Analisa Sistem Pemipaan Penyediaan Air Bersih Pada Kecamatan Medan Sunggal Kota Medan dan Kebutuhannya Pada Tahun 2064
ANALISA SISTEM PEMIPAAN PENYEDIAAN AIR BERSIH PADA
KECAMATAN MEDAN SUNGGAL KOTA MEDAN DAN
KEBUTUHANNYA PADA TAHUN 2064
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian
pendidikan sarjana teknik sipil
RAFUAD TORUMUDA SIREGAR
090404034
Dosen Pembimbing
Ir. Terunajaya, M.Sc
NIP. 195008171984111001
BIDANG STUDI SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSTAS SUMATRA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Satu diantara pokok permasalahan di daerah perkotaan dalam hal
pengadaan air bersih adalah ketidakseimbangan pelayanan pengadaan air yang
tidak merata di berbagai tempat. Sebagaimana terjadi di daerah Kecamatan Medan
Sunggal yang pada saat beban puncak, yakni antara jam-jam tertentu pelayanan
air bersih dirasa kurang memuaskan. Oleh sebab itu perlu diadakan evaluasi
jaringan pipa di daerah tersebut dan proyeksi kebutuhan airnya dengan cara
pemodelan menggunakan bantuan software EPANET 2.0.
Metode penelitian yang digunakan adalah, terlebih dahulu mengumpulkan data
yang dibutuhkan baik primer dan sekunder, kemudian menghitung banyaknya
penduduk yang ada di kecamatan medan sunggal dengan menggunakan persamaan
geometrik setelah itu ditentukan kebutuhan airnya untuk sektor domestik dan non
domestik sampai tahun 2064. Untuk analisa jaringan pipa diambil sampel yaitu
Perumahan Graha Sunggal yang mana jaringan pipanya dilakukan analisa
menggunakan analisis Program EPANET 2.0, setelah itu dilakukan perbandingan
menggunakan metode Hardy Cross.
Dalam analisa yang dilakukan untuk mencari kebutuhan air bersih
Kecamatan Medan Sunggal pada tahun 2064, seluruh proyeksi jumlah pengguna air
bersih di sektor domestik dan non domestik dikalikan dengan standard pemakaian
yang telah ditetapkan oleh Dirjen Cipta Karya. Untuk analisa hidrolik dengan
mengunakan metode Hardy Cross menggunakan rumus koefisien Hanzen William.
Berdasarkan hasil penelitain ini didapat proyeksi jumlah penduduk pada
tahun 2064 sebanyak 154.380 jiwa dan debit air yang dibutuhkan untuk sektor
domestik dan non domestik adalah sebesar 350,530 l/s. Jika dibandingkan dengan
kapasitas produksi air bersih IPA Sunggal yang sebesar 1.800 l/s maka pasokan air
bersih untuk kecamatan medan sunggal masih terbilang aman. Didapat rata-rata
selisih perbandingan antara perhitungan menggunakan EPANET 2.0 dan metode
Hardy Cross untuk headloss adalah 0.61 dan untuk debit adalah 0,002271m3/s.
Pada jaringan pipa Perumahan Graha sunggal headloss tertinggi yang terjadi
adalah 0.62 m, kecepatan tertinggi adalah 0,12 m/s dan debit tertinggi adalah 0,68
L/s.
Kata Kunci : Medan Sunggal, Air bersih, 2064, EPANET 2.0, Jaringan Pipa
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum.Wr.Wb.
Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT yang telah member karunia
kesehatan dan kesempatan kepada pebulis untuk menyelesaikan Skripsi ini.
Shalawat dan salam kepada Baginda Rasulullah Muhammad SAW yang telah
member keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehingga menjadi panutan
dalam menjalankan setiap aktifitas kami sehari-hari, karena sungguh suatu hal
yang sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang
menyerah dalam menyelesaikan Skripsi ini.
Penulisan Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan
studi pada Program Studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang digunakan adalah :
“Analisa Sistem Pemipaan Penyediaan Air Bersih Pada Kecamatan Medan
Sunggal Kota Medan dan Kebutuhannya Pada Tahun 2064”.
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Skripsi ini tidak terlepas
dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu,
penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada
beberapa pihak yang berperan penting yaitu :
1. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc selaku dosen pembimbing, yang telah banyak
memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan yang tegas, nasehat
yang selalu mendidik, dukungan serta meluangkan waktu, tenaga dan
pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.
ii
Universitas Sumatera Utara
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
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 dan Bapak Ivan Indrawan ST,MT selaku Dosen
Pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis
terhadap Tugas Akhir ini.
6. Teristimewa kedua orang tua saya, serta adik saya Daulay yang telah
memberi doa, motivasi, semangat dan nasehat.
7. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
8. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini
kepada penulis. (kak Lince, Kak Dewi, Kak Dina, Bang Zul, Bang Edi,
Bang Amin dan Mas Bandi).
9. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa-jasanya
dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga
Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
iii
Universitas Sumatera Utara
Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki,
maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat
membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan
Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan
Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.
Medan,
Juni 2015
Penulis,
( Rafuad Torumuda Siregar )
09 0404 034
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ......................................................................................................... i
KATA PENGANTAR .......................................................................................ii
DAFTAR ISI .................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ ix
DAFTAR NOTASI ........................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 4
1.3 Batasan Masalah....................................................................................... 4
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................................. 4
1.5 Metode Penelitian ..................................................................................... 5
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 7
2.1 Gambaran Pelayanan Air Bersih Di Kota Medan ....................................... 7
2.1.1 Data Cakupan Pelayanan .................................................................... 8
2.1.2 Data Sistem Kapasitas dan Hidrolis..................................................... 9
2.2 PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal ........................................................... 13
2.3 Definisi dan Persyaratan Air Bersih......................................................... 14
2.3.1 Definisi Air Bersih ........................................................................... 14
2.3.2 Persyaratan Kualitas ......................................................................... 16
2.3.3 Persyaratan Kuantitas (Debit) ........................................................... 17
2.3.4 Persyaratan Kontinuitas .................................................................... 17
2.3.5 Persyaratan Tekanan Air................................................................... 18
2.4 Bagian-bagian Sarana Air Bersih ............................................................ 19
2.5 Model Jaringan Distribusi Air ................................................................ 26
2.5.1 Pengertian Model Secara Umum .................................................... 26
2.5.2 Aliran Fluida ................................................................................. 27
2.5.3 Jaringan Hidrolik............................................................................. 27
2.5.4 Sistem Perpipaan Sederhana ............................................................ 28
2.6 EPANET................................................................................................ 32
v
Universitas Sumatera Utara
2.6.1 Kemampuan model hidrolis............................................................... 33
2.7 Penggunaan dan Kebutuhan Jumlah Air .................................................. 34
BAB III METODOLOGI ................................................................................. 38
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ................................................................... 38
3.2 Pendekatan Studi .................................................................................... 38
3.3 Metode Analisa Data .............................................................................. 39
3.4 Sumber Data dan Teknik Pengumpulan Data ........................................... 41
3.5 Tahapan Penelitian ................................................................................. 42
3.6 Prosedur Penelitian ................................................................................. 42
BAB IV ANALISA DATA .............................................................................. 45
4.1 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Kecamatan Medan Sunggal..................... 45
4.1.1 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Medan Sunggal ........... 45
4.1.2 Proyeksi Kebutuhan Air Sektor Domestik ......................................... 48
4.1.3 Proyeksi Kebutuhan Air Sektor Non Domestik .................................. 49
4.1.4 Proyeksi Total Kebutuhan Air Bersih di Kecamatan Medan Sunggal.. 53
4.2 Analisis Hidrolis Sistem Jaringan Pipa di Kecamatan Medan Sunggal ...... 55
4.2.1 Pemilihan Lokasi Analisa Hidrolis Sistem Pemipaan Medan Sunggal 55
4.2.2 Kehilangan Air Pada Sistem Pemipaan Perumahan Graha Sunggal ... 57
4.2.3 Analisis Perhitungan Hardy Cross Dengan Rumus Hazem Williams .. 58
4.3 Analisis Jaringan dengan Program EPANET 2.0...................................... 69
4.3.1 Tahapan menggunakan EPANET 2.0................................................ 69
4.3.2 Masukan Data (Input) ...................................................................... 70
4.3.3 Proses Ekesekusi Program ................................................................ 76
4.3.4 Keluaran Data ( Output ) .................................................................. 77
4.4. Perbandingan metode Hardy Cross dan analisis Program Epanet 2.0 ...... 82
4.4.1 Perbandingan Debit .......................................................................... 82
4.4.2 Perbandingan Headloss (Kehilangan Energi) .................................... 82
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 84
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 84
5.2 Saran..................................................................................................... 85
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... xii
LAMPIRAN................................................................................................... xiii
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Lokasi Kota Medan .........................................................................................7
Gambar 4.2 Lokasi Kecamatan Medan Sunggal................................................................11
Gambar 4.3 Peta Pelayanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal .........................................12
Gambar 2.1 Denah PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal .......................................................13
Gambar 2.2 Bak Penampung............................................................................................19
Gambar 2.3 Bak Penangkap Air ........................................................................................20
Gambar 2.4 Pipa Transmisi...............................................................................................20
Gambar 2.5 Pipa Distribusi...............................................................................................21
Gambar 2.6 Jembatan Pipa ..............................................................................................21
Gambar 2.7 Reservoir.......................................................................................................22
Gambar 2.8 Water Meter.................................................................................................23
Gambar 2.10 Katup Isolasi................................................................................................25
Gambar 2.12 Rangkaian Pipa Seri.....................................................................................28
Gambar 2.13 Rangkaian Pipa Paralel................................................................................29
Gambar 2.14 Analisis Pipa Bercabang ..............................................................................29
Gambar 2.15 Contoh sistem jaringan pipa ......................................................................30
Gambar 3.1 Diagram Metodologi Penelitian ....................................................................44
Gambar 3.2 Jadwal Penelitian ..........................................................................................44
Gambar 4.4 Pertumbuhan Penduduk Kec. Medan Sunggal Tahun 2010-2015.................46
Gambar 4.5 Grafik Pertumbuhan Penduduk Berdasarkan Metode Geometrik ................48
Gambar 4.6 Denah Lokasi Perumahan Graha Sunggal .....................................................56
Gambar 4.7 Skema Jaringan pipa Perumahan Graha Sunggal..........................................56
Gambar 4.8 Tapping Perumahan Graha Sunggal Terhadap Pipa Transmisi......................57
Gambar 4.9 Penamaan Pipa Perumaha Graha Sunggal....................................................59
Gambar 4.10 Jaringan Pipa Loop Perumahan Graha Sunggal...........................................60
Gambar 4.11 Diagram Alir Analisa Menggunakan EPANET 2.0 .......................................69
Gambar 4.12 Tampilan Map Dimensions .........................................................................72
Gambar 4.13 Tampilan Map Options ...............................................................................72
Gambar 4.14 Latar belakang peta ....................................................................................73
Gambar 4.15 Tampilan ReservoiR ....................................................................................74
vii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.16 Tampilan Junction.......................................................................................75
Gambar 4.17 Tampilan Pipa .............................................................................................76
Gambar 4.18 Visualisasi Jaringan distribusi......................................................................77
Gambar 4.19 Tahap Dalam Menampilkan Data Hasil Olahan EPANET 2.0 .......................77
Gambar 4.20 Data Hasil Output EPANET 2.0 ....................................................................78
Gambar 4.21 Menu Browser ............................................................................................80
Gambar 4.22 Peta Headloss Pada Jaringan Pipa Perumahan Graha Sunggal ..................80
Gambar 4.22 Peta Flow Pada Jaringan Pipa Perumahan Graha Sunggal .........................81
Gambar 4.22 Peta Velocity Pada Jaringan Pipa Perumahan Graha Sunggal ....................81
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Penentuan Tingkat Layanan Air Baku ............................................... 35
Tabel 2.2 Kebutuhan Air Non Domestik ........................................................... 37
Tabel 2.3 Kebutuhan Air Bersih Domestik Kategori Lain.................................. 37
Tabel 4.1 Data Kelurahan pada Kecamatan Medan Sunggal .............................. 45
Tabel 4.2 Jumlah Penduduk Kecamatan Medan Sunggal Kota Medan ............... 46
Tabel 4.3 Pertumbuhan Aritmatik dan Geometrik penduduk Kecamatan Sunggal
........................................................................................................ 47
Tabel 4.4 Perkiraan Pertumbuhan Penduduk dari Tahun ketahun ....................... 48
Tabel 4.5 Proyeksi Kebutuhan Air Sektor Domestik Kecamatan Medan Sunggal49
Tabel 4.6 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Pendidikan ............... 50
Tabel 4.7 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Kesehatan................. 51
Tabel 4.8 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Ibadah ...................... 51
Tabel 4.9 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Umum dan Rekreasi . 52
Tabel 4.10 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Kegiatan Industri.................. 53
Tabel 4.11 Total Proyeksi Kebutuhan Air Bersih di Kecamatan Medan Suggal .. 53
Tabel 4.12 Data Umum Pipa Perumahan Graha Sunggal ................................... 56
Tabel 4.13 Data Eksisting Yang Digunakan Untuk Analisa ............................... 64
Tabel 4.14 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 1 Kolom 1, 4, 7, 8 & 9 dengan
Metode
Rumus Hazem William .................................................................... 65
Tabel 4.15 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 1 ................................................... 67
Tabel 4.16 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 2 ................................................... 67
Tabel 4.17 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 3 ................................................... 68
Tabel 4.18 Data Input Pipa .............................................................................. 71
Tabel 4.19 Data Input Node ............................................................................. 71
Tabel 4.20 Nilai Flow, Velocity, Headloss dan Friction Factor output EPANET 78
Tabel 4.21 Perbandingan Debit Pada Hady Cross dan EPANET ........................ 82
Tabel 4.22 Perbandingan Head Loss Pada Hady Cross dan EPANET ................ 83
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
g
=
Percepatan Gravitasi Bumi
(m/dtk2)
γ
=
Berat Jenis
(kg/m3)
hgs
=
Hilang Tinggi Tekanan Karena Gesekan
(m)
λ
=
Koefisien Gesekan
(Faktor Gesekan)
v
=
Kekentalan Kinematik Fluida Dalam
Ks
=
Kekasaran Mutlak
(mm)
Rh
=
Radius Hidrolik
(m)
IE
=
Kemiringan Garis Energi
Kst
=
Koefisien Gerakan Strickler
S
=
Kemiringan Garis Energi
Kh
=
Koefisien Gesekan Hazem Williams
hL
=
Hilang tinggi tekanan disebabkan hilang tinggi tekanan kecil (m)
ζ
=
Koefisien hilang tinggi tekanan tergantung jenis perlengkapan pipa
yang dipakai.
k
=
Konstanta Untuk Pipa
Q
=
Debit
n
=
Konstanta Numerik
V
=
Kecepatan Cairan dalam Pipa
Ɵ
=
Diameter
(liter/detik atau m3/detik)
(m/dtk)
(mm)
x
Universitas Sumatera Utara
KECAMATAN MEDAN SUNGGAL KOTA MEDAN DAN
KEBUTUHANNYA PADA TAHUN 2064
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian
pendidikan sarjana teknik sipil
RAFUAD TORUMUDA SIREGAR
090404034
Dosen Pembimbing
Ir. Terunajaya, M.Sc
NIP. 195008171984111001
BIDANG STUDI SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSTAS SUMATRA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Satu diantara pokok permasalahan di daerah perkotaan dalam hal
pengadaan air bersih adalah ketidakseimbangan pelayanan pengadaan air yang
tidak merata di berbagai tempat. Sebagaimana terjadi di daerah Kecamatan Medan
Sunggal yang pada saat beban puncak, yakni antara jam-jam tertentu pelayanan
air bersih dirasa kurang memuaskan. Oleh sebab itu perlu diadakan evaluasi
jaringan pipa di daerah tersebut dan proyeksi kebutuhan airnya dengan cara
pemodelan menggunakan bantuan software EPANET 2.0.
Metode penelitian yang digunakan adalah, terlebih dahulu mengumpulkan data
yang dibutuhkan baik primer dan sekunder, kemudian menghitung banyaknya
penduduk yang ada di kecamatan medan sunggal dengan menggunakan persamaan
geometrik setelah itu ditentukan kebutuhan airnya untuk sektor domestik dan non
domestik sampai tahun 2064. Untuk analisa jaringan pipa diambil sampel yaitu
Perumahan Graha Sunggal yang mana jaringan pipanya dilakukan analisa
menggunakan analisis Program EPANET 2.0, setelah itu dilakukan perbandingan
menggunakan metode Hardy Cross.
Dalam analisa yang dilakukan untuk mencari kebutuhan air bersih
Kecamatan Medan Sunggal pada tahun 2064, seluruh proyeksi jumlah pengguna air
bersih di sektor domestik dan non domestik dikalikan dengan standard pemakaian
yang telah ditetapkan oleh Dirjen Cipta Karya. Untuk analisa hidrolik dengan
mengunakan metode Hardy Cross menggunakan rumus koefisien Hanzen William.
Berdasarkan hasil penelitain ini didapat proyeksi jumlah penduduk pada
tahun 2064 sebanyak 154.380 jiwa dan debit air yang dibutuhkan untuk sektor
domestik dan non domestik adalah sebesar 350,530 l/s. Jika dibandingkan dengan
kapasitas produksi air bersih IPA Sunggal yang sebesar 1.800 l/s maka pasokan air
bersih untuk kecamatan medan sunggal masih terbilang aman. Didapat rata-rata
selisih perbandingan antara perhitungan menggunakan EPANET 2.0 dan metode
Hardy Cross untuk headloss adalah 0.61 dan untuk debit adalah 0,002271m3/s.
Pada jaringan pipa Perumahan Graha sunggal headloss tertinggi yang terjadi
adalah 0.62 m, kecepatan tertinggi adalah 0,12 m/s dan debit tertinggi adalah 0,68
L/s.
Kata Kunci : Medan Sunggal, Air bersih, 2064, EPANET 2.0, Jaringan Pipa
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum.Wr.Wb.
Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT yang telah member karunia
kesehatan dan kesempatan kepada pebulis untuk menyelesaikan Skripsi ini.
Shalawat dan salam kepada Baginda Rasulullah Muhammad SAW yang telah
member keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehingga menjadi panutan
dalam menjalankan setiap aktifitas kami sehari-hari, karena sungguh suatu hal
yang sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang
menyerah dalam menyelesaikan Skripsi ini.
Penulisan Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan
studi pada Program Studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang digunakan adalah :
“Analisa Sistem Pemipaan Penyediaan Air Bersih Pada Kecamatan Medan
Sunggal Kota Medan dan Kebutuhannya Pada Tahun 2064”.
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Skripsi ini tidak terlepas
dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu,
penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada
beberapa pihak yang berperan penting yaitu :
1. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc selaku dosen pembimbing, yang telah banyak
memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan yang tegas, nasehat
yang selalu mendidik, dukungan serta meluangkan waktu, tenaga dan
pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.
ii
Universitas Sumatera Utara
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
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 dan Bapak Ivan Indrawan ST,MT selaku Dosen
Pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis
terhadap Tugas Akhir ini.
6. Teristimewa kedua orang tua saya, serta adik saya Daulay yang telah
memberi doa, motivasi, semangat dan nasehat.
7. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
8. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini
kepada penulis. (kak Lince, Kak Dewi, Kak Dina, Bang Zul, Bang Edi,
Bang Amin dan Mas Bandi).
9. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa-jasanya
dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga
Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
iii
Universitas Sumatera Utara
Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki,
maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat
membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan
Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan
Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.
Medan,
Juni 2015
Penulis,
( Rafuad Torumuda Siregar )
09 0404 034
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ......................................................................................................... i
KATA PENGANTAR .......................................................................................ii
DAFTAR ISI .................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ ix
DAFTAR NOTASI ........................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 4
1.3 Batasan Masalah....................................................................................... 4
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................................. 4
1.5 Metode Penelitian ..................................................................................... 5
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 7
2.1 Gambaran Pelayanan Air Bersih Di Kota Medan ....................................... 7
2.1.1 Data Cakupan Pelayanan .................................................................... 8
2.1.2 Data Sistem Kapasitas dan Hidrolis..................................................... 9
2.2 PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal ........................................................... 13
2.3 Definisi dan Persyaratan Air Bersih......................................................... 14
2.3.1 Definisi Air Bersih ........................................................................... 14
2.3.2 Persyaratan Kualitas ......................................................................... 16
2.3.3 Persyaratan Kuantitas (Debit) ........................................................... 17
2.3.4 Persyaratan Kontinuitas .................................................................... 17
2.3.5 Persyaratan Tekanan Air................................................................... 18
2.4 Bagian-bagian Sarana Air Bersih ............................................................ 19
2.5 Model Jaringan Distribusi Air ................................................................ 26
2.5.1 Pengertian Model Secara Umum .................................................... 26
2.5.2 Aliran Fluida ................................................................................. 27
2.5.3 Jaringan Hidrolik............................................................................. 27
2.5.4 Sistem Perpipaan Sederhana ............................................................ 28
2.6 EPANET................................................................................................ 32
v
Universitas Sumatera Utara
2.6.1 Kemampuan model hidrolis............................................................... 33
2.7 Penggunaan dan Kebutuhan Jumlah Air .................................................. 34
BAB III METODOLOGI ................................................................................. 38
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ................................................................... 38
3.2 Pendekatan Studi .................................................................................... 38
3.3 Metode Analisa Data .............................................................................. 39
3.4 Sumber Data dan Teknik Pengumpulan Data ........................................... 41
3.5 Tahapan Penelitian ................................................................................. 42
3.6 Prosedur Penelitian ................................................................................. 42
BAB IV ANALISA DATA .............................................................................. 45
4.1 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Kecamatan Medan Sunggal..................... 45
4.1.1 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Medan Sunggal ........... 45
4.1.2 Proyeksi Kebutuhan Air Sektor Domestik ......................................... 48
4.1.3 Proyeksi Kebutuhan Air Sektor Non Domestik .................................. 49
4.1.4 Proyeksi Total Kebutuhan Air Bersih di Kecamatan Medan Sunggal.. 53
4.2 Analisis Hidrolis Sistem Jaringan Pipa di Kecamatan Medan Sunggal ...... 55
4.2.1 Pemilihan Lokasi Analisa Hidrolis Sistem Pemipaan Medan Sunggal 55
4.2.2 Kehilangan Air Pada Sistem Pemipaan Perumahan Graha Sunggal ... 57
4.2.3 Analisis Perhitungan Hardy Cross Dengan Rumus Hazem Williams .. 58
4.3 Analisis Jaringan dengan Program EPANET 2.0...................................... 69
4.3.1 Tahapan menggunakan EPANET 2.0................................................ 69
4.3.2 Masukan Data (Input) ...................................................................... 70
4.3.3 Proses Ekesekusi Program ................................................................ 76
4.3.4 Keluaran Data ( Output ) .................................................................. 77
4.4. Perbandingan metode Hardy Cross dan analisis Program Epanet 2.0 ...... 82
4.4.1 Perbandingan Debit .......................................................................... 82
4.4.2 Perbandingan Headloss (Kehilangan Energi) .................................... 82
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 84
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 84
5.2 Saran..................................................................................................... 85
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... xii
LAMPIRAN................................................................................................... xiii
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Lokasi Kota Medan .........................................................................................7
Gambar 4.2 Lokasi Kecamatan Medan Sunggal................................................................11
Gambar 4.3 Peta Pelayanan PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal .........................................12
Gambar 2.1 Denah PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal .......................................................13
Gambar 2.2 Bak Penampung............................................................................................19
Gambar 2.3 Bak Penangkap Air ........................................................................................20
Gambar 2.4 Pipa Transmisi...............................................................................................20
Gambar 2.5 Pipa Distribusi...............................................................................................21
Gambar 2.6 Jembatan Pipa ..............................................................................................21
Gambar 2.7 Reservoir.......................................................................................................22
Gambar 2.8 Water Meter.................................................................................................23
Gambar 2.10 Katup Isolasi................................................................................................25
Gambar 2.12 Rangkaian Pipa Seri.....................................................................................28
Gambar 2.13 Rangkaian Pipa Paralel................................................................................29
Gambar 2.14 Analisis Pipa Bercabang ..............................................................................29
Gambar 2.15 Contoh sistem jaringan pipa ......................................................................30
Gambar 3.1 Diagram Metodologi Penelitian ....................................................................44
Gambar 3.2 Jadwal Penelitian ..........................................................................................44
Gambar 4.4 Pertumbuhan Penduduk Kec. Medan Sunggal Tahun 2010-2015.................46
Gambar 4.5 Grafik Pertumbuhan Penduduk Berdasarkan Metode Geometrik ................48
Gambar 4.6 Denah Lokasi Perumahan Graha Sunggal .....................................................56
Gambar 4.7 Skema Jaringan pipa Perumahan Graha Sunggal..........................................56
Gambar 4.8 Tapping Perumahan Graha Sunggal Terhadap Pipa Transmisi......................57
Gambar 4.9 Penamaan Pipa Perumaha Graha Sunggal....................................................59
Gambar 4.10 Jaringan Pipa Loop Perumahan Graha Sunggal...........................................60
Gambar 4.11 Diagram Alir Analisa Menggunakan EPANET 2.0 .......................................69
Gambar 4.12 Tampilan Map Dimensions .........................................................................72
Gambar 4.13 Tampilan Map Options ...............................................................................72
Gambar 4.14 Latar belakang peta ....................................................................................73
Gambar 4.15 Tampilan ReservoiR ....................................................................................74
vii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.16 Tampilan Junction.......................................................................................75
Gambar 4.17 Tampilan Pipa .............................................................................................76
Gambar 4.18 Visualisasi Jaringan distribusi......................................................................77
Gambar 4.19 Tahap Dalam Menampilkan Data Hasil Olahan EPANET 2.0 .......................77
Gambar 4.20 Data Hasil Output EPANET 2.0 ....................................................................78
Gambar 4.21 Menu Browser ............................................................................................80
Gambar 4.22 Peta Headloss Pada Jaringan Pipa Perumahan Graha Sunggal ..................80
Gambar 4.22 Peta Flow Pada Jaringan Pipa Perumahan Graha Sunggal .........................81
Gambar 4.22 Peta Velocity Pada Jaringan Pipa Perumahan Graha Sunggal ....................81
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Penentuan Tingkat Layanan Air Baku ............................................... 35
Tabel 2.2 Kebutuhan Air Non Domestik ........................................................... 37
Tabel 2.3 Kebutuhan Air Bersih Domestik Kategori Lain.................................. 37
Tabel 4.1 Data Kelurahan pada Kecamatan Medan Sunggal .............................. 45
Tabel 4.2 Jumlah Penduduk Kecamatan Medan Sunggal Kota Medan ............... 46
Tabel 4.3 Pertumbuhan Aritmatik dan Geometrik penduduk Kecamatan Sunggal
........................................................................................................ 47
Tabel 4.4 Perkiraan Pertumbuhan Penduduk dari Tahun ketahun ....................... 48
Tabel 4.5 Proyeksi Kebutuhan Air Sektor Domestik Kecamatan Medan Sunggal49
Tabel 4.6 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Pendidikan ............... 50
Tabel 4.7 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Kesehatan................. 51
Tabel 4.8 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Ibadah ...................... 51
Tabel 4.9 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Fasilitas Umum dan Rekreasi . 52
Tabel 4.10 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Untuk Kegiatan Industri.................. 53
Tabel 4.11 Total Proyeksi Kebutuhan Air Bersih di Kecamatan Medan Suggal .. 53
Tabel 4.12 Data Umum Pipa Perumahan Graha Sunggal ................................... 56
Tabel 4.13 Data Eksisting Yang Digunakan Untuk Analisa ............................... 64
Tabel 4.14 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 1 Kolom 1, 4, 7, 8 & 9 dengan
Metode
Rumus Hazem William .................................................................... 65
Tabel 4.15 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 1 ................................................... 67
Tabel 4.16 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 2 ................................................... 67
Tabel 4.17 Perhitungan Hardy Cross Iterasi 3 ................................................... 68
Tabel 4.18 Data Input Pipa .............................................................................. 71
Tabel 4.19 Data Input Node ............................................................................. 71
Tabel 4.20 Nilai Flow, Velocity, Headloss dan Friction Factor output EPANET 78
Tabel 4.21 Perbandingan Debit Pada Hady Cross dan EPANET ........................ 82
Tabel 4.22 Perbandingan Head Loss Pada Hady Cross dan EPANET ................ 83
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
g
=
Percepatan Gravitasi Bumi
(m/dtk2)
γ
=
Berat Jenis
(kg/m3)
hgs
=
Hilang Tinggi Tekanan Karena Gesekan
(m)
λ
=
Koefisien Gesekan
(Faktor Gesekan)
v
=
Kekentalan Kinematik Fluida Dalam
Ks
=
Kekasaran Mutlak
(mm)
Rh
=
Radius Hidrolik
(m)
IE
=
Kemiringan Garis Energi
Kst
=
Koefisien Gerakan Strickler
S
=
Kemiringan Garis Energi
Kh
=
Koefisien Gesekan Hazem Williams
hL
=
Hilang tinggi tekanan disebabkan hilang tinggi tekanan kecil (m)
ζ
=
Koefisien hilang tinggi tekanan tergantung jenis perlengkapan pipa
yang dipakai.
k
=
Konstanta Untuk Pipa
Q
=
Debit
n
=
Konstanta Numerik
V
=
Kecepatan Cairan dalam Pipa
Ɵ
=
Diameter
(liter/detik atau m3/detik)
(m/dtk)
(mm)
x
Universitas Sumatera Utara