RANCANGAN ULANG SISTEM PERPIPAAN PERUSAHAAN DAERAH AIR MINUM (PDAM) KABUPATEN SLEMAN

  

RANCANGAN ULANG SISTEM PERPIPAAN

PERUSAHAAN DAERAH AIR MINUM (PDAM)

KABUPATEN SLEMAN

  TUGAS AKHIR Untuk memenuhi sebagian persyaratan

  Mencapai derajat S-1 Diajukan oleh :

  

HENRY JOSEPH FERNANDEZ

NIM : 045214082

  Kepada :

  

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

  

REDESIGN THE PIPELINES SYSTEM

OF WATER SUPPLY COMPANY

IN SLEMAN REGENCY

  FINAL PROJECT Presented as Partial Fulfillment of The Requirements

  To Obtain The Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering

  By :

  

HENRY JOSEPH FERNANDEZ

Student Number : 045214082

  To :

  

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

  

PERNYATAAN

  Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan unuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Yogyakara, 19 Agustus 2008 Henry Joseph Fernandez

  

INTISARI

  Air bersih merupakan kebutuhan utama bagi kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya. Berdasarkan permasalahan adanya penurunan debit air dari rencana semula 110 l/s menjadi 84 l/s, maka perlu merancang ulang sistem perpipaan menyangkut diameter pipa yang paling efektif.

  EPANET merupakan sebuah perangkat lunak yang dapat memberikan informasi kepada pengguna mengenai simulasi hidrolika dan perilaku kualitas air di dalam sistem jaringan perpipaan bertekanan dalam rentang waktu tertentu. Hasil analisis tersebut sangat bermanfaat bagi pengambil keputusan, baik ditingkat manajemen maupun dilingkup tim perencana, sebagai input dalam pengelolaan sistem distribusi air maupun sebagai input data dalam perencanaan desain sistem distribusi air.

  Setelah dilakukan analisis terhadap sistem perpipaan dari mata air Umbul Wadon sampai BR5, maka diperoleh kesimpulan bahwa diameter pipa paling efektif untuk mengalirkan air dengan debit sebesar 84 l/s dengan kecepatan ideal sebesar 1,5 m/s dari mata air Umbul Wadon sampai BR5 adalah 250 mm. Terjadi penambahan kehilangan tekanan (h ) dan penurunan sisa tekanan, sehingga pipa semakin aman.

  f

  Analisis ini sebenarnya paling efektif dipergunakan untuk perencanaan desain awal perpipaan untuk pemenuhan kebutuhan air bersih untuk masyarakat berdasar kebutuhan konsumen dalam jangka waktu tertentu.

  Kata kunci : sistem perpipaan, diameter pipa, bak pelepas tekan, bak reservoir.

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Henry Joseph Fernandez Nomor Mahasiswa : 04521482 Demi Perkembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  “ RANCANGAN ULANG SISTEM PERPIPAAN

  

PERUSAHAAN DAERAH AIR MINUM (PDAM)

KABUPATEN SLEMAN ”

  Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

  Dibuat di Yogyakarta. Pada Tanggal : 19 Agustus 2008

  Yang menyatakan, (Henry Joseph Fernandez)

HALAMAN PERSEMBAHAN

  Tugas  Akhir ini aku persembahkan kepada :  1.

   Tuhan Yesus Kristus, Bunda Maria, Santo Yosef, yang slalu setia membimbing  &  menyertai aku dalam kehidupan ini. 

  2. Papa  Bosco  &  Mama  Harti,  yang  slalu  mendukung  shingga  aku  bisa  sperti 

skarang  ini. ” Moga ini bisa buat papa & mama bangga kepada henry  ” 

3. My sisters & brother : Donna, Yanti, Ita, Sandra, Dave.  4.

   Kakak2 ipar qu : Ka’ Onie, Ka’ Dave, Mas Andre, Ka’ Donie.  5. Ponakan2 qu : Avel, Darrel, Vian, Illo.  6. Smua guru2 SD, SMP, dan SMA.  7. Smua Teman2 SD, SMP, SMA.  8. ^Melo^ yang slalu mengonggong, guk..guk..  9. Smua pihak yang telah membantu selesainya Tugas Akhir ini. 

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugrah-Nya, sehingga Tugas Akhir ini dapat tersusun dan terselesaikan tepat pada waktunya. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Dari hati yang terdalam kiranya penulis tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih atas segala bantuan, saran dan fasilitas serta segala sesuatu sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas akhir, kepada:

  1. Direktur PDAM Kabupaten Sleman yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan pembuatan Tugas Akhir.

  2. Pak Nuryono, selaku pembimbing lapangan yang telah membantu penulis dalam pembuatan Tugas Akhir.

  3. Seluruh pegawai PDAM Kabupaten Sleman.

  4. Dr. Ir. P. Wiryono Priyotamtama, SJ., selaku Rektor Universitas Sanata Dharma.

  5. Ir. Greg. Heliarko, S.J.,S.S.,B.S.T.,M.A.,M.S.C., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  6. Budi Sugiharto, S.T.,M.T., selaku ketua Program Studi Teknik Mesin sekaligus dosen pembimbing Tugas Akhir.

  7. Segenap staf pengajar Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis, sehingga sangat berguna dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

  8. Segenap staf karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata

  10. Serta semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu yang telah ikut membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu diperbaiki dalam Tugas Akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan masukan dan kritik, serta saran dari berbagai pihak untuk menyempurnakannya. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Terima kasih.

  Yogyakarta, Agustus 2008 Penulis

  DAFTAR ISI

  Halaman judul ....................................................................................................... ..i Title page ............................................................................................................... ..ii Pengesahan ............................................................................................................ .iii Pernyataan ............................................................................................................. . v Intisari.....................................................................................................................vi Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah Untuk Kepentingan Akademis …….................................................................................vii Halaman persembahan …………………………………………………………. viii Kata pengantar........................................................................................................ix Daftar isi..................................................................................................................xi Daftar gambar.......................................................................................................xiv Daftar tabel............................................................................................................xv

  

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1

  1.1 Latar belakang ............................................................................ 1

  1.2 Rumusan masalah ..................................................................... 2

  1.3 Tujuan penelitian ........................................................................ 2

  1.4 Batasan masalah ......................................................................... 2

  

BAB II PROFIL PDAM KABUPATEN SLEMAN .................................... 3

  2.1 Kabupaten Sleman .................................................................... 3

  2.2 PDAM Kabupaten Sleman ........................................................ 4

  2.2.1. Kondisi umum dan peran PDAM ................................... 4

  2.2.3.2. Transmisi dan distribusi ..................................... 5

  2.2.3.3. Pelayanan ……………….……………………... 6

  

BAB III TINJAUAN PUSTAKA ……………………………….. …………. 7

  3.1 EPANET 2.0 …………………………………………………… 7

  3.2 Jaringan distribusi ……………………………………………... 8

  3.3 Transmisi air .............................................................................. .10

  3.3.1. Cara mentransmisikan air ………………….…………… 10

  3.3.1.1. Sistem perpompaan …………….……………… 10

  3.3.1.2. Sistem gravitasi ……………………….……….. 10

  3.3.1.3. Kombinasi gravitasi dan pompa …….………… 11

  3.3.2. Perlengkapan pendukung …………………….….……....11

  3.3.2.1. Air valve (katup pembuang udara) …….……… 11

  3.3.2.2. Blow-off (katup penguras) …………….……… 13

  3.3.2.3. Katup isolasi dan pengatur aliran …….….……. 13

  3.4 Hidrolika fluida ……………………………………..…………14

  3.4.1. Hidrostatika ……………………………..…………….. 14

  3.4.2. Hidrodinamika …………………………..……………. 14

  3.4.2.1. Persamaan kontinuitas …………..…………… 14

  3.4.2.2. Kehilangan tekanan kecil ………..…………... 15

  3.4.2.3. Kehilangan tekanan besar ………..………….. 16

  3.5 Kehilangan air ………………………………….……..……. 16

  3.5.1. Kehilangan air pada sistem PDAM …….…….………16

  3.5.2. Pengertian kehilangan air ………………….………... 17

  3.5.2.1. Kehilangan air secara fisik ……….…………. 17

  4.2 Analisa data ……………….…….………………..………… 20

  4.2.1. Perhitungan .………….…….………………..……….. 20

  4.2.2. Analisa perhitungan ..……….……………..…………. 34

BAB V PENUTUP …………..………………………………..………….. 39

  5.1 Kesimpulan ……………………………………..………….. 39

  5.2 Saran …………………………………………….…………. 39 Daftar pustaka …………………………………………………..………….. 40 Lampiran

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 : Letak pemasangan air valve dan blow-off ………………….…...... 12Gambar 3.2 : Pemasangan katup isolasi dan arah aliran …………………………. 13Gambar 3.3 : Perubahan luas penampang aliran …………………………………. 15

  Gambar 1 : Hasil perhitungan EPANET dari MA sampai BR1 (sebelum rancang ulang) …………………………………………… 40

  Gambar 2 : Hasil perhitungan EPANET dari MA sampai BR1 (sesudah rancang ulang) ………………………………………….… 41

  Gambar 3 : Hasil perhitungan EPANET dari BR1 sampai BPT2 (sebelum rancang ulang) …………………………………………… 42

  Gambar 4 : Hasil perhitungan EPANET dari BR1 sampai BPT2 (sesudah rancang ulang) …………………………………………… 43

  Gambar 5 : Hasil perhitungan EPANET dari BPT2 sampai BPT3 (sebelum rancang ulang) …………………………………………… 44

  Gambar 6 : Hasil perhitungan EPANET dari BPT2 sampai BPT3 (sesudah rancang ulang) ………………………………………….… 45

  Gambar 7 : Hasil perhitungan EPANET dari BPT3 sampai BPT4 (sebelum rancang ulang) ………………………………………...…. 46

  Gambar 8 : Hasil perhitungan EPANET dari BPT3 sampai BPT4 (sesudah rancang ulang) ………………………………………….… 47

  Gambar 9 : Hasil perhitungan EPANET dari BPT4 sampai BR5 (sebelum rancang ulang) …………………………………………… 48

  Gambar 10 : Hasil perhitungan EPANET dari BPT4 sampai BR5 (sesudah rancang ulang) ………………………………………….… 49

  

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 : Kriteria pelayanan jaringan distribusi air minum ………...……………. 8Tabel 4.1 : Data-data perpipaan ...…..…………………………………………….. 19Tabel 4.2 : Luas penampang dan kecepatan aliran berdasarkan diameter pipa …... 27Tabel 4.3 : Hasil perhitungan BR1 sampai BPT2 (standard) ……………….……. 27Tabel 4.4 : Hasil perhitungan BR1 sampai BPT2 (rancang ulang) .……………… 28Tabel 4.5 : Hasil perhitungan BPT2 sampai BPT3 (standard) .…………………... 29Tabel 4.6 : Hasil perhitungan BPT2 sampai BPT3 (rancang ulang) …….……….. 30Tabel 4.7 : Hasil perhitungan BPT3 sampai BPT4 (standard) ……….…………... 31Tabel 4.8 : Hasil perhitungan BPT3 sampai BPT4 (rancang ulang) …….……….. 31Tabel 4.9 : Hasil perhitungan BPT4 sampai BR5 (standard) ……….………….… 32Tabel 4.10 : Hasil perhitungan BPT4 sampai BR5 (rancang ulang) ….…………... 33Tabel 4.11 : Nilai angka kehilangan tekanan (h f ) dan sisa tekanan sebelum dan sesudah dilakukan rancang ulang …………….…………………….. 34Tabel 4.12 : Perbandingan kecepatan aliran (V) antara hasil perhitungan dengan hasil simulasi EPANET …………………………………..….…….. 35Tabel 4.13 : Perbandingan kehilangan tekanan (h f ) antara hasil perhitungan dengan hasil simulasi EPANET ……………………………………….……... 36

  Tabel 1 : Beberapa harga koefisien Hazen-Williams (C) ………….……..….… 39

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Air bersih merupakan kebutuhan utama bagi kelangsungan hidup manusia

  dan makhluk hidup lainnya. Di Indonesia pengolahan dan pendistribusian air bersih ke rumah-rumah penduduk dilakukan oleh Perusahaan Air Minum (PAM).

  Untuk di daerah Kabupaten Sleman dikelola oleh Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Kabupaten Sleman.

  Untuk memenuhi kebutuhan air bersih di wilayah Sleman, maka PDAM Kabupaten Sleman pada tahun 1997 membangun sistem perpipaan dari mata air Umbul Wadon untuk menambah debit air sebesar 110 l/s dengan menggunakan pipa berdiameter 200 mm sampai 350 mm. Dari rencana pengambilan debit air sebesar 110 l/s diturunkan menjadi 70 l/s sesuai dengan kajian AMDAL (Analisa Mengenai Dampak Lingkungan). Dengan memperhitungkan kebocoran air maksimal yang diijinkan sebesar 20 % sesuai Dirjen Cipta Karya, maka debit air yang akan dipakai dalam perhitungan rancang ulang menjadi 84 l/s. Dari Umbul Wadon ke daerah konsumen dibangun 9 BPT (Bak Pelepas Tekan) dan 3 Reservoir. besarnya kehilangan air akan besar juga. Di samping pada jaringan perpipaan tersebut dilakukan pengurasan untuk membuang angin yang terakumulasi, di dalam pipa tersebut juga terdapat selisih debit antara Q in dan Q out yang cukup besar di setiap BPT dan jika tidak dilakukan pengurasan atau terlambat dilakukan pada jam-jam tertentu, maka BPT di atasnya akan meluber.

  Berdasarkan permasalahan adanya penurunan debit air dari rencana semula 110 l/s menjadi 84 l/s, maka perlu merancang ulang sistem perpipaan menyangkut diameter pipa yang paling efektif.

  1.2. Rumusan Masalah

  Berapa diameter pipa paling efektif untuk dapat mengalirkan debit air sebesar 84 l/s dari mata air Umbul Wadon sampai BR5?

  1.3. Tujuan Penelitian

  Untuk mengetahui diameter pipa yang dapat mengalirkan air dengan debit sebesar 84 l/s dari mata air Umbul Wadon sampai BR5 yang efektif.

  1.4. Batasan Masalah

  Debit dari mata air Umbul Wadon sampai BR5 adalah sebesar 84 l/s, dengan

BAB II PROFIL PDAM KABUPATEN SLEMAN

2.1. Kabupaten Sleman

  Kabupaten Daerah Tingkat II Sleman merupakan salah satu dari lima Daerah Tingkat II di wilayah Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Secara

  o o

  geografis Kabupaten Sleman terletak diantara 107 15’ 03’’ dan 107 29’ 30’’

  o

  Bujur Timur, 7 47’ 30’’ Lintang Selatan. Batas-batas administrasi wilayah Kabupaten Sleman adalah: 9 Sebelah utara : Kabupaten Boyolali dan Magelang.

  9 Sebelah timur : Kabupaten Klaten.

  9 Sebelah selatan : Kotamadya Yogyakarta, Kabupaten Bantul, dan Kabupaten Kulon Progo.

  9 Sebelah barat : Kabupaten Kulon Progo dan Magelang.

  2 Luas Wilayah Kabupaten Sleman adalah 57.482 Ha atau 574,82 km

  2

  atau sekitar 18 % dari luas wilayah Propinsi DIY sebesar 3.185,80 km , dengan jarak terjauh utara – selatan 32 km dan timur – barat 35 km. Secara administratif Kabupaten Sleman terdiri dari 17 wilayah kecamatan, 85 desa,

2.2. PDAM Kabupaten Sleman

2.2.1. Kondisi Umum dan Peran PDAM

  Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Kabupaten Sleman dibentuk berdasarkan Peraturan Daerah Tingkat II Kabupaten Sleman Nomor 5 Tahun 1990 tentang pendirian PDAM Kabupaten Dati II Sleman dan resmi beroperasi sejak tanggal 2 November 1992 setelah pelaksanaan penyerahan pengelolaan prasarana dan sarana penyediaan air bersih dari Departemen Pekerjaaan Umum kepada Pemerintah Daerah Tingkat II Sleman melalui Gubernur Kepala Daerah Istimewa Yogyakarta.

  Tujuan Perusahaan adalah: 1.

  Mengelola sarana penyediaan air bersih di seluruh wilayah Kabupaten Sleman.

  2. Menangani dan melayani kebutuhan air bersih perumahan dan pemukiman yang ada di Kabupaten Sleman.

  3. Mengemban fungsi sosial dan ekonomi perusahaan dalam pelayanannya selain sebagai BUMD di Kabupaten Sleman.

2.2.2. Letak Perusahaan

2.2.3. Kondisi Teknis

  Pada saat ini PDAM Kabupaten Sleman mengelola dan mengoperasikan 15 sistem yang terbagi menjadi 12 cabang wilayah operasional.

  2.2.3.1. Produksi

  ¾ Sumber air baku : 2 unit mata air ¾ Kapasitas produksi : - terpasang 305 l/s produksi 287 l/s

• ¾ Sistem produksi : 73 l/s (mata air) ¾ Jam rata-rata operasi produksi : 16 jam (mata air) ¾ Jumlah sistem : 17 unit sistem ¾ Jumlah penduduk Kabupaten Sleman : 889.629 jiwa ¾ Jumlah penduduk terlayani : 130.235 jiwa

  ¾ Persentase pelayanan : 63 %

  (sumber: Profil PDAM Kabupaten Sleman tahun 2005)

  2.2.3.2. Transmisi dan Distribusi

  ¾ Panjang pipa transmisi dan distribusi : 71,234 km ¾ Kehilangan air tahun 2005 : 48,19 % ¾ Sistem distribusi : - pompa 22 unit

• gravitasi 2 unit

2.2.3.3. Pelayanan

  Jumlah sambungan : SR = 19.577 unit, dengan perincian: ¾ RT = 19.007 unit ¾ HU = 166 unit ¾ Sosial = 157 unit ¾ Niaga = 85 unit ¾ Instansi = 161 unit ¾ Industri = 1 unit

  (sumber: Profil PDAM Kabupaten Sleman tahun 2005)

BAB III TINJAUAN PUSTAKA

3.1. EPANET 2.0

  EPANET 2.0 dikembangkan oleh Water Supply and Water Resources Division USEPA’s National Risk Management Research Laboratory. EPANET 2.0 merupakan sebuah perangkat lunak yang dapat memberikan informasi kepada pengguna mengenai simulasi hidrolika dan perilaku kualitas air di dalam sistem jaringan perpipaan bertekanan dalam rentang waktu tertentu. Yang dimaksud dengan sistem jaringan perpipaan itu sendiri merupakan sebuah sistem yang terdiri dari kombinasi antara pipa, node, pompa, valve dan tanki/ reservoir, yang saling terhubungan satu sama lain dalam satu kesatuan. EPANET 2.0 mampu menelusuri aliran air di dalam pipa, tekanan di tiap node, tinggi muka air di dalam tanki/ reservoir dan konsentrasi bahan kimia (misal desinfektan klor) selama rentang simulasi tersebut.

  EPANET 2.0 yang dijalankan di bawah operation sistem Windows ini, menyediakan suatu lingkungan yang terintegrasi untuk melakukan pengeditan terhadap input data, running hydraulic dan simulasi kualitas air serta kemudian menampilkannya dalam berbagai format seperti jaringan perpipaan dan node perencana, sebagai input dalam pengelolaan sistem distribusi air maupun sebagai input data dalam perencanaan desain sistem distribusi air.

  (sumber: EPANET 2.0, user manual)

3.2. Jaringan Distribusi

  Jaringan distribusi merupakan bagian dari sistem penyediaan air minum. Dalam sistem tersebut, jaringan distribusi merupakan fungsi mendistribusikan air terolah atau air minum dalam jumlah yang cukup dengan kualitas yang terjaga. Untuk memenuhi fungsi tersebut diperlukan suatu jaringan distribusi yang disiapkan dengan baik (Supriyanto, 2000).

  Dalam hal ini suatu ukuran yang bersifat kuantitatif diperlukan untuk menilai apakah jaringan distribusi akan berfungsi dengan baik. Kriteria dasar berikut bila dipenuhi akan memberikan pelayanan distribusi yang baik.

Tabel 3.1 : Kriteria Pelayanan Jaringan Distribusi Air Minum

  1. Durasi pelayanan 24 jam

  2. Tekanan minimum pada jaringan distribusi 10 m

  3. Tekanan maksimum (statis) 60 m

  

4. Faktor pengaliran pada jam puncak 1,5 – 2,5 debit/ rata-rata

  5. Kebocoran dalam jaringan 20 % (Sumber: Pendidikan dan Latihan Tenaga Teknik Penyediaan Air Minum PERPAMSI - Jurusan

  ™ Sistem Peletakan (Lay-Out) Pipa Distribusi Ditinjau dari pola jaringan pipa, ada 2 pola utama: ¾ Pola Jaringan Loop (Sistem Tertutup)

  Sistem ini digunakan pada daerah konsumen yang keadaan tanahnya rata dan pola konsumen yang mengelompok seperti kompleks perumahan.

  Keuntungan: 9 Ada sirkulasi aliran air di dalam pipa.

  9 Jika terjadi perbaikan, aliran air dapat dilokalisir sehingga pelayanan pada konsumen lain tidak terganggu.

  9 Tekanan air merata.

  Kerugian: 9 Lebih sulit pada waktu perencanaan.

  9 Perlu banyak aksesoris/ fitting pendukung dalam sistem perpipaan.

  9 Biaya lebih mahal.

  9 Pendeteksian kebocoran lebih sulit dibanding sistem terbuka. ¾ Pola Jaringan Sistem Terbuka

  Sistem perpipaan ini digunakan pada konsumen yang keadaan tanahnya tidak rata dan pola konsumen yang menyebar.

  Keuntungan:

  9 Pendeteksian kebocoran mudah.

  Kelemahan:

  9 Jika terjadi perbaikan, banyak konsumen yang tidak bisa dialiri karena sistem ini sulit diblokir alirannya sehingga harus dimatikan total.

  9 Tidak ada sirkulasi air (air berhenti pada ujung-ujung pipa).

  9 Diperlukan pengurasan pada ujung-ujung pipa (dead end).

  9 Tekanan air tidak merata.

3.3. Transmisi Air

  Penyediaan air minum termasuk mengalirkan air dari sumber ke daerah pelayanan (konsumen), biasa disebut dengan mentransmisikan air.

3.3.1. Cara Mentransmisikan Air 3.3.1.1. Sistem Perpompaan

  Sistem ini digunakan pada daerah pelayanan yang lebih tinggi dari sumber atau lokasi produksi. Sumber biasanya berasal mata air/ sumur dalam (deep well). Penggunaan pompa disesuaikan dengan kebutuhan tekanan yang diperlukan sehingga such head pompa mencukupi.

3.3.1.2. Sistem Gravitasi

  memanfaatkan beda tinggi, yaitu mengalirkan air dari sumber dengan memanfaatkan selisih tinggi dari sumber ke daerah pelayanan.

3.3.1.3. Kombinasi Gravitasi dan Pompa

  Sistem ini digunakan pada pengaliran yang memanfaatkan sistem gravitasi, tetapi pada suatu daerah pelayanan beda tinggi tidak memungkinkan menggunakan gravitasi, sehingga diperlukan pompa distribusi untuk menambah tekanan (James Noebelia, 2000).

3.3.2. Perlengkapan Pendukung 3.3.2.1. Air Valve (Katup Pembuang Udara)

  Air valve dipasang pada puncak perpipaan dari kontur jaringan

  untuk menghilangkan udara yang terkurung di dalamnya (M. Anies Al-Layla cs, 1980).

  Penempatan air valve dipasang pada lokasi yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan sekitarnya, selain dipasang pada jembatan pipa. Air valve berfungsi untuk mengeluarkan udara yang terjebak dalam pipa, yang kemungkinan besar akan terakumulasi pada bagian pipa yang lebih tinggi. Akumulasi udara dalam pipa akan mengurangi penampang efektifitas pipa, sehingga akan mengurangi debit air (Supriyanto, 2000). Untuk penempatan air valve bisa dilihat pada gambar 3.1 :

Gambar 3.1 : Letak pemasangan air valve dan blow-off

  Ada dua jenis Air valve, yaitu : ¾ Single

  Digunakan pada saat melepaskan dan memasukkan sejumlah kecil udara secara otomatis pada saluran pipa pada waktu saluran pipa tersebut dipakai. ¾ Double

  Kran udara otomatis Ø 40 s/d 50 mm untuk mengeluarkan udara selama waktu pemakaian yang biasa atau pada saat pengisian saluran pipa. Untuk memasukkan udara selama waktu pengosongan saluran pipa. Double air valve yang digunakan adalah sabuk control valve atau air valve kinetik dapat disediakan bila mana diperlukan.

  3.3.2.2. Blow - Off ( Katup Penguras ) Pemasangan blow - off adalah kebalikan dari pemasangan air valve.

  Blow - off dipasang pada lokasi yang paling rendah, di mana endapan tanah atau pasir terakumulasi (Supriyanto, 2000).

  Secara periodik, blow – off dibuka untuk membuang kotoran tanah/ pasir yang mengendap.

  3.3.2.3. Katup Isolasi dan Pengatur Aliran

  Katup isolasi dan pengatur aliran dipasang pada percabangan pipa, yaitu setelah titik percabangan percabangan. Gambar 3.2 memperlihatkan titik-titik pemasangan air valve, blow - off dan katup isolasi dan pengantur aliran.

  Sesuai dengan namanya, maka katup pengatur aliran atau isolasi digunakan untuk mengatur aliran dan mengisolasi suatu daerah atau jaringan pipa yang akan menjalani perbaikan atau servis. Gambar 3.2 menunjukkan letak pemasangan katup isolasi (gate valve).

3.4. Hidrolika Fluida

  3.4.1. Hidrostatika

  Hidrostatika merupakan cabang ilmu yang mempelajari tentang zat cair dalam keadaan diam (Djasio Sanropie, dkk. 1984).

  Gaya dan Tekanan Kolom Air

  Gaya yang bekerja pada suatu satuan luas tertentu disebut tekanan. Kolom

  3 air yang diisi dengan 1 m akan memberikan gaya sebesar 1000 kilogram.

  3 Hal ini disebabkan karena berat jenis air adalah 1 (kg/dm ) dan gaya tersebut

  2

  bekerja pada bidang seluas 1 m , sehingga tekanan yang dihasilkan sebesar

  2

  2

  2 1000 kg/m atau 0,1 kg/cm dimana 0,1 kg/cm = 3,3 kaki = 0,1 atmosfer.

  Berhubung berat jenis air adalah 1, maka tekanan kolom air itu dapat dinyatakan sebagai = 1 m, sehingga besarnya tekanan kolom air adalah sama dengan tinggi kolom itu dan dinyatakan dalam satuan panjang.

  3.4.2. Hidrodinamika

  Hidrodinamika adalah cabang ilmu yang mempelajari tentang zat cair dalam keadaan mengalir.

3.4.2.1. Persamaan Kontinuitas

  Besarnya aliran Q di titik-titik sepanjang pengaliran adalah sama mengimbanginya, sehingga besar pengaliran tetap Q

  1 = Q 2 = A

  1 V 1 =

  A V , di mana A > A dan V > V . Perhatikan Gambar 3.3.

  2

  2

  1

  2

  

2

  1 Gambar 3.3 : Perubahan luas penampang aliran 3.4.2.2.

   Kehilangan Tekanan Kecil (Minor Losses)

  Katup, sambungan dan kelengkapan lain dapat mengganggu aliran air menyebabkan hilangnya energi (Djasio & Sumini, 1984).

  Kehilangan tersebut dinyatakan sebagai: ₂ V h l = K ……………………………………...………..… (3.3) 2 g dimana:

  2

  g = percepatan gravitasi (9,8 m/s ) K = koefisien hambatan ( harganya tergantung dari macam hambatan ) elbow 6 inci adalah sama dengan hambatan sebesar 32 kali diameter pipa.

3.4.2.3. Kehilangan Tekanan Besar (Mayor Losses)

  Selain hambatan yang ditimbulkan oleh adanya perlengkapan pendukung perpipaan dikenal juga adanya Mayor losses dalam pipa dan dinding pipa. Hal ini dapat dilihat dari persamaan Hazen Williams: h f = …………………………...………. (3.4) dengan : Q = debit alir (m

  3

  /s) C = koefisien Hazen-Williams D = diameter pipa (m) L = panjang pipa (m)

3.5. Kehilangan Air

3.5.1. Kehilangan Air pada Sistem PDAM

  Kehilangan air (water losses) di Indonesia pada Perusahaan Daerah Air Minum berkisar antara 20% s/d 45% dari jumlah air yang diproduksi. yakni sebesar 18% - 20%. Adapun kehilangan air yang dimaksud meliputi antara lain:

  1. Kebocoran pada sistem distribusi = 5 %

  2. Kebocoran pada meter air ( water meter ) = 3 - 5 % 3.

  = 5 % Kebocoran pipa konsumen

  4. Kebocoran karena operasional dan pemeliharaan = 3 % 5.

  = 2 % Kebocoran karena administrasi

  ( Sumber: Direktorat Jendral Cipta Karya, Hand Out Penataran 1974)

3.5.2. Pengertian Kehilangan Air

  Kehilangan air dapat diartikan selisih antara jumlah air yang diproduksi dengan air yang terjual (Supriyanto, 2000).

  Secara umum kehilangan air dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu: 3.5.2.1.

   Kehilangan Air Secara Fisik (Nyata)

  Kehilangan air yang dimaksud sering dikenal sebagai kebocoran secara teknis, yaitu kebocoran akibat dari kondisi fisik sarana penyediaan air bersih seperti perpipaan dan fitting. Kehilangan air ini umumnya tidak tercatat dan sering dikenal dengan istilah unccounted for water.

  Mengenai hal tersebut ada ketentuan yang berlaku khususnya untuk

9 Pipa lainnya - tua = 0.3 lt/dt/km

• baru = 0.15 lt/dt/km Yang dimaksud dengan pipa tua ialah pipa yang sudah berumur lebih dari 10 tahun.

  ( Sumber: Bandung Water Supply Augumantation and Inprovement Feasibility Studi, vol .4, 1987)

3.5.2.2. Kehilangan Air secara non Fisik

  Kehilangan air secara non fisik tidak dapat terlihat atau tidak dapat diperhitungkan dalam proses penagihan. Kehilangan air ini dapat merupakan kehilangan air tercatat maupun tidak tercatat seperti: 9 Kesalahan membaca meter.

  9 Pencatatan meter pelanggan yang tidak sesuai dengan kenyataannya.

  9 Pemakaian meter air untuk operasional dan pemeliharaan.

  9 Adanya sambungan gelap.

  9 Pemakaian gratis untuk keperluan sosial atau hidran.

  

(Sumber: Penyusunan Rencana Penanggulangan Kebocoran Air minum di kota Wonosari,

Modul Pelatihan, 1995)

BAB IV PEMBAHASAN

4.1. Data Pendukung Pipa

  Sistem perpipaan yang akan dianalisis adalah mulai dari mata air Umbul Wadon (disimbolkan dengan MA) sampai bak reservoir 5 (disimbolkan dengan BR5). Dari MA sampai BR5 terdapat 3 bak pelepas tekan (BPT) dan 2 bak reservoir (BR). Data-data perpipaan disajikan dalam Tabel 4.1.

Tabel 4.1 : Data-data perpipaan

  Ketinggian Diameter Panjang Stasiun Pipa Bahan (D) (L) m mm m dari hingga

  1 Steel 350 1500 875 819 MA–BR1

  2 PVC 300 1128 819 790

  3 PVC 250 510 790 770

  1 PVC 300 1140 770 737 BR1-BPT2

  2 PVC 250 855 737 657

  1 PVC 300 574 657 627 BPT2-BPT3

  2 PVC 250 1112 627 581

  1 PVC 300 844 581 550 BPT3-BPT4

  2 PVC 250 606 550 518

  1 PVC 300 2640 518 444 BPT4-BR5 Dari Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa panjang pipa dari MA sampai BR5 adalah 12.149 m. Selain itu juga dapat dilihat bahwa beda ketinggian dari MA sampai BR5 adalah 505 m.

4.2. Analisa Data 4.2.1. Perhitungan

  Sesuai penjelasan pada BAB I bahwa debit air (Q) yang digunakan dalam

  3 perhitungan adalah 84 l/s (0,084 m /s) dan kecepatan aliran ideal 1,5 m/s.

  Karena pipa yang digunakan adalah pipa besi tuang, maka harga koefisien Hazen-Williams (C) adalah 100.

  ™ MA – BR1 ¾ Pipa yang terpasang (standard) : 9 Pipa 1 mempunyai diameter (D) 350 mm dengan panjang (L) 1500 m.

  Untuk mencari kecepatan aliran, maka terlebih dahulu dicari luas penampang pipa.

  2

  2 Luas penampang (A) : = ¼ . = 0,096 m

  π . (0.35) Setelah luas penampang pipa diketahui, kecepatan aliran dapat dicari. Untuk mencari kehilangan tekanan (h f ), digunakan persamaan 3.4. h =

  f

  = 5,39 m 9 Pipa 2 mempunyai diameter (D) 300 mm dengan panjang (L) 1128 m.

  Untuk mencari kecepatan aliran, maka terlebih dahulu dicari luas penampang pipa.

  2

  2 Luas penampang (A) : = ¼ . = 0,0706 m

  π . (0.3) Setelah luas penampang pipa diketahui, kecepatan aliran dapat dicari.

  Kecepatan aliran (V) : 1,19 m/s Untuk mencari kehilangan tekanan (h f ), digunakan persamaan 3.4. h f = = 8,57 m 9 Pipa 3 mempunyai diameter (D) 250 mm dengan panjang (L) 510 m.

  Untuk mencari kecepatan aliran, maka terlebih dahulu dicari luas penampang pipa.

  2

  2 Luas penampang (A) : = ¼ . = 0,049 m

  π . (0.25) Untuk mencari kehilangan tekanan (h f ), digunakan persamaan 3.4. h =

  f

  = 9,41 m Sehingga nilai h total adalah :

  f

  = ( 5,39 + 8,57 + 9,41 ) m = 23,37 m Ketinggian MA sampai BR1 adalah 105 m. Maka sisa tekanan dari MA sampai BR1 adalah : = ( ketinggian – h total )

  f

  = ( 105 – 23,37 ) m = 81,63 m = 8,163 atm Kecepatan aliran (V) dan kehilangan tekanan (h f ) hasil simulasi EPANET dari MA sampai BR1 dapat dilihat pada Gambar 1 pada Lampiran.

  ¾ Pipa hasil analisis rancang ulang :

  9 Pipa 1 (standard) berdiameter 350 mm dengan panjang (L) 1500 m, mempunyai kecepatan aliran 0,87 m/s. Untuk mendapatkan diameter pipa yang mendekati kecepatan aliran ideal, maka digunakan persamaan dengan : x = diameter pipa yang dicari Dx = diameter pipa V = kecepatan aliran ideal (1,5 m/s) Vx = kecepatan aliran x = = 203 mm Karena di pasaran tidak terdapat pipa berdiameter 203 mm, maka digunakan pipa berdiameter 200 mm. Untuk mencari kecepatan aliran, maka terlebih dahulu dicari luas penampang pipa.

  2

  2 Luas penampang (A) : = ¼ . = 0,0314 m

  π . (0.2) Setelah luas penampang pipa diketahui, kecepatan aliran dapat dicari.

  Kecepatan aliran (V) : 2,67 m/s Ternyata kecepatan aliran untuk pipa berdiameter 200 mm (2,67 m/s) terlalu besar dibanding dengan kecepatan aliran ideal (1,5 m/s). Maka digunakan pipa berdiameter diatas 200 mm, yaitu 250 mm. Untuk

  2

  2 Luas penampang (A) : = ¼ . = 0,049 m

  π . (0.25) Setelah luas penampang pipa diketahui, kecepatan aliran dapat dicari.

  Kecepatan aliran (V) : 1.71 m/s Dari perhitungan, ternyata kecepatan aliran (1,71 m/s) mendekati kecepatan aliran ideal (1,5 m/s). Maka digunakan pipa berdiameter 250 mm. Untuk mencari kehilangan tekanan (h f ), digunakan persamaan 3.4. h f = = 27,69 m

  9 Pipa 2 (standard) berdiameter 300 mm dengan panjang (L) 1128 m, mempunyai kecepatan aliran 1,19 m/s. Untuk mendapatkan diameter pipa yang mendekati kecepatan aliran ideal, maka digunakan persamaan 4.1. x = = 238 mm Karena di pasaran tidak terdapat pipa berdiameter 238 mm, maka digunakan pipa berdiameter 250 mm. Untuk mencari kecepatan aliran,

  Setelah luas penampang pipa diketahui, kecepatan aliran dapat dicari. Kecepatan aliran (V) : 1,71 m/s Dari perhitungan, ternyata kecepatan aliran (1,71 m/s) mendekati kecepatan aliran ideal (1,5 m/s). Maka digunakan pipa berdiameter 250 mm. Untuk mencari kehilangan tekanan (h f ), digunakan persamaan 3.4. h =

  f

  = 20,82 m

  9 Pipa 3 (standard) berdiameter 250 mm dengan panjang (L) 510 m, mempunyai kecepatan aliran 1,71 m/s. Untuk mendapatkan diameter pipa yang mendekati kecepatan aliran ideal, maka digunakan persamaan 4.1. x = = 285 mm Karena di pasaran tidak terdapat pipa berdiameter 285 mm, maka digunakan pipa berdiameter 300 mm. Untuk mencari kecepatan aliran, maka terlebih dahulu dicari luas penampang pipa.

  Kecepatan aliran (V) : 1,19 m/s Ternyata kecepatan aliran untuk pipa berdiameter 300 mm (1,19 m/s) terlalu kecil dibanding dengan kecepatan aliran ideal (1,5 m/s). Maka digunakan pipa berdiameter dibawah 300 mm, yaitu 250 mm. Untuk mencari kecepatan aliran, maka terlebih dahulu dicari luas penampang pipa.

  2

  2 Luas penampang (A) : = ¼ . = 0,049 m

  π . (0.25) Setelah luas penampang pipa diketahui, kecepatan aliran dapat dicari.

  Kecepatan aliran (V) : 1,71 m/s Dari perhitungan, ternyata kecepatan aliran untuk pipa berdiameter 250 mm (1,71 m/s) mendekati kecepatan aliran ideal (1,5 m/s). Maka tetap digunakan pipa berdiameter 250 mm. Untuk mencari kehilangan tekanan (h f ), digunakan persamaan 3.4. h f = = 9,41 m

  Sehingga nilai h f total adalah : = ( 27,69 + 20,82 + 9,41 ) m

  Ketinggian MA sampai BR1 adalah 105 m. Maka sisa tekanan dari MA sampai BR1 adalah : = ( ketinggian – h f total ) = ( 105 – 57,92 ) m = 47,08 m = 4,708 atm Kecepatan aliran (V) dan kehilangan tekanan (h f ) hasil simulasi EPANET dari MA sampai BR1 dapat dilihat pada Gambar 2 pada Lampiran.

  Dari perhitungan diatas, dapat dibuat Tabel 4.2 tentang luas penampang dan kecepatan aliran berdasarkan diameter pipa.

Tabel 4.2 : Luas penampang dan kecepatan aliran berdasarkan diameter pipa

  Diameter pipa (D) Luas penampang (A) Kecepatan aliran (V) ₂ mm m m/s 350 0.096 0.87 300 0.0706 1.19 250 0.049 1.71 200 0.0314 2.67

  ™ BR1 – BPT2 ¾ Pipa yang terpasang (standard) :

  Perhitungan pada BR1 sampai BPT2 hampir sama dengan MA sampai

  Tabel 4.3: Hasil perhitungan BR1 sampai BPT2 (standard)

  

Diameter Panjang Luas penampang Kec.aliran h f total

h f Pipa (D) (L) (A) (V) m ₂ m mm mm m m/s

  1 300 1140 0,0706 1,19 8,66 24,44 2 250 855 0,049 1,71 15,78

  Ketinggian BR1 sampai BPT2 adalah 113 m. Maka sisa tekanan dari MA sampai BR1 adalah : = ( ketinggian – h f total ) = ( 113 – 24,44 ) m = 88,56 m = 8,856 atm Kecepatan aliran (V) dan kehilangan tekanan (h f ) hasil simulasi EPANET dari BR1 sampai BPT2 dapat dilihat pada Gambar 3 pada Lampiran.

  ¾ Pipa hasil analisis rancang ulang : Perhitungan pada BR1 sampai BPT2 hampir sama dengan MA sampai BR1. Untuk mempermudah perhitungan, maka disusun dalam Tabel 4.4.

Tabel 4.4. Hasil perhitungan BR1 sampai BPT2 (rancang ulang)

  

Diameter Panjang Luas penampang Kec.aliran h f total h f Pipa (D) (L) (A) (V) m Ketinggian BR1 sampai BPT2 adalah 113 m. Maka sisa tekanan dari MA sampai BR1 adalah : = ( ketinggian – h f total ) = ( 113 – 36,82 ) m = 76,18 m = 7,618 atm Kecepatan aliran (V) dan kehilangan tekanan (h f ) hasil simulasi EPANET dari BR1 sampai BPT2 dapat dilihat pada Gambar 4 pada Lampiran.

  ™ BPT2 – BPT3 ¾ Pipa yang terpasang (standard) :

  Perhitungan pada BPT2 sampai BPT3 hampir sama dengan MA sampai BR1. Untuk mempermudah perhitungan, maka disusun dalam Tabel 4.5.

Tabel 4.5. Hasil perhitungan BPT2 sampai BPT3 (standard)

  Diameter Panjang Luas penampang Kec.aliran h f total h f Pipa (D) (L) (A) (V) m

₂

m mm mm m m/s