Perencanaan jaringan air bersih dengan a

PERENCANAAN PENYEDIAAN AIR BERSIH MASYARAKAT DENGAN AIR TANAH DANGKAL DI DUSUN LENDANGGUAR DESA KEDARO-LOMBOK BARAT

Design of Water Supply For Community With Shallow Ground Water

At Lendangguar Kedaro Village – West Lombok District

Tugas Akhir Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Jurusan Teknik Sipil

Oleh : MARTA SYA’BANI F1A 009 040

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MATARAM 2014

Tugas Akhir

PERENCANAAN PERENCANAAN PENYEDIAAN AIR BERSIH MASYARAKAT PENYEDIAAN AIR BERSIH MASYARAKAT DENGAN AIR TANAH AIR TANAH DANGKAL DI DUSUN LENDANGGUAR DUSUN LENDANGGUAR DESA KEDARO - LOMBOK BARAT DESA KEDARO

Oleh : Marta Sya’bani F1A 009 040

Telah diperiksa dan disetujui oleh Tim Pembimbing Telah diperiksa dan disetujui oleh Tim Pembimbing Telah diperiksa dan disetujui oleh Tim Pembimbing

Pembimbing Utama 1. Pembimbing Utama

I D G. Jaya Negara, ST., Jaya Negara, ST., MT. Tanggal : September September 2014 NIP. 19690624 199703 199703 1 001

Pembimbing Pendamping 2. Pembimbing Pendamping

Agustono Setiawan Setiawan, ST., MSc. Tanggal : September September 2014 NIP. 19700113 199702 1 001 199702 1 001

ii

Tugas Akhir

PERENCANAAN PENYEDIAAN AIR BERSIH MASYARAKAT PERENCANAAN PENYEDIAAN AIR BERSIH MASYARAKAT PERENCANAAN PENYEDIAAN AIR BERSIH MASYARAKAT DENGAN AIR TANAH AIR TANAH DANGKAL DI DUSUN LENDANGGUAR DANGKAL DI DUSUN LENDANGGUAR DESA KEDARO - LOMBOK BARAT DESA KEDARO

Oleh : Marta Sya’bani F1A 009 040

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

Pada tanggal 6 September 2014 Dan dinyatakan telah memenuhi syarat

Susunan Tim Penguji

1. Penguji I

Salehudin, ST., M MT. NIP. 19661231 199512 1 001 19661231 199512 1 001

2. Penguji II

Lalu Wirahman W Lalu Wirahman W., ST., MSc. NIP . 19680201 199703 1 002 NIP . 19680201 199703 1 002

3. Penguji III

Humairo Saidah, ST., MT. Saidah, ST., MT. NIP . 19720609 199703 2 001 720609 199703 2 001

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga dengan usaha yang maksimal akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Tugas akhir ini berjudul “Perencanaan Penyediaan Air Bersih Masyarakat Dengan Air Tanah Dangkal Di Dusun Lendangguar Desa Kedaro-Lombok Barat”. Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan wajib akademis yang harus ditempuh oleh setiap mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Mataram untuk memperoleh gelar sarjana (S-1).

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, dengan kerendahan hati penulis menerima segala kritik dan saran yang membangun dari pembaca. Akhir kata semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya. Terima kasih.

Mataram,

September 2014

Penulis

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

Tugas Akhir ini dapat diselesaikan berkat bantuan dan dorongan baik moril maupun materil dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang setulus-tulusnya terutama kepada :

1. Bapak Yusron Saadi, ST.,MSc(Eng).,Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Mataram,

2. Bapak Jauhar Fajrin, ST.,MSc(Eng).,Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Mataram,

3. Ibu Tri Sulistyowati, ST.,MT., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Mataram,

4. Bapak IDG. Jaya Negara, ST.,MT., selaku Dosen Utama yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis selama penyusunan Tugas Akhir ini, sehingga dapat terselesaikan dengan baik,

5. Bapak Agustono Setiawan, ST.,MSc., selaku Dosen Pembimbing Pendamping yang telah memberikan ide, saran dan arahan serta motivasinya,

6. Bapak Salehudin, ST., MT., selaku Dosen Penguji I.

7. Bapak Lalu Wirahman W., ST., MSc., selaku Dosen Penguji II.

8. Ibu Humairo Saidah, ST., MT., selaku Dosen Penguji III.

9. Ibu Shofia Rawiana, ST.,MT., selaku Dosen wali yang telah memberikan banyak saran dan arahannya selama perkuliahan,

10. Keluarga kecilku, orang tuaku dan adik-adikku yang selalu memberikan dukungan semangat dan doanya,

11. Rekan seperjuangan dan teman-teman angkatan 2009, terima kasih untuk semua bantuan ide dan dukungannya,

12. Serta semua pihak yang telah banyak membantu baik secara langsung maupun tidak langsung selama pelaksanaan dan penyusunan skripsi ini.

Semoga Allah SWT memberikan balasan atas segala bantuan dan dukungan semuanya, dalam usaha penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Gambar 4.19 Dinding luar reservoir ...........................................................…. 96 Gambar 4.20 Pelat dasar reservoir ..............................................................…. 97

xi

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

Q 3 : Debit air (m /det) K

: Koefisien permeabilitas (m/jam) s

: Besar penurunan permukaan air (m) r w : Jari – jari sumur (m) R

: Jari – jari lingkaran pengaruh (m)

h : Dalam dari permukaan air yang dipompa ke permukaan lapisan kedap air di bawah (m)

h s : Dalam air di sumur pada waktu pemompaan

d : Jarak dari sumur ke tepi sungai (m) m

: Tebal akuifer (m) α

: Kapasitas spesifik yakni banyaknya air yang keluar per-satuan dalam dari sumur (m 2 /jam)

Pt : Jumlah penduduk tahun proyeksi Po

: Jumlah penduduk tahun ke 0 t

: Periode perencanaan Pn

: Jumlah penduduk pada tahun ke-n Pn+1 : Jumlah penduduk pada tahun ke-n+1 r

: Persen pertambahan penduduk tiap tahun n

: Tahun proyeksi JP : Jumlah penduduk saat ini (jiwa) pl% : Prosentase pelayanan yang akan dilayani

q D : Kebutuhan air domestik (lt/org/hari) S : Standar kebutuhan air rata-rata (lt/org/hari) q nD

: Kebutuhan air non domestik (lt/org/hari) nD% : Prosentase kebutuhan air non domestik q D : Kebutuhan air domestik (lt/org/hari) q T

: Kebutuhan air total (lt/hari) q HL

: Kebocoran atau kehilangan air K t % : Prosentase kehilangan atau kebocoran

xii xii

: Kebutuhan air maksmum (lt/hari)

F : Faktor hari maksimum (antara 1,15 - 1,7) z 1 : Energi statis batas (m)

h : Kehilangan tenaga selama pengaliran dalam sistem (m)

V : Kecepatan aliran (m/det)

A 2 : Tampang saluran (m )

D : Diameter pipa (m) Re

: bilangan Reynold tak berdimensi, υ 2 : kekentalan kinematik (m /dt) (Tabel 2.4)

R h : Jari-jari hidrolis (m)

I : Kemiringan gradien hidrolis n

: Koefisien kekasaran pipa Manning

h f : Kehilangan tenaga akibat gesekan (m) L

: Panjang pipa (m)

C H : Koefisien gesekan Hazen – Williams S

: Kemiringan garis energi

f : Koefisien tahananan permukaan pipa atau dikenal dengan koefisien gesekan Darcy-Weisbach (faktor gesekan) yang nilainya ditentukan oleh bilangan Reynolds

P : Keliling basah (m)

g 2 : Percepatan gravitasi (m/det ) K

: Koefisien kehilangan tinggi tekan minor (tabel)

h m : Kehilangan tenaga minor akibat lubang masuk pipa (m) k m

: Koefisien kehilangan energi minor

h e : Kehilangan tenaga minor akibat pembesaran penampang (m)

V 1 : Kecepatan aliran di pipa pertama (m/det)

1 ,A 2 : Luas penampang pipa pertama dan pipa kedua (m )

h c : Kehilangan tenaga minor akibat pengecilan penampang (m) k c : Koefisien kehilangan energi akibat penyempitan

ε : Kekasaran pipa Darcy-Weisbach (mm)

xiii

Mu : Momen maksimal penampang struktur (N.m) Ø/D : Diameter tulangan pada struktur (mm)

h : Ukuran tebal/ tinggi penampang struktur (mm)

b : Ukuran lebar penampang struktur (mm)

be : Ukuran lebar efektif pada balok L/T (mm) S b : Tebal selimut beton (mm)

d : Tebal efektif penampang struktur (mm)

a : Tinggi blok tekan ekivalen (mm) Mn : Momen nominal penampang struktur (N.mm) K

: Faktor momen pikul (Mpa) As 2 : Luas tulangan tarik (mm )

S : Jarak penulangan (mm) As 2 : Luas tulangan tarik (mm )

As 2 : Luas tulangan tekan (mm ) As,u : Luas tulangan perlu (mm 2 ) Mr

: Momen rencana (N.mm) f’c

: Kuat tekan beton yang disyaratkan pada umur beton 28 hari (Mpa) ρ

: Ratio penulangan pada struktur n

: Jumlah tulangan (batang) fy

: Kuat tarik atau kuat leleh baja tulangan (Mpa)

C l : Koefisien momen pelat lapangan dari PBI 1971 Ct

: Koefisien momen pelat tumpuan dari PBI 1971 M lx : Momen lapangan arah x (kg.m) M ly : Momen lapangan arah y (kg.m) M tx : Momen tumpuan arah x (kg.m) M ty : Momen tumpuan arah y (kg.m)

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I Foto Sumur Dangkal Eksisting Hasil Analisis Uji Kualitas Air Sumur Gali Hasil Pengukuran Jalur Pipa Hasil Pengujian Fisik dan Geser Tanah Peta Situasi Jaringan Pipa Skema Perencanaan Jaringan Air Bersih Dusun Lendangguar

Lampiran II Long Section Dan Cross Section Gambar Kerja/Gambar Teknis Perencanaan Daftar Upah Dan Harga Satuan Pekerjaan Daftar Analisa SNI Harga Satuan Pekerjaan Rekapitulasi Analisa Harga Satuan Pekerjaan

xv

INTISARI

Tingkat kebutuhan masyarakat akan air bersih yang kian bertambah menuntut pula adanya sistem penyediaan air bersih. Pada daerah permukiman yang jauh lebih tinggi dari sumber air, tentu akan mengalami kesulitan untuk mensuplai air tersebut ke permukiman penduduk karena belum tersedianya jaringan PDAM dari pemerintah setempat. Kondisi seperti ini dialami oleh masyarakat Dusun Lendangguar, Desa Kedaro, Kecamatan Sekotong, Kabupaten Lombok Barat. Oleh karena itu perlu dilakukan perencanaan jaringan air bersih yang sesuai dengan keadaan topografi di wilayah tersebut.

Perencanaan ini menganalisis proyeksi laju pertumbuhan penduduk dan kebutuhan air bersih sampai tahun 2018. Selanjutnya menganalisis hidrolika sistem penyediaan air bersih menggunakan program microsoft exel, yaitu meliputi dimensi pipa, kecepatan aliran, debit yang mengalir ke lokasi sasaran, perhitungan volume pekerjaan serta menghitung rencana anggaran biaya.

Berdasarkan hasil analisis diperoleh jumlah kebutuhan air bersih untuk Dusun Lendangguar, Desa Kedaro, Kecamatan Sekotong, Kabupaten Lombok Barat sebesar 0,45 l/dt. Sistem jaringan air bersih berupa pipa trasmisi pompa Ø31,25 mm dan pipa trasmisi gravitasi Ø100 mm, Ø75 mm, Ø63 mm, serta Ø50 mm. Dilengkapi dengan bangunan pelengkap yaitu 1 sumur rencana, 1 bak penampungan sementara dan 1 reservoir serta bangunan bagi yaitu 6 Hidran Umum. Untuk rencana anggaran biaya pada perencanaan air sumur dangkal untuk jaringan air bersih masyarakat di Dusun Lendangguar, Desa Kedaro dibutuhkan anggaran biaya sebesar Rp.424.360.000,00.

Kata kunci: Penyediaan air bersih, jaringan air bersih, sumur dangkal, rencana anggaran biaya.

xvi

ABSTRACT

The level of public demand for fresh water is growing as the demand of system of water supply keep increasing. In residential areas that are much higher than the water source, it would be difficult to supply water to the population because of the unavailability of PDAM network from local government. This kind of conditions experienced by Lendangguar, Kedaro Village, Sekotong District, West Lombok regency. Therefore, it is necessary to design the clean water network in accordance with the topography of the region.

This plan analyzes the rate of population growth and water needs until the year of 2018, then analyze the hydraulics of water supply systems using microsoft exel program, which includes the dimensions of the pipe, the flow velocity, discharge that flow to the target location, calculation the volume of work, as well as calculating the budget plan.

Based on the results obtained by analysis of the amount of water needs for Lendangguar, Kedaro Village, Sekotong District, West Lombok regency is 0.45 l/s. Water network system in the form of transmission pipeline pump are Ø31,25 mm and Ø100 mm pipe trasmisi gravity, Ø75 mm, o63 mm, and Ø50 mm. Equipped with complementary building plan that is 1 wells, 1 tank and 1 reservoir and temporary buildings for the Public Hydrant 6. For a budget plan on shallow wells for planning water supply network people in Lendangguar, Kedaro village, budget needed is Rp.424.360.000,00.

Keywords: The supply of water, network water, shallow wells, budget plans.

xvii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Air bersih merupakan kebutuhan pokok manusia dan setiap kehidupan lainnya selain makanan. Lebih luas dari sekedar makanan dan minuman, air diperlukan untuk berbagai kepentingan yang saat ini merupakan kebutuhan pokok seperti memasak, mandi dan mencuci atau berbagai bentuk kebersihan lingkungan lainnya. Kesehatan lingkungan dapat terwujud jika didukung oleh kesehatan air di lingkungan tersebut. Oleh karenanya air benar-benar menjadi kebutuhan pokok dalam kehidupan yang sehat.

Bagi daerah permukiman yang permukaan tanahnya lebih rendah dari sumber air, kebutuhan air bersih mungkin tidak akan menjadi masalah karena air akan mengalir dari permukaan yang lebih tinggi ke permukaan yang lebih rendah. Pada daerah permukiman yang permukaan tanahnya jauh lebih tinggi dari sumber air, tentu akan mengalami kesulitan yang cukup berarti untuk mensuplai air tersebut ke permukiman penduduk, oleh karena itu diperlukan suatu rancangan agar mampu menaikkan air tersebut.

Kondisi seperti ini dialami oleh masyarakat Dusun Lendangguar Selatan dan Timur, Desa Kedaro, Kecamatan Sekotong, Kabupaten Lombok Barat. Tidak adanya sumber air seperti mata air, air permukaan (air sungai, waduk maupun danau) yang mengalir sehingga satu-satunya untuk memenuhi kebutuhan akan air bersih, p enduduk menggunakan air tanah yang diambil dari sumur-sumur gali yang berada di sekitar rumah mereka karena belum tersedianya jaringan PDAM dari pemerintah Kabupaten Lombok Barat . Keberadaan air sumur di daerah ini berfluktuasi berdasarkan musim, jika pada musim hujan semua sumur-sumur gali sekitar rumah warga terisi oleh air tanah. Namun ketika musim kemarau, sumur- sumur tersebut menjadi kering sehingga penduduk perlu membeli air sumur dengan harga Rp. 150.000/1100 liter dan air sungai Rp. 100.000/1100 liter untuk memenuhi kebutuhan akan air bersih. Bagi masyarakat yang kurang mampu mungkin membeli air akan terasa sangat sulit sehingga sebagian masyarakat Kondisi seperti ini dialami oleh masyarakat Dusun Lendangguar Selatan dan Timur, Desa Kedaro, Kecamatan Sekotong, Kabupaten Lombok Barat. Tidak adanya sumber air seperti mata air, air permukaan (air sungai, waduk maupun danau) yang mengalir sehingga satu-satunya untuk memenuhi kebutuhan akan air bersih, p enduduk menggunakan air tanah yang diambil dari sumur-sumur gali yang berada di sekitar rumah mereka karena belum tersedianya jaringan PDAM dari pemerintah Kabupaten Lombok Barat . Keberadaan air sumur di daerah ini berfluktuasi berdasarkan musim, jika pada musim hujan semua sumur-sumur gali sekitar rumah warga terisi oleh air tanah. Namun ketika musim kemarau, sumur- sumur tersebut menjadi kering sehingga penduduk perlu membeli air sumur dengan harga Rp. 150.000/1100 liter dan air sungai Rp. 100.000/1100 liter untuk memenuhi kebutuhan akan air bersih. Bagi masyarakat yang kurang mampu mungkin membeli air akan terasa sangat sulit sehingga sebagian masyarakat

Oleh karena itu, perlu ada upaya bagaimana air tersebut dapat dinaikkan sehingga pengambilannya menjadi lebih mudah dan operasionalnya sederhana. Untuk kasus ini, perlu ada rancangan bagaimana air sumur dapat dinaikkan. Selain itu data debit keluaran sumur perlu direncanakan sebagai data dasar penyediaan air untuk potensi air baku masyarakat. Data topografi dan jalur pipa juga diperlukan untuk desain, agar rancangan menjadi lengkap. Dengan data-data tersebut diharapkan rancangan dapat dimanfaatkan oleh masyarakat setempat.

Berdasarkan latar belakang tersebut, maka hal ini perlu dicarikan solusi terbaik didalam merancang suatu pemanfaatan air sumur dangkal untuk jaringan pipa air bersih dengan menggunakan teknologi yang tepat, agar distribusi jaringan air bersih bisa mencukupi dan terbagi secara merata ke permukiman penduduk di Dusun Lendangguar, Desa Kedaro.

1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian sebelumnya, dapat dirumuskan permasalahan sebagai

berikut :

1. Berapa besar debit potensi sumur dangkal yang akan dijadikan sumber air bersih masyarakat Dusun Lendangguar, Desa Kedaro?

2. Berapa besar kebutuhan air bersih penduduk di Dusun Lendangguar, Desa Kedaro?

3. Bagaimana sistem jaringan pengambilan dan distribusi air bersih serta bangunan pelengkap yang akan digunakan di Dusun Lendangguar, Desa Kedaro?

4. Berapa besar biaya (Rencana Anggaran Biaya) yang dibutuhkan?

1.3. Tujuan Perencanaan

Pada dasarnya tujuan dari perancangan ini adalah sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui besar debit potensi air sumur dangkal untuk kebutuhan air bersih masyarakat Dusun Lendangguar, Desa Kedaro Lombok Barat.

2. Untuk mengetahui kebutuhan air bersih penduduk Dusun Lendangguar, Desa Kedaro.

3. Mengetahui sistem jaringan pipa air bersih dan bangunan pelengkap yang akan digunakan di Dusun Lendangguar, Desa Kedaro.

4. Untuk mengetahui besar biaya (Rencana Anggaran Biaya) yang dibutuhkan.

1.4. Batasan Masalah Untuk membatasi permasalahan yang terlalu luas maka diperlukan batasan-batasan permasalahan sebagai berikut :

1. Analisis yang dilakukan membahas perencanaan jaringan air bersih.

2. Data debit air bersih yang digunakan untuk perencanaan adalah data debit pada sumur dangkal existing,

3. Perhitungan kebutuhan air bersih Dusun Lendangguar hanya diproyeksi sampai

5 tahun mendatang yaitu sampai tahun 2018,

4. Perencanaan skema jaringan pipa transmisi dan distribusi dengan menggunakan pipa konvensional,

5. Tidak melakukan uji kualitas air yang bersifat biologis,

6. Pengujian kualitas air yang bersifat fisik dan kimiawi dilakukan di Balai Laboratorium Kesehatan Masyarakat Pulau Lombok, Mataram.

1.5. Manfaat Perencanaan Hasil yang diperoleh dari perencanaan ini nantinya dapat diketahui tahapan-tahapan dalam menganalisis dan merencanakan sistem jaringan perpipaan untuk mendistribusi air bersih masyarakat serta memberikan solusi bagi masyarakat Dusun Lendangguar, Desa Kedaro, Kecamatan Sekotong dalam mengatasi masalah kekurangan atau kelangkaan air bersih secara tepat berdasarkan kondisi topografi daerah setempat.

BAB II DASAR TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka Lalu Turmuji Azhar (1999), perencanaan jalur pipa didasarkan pada hasil pemetaan tofografi pada survey pendahuluan. Jalur pipa diusahakan dengan jarak yang terpendek dan kehilangan energi sekecil mungkin, dengan mempertimbangkan kondisi geologi di daerah setempat. Jika kapasitas debit maksimal yang dapat dialirkan pipa lebih kecil dari debit yang harus dialirkan, maka diameter pipa harus direncanakan lagi. Selanjutnya jaringan transmisi dievaluasi lagi terhadap aspek hidrolika aliran dan kemampuan bahan pipa menahan tekanan. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui kemampuan pengaliran air dalam pipa dan kemampuan pipa manahan tekanan, agar kebocoran pipa akibat tekanan hidrolika yang berlebihan dapat dihindari.

Tauhid Ichyar, dkk (2005), sistem jaringan pendistribusian air yang baik adalah dengan mengalirkan air dengan debit dan pressure (tekanan) yang cukup, serta melaksanakan pengendalian program jaringan pipa dengan memperhatikan hal-hal berikut :

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

b. Bila pressure dan debit terlalu tinggi, maka kebocoran air akan sering terjadi. Idealnya air maksimum yang baik di jaringan pipa 4,00kg/cm 2 .

Rozi Munawijaya Hamdani (2011), melakukan perencanaan pemanfaatan sumber air Rajimas untuk kebutuhan air bersih di Desa Pelangan Kecamatan Sekotong Kabupaten Lombok Barat. Dari hasil penelitian besar pontensi mata air rajimas dengan debit 2,2796 l/dtk dengan kebutuhan pendistribusian ke masyarakat sebesar 2,2326 l/dtk. Besar dimensi pipa transmisi menggunakan pipa Ø75 mm (3 inc), sedangkan pipa distribusi Ø75 mm (3 inc), Ø50 mm (2 inc), Ø40 mm (1,5 inc), Ø25 mm (1 inc). Dan hasil perhitungan RAB didapatkan sebesar Rp 406.817.00,00.

Putrie Riezkiarrosyadie (2013), sistem jaringan penyediaan air bersih untuk hasil proyeksi 5 dan 10 tahun kedepan didapatkan total jumlah kebutuhan air bersih untuk daerah pelayanan PDAM Cabang Utama Tanjung sebesar 51 liter/detik dan 82 liter/detik. Berdasarkan hasil simulasi program Epanet 2.0 untuk proyeksi tahun rencana didapatkan nilai tekanan yang masih memenuhi kriteria standart Dirjen Cipta Karya (10 m sampai 100 m) setelah dilakukan perubahan dimensi untuk beberapa pipa transmisi dan distribusi. Pada tahun 2017 dan 2022 kisaran nilai tekanan air berturut-turut adalah 29,52 m sampai 70,38 m dan 21,84 m sampai 67,59 m.

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Sumber Air Bersih Menurut Soemarto (1987), air yang dapat kita manfaatkan bagian dari

daur hidrologi (Hydrology Cycle) dibagi menjadi 3 golongan sebagai berikut ini.

1) Air permukaan, seperti air danau, air rawa, air sungai dan sebagainya,

2) Air tanah, seperti mata air, air tanah dalam atau air tanah dangkal,

3) Air atmosfer, seperti hujan, es atau salju Anonim (2011), Beberapa sumber air baku yang dapat digunakan untuk penyediaan air bersih dikelompokkan sebagai berikut:

1) Air Hujan Air hujan disebut dengan air angkasa. Beberapa sifat kualitas dari air hujan adalah sebagai berikut:

a. Bersifat lunak karena tidak mengandung larutan garam dan zat-zat mineral dan air hujan pada umumnya bersifat lebih bersih

b. Dapat bersifat korosif karena mengandung zat-zat yang terdapat di udara

seperti NH 3 , CO 2 , ataupun SO 2 .

2) Air Permukaan Linsley dan Franzini (1991), Air permukaan adalah air yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan akan mengalami pengotoran 2) Air Permukaan Linsley dan Franzini (1991), Air permukaan adalah air yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan akan mengalami pengotoran

Air permukaan yang biasanya dimanfaatkan sebagai sumber atau bahan baku air bersih adalah:

a. Air waduk (berasal dari air hujan)

b. Air sungai (berasal dari air hujan dan mata air)

c. Air danau (berasal dari air hujan, air sungai atau mata air)

3) Air tanah Linsley dan Franzini (1991), Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah, yang dibedakan menjadi:

a. Air tanah dangkal Air ini terdapat pada kedalaman sekitar 15 m dari permukaan tanah dangkal sebagai sumber air bersih, dari segi kualitas agak baik namun dari segi kuantitas sangat tergantung pada musim.

b. Air tanah dalam Air ini memiliki kualitas yang agak baik dibandingkan dengan air tanah dangkal, karena penyaringannya lebih sempurna dan bebeas dari bakteri, sedangkan kuantitasnya tidak dipengaruhi oleh musim.

4) Mata air Dari segi kualitas, mata air sangat baik bila dipakai sebagai air baku. Karena berasal dari dalam tanah yang muncul ke permukaan tanah akibat tekanan, sehingga belum terkontaminasi oleh zat-zat pencemar. Biasanya lokasi mata air merupakan daerah terbuka, sehingga mudah terkontaminasi oleh lingkungan sekitar. Contohnya banyak ditemui bakteri E.–coli pada air tanah.

Dilihat dari segi kuantitasnya, jumlah dan kapasitas mata air sangat terbatas sehingga hanya mampu memenuhi kebutuhan sejumlah penduduk tertentu.

2.2.2. Standar Kualitas Air Bersih Di indonesia ketentuan pengolahan air dalam rangka meningkatkan kualitas air tidak terlepas dari tujuan penyediaannya. Ketentuan umum dalam Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416 / MENKES/ PER/IX/1990 membedakan antara istilah air minum dan air bersih dimana air minum adalah air yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum, sedangkan air bersih adalah air yang diperlukan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak.

Dalam peraturan tersebut juga dijelaskan tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air antara lain sebagai berikut ini.

1. Syarat fisik, antara lain: air harus bersih dan tidak keruh, tidak berwarna,

tidak berasa, tidak berbau dan suhu antara 10 o - 25

C (sejuk)

2. Syarat kimiawi, antara lain: tidak mengandung bahan kimiawi yang mengandung racun, tidak mengandung zat-zat kimiawi yang berlebihan, cukup yodium dan pH air antara 6,5 – 9,2.

3. Syarat bakteriologi, antara lain: tidak mengandung kuman-kuman penyakit seperti disentri, tipus, kolera, dan bakteri patogen penyebab penyakit.

2.2.3. Pengambilan Air Tanah Sosrodarsono dan Takeda (2003), menjelaskan bahwa air tanah dapat

diambil melalui sumur atau serambi infiltrasi. Besarnya air yang keluar dalam sumur dapat diketahui dengan 2 cara yaitu sebagai berikut.

1) Perhitungan dengan rumus

a. Untuk akuifer yang tebal dan air keluar dari dasar sumur. Jika dasar sumur itu berbentuk bola, maka:

Q = 2 Ksr w (2.1) dengan : Q = banyaknya air yang keluar (m 3 /jam) K = koefisien permeabilitas (m/jam) s = besar penurunan permukaan air (m) Q = 2 Ksr w (2.1) dengan : Q = banyaknya air yang keluar (m 3 /jam) K = koefisien permeabilitas (m/jam) s = besar penurunan permukaan air (m)

b. Rumus Forchheimer : Jika akuifer itu tidak terlalu tebal dan air keluar dari dasar dan sisi sumur, maka:

dengan : R = jari – jari lingkaran pengaruh (m)

H = tebal akuifer (m)

h = dalam dari permukaan air yang dipompa ke permukaan lapisan kedap air di bawah (m)

h s = dalam air di sumur pada waktu pemompaan (m)

c. Sumur-sumur lain : jika sumur itu digali dalam dataran banjir di tepi sungai, maka aliran di dalam tanah dari sungai itu langsung masuk ke dalam sumur. Banyak air yang keluar untuk air tanah bebas adalah sebagai berikut.

dengan :

d = jarak dari sumur ke tepi sungai (m)

H = tebal akuifer (m)

h = dalam dari permukaan air yang dipompa ke permukaan lapisan kedap air (m).

2) Perhitungan dengan pemompaan langsung Konsep perhitungan pemompaan langsung yaitu diumpamanya air keluar dari dasar sumur dan waktu yang diperlukan untuk pemulihan permukaan air sampai setengahnya setelah pemompaan dihentikan. Persamaan yang digunakan adalah:

α = , (2.6) dengan :

h 0 = Pemulihan permukaan air sampai ke permukaanya semula sebelum pemompaan dimulai (m)

h = Dalam air yang dipulihkan sesudah pemompaan berhenti (m) s = Penurunan permukaan air yang tersisa dari air semula (m) α = Kapasitas spesifik yakni banyaknya air yang keluar per-satuan

dalam dari sumur (m 2 /jam) t = Waktu yang diperlukan untuk mencapai setengah kedalaman air

sampai ke permukaan semula (jam)

A = Luas dasar sumur (m 2 ) Q = α.H

(2.7) Q = Banyaknya air yang keluar (m 3 /jam)

H = Dalam air efektif yaitu dalamnya air di atas kaki kelep pompa (m)

2.2.4. Kebutuhan Air Bersih

1) Perhitungan Proyeksi Jumlah Penduduk Metode proyeksi jumlah penduduk yang digunakan dalam perencanaan sistem penyediaan air bersih sebagai berikut (Anonim, 2011):

1) Metode Rata-rata Aritmatik Pn = Po + (Tn – To) Ka

Ka = (2.9) dengan: Pn = jumlah penduduk pada tahun ke n Po = jumlah penduduk pada tahun dasar Tn = tahun ke n To = tahun dasar Ka = konstanta aritmatik

P1 = jumlah penduduk yang diketahui pada tahun pertama P2 = jumlah penduduk yang diketahui pada tahun terakhir T1 = tahun ke I yang diketahui T2 = tahun ke II yang diketahui

2) Metode Geometrik

Metode ini banyak dipakai karena mudah dan mendekati kebenaran.

Pt = Po (1 + r) n (2.10) dengan :

Po = jumlah penduduk tahun yang diketahui r

= persen pertambahan penduduk tiap tahun n = tahun proyeksi

3) Metode Least Square Y = a + bX

(2.11) dengan : Y = nilai variabel berdasarkan garis regresi

X = variabel independen

a = konstanta

b = koefisien arah regresi linier Adapun persamaan a dan b adalah sebagai berikut:

Untuk menentukan pilihan rumus proyeksi jumlah penduduk yang akan digunakan dengan hasil perhitungan yang paling mendekati kebenaran harus dilakukan analisis dengan menghitung koefisien korelasi (Pearson Correlation Coefficient). Rumus koefisien korelasi adalah sebagai berikut:

(  X i )(  Y i )

Pengujian hipotesis atau model mengenai korelasi adalah sebagai berikut : r = 0, maka tidak ada hubungan antara dua variabel tersebut r > 0, maka ada hubungan positif r < 0, maka ada hubungan negatif

Tabel 2.1. Besaran hubungan koefisien korelasi No

r (Koefisien korelasi) Ukuran tingkat hubungan

1 0,0 < r < 0,2

Sangat rendah

Sangat kuat

Sumber : Dillon dan Goldstein (1984)

Metode perhitungan proyeksi jumlah penduduk yang paling mendekati 1 adalah metode yang terpilih.

2) Macam Kebutuhan Air Bersih Clark (1977 dalam Radianta Triatmadja,2006), memperkirakan kebutuhan

manusia akan air untuk kegiatan sehari-hari sebagai berikut. Tabel 2.2. Jumlah kebutuhan air sehari-hari

Jumlah yang dikonsumsi Kegunaan

% total Minum

Liter/orang/hari

10 5 Cuci pakaian

Sumber : Radianta Triatmadja (2006)

R. Triatmadja (2006), Kebutuhan air berfluktuasi berdasarkan musim. Kebutuhan air maksimum pada hari puncak mencapai 20% lebih banyak dibanding kebutuhan rerata harian. Berikut tabel kriteria kebutuhan air bersih Dirjen Cipta Karya, 1998 (dalam D. Sumartoro, 2013):

Tabel 2.3. Kriteria Kebutuhan Air Bersih

Kategori Kota Berdasarkan Jumlah Penduduk ( Jiwa )

Kota Desa

Kecil No.

500.000 s/d

100.000 s/d 20.000 s/d

100.000 Konsumsi Unit Sambungan

130 100 Rumah (SR) (liter/orang/hari)

Konsumsi Unit Hindran Umum 2 30 30 30 30 30 (HU) (liter/orang/hari)

3 Konsumsi unit non domestik a. Niaga Kecil (liter/orang/hari)

600 b. Niaga Besar (liter/orang/hari)

600 - 900

1500 c. Industri Besar (liter/orang/hari)

1000 - 5000

1000 - 5000

0,2 - 0,8 d. Pariwisata (liter/orang/hari)

0,2 - 0,8

0,2 - 0,8

0,1 - 0,3 4 Persentase kehilangan air (%)

0,1 - 0,3

0,1 - 0,3

20 - 30 20 – 30 5 Faktor Jam Puncak

1,5 - 1,7 1,5 - 1,7 6 Jumlah Jiwa Per SR (Jiwa)

5 5 5 5 5 7 Jumlah Jiwa Per HU ( Jiwa)

100 100 8 Jam Operasi (Jam)

10 Cakupan Pelayanan (%) 90 90 90 80 70 Sumber : Direktorat Jendral Cipta Karya (1998)

Secara teoritis perbedaan karakter pemanfaatan air dan kebutuhan air tergantung pada beberapa hal berikut :

1. Usia pengguna (anak, pertumbuhan dan produktifitas, lanjut usia)

2. Adat istiadat, kebiasaan serta agama

3. Ketersediaan air dari jaringan pemberi layanan dan kualitas air

4. Cuaca dan iklim

5. Harga layanan Air

6. Tingkat pendapatan (individual atau keluarga)

7. Tingkat kesadaran masyarakat akan air bersih yang sehat.

Untuk mengetahui jumlah kebutuhan air yang harus disediakan tergantung dari jenis pemakaian air untuk berbagai macam keperluan, yang pada umumnya terbagi dalam :

1) Kebutuhan air domestik Kebutuhan air domestik adalah kebutuhan air rumah tangga untuk berbagai keperluan seperti memasak, mandi, mencuci, dan lain-lain.

2) Kebutuhan air non-domestik Kebutuhan air non-domestik adalah kebutuhan air yang digunakan untuk beberapa kegiatan meliputi kebutuhan air untuk:

a. Kebutuhan institusional seperti perkantoran dan tempat pendidikan,

b. Industri dan komersial seperti pasar, rumah makan, hotel dan lain-lain,

c. Kebutuhan fasilitas umum yaitu tempat ibadah, rekreasi dan terminal.

3) Perhitungan Jumlah Kebutuhan Air Anonim (2005 dalam D. Sumartoro,2013), Langkah-langkah yang perlu

dilakukan dalam menghitung jumlah kebutuhan air bersih, antara lain:

1. Kebutuhan Air Domestik Untuk jumlah kebutuhan air domestik dihitung berdasarkan jumlah penduduk yang dilayani dikalikan dengan standar kebutuhan air perorang perhari (S), sedangkan jumlah penduduk yang dilayani dapat dihitung dengan jumlah penduduk dikalikan dengan prosentase pelayanan yang akan dilayani (pl%), dihitung dengan persamaan berikut:

q D = JP x (pl%) x S (2.15) dengan : JP = Jumlah penduduk saat ini (jiwa) pl% = Prosentase pelayanan yang akan dilayani q D = JP x (pl%) x S (2.15) dengan : JP = Jumlah penduduk saat ini (jiwa) pl% = Prosentase pelayanan yang akan dilayani

2. Kebutuhan Air Non Domestik Untuk keperluan air non-domestik dihitung dengan cara kebutuhan air domestik dikalikan dengan prosentase kebutuhan air non-domestik. Dihitung menggunakan persamaan berikut :

q nD = (nD%) x q D (2.16) dengan : q nD

= Kebutuhan air non domestik (lt/org/hari) nD% = Prosentase kebutuhan air non domestik q D = Kebutuhan air domestik (lt/org/hari)

3. Kebutuhan Air Total Kebutuhan air total adalah kebutuhan air domestik yang ditambahkan dengan kebutuhan air non domestik, dihitung dengan persamaan berikut: q T =q D +q nD (2.17) dengan : q T

= Kebutuhan air total (lt/hari)

4. Kehilangan dan Kebocoran Kehilangan air akibat kebocoran dapat dihitung dengan persamaan berikut: q HL =q T x (K t %)

(2.18) dengan : q HL

= Kebocoran atau kehilangan air K t % = Prosentase kehilangan atau kebocoran

5. Kebutuhan Air Rata-rata Dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: q RH =q T +q HL (2.19) 5. Kebutuhan Air Rata-rata Dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: q RH =q T +q HL (2.19)

= Kebutuhan air rata-rata (lt/hari) q T

= Kebutuhan air total (lt/hari) q HL

= Kebocoran atau kehilangan air (lt/hari)

6. Kebutuhan Air Jam Maksimum/puncak Kebutuhan air jam maksimum yaitu besar air maksimum yang dibutuhkan pada jam tertentu pada kondisi kebutuhan air maksimum. Didapatkan dalam bentuk persamaan sebagai berikut:

q m =q RH xF (2.20) dengan : q m

= Kebutuhan air maksmum (lt/hari) q RH

= Kebutuhan air rata-rata (lt/hari)

F = Faktor hari maksimum = 1,2 (Radianta Triadmadja, 2006)

2.2.5. Sistem Penyediaan Air Bersih Anonim (1980 dalam L. Turmuji, 1999), secara garis besar bangunan dan

perlengkapan yang mungkin terdapat pada sistem penyediaan air bersih sebagai berikut.

1) Bangunan penangkap (pengambilan) air Bangunan penangkap air adalah suatu bangunan dibuat sedemikian rupa sehingga dapat menangkap air dari sumber air agar dapat digunakan sebagai sumber air baku pada sistem penyediaan air bersih. Secara garis besar bangunan penangkap air ini dapat digolongkan menjadi 3 yaitu:

a. Bangunan penangkap air dari mata air yang disebut broundcaptering

b. Bangunan penangkap air dari air permukaan yang disebut intake

c. Bangunan penangkap air dari air tanah dangkal/air tanah dalam yang disebut sumur dangkal atau sumur bor.

2) Jaringan perpipaan Jaringan pipa yang umunya terdapat pada sistem penyediaan air bersih adalah sebagai berikut ini.

a. Jaringan pipa transmisi (pipa pembawa air), yaitu pipa yang mengalirkan air dari bangunan penangkap air ke bangunan pengolah air atau reservoir (bila tidak ada bangunan pengolah air).

b. Jaringan pipa distribusi (pipa pembagi air), yaitu jaringan pipa yang mengalirkan air dari unit pengolahan atau reservoir pembagi menuju konsumen dan semua perlengkapan yang ada untuk menjaga kelancaran pembagian dan kualitas air.

Linsley dan Franzini (1991), syarat pipa untuk sistem distribusi adalah cukupnya kekuatan dan ketahanan terhadap karat setinggi mungkin. Besi tuang, baja berlapis semen, plastik dan semen asbes dapat diandalkan untuk ukuran kecil, sedangkan baja dan beton bertulang lebih kompetitip untuk ukuran besar.

3) Perlengkapan jaringan pipa Yang dimaksud dengan perlengkapan jaringan pipa adalah seluruh peralatan yang dipasang pada jaringan pipa, antara lain sambungan-sambungan pipa seperti kran, valve (katup pengatur aliran) dan sebagainya.

4) Fasilitas mesin Fasilitas mesin pada sistem penyediaan air bersih ini adalah pompa.

2.2.6. Analisis Jaringan Pipa Robert J. Kodoatie (2001), Perbedaan mendasar antara aliran pada saluran

terbuka dan aliran pada pipa adalah adanya permukaan yang bebas yang (hampir selalu) berupa udara pada saluran terbuka. Jadi seandainya pada pipa alirannya tidak penuh sehingga masih ada rongga yang berisi udara maka sifat dan karakteristik alirannya sama dengan aliran pada saluran terbuka. Oleh karena itu konsep analisis aliran pada pipa harus pada kondisi pipa terisi penuh dengan air.

1) Teori kekekalan energi (Hukum Bernoulli) Bambang triatmodjo (2008), sesuai dengan prinsip bernoulli, tinggi tenaga total di setiap titik pada saluran pipa adalah jumlah dari tinggi elevasi, tinggi tekanan, dan tinggi kecepatan.

Gambar 2.1. Garis tenaga dan garis tekanan

Energi total adalah jumlah energi karena ketinggian elevasi (potensial energy), energi tekanan (pressure energy), dan energi kecepatan (velocityhead). Prinsip energi kekal ini lebih dikenal dengan Theorema Bernoulli dan dengan persamaan dapat ditulis :

++ = ++ (2.21) Persamaan ini berlaku untuk zat cair ideal. Dalam suatu sistem yang

mengalirkan zat cair selalu diikuti dengan kehilangan energi/tenaga. Dengan memperhitungan kehilangan tenaga ini, maka persamaan tersebut menjadi :

++ = +++ℎ (2.22) dengan :

z 1 = energi statis batas (m) = energi tekanan (m)

= energi kecepatan (m)

h = kehilangan tenaga selama pengaliran dalam sistem (m)

2) Kehilangan Energi Pada Pipa (friction loss) Douglas (1986 dalam Klaas,2009), menyebut tahanan h f sebagai kehilangan

tinggi besar dan h m sebagai kehilangan tinggi kecil seperti dalam uraian berikut : tinggi besar dan h m sebagai kehilangan tinggi kecil seperti dalam uraian berikut :

Walau menggunakan teorema bernoulli untuk kondisi ideal tanpa gesekan (frictionless), setiap pipa memiliki tahanan gesekan terhadap gerak air (frictional resistance) oleh karena kekasaran pipa.

b. Kehilangan tinggi kecil (minor losses), h m Kehilangan tinggi ini disebabkan oleh gangguan lokal terhadap aliran normal dalam pipa. Beberapa contoh gangguan lokal tersebut adalah:

1. Lubang masuk dan keluar ke dan dari dalam pipa

2. Perubahan bentuk penampang tiba-tiba (pembesaran dan penyempitan)

3. Belokan pipa

4. Halangan (tirai, pintu air)

5. Perlengkapan pipa (sambungan, katup, percabangan, dan lain-lain)

Bilangan Reynolds menunjukkan bahwa aliran dapat diklasifikasikan berdasarkan suatu angka tertentu. Angka tersebut diturunkan dengan membagi kecepatan aliran didalam pipa dengan nilai kekentalan zat cair dibagi rapat massa zat cair dikali diameter pipa. Angka Reynolds mempunyai bentuk berikut (B. Triatmodjo,2008):

D. V R e =

(2.23) v

dengan : Re = bilangan Reynold tak berdimensi,

D = diameter pipa (m),

V = kecepatan rerata aliran (m/dt), υ = kekentalan kinematik (m 2 /dt) (Tabel 2.4)

Nilai batas Reynold untuk kondisi aliran pada saluran tertutup (pipa) adalah sebagai berikut :

N R < 2000

= aliran laminer

N R > 4000

= aliran turbulen

2000 < N R < 4000

= aliran transisi

Tabel 2.4. Kekentalan Kinematik (ν)

0 Kekentalan Kinematik Suhu ( C)

0 Kekentalan Kinematik

2 Suhu ( C)

(m 2 /dt) (m /dt)

Sumber: Radianta Triatmadja (2006:3-39)

a. Kehilangan Energi Primer (Major Losses) Untuk menentukan besarnya kehilangan tenaga akibat gesekan (Mayor loss) didasarkan pada persamaan kontinuitas. Q = V .A

Untuk mengetahui kebutuhan tinggi tekan yang sesuai dengan karakteristik sistem pemasangan dan dimensi pipa serta bangunan pelengkap yang diperlukan dengan pendekatan Formulasi Hazen-Williams (Streeter dan Wylie, 1998) sesuai persamaan berikut:

(2.26) dengan :

h f = Kehilangan tinggi tekan/tenaga (m)

C H = Koefisien gesekan Hazen – Williams L

= Panjang pipa (m)

D = Diameter pipa (m) Linsley dan Franzini (1991), debit aliran pada pipa dalam satuan metrik SI dapat dihitung dengan persamaan berikut.

H xD xS (2.27) dengan : Q = Debit aliran pada pipa (m 3 /dt)

Q = 0,2785 x C 0,54

S = ∆h/jarak (2.28) S = Kemiringan garis energi Sedangkan untuk mengetahui kecepatan aliran dalam pipa dapat dihitung dengan persamaan 2.29 berikut.

H xR xS (2.29) dengan :

V = 0,85 x C 0,54

V = Kecepatan aliran (m/dt) R = D/4 = Jari-jari hidrolis pipa (m) Nilai C H tergantung pada kekasaran masing-masing jenis pipa seperti pada Tabel-tabel berikut. Tabel 2.5. Koefisien Kekasaran Pipa Hazen – Williams

No.

Jenis Bahan Pipa

Koefisien Kekasaran

1 AC 130

2 Ductile, Cart Iron, GIP

4 DICL, MSCL

Sumber:Spesifikasi Teknis Konstruksi Bangunan Pengambil Air Baku, Departemen PU 1998

Tabel 2.6. Koefisien Kekasaran Pipa Hazen-Williams (C H ) No

Bahan pipa

1 Alumunium 130-150

2 Asbes semen 140

3 Lapisan aspal 130-140

4 Polivinil klorida, PVC, CPVC 130

5 Pipa halus 140

6 HDPE 130

7 GIP 120

8 Plastik 130-150

9 Beton 100-140

10 Tembaga 130-140

11 Kuningan 130-140

12 Cast iron-baru tak bergaris (CIP) 130

13 Pipa fiber glass (FRP) 150

14 Serat 140

15 Polyethylene, PE, PEH 140

16 Baja baru tak bergaris 140-150

17 Baja bergelombang

18 Baja dilas dan mulus 100

Sumber : Http://Engineering tool box.com/hazen-william–cofficient-d_798.html

Bambang Triatmodjo (2008), kecepatan aliran dalam pipa dapat dihitung dengan menggunakan rumus Manning yang dalam bentuk persamaan dapat ditulis sebagai berikut :

V = kecepatan aliran (m/det) R h = radius hidraulik (m) =

A 2 = luas penampang pipa (m ) P

= keliling basah (m) n

= koefisien kekasaran pipa Manning Sedangkan untuk kemiringan gradien hidrolis (I) digunakan persamaan :

I= (2.31) L

dan untuk pipa lingkaran, D=4R h (2.32) Maka persamaan kehilangan tenaga akibat gesekan (mayor loss) menjadi :

Selain itu juga persamaan yang digunakan untuk menentukan kehilangan tinggi besar adalah Darcy-Weisbach. Persamaan dasarnya adalah sebagai berikut (Klaas, 2009) :

h f = (2.34) atau,

(2.35) dengan :

f = Koefisien tahananan permukaan pipa atau koefisien gesekan Darcy- Weisbach yang nilainya ditentukan oleh bilangan Reynolds. Penentuan nilai koefisien gesekan Darcy-Weisbach dapat ditentukan dengan dua cara yaitu Metode Diagram Moody dan Metode Empiris.

Penentuan nilai f secara langsung dengan persamaan empiris yang dikembangkan oleh Swamee & Sharma yang berlaku untuk semua kondisi turbulen, transisi, dan laminer seperti berikut.

Tabel 2.7. Koefisien kekasaran mutlak, Bahan

Nilai dalam mm Kuningan, timah, gelas, semen yang diaduk secara

0,0015 sentrifugal, lapisan batu bara Baja yang diperdagangkan atau besi tempa, pipa baja

0,046 yang dilas Polyvinyl Chloride (PvC)

0,05 Besi cor diaspal

0,12 Besi berlapis seng (galvanisir)

0,15 Besi cor

0,26 Papan dari kayu

0,18 – 0,9 Beton

0,3 – 3,0 Baja dikeling

Sumber: Bambang Triatmodjo (2008)

Gambar 2.2. Diagram Moody Gambar 2.2. Diagram Moody

h f  K (2.37)

2 g dengan :

V = kecepatan rata-rata dalam pipa (m/dt)

g 2 = percepatan gravitasi = 9,81 (m/dt ) K = koefisien kehilangan tinggi tekan minor (tabel)

Kehilangan energi sekunder diabaikan apabila kurang dari 5% kehilangan energi primer.

Tabel 2.8. Koefisien kehilangan tinggi tekan (K) Perubahan Bentuk

Perubahan Bentuk Pipa

Pipa

Awal masuk ke pipa 0 Belokan 90 Bell

0,16-0,18 Melengkung

0,03-0,05 R/D = 4

0,19-0,25 Membelok tajam

0,12-0,25 R/D = 2

0,35-0,40 Projecting

Belokan tertentu

0 θ= 15 0,05 Pengecilan tiba-tiba 0 θ= 30 0,1

θ= 90 0,8 Pengecilan mengerucut

2 /D 1 = 0,20

T (Tee)

D 2 /D 1 = 0,80

aliran searah

0,30-0,40

D 2 /D 1 = 0,50

aliran bercabang

0,75-1,80

Tabel 2.8. (Lanjutan)

D 2 /D 1 = 0,20

Pembesaran tiba-tiba

Persilangan

D 2 /D 1 = 0,80

aliran searah

D 2 /D 1 = 0,50

aliran bercabang

D 2 /D 1 = 0,20

Pembesaran mengerucut 0 45 Wye

D 2 /D 1 = 0,80

aliran searah

D 2 /D 1 = 0,50

aliran bercabang

D 2 /D 1 = 0,20

Sumber: R. Triatmadja (2006)

Lebih jauh klass (2009), mengemukakan bahwa kehilangan energi sekunder disebabkan oleh beberapa hal seperti:

1. Lubang yang masuk ke pipa (entrance) ℎ=

(2.38) dengan :

h m = kehilangan tenaga minor akibat lubang masuk pipa (m)

v = kecepatan aliran di pipa pertama (m/det) k m = koefisien kehilangan energi minor

a. Lubang masuk ujung persegi, k m = 0,5

b. Lubang masuk ujung menonjol ke luar, k m = 0,8 b. Lubang masuk ujung menonjol ke luar, k m = 0,8

2. Pembesaran penampang (expansion) Dimana Kehilangan tenaga pada pembesaran penampang pipa dapat dicari dengan persamaan berikut : ℎ= ( )

(2.39) dengan :

k e = 1 − (2.40)

h e = kehilangan tenaga minor akibat pembesaran penampang (m)

V 1 = kecepatan aliran di pipa pertama (m/det)

1 = luas penampang pipa pertama (m )

2 = luas penampang pipa kedua (m )

B. Triatmodjo (2008), Kehilangan tenaga pada pembesaran penampang akan berkurang apabila pembesaran dibuat secara berangsur-angsur seperti ditunjukkan dalam gambar 2.3.

Gambar 2.3. Pembesaran penampang berangsur-angsur

Tabel 2.9. Nilai k e sebagai fungsi dari α

Sumber: Bambang Triatmodjo (2008)

3. Pengecilan penampang (contraction) Dimana kehilangan energinya dihitung dengan persamaan (kodoatie, 2001):

ℎ= (2.41) dengan :

h c = kehilangan tenaga minor akibat pengecilan penampang (m)

k c = koefisien kehilangan energi akibat penyempitan v 2 = kecepatan rata-rata aliran dengan diameter D 2 (yaitu di hilir dari penyempitan) (m/det)

D 1 = diameter pipa hulu (m)

D 2 = diameter pipa hilir (m)

Tabel 2.10. Koefisien kehilangan untuk penyempitan tiba-tiba

D 2 /D 1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 K c 0,50 0,45 0,42 0,39 0,36 0,33 0,28 0,22 0,15 0,06 0,00

Sumber : Klaas (2009)

4. Belokan pipa Kehilangan tenaga yang terjadi pada belokan tergantung pada sudut belokan pipa. Rumus kehilangan tenaga pada belokan, yaitu : ℎ=k

Gambar 2.4. Belokan pipa sebagai fungsi sudut belokan α

Tabel 2.11. Koefisien kehilangan pada belokan pipa, K b α

Sumber : Klaas (2009)

2.2.7. Sistem Jaringan Transmisi Jaringan transmisi merupakan jaringan perpipaan yang menghubungkan

sumber air bersih dengan jaringan distribusi. Menurut Klaas,(2009), sistem transmisi merupakan sistem yang terdiri dari pipa panjang yang membawa air dari penampungan atau reservoir ke jaringan distribusi di lokasi konsumen. Berdasarkan kondisi tinggi tekan yang tersedia, maka sistem transmisi dibagi menjadi 2 yaitu:

a. Sistem Transmisi Gravitasi

Gambar 2.5. Sistem transmisi gravitasi

Klaas (2009), Pada sistem gravitasi, letak penampungan cukup tinggi sehingga air dapat mengalir dengan prinsip gravitasi oleh karena tersedia tinggi tekan yang cukup. Persamaan dasar yang digunakan adalah:

h 0 = tinggi air pada penampungan z o = elevasi penampungan z 1 = elevasi titik tinjauan

f = koefisien gesekan Darcy-Weisbach L = panjang pipa (m) Q = debit aliran (m/det) f = koefisien gesekan Darcy-Weisbach L = panjang pipa (m) Q = debit aliran (m/det)

Gambar 2.6. Sistem transmisi pompa

Klaas (2009), Dalam sistem pompa elevasi outlet lebih tinggi dari elevasi bak penampungan, sehingga jika kehilangan tinggi minor ditiadakan maka persamaan dasar yang digunakan untuk sistem transmisi pompa adalah:

Sistem pompa pada umumnya menggunakan pompa sentrifugal yang mengalirkan air langsung ke pipa distribusi atau bak penampungan.

Bambang Triatmodjo (2008), kehilangan tenaga adalah ekivalen dengan penambahan tinggi elevasi, sehingga efeknya sama dengan jika pompa menaikkan zat cair setinggi H = H s +∑h f . Dalam gambar 2.7. tinggi kecepatan diabaikan sehingga garis tenaga berimpit dengan garis tekanan.

Gambar 2.7. Pipa dengan pompa

Kehilangan tenaga terjadi pada pengaliran pipa 1 dan 2 yaitu sebesar h f1 dan h f2 . Pada pipa 1 yang merupakan pipa isap, garis tenaga (dan tekanan) menurun sampai di bawah pipa. Bagian pipa dimana garis tekanan di bawah sumbu pipa mempunyai tekanan negatif. Sedangkan pipa 2 merupakan pipa tekan. Daya yang diperlukan pompa untuk menaikkan zat cair adalah :

(2.45) dengan :

(kgf .m/dt)

D = daya pompa (hp/horse power) η = efisiensi pompa (%) Q 3

= debit aliran (m /det) γ = Bj air = 1000 kg/m 3

H = tinggi tekanan total/total head (m) =H s +∑h f

2.2.8. Sistem Jaringan Distribusi Sistem distribusi air bersih adalah pendistribusian atau pembagian air

melalui sistem perpipaan dari bangunan pengolahan (reservoir) ke daerah pelayanan (konsumen). Anonim (2011), dalam perencanaan sistem distribusi air bersih, beberapa faktor yang harus diperhatikan antara lain adalah:

1) Daerah layanan dan jumlah penduduk yang akan dilayani. Jumlah penduduk yang dilayani tergantung pada:

a. Kebutuhan

b. Kemauan/minat

c. Kemampuan atau tingkat sosial ekonomi masyarakat

2) Kebutuhan air adalah debit yang harus disediakan untuk distribusi daerah pelayanan.

3) Letak topografi daerah layanan, yang akan menentukan sistem jaringan dan pola aliran yang sesuai.

4) Jenis sambungan dalam sistem distribusi air bersih dibedakan menjadi:

a. Sambungan halaman, a. Sambungan halaman,

c. Hidran umum,

d. Terminal air,

e. Kran umum. Klaas (2009), jaringan distribusi dapat dikategorikan menjadi 3 jenis, yaitu:

a. Sistem distribusi bercabang

b. Sistem distribusi tertutup (loop)