Panduan Perencanaan Teknik Terinci Sistem Pengelolaan Air ...ciptakarya.pu.go.id/plp/upload/peraturan/Buku_A_SPALDT.pdf · Panduan Perencanaan Teknik Terinci Sistem Pengelolaan Air

Panduan Perencanaan Teknik Terinci Sistem Pengelolaan Air Limbah Domestik Terpusat (SPALD-T)

BUKU A Panduan Perencanaan Teknik Terinci

Sub-sistem Pelayanan dan Sub-sistem Pengumpulan

Cetakan Pertama 2018

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.,Salam sejahtera untuk kita semua,

Salah satu bentuk penyelenggaraan Sistem Pengelolaan Air Limbah Domestik (SPALD) yaitu Sistem Pengelolaan Air Limbah Domestik Terpusat (SPALD-T). Sistem tersebut dilakukan dengan mengalirkan air limbah domestik dari sumber secara kolektif ke Sub-sistem Pengolahan Terpusat untuk diolah sebelum dialirkan ke badan air permukaaan. Sesuai kebijakan dan Strategi Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Tahun 2015-2019 untuk mencapai 100% pelayanan air limbah domestik, ditargetkan 85% pemenuhan akses layak dimana 15% dilayani dengan Sistem Terpusat (SPALD-T). Berdasarkan data Riskerdas Tahun 2014, cakupan pelayanan air limbah domestik baru mencapai 61,04% dimana 2% yang dilayani dengan SPALD-T. Kondisi pelayanan SPALD-T tersebut masih memerlukan upaya percepatan, salah satu upaya pemenuhan target yaitu melalui penyediaan perencanaan infrastruktur yang baik agar terwujudnya keandalan dan keberlanjutan infrastruktur terbangun. Untuk itu, Direktorat Pengembangan PLP menyusun Buku Pedoman Penyusunan Rencana Teknik Terinci SPALD-T sebagai pelaksanaan dari Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Nomor 04/PRT/M/2017 tentang Penyelenggaraan Sistem Pengelolaan Air Limbah Domestik. Penyusunan pedoman ini telah melalui tahapan pembahasan dengan pemangku kepentingan di bidang air limbah domestik. Namun demikian, buku pedoman ini masih bersifat dinamis sesuai dengan kebutuhan dan perkembangan di lapangan. Untuk itu, masukan sangat kami harapkan untuk perbaikan dan penyempurnaan buku pedoman ini ke depannya. Kami mengucapkan terima kasih kepada para pihak yang telah membantu dalam penyusunan materi pedoman. Semoga buku pedoman ini dapat digunakan sebagai acuan dalam penyusunan dokumen perencanaan teknik terinci infrastruktur SPALD-T, baik di tingkat Pusat maupun Daerah.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.,Jakarta, April 2018

Direktur Jenderal Cipta Karya

Ir. Sri Hartoyo, Dipl. SE, ME.

1. PENDAHULUAN ............................................................................................................................................11.1 Prinsip Pengaliran Air Limbah Domestik dalam Perpipaan ................................................................................. 11.2 Tahapan Umum ....................................................................................................................................................... 2

2. PERHITUNGAN TIMBULAN AIR LIMBAH...............................................................................................42.1 Debit Rata-rata Air Limbah ................................................................................................................................... 42.2 Debit Total Pipa ...................................................................................................................................................... 6

3. PERENCANAAN SUB-SISTEM PELAYANAN ..........................................................................................83.1 Tahap Perencanaan Sub-sistem Pelayanan .......................................................................................................... 83.2 Kriteria Perencanaan Sub-sistem Pelayanan ........................................................................................................ 8

4. PERENCANAAN SUB-SISTEM PENGUMPULAN .................................................................................124.1 Perencanaan Bangunan Utama Sub-sistem Pengumpulan ................................................................................ 124.2 Perencanaan Bangunan Pelengkap Sub-sistem Pengumpulan .......................................................................... 13

5. PERENCANAAN PIPA ALIRAN GRAVITASI (GRAVITY SEWERS) ....................................................195.1 Kriteria Perencanaan ............................................................................................................................................ 195.2 Dasar Perhitungan Hidrolika ................................................................................................................................ 205.3 Tahapan Perhitungan Hidrolika ............................................................................................................................ 265.4 Contoh Perhitungan Pipa Aliran Gravitasi .......................................................................................................... 30

6. PERENCANAAN PIPA ALIRAN BERTEKANAN (PRESSURISED SEWERS) ....................................316.1 Kriteria Perencanaan ............................................................................................................................................ 326.2 Perhitungan Hidrolika ........................................................................................................................................... 326.3 Tahapan Perhitungan Hidrolika ............................................................................................................................ 34

7. TATA LETAK SISTEM JARINGAN PIPA .................................................................................................367.1 Vertical Alignment (Keselarasan Vertikal) .......................................................................................................... 367.2 Keselarasan Horizontal (Horizontal Alignment) .................................................................................................. 37

8. MATERIAL PIPA ..........................................................................................................................................39

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1-1. Perbedaan Konsep Aliran Gravitasi dan Bertekanan Pada Pipa Air Limbah Domestik .......................... 2Gambar 1-2. Perbedaan Konsep HGL Pada Aliran Bertekanan dan Gravitasi ............................................................. 2Gambar 1-3. Tahapan Perencanaan Sub-sistem Pelayanan dan Sub-sistem Pengumpulan ....................................... 3Gambar 2-1. Tahapan Perhitungan Debit Puncak Harian ............................................................................................. 7Gambar 3-1. Tahapan Perencanaan Sub-sistem Pelayanan ........................................................................................ 8Gambar 3-2. Tipe Bak Penangkap Lemak Bawah Tanah dengan Material Beton ........................................................ 9Gambar 3-3. Tipe Bak Penangkap Lemak di Atas Atau Bawah Tanah dengan Material Plat/Fiber ............................ 9Gambar 3-4. Contoh Gambar Teknik Bak Kontrol ......................................................................................................... 10Gambar 4-1. Tahapan Perhitungan Jaringan Perpipaan Air Limbah Domestik ............................................................ 12Gambar 4-2. Tipe Manhole ........................................................................................................................................... 14Gambar 4-3. Contoh Manhole yang Terbuat dari Precast Concrete ............................................................................. 14Gambar 4-4. Tipe Stasiun Pompa: (a) Pompa pada Sumur Kering (Dry Well Pump), (b) Pompa Sumur Basah (Wet Well Pump) .................................................................................................................................... 16Gambar 4-5. Ilustrasi Bangunan Siphon ....................................................................................................................... 17Gambar 4-6. Ilustrasi Bangunan Penggelontor ............................................................................................................. 17Gambar 5-1. Ilustrasi Debit di Dalam Pipa Airan Gravitasi .......................................................................................... 19Gambar 5-2. Variabel dalam Persamaan Manning Aliran Gravitasi Parsial ................................................................ 22Gambar 5-3. Grafik Variasi Debit, Kecepatan Dan Kedalaman Untuk Pipa Bundar ..................................................... 22Gambar 5-4. Nomogram Manning untuk Aliran Penuh Pada Pipa Bundar Dengan Variasi Nilai n .............................. 23Gambar 5-5. Nomogram Manning Untuk Aliran Penuh Pada Pipa Bundar dengan n =0,013 ...................................... 24Gambar 5-6 Nomogram Manning Untuk Aliran Penuh Pada Pipa Bundar dengan n =0,013 ...................................... 25Gambar 5-7 Nomogram Manning Untuk Aliran Penuh Pada Pipa Bundar dengan n =0,013 ....................................... 26Gambar 5-8 Tahapan Pertama Perhitungan Hidrolika Pipa Air Limbah Domestik ....................................................... 27Gambar 5-9 Tahapan Kedua Perhitungan Hidrolika Pipa Air Limbah Domestik ........................................................... 28Gambar 5-10 Contoh Penggunaan Nomogram Manning ............................................................................................. 29Gambar 6-1 Ilustrasi Konsep Pengaliran Air Limbah Domestik Melalui Aliran Bertekanan ........................................ 31Gambar 6-2 Ilustrasi Konsep Pengaliran Air Limbah Domestik Melalui Aliran Bertekanan dengan Pompa Tekan..... 32Gambar 6-3 Ilustrasi Konsep Pengaliran Air Limbah Domestik Melalui Aliran Bertekanan dengan Pompa Vakum ... 32Gambar 6-4 Nomogram Persamaan Hazen-Williams dengan Dasar Nilai C = 100 .................................................... 34Gambar 6-5 Tahapan Analisis Variabel Hidrolika dengan Menggunakan Nomogram Persamaan Hazen-Williams .. 35Gambar 7-1 Pendefenisian Kedalaman Terhadap Posisi Pipa ..................................................................................... 36Gambar 7-2 Contoh Profil Perpipaan DSDP, Bali .......................................................................................................... 37Gambar 7-3 Sistem Penomoran Jaringan Perpipaan Air Limbah Domestik ................................................................ 38Gambar 7-4 Contoh Penomoran pada Jaringan Perpipaan DSDP, Bali ........................................................................ 38Gambar 8-1 Pipa untuk air limbah domestik 1. (kiri: PVC, kanan: beton) .................................................................... 39Gambar 8-2 Pipa untuk air limbah domestik 2. (kiri: HDPE, kanan: ductile iron) .......................................................... 39

DAFTAR TABEL

Tabel 2-1. Pemakaian Air Minum Kawasan ................................................................................................................. 4

Tabel 2-2. Nilai PE Untuk Setiap Kegiatan ................................................................................................................... 5

Tabel 3-1. Kriteria Desain Pipa Sub-sistem Pelayanan ................................................................................................ 9

Tabel 3-2. Kriteria Desain Bak Kontrol ......................................................................................................................... 10

Tabel 3-3. Kriteria Desain Bak Inspeksi ........................................................................................................................ 11

Tabel 4-1. Jarak Antar Manhole Pada Jalur Lurus ........................................................................................................ 13

Tabel 4-2. Alternatif Kapasitas Air Penggelontor ......................................................................................................... 18

Tabel 5-1. Koefisien Kekasaran Pipa ............................................................................................................................ 20

Tabel 6-1. Koefisien Hazen-Williams ............................................................................................................................ 33

Tabel 6-2. Faktor Koreksi untuk Berbagai Nilai Koefisien Hazen-Williams ................................................................. 35

Tabel 8-1. Material Pipa Air Limbah Domestik ............................................................................................................ 40

Pendahuluan 1

1. PENDAHULUAN

Sub-sistem pelayanan dan sub-sistem pengumpulan merupakan sarana dan prasarana dalam Sistem Pengelolaan Air Limbah Domestik Terpusat (SPALD-T) yang berfungsi untuk mengalirkan air limbah domestik dari sumber hingga ke sub-sistem pengolahan terpusat (Instalasi Pengolahan Air Limbah Domestik/IPALD). Sub-sistem pelayanan terletak di area perkarangan rumah masyarakat yang pengelolaannya menjadi tanggung jawab masyarakat. Sub-sistem pengumpulan merupakan prasarana dan sarana berupa jaringan perpipaan beserta komponen pendukungnya yang direncanakan untuk mengalirkan air limbah domestik dari sub-sistem pelayanan menuju ke sub-sistem pengolahan terpusat. Air limbah domesik yang bersumber dari kegiatan manusia baik black water maupun grey water dialirkan dari perpipaan sub-sistem pelayanan yang berada di dalam perkarangan rumah atau bangunan menuju ke bak inspeksi. Bak inspeksi merupakan salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengumpulkan air limbah domestik dari beberapa rumah atau sumber lainnya sebelum dialirkan masuk ke dalam jaringan perpipaan lateral. Selain itu, pengaliran dapat pula dilakukan langsung menuju ke manhole terdekat tanpa melalui bak inspeksi, di mana hal ini sangat bergantung pada karakteristik fisik area pelayanan. Dari pipa lateral, air limbah domestik dialirkan secara langsung ke pipa induk atau melalui pipa service terlebih dahulu. Selanjutnya, pipa induk yang mengumpulkan air limbah dari seluruh area pelayanan akan mengalirkan air limbah menuju ke sub-sistem pengolahan terpusat atau IPALD.

1.1 Prinsip Pengaliran Air Limbah Domestik dalam Perpipaan

Secara umum, pengaliran air limbah domestik pada sub-sistem pelayanan maupun sub-sistem pengumpulan diupayakan dengan menggunakan metode aliran gravitasi. Metode aliran gravitasi dilakukan dengan merekayasa kemiringan pipa sehingga air limbah domestik dapat mengalir berdasarkan beda elevasi dengan kecepatan self cleansing dalam rentang 0,6 hingga 3 m/detik. Kecepatan minimum harus dapat dicapai dengan tujuan agar material padatan yang berpotensi mengendap di dalam saluran dapat ikut terbawa. Namun, pada kondisi tertentu, pengaliran air limbah domestik pada sub-sistem pelayanan dan sub-sistem pengumpulan dapat dilakukan dengan menggunakan metode aliran bertekanan. Metode ini dilakukan dengan menggunakan pompa untuk mengalirkan air limbah domestik hingga menuju ke jaringan perpipaan yang menggunakan metode aliran gravitasi. Penggunaan metode aliran bertekanan harus dapat dihindari karena biaya investasi maupun pengoperasian dan perawatannya relatif mahal. Metode ini hanya digunakan jika area pelayanan tidak mungkin lagi dialirkan secara gravitasi karena pipa induk berada di elevasi yang lebih tinggi.

Secara teori, aliran gravitasi dan bertekanan memiliki variabel penting yang berbeda dalam perencanaannya. Gambar 1-1 dan Gambar 1-2 menunjukkan perbedaan variabel dalam perencanaan pipa aliran gravitasi dan bertekanan. Pipa aliran gravitasi dipengaruhi secara langsung oleh variabel kemiringan sedangkan aliran bertekanan sangat dipengaruhi pada perbedaan tekanan antara dua titik aliran.

Kemiringan pipa pada aliran gravitasi mendeskripsikan garis kemiringan hidrolik atau hydraulic grade line (HGL) sedangkan pada pipa aliran bertekanan, kemiringan HGL dideskripsikan melalui rasio antara panjang dua titik terhadap beda head-nya. Pada aliran bertekanan, gaya gesek atau friction antara fluida, dalam hal ini air limbah domestik, terhadap permukaan pipa harus diperhitungkan karena berdampak secara langsung terhadap tekanan aliran air limbah domestik yang dideskripsikan sebagai head (dalam meter).

Terdapat dua fenomena yang dapat terjadi pada tipe aliran gravitasi, yakni aliran gravitasi penuh dan aliran gravitasi parsial. Fenomena ini menunjukkan bahwa pada aliran gravitasi di dalam perpipaan dapat memungkinkan aliran terjadi

Buku A: Panduan Perencanaan Teknik Terinci Sub-sistem Pelayanan dan Sub-sistem Pengumpulan2

pada kondisi Dfull. Pada kondisi ini, air limbah domestik memenuhi penampang pipa namun aliran air limbah domestik terjadi tidak dikarenakan adanya perbedaan tekanan melainkan hanya karena adanya perbedaan elevasi kemiringan pipa. Kedua aliran tersebut hanya memiliki perbedaan dalam penentuan jari-jari hidrolis. Pada aliran gravitasi parsial, jari-jari hidrolis sangat bergantung pada fluktuasi kedalaman muka air di dalam pipa. Oleh karena itu, dalam perencanaan sub-sistem pelayanan dan sub-sistem pengumpulan yang digunakan ialah aliran gravitasi parsial dengan rasio kedalaman parsial maksimum 80% dari diameter pipa.

Gambar 1-1. Perbedaan Konsep Aliran Gravitasi dan Bertekanan Pada Pipa Air Limbah Domestik

Gambar 1-2. Perbedaan Konsep HGL Pada Aliran Bertekanan dan Gravitasi

1.2 Tahapan Umum

Perencanaan sub-sistem pelayanan dan sub-sistem pengumpulan terdiri dari beberapa tahapan. Secara umum, kedua sub-sistem tersebut memiliki tahapan perencanaan yang relatif sama karena menggunakan metode perhitungan yang sama. Adapun tahapan perencanaan sub-sistem pelayanan dan sub-sistem pengumpulan dapat dilihat pada Gambar 1-3. Pada awal kegiatan, perencana harus sudah dapat menentukan daerah pelayanan jaringan perpipaan air limbah domestik yang bertujuan untuk mengetahui debit air limbah domestik yang akan masuk ke dalam jaringan perpipaan. Untuk sub-sistem pengumpulan, informasi rinci tentang area pelayanan dapat diperoleh dari Rencana Induk dan/atau studi kelayakan (feasibility

Pendahuluan 3

study). Dokumen tersebut memberikan informasi awal yang komprehensif terkait dengan zonasi area yang direncanakan akan dikembangkan SPALD-T serta data terkait lainnya sebagai data awal perencanaan.

Selanjutnya, perencana diharuskan untuk melakukan investigasi awal untuk menindaklanjuti informasi atau area perencanaan yang telah diperoleh. Investigasi awal yang dilakukan meliputi karakteristik fisik area perencanaan, data kependudukan, dan informasi lainnya yang terkait dengan perencanaan (lihat buku utama)

Perencanaan SPALD-T untuk sub-sistem pengumpulan dilanjutkan dengan melakukan analisis terhadap segmentasi jaringan perpipaan yang akan melayani area pelayanan. Evaluasi terhadap segmentasi jaringan perpipaan juga dilakukan dengan mempertimbangkan metode konstruksi, yang akan terkait langsung dengan karakteristik fisik dan kondisi sosial ekonomi masyarakat di sepanjang segmen perpipaan.

Setelah semua rencana jaringan perpipaan telah ditetapkan, maka perhitungan terhadap dimensi dan hidrolika perpipaan dilakukan secara detail. Perhitungan detail harus dilakukan dengan tetap memenuhi seluruh kriteria desain jaringan perpipaan air limbah domestik. Hasil perencanaan sub- sistem pengumpulan harus dapat tergambarkan secara detail dalam dokumen gambar teknik. Adapun beberapa gambar yang harus diperhatikan pada saat pembuatan dokumen gambar teknik yakni jaringan perpipaan, profil memanjang, detail bangunan pelengkap, dan profil hidrolis.

Menentukan Daerah Pelayanan

Menentukan Investigasi Awal

Menentukan Segmen-segmen Perpipaan dan

Profil Memanjang

Mereview Disain Awal Mempertimbangkan

aspek konstruksi

Melakukan Perhitungan Detail

(Dimensi dan Hidrolika)

Menggambar Detail Bangunan Utama dan

Pendukung disertai Deskripsi Spesifikasi

Gambar 1-3. Tahapan Perencanaan Sub-sistem Pelayanan dan Sub-sistem Pengumpulan


2. PERHITUNGAN TIMBULAN AIR LIMBAH

2.1 Debit Rata-rata Air Limbah

2.1.1 Pendekatan PopulasiPerhitungan debit air limbah domestik yang bersumber dari permukiman dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan populasi terhadap pemakaian air minum yang menjadi air limbah domestik pada setiap blok pelayanan. Adapun persentase timbulan air limbah domestik yakni sebesar 60-80% dari pemakaian air minum, sehingga persamaan yang dapat digunakan yaitu:

Qair limbah = (60-80%) × Qair minum .................................... Persamaan 2.1

di mana:Qair limbah = debit air limbah domestik (L/orang/ hari)Qair minum = pemakaian air minum (L/orang/hari)

Tabel 2-1. Pemakaian Air Minum Kawasan

No Penggunaan Gedung Pemakaian Air Satuan

1 Rumah Susun 100 Liter/penghuni/hari

2 Asrama 120 Liter/penghuni/hari

3 Sekolah Dasar 40 Liter/siswa/hari

4 SLTP 50 Liter/siswa/hari

5 SMU/SMK 80 Liter/siswa/hari

6 Ruko/Rukan 100 Liter/penghuni dan pegawai/hari

7 Kantor/Pabrik 50 Liter/pegawai/hari

8 Toserba/Toko Pengecer 5 Liter/m2

9 Restauran 15 Liter/kursi

10 Hotel Berbintang 250 Liter/tempat tidur/hari

11 Stasiun/Terminal 3 Liter/penumpang tiba dan pergi

12 Peribadatan 5 Liter/orang

Tabel 2-1 tidak hanya menjadi acuan satu-satunya, namun perencana diharuskan mengutamakan data yang sesuai dengan area perencanaan. Data tersebut dapat diperoleh dari PDAM atau instansi terkait. Dengan menggunakan persamaan 2.1, perhitungan debit timbulan air limbah domestik pada populasi di area pelayanan tertentu dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini:

Qair limbah =(60-80%)× Qair minum x Pt .................................... Persamaan 2.2

Perhitungan Timbulan Air Limbah 5

di mana:Qair limbah = Debit air limbah (Liter/hari)Pt = Total Jumlah Penduduk (Jiwa)

2.1.2 Pendekatan Populasi Ekuivalen

Dalam kondisi tertentu, jika tidak diperoleh data jumlah populasi (dalam jiwa) secara detail, maka dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan penduduk ekuivalen (PE). Hal ini dapat dilakukan ketika terdapat area bangunan yang tidak diketahui populasinya dan/atau area yang belum terbangun. Untuk area yang belum terbangun maka pendekatan penduduk ekuivalen dapat dilakukan dengan melakukan analisis terhadap rencana tata ruang dan wilayah (RTRW) dan rencana detail tata ruang (RDTR) kabupaten/kota, sehingga dalam perhitungan debit air limbah domestik total penduduk dapat ditetapkan dari jumlah populasi ditambahkan dengan jumlah penduduk ekuivalen. Perencana dapat menggunakan nilai penduduk ekuivalen lain jika di area perencanaan telah memiliki standar nilai penduduk ekuivalen tersendiri. Dalam perhitungan debit total air limbah domestik, maka penduduk total dapat dihitung dengan menjumlahkan jumlah penduduk dari hasil analisis proyeksi dan penduduk ekuivalen.

Total Jumlah Penduduk = Jumlah Penduduk + Penduduk Ekuivalen .................. Persamaan 2.3

Tabel 2-2 Nilai PE Untuk Setiap Kegiatan

No Kegiatan Nilai PE Referensi

1 Rumah Biasa 1 Study JICA 1990

2 Rumah Mewah 1,67 Sofyan M Noerlambang

3 Apartemen 1,67 Sofyan M Noerlambang

4 Rumah Susun 0,67 Sofyan M Noerlambang

5 Puskesmas 0,02 Sofyan M Noerlambang

6 Rumah Sakit Mewah 6,67 SNI 03 – 7065-2005

7 Rumah Sakit Menengah 5 SNI 03 – 7065-2005

8 Rumah Sakit Umum 2,83 SNI 03 – 7065-2005

9 SD 0,27 SNI 03 – 7065-2005

10 SLTP 0,33 SNI 03 – 7065-2005

11 SLTA 0,53 SNI 03 – 7065-2005

12 Perguruan Tinggi 0,53 SNI 03 – 7065-2005

13 Ruko 0,67 SNI 03 – 7065-2005

14 Kantor 0,33 SNI 03 – 7065-2005

15 Stasiun 0,02 SNI 03 – 7065-2005

16 Restoran 0,11 SNI 03 – 7065-2005


Debit Puncak HarianDebit puncak harian ditentukan dengan mengalikan debit rata-rata harian dengan faktor puncak. Terdapat beberapa metode perhitungan faktor puncak, yakni metode Ten-state Standard, Harmon, Babbit, dan Federov. Adapun persamaan yang akan dituliskan pada bagian ini adalah metode Babbit dan ten-state standard. Tahapan perhitungan debit puncak harian bisa dilihat pada Gambar 2-1.

Q_puncak= Q_rerata×Faktor puncak .................. Persamaan 2.4

a. Metode Babbit (1918) Persamaan Faktor Puncak dengan Metode Babbit sebagai berikut:

PF = 5(P/1.000)0,2

.................. Persamaan 2.5

b. Metode Ten-State Standard (1978) Persamaan Faktor Puncak dengan Metode Ten-State Standard sebagai berikut:

PF = 18 + √(P/1.000)4 + √(P/1.000) .................. Persamaan 2.6

di mana: PF = Faktor Puncak P = Populasi (jiwa)

2.2 Debit Total Pipa

Perhitungan debit total di dalam jaringan pipa air limbah domestik ditentukan dengan mempertimbangkan adanya infiltrasi air ke dalam jaringan perpipaan. Debit infiltrasi terjadi akibat adanya potensi aliran air, baik dari permukaan maupun dalam tanah, masuk kedalam jaringan perpipaan. Infiltrasi air ke dalam jaringan perpipaan sulit untuk dapat dihindarkan karena beberapa hal, yakni kondisi tanah dan alirah air tanah, adanya celah pada tutup manhole dan bangunan pelengkap, serta pekerjaan sambungan pipa yang kurang sempurna. Namun, perlu dipertimbangkan pula bahwa infiltrasi air ke dalam jaringan perpipaan bergantung pula pada jenis pipa dan kualitas sambungan antar segmen pipa. Pipa HDPE memiliki infiltrasi air yang lebih kecil dibandingkan dengan jenis pipa lainnya. Debit infiltrasi terbagi menjadi dua macam, yaitu:

a. debit infiltrasi permukaan, merupakan aliran air yang berpotensi masuk dari celah pada manhole/bak inspeksi. Perhitungan debit aliran permukaan yang masuk dalam jaringan perpipaan dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan koefisien infiltrasi permukaan (Cr). Nilai Cr di Indonesia berkisar antara 0,1 – 0,3. Adapun persamaan yang digunakan yakni:

Qinfiltrasi permukaan = Cr x QR ................. Persamaan 2.7

di mana:Cr = koefisien infiltrasi (0,1 – 0,3)QR = debit rata-rata (l/detik)

Perhitungan Timbulan Air Limbah 7

Kebutuhan Air Bersih (liter/orang/hari)

Qam

Timbulan Air Limbah Per Orang

(liter/orang/hari)

Persen Timbulan Air

Limbah 60-80%

Jumlah Orang (Jiwa)

Debit Air Limbah(liter/hari)

Untuk Bangunan yang Diketahui Jumlah Penduduk

(Jiwa)

Tipe Bangunan/Fungsi Bangunan

Total Nilai Penduduk Ekuivalen


Untuk Bangunan yang Tidak Diketahui Jumlah

Penduduk (Jiwa)

Untuk Area yang Tidak Diketahui Jumlah Penduduk (Jiwa)


Qam


(liter/orang/hari)

Persen Timbulan Air

Limbah 60-80%

Fungsi Lahan

Total Nilai Penduduk Ekuivalen



Qam


(liter/orang/hari)

Persen Timbulan Air

Limbah 60-80%

Jumlah Penduduk/penghuni/karyawan

Debit Rerata(liter/hari)

Faktor Puncak

Debit Puncak Harian(liter/hari)

Ten-State Standard (1978)

Babbit (1918)

Alternatif metode perhitungan Faktor

Puncak

Gambar 2-1. Tahapan Perhitungan Debit Puncak Harian

b. debit infiltrasi saluran, merupakan aliran air yang berpotensi masuk ke dalam saluran melalui dinding saluran yang tidak kedap, sambungan pipa, dan/atau retakan yang berpotensi terjadi di dinding pipa. Persamaan yang dapat digunakan dalam mengestimasi debit air yang masuk dalam jaringan perpipaan dapat dilihat pada Persamaan 2.8.

Qinfiltrasi saluran=L/1.000×QR ................. Persamaan 2.8

di mana :Qinfiltrasi saluran = Debit infiltrasi (1-3 L/detik/1.000m)L = Panjang saluran (m)QR = Debit rata-rata (L/detik)

Pertimbangan besarnya Qinf dalam beberapa literatur:a. Berdasarkan American Society of Civil Engineering (ASCE) dan Water Pollution Control Federation (WFCF): 0,05 –

4,73 L/detik/1.000 m panjang pipa.b. Berdasarkan Prof. Ir. Mertonegoro: 2 – 3 L/detik/1.000 m panjang pipa.


3. PERENCANAAN SUB-SISTEM PELAYANAN

3.1 Tahap Perencanaan Sub-sistem Pelayanan

Perencanaan sub-sistem pelayanan dilakukan dengan melakukan beberapa tahapan, mulai dari survey lokasi area pelayanan, fungsi penggunaan bangunan, titik sumber air limbah domestik, dan perencanaan rinci. Adapun tahapan perencanaan sub-sistem pelayanan yakni:a. penentuan tata letak dan titik lokasi sumber air limbah domestik;b. penentuan fungsi penggunaan bangunan dan bangunan gedung;c. penentuan debit timbulan air limbah domestik pada setiap lokasi sumber air limbah domestik sesuai dengan fungsi

penggunaan bangunan dan bangunan gedung. Timbulan air limbah domestik dapat diperoleh dari data pemakaian air minum;d. penentuan rencana elevasi invert pipa lateral;e. penentuan rencana lokasi bak kontrol;f. penentuan dimensi, kemiringan, dan diameter pipa persil;g. penyusunan gambar desain sub-sistem pelayanan dan total kebutuhan pemasangan pipa

Tahapan lengkap yang perlu dilakukan dalam merencanakan sub-sistem pelayanan dapat dilihat pada Gambar 3-1.

Survey Lapangan

Tata letak bangunan

Jenis bangunan

Letak titik lokasi sumber

Jumlah Penghuni (Jiwa)

Debit Timbulan Air limbah

• Rencanae elevasi invert pipa lateral

• Rencanae lokasi bak kontrol

Dimensi, Kemiringan,

Diameter Pipa Persil

Gambar Disain Teknis Rinci

• Kebutuhan Prasarana dan Sarana

• Rencana Anggaran Biaya

Penduduk Ekuivalen

Total Penduduk

Gambar 3-1 Tahapan Perencanaan Sub-sistem Pelayanan

3.2 Kriteria Perencanaan Sub-sistem Pelayanan

Sub-sistem pelayanan adalah sarana dan prasarana untuk menyalurkan air limbah domestik dari sumber melalui perpipaan ke sub-sistem pengumpulan. Sarana dan prasarana meliputi pipa tinja (black water), pipa non tinja (grey water), bak penangkap lemak dan minyak, pipa persil, bak kontrol, dan lubang inspeksi.

a. Pipa Tinja, Pipa Non Tinja, dan Pipa PersilDalam perencanaan pipa (pipa tinja, non tinja, dan persil), terdapat beberapa kriteria desain yang perlu dipenuhi. Perbandingan kriteria desain pada tiap jenis pipa dapat dilihat pada Tabel 3-1.

Perencanaan Sub-Sistem Pelayanan 9

Tabel 3-1 Kriteria Desain Pipa Sub-sistem Pelayanan

No. Kriteria Pipa Tinja Pipa Non Tinja Pipa Persil

1

Diameter pipa Minimal 100 mm Minimal 50 mm Sama atau lebih besar dari

pipa tinja. Biasanya 100-150

mm

2 Bahan pipa PVC, HDPE PVC PVC, semen

3 Kemiringan Minimal 2% Minimal 2% Minimal 2%

4Kecepatan minimal (self

cleansing)

- - 0,6 m/detik

b. Bak penangkap lemak dan minyak Bak penangkap lemak berfungsi untuk mencegah penyumbatan akibat masuknya minyak dan lemak dalam jumlah besar ke dalam pipa persil dan lateral. Bak penangkap lemak digunakan pada dapur, tempat cuci, atau pada sumber dengan pemakaian air rendah dan diletakkan sedekat mungkin dengan sumbernya.

Gambar 3-2. Tipe Bak Penangkap Lemak Bawah Tanah dengan Material Beton

Gambar 3-3. Tipe Bak Penangkap Lemak di Atas atau Bawah Tanah dengan Material Plat/Fiber


c. Bak KontrolBak kontrol merupakan prasarana pendukung sub-sistem pelayanan yang berfungsi untuk menahan sampah atau benda yang dapat menyumbat pipa pengumpulan air limbah. Dalam perencanaan bak kontrol terdapat beberapa kriteria desain yang perlu dipenuhi, yang dapat dilihat pada Tabel 3-2. Bak kontrol dilengkapi dengan penutup yang terbuat dari plat beton atau plat baja yang dapat dibuka, setiap sisinya dilengkapi dinding setinggi 10 cm lebih tinggi dari permukaan tanah. Bahan dinding bak kontrol terbuat dari batu bata atau sejenisnya. Contoh gambar bak kontrol dapat dilihat pada Gambar 3-4.

Tabel 3-2 Kriteria Desain Bak Kontrol

No Kriteria Keterangan

1 Luas permukaan bak 50 x 50 cm (bagian dalam), dengan tutup plat beton yang dapat dibuka

2 Kedalaman bak 40-60 cm, disesuaikan dengan kebutuhan kemiringan pipa persil yang masuk

Gambar 3-4 Contoh Gambar Teknik Bak Kontrol

d. Bak InspeksiBak inspeksi merupakan prasarana pendukung pada sub-sistem pelayanan yang berfungsi sebagai prasarana pengumpul air limbah yang berasal dari beberapa rumah untuk dialirkan menuju sub-sistem pengumpulan. Perencanaan lubang inspeksi dilaksanakan dengan memperhatikan persyaratan teknis, kriteria desain, dan contoh gambar teknis bak inspeksi. Persyaratan teknis perencanaan lubang inspeksi, meliputi:1) Jarak antara dua lubang inspeksi dan bak kontrol ≤ 40 m.2) Apabila kedalaman lubang inspeksi ≥1 m, maka sisi dalamnya dilengkapi tangga.3) Bahan bak inspeksi berupa:

• dasar bak inspeksi terbuat dari beton tanpa tulangan;• dinding bak inspeksi terbuat dari pasanganbatu;• tutup bak inspeksi terbuat dari betonbertulangatauplat baja yangbisa dibuka danditutup;• permukaanbakinspeksidilengkapidenganbingkaiataurangkadenganketinggian10cmdiataspermukaan

tanah, untuk mencegah masuknya limpasan air hujan;

Perencanaan Sub-Sistem Pelayanan 11

• bak inspeksi yang memiliki kedalaman ≥1 m, perlu dilengkapi dengan tangga pada sisi dalam lubang dengan bahan mild steel dengan tebal 20 mm. Tangga teratas berjarak 45 cm di bawah penutup, dan tangga terbawah berada 30 cm di atas benching.

Tabel 3-3 Kriteria Desain Bak Inspeksi

No Tipe IC Kedalaman Pipa (m)Dimensi IC (m2)

Bujur sangkar Persegi panjang

1 IC-1 ≤ 0,75 0,4 x 0,4 0,4 x 0,6

2 IC-2 0,75-1,35 0,7 x 0,7 0,6 x 0,8

3 IC-3 1,35-2,5 - 0,8 x 1,2


4. PERENCANAAN SUB-SISTEM PENGUMPULAN

4.1 Perencanaan Bangunan Utama Sub-sistem Pengumpulan

4.1.1 Tahapan Perencanaan Sub-sistem Pengumpulan

Perencanaan sub-sistem pengumpulan dilakukan secara bertahap dengan menggunakan data sekunder maupun primer yang telah diperoleh. Adapun tahapan perencanaan sub-sistem pengumpulan dapat dilihat pada Gambar 4-1. Perhitungan debit air limbah yang akan dialirkan dari sumber dapat dihitung dengan mengikuti tahapan perhitungan yang telah diuraikan pada Bab 2. Selanjutnya, hasil perhitungan debit air limbah domestik digunakan dalam perencanaan perpipaan dan bangunan pelengkapnya.

Perhitungan Debit Air Limbah

(Debit Minimum dan Puncak)

Data

Perhitungan diameter, kemiringan, kecepatan, elevasi saluran dsetiap

Segmen Perpipaan.

Perhitungan Bangunan Pelengkap Sub Sistem

Pengumpul

Kriteria Disain

Gambar Teknik (Profil Hidrolis Memanjang)

Gambar 4-1. Tahapan Perhitungan Jaringan Perpipaan Air Limbah Domestik

4.1.2 Kriteria Perencanaan Sub-sistem Pengumpulan

Perencanaan sub-sistem pengumpulan dapat mengikuti kriteria sesuai dengan jenis pengaliran yang digunakan yakni pipa aliran gravitasi dan/atau pipa aliran bertekanan. Kriteria perencanaan serta metode perhitungan jaringan masing-masing perpipaan tersebut dapat dilihat secara lebih detil pada Bab 5 dan Bab 6. Perencana diharapkan menggunakan kriteria desain yang dipersyaratkan di dalam setiap perhitungan untuk bangunan utama maupun bangunan pelengkap. Perhitungan-perhitungan tersebut harus dapat disajikan dengan langkah-langkah yang jelas. Hasil perhitungan selanjutnya digunakan sebagai dasar dalam pembuatan gambar teknis.

Perencanaan Sub-Sistem Pengumpulan 13

4.2 Perencanaan Bangunan Pelengkap Sub-sistem Pengumpulan

4.2.1 Lubang Kontrol (Manhole)

Lubang kontrol atau manhole adalah lubang atau tempat yang menyediakan akses bagi orang untuk masuk ke perpipaan untuk keperluan pembersihan, perbaikan, pengambilan sampel, dan pengukuran laju aliran. Manhole umumnya berbentuk lingkaran dengan diameter yang direncanakan agar pekerja dapat bergerak di dalamnya.

4.2.1.1 Penentuan Lokasi Manhole Adapun beberapa kriteria dalam penentuan lokasi manhole yakni:a. pada jalur saluran yang lurus, dengan jarak tertentu bergantung diameter saluran, tetapi perlu disesuaikan terhadap

panjang peralatan pembersih yang akan dipakai. Jarak antar manhole pada jalur lurus dapat dilihat pada Tabel 4-1.

b. pada setiap perubahan kemiringan saluran, perubahan diameter,dan perubahan arah aliran, baik vertikal maupun horizontal.

c. pada lokasi sambungan, persilangan atau percabangan (intersection) dengan pipa atau bangunan lain.

Tabel 4-1. Jarak antar manhole pada jalur lurus

Diameter (cm) Jarak antar Manhole (m)

20-50 50-75

50-75 75-125

100-150 125-150

150-200 150-200

1.000 100-150

Jenis ManholeBerdasarkan kedalamannya, bangunan manhole dapat dikategorikan menjadi tiga, yakni:a. Manhole dangkal: kedalaman 0,75-0,9 m, dengan cover kedap;b. Manhole normal: kedalaman 1,5 m, dengan cover berat; danc. Manhole dalam: kedalaman di atas 1,5 m, dengan cover berat.

Selain itu, terdapat beberapa jenis manhole khusus, yakni:a. Junction chamber;b. Drop manhole;c. Flushing manhole; dand. Pumping manhole.

Beberapa ilustrasi bentuk dan tipe manhole dapat dilihat pada Gambar 4-2 dan Gambar 4-3.


Gambar 4-2 Tipe Manhole

Gambar 4-3. Contoh Manhole yang Terbuat dari Precast Concrete

4.2.1.2 Perencanaan Manhole

Hal yang perlu diperhatikan dalam merencanakan manhole adalah sebagai berikut:a. Eksentrisitas

1) Eksentrisitas manhole pada suatu jalur sistem perpipaan tergantung pada diameter salurannya.2) Untuk pipa dimensi besar (D >1,20 m), manhole diletakkan secara eksentrik agar memudahkan operator turun

ke dasar saluran.3) Untuk pipa dimensi kecil (nilai D 0,2-1,2 m), manhole diletakkan secara sentrik, langsung di atas pipa.


b. Bentuk manhole Pada umumnya manhole berbentuk empat persegi panjang, kubus, atau bulat.c. Dimensi manhole

1) Ukuran dimensi horizontal manhole harus cukup bagi operator dan peralatan untuk masuk ke dalam saluran serta melakukan pemeriksaan dan pembersihan, sedangkan untuk ukuran dimensi vertikal tergantung pada kedalamannya.

2) Lubang masuk (acces shaft), berukuran minimal 50 cm x 50 cm atau diameter 60 cm.3) Dimensi minimal di sebelah bawah lubang masuk:a) Untuk kedalaman sampai 0,8 m: berukuran 75 cm x 75 cm;b) Untuk kedalaman 0,8-2,1 m: berukuran 120 cm x 90 cm atau diameter 1,2 m; danc) Untuk kedalaman > 2,1 m: berukuran 120 cm x 90 cm atau diameter 140 cm.

Manhole D 80 cm digunakan untuk dimensi pipa kurang dari 800 mm dan dipasang di setiap 100 m pipa lurus atau di belokan dan pertemuan pipa.

d. Tangga lubang kontrol (manhole step atau ladder ring), merupakan sebuah tangga besi yang dipasang menempel di dinding manhole sebelah dalam untuk keperluan operasional. Manhole step dipasang vertikal dan zig zag 20 cm dengan jarak vertikal masing-masing 30-40 cm.

e. Dasar bagian dalam lubang kontrol (bottom invert) Dasar manhole pada jalur pipa dilengkapi saluran terbuka dari beton berbentuk U (cetak di tempat) dengan konstruksi

dasar setengah bundar, yang menghubungkan invert pipa masuk dan ke luar. Ketinggian saluran U dibuat sama dengan diameter saluran terbesar dan diberi benching ke kanan/kiri dengan kemiringan 1 : 6 hingga mencapai dinding manhole.

f. Notasi1) Manhole yang ada, dengan nomor urut 9

MH 9

2) Manhole rencana, dengan nomor urut 9

MHR 9

4.2.2 Rumah Pompa dan Bak Pengumpul

Dalam sub-sistem pengumpulan, rumah pompa direncanakan ketika elevasi pipa tidak memungkinkan air untuk dialirkan secara gravitasi. Terdapat beberapa tipe pompa yang dapat digunakan. Masing-masing tipe stasiun pompa memiliki kelebihan dan kekurangan yang harus dipertimbangkan dalam aspek teknis maupun non-teknis (lihat Gambar 4-4). Pada jenis pertama yakni stasiun pompa pada sumur kering (dry well pump), adanya ruang khusus tempat meletakkan pompa membuat pompa menjadi lebih mudah diakses untuk keperluan perawatan. Namun pada sumur basah (wet well pump), pompa harus ditarik keluar terlebih dahulu keluar dari air dan karena sumur basah tidak menggunakan ruang khusus seperti stasiun pompa sumur kering sehingga biaya investasi relatif lebih rendah dan kebutuhan lahan lebih kecil.


Pemilihan jenis pompa dapat mempengaruhi desain prasarana dan sarana pada bak atau sumur pengumpul secara langsung. Perencanaan pompa yang meliputi pemilihan dan perhitungan dapat dilihat pada Buku D.

(a) (b)Gambar 4-4. Tipe stasiun pompa:

(a) pompa pada sumur kering (Dry Well Pump) (b) pompa sumur basah (Wet Well Pump)

(sumber: Qasim, 1994)

Aspek lain yang harus diperhatikan yakni volume bak atau sumur pengumpul pada rumah pompa. Bak atau sumur pengumpul bertujuan untuk mengumpulkan air limbah domestik hingga memenuhi volume tertentu untuk selanjutnya dipompakan secara otomatis berdasarkan elevasi muka air. Volume air harus didisain pada volume optimal sehingga tidak mengakibatkan operasional pompa yang terlalu cepat dan lama.

Penentuan volume bak atau sumur pengumpul untuk pemompaan ditentukan berdasarkan siklus pemompaan dan jumlah pompa . Berdasarkan Peraturan Menteri PUPR No 4 Tahun 2017 tentang Sistem Pengelolaan Air Limbah Domestik, siklus pemompaan harus direncanakan >4 menit sehingga dalam satu jam terdapat <15 kali pompa bekerja. Waktu pemompaan juga harus direncanakan pada rentang 15-20 menit. Berdasarkan kriteria tersebut, maka volume sumur dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 4.1 berikut ini.

PF =

900 Qp

S ................................... Persamaan 4.1

di mana:V= volume antara level switch-on dan switch-off (m3)S = Waktu Siklus, dengan kriteria sebagai berikut: a. ≤ 6 kali untuk dry pit motor ( ≤20 kW) b. 4 kali untuk dry pit motor (25-75 kW) c. 2 kali untuk dry pit motor (100-200 kW) d. 10 kali untuk pompa selamQp = Debit Pompa (m3/detik), merupakan debit puncak


Untuk perhitungan daya dan kebutuhan head pompa dapat dilihat pada Buku D.

4.2.3 Pipa Perlintasan

Pipa perlintasan berupa bangunan perlintasan, seperti pada sungai/kali, jalan kereta api, atau depressed highway. Terdapat beberapa komponen yang harus diperhatikan dalam merencakan pipa perlintasan, yani:a. Inlet dan outlet (box) Berfungsi sebagai pengendalian debit dan fasilitas pembersihan pipa.b. Depressed sewer (pipa siphon)

Berfungsi sebagai perangkap, sehingga kecepatan pengaliran harus cukup tinggi, di atas 1 m/detik pada saat debit rata-rata. Depressed sewer terdiri dari minimal 3 bagian pipa siphon dengan dimensi yang berbeda, minimal 150 mm. Pipa ke 1 didesain dengan Qmin, pipa ke 2 didesain dengan (Qr-Qmin) dan pipa ke 3 didesain dengan (Qp-Qr).

Ilustrasi pipa perlintasan dapat dilihat pada Gambar 4-5.

Gambar 4-5. Ilustrasi Bangunan Siphon

4.2.4 Bangunan Penggelontor dan Pembersih (Clean Out)Semua pipa lateral umum harus memiliki bangunan penggelontor dan pembersih yang berdekatan dengan sub-sistem pelayanan. Fungsi dari bangunan penggelontor yakni untuk membersihkan saluran pipa utama. Ilustrasi bangunan penggelontor dan pembersih dapat dilihat pada Gambar 4-6. Adapun alternatif kapasitas air untuk penggelontor dapat dilihat pada Tabel 4-2.

Gambar 4-6. Ilustrasi Bangunan Penggelontor


Tabel 4-2. Alternatif Kapasitas Air Penggelontor

KemiringanKebutuhan Air (Liter)

Pipa φ 20 cm Pipa φ 25 cm Pipa φ 30 cm

1:200 2.240 2.520 2.800

1:133 1.540 1.820 2.240

1:100 1.260 1.540 2.240

1:50 560 840 930

1:33 420 560 672

Perencanaan Pipa Aliran Gravitasi (Gravity Sewers) 19

5. PERENCANAAN PIPA ALIRAN GRAVITASI (GRAVITY SEWERS)

Aliran gravitasi merupakan salah satu metode pengaliran air limbah domestik di dalam perpipaan dengan memanfaatkan perbedaan energi dari perbedaan elevasi antara titik hulu dan hilir pipa. Perbedaan elevasi dirancang melalui pengaturan kemiringan perpipaan sehingga air limbah domestik di dalam pipa tersebut dapat mengalir dengan kecepatan tertentu. Aliran air limbah domestik yang dirancang menggunakan aliran gravitasi dapat diilustrasikan pada Gambar 5-1.

Gambar 5-1. Ilustrasi debit didalam pipa airan gravitasi

Debit air limbah domestik di dalam jaringan perpipaan sangat bergantung pada fluktuasi air limbah domestik yang mengalir masuk dari sumber. Oleh karena itu, jaringan perpipaan harus didesain untuk dapat memenuhi kondisi debit minimum, debit rata-rata, dan debit maksimum. Debit maksimum pada jaringan perpipaan, khususnya skala perkotaan, juga harus mempertimbangan infiltrasi air hujan dan/atau air tanah yang masuk kedalam jaringan perpipaan. Dalam perencanaannya, pipa air limbah domestik hanya dirancang setengah penuh (gravity partial flow). Terdapat ruang udara di atas aliran ketika debit maksimum sehingga tekanan atmosfer tetap memberikan peran terhadap fenomena aliran gravitasi. Ruang udara di dalam jaringan perpipaan juga bertujuan untuk menampung potensi gas yang dihasilkan oleh air limbah domestik.

5.1 Kriteria Perencanaan

5.1.1 Kecepatan Aliran

Kecepatan aliran air limbah domestik di dalam perpipaan harus dirancang agar memiliki kemampuan self cleansing guna mengurangi endapan padatan atau pasir yang berpotensi terjadi di sepanjang jaringan perpipaan. Pada kondisi aliran parsial atau setengah penuh, kecepatan aliran air limbah domestik harus didesain pada minimum 0,6 m/detik dan maksimum 3 m/detik. Kecepatan aliran air limbah domestik juga direncanakan tidak melebihi kecepatan maksimum untuk meminimalkan potensi adanya gerusan terhadap permukaan pipa.

5.1.2 Koefisien Kekasaran Pipa (Koefisien Manning)

Koefisien Manning merupakan koefisien yang menunjukkan kekasaran atau gaya gesek dari material pipa yang digunakan ketika air limbah domestik mengalir pada kecepatan tertentu. Nilai koefisien Manning sangat bergantung pada jenis


material pipa yang digunakan. Tabel 5-1 menunjukkan nilai koefisien Manning dari beberapa jenis pipa yang biasa digunakan dalam sub-sistem pengumpulan. Namun, perencana perlu mendapatkan informasi yang lebih akurat terkait nilai kekasaran Manning dari spesifikasi pipa yang akan digunakan dan tersedia oleh produsen.

Tabel 5-1 Koefisien Kekasaran Pipa

No Jenis Saluran Koefisien Kekasaran Manning (n)

1

Pipa Besi Tanpa Lapisan 0,012 – 0,015

Dengan Lapisan Semen 0,012 – 0,013

Pipa Berlapis Gelas 0,011 – 0,017

2 Pipa Asbestos Semen 0,010 – 0,015

3 Saluran Pasangan Batu Bata 0,012 – 0,017

4 Pipa Beton 0,012 – 0,016

5 Pipa Baja Spiral dan Pipa Kelingan 0,013 – 0,017

6 Pipa Plastik Halus (PVC) 0,002 – 0,012

7 Pipa Tanah Liat (Vitrified Clay) 0,011 – 0,015

Rasio Kedalaman Penuh dan ParsialUntuk perpipaan air limbah domestik dengan menggunakan metode gravitasi harus didesain dengan asumsi nilai d/D yakni 0,6-0,8. Perencana dapat menentukan nilai rasio d/D sesuai kebutuhan. Penentuan nilai d/D akan berdampak langsung terhadap kebutuhan ukuran pipa.

5.2 Dasar Perhitungan Hidrolika

Perhitungan hidrolika aliran air limbah di dalam perpipaan dilakukan untuk mengetahui dimensi pipa, kedalaman, kecepatan, dan kemiringan pipa agar dapat sesuai dengan kriteria desain yang telah ditentukan. Persamaan umum yang digunakan dalam perencanaan pipa air limbah domestik adalah persamaan Manning (Gauckler Manning Equation) yang dikembangkan dan diusulkan oleh Robert Manning pada tahun 1889. Persamaan Manning dapat digunakan untuk merencanakan pipa aliran gravitasi penuh maupun parsial.

Pipa air limbah domestik aliran gravitasi hanya akan direncanakan pada kondisi parsial atau dengan rasio d/D antara 0,6 hingga 0,8. Hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa masih ada cukup ruang udara di atas permukaan air sehingga masih tersedia tekanan atmosfer dan mencegah terjadinya kelebihan kapasitas yang dapat berdampak pada meluapnya air limbah domestik melalui manhole atau lubang inspeksi. Adapun persamaan dasar dari Manning dapat dilihat pada Persamaan 5.1 berikut ini.

V = 1n R

23 S

12 ............................... Persamaan 5.1

Q = 0,312

n D32 S

12 ............................... Persamaan 5.2


Di mana:R = Jari-jari Hidrolis (perbandingan antara luas tampang aliran A dan keliling basah P)S = Kemiringann = Koefisien ManningD = Diameter PipaQ = Debit

Persamaan 5.1 dan Persamaan 5.2 merupakan persamaan yang dapat digunakan untuk merencanakan perpipaan baik pada kondisi penuh maupun parsial. Oleh karena itu, untuk menghitung kondisi penuh dan parsial (setengah penuh) Persamaan 5.1 dapat dideskripsikan sebagai berikut:

Vf = 1n Rf

23 S

12 ............................... Persamaan 5.3

Vp = 1n Rp

23 S

12 ............................... Persamaan 5.4

Dalam perpipaan air limbah domestik, debit air limbah domestik tidaklah konstan namun berfluktuasi, yang dipengaruhi oleh aktivitas pemakaian air bersih. Hal ini berdampak pada kedalaman air limbah domestik di dalam perpipaan akan sangat bervariasi. Oleh karena itu, persamaan Manning tidak dapat digunakan secara langsung, diperlukan modifikasi dengan menyesuaikan perilaku aliran air parsial atau setengah penuh di dalam perpipaan. Hubungan variabel-variabel hidrolika dalam perpipaan aliran gravitasi setengah penuh dapat dilihat sebagai berikut:

dD =

12 ( 1 – cos

θ2 ) ............................... Persamaan 5.5

Ap

Af = ( θ

360 – sin θ2 π ) ............................... Persamaan 5.6

Rp

Rf = ( 1 –

360 sin θ2 θπ ) ............................... Persamaan 5.7

Vp

Vf = ( Rp

Rp )

23

............................... Persamaan 5.8

Qp

Qf = ( Ap Vp

Af Vf ) ............................... Persamaan 5.9

Di mana:Vƒ = kecepatan pada aliran penuhVP = kecepatan pada aliran parsial/setengah penuhd = Kedalaman Aliran Parsial/Setengah PenuhR = Jari-jari Hidrolis (P = Parsial, ƒ = Penuh)θ = Sudut aliran dalam derajat A = Luas aliran


Ilustrasi variabel dalam persamaan Manning untuk aliran gravitasi parsial atau setengah penuh dapat dilihat pada Gambar 5-2.

Gambar 5-2. Variabel dalam persamaan Manning aliran gravitasi parsial

Gambar 5-3. Grafik variasi debit, kecepatan dan kedalaman untuk pipa bundar(sumber: Qasim, 1994)

Perhitungan tersebut dapat digunakan secara langsung untuk mendapatkan dimensi pipa yang akan digunakan serta variabel lainnya seperti kecepatan, kemiringan, dan kedalaman air limbah domestik di dalam perpipaan. Jika dilakukan simulasi dengan meggunakan persamaan tersebut maka dapat dihasilkan sebuah grafik yang dapat digunakan sebagai acuan yang dikenal dengan Nomograf Manning dan Kurva Aliran Parsial. Metode ini dapat digunakan sehingga penentuan variabel-variabel di atas dapat dilakukan dengan relatif lebih cepat (Lihat Gambar 5-3. hingga Gambar 5-7.). Namun, perlu ditekankan bahwa perencana tetap harus melakukan perhitungan agar dasar-dasar perencanaan dapat terlihat secara jelas dalam dokumen perencanaan.


Gambar 5-4. Nomogram Manning untuk aliran penuh pada pipa bundar dengan variasi nilai n(Qasim, 1994)


Gambar 5-5. Nomogram Manning Untuk Aliran Penuh Pada Pipa Bundar dengan n =0,013 (1)(sumber: McGhee, 1991)





5.3 Tahapan Perhitungan Hidrolika

Dalam melakukan perhitungan hidrolika perpipaan air limbah domestik, perencana harus memperhatikan asumsi awal yang digunakan. Koefisien Manning dan kemiringan pipa merupakan variabel bebas (independent variable) yang memberikan pengaruh langsung terhadap kecepatan aliran air dan diameter pipa. Koefisien Manning diasumsikan konstan untuk seluruh kedalaman aliran air limbah domestik di dalam perpipaan yang memiliki jenis material sama.


Debit air limbah domestik sebagai hasil perhitungan harus direncanakan mengalir pada aliran parsial atau setengah penuh. Dengan menggunakan pendekatan ini, maka debit total pada perhitungan dapat diasumsikan sebagai nilai debit parsial Qp. Oleh karena itu, analisis untuk mendapatkan debit pada kondisi penuh Qf harus dilakukan sebagai langkah untuk memperoleh dimensi pipa yang dibutuhkan dengan menggunakan persamaan Manning.

Selain itu, perencana harus memperhatikan perubahan karakteristik hidrolika ketika melakukan koreksi diameter pipa terhadap diameter yang tersedia. Perubahan atau koreksi diameter tersebut berpengaruh secara langsung terhadap kecepatan dan variabel hidrolika lainnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan evaluasi kembali dengan menggunakan metode yang sama setelah melakukan koreksi dimensi pipa.

Metode perhitungan pada Sub Bab 5.3 dapat dilakukan untuk menentukan dimensi dan variabel hidrolika jaringan perpipaan air limbah domestik. Adapun tahapan perhitungan yang dapat dilakukan dapat dilihat pada Gambar 5-8 dan Gambar 5-9. Contoh ilustrasi metode analisis hidrolika pipa air limbah domestik dengan menggunakan nomogram Manning dapat dilihat pada Gambar 5-10.

Tentukan rasio d/D

Tentukan nilai rasio vp/vf, Qp/Qf, Rp/Rf

Kriteria disain aliran parsial pada perpipaan air limbah domestik yakni 0,6 hingga 0,8. Lihat Sub Bab 5.2

Perhitungan rasio vp/vf, Qp/Qf, Rp/Rf dapat ditentukan dengan menggunakan grafik pada Gambar 5.3. Adapun tahapan yang dapat dilakukan dengan memanfaatkan diagram tersebut yakni:• Tentukan titik nilai rasio d/D, dalam hal ini sesuai kriteria disain yakni 0,6 hingga 0,8. • Buat garis yang memotong seluruh variabel vp/vf, Qp/Qf, Rp/Rf • Catat nilai vp/vf, Qp/Qf, Rp/Rf (dengan asumsi nilai n konstan untuk tiap kedalaman)

Nilai rasio variabel-variabel hidrolika ini digunakan untuk melakukan analisis pada kondisi penuh maupun parsial (setengah penuh).

Gambar 5-8. Tahapan Pertama Perhitungan Hidrolika Pipa Air Limbah Domestik


Debit air limbah domestik dalam

kondisi penuh (Qf)

Tentukan Kemiringan Pipa (s) dan koefisien

manning (n)

Tentukan Diameter Pipa (Df) dan

Kecepatan (vf)

Kemiringan pipa ditentukan berdasarkan rencana kemiringan dengan mempertimbangkan topografi area perencanaan. Dalam hal perencanaan jaringan perpipaan air limbah domestik, variabel kemiringan (s) merupakan variabel bebas atau independent variable yang penentuannya dapat mempengaruhi variabel hidrolika lainnya. Koefisien manning ditetapkan berdasarkan jenis pipa yang akan digunakan. Pada perencanaan jaringan perpipaan air limbah domestik, nilai n diasumsikan tetap untuk setiap kedalaman dan kecepatan aliran.

Perhitungan diameter pipa dan kecepatan aliran air limbah domestik didalam pipa dapat dilakukan dengan menggunakan nomogram manning (Lihat Gambar 5.4 untuk nomogram dengan berbagai variabel dan Gambar 5.5 hingga Gambar 5.7 untuk nomogram dengan nilai n = 0,013.

Tahapan analisis untuk Gambar 5.4 yakni: • Tentukan titik nilai kemiringan (s) pada garis skala nilai s. • Tentukan titik nilai koefisien manning (n) pada garis skala nilai n.• Buat garis yang menghubungkan titik nilai “n” dan “s” sehingga memotong Turning Line. Titik perpotongan pada

turning line akan digunakan pada tahapan selanjutnya. • Tentukan titik nilai debit air limbah domestik (Q) pada garis skala nilai Q.• Buat garis yang menghubungkan titik nilai Q dengan titik potong turning line, teruskan hingga memotong garis

skala kecepatan (v). Garis ini akan membuat titik potong pada garis skala diameter pipa dan kecepatan. • Catat nilai D dan v

Tahapan analisis untuk Gambar 5.5 hingga Gambar 5.7 yakni: • Tentukan titik nilai kemiringan (s) pada garis skala nilai s. • Tentukan titik nilai debit air limbah domestik (Q) pada garis skala nilai Q.• Buat garis yang menghubungkan titik nilai Q dengan titik nilai kemiringan (s). Teruskan hingga memotong garis

skala kecepatan (v). Garis ini akan membuat titik potong pada garis skala diameter pipa dan kecepatan. • Catat nilai D dan v

Nilai D dan v ini merupakan nilai pada kondisi aliran penuh. Nilai D selanjutnya harus dikoreksi terhadap ketersediaan diameter pipa.

Tentukan nilai kecepatan pada

kondisi parsial (vp),

Pada tahapan ini hanya digunakan untuk melakukan analisis terhadap kecepatan parsial agar dapat diketahui keseuaiannya dengan kriteria disain (kecepatan self cleansing). Jika tidak sesuai maka perencana harus melakukan iterasi terhadap proses perhitungan dengan merubah asumsi kemiringan pipa. Perhitungan kecepatan parsial dilakukan dengan menggunakan rasio vp/vf yang telah diperoleh dari analisis menggunakan kurva aliran parsial. Persamaannya yang digunakan yakni vp = vf x rasio

Dari kurva aliran parsial akan diperoleh rasio Qp/Qf. Dengan menggunakan data Qp sama dengan debit air limbah domestik yang masuk maka Qf dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan Qf = Qp/rasio.

Rasio Qp/Qf Rasio Qp/Qf diperoleh dari analisis dengan menggunakan Kurva Aliran Parsial (Lihat Tahapan pada Gambar 5.8)

Nilai Qf (debit ketika aliran penuh) selanjutnya digunakan untuk mendapatkan diameter pipa dan kecepatan aliran penu (vf). Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nomogram Manning.

Gambar 5-9. Tahapan Kedua Perhitungan Hidrolika Pipa Air Limbah Domestik


Gambar 5-10 Contoh Penggunaan Nomogram Manning


5.4 Contoh Perhitungan Pipa Aliran Gravitasi

Perhitungan pipa air limbah domestik dengan menggunakan aliran gravitasi dapat dilihat pada contoh berikut ini:Tentukan diameter pipa yang dibutuhkan untuk pengaliran air limbah domestik dengan debit 0,186 m3/detik. Diasumsikan rasio d/D yakni 0,67 dan kemiringan (slope) pipa 0,4%. Gunakan nomogram dan kurva aliran parsial.

Solusi:Gunakan kurva aliran parsial Gambar 5-3 untuk menghitung Qf1. Perhatikan sumbu Y dengan kurva d/D = 0,67. Buat garis horizontal sampai memotong kurva Q (dengan asumsi n

konstan). Setelah itu, buat garis vertikal sampai sumbu X. Diperoleh Qp/Qf = 0,78. 2. Dari kurva d/D tarik garis hingga ke kurva V. Lakukan tahapan seperti pada nomor 1. Diperoleh Vp/Vf = 1.12 3. Hitung Qf dengan menggunakan rasio Qp/Qf yang telah diperoleh.

Gunakan Nomogram Manning untuk mendapatan D1. Tentukan titik nilai kemiringan S = 0,004 pada garis slope 2. Tentukan titik nilai koefisien manning (0,013) pada garis “n”3. Buat garis yang menghubungan “S” dan “n” dan teruskan hingga memotong Turning Line4. Tentukan titik nilai Qf (0,238 m3/detik) pada garis kurva Q5. Buat garis yang menghubungkan Qf dan titik potong pada Turning Line yang telah dibuat pada Nomor 3. Cari nilai

D pada garis yang memotong di garis kurva D. Diketahui bahwa nilai D = 500 mm atau 20 inch. 6. Cari nilai Vf pada kurva garis V. Nilai Vf = 1,2 m/detik7. Hitung Vp dengan menggunakan rasio Vp/Vf. Diperoleh Vp = Vf x 1,12 = 1,34 m/detik

Perencanaan Pipa Aliran Bertekanan (Pressurised Sewers) 31

6. PERENCANAAN PIPA ALIRAN BERTEKANAN (PRESSURISED SEWERS)

Aliran bertekanan merupakan salah satu metode pengaliran air limbah domestik yang dapat dipilih dalam perencanaan sub-sistem pelayanan dan sub-sistem pengumpulan. Metode ini dapat dipilih untuk area pelayanan tertentu yang secara teknis tidak dapat dialirkan secara gravitasi karena topografi yang lebih rendah dari pipa induk atau IPALD. Metode aliran bertekanan beroperasi dengan menggunakan pompa untuk mendorong air limbah domestik dari sumur pegumpul menuju ke jaringan pipa air limbah domestik terdekat. Ilustrasi metode aliran bertekanan dalam perpipaan air limbah domestik dapat dilihat pada Gambar 6-1. Penggunaan metode aliran gravitasi juga untuk mengantisipasi kedalaman pipa sub-sistem pengumpulan yang berlebihan.

Gambar 6-1. Ilustrasi Konsep Pengaliran Air Limbah Domestik Melalui Aliran Bertekanan

Dalam pengoperasiannya, air limbah domestik dari sumber dialirkan secara gravitasi menuju ke bak atau sumur pengumpul yang juga berfungsi sebagai stasiun pompa. Selanjutnya, pemompaan air limbah domestik dilakukan berdasarkan elevasi air limbah domestik didalam bak atau sumur pengumpul.

Berdasarkan jenis pemompaan air limbah domestik, terdapat dua jenis pegaliran air limbah domestik aliran bertekanan yakni metode pompa tekan dan pompa vakum. Ilustrasi kedua jenis tipe ini dapat dilihat pada Gambar 6-2 dan Gambar 6-3. Metode pertama merupakan metode yang umum dilakukan pada jaringan perpipaan dengan aliran bertekanan. Metode ini relatif lebih mudah jika dibandingkan dengan metode kedua. Metode kedua dilakukan dengan menggunakan pompa vakum dengan tekanan negatif. Metode ini membutuhkan biaya investasi yang relatif tinggi dan kebutuhan sumber daya manusia dengan kompetensi khusus atau terlatih. Dalam perencanaan sub- sistem pengumpulan, metode kedua tidak direkomendasikan untuk digunakan dengan pertimbangan teknis dan non teknis.


Gambar 6-2. Ilustrasi Konsep Pengaliran Air Limbah Domestik Melalui Aliran Bertekanan dengan Pompa Tekan

Gambar 6-3. Ilustrasi Konsep Pengaliran Air Limbah Domestik Melalui Aliran Bertekanan dengan Pompa Vakum

6.1 Kriteria Perencanaan

Pada dasarnya, dalam perencanaan untuk pipa aliran bertekanan memiliki kriteria yang sama dengan pipa aliran gravitasi. Kecepatan aliran harus didesain pada nilai minimum kecepatan self cleansing sehingga potensi endapan di dalam pipa dapat dihindari. Kecepatan aliran air limbah domestik harus didesain pada minimum 0,6 m/detik dan maksimum 3 m/detik. Kemiringan pipa tidak memiliki kriteria khusus karena adanya tekanan yang cukup untuk mengatasi perbedaan elevasi. Namun, perlu dicatat bahwa hal ini dapat berpengaruh langsung terhadap kebutuhan head akibat adanya headloss di sepanjang pipa bertekanan.

6.2 Perhitungan Hidrolika

Dalam perencanaan perpipaan aliran bertekanan terdapat beberapa aspek yang perlu dipertimbangkan dan dianalisis, di antaranya stasiun pompa yang dapat berupa sumur/bak pengumpul dan variabel-variabel penting pada pipa bertekanan yakni diameter pipa, kecepatan, head total, dan headloss total. Analisis hidrolika pada pipa aliran bertekanan dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan Hazen-Williams. Persamaan ini dikembangkan untuk menghubungkan karakteristik fisik pipa terhadap perubahan tekanan akibat adanya gaya gesek antara fluida dan pipa.


Adapun persamaan Hazen-Williams dapat dilihat pada persamaan 6.1.

Q=0,278 CD2,63 S0,54 ..................... Persamaan 6.1

Persamaan Hazen-Williams juga dapat digunakan untuk menghitung headloss dengan mensubtitusi nilai S = hL/L sehingga persamaan 6.1 menjadi sebagai berikut:

hL = 0,002131 x L (100C )1,85

Q1,85

D4,8655..................... Persamaan 6.2

dimana:Q = Debit (m3/detik)C = Koefisien Hazen-Williams (Lihat Tabel 6.1) D = Diameter dalam pipa (meter) hL= Headloss (meter)S = Kemiringan gradien hidrolis (meter per meter)L = Panjang Pipa (meter)Adapun koefisien Hazen-Williams untuk beberapa jenis pipa dapat dilihat pada Tabel 6-1.

Tabel 6-1. Koefisien Hazen-Williams

No Jenis Material Pipa Rekomendasi Nilai Koefisien

1 Reinforced Cement Concrete (RCC) 140

2 High-Density Polyethylene (HDPE)Unplasticized Polyvinyl Chloride (uPVC)Glass fiber reinforced plastics (GRP)Fiberglass Reinforced Thermosetting Plastic (FRP)

150

3 Cast Iron Pipe dan Ductile Iron 140

Persamaan 6.1 dapat digunakan untuk melakukan analisis terhadap variabel hidrolika dalam perencanaan jaringan perpipaan air limbah domestik yang menggunakan prinsip aliran bertekanan. Selain itu, persamaan 6.2 juga penting untuk dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui headloss sehingga dapat menentukan kebutuhan head. Hal ini perlu dilakukan sebagai langkah dalam pemilihan spesifikasi pompa.

Selain menggunakan persamaan 6.1 dan 6.2, analisis variabel hidrolika aliran bertekanan juga dapat dilakukan dengan menggunakan nomogram Hazen-Williams (lihat Gambar 6-4) yang merupakan pengembangan dari persamaan 6.1 dan persamaan 6.2. Metode nomogram dapat mempermudah proses analisis. Namun, perlu ditekankan bahwa perencana tetap harus melakukan perhitungan agar dasar-dasar perencanaan dapat terlihat secara jelas dalam dokumen perencanaan.


Gambar 6-4. Nomogram Persamaan Hazen-Williams dengan dasar nilai C = 100

6.3 Tahapan Perhitungan Hidrolika

Gambar 6.4 merupakan nomogram Hazen-Williams dengan asumsi koefisien Hazen-Williams (C) sebesar 100. Untuk analisis persamaan Hazen-Williams dengan nilai C lainnya, maka diperlukan faktor koreksi sehingga nomogram pada Gambar 6.4 dapat digunakan. Faktor koreksi berbagai nilai C dapat dilihat pada Tabel 6-2. Sebagai contoh, jika


diketahui headloss pada nilai C = 100 sebesar 10 meter/1.000 meter, maka headloss pada nilai C = 130 dapat dihitung menjadi 0,62 x 10 meter/1.000 meter = 6,2 meter/1000 meter. Nilai 0,62 merupakan faktor koreksi untuk C = 130.

Tabel 6-2. Faktor Koreksi untuk Berbagai Nilai Koefisien Hazen-Williams (Hammer, 2014)

No Nilai Koefisien Hazen-Williams (C) Faktor Koreksi (K)

1 80 1,51

2 100 1,00

3 110 0,84

4 120 0,71

5 130 0,62

6 140 0,54

Perhitungan hidrolika pipa aliran bertekanan dapat dilakukan melalui beberapa tahapan dengan memanfaatkan nomogram Hazen-Williams (Gambar 6-4). Adapun tahapan perhitungan yang dapat dilakukan dapat dilihat pada Gambar 6-5.

Tentukan Nilai Diameter (D) Pipa

atau Debit (Q) Pompa

Kecepatan/Diameter/Headloss

Analisis variabel hidrolika dengan menggunakan nomogram Hazen Williams dapat dilakukan dengan memulai dari penentuan dimensi pipa atau debit air limbah dan headloss. Diameter pipa untuk aliran bertekanan dapat ditentukan dengan mempertimbangkan dimensi pipa outlet pada pompa yang tersedia. Dimensi pipa akan berpengaruh secara langsung terhadap kapasitas debit dan kecepatan aliran. Perencanaan juga dapat dimulai dengan menentukan debit air limbah. Dalam hal ini, debit air limbah merupakan debit pompa.

Perhitungan variabel headloss (hL), diameter (D), dan kecepatan (v) dapat ditentukan dengan menggunakan grafik pada Gambar 6.4. Adapun tahapan yang dapat dilakukan dengan memanfaatkan diagram tersebut yakni:• Tentukan titik nilai Q atau variabel lain yang dijadikan acuan. • Tentukan titik nilai D atau variabel lain yang dijadikan acuan. • Buat garis yang memotong seluruh variabel Q, D, hL, dan v • Catat nilai Q, D, hL, dan v

Nilai variabel-variabel hidrolika yang diperoleh tergantung pada data awal yang digunakan dalam perencanaan.

Gambar 6-5. Tahapan Analisis Variabel Hidrolika dengan menggunakan Nomogram Persamaan Hazen-Williams


7. TATA LETAK SISTEM JARINGAN PIPA

7.1 Vertical Alignment (Keselarasan Vertikal)

Penetapan posisi vertikal pipa di dalam tanah penting untuk dipahami agar tidak terjadi kesalahan ketika tahap konstruksi yang dapat berdampak pada perubahan karakter hidrolika aliran di dalam jaringan perpipaan yang telah direncanakan. Pada dasarnya, dalam proses perhitungan, perencana hanya mempertimbangkan penampang basah dalam pipa, tanpa melihat secara khusus ketebalan pipa yang akan digunakan. Oleh karena itu, titik kedalaman pada penampang dalam harus menjadi acuan dalam penentuan profil kedalaman pipa. Penentuan kedalaman pipa dapat ditentukan dengan melihat posisi titik a dan diameter pipa melalui persamaan berikut ini. Gambar 7-1 mengilustrasikan profil vertikal pipa, sedangkan contoh profil pipa pada jaringan perpipaan DSDP Bali dapat dilihat pada Gambar 7-2.

b = a + D ........................ Persamaan 7.1

Dan

c = b + t = a + D + t ........................ Persamaan 7.2

Oleh karena itu, kedalaman total pipa dapat dideskripsikan sebagai berikut:

y1 = d – a + t ........................ Persamaan 7.3

dan lapisan penutup diatas pipa dapat ditentukan sebagai berikut:

y2 = d - c = y1 – D - 2t ........................ Persamaan 7.4

Gambar 7-1 Pendefenisian Kedalaman Terhadap Posisi Pipa

Tata Letak Sistem Jaringan Pipa 37

Gambar 7-2 Contoh Profil Perpipaan DSDP, Bali (Sumber: As-built Drawing DSDP)

7.2 Keselarasan Horizontal (Horizontal Alignment)

Penetapan rencana tata letak jaringan perpipaan harus dilakukan sebelum perhitungan hidrolika pipa dilakukan karena akan berpengaruh secara langsung terhadap beban volume air limbah domestik pada setiap segmen pipa yang direncanakan. Adapun penentuan tata letak sistem jaringan perpipaan ditentukan berdasarkan beberapa pertimbangan, di antaranya rencana lokasi IPALD, area pelayanan, topografi (untuk memaksimal metode aliran gravitasi), serta kondisi fisik area perencanaan (jalan, bangunan, dan lain-lain yang berpengaruh langsung terhadap pembangunan jaringan perpipaan).

Dalam pembuatan keselarasan horizonal, perencana harus membuat penomoran agar mempermudah penyampaian informasi jaringan perpipaan. Penomoran ini juga dapat mempermudah kegiatan operasional dan perawatan jaringan perpipaan. Penomoran jaringan perpipaan dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan posisi pipa. Penomoran dapat dilakukan dalam bentuk (x,y). Angka pada x merepresentasikan cabang pipa dan y merepresentasikan titik-titik manhole sepanjang cabang pipa tersebut.


Gambar 7-3. Sistem Penomoran Jaringan Perpipaan Air Limbah Domestik

Gambar 7-4. Contoh Penomoran pada Jaringan Perpipaan DSDP, Bali

(Sumber: As-built Drawing DSDP)

Material Pipa 39

8. MATERIAL PIPA

Terdapat beberapa jenis material pipa yang dapat digunakan dalam sub-sistem pengumpulan air limbah domestik. Dalam melakukan pemilihan material pipa yang akan digunakan, perlu memenuhi kriteria perencanaan sebagai berikut:a. kuat dan tahan lama untuk menahan sifat abrasif dan korosif dari air limbah domestik;b. sanggup menahan tekanan dari permukaan dan material tanah di sekeliling pipa;c. sambungan antar segmen pipa harus fleksibel namun cukup kuat untuk mencegah kebocoran yang berlebihan; dan d. pipa air memiliki ukuran dan geometri yang standar. Hal ini juga dapat memenuhi kebutuhan perlengkapan

pendukung di antaranya manholes, sifon, stasiun angkat, dan flow meter.

Pipa air limbah domestik dengan jenis plastik (PVC, uPVC, dan HDPE) pada umumnya digunakan untuk sub-sistem pelayanan skala permukiman dan/atau kawasan. Pada skala perkotaan, pipa ini digunakan pada sub-sistem pelayanan, jaringan pipa lateral, atau pipa service. Untuk pipa dengan ukuran diameter yang besar umumnya menggunakan material beton karena memiliki kekuatan yang lebih baik. Pemilihan jenis pipa harus mempertimbangkan aspek teknis dan non teknis, karena terkait dengan biaya investasi. Karakteristik masing-masing jenis material pipa dapat dilihat pada Tabel 8-1.

Gambar 8-1. Pipa untuk air limbah domestik 1. (kiri: PVC, kanan: Beton)

Gambar 8-2. Pipa untuk air limbah domestik 2. (kiri: HDPE, kanan: ductile iron)


Tabel 8-1. Material Pipa Air Limbah Domestik

No Jenis Material

Diameter yang

TersediaPanjang Pipa Referensi

Standar

Potensi

Korosi dan

Erosi

Kekuatan

cm in m

1

Plain Concrete 10-61 4-24 1,2-2,4 ASTM C14 Ya Baik

Plain Reinforced Concrete 30-305 12-120 1,2-2,4 ASTM C76 Ya Baik

Reinforced Concrete

Cylinder30-366 12-144 1,2-7,3 ASTM C300-303 Ya Baik

Mortar Lined (&coated steel)

Concrete30-366 12-144 1,2-7,3 ASTM C200-210 Ya Baik

2

Ductile Iron (Optional-

cement mortar lined or

Optional-epoxy coated)

8-163 3-64 5,5-6,1ANSIb / AWWAC

C151/821.51Ya Sangat Baik

3 Coorugated and plains steel 5-792 2-312 6,4-12,8 AWWA C200 Ya Baik

4

Plastic 4-15 4,0-6,1

ASTM D3034

ASTM D3350

SNI 06-0162-1987

SNI 8153:2015

Tidak Baik

Gravity

10-38 18-27 4,0-6,1 ASTM F679

46-69 21-48 4,0-6,1 ASTM F794

53-122

Pressure

4-30 1.5-12 4,0-6,1 ASTM D2241

Tidak Baik10-30 4-12 4,0-6,1 AWWA C900

36-122 14-48 4,0-6,1 AWWA C905

5 Cast Iron 5-120 2-48Dapat

MenyesuaikanAWWA C100 Ya Sangat Baik

Sumber: (Qasim, 1994)

Keterangan:SNI : Standar Nasional IndonesiaASTM : American Society for Testing and MaterialsANSI : American National Standard InstituteAWWA : American Water Work Association

DIREKTORAT PENGEMBANGAN PENYEHATAN LINGKUNGAN PERMUKIMANGedung Direktorat Jenderal Cipta Karya Lt. 7

Jl. Pattimura No.20, Kebayoran Baru, Jakarta Selatan 12110Telp/Fax. 021-72797165

http://ciptakarya.pu.go.id/plp/

Documents

Panduan Perencanaan Teknik Terinci Sistem Pengelolaan Air ...ciptakarya.pu.go.id/plp/upload/peraturan/Buku_A_SPALDT.pdf · Panduan Perencanaan Teknik Terinci Sistem Pengelolaan Air