31
5 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Umum Sistem distribusi air bersih adalah pendistribusian atau pembagian air melalui sistem perpipaan dari bangunan pengolahan (reservoir) ke daerah pelayanan (konsumen). Dalam perencanaan sistem distribusi air bersih, beberapa faktor yang harus diperhatikan antara lain daerah layanan dan jumlah penduduk yang akan dilayani, kebutuhan air, letak topografi daerah layanan, jenis sambungan sistem, pipa distribusi, tipe pengaliran, pola jaringan, perlengkapan sistem distribusi air bersih, dekteksi kebocoran. Sistem penyediaan air bersih harus dapat menyediakan jumlah air yang cukup untuk kebutuhan yang diperlukan. Peraturan Pemerintah No. 16 Tahun 2005 tentang sistem pengembangan air minum menyebutkan bahwa sistem penyediaan air minum menyebutkan bahwa sistem penyediaan air minum terdiri dari: 1. Unit Air Baku 2. Unit Produksi 3. Unit Distribusi 4. Unit Pelayanan Dalam sistemnya penyediaan air bersih harus mampu menyediakan jumlah air yang cukup untuk kebutuhan yang diperlukan. Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan, fasilitas transmisi ke unit pengolahan, fasilitas pengolahan, fasilitas transmisi dan penyimpanan dan fasilitas distribusi. 2.2 Sumber-sumber Air Bersih Macam-macam sumber air yang dapat digunakan untuk air bersih adalah sebagai berikut: 1. Air Laut Mempunyai sifat asam, karena mengandung garam (NaCl), kadar garam NaCl dalam air laut 3%. Dalam keadaan ini air laut tidak mempunyai syarat untuk air bersih.

BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

  • Upload
    voxuyen

  • View
    215

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Umum

Sistem distribusi air bersih adalah pendistribusian atau pembagian air

melalui sistem perpipaan dari bangunan pengolahan (reservoir) ke daerah

pelayanan (konsumen). Dalam perencanaan sistem distribusi air bersih, beberapa

faktor yang harus diperhatikan antara lain daerah layanan dan jumlah penduduk

yang akan dilayani, kebutuhan air, letak topografi daerah layanan, jenis

sambungan sistem, pipa distribusi, tipe pengaliran, pola jaringan, perlengkapan

sistem distribusi air bersih, dekteksi kebocoran.

Sistem penyediaan air bersih harus dapat menyediakan jumlah air yang

cukup untuk kebutuhan yang diperlukan. Peraturan Pemerintah No. 16 Tahun

2005 tentang sistem pengembangan air minum menyebutkan bahwa sistem

penyediaan air minum menyebutkan bahwa sistem penyediaan air minum terdiri

dari:

1. Unit Air Baku

2. Unit Produksi

3. Unit Distribusi

4. Unit Pelayanan

Dalam sistemnya penyediaan air bersih harus mampu menyediakan jumlah

air yang cukup untuk kebutuhan yang diperlukan. Unsur-unsur sistem terdiri dari

sumber air, fasiilitas penyimpanan, fasilitas transmisi ke unit pengolahan, fasilitas

pengolahan, fasilitas transmisi dan penyimpanan dan fasilitas distribusi.

2.2 Sumber-sumber Air Bersih

Macam-macam sumber air yang dapat digunakan untuk air bersih adalah

sebagai berikut:

1. Air Laut

Mempunyai sifat asam, karena mengandung garam (NaCl), kadar garam

NaCl dalam air laut 3%. Dalam keadaan ini air laut tidak mempunyai syarat

untuk air bersih.

Page 2: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

6

2. Atsmosfir

Dalam keadaan murni air hujan sangat bersih, tetapi karena adnya

pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran-kotoran industri dan

lainnya, maka air ini menjadi tercemar. Maka dari itu untuk menyediakan

air hujan sebagai sumber air bersih hendaknya pada waktu menampung air

hujan jangan dimulai saat hujan mulai turun, karena masih banyak

mengandung kotoran yang diakibatkan adanya pencemaran udara.

3. Air Permukaan

Air permukaan adalah air hujan yang mengalir dipermukaan bumi, pada

umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama

pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu dan kotoran

industri dan sebagainya.

Air permukaan terdiri dari beberapa macam yaitu:

a. Air Sungai, dalam penggunaannya sebagai air bersih haruslah melalui

suatu pengolahan yang sempurna, karena air sungai ini pada umumnya

tingkat kotorannya sangat tinggi.

b. Air dananu/rawa, kebanyakan air dananu atau rawa ini berwarna, hal ini

disebabkan oleh adanya benda-benda yang membusuk seperti

tumbuhan, lumut yang minimbulkan warna hijau.

4. Air Tanah

Air tanah adalah air yang mempunyai rongga-rongga dalam lapisan geologi.

Air tanah merupakan salah satu sumber air bagi kehidupan dimuka bumi.

Jenis-jenis air tanah antara lain:

a. Air tanah dangkal

Air tanah dangkal ini terjadi karena adanya peroses peresapan air dari

permukaan tanah. Lumpur akan tertahan, demikian pula dengan benda

lain sehingga air tanah akan jernih. Air tanah ini terdapat pada

kedalaman ±15 meter. Sebagai sumber air bersih, air tanah dangkal ini

ditinjau dari segi kualitasnya agak baik, tetapi kuantitas kurang dan

tergantung pada musim.

Page 3: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

7

b. Air tanah dalam

Air tanah dalam setelah lapisan air yang pertama, pengambilan air tanah

dalam tidak sama dengan mata air tanah dangkal. Dalam hal ini harus

digunakan bor dan memasukan pipa kedalamnya , kedalaman 100-300

meter. Jika terkena air tanah besar air akan menjembur keluar, sehingga

dalam keadaan ini disebut sumur artesis. Jika air tidak dapat keluar

denga sendirinya maka digunakan pompa untuk menbuat air bisa naik

ke permukaan.

c. Mata air

Mata air adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan

tanah. Sehingga mata air yang berasal dari tanah dalam , hampir tidak

terpengaruh oleh musim. (Teknologi Penyediaan Air Bersih,Sutrisno

Totok 2010:14-19)

2.3 Perkembangan Penduduk

Merencanakan perkembangan penduduk disuatu kota untuk kedepannya

adalah salah satu faktor yang sangat penting, karena akan adanya keterkaitan

dengan permintaan air bersih untuk kedepannya. Kebutuhan air bersih di suatu

kota akan meningkat sesuai dengan meningkatnya jumlah penduduk dan kegiatan

yang dilakukan dari tahun ke tahun.

Perkembangan penduduk adalah salah satu faktor yang penting dalam

merencanakan kebutuhan air minum dimasa yang akan datang. Untuk mengatasi

kebutuhan air yang terus meningkat, maka perlunya antisipasi dengan

merencanakan prediksi laju pertumbuhan penduduk dan prediksi kebutuhan air

bersih. Metode yang digunakan untuk memproyeksikan penduduk di masa yang

akan datang adalah metode matematika ada beberapa metode proyeksi secara

matematika, yaitu:

Page 4: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

8

2.3.1 Metode Geometrik

Metode ini menganggap bahwa perkembangan pemakai akan berganda

selaras dengan pertambahan pemakai. Metode ini juga menganggap laju

pertumbuhan penduduk (rate of growth) dianggap sama untuk setiap tahun.

Rumus yang digunakan:

Pn = P0. (1 + r)n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.1)

Dimana :

Pn = Jumlah penduduk pada tahun n

Po = Jumlah penduduk pada tahun awal perencanaan

n = Periode waktu perencanaan (Tahun)

r = Tingkat pertumbuhan penduduk

2.3.2 Metode Regresi Linier (Least Square)

Metode ini digunakan jika suatu daerah mempunyai tingkat pertumbuhan

penduduk yang tetap. Rumus yang digunakan:

Y = a + bX. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.2)

Dimana :

a =∑ y ∑ x2 − ∑ x ∑(xy)

n ∑ x2 − ( ∑ x)2 b =

n ∑(xy) − ∑ x ∑ y

n ∑ x2 − ( ∑ x)2

Dengan :

y = Populasi dengan tahun ke x setelah tahun dasar (tahun ke0)

x = Tahun dihitung dari tahun dasar

a & b = Variabel data

2.4 Metode Eksponensial

Metode ini memberikan variasi pertambahan dari pertambahan pertumbuhan

penduduk secara kontan. Rumus yang digunakan:

Pt = P0er.n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.3)

Dimana :

Pt = Jumlah penduduk pada tahun yang direncanakan

Po = Jumlah penduduk awal rencana

e = Bilangan pokok dari sistem logaritma natural (e = 2,7182818)

n = Periode waktu dalam tahun

Page 5: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

9

2.5 Kebutuhan Air

Kebutuhan air (water requitments) merupakan kebutuhan air yang

digunakan untuk menunjang segala kegiatan manusia, meliputi air bersih

Domestik dan non Domestik, air irigasi baik pertaniaan maupun perikanan dan air

untuk pengelontoran kota. (Pengelolaan Sumber Daya Air,Robert JK,Roestam

Syarief,2008:174)

Jenis pelayanan air yang banyak dikenal yaitu sambungan rumah dan kran

umum. Sambungan rumah dicirikan adanya kran yang tesedia didalam rumah.

Penggunaan sambungan rumah terutama ditentukan oleh jumlah populasi rata –

rata dalam satu rumah tangga yang dikatagorikan rumah permanen. Untuk

sambungan umum / kran umum berupa kran atau tempat pengambilan air secara

kolektif yang disediakan pada sekelompok rumah.

Penentuan jumlah kebutuhan kran umum didasari dari hasi survey

dilapangan mengenai sosial didaerah pelayanan. Kebutuhan air domestik atau non

domestik untuk kota dapat dibagi dalam beberapa kategori antara lain :

1. Kota Katagori I (Metro)

2. Kota Katagori II (Kota Besar)

3. Kota Katagoti III (Kota Sedang)

4. Kota Katagori IV (Kota Kecil)

5. Kota Katagori V (Desa)

2.5.1 Kebutuhan Air Domestik

Menurut J. Kindle and C.S. Russel (1984), kebutuhan air untuk tepat tinggal

(kebutuhan domestik) meliputi semua kebutuhan air untuk keperluan penghuni.

Kebutuhan domestik merupakan kebutuhan air bersih untuk rumah tangga. Jumlah

kebutuhannya didasarkan pada jumlah penduduk. Kebutuhan air per orang per

hari disesuaikan dengan standar yang biasa digunakan dan kriteria pelayanan

berdasarkan pada kategori kotanya.

Page 6: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

10

Tingkat kebutuhan air bervariasi berdasarkan keadaan alam di area

pemukiman, banyaknya penghuni rumah, karakteristik penghuni serta ada atau

tidaknya perhitungan pemakaian air.

kebutuhan air domestik adalah kebutuhan air yang digunakan pada tempat-

tempat hunian pribadi untuk memenuhi keperluan sehari-hari seperti memasak,

minum, mencuci dan keperluan rumah tangga lainnya. Satuan yang dipakai adalah

liter/orang/hari, kriteria perencanaan air bersih dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Kriteria Perencanaan Air Bersih Berdasarkan SNI tahun 1997

No Uraian

Kategori Kota Berdasarkan Jumlah Penduduk ( Jiwa )

> 1.000.000 500.000-1.000.000

100.000-500.000

20.000-100.000

< 20.000

Metro Besar Sedang Kecil Desa

1. Konsumsi Unit Sambungan Rumah (SR) l/org/hari

190 170 150 130 30

2. Konsumsi Unit Hidran Umum (HU) l/org/hri

30 30 30 30 30

3. Konsumsi Unit Non Domestik (%)

20-30 20-30 20-30 20-30 10-20

4. Kehilangan Air (%) 20-30 20-30 20-30 20-30 20

5. Faktor Maksimum Perhari 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1

6. Faktor Pada Jam Puncak 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

7. Jumlah Jiwa Per SR 5 5 6 6 10

8. Jumlah Jiwa Per HU 100 100 100 100-200 200

9. Sisa tekan di Jaringan Distribusi ( meter )

10 10 10 10 10

10. Jam Operasi ( jam ) 24 24 24 24 24

11. Volume Reservoir (%) 20 20 20 20 20

12. SR : HU 50:50 s/d

80:20 50:50 s/d

80:20 80:20 70:30 70:30

13. Cakupan Pelayanan (%) 90 90 90 90 70

Sumber: Dirjen Cipta Karya, 1997

Page 7: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

11

2.5.2 Kebutuhan Air Non Domestik

Kebutuhan air non domestik adalah kebutuhan air bersih diluar keperluan

rumah tangga. Kebutuhan air non domestik antara lain Penggunaan komersil dan

industri yaitu penggunaan air oleh badan-badan komersil dan industri. Dan

penggunaan umum yaitu penggunaan air untuk bangunan-bangunan pemerintah,

rumah sakit,sekolah-sekolah dan tempat-tempat ibadah. Kebutuhan ini bisa

mencapai antara 20% - 25% dari total kebutuhan air domestik.

2.6 Fluktuasi Kebutuhan Air

Kebutuhan air akan selalu berfluktuasi sesuai dengan kondisinya dari

sumber air yang ada maupun dari aktifitas masyarakat. Pada umumnya kebutuhan

air dibagi dalam tiga kelompok:

1. Kebutuhan harian rata-rata

Untuk kebutuhan air rata-rata yakni menyangkut pada kebutuhan domestik

maupun non domestik, yang dihitung berdasarkan kebutuhan air rata-rata

per orang per hari dihitung dari pemakaian air setiap jam selama 24 jam.

2. Kebutuhan pada jam puncak

Yang dimaksud kebutuhan pada jam puncak adalah pemakaian air tertinggi

dalam satu hari. Kebutuhan air pada jam puncak dihitung berdasarkan

kebutuhan air rata-rata dengan menggunakan faktor pengali sebagai berikut:

Kebutuhan jam puncak : (1,4 – 2,00 x kebutuhan air bersih)

(Dirjen Cipta Karya Departemen Pekerjaan umum 1996 : III-6)

3. Kebutuhan harian maksimum

Kebutuhan harian maksimum adalah kebutuhan dari banyaknya air dalam

satu tahun yang diambily paling besar. Kebutuhan harian maksimum

dihitung berdasarkan kebutuhan harian rata-rata dengan menggunakan

faktor pengali sebagai berikut:

Kebutuhan harian maksimum dipakai : (1,5 x kebutuhan air bersih)

(Dirjen Cipta Karya Pekerjaan Umum 1996 : III-6)

Page 8: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

12

2.7 Kebocoran Air

Kebocoran air merupakan komponen mayor dari kebutuhan air. Dinegara

berkembang kebocoran air bisa mencapai lebih dari 50% dari suplai air (produksi)

yang ada. Untuk penentuan kebutuhan air maka analisa kebocoran air perlu

dilakukan. Karena meningkatnya biaya pengadaan air bersih dan kebutuhan akan

air bersih terjadi serentak.

Definisi kebocoran air adalah dimana adanya perbedaan antara jumlah air

yang diproduksi oleh produsen air dan jumlah yang terjual. Jenis kebocoran air

pada sistem suplai air bersih adalah sebagai berikut:

1. Kebocoran fisik

Kebocoran fisik adalah kebocoran dalam sistem pipa penyaluran, kebocoran

pada sambungan-sambungan pipa ditempat pemakai dan luapan pada tanki-

tangki distribusi.

2. Kebocoran Administrasi

Kebocoran administrasi meliputi kehilangan air yang dipakai oleh

konsumen akan tetapi tidak bayar, atau disebabkan oleh meteran air tanpa

registrasi, juga temasuk kesalahan didalam sistem pembaca.

2.8 Kehilangan Air

Kehilangan Air adalah selisih anara penyediaan air (water supply) dengan

konsumsi/pemakai air (water consumtion). Pengertian mengenai kehilangan air

ada tiga macam:

1. Kehilangan Air Rencana (unaccounted for water)

Dialokasikan untuk kelancaran operasi dan pemeliharaan fasilitas

penyediaan air bersih. Yang akan diperhitungkan dengan penetapan harga

air yang mana biasanya akan dibebankan kepada pemakai air (konsumen).

2. Kehilangan Air Percuma (leakage atau wastage)

Kehilangan air percuma adalah penggunaan dan pengelolaan air yang tidak

terkendali. Kehilangan air ini diharapkan dapat diperkecil dengan

penggunaan fasilitas secara baik dan benar.

Page 9: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

13

3. Kehilangan Air Insidental

Kehilangan air insidental adalah kehilangan yang diluar kekuasaan manusia,

misalnya bencana alam. Besarnya kehilangan air umumnya diambil pada

suatu nilai (15-25%) dari total kebutuhan air domestik dan non domestik.

2.9 Sistem Pengaliran

Menurut Sarwoko M, (1985) dalam siahaya is mayosa 2010:16. Untuk

mendistribusikan air bersih pada dasarnya dapat dipakai salah satu sistem diantara

tiga sistem pengaliran, yaitu:

1. Sistem pengaliran gravitasi

Sistem ini digunakan bila elevasi sumber air baku atau pengolahan berada

jauh diatas elevasi daerah layanan dan sistem ini dapat memberikan energi

potensial yang cukup tinggi sehingga pada daerah layanan yang paling

menguntungkan karena pengoperasian dan pemeliharaannya lebih murah.

2. Sistem pemompaan

Sistem ini digunakan bila elevasi antara sumber air atau instalasi dan daerah

pelayanan tidak dapat memberikan tekanan air yang cukup. Untuk debit dan

tekanan yang diinginkan, air akan langsung ke jaring pipa distribusi. Sistem

ini biasanya diterapkan pada daerah yang perbedaan elevasinya kecil.

3. Sistem pengolahan pengaliran kombinasi

Sistem ini merupakan pengaliran dimana air bersih dari sumber atau

instalasi pengolahan akan dialirkan ke jaringan dengan menggunakan

pompa dan reservoir distribusi baik dioprasikan secara berganti atau

bersama-sama. Reservoir ini berfungsi menampung air pada saat kebutuhan

air minimum dan mendistribusikannya pada sat dibutuhkan (biasanya pada

saat kebutuhan air maksimum). Tinggi reservoir yang cukup akan dapat

menambah tinggi tekan.

Page 10: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

14

2.9.1 Sistem Air Disuplai Melalui Pipa Induk

Macam-macam sistem air yang disuplai melalui pipa induk:

1. Countinous Sistem

Didalam sistem ini, penyuplaian air bersih akan digunakan secara terus-

menerus selama 24 jam. Sistem ini dapat digunakan ketika kuantitas air

baku cukup untuk menyuplai kebutuhan penduduk di daerah tersebut.

Keuntungan sistem ini adalah:

Setiap saat konsumen akan mendapatkan air bersih

Air yang diambil dari titik pengambilan didalam jaringan pipa distribusi

selalu didapatkan dalam keadaan segar

Kerugian sistem ini adalah:

Pemakaian secara terus menerus akan cenderung boros

Bila ada sedikit kebocoran saja, air yang terbuang akan lebih besar

2. Intermitten Sistem

Didalam sistem ini adalah kebalikan dari countinous sistem yakni adalah

dimana diberikan batasan hanya beberapa jam saja dalam sehari, biasanya 2-

4 jam dipagi hari dan 2-4 jam disore hari. Sistem ini dipilih terutama bila

kuantitas dan tekanan tersedia dalam sistem.

Kerugian sistem ini adalah:

Setiap rumah perlu mempunyai tempat untuk penyimpanan air yang

cukup agar kebutuhan sehari dapat disimpan

Bila terjadi kebakaran di waktu jam tidak beroperasinya air untuk

pemadaman akan sulit didapatkan

Dimensi pipa yang dipakai harus besar karena dalam sehari air yang

akan disuplai ditempuh dalam jangka waktu pendek.

Dari kedua sistem tersebut dapat disimpulkan bahwa sistem Countinous

merupakan sistem suplai air paling baik.

Page 11: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

15

2.9.2 Sistem Jaringan dan Perpipaan

Jaringan distribusi adalah rangkaian pipa yang berhubungan dan digunakan

untuk mengalirkan air ke konsumen. Tata letak distribusi ditentukan oleh kondisi

topografi daerah layanan dan lokasi pengolahan biasanya diklasifikasikan sebagai

berikut :

1. Sistem Cabang (branch)

Sistem ini adalah sistem jaringan perpipaan dimana pengaliran air hanya

menuju kesatu arah dan pada setiap ujung akhir daerah pelayanan terdapat

titik mati.

Gambar 2.1 Sistem Cabang

Keterangan:

1. Reservoir

2. Pipa distribusi air

3. Simpul layanan

Sistem ini biasanya digunakan pada daerah dengan sifat-sifat berikut:

Perkembangan kota kearah memanjang.

Sarana jaringan jalan induk saling berhubungan.

Keadaan topogrfi dengan kemiringan medan yang menuju kesatu arah.

Keuntungan sistem cabang

Sistem lebih sederhana sehingga perhitungan dimensi pipa lebih mudah.

Pemasangan lebih mudah dan sederhana.

Peralatan lebih sedikit.

Perpiaan lebih ekonomis karena menggunakan pipa lebih sedikit (pipa

distribusi hanya dipasang didaerah yang padat penduduk).

Page 12: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

16

Kerugian sistem cabang :

Kemungkinan terjadinya penimbunan kotoran dan pengendapan di

ujung pipa tidak dapat dihindari, sehingga diperlukan pembersihan yang

intensial untuk mencegah timbulnya bau dan perubahan rasa.

Bila terjadi kerusakan, pengaliran air dibawahnya akan berhenti.

Kemungkinan tekanan air yang diperlukan tidak cukup bila ada

sambugan baru.

Keseimbangan sistem pengaliran kurang terjamin, terutama terjadinya

tekanan kiritis pada bagian pipa terjauh.

Suplay air akan terganggu apabila terjadi kebakaran atau kerusakan

pada salah satu bagian sistem.

2. Sistem Melingkar (Loop)

Sistem cabang adalah sistem jaringan perpipaan dimana didalam sistem ini

jaringan pipa induk distribusi saling berhubungan satu dengan yang lain

membentuk loop-loop, sehingga pada pipa induk tidak ada titik msti (dead

end).

Gambar 2.2 Gambar Sistem Melingkar

Keterangan:

1. Reservoir

2. Pipa distribusi air

3. Simpul layanan

Page 13: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

17

Pada sistem melingkar biasanya digunakan pada:

Daerah yang mempunyai jaringan jalan yang berhubungan.

Daerah yang perkembangannya kesegala arah.

Daerah dengan topografi ang relatif datar.

Keuntungan pada sistem melingkar adalah:

Alirannya tersirkulasi secara bebas, sehingga genangan atau endapan

dapat dihindari.

Keseimbangan aliran mudah dicapai.

Kerugian pada sistem melingkar adalah:

Pipa yang digunakan relatif lebih banyak.

Jaringan perpipaan lebih rumit.

Perengkapan yang digunakan akan lebih banyak.

Umumnya yang tersedia pada sistem jaringan distribusi air bersih adalah:

1. Pipa primer atau pipa induk

Pipa primer adalah pipa yang berfungsi membawa air dari instalasi

pengolahan atau reservoir distribusi, dimana mempunyai diameter yang

relatif besar.

2. Pipa Sekunder

Pipa sekuder adalah pipa yang disambungkan pada pipa primer, dimana

mempunyai diameter yang kurang dari atau sama dengan pipa primer

3. Pipa tersier

Pipa tersier adalah pipa yang gunanya menghubungkan langsung dari

pipa sekunder atau primer untuk melayani pipa service ke induk sangat

tidak menguntungkan, disamping dapat mengganggu lalu lintas

kendaraan.

4. Pipa Service

Pipa sevice adalah pipa yang berfungsi untuk menghubungkan kepada

pipa pengguna, pipa disambungkan langsung pada pipa sekunder atau

tersier, yang mempunyai diameter relatif lebih kecil.

Page 14: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

18

pem

akai

an a

ir (lt

/dt)

maksimum

Rata - rata

minimum

t / jam

2.10 Perhitungan Kebutuhan Air

Langkah awal dalam suatu perencanaan penyediaan air bersih adalah

memperkirakan jumlah kebutuhan air. Sulit untuk mendapatkan angka yang pasti

jumlah pemakaian air suatu daerah, karena banyak faktor yang mempengaruhinya.

Pendekatan yang dapat dilakukan adalah menghitung rata-rata pemakaian setiap

orang perhari, memperkirakan jumlah penduduk pada jangka waktu tertentu dan

umur rencana konstruksi.

Data masa lalu tentang suatu daerah merupakan petunjuk yang baik dalam

pemilihan suatu angka tentang penggunaan air perkapita bagi tujuan-tujuan

perencanaan. Disamping itu data-data mengenai jumlah penduduk sangat

membantu memperkirakan jumlah penduduk pada jangka waktu tertentu.

Gambar 2.3 Penggunaan Air Dalam 24 jam

2.11 Kualitas Air Baku

Departemen Kesehatan Republik Indonesia telah mengeluarkan standar

kualitas air baku sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan Nomor

173/MenKes/Per/VII tanggal 3 Agustus 1977. Standar kualitas air baku dibedakan

menjadi:

1. Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air secara langsung

tanpa pengolahan terlebih dahulu.

2. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk diolah

sebagai air minum dan keperluan rumah tangga.

3. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan

peternakan.

Page 15: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

19

4. Golongan D, yaitu air yang dapat dipergunakan untuk keprluan pertanian

dan dapat dipergunakan untuk usaha perkotaan, industri dan listrik tenaga

air.

Menurut Permenkes No 416/Menkes/Per/IX/1990 bahwa persyaratan

kualitas air bersih adalah sebagai berikut:

1. Syarat-Syarat Fisik

Secara fisik air bersih harus jernih tidak berbau dan dan tidak berasa. Selain

itu suhu air bersih sebaiknya sama dengan suhu udara atau kurang dari 25

derajat celsius dan apabila terjadi perbedaan harus tidak boleh kurang atau

lebih dari 3 derajat Celsius.

2. Syarat-syarat Kimia

Air bersih tidak boleh mengandung zat-zat kimia dalam jumlah yang

melampaui batas. Beberapa persyaratan kimia antara lain: PH, total solid,

zat organik, CO2 agresif, kesadahan, Kalsium (Ca), besi (Fe), Mangan

(Mn), Tembaga (Cu), Seng (Zn) dan logam berat.

3. Syarat-syarat bakteriologis dan mikrobiolagis

Air bersih tidak boleh mengndung kuman Patogen dan parasitik yang

mengganggu kesehatan. Persyaratan biolagis ditandai dengan tidak adanya

bakteri E.Coli atau Fecal Coli dalam air.

4. Syarat-syarat Radiologis

Persyaratan radiologis mensyaratkan bahwa air tidak boleh mengandung zat

yang menghasilkan radioaktif seperti sinar alfa, beta, gamma.

2.12 Perpipaan

2.12.1 Pipa Transmisi

Pipa transmisi berfungsi untuk mengalirkan air dari sumber ke reservoir

dan pengolahan air, maupun dari reservoir menuju reservoir lainya.

1. Jenis Pipa Transmisi

Jenis pipa transmisi pada jaringan transmisi air bersih yang umumnya

dipakai adalah:

Page 16: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

20

a. GIP

b. Polibinyl Chloride (PVC)

Faktor yang dipertimbangkan dari pemilihan jenis atau bahan dari pipa

yang dipergunakan antara lain:

a. Diameter

b. Tekanan

c. Kondisi tanah/topografi

d. Kualitas Air

e. Kemudahan/pemasangan

Pertimbangan yang lain adalah faktor harga, maupun ketahanan/keawetan

untuk mendapakan pipa tersebut.

2. Perlengkapan Pipa Transmisi

a. Air Valve (Katup Udara)

Air Valve berfungsi untuk melepaskan/mengeluarkan udara dari

dalam pipa, titik pemasangan biasanya diletakkan pada titik

tertinggi pada jalur pipa. Jika jalur pipa relatif datar dan akan

dipasang dua buah valve, maka perlengkapan ini diletakan dekat

gate/stop valve yang lebih tinggi, tipe Air valve yang

dipergunakan dapat berupa single orifice ataupun double orifice.

Pada jalur pipa yang berdiameter lebih besar dari 400 mm, air

valve yang dipasang adalah tipe double orifice.

Selain itu hal yang lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa air

valve ini harus dipasang pada tempat yang lebih tinggi dari

elevasi muka air valve ini harus dipasang pada tempat yang lebih

tinggi dari elevasi muka air tanah tertinggi, untuk mencegah

kemungkinan masuknya air tanah ke dalam pipa. Pemasangan air

valve ini dilengkapi dengan gate valve yang diperlukan pada saat

maintenance/perbaikan.

Page 17: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

21

b. Wash Out

Wash out berfungsi untuk menguras/mengeluarkan

kotoran/endapan yang terjadi didalam pipa, titik pemasangan

diletakan pada jalur pipa yang paling rendah dan pada jembatan

pipa. Sedangkan pada jalur pipa yang relatif datar, penguras perlu

juga dipasang pad setiap jarak 1000 m. Dimensi/diameter

penguras yang dipilih, dipertimbangkan berdasarkan

kemungkinan banyaknya endapan yang perlu dikeluarkan.

Biasanya diameter penguras ini antara (1/4 - ½) dari diameter

pipanya.

c. Stop Valve

Stop/gate valve berfungsi untuk mengisolasi segement pipa yang

diperlukan pada saat maintenance/perbaikan. Pemasangan

dilakukan pada jalur pipa transmisi pada setiap jarak maksimum

2000 m. Penempatan pemasangan gate valve ini harus

dipertimbangkan terhadap keadaan/kondisi lapangan dan letak

penguras. Selain itu gate valve ini biasa dipasang sebelum dan

sesudah jembatan pipa, siphon dan penyeberangan jalan pipa.

d. Check Valve

Check valve berfungsi sebagai penahan aliran balik dari air untuk

meredam atau mengurangi kemungkinan terjadinya “Water

Hamer”. Perlengkapan ini dipasang pada jalur pipa transmisi

sesuai dengan keperluan. Check valve dipasang pada setiap jarak

1000 m atau tergantung kondisi lapangan setempat.

e. Fitting-Fitting

Fitting-fitting (tee, bend, reducer dan lain-lain) perlu disediakan

dan dipasang pada perpipaan distribusi sesuai dengan keperluan

di lapangan. Apabila pada suatu jalur pipa terdapat lengkungan

yang memiliki radius yang sangat besar, penggunaan fitting bend

(belokan) boleh tidak dilaukan selama defleksi pada sambungan

Page 18: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

22

pipa tersebut masih sesuai dengan yang disyaratkan untuk jenis

pipa tersebut.

f. Peralatan Kontrol Aliran

Peralatan Kontrol aliran ini berfungsi untuk menanggulangi

kemungkinan terjadinya clogging (penyumbatan) dalam pipa

akibat kotoran yang terendapkan. Kalau dianggap perlu maka

dipasang pada jalur pipa transmisi dengan jarak 200-300 m.

peralatan kontrol Unit peralatan ini akan terdiri dari gate valve,

dan fitting tempat memasukan alat pembersih ke dalam pipa

tempat yang relatif cukup luas untuk penempatannya, dan ada

saluran/tempat yang lebih rendah untuk membuang air dari

penggelontoran tersebut. Perencakan unit ini akan dilindungi

dalam bak kontrol.

g. Jalur Pipa Sekunder/tersier

Sambungan rumah/sambungan ke bangunan lain tidak boleh

dilakukan terhadap pipa induk distribusi dengan diameter yang

lebih besar dari diameter 150 mm. Untuk itu diperlukan perpipaan

sekunder/tersier yang berukuran diameter 80 mm atau diameter

50 mm yang dipasang sejajar (sesuai dengan keperluan) dengan

diameter induk tadi untuk tempat pemasnagan sambungan rumah

tersebut. Apabila pada kedua tepi jalan, posisi bangunan rumah

cukup rapat, maka diperlukan pemasangan pipa sekunder/tersier

di kedua tepi jalan tersebut, untuk mengurangi terjadinya

penyeberangan pipa terhadapn jalan. Hal ini dimaksudkan untuk

mengurangi kemungkinan banyaknya kebocoran yang umumnya

terjadi pada penyeberangan pipa akibat pecahnya pipa tersebut.

Page 19: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

23

2.12.2 Pipa Distribusi

Fungsi dari pip distribusi adalah untuk mengalirkan air dari reservoir

distribusi sampai dengan disambungkan ke pelanggan.

1. Jenis Pipa Distribusi

Jenis Pipa Distribusi yang biasa dipakai dalam jaringan distribusi air

adalah:

a. Asbes Cement

b. Polivinyl Chloride (PVC)

Pemeliharaan bahan pipa yang akan digunakan tergantung pada:

a. Harga pipa

b. Tekanan dalam sistem

c. Sifat korosif dari tanah terhadap pipa

d. Keadaan lalu lintas

Dari pemeliharaan keempat poin diatas lebih ekonomis memakai pipa AC

dan PVC. Dalam perencanaannya dipakai pipa AC dan PVC karena:

a. Murah

b. Perawatan mudah (tidak mudah korosif)

c. Perlengkapan mudah diganti dan diperoleh

d. Ringan

2. Perlengkapan Distribusi

Perlengkapan untuk menunjang sistem distribusi agar berfungsi secara

teratur, adalah sebagai berikut:

a. Fire Hydrant

Berfungsi sebagai pemadam ketika kebakaran, biasa ada didaerah

padat penduduk atau tempat keramaian, ditempatkan pada

persimpangan /persilangan jalan, di tepi jalan.

b. Monhole

Berfungsi sebagai pemeriksa/perbaikan bila ada kerusakan. Biasa

ditempatkan pada jalur pipa dengan jarak 300-600 m atau pada tempat

yang terdapat peralatan penting.

Page 20: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

24

c. Pembuangan Lumpur

Berfungsi sebagai pembuang lumpur yang terendap pada jalur pipa.

Biasa diletakkan pada titik rendh suatu jalur pipa, dimana yang

berdekatan dengan saluran pembuang

d. Bangunan Perlintasan

Biasanya digunakan ketika ada jaringan pipa yang memotong atau

melintasi sungai/ rel kereta api. Jika pipa tersebut memotong sungai

maka harus adanya angker yang disatukan pada pipa yang ada,

ataupun jika tidak memungkinkan bisa dibuatkan jembatan pipa

sendiri. Sedangkan untuk pipa yang memotong rel kereta api biasanya

digunakan pipa beton yang lebih besar dari pipa air minum, karena

untuk melindungi dari tekanan dan getaran bila kereta api sedang

melintasinya, dengan konstruksi pemasangan pipa air minum tidak

bersentuhan dengan betonnya.

e. Gate Valve

Berfungsi sebagai pengatur udara pada pipa, yang penempatannya

diletakan pada bagian tertinggi suatu pipa.

f. Air Valve

Berfungsi sebagai pelepasan udara yang terdapat (terperangkap)

dalam pipa, diletakan pada bagian tertinggi suatu pipa.

g. Non Return Valve

Berfungsi untuk menghindari water hamer dalam pipa.

h. Bak Pelepas Tekanan

Berfungsi untuk melepas tekanan yang berlebihan dalam pipa.

i. Blow Off Valve

Biasa dipasang pada setiap titik mati atau titik terendah dari setiap

jalur pipa.

j. Check Valve

Berfungsi ketika pompa mati maka pukulan akibar aliran balik tidak

merusak pipa. Biasa dipasang pada pengaliran pipa satu arah diantara

pompa dari gate valve.

Page 21: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

25

k. Thrust Block

Berfungsi sebagai penahan untuk menjaga agar fitting tidak bergerak

ketika pipa mengalami beban hidrolik yang tidak seimbang, semisal

pergantian diamater, akhir pipa dan belokan. Pada umumnya, Thrust

Blok lebih praktis setelah saluran ditimbun dengan tanah dan

dipadatkan, untuk menahan getaran/gaya hidrolik atau beban lain.

Thrust Blok hendaknya dipasang pada sisi parit, maka perlu

meratakan sisi parit, maka perlunya meratakan sisi parit atau menggali

sebuah lubang masuk ke dalam dinding parit untuk menahan gaya

geser.

l. Meter Tekanan

Berfungsi untuk mengetahui besar tekanan kerja pompa. Untuk

mengkontrol dari tekanan pipa agar aman, serta menjaga kontinuitas

aliran. Meter tekanan biasanya dipasang pada pompa.

m. Sambungan pipa dan perlengkapannya

Perlengkapan yang sering digunakan untuk menyambung antar pipa

antara lain:

1. Bell and Spigot

Spigot dari suatu pipa dimasukkan kedalam bell (socket) pipa

lainnya. Untuk menghindari kebocoran dan menahan pipa serta

memungkinkan terjadinya defleksi (berubahnya sudut

sambungan) maka sambungan biasanya dilengkapi dengan gasket.

2. Bend

Merupakan belokan pipa, dengan sudut belokan 900; 450; 22,50;

11,50.

3. Flange Joint

Biasanya dipakai untuk pipa bertekanan tinggi, untuk sambungan

yang dekat dengan instalasi pompa sebelum kedua flange

disatukan dengan mur dan baut, maka diantara flange disisipkan

packing untuk mencegah kebocoran.

Page 22: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

26

4. Increaser dan Reduser

Increaser digunakan untuk menyambung pipa diameter kecil ke

diameter besar (arah aliran dari diameter kecil ke diameter besar).

Sedangkan reduser sebaliknya.

5. Tee

Untuk menyambung pipa pada percabangan.

6. Tapping Bend

Dipasang pada tempat yang tidak perlu disadap, untuk dialirkan

ke tempat yang lain dalam hal ini pipa distribusi dibor dan

tapping bend dipasang dengan baut disekeliling pipa dengan

memeriksa. agar cicin melingkar penuh pada sekeliling lubang

dan tidak menutupi lubang tapping.

2.13 Struktur Reservoir

Reservoir berasal dari bahasa perancis (reservoa) yang berarti tempat

penampungan (persediaan) air. Istilah ini tentunya sangat akrab di PDAM, baik

itu ground reservoir (ditanah) atau elevated reservoir (menara), kegunaan

reservoir adalah untuk menampung air pada saat pemakaian di bawah rata-rata

dari debit yang dialirkan IPA dan pada saat jam-jam puncak air yang telah

tertampung tadi akan dialirkan ke pelanggan.

Tujuan pembuatan reservoir ini adalah untuk menampung air baku dari hasil

pemompaan. Selain itu reservoir juga berfungsi sebagai tempat pengolahan air

baku sehingga aman untuk dikonsumsi yaitu diberi disinfektan, kemudian air siap

didistribusikan. Volume reservoir dihitung dengan dua cara:

1. Volume reservoir dihitung sebesar 20% dari kebutuhan air harian

maksimum.

2. Volume reservoir dihitung sebesar 20% dari kolam tandon harian (KTH).

Page 23: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

27

2.13.1 Kapasitas Resevoir

Reservoir dapat berupa tangki maupun bak, dan menurut penempatannya

reservoir dapat dibagi menjadi dua. Untuk mengetahui kapasitas volume dimensi

resrvoir yang dibutuhkan untuk menghasilkan produksi yang besarnya tertentu

dapat menggunakan rumus:

V = P. L. D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.4)

Dimana :

V = Volume (m3)

L = Lebar (m)

P = Panjang (m)

D = Kedalaman (m)

2.13.2 Keseimbangan Reservoir

Tandon merupakan komponen yang penting, oleh karena itu ketersediaan

air di tandon pada setiap periode/jam mutlak diperlukan. Analisa keseimbangan

air ditandon dilakukan sebagai cara untuk menilai kemampuan sistem penyediaan

air. Indikator untuk, menilai kemampuan sistem penyediaan adalah ketersediaan

air di dalam tandon pada setiap periode dengan cara ini akan dapat diteliti jumlah

periode defisit yang terjadi pada tandon.

2.14 Persamaan Hukum Kontinuitas

Apabila zat cair tak kompresibel mengalir secara kontinyu melalui pipa atau

saluran, dengan tampang aliran konstan ataupun tidak konstan, maka volume zat

cair yang lewat tiap satuan waktu adalah sama disemua tampang. Keadaan ini

disebut dengan hukum kontinuitas aliran zat cair. Atau lebih sederhananya debit

yang masuk kedalam penampang sama dengan debit yang keluar.

Qmasuk = Qkeluar

A x V = A x V. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.5)

Page 24: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

28

Dimana:

Q = Debit aliran (m3/det)

A = Luas penampang (m3)

V = Kecepatan aliran (m/det)

(Bambang Triatmodjo, 1995, Hidraulika I, halaman 116, Beta Offset,

Yogyakarta)

2.15 Kecepatan Aliran

Nilai kecepatan aliran dalam pipa yang diijinkan adalah 0,3-0,25 m/detik

pada jam puncak. Kecepatan yang terlalu kecil menyebabkan endapan yang ada

dalam pipa tidak dapat terdorong. Selain itu pemborosan biaya, karena diameter

pipa besar, sedangkan pada kecepatan terlalu tinggi mengakibatkan pipa cepat

rusak dan mempunyai head loss yang tinggi, sehingga biaya pembuatan reservoir

naik. Untuk menntukan kecepatan aliran dalam pipa digunakan rumus kontinuitas.

Q = A. V =1

4πD2. V. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.6)

V =4Q

πD2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.7)

Dimana:

Q = Debit Aliran (m2/detik)

V = Kecepatan Aliran (m/detik)

D = Diameter Pipa (m)

(Bambang Triatmodjo, 2014, Hidraulika I, halaman 136, Beta Offset,

Yogyakarta)

2.16 Persamaan Hukum Bernoulli

Pada zat cair diam, gaya-gaya yang bekerja dapat dihitung dengan mudah,

karena dalam hidrostatika hanya bekerja gaya tekanan yang sederhana. Pada zat

cair mengalir, permasalahan menjadi lebih sulit. Faktor-faktor yang

diperhitungkan tidak hanya kecepatan dan arah partikel, tetapi juga pengaruh

Page 25: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

29

kekentalan yang menyebabkan geseran antara partikel-partikel zat cair dan juga

antara zat cair dan dinding batas. Gerak zat cair tidak mudah diformulasikan

secara matematik, sehingga diperlukan anggapan-anggapan dan percobaan-

percobaan untuk mendukung penyelesaian secara teoritis.

Gambar 2.4 Garis Tenaga dan Tekanan Pada Zat Cair Ideal

Tinggi tekanan dititik A dan B yaitu hA = PA/ 𝛾 dan hB = PB/ 𝛾 adalah tinggi

kolom zat cair yang beratnya tiap satuan luas memberikan tekanan sebesar PA = 𝛾

hA dan PB = 𝛾 hB. Oleh karena itu tekanan P yang ada pada persamaan Bernoulli

biasa disebut dengan tekanan statis.

Aplikasi persamaan Bernouli untuk kedua titik di dalam medan aliran akan

memberikan:

ZA +PA

γ+

VA2

2g= ZB +

PB

γ+

VB2

2g+ Hf. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.8)

Dimana:

ZA = Elevasi Pipa 1 dari datum (m)

ZB = Elevasi Pipa 2 dari datum (m)

PA = Tekanan di titik 1 (m)

VB = Kecepatan aliran di titik 2

𝛾 = Berat jenis

Hf = Head Loss

Page 26: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

30

Yang menunjukan bahwa jumlah tinggi elevasi, tinggi tekanan dan tinggi tekanan

dan tinggi kecepatan dikedua titik adalah sama. Dengan demikian garis tenaga

pada aliran zat cair ideal adalah konstan.

(Bambang Triatmodjo, 1995, Hidraulika I, halaman 124, Beta Offset,

Yogyakarta)

2.17 Kehilangan Tekanan Air

Kehilangan tekanan maksimum 10 m/km panjang pipa. Kehilangan tekanan

(hf) dalam pipa terjadi akibat adanya friction antara fluida dengan permukaan

pipa. Kehilangan tekanan ada dua macam:

2.17.1 Mayor loses

Yaitu kehilangan tekanan sepanjang pipa lurus. Perhitungan menggunakan

rumus Hanzen William: (Ronald V. Giles, 1986 :121 dalam Is Mayosa 2010:34)

Hf =Q1,85

(0,2785. D2,63. C)1,85× L. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.9)

Dimana:

Hf = Mayor Losses sepanjang pipa lurus (m)

L = Panjang pipa (m)

Q = Debit (m3/detik)

C = Konstanta Hasen William

D = Diameter (m)

Rumus Darcy:

hf = fL. V2

D. 2g. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.10)

Page 27: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

31

Dimana:

hf = Kehilangan energi (m)

f = Koefisien gesek (darcy)

V = Kecepatan aliran air (m/detik)

G = Percepatan grafitasi (9,81 m/dt2)

(Bambang Triatmodjo, 2008, Hidraulika II, halaman 28, Beta Offset,

Yogyakarta)

2.17.2 Minor Loses

Yaitu kehilangan tekanan yang terjadi pada tempat yang memungkinkan

adanya perubahan karakteristik aliran, misalnya perubahan penampang pipa,

sambungan, belokan, dan katub (kehilangan tenaga sekunder).

Hf = KV2

2g. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2.11)

Dimana:

K = Konstanta kontraksi (sudah terterntu) untuk setiap jenis pipa

berdasarkan diameternya

(Bambang Triatmodjo, 2008, Hidraulika II, halaman 58-64, Beta Offset,

Yogyakarta)

Untuk mengetahui tekanan dan kecepatan aliran yang ada dalam pipa, selain

besarnya debit, panjang pipa, diperlukan juga penentuan elevasi tanah pada titik

tertentu (node). Cara mengetahui elevasi node ada dua, yaitu dengan interpolasi

kontur dan dengan pengukuran langsung dilapangan dengan diameter dan

theodolit.

Page 28: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

32

2.18 Program Waternet

Program ini waternet ini dirancang untuk melakukan simulasi aliran air atau

fluida lainnya (bukan gas) dalam pipa baik dengan jaringan tertutup (loop)

maupun jaringan terbuka dan sistem pengaliran (distribusi) fuida dapat

menggunakan sistem gravitasi, sistem pompanisasi maupun keduanya. WaterNet

dirancang dengan memberikan banyak kemudahan sehingga pengguna dengan

pengetahuan minimal tentang jaringan distribusi (aliran dalam pipa) dapat

menggunakannya juga. Input data dibuat interaktif sehingga memudahkan dalam

simulasi jaringan dan memperkecil kesalahan pengguna saat menggunakan

WaterNet. Hasil hitungan yang tidak dapat diedit, ditampilkan dan dilindungi

agar tidak diedit oleh pengguna. Secara umum pointer mouse akan menunjukkan

karakteristik apakah data dapat diubah, diganti atau tidak.

Fasilitas WaterNet dibuat agar proses editing dan analisa pada perancangan

dan optimasi jaringan distribusi air dapat dilakukan dengan mudah. Output

WaterNet dibuat dalam bentuk database, text maupun grafik yang memudahkan

pengguna untuk selanjutnya memprosesnya langsung menjadi hardcopy atau

proses lebih lanjut dengan program lain sebagai laporan yang menyeluruh.

Kemampuan dan fasilitas WaterNet dalam simulasi jaringan pipa secara

garis besar adalah sebagai berikut :

Menghitung debit dan tekanan di seluruh jaringan pipa pada setiap node

yang merupakan titik dengan elevasi tidak berubah dengan instalasi

reservoir, pompa, katup, dan tangki.

Menghitung demand atau air yang dapat diambil pada sebuah node jika

tekanan pada node tersebut telah ditentukan.

Fasilitas pompa dengan persamaan Q - H (debit terhadap head) mengikuti

persamaan daya tetap (constant power), Parabola (satu titik) dan Parabola (3

titik). Pengguna menentukan debit dan tekanan (head) rencana pompa

tersebut atau menggunakan power pompa pada tipe pompa daya tetap.

Fasilitas pompa dilengkapi dengan waktu saat pompa bekerja (on) dan tidak

bekerja (off). Pompa dapat diatur penggunaan waktunya pada jam-jam

tertentu oleh pengguna, atau bekerja terus sepanjang simulasi. Pompa juga

Page 29: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

33

dapat diatur sistem kerjanya berdasarkan elevasi tangki yang disuplai,

sehingga pompa secara otomatis tidak berkerja pada saat tangki telah penuh

dan bekerja kembali saat tangki hampir kosong.

Fasilitas default diberikan untuk memudahkan pengguna dalam input data.

Data default akan digunakan untuk setiap pipa, pompa, node yang

ditentukan oleh pengguna.

Fasilitas pustaka untuk kekasaran pipa dan kehilangan tinggi tenaga

sekunder. Fasilitas ini mempermudah pengguna untuk menentukan atau

memperkirakan nilai diameter kekasaran pipa serta kehilangan tinggi

tenaga sekunder di setiap belokan, sambungan dan lain-lain.

Fasilitas katup PRV (Pressure Reducing Valve), FCV (Flow Control Valve),

PBV (Pressure Breaking Valve) dan TCV (Throttling Control Valve) yang

sangat diperlukan oleh jaringan pipa.

Fasilitas tipe aliran BERUBAH yang sangat berguna untuk simulasi

perubahan elevasi di dalam tangki akibat fluktuasi pemakaian air oleh

masyarakat yang dipengaruhi oleh jumlah pemakaian air berdasarkan jam –

jaman. Pada akhirnya fasilitas ini dapat digunakan untuk menghitung

volume tangki yang optimal serta menguji kinerja jaringan untuk debit yang

fluktuatif. Pengguna dapat memeriksa tinggi tekanan dan debit di setiap

node, serta debit dan kecepatan aliran di setiap pipa, untuk mengoptimalkan

jaringan. Fasilitas tipe aliran BERUBAH menghitung distribusi aliran dan

tekanan di seluruh jaring pipa setiap time step (interval waktu) 60 menit, 30

menit, 15 menit dan 6 menit.

Fluktuasi kebutuhan air di setiap node dapat ditentukan oleh pengguna.

Fasilitas ini membuat simulasi jaringan distribusi menjadi lebih realistis

karena kebutuhan setiap node dapat dibuat sesuai dengan kebutuhan

sebenarnya pada lokasi perencanan, misalnya kebutuhan air untuk

perumahan, pabrik, rumah sakit, sekolah, hydran kebakaran dan lain lain

yang berbeda setiap jamnya. Kebutuhan di setiap node tidak hanya terbatas

pada satu tipe kebutuhan sesuai dengan kondisi yang mungkin terjadi di

Page 30: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

34

lapangan. Waternet menyediakan tipe campuran dengan berbagai kebutuhan

untuk tiap tipe.

Fasilitas editing dalam bentuk grafik interaktif sangat memudahkan

pengguna dalam merencanakan jaringan pipa. Fasilitas ini meliputi

menggambar dan menentukan pipa baik arah maupun hubungan

(sambungan) antara pipa satu dengan pipa lainnya dalam jaringan,

menentukan letak pompa, reservoir, tangki dan katup. Menghapus pipa,

reservoir, tangki, pompa dan katup yang tak dikehendaki. Fasilitas notasi

node dan pipa yang memudahkan pengguna mengingat lokasi yang

dimaksud dan secara sepintas melihat data jaringan maupun hasil hitungan.

Editing dapat juga dilakukan dengan berfokus pada tabel misalnya tabel

data node atau pipa. Pada saat yang sama lokasi yang diedit pada tabel

ditunjukkan pada gambar jaringan pipa. Dengan demikian pengguna dapat

mengenali pipa atau node yang sedang diedit dan bukan sekedar berhadapan

dengan angka-angka seperti nomer node dan pipa.

Hasil hitungan secara keseluruhan dapat ditampilkan dengan fasilitas lain

baik dalam bentuk grafik maupun tabel. WaterNet menyediakan fasilitas

untuk menampilkan grafik tekanan, kebutuhan maupun perubahan elevasi

atau kedalaman dalam tangki serta fasilitas untuk menampilkan hasil dalam

tabel berformat text. Hasil tampilan tersebut akan dengan mudah dianalisis,

dan jika hasil menunjukkan bahwa jaringan belum memuaskan, jaringan

dapat dengan mudah diedit kembali.

Fasilitas mengubah posisi node dan pipa yang tidak diinginkan dapat

dilakukan dengan sangat mudah mengikuti gambar peta yang ada. Dalam

hal ini, jika penggambaran pipa dipilih dengan tipe skalatis (pilihan

diberikan oleh WaterNet), maka perpindahan node juga merupakan

perubahan panjang pipa yang berhubungan dengan node tersebut.

Fasilitas penggambaran secara skalatis juga merekam panjang pipa baik

pipa lurus maupun belok, berdasarkan koordinat x,yz. Maksudnya panjang

pipa dihitung berdasarkan lokasi x,y serta ketinggian atau elevasi kedua

ujung pipa.

Page 31: BAB II LANDASAN TEORI 2 - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/35106/3/jiptummpp-gdl-sugiartase-48290-3-babiil... · Unsur-unsur sistem terdiri dari sumber air, fasiilitas penyimpanan,

35

Fasilitas Link Importance sangat dibutuhkan untuk melihat tingkat layanan

tiap pipa terhadap keseluruhan jaringan sehingga jumlah pipa dalam suatu

jaringan distribusi dapat dihemat (dikurangi), atau sebaliknya, jika Link

Importance dari sebuah pipa terlalu tinggi maka perlu dipikirkan

kemungkinan pipa parallel.

Kontur dapat dibuat berdasarkan peta kontur topografi yang dapat

mempermudah input elevasi node mengikuti kontur yang dibuat.

Masih banyak fasilitas lain yang tersedia yang dirasakan sangat membantu

dalam usaha menghitung dan merencanakan jaringan distribusi air atau

fluida dalam pipa.