitungan pemakaian air.

Menurut Linsey and Franzini, penggunaan rumah tangga adalah air yang dipergunakan di tempat-tempat hunian pribadi, rumah-rumah apartemen dan sebagainya untuk minum, mandi, penyiraman taman, saniter dan tujuan-tujuan lainnya. Taman dan kebun -kebun yang luas mengakibatkan sangat meningkatnya konsumsi pada masa-masa kering.

Penggunaan air kota dan jumlah-jumlah yang dipakai di Amerika Serikat menurut Linsey and Franzini, untuk keperluan rumah tangga berkisar antara 40-80 GPCD (gallon per kapita per hari) atau 150-300 LPCD (liter per kapita per hari)

(32)

dan umumnya berkisar antara 65 GPCD (gallon per kapita per hari) atau 250 LPCD (liter per kapita per hari), menurut Kindler and Russel, penggunaan air rata-rata untuk rumah tangga adalah sebagai berikut :

Tabel 2.2 Penggunaan Air Rata-rata Untuk Rumah Tangga

Jenis Kegiatan Kebutuhan Air (liter / orang / hari)

Dapur 45

Kamar mandi 60

Toilet 70

Mencuci pakaian 45

Lainnya (termasuk keperluan diluar

rumah) 75

Total 295

2.7.2 Kebutuhan Non Domestik

Kebutuhan non domestik adalah kebutuhan air bersih selain untuk keperluan rumah tangga dan sambungan kran umum, seperti penyediaan air bersih untuk perkantoran, perdagangan serta fasilitas sosial seperti tempat-tempat ibadah, sekolah, hotel, puskesmas, militer serta pelayanan jasa umum lainnya.

Tabel 2.3 Rata-rata Kebutuhan Air Per Orang Per Hari

No Jenis Gedung

Pemakaian air rata rata

per hari (liter)

Jangka waktu pemakaian air rata rata sehari (jam) Perbandin gan luas lantai efektif/tota l (%) Keterangan

1 Perumahan

mewah 250 8-10 42-45 Setiap penghuni

2 _{Rumah biasa}

160-250 8-10 50-53 Setiap penghuni 3

Apartemen 200-250 8-10 45-50 Mewah: 250 liter Menengah : 180 ltr

(33)

Sendiri : 120 ltr

4 _Asrama ₁₂₀ ₈ _45-48 _Sendiri

Rumah sakit 1000 8-10 50-55

(setiap tempat tidur pasien) Pasien luar :

500 ltr Staf/pegawai :120 ltr Kelg.pasien : 160 ltr 6

SD 40 5 58 Guru : 100 liter

7 _SLTP ₅₀ ₆ ₅₈ _{Guru : 100 liter}

8 SLTA dan lebih

tinggi 80 6 - Guru/Dosen : 100 liter

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

Gedung kantor 100 8 60-70 Setiap pegawai

11 Toko serba ada

departement store

3 7 55-60 -

12 _{Pabrik/industri} Buruh pria: _{60 wanita:} 100

8 -

Per orang, setiap giliran (kalau kerja lebih dari 8 jam/hari) 13

Stasiun/terminal 3 15 -

Setiap penumpang (yang tiba maupun

Berangkat) 14

Restoran 30 5 - Untuk penghuni 160 ltr

15 _{Restoran Umum} ₁₅ ₇ _-

Untuk penghuni: 160 ltr, pelayan: 100 ltr 70%

dari jumlahl tamu perlu 15 ltr/org untuk kakus,

cuci tangan dsb.

16 Gedung

pertunjukan 30 5 53-55

Kalau digunakan siang dan malam, pemakaian

air dihitung per penonton, jam pemakaian air dalam tabel adalah untuk satu

kali pertunjukan 17 Gedung

bioskop 10 7 - -

18 _{Toko pengecer} ₄₀ ₆ _- _{liter/tamu, 10 liter/staff}Pedangan besar: 30 atau, 5 liter per hari

(34)

setiap m2 luas lantai 19 Hotel/penginap

an 250-300 10 -

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

liter 20 Gedung

peribadatan 10 2 -

Didasarkan jumlah jemaah per hari 21

Perpustakaan 25 6 - Untuk setiap pembaca

yang tinggal 22

Bar 30 6 - Setiap tamu

23 Perkumpulan

sosial 30 - - Setiap tamu

24 _{Kelab malam} _120-350 _- _- _{Setiap tempat duduk}

25 Gedung

perkumpulan 150-200 - - Setiap tamu

Laboratorium 100-200 8 - Setiap tamu

2.7.3 Kehilangan Air

Kehilangan dan kebocoran air adalah air yang bocor dari system pada jaringan yang bersangkutan, kesalahan meteran, sambungan-sambungan yang tidak sah dan lain-lain hal yang tidak dihitung. Kategori kehilangan dan pemborosan ini sering dihitung kira-kira sebesar 20 gpcd (75/kapita per hari), tetapi jika konstruksinya tepat dan pemeliharaannya cermat, hal itu dapat diturunkan hingga kurang dari 5 gpcd (20 liter/kapita per hari).

2.7.4 Fluktuasi kebutuhan air

Kebutuhan air tidak selalu sama untuk setiap saat tetapi akan berfluktuasi. Fluktuasi yang terjadi tergantung pada suatu aktivitas penggunaan air dalam keseharian oleh masyarakat. Pada umumnya kebutuhan air dibagi dalam tiga kelompok :

(35)

1. Kebutuhan rerata

Pemakaian air rata-rata menggunakan persamaan berikut :

�ℎ

=

��

� (2.1)

dimana:

Qh = Pemakaiaan air rata-rata (m3/jam) Qd = Pemakaian air rata-rata sehari (m3)

T = Jangka waktu pemakaian (jam)

2. Kebutuhan harian maksimum

Kebutuhan air harian dengan menggunakan rumus:

Kebutuhan air per hari = Jumlah penduduk x kebutuhan rata-rata per hari

3. Kebutuhan pada jam puncak

Kebutuhan harian maksimum dan jam puncak sangat diperlukan dalam perhitungan besarnya kebutuhan air baku, karena hal ini menyangkut kebutuhan pada hari-hari tertentu dan pada jam puncak pelayanan. Sehingga penting mempertimbangkan suatu nilai koefisien untuk keperluan tersebut. Kebutuhan air harian maksimum dan jam puncak dihitung berdasarkan kebutuhan dasar dan nilai kebocoran dengan pendekatan sebagai berikut :

Qh – max = C1 x Qh (2.2)

C 1 adalah konstanata (1,2–2,0)

2.8 Konsep Dasar Pada Aliran Pipa

Untuk aliran fluida dalam pipa khususnya untuk air terdapat kondisi yang harus diperhatikan dan menjadi prinsip utama kondisi fluida tersebut adalah fluida

(36)

merupakan fluida inkompresibel, fluida dalam keadaan steady dan seragam. dijelaskan bahwa:

�

=

�

(2.3)

dimana:

Q adalah laju aliran (m3/s)

A adalah luas penampang aliran (m2) V adalah kecepatan aliran (m/s).

Untuk aliran steady dan seragam seperti yang tergambar pada gambar 2.2 dalam pipa dengan diameter pipa konstan pada waktu yang sama berlaku :

�

=

�

2 (2.4)

di mana:

V1= kecepatan awal di dalam pipa (m/s) V2 = kecepatan akhir di dalam pipa (m/s), dan A1= luas penampang saluran pada awal pipa (m2) A2 = luas penampang saluran pada akhir pipa (m

2 )

Gambar 2.1 Aliran Steady dan Seragam

Gambar 2.1 menjelaskan bahwa aliran yang terjadi pada suatu sistem adalah seragam, dimana energi pada setiap titik adalah sama, besarnya kecepatan berbanding terbalik dengan luas penampang pipa. Semakin besar luas penampang maka kecepatan akan semakin kecil, begitu pula sebaliknya.

(37)

2.9 Persamaan Bernoulli

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

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.

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

�

1 +

�1

+

�12

2�

=

�

2 +

�2

+

�22

2� (2.5)

dimana:

P1 dan P2 = tekanan pada titik 1 dan 2

V1 dan V2 = kecepatan aliran pada titik 1 dan 2 Z1 dan Z2 = perbedaan ketinggian antara titik 1 dan 2 γ = berat jenis fluida

(38)

Gambar 2.2 Ilustrasi Persamaan Bernoulli

Persamaan di atas digunakan jika diasumsikan tidak ada kehilangan energi antara dua titik yang terdapat dalam aliran fluida. Untuk zat cair yang riil, dalam aliran zat cair akan terjadi kehilangan energi yang harus diperhitungakan dalam aplikasi Bernoulli. Kehilangan tenaga akibat adanya gesekan antara zat cair dengan dinding batas (hf) atau karena adanya perubahan tampang aliran (he). Kehilangan energi yang disebabkan karena gesekan disebut kehilangan energi primer, sedangkan karena perubahan tampang aliran dikenal kehilangan energi skunder. Dengan memperhitungkan kedua kehilangan tersebut , maka persamaan Bernoulli menjadi:

�

1 +

�1

+

�12

2�

=

�

2 +

�2

+

�22

2�

+

∑ ℎ�

+

∑ ℎ�

(2.6)

2.10 Kehilangan Tinggi Tekanan (Head Losses)

2.10.1 Kehilangan Tinggi Tekanan Mayor (Mayor Losses)

Aliran fluida yang melalui pipa akan selalu mengalami kerugian head. Hal ini disebabkan oleh gesekan yang terjadi antara fluida dengan dinding pipa atau perubahan kecepatan yang dialami oleh aliran fluida (kerugian kecil). Kerugian

(39)

head akibat gesekan dapat dihitung dengan menggunakan salah satu dari dua rumus berikut, yaitu:

1. Persamaan Darcy – Weisbach

Persamaan Darcy-Weisbach (1845) adalah formula umum yang banyak diaplikasikan dialiran pipa. Aliran fluida yang mengalir melalui pipa akan selalu mengalami kerugian head. Hal ini disebabkan oleh gesekan yang terjadi antara fluida dengan dinding pipa. Persamaan Darcy-Weisbach adalah sebagai berikut:

ℎ�

=

�

� �2

2� (2.7)

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/s) g = percepatan gravitasi (m/s2)

Dimana faktor gesekan (f) dapat dicari dengan menggunakan diagram Moody (Gambar 2.3). Moody menyediakan diagram untuk mendapatkan faktor gesekan dengan menggunakan bilangan Reynold dan kekasaran relatif. Untuk mengaplikasikan diagram Moody, kecepatan aliran dan diameter pipa harus diketahui maka bilangan reynold dapat diketahui. Kemudian tarik garis vertikal sampai batas garis kekasaran relatif (ε/D) sehingga didapatkan koefisien kekasaran(f).

Menurut Hagen-Poiseuille untuk aliran laminar (Re<2000), faktor gesekan adalah hanya fungsi bilangan Reynolds saja. Seperti terlihat pada persamaan 2.8 berikut:

(40)

�

=

�� (2.8)

Dalam tiap ikhwal maka persamaan Darcy-Weisbach, persamaan kontinuitas, dan diagram Moody digunakan untuk mencari besaran yang tidak diketahui. Sebagai ganti diagram Moody, rumus eksplisit untuk f adalah sebagai berikut:

�

=

1,325

[ln (� �+5_⁄ ,74 �_⁄ 0,9_)]2 (2.9)

Persamaan 2.9 dapat dipergunakan dengan syarat:

(41)

(42)

Nilai kekasaran untuk beberapa jenis pipa dapat disajikan pada tabel 2.4 berikut:

Tabel 2.4 Nilai Kekerasan Dinding Untuk Berbagai Pipa Komersil

Bahan

Kekasaran (ε)

mm ft

Brass 0.0015 0.000005

Concrete

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

0.18 0.36 0.60 0.0006 0.0012 0.002

Copper 0.0015 0.000005

Corrugated metal (CMP) 45 0.15

Iron

-Asphalted lined -Cast

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

Polyvinyl chloride (PVC) 0.0015 0.000005

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

0.004 0.045 0.000016 0.003-0.03 0.000013 0.00015

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:

ℎ�

=

10,70�1,85

(43)

dimana:

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

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

Koefisien kekasaran pipa untuk formula Hazen-Williams dapat dilihat pada tabel 2.5 berikut:

Tabel 2.5 Koefisien Kekasaran Hazen – Wiliam, C

Material Pipa Koefisien C

Brass, copper, aluminium 140

PVC, plastic 150

Cast iron new and old 130

Galvanized iron 100

Asphalted iron 120

Commercial and welded steel 120

Riveted steel 110

Concrete 130

Wood stave 120

2.10.2 Kehilangan Tinggi Tekan Minor (Minor Losses)

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

Besarnya kerugian minor akibat adanya kelengkapan pipa dirumuskan sebagai berikut:

ℎ�

=

∑ �

�2

(44)

dimana:

g = percepatan gravitasi

v = kecepatan aliran fluida dalam pipa k = koefisien kerugian

Untuk pipa yang panjang (L/d >>> 1000), minor losses dapat diabaikan tanpa kesalahan yang cukup berarti tetapi menjadi penting pada pipa yang pendek.

Berikut tabel 2.6 yang memperlihatkan nilai koefisien kerugian (k) berdasarkan bentuk dari pipa tersebut.

Tabel 2.6 Kehilangan Tinggi Tekanan Pada Katup, Alat Penyesuaian Dan Pipa Yang Digunakan

Harga K dalam h = K�

�

2�

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

0.19 1.15 5.6

2. Katup bola, terbuka 10

3. Katup sudut, terbuka 5

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

0.9 0.75

0.6

5. Lengkungan pengembalian 1800 2.2

6. Bengkokan 450 0.42

7. Bengkokan 22 ½ 0 (45cm) 0.13

8. Sambungan T 1.25

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

10. Sambungan Pembesar 0.25(�12− �22) 2⁄ �

11. Sambungan pengecil mulut lonceng 0.10

(45)

2.11 Mekanisme Aliran Dalam Pipa 2.11.1 Pipa Hubungan Seri

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

� =�₁ = �₂ =�₃ =�� (2.12)

�= �₁�₁ = �₂�₂ = �₃�₃ (2.13)

Σh₁ = h₁₁+ h₁₂+ h₁₃ (2.14)

dimana:

Q = debit awal pada pipa (m3/s)

V1= kecepatan awal di dalam pipa (m/s) V2= kecepatan akhir di dalam pipa (m/s)

A1= luas penampang saluran pada awal pipa (m2) A2= luas penampang saluran pada akhir pipa (m2) hl = headloss pada pipa (m)

(46)

2.11.2 Pipa yang Hubungkan Paralel

= arah aliran

Gambar 2.5 Pipa Yang Dihubungkan Paralel

Pada gambar 2.5, jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara paralel, total laju aliran sama dengan jumlah laju aliran yang melalui setiap cabang dan rugi head pada sebuah cabang sama dengan pada yang lain, dimana dapat dirumuskan sebagai :

� =�₁+�₂+�₃ (2.15)

� =�₁�₁ =�₂�₂ =�₃�₃ (2.16)

Δh = Δh₁ = Δh₂ = Δh₃ (2.17)

2.12 Sistem Jaringan Pipa

Menurut J.M.K. Dake, Endang P.Tachyan, Sistem jaringan pipa mungkin tidak sesederhana seperti gambar 2.6. Suatu jaringansuplai kota sering rumit dan di desain suatu sistem distribusi air yang efektif untuk seluruh kota diperlukan untuk memperhitungkan tekanan dan debit pada setiap titikdi dalam jaringan.

(47)

Gambar 2.6 Contoh Skema Jaringan Perpipaan

Dalam menganalisa sistem jaringan pipa dapat digunakan metode Metode

Hardy Cross. Metode Hardy Cross merupakan suatu metode yang lebih efisien dipergunakan untuk menetapkan besarnya debit dan kehilangan tinggi tekanan di masing pipa dalam jaringan yang bersangkutan. Metode Hardy Cross adalah metode yang mencoba arah aliran dan debit aliran pada semua pipa. Jika ternyata persamaan kontinuitas dan energi belum terpenuhi maka percobaan diulang dengan menggunakan harga yang baru yang telah dikoreksi. Metode Hardy Cross

disebut sebagai persamaan Loops. Persamaan tersebut terdiri dari persamaan kontinuitas dan persamaan energi

Menurut Radianta Triatmadja. 2009:

Pada tiap node berlaku Persamaan kontinuitas : Σ Q = q external (2.18) Pada setiap pipa berlaku persamaan energi : Σ KpQn = 0 (2.19)

Suatu jaringan kota dapat dibagi menjadi beberapa putaran atau “cincin” yang sesuai. Dua kebutuhan teoretis yaitu penurunantinggi tekan netto sekeliling

(48)

putaran harus nol dan besarnya aliran netto ke arah cabang juga harus nol (0) Andaikan kehilangan tinggi tekan terhadap gesekan dan lain-lainnya pada masing-masing pipa dinyatakan dalam bentuk :

hf = Kp. Qn (2.20)

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

Q = Q₀+ΔQ (2.21)

dimana Qo adalah debit yang diumpamakan (memenuhi kondisi kesinambungan) yang besarnya di bawah debit yang sebenarnya dengan perbedaan yang kecil seharga ΔQ.

Dengan mensubstitusikan (2.20) kedalam (2.21) dan dengan

mengembangkannya dengan teori binomial (dengan menghilangkan faktor yang mempunyai (ΔQ)2 dan pangkat yang lebih besar).

hf = Kp(Qn₀+ nQn−1₀ ΔQ) (2.22)

Dalam gerakan sekeliling putaran , Σhf = 0, sehingga :

ΣnKp Q₀n−1ΔQ =−ΣKp Q₀n (2.23)

Untuk memenuhi kebutuhan kesinambungan pada setiap cabang (untuk aliran masuk dan keluar yang tetap ke dalam putaran tertentu), harga ΔQ harus sama pada setiap pipa. Dengan demikian ΔQ dapat dikeluarkan dari tanda pejumlahan. Sehingga persamaan (2.22) menghasilkan:

Δ

Q =

−ΣKpQ0n

ΣnKpQ₀n−1

=

−Σhf

(49)

Persamaan 2.24 memberikan koreksi yang akan digunakan untuk debit yang diumpamakan Qo untuk membuat harga tersebut sangat mendekati harga debit yang nyata Q.

Harga n adalah eksponen dalam persamaan Hazen – Williams bila digunakan untuk menghitung hf dan besarnya adalah 1

0,54= 1,85 dan n

menyatakan suku-suku yang terdapat dalam persamaan yang menggunakan satuan British, yaitu :

n =

4,73L

C1,85_d4,85 (2.25)

Cara lain yang dapat digunakan adalah dengan persamaan Darcy – Weisbach dengan n = 2 dan Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa faktor gesekan selalu berubah untuk setiap iterasi.

n =

8fL

gπ2_d5 (2.26)

Tabel 2.7 Harga Kp Untuk Pipa

Metode Satuan Snit Kp

Hazen – Wiliam

Q,cfs ; L,ft ; d,ft ; hf,ft 4,73 �

�1,85�4,87

Q,gpm ; L,ft ; d,inc ; hf,ft 10,44 �

�1,85_�4,87 Q,m3/s ; L,m ; d,m ; hf,m 10,70 �

�1,85�4,87

Darcy – Weisbach

Q,cfs ; L,ft ; d,ft ; hf,ft ��

39,70 �5

Q,gpm ; L,ft ; d,inc ; hf,ft ��

32,15 �5

Q,m3/s ; L,m ; d,m ; hf,m ��

(50)

2.13 Pengenalan EPANET 2.0

EPANET adalah program komputer yang menggambarkan simulasi hidrolis dan kecenderungan kualitas air yang mengalir di dalam jaringan pipa. Jaringan itu sendiri terdiri dari pipa, node (titik koneksi pipa), pompa, katub, dan tangki air atau reservoir. EPANET dikembangkan oleh Water Supply and Water Resources Divission USEPA’S National Risk Management Research Laboratory dan pertama kali diperkenalkan pada tahun 1993 dan versi yang baru diterbitkan pada tahun 1999.

EPANET didisain sebagai alat untuk mencapai dan mewujudkan pemahaman tentang pergerakan dan karakteristik kandungan air minum dalam jaringan distribusi. Juga dapat digunakan untuk berbagai analisa berbagai aplikasi jaringan distribusi. Sebagai contoh untuk pembuatan design, kalibrasi model hidrolis, analisa sisa khlor, dan analisa pelanggan.

EPANET dapat membantu dalam me - manage strategi untuk merealisasikan kualitas air dalam suatu sistem. Semua itu mencakup:

• Alternatif penggunaan sumber dalam berbagai sumber dalam suatu sistem. • Alternatif pemompaan dalam penjadwalan pengisian atau pengosongan

tangki.

• Penggunaan treatment, misal chlorinisasi pada tangki. • Penargetan pembersihan pipa dan penggantiannya.

Dijalankan dalam lingkungan windows, EPANET dapat terintegrasi untuk melakukan editing dalam pemasukan data, running simulasi dan melihat hasil

running dalam berbagai bentuk (format), Sudah pula termasuk kode-kode yang berwarna pada peta, tabel data-data, grafik, serta citra kontur.

(51)

Hasil yang didapat dari simulasi hidrolik dan performansi jaringan menggunakan EPANET yaitu keseimbangan jaringan, arah aliran, head yang terjadi. Selain itu, analisa sebuah jaringan pipa dengan menggunakan EPANET dapat membantu kita untuk memecahkan beberapa masalah diantaranya:

• Analisa terhadap jaringan baru • Analisa terhadap energi dan biaya

• Optimalisasi dari penggunaan air, kualitas air dan tekanan

Setiap formula menggunakan persamaan untuk menghitung kehilangan tekan diantara permulaan dan akhir pada sebuah pipa, yaitu:

ℎ�= �� (2.27)

dimana : hl = headloss (dlm satuan panjang), q = laju aliran (Volume/waktu), A = Koefisien resistan, dan B = Faktor eksponen aliran.

(52)

Untuk menjalankan program ini diperlukan input data yang mendukung, sehingga dihasilkan output yang menunjukkan performansi jaringan tersebut. Input yang diperlukan pada program ini yaitu:

1. Input komponen yang mendukung sebuah sistem jaringan pipa yang meliputi pipa, pompa dan reservoir.

2. Input berupa node yang menghubungkan masing-masing pipa sehingga membentuk sebuah sistem jaringan pipa.

3. Input berupa nomor masing-masing komponen baik pipa, node, pompa, dan

reservoir.

4. Input yang menunjukkan karakteristik masing-masing komponen yang meliputi diameter, panjang, kekasaran bahan pipa dan karakteristik pompa. 5. Input persamaan yang akan digunakan yang merupakan karakteristik dari

hidrolik.

Dengan menggunakan data yang berupa input seperti diatas maka analisa hidrolik dapat dilakukan. Adapun nilai koreksi epanet dapat dihitung pada masing-masing pipa dengan menggunakan rumus:

��

=

��

�� (2.28)

dimana : HD = Head dengan rumus Darcy Weisbach (m) He = Head perangkat lunak EPANET (m)

Setelah dihitung persen ralat masing-masing pipa maka persen ralat rata-rata dihitung menggunakan rumus:

��

�� − ��

=

��ℎ��

(53)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi yang digunakan untuk mengolah data dalam penulisan ini adalah metode deskriptif kuatitatif, yaitu metode perhitungan dan penjabaran hasil pengolahan data lapangan dari tiap lokasi yang ditinjau. Metode yang dilakukan pada studi ini terlebih dahulu melakukan peninjauan lokasi di komplek Perumahan PT Arun, kemudian mengumpulkan data-data yang berhubungan dengan sistem distribusi air bersih dan menganalisa data sedemikian rupa untuk mendapatkan kesimpulan akhir. Alur pengerjaannya lebih jelas tergambar pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram Metodologi Penelitian

MULAI

PENGUMPULAN DATA

1. PETA JARINGAN

DISTRIBUSI

2. DIAMETER PIPA

3. PANJANG PIPA

4. JENIS PIPA

DATA JUMLAH PENGGUNA

KETERSEDIA AN AIR

ANALISA JARINGAN PEMIPAAN DENGAN EPANET 2.0 DAN DICHECK DENGAN METODE

HARDY CROSS

KESIMPULAN DAN SARAN PEMODELAN SKEMA JARINGAN

DISTRIBUSI AIR BERSIH DENGAN EPANET 2.0

DATA PEMAKAIAN AIR PER WILAYAH

HITUNG JUMLAH PENGGUNA HITUNG KEBUTUHAN AIR PENGGUNA 39

(54)

3.1 Pengumpulan Data

Pengumpulan data merupakan hal yang harus dipenuhi sebelum melakukan sebuah penelitian, data-data yang terkait dengan kondisi lokasi studi sangat mendukung penyelesaian studi ini. Untuk mencapai tujuan dan sasaran penelitian ini maka tahapan proses penelitian yang dilakukan oleh penulis adalah sebagai berikut :

1. Studi Literatur

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

2. Pengumpulan Data

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

Data primer merupakan data yang diperoleh dengan mengadakan kunjungan langsung di daerah studi sehingga diperoleh kondisi eksisting penyaluran dan pendistribusian air bersih. Serta melakukan wawancara kepada pegawai yang bertugas mengenai pompa dan skema jaringan pemipaan.

b. Data Sekunder

Merupakan data yang diperoleh dari pihak Perusahaan PT Arun. Adapun data-data tersebut antara lain:

1. Peta jaringan pipa distribusi Komplek PT Arun.

2. Data jumlah rumah dan fasilitas-fasilitas yang terdapat di dalam komplek perumahan.

(55)

4. Produksi air bersih yang diolah oleh WTP yang akan disuplai ke area komplek perumahan.

5. Panjang pipa antar junction, diameter pipa serta jenis pipa yang digunakan.

6. Spesifikasi pompa yang digunakan.

3.2 Analisa Data

Pada tahap analisis dilakukan hitungan dengan di dasarkan pada data – data yang diperoleh seperti :

1. Menghitung jumlah pelanggan komplek perumahan PT Arun.

2. Menghitung jumlah kebutuhan air bersih pelanggan dalam satuan per orang per liter per hari.

3. Menghitung kelaikan jenis pompa yang digunakan.

4. Menganalisa skema jaringan pemipaan dan pendistribusian air dengan menggunakan software EPANET 2.0. EPANET 2.0 merupakan sebuah program komputer dengan tampilan windows 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 tenaga (Headloss) pada pipa serta konsentrasi bahan kimia dalam sistem distribusi penyediaan air bersih. Tahapan pemodelan disajikan pada gambar 3.2 berikut :

(56)

Input data

Proses Tidak Ok

Output

Gambar 3.2 Flow Chart Tahapan Pemodelan Menggunakan EPANET 2.0

Setelah analisa data dengan menggunakan software EPANET 2.0 selesai, maka dilakukan evaluasi hasil analisa software tersebut dengan menggunakan metode Hardy Cross. Adapun tahapan pengerjaan metode Hardy Cross sendiri adalah sebagai berikut:

1. Andaikan distribusi aliran yang paling wajar, baik besar maupun arahnya dalam setiap pipa sehingga total aliran ke setiap titik pertemuan mempunyai jumlah aljabar nol. Ini harus ditunjukkan dari diagram jaringan pipa yang bersangkutan.

Membuat peta jaringan sistem distribusi atau mengimport file jaringan (dalam bentuk teks file)

Edit sifat objek yang menyusun sistem distribusi tersebut

Pengaturan dan pengoperasian sistem

Memilih analisis yang dikehendaki

Program (running)

(57)

2. Buat sebuah tabel untuk menganalisa setiap loop tertutup dalam jaringan yang semi-independent.

3. Hitung head losses pada setiap pipa dengan menggunakan persamaan-persamaan Hardy Cross.

4. Untuk tiap loop, anggap bahwa laju aliran Q0 dan head losses (hf) positif untuk aliran yang searah jarum jam dan negatif untuk aliran yang berlawanan arah jarum jam.

5. Hitung jumlah aljabar headloss (Σhf) dalam setiap pipa. 6. Hitung total headloss per satuan laju aliran ℎ�

�0 untuk tiap pipa. Tentukan jumlahΣ(ℎ�_�

0).

7. Dari definisi tentang head losses dan arah aliran, setiap suku dalam penjumlahan ini harus bernilai positif.

8. Tentukan koreksi aliran dari tiap loop, dengan menggunakan rumus :

� =− Σℎ�

�.Σℎ� _� 0 �

Dimana :

adalah koreksi laju aliran untuk loop, Σhf adalah jumlah aljabar kerugian head untuk semua pipa dalam Loop dan n adalah harga yang bergantung pada persamaan yang digunakan untuk menghitung laju aliran.( n = 1,85 bila digunakan persamaan Hazen Williams dan n = 2 δ bila digunakan persamaan Darcy dan Manning).

Koreksi diberikan untuk setiap pipa dalam loop. Sesuai dengan kesepakatan, jika ΔQ bernilai positif ditambahkan ke aliran yang searah jarum jam dan dikurangkan jika berlawanan arah jarum jam. Untuk pipa yang digunakan

(58)

secara bersama dengan loop lain, maka koreksi aliran untuk pipa tersebut adalah harga netto dari koreksi untuk kedua loop.

9. Tuliskan aliran yang telah di koreksi pada diagram jaringan pipa seperti pada langkah 1. untuk memeriksa koreksi pada langkah 7 perhatikan kontinuitas pada setiap pertemuan pipa.

(59)

BAB IV

GAMBARAN UMUM WILAYAH STUDI

4.1 Uraian Umum

4.1.1 Sejarah Singkat PT Arun NGL

Pada tahun 1971 Mobil Oil Inc. menemukan sumur pertama cadangan gas alam di sebuah desa kecil bernama Arun di Kecamatan Syamtalira yang berlokasi kurang 30 km sebelah timur kota Lhokseumawe. Dari penemuan inilah, nama desa tersebut diabadikan sebagai nama kilang gas alam cair yang dikenal oleh dunia internasional sebagai PT Arun NGL. Lokasi dari pengilangan gas alam PT Arun NGL dapat dilihat pada gambar 4.1 di bawah ini:

Gambar 4.1 Lokasi Kilang PT ARUN NGL

Pada saat ini cadangan gas alam Arun dapat hanya dapat mensuplai 6 train plant LNG dalam satu tahun. PERTAMINA selaku operator pengoperasian dan Mobil Oil Indonesia Inc. mulai mengembangkan program produksi,

(60)

pencairan, pengiriman dan penjualan LNG dari lapangan Arun. Sistem pembagian saham operasi sebagai berikut :

1. Pertamina 55% 2. Mobil Oil Indonesia Inc 30% 3. Japan Indonesia LNG Company (JILCO) 15%

Tetapi dengan perjanjian, semua aset yang dimiliki PT Arun LNG adalah merupakan milik Pertamina. Kilang LNG Arun meliputi daerah seluas 271 Ha, terletak di daerah Blang Lancang Lhokseumawe dan berjarak 30 km dari ladang gas Arun di Lhoksukon. Ladang gas alam ini terletak di daerah blok B dan cadangan gas alamnya berada di celah-celah batu kapur pada kedalaman 2885 m, dengan luas area 18,5 x 5 km2 dengan ketebalan kandungan alam ini rata-rata adalah 150 m, sedangkan tekanannya sebesar 499 kg/cm2 dengan suhu 177oC. Cadangan gas alam yang terkandung di dalam reservoir ini diperkirakan sebanyak 17 Trilyun ft3 yang akan diproses atau dialirkan pada 6 train pencairan gas alam selama 20 tahun paling sedikit, dengan luas area 92,5 km2 area ini dibagi menjadi 4 stasiun pengumpul yang disebut kluster, hidrokarbon tersebut dapat dipisahkan menjadi kondensat dan gas yang dialirkan ke sentral pemipaan, baru kemudian dialirkan ke pabrik pencairan gas alam “point B”. Gas dan kondensat dipisahkan di ladang Arun dan gas-gas tersebut dialirkan melalui pipa 20 inchi dan dikirim ke kilang LNG sejauh 31 km.

4.1.2 Visi, Misi, Motto dan Nilai Dasar

(61)

yakni berubah-ubah sesuai kebutuhan dan perkembangan jaman. Visi, misi, motto dan nilai dasar yang ada saat ini berbeda dengan yang dahulu. Visi, misi, motto dan nilai dasar ini dibuat untuk memotivasi karyawan-karyawan PT Arun yang bekerja. Visi, misi, motto dan nilai dasar itu antara lain :

 Visi

PT Arun memiliki visi menjadi perusahaan yang dapat memanfaatkan seluruh aset yang ada dan memanfaatkan semaksimal mungkin dari para stakeholder.

 Misi

Mempertahankan integritas aset yang akan digunakan untuk pemanfaatan maksimal dengan prinsip GCG untuk mencapai manfaat yang optimal untuk memenuhi stakeholder.

 Motto

Beralih ke bisnis baru.  Nilai Dasar

Kepedulian keselamatan dan keamanan, kreativitas, kompatibel, kerja sama tim, integritas, niat, nasionalisme.

4.1.3 Profil Komplek PT Arun NGL

Komplek Perumahan PT Arun merupakan sebuah fasilitas perumahan yang disediakan oleh perusahaan untuk karyawan-karyawan yang bekerja di Perusahaan tersebut. Terletak di 97o03’55,86” BT – 97o02’06,61” BT dan 5o13’38.15” LU - 5o12’16.71” LU, wilayah ini sebelah utaranya berbatasan dengan rumah-rumah warga sekitar. Sedangkan sebelah timur berbatasan dengan

(62)

komplek Perumahan Exxon Mobil, sebelah selatan berbatasan dengan kebun-kebun warga sekitar dan sebelah barat berbatasan dengan komplek Perumahan PT Pupuk Iskandar Muda (PIM). Seperti terlihat dalam gambar 4.2 berikut yang diambil melalui pencitraan satelit menggunakan google earth.

Gambar 4.2 Lokasi Komplek Perumahan PT ARUN NGL

Komplek perumahan ini luasnya mencakup 663,68 Ha dan memiliki kontur wilayah yang berbukit-bukit. Komplek ini terbagi atas 11 area/wilayah yang tidak lain merupakan nama dari jalan tersebut. Area-area ini antara lain :

• Sungai Gerong (SG) • Pangkalan Berandan (PB) • Balik Papan (BP)

• Dumai (DM) • Tarakan (TR) • Bontang (BT) • Plaju I

(63)

• Plaju II • Cilacap I • Cilacap II • Cilacap III

Dahulu seluruh area perumahan yang ada di komplek terisi penuh dan hanya dihuni oleh karyawan yang bekerja di perusahaan ini saja. Namun seiring berjalannya waktu sedikit demi sedikit terjadi pengurungan karyawan hingga yang dahulu pekerja mencapai 2000-an sekarang hanya tinggal 400-an karyawan. Hal ini terjadi karena kapasitas gas yang ada di wilayah ini semakin menipis sehingga perusahaan dituntut untuk melakukan penghematan. Jalan tersebut yakni dengan melakukan penguruangan karyawan.

Sekarang mayoritas penduduk di komplek perumahan PT Arun dihuni oleh karyawan PT Arun dan keluarganya. Sisanya dihuni oleh guru-guru yang mengajar di sekolah-sekolah dalam komplek PT Arun, pekerja-pekerja yang magang di PT Arun dan anak-anak yang sekolah di Dayah –sejenis pesantren. Hingga saat ini hanya 10 area yang dihuni dan itu pun rumah-rumah yang berada di area tersebut tidak terisi penuh.

4.2 Sistem Penyediaan Dan Pendistribusian Air Bersih Di Komplek Perumahan PT Arun

Sebelum sampai ke komplek perumahan, air baku yang diolah menjadi air bersih, melalui 3 proses tahapan. Tahapan-tahapan itu antara lain:

1. Proses Pengambilan dan pengumpulan 2. Proses Pengolahan (WTP)

(64)

3. Proses pendistribusian

1. Proses Pengambilan dan Pengumpulan

Air baku yang akan digunakan oleh penghuni komplek perumahan berasal dari Sungai Peusangan yang terletak di daerah Aceh utara. Disini air diambil dengan debit yang konstan yaitu sebasar 480m3/jam.

Gambar 4.3 Sumber Air Baku Yang Berasal Dari Sungai Peusangan

(65)

Air yang masuk kemudian dipompa ke basin yang berada di lokasi tersebut unutk ditampung terlebih dahulu. Pada tahapan ini terjadi proses sedimentasi. Dari basin ini air kemudian disaring menuju settling basin. Kemudian air dipompa dengan 6 buah pompa menuju Utilities (WTP) yang ada di dalam area pabrik PT Arun. Disana air akan diolah menjadi air bersih sebelum didisribusikan ke area pabrik dan komplek perumahan.

Gambar 4.5 Pompa Dari Water Intake Menuju Basin

(66)

2. Proses Pengolahan

Pada tahapan ini terjadi proses pengolahan air baku menjadi air bersih. Air yang dipompa dari settling basin kemudian di kumpulkan di basin yang berada di lokasi WTP. Dirisini air kemudian dipompa ke 3 buah tangki fire/raw water reservoir .

Gambar 4.7 Basin Dilokasi WTP

Gambar 4.8 Fire/Raw Water Reservoir

Selanjutnya air masuk ke clarifier tank. Clarifier tank berfungsi sebagai tempat terjadinya proses koagulasi, flokulasi dan sedimenstasi. Di tempat ini

(67)

masih berlangsung proses sedimentasi flok-flok ringan yang belum terendapkan di

clarifier tank. Pada kondisi panas, flok-flok tersebut cendrung naik ke permukaan (terapung) sehingga harus dibersihkan

.

Gambar 4.9 Clarifier Tank

Air dari clarifier tank kemudian dipompa ke 3 unit filter berjenis filter tertutup dan disusun secara paralel. Media filter yang digunakan hanya silica sand. Pada dasar filter dipasang strainer screen liner 2” berfungsi untuk menahan silica sand tidak lolos sel ama proses filtration maupun backwash. Air melalui service outlet akan keluar ke filtered water tank berdasarkan tekanan dari booster pump.

(68)

Gambar 4.10 Filter

Gambar 4.11 Filtered Water Tank

3. Proses Pendistribusian

Dalam proses pendistribusiannya saat ini ada sedikit masalah yang dihadapi antara lain pada beberapa titik di komplek perumahan terjadi kekecilan debit air sementara debit yang disediakan oleh WTP sangat besar. Unutk itu penulis merasa perlu menganalisa dan membahas ini kiranya hasil dari tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pihak perusahaan PT Arun.

(69)

Dalam proses pendistribusiannya metode yang digunakan adalah metode gabungan. Yakni menggunakan pompa dan gravitasi. Air dipompa dari WTP kemudian diterima oleh water treathment tank yang yang berada di lokasi perumahan. Water treathment tank ini memiliki kapasitas 1500 m3 dan berada di ketinggian 41,05 m. Water treathment ini memenuhi pasokan air untuk wilayah Sungai Gerong, Pangkalan Brandan, Cilacap, Plaju, Bontang dan fasilitas-falitas umum lain disekitar area perumahan seperti kantor Maintenance, kantor FSHE, kantor Security, Guest House, mesjid, super market, stadion dan lain-lain.

Gambar 4.12 Water Treathment Tank

(70)

Gambar 4.14 Valve Yang Mendistribusi Ke Area Perumahan

Selanjutnya untuk memenuhi kebutuhan air di area lain, air dari water treahtment tank dimpompa ke water tank yang berada dilokasi area dumai dan area tarakan. Untuk area dumai air memenuhi pasokan untuk wilayah Dumai, Balik Papan dan fasilitas-fasilitas lain seperti sekolah, kolam renang dan lain-lain. Tangki ini berkapasitas 500 m3 dan berada di ketingian 54 m diatas permukaan laut .

(71)

Gambar 4.16 Valve Dumai Yang Mendistribusikan Ke Area Perumahan

Untuk water tank yang berada di area Tarakan, water tank ini hanya untuk memenuhi kebutuhan air untuk area Tarakan. Tangki ini pun memiliki kapasitas 300 m3 dan berada di ketinggian 67 m diatas permukaan laut.

(72)

Dipompa

Gravitasi

Gravitasi Gravitasi

Gambar 4.18 Digram Alir Pengolahan Dan Pendistribusian Air Bersih Di Komplek Perumahan PT Arun

Settling Basin Basin

Water Treathment Tank Sungai

Gerong Filtered _{Water tank}Filtered Water Intake

Sungai

Fire/ Raw Water Reservoir

Clarifier Tank Basin dilokasi _WTP

Water Tank Area Dumai

Water Tank Area Tarakan

Perumahan

(1)

2 0,0038494 0,0038407 0,00000872875

3 0,0005345 0,0005456 0,0000111491

4 0,0031127 0,0031325 0,0000197777

5 0,0027942 0,0027744 0,0000197777

6 0,0001703 0,0002313 0,0000610347

7 0,002658 0,0033639 0,000705916

8 0,0019989 0,002543 0,000544084

9 6,077E-05 0,00009095 0,000030177

10 0,0003038 0,0004556 0,0001518

11 0,0006163 0,000768 0,0001517

12 0,0025972 0,0034548 0,000857616

15 0,0013826 0,0017723 0,000389684

16 0,0005386 0,000264 0,00027462

17 0,000174 0,0001006 0,0000734196

18 0,0001385 0,0004131 0,000274626

19 0,0020586 0,0020374 0,0000211646

22 0,0012441 0,0012653 0,0000211646

23 0,0001989 0,0001846 0,000014254

24 0,0018597 0,0018525 0,00000721554

25 0,001443 0,0014358 0,00000721554

26 0,0004013 0,0003941 0,00000721554

29 0,001443 0,0014502 0,00000721554

32 0,0007139 0,0007211 0,00000721554

(2)

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

1. Analisa distribusi air bersih dengan menggunakan software EPANET 2.0 dianggap dapat mendekati perhitungan manual dengan menggunakan metode Hardy Cross. Hal ini disimpulkan setelah dilakukan evaluasi hasil analisa EPANET 2.0 dengan menggunakan metode Hardy Cross pada

(3)

contoh loop Area Balik Papan yang dianggap dapat mewakili kondisi perhitungan seluruh loop yang ada.

2. Nilai Debit berdasarkan hasil perhitungan Hardy Cross secara umum mendekati dengan debit EPANET 2.0.

3. Nilai head pompa berdasarkan hasil perhitungan sebesar 74,68 meter. Hal ini menunjukkan bahwa pompa yang digunakan untuk mendistibusikan air bersih ke tangki-tangki di area perumahan memenuhi kriteria.

4. Berdasarkan hasil pemodelan EPANET 2.0 secara keseluruhan nilai tekanan di beberapa titik di area Balik Papan tidak ada yang negatif.

5. Tidak adanya meteran air pada area kompleks perumahan karyawan PT Arun NGL ini mengakibatkan rendahnya tingkat kesadaran masyarakat/penghuni dalam penghematan pemakaian air bersih.

6.2 Saran

1. Sistem penyediaan air bersih pada kompleks perumahan karyawan PT Arun NGL secara umum sudah cukup baik. Tetapi dalam rentang waktu tertentu perlu dilakukan perhitungan terhadap penggunaan air yang sesungguhnya. 2. Pihak perusahaan PT Arun dalam hal ini yang membidangi Housing kiranya

perlu mengajak masyarakat penghuni komplek perumahan untuk selalu meningkatkan kesadaran akan pentingnya penghematan air bersih

(4)

mengingat pemakaian air di area perumahan tidak terkontrol karena satu dan lain hal.

3. Sebaiknya penggunaan meteran air pada masing-masing rumah pada area kompleks perumahan lebih membantu. Hal ini dimaksudkan untuk meningkatkan kepedulian penghuni akan penghematan penggunaan air. Selain itu penggunaan meteran air juga menurut penulis akan sangat membantu dalam mengambil keputusan-keputusan manajerial bagi pihak perusahaan kedepannya.

4. Perlunya penambahan meteran tekanan untuk mengontrol kuat lemahnya tekanan di beberapa titik jaringan perpipaan ada.

5. 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.

(5)

DAFTAR PUSTAKA

Linsey, Ray K dan Joseph B. Franzini. 1991. Teknik Sumber Daya Air Jilid II Edisi III. Erlangga. Jakarta.

Dake, J.M.K dan Endang P.Tachyan dan Y.P. Pangaribuan. 1985. Hidraulika Teknik Edisi II. Erlangga. Jakarta.

Streeter, Victor L dan E. Bejamin Wylie. 1990. Mekanika Fluida Jilid 1 Edisi VIII. Erlangga. Jakarta

Triatmadja, Radianta. 2009. Hidraulika Sistem Jaringan Perpipaan Air Minum. Beta Offset. Yogyakarta.

(6)

Noerbambang, Soufyan Moh. dan Takeo Morimura. 2005. Perancangan dan Pemeliharaan Sistem Plumbing. PT Pradnya Paramita. Jakarta.

Gupta S, Ram. 1989. Hydrology & Hydraulic Systems. Prentice Hall. New Jersey. Kindler, J. And C.S. Russel. 1984. Modeling Water Demands. Academic Press

Inc. London.

Siregar, Andi Ade Putra, 2011. Analisa Distribusi Air Bersih Pada Komplek Perumahan Karyawan PT.Chevron Pacific Indonesia Distrik Dumai Dari WTP-Dumai Menggunakan Software Epanet 2.0. Teknik Sipil. Universitas Sumatera Utara.

Irfandi, 2009. Perancangan Sistem Distribusi Air Bersih Pada Komplek Perumahan Karyawan PT. Pertamina. Teknik Mesin. Universitas Sumatera Utara.

Houghtalen, Robert J. and Ned H. C. Hwang and A. Osman Akan. 2010. Fundamental of Hydraulic Engineering Systems Fourth Edition.

Analisis Jaringan Sistem Distribusi Air Bersih Pada Komplek Perumahan PT Arun NGL Lhokseumawe

KATA PENGANTAR

ABSTRAK

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR NOTASI

ABSTRAK

BAB I

PENDAHULUAN

�ℎ

=

�

=

�

�

�

�

�

�

=

�

�

�

�

1 +

+

=

�

2 +

+

�

1 +

+

=

�

2 +

+

+

∑ ℎ�

+

∑ ℎ�

ℎ�

=

�

�

=

�

=

ℎ�

=

ℎ�

=

∑ �

Δ

Q =

=

n =

n =

������

�����

=

������

�����

���� − ����

=

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

BAB IV

GAMBARAN UMUM WILAYAH STUDI

.

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

DAFTAR PUSTAKA

Parts

Dokumen yang terkait

Implementasi Program Corporate Social Responsibility (studi pada PT. Arun NGL, Lhokseumawe)

Perancangan Sistem Distribusi Aliran Air Bersih Pada Komplek Perumahan Pemda-Lubuk Pakam

Perancangan Sistem Distribusi Aliran Air Bersih Pada Komplek Perumahan PT.Pertamina Kota Pangkalan Brandan dengan Kajian Pembanding Epanet

STUDI TENTANG KESELAMATAN KERJA DI PT. ARUN NGL (Natural Gas Liquefaction) LHOKSEUMAWE ACEH

��

��

��

��

�� − ��