42
1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Air adalah kebutuhan manusia yang sangat penting, begitu juga dengan seluruh mahluk hidup yang ada di bumi ini. Dalam pemenuhan air tersebut manusia melakukan berbagai upaya untuk mendapatkannya. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang diiringi dengan pembangunan dan laju pertumbuhan penduduk yang tinggi membuat manusia dihadapkan pada berbagai persoalan yang menuntut adanya solusi tepat, cepat, dan mudah dari persoalan-persoalan tersebut. Salah satu persoalan yang dihadapi oleh masyarakat sekarang ini sebagai dampak dari pembangunan dan laju pertumbuhan penduduk ialah kebutuhan akan air bersih, tak terkecuali dengan masyarakat Desa Langgomali yang notabene juga sangat membutuhkan keberadaan air bersih tersebut. Kebutuhan air bersih di Desa Langgomali bukan karena kurangnya sumber air, namun yang menjadi persoalan ialah pengaturan dan cara pendistribusiannya. Kebutuhan akan air bersih terus mengalami peningkatan dari tahun ke tahun, sehingga kapasitas debit air yang diperlukan semakin meningkat pula. Olehnya analisia terhadap debit kemungkinan terjadinya kerugian tekanan harus diperhitungkan guna memperoleh hasil maksimal dalam pendistribusian air bersih. Desa Langgomali khususnya dan kebayakan desa-desa lainnya di Kab. Kolaka menggunakan Ketinggian Head untuk mendistribusikan air bersih, yaitu

Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Menggunakan Metode Hardy Cross dalam Membuat Jaringan Pipa di Desa Langgomali dan dengan Menggunakan EPANET 2.0

Citation preview

Page 1: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air adalah kebutuhan manusia yang sangat penting, begitu juga dengan

seluruh mahluk hidup yang ada di bumi ini. Dalam pemenuhan air tersebut

manusia melakukan berbagai upaya untuk mendapatkannya. Perkembangan ilmu

pengetahuan dan teknologi yang diiringi dengan pembangunan dan laju

pertumbuhan penduduk yang tinggi membuat manusia dihadapkan pada

berbagai persoalan yang menuntut adanya solusi tepat, cepat, dan mudah dari

persoalan-persoalan tersebut.

Salah satu persoalan yang dihadapi oleh masyarakat sekarang ini

sebagai dampak dari pembangunan dan laju pertumbuhan penduduk ialah

kebutuhan akan air bersih, tak terkecuali dengan masyarakat Desa Langgomali

yang notabene juga sangat membutuhkan keberadaan air bersih tersebut.

Kebutuhan air bersih di Desa Langgomali bukan karena kurangnya sumber

air, namun yang menjadi persoalan ialah pengaturan dan cara

pendistribusiannya.

Kebutuhan akan air bersih terus mengalami peningkatan dari tahun ke

tahun, sehingga kapasitas debit air yang diperlukan semakin meningkat pula.

Olehnya analisia terhadap debit kemungkinan terjadinya kerugian tekanan harus

diperhitungkan guna memperoleh hasil maksimal dalam pendistribusian air

bersih. Desa Langgomali khususnya dan kebayakan desa-desa lainnya di Kab.

Kolaka menggunakan Ketinggian Head untuk mendistribusikan air bersih, yaitu

Page 2: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

2

dengan membuat bak besar di tempat yang tinggi sehingga tidak perlu lagi

menggunakan pompa. Namun justru dengan tidak digunakannya pompa inilah

maka resiko akan kerugian head pada saluran air bersih ini menjadi lebih besar.

Bentuk-bentuk kerugian energi dapat dijumpai pada aliran dalam pipa.

Kerugian-kerugian tersebut diakibatkan oleh adanya gesekan dengan

dinding, perubahan luas penampang, sambungan, katup-katup, belokan pipa

dan kerugian-kerugian khusus lainnya. Pada belokan pipa atau lengkungan,

kerugian energi aliran yang terjadi lebih besar dibandingkan dengan pipa lurus.

Dengan mengetahui kehilangan atau kerugian energi dalam suatu sistem

atau instalasi perpipaan yang memanfaatkan fluida mengalir sebagai media,

efisiensi penggunaan energi dapat ditingkatkan sehingga diperoleh

keuntungan yang maksimal. Atas dasar inilah kami tertarik untuk mengadakan

penelitian sebagai tugas akhir dengan judul: “Perancangan Sistem Distribusi

Air Bersih Menggunakan Metode Hardy Cross (Single Loop Adjustment

Algorithm) Dengan Software Simulasi Epanet 2.0“ (Studi Kasus Di Desa

Langgomali Kab. Kolaka)

1.2. Tujuan Penelitian

Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mengetahui demand total air bersih yang dibutuhkan oleh warga desa

Langgomali untuk perkiraan waktu 10 tahun mendatang.

2. Mengetahui jenis dan ukuran pipa yang akan digunakan untuk

mendistribusikan air bersih pada desa Langgomali.

Page 3: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

3

3. Membandingkan output dari metode Hardy Cross dan software Epanet 2.0

dalam perancangan sistem distribusi air bersih.

1.3. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Bagi penulis : Sebagai studi mahasiswa tentang mata kuliah Sistem

Perpipaan dan Mekanika Fluida yang didapat di kampus dengan aplikasi

di lapangan.

2. Bagi akademik : Sebagai mutu pembelajaran bagi pihak-pihak yang

membutuhkan.

3. Bagi masyarakat : Sebagai masukan yang dapat digunakan untuk

merencanakan sistem distribusi air bersih di Desa Langgomali dan Daerah-

daerah lain.

1.4. Batasan Masalah

Mengingat sangat luasnya permasalahan yang bisa didapatkan dalam

penelitian ini, maka kami membatasi ruang lingkup permasalahan pada :

1. Penelitian terbatas pada sistem jaringan distribusi air bersih di Desa

Langgomali Kabupaten Kolaka.

2. Menganalisa distribusi aliran pada tiap pipa antara lain kapasitas aliran

fluida, kerugian head yang terjadi pada tiap pipa dan ukuran pipa yang akan

digunakan.

3. Menggunakan perhitungan iterasi dengan Metode Hardy Cross pada tiap

loop rangkaian aliran pipa yang dirancang.

Page 4: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

4

4. Menggunakan Epanet 2.0 sebagai kajian pembanding terhadap metode

Hardy Cross pada tiap loop rangkaian aliran pipa.

1.5. Sistematika Penulisan

Penulisan sistematika penelitian dibuat agar dapat memudahkan

pembahasan dari tugas akhir ini. Penjelasan mengenai sistematika penulisan

ini dapat dijelaskan sebagai berikut:

Bab I Pendahuluan

Bab ini memberikan gambaran awal mengenai latar belakang

masalah, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian,

batasan serta sistematika penulisan yang digunakan.

Bab II Tinjauan Pustaka

Bab ini menguraikan konsep serta teori yang berkaitan dengan

permasalahan yang akan dibahas seperti, konsep pemodelan dan

penggunan simulasi, prosedur penyelesaian secara manual dengan

model loop, langkah-langkah dan prosedur penyelesaian dalam

epanet, dan studi-studi lain yang berkaitan dengan sistem jaringan

distribusi air.

Bab III Metodologi Penelitian

Bab ini memuat gambaran terstruktur tahap demi tahap proses

pelaksanaan penelitian yang digambarkan dalam bentuk flow chart dan

penjelasan dari tiap tahap proses penelitian.

Page 5: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

5

Bab IV Pengolahan Data Hasil Penelitian

Bab ini akan menjelaskan dan menganalisis hasil pengolahan data,

proses penyusunan model jaringan distribusi air dengan

menggunakan software Epanet 2.0, penyelesaiaan sistem-sistem

persamaan distribusi air dan menginterpretasikannya pada sistem yang

sedang diteliti.

Bab V Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisi kesimpulan yang merupakan uraian target pencapaian

dari tujuan penelitian dan juga saran-saran yang berisi masukan

bagi kelanjutan penelitian yang telah dilakukan dan masukan untuk

penelitian selanjutnya.

Page 6: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Gambaran Umum Lokasi

Langgomali merupakan sebuah desa yang berada di wilayah kecamatan

Wolo, kabupaten Kolaka, dan berjarak ± 60 km dari kota Kolaka, ibukota

kabupaten Kolaka. Wilayah kabupaten Kolaka mencakup jazirah daratan dan

kepulauan yang memiliki wilayah daratan seluas ± 3.283,64 km2, dan wilayah

perairan (laut) diperkirakan seluas ± 15.000 km2 dan jumlah penduduk 213.064

jiwa (Badan Pusat Statistik Kabupaten Kolaka, 2011).

Dari luas wilayah tersebut Kabupaten Kolaka dibagi dalam 12 (dua belas)

kecamatan, 102 desa dan 24 kelurahan yang mana wilayah-wilayah tersebut

turut memainkan peran vital bagi kehidupan Kabupaten/Kota Kolaka baik

sebagai pusat pemerintahan maupun pusat perekonomian.

2.2. Aspek Lingkungan

2.2.1. Fasilitas Pendidikan

Fasilitas Pendidikan yang terdapat di Desa Langgomali saat ini telah

cukup memadai mulai dari tingkat taman kanak-kanak sampai dengan

Sekolah Dasar meskipun masih berstatus swasta, datanya sebagai berikut:

Tabel 2.1 Fasilitas-fasilitas pendidikan yang ada di Desa Langgomali

No Jenis Pendidikan Jumlah Jumlah Murid Jumlah Guru 1. 2. 3.

TK SD

SMP

1 1 -

40 124

-

3 7 -

Sumber : Pemerintah Desa Langgomali (2014)

Page 7: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

7

2.2.2. Fasilitas Kesehatan dan Peribadatan

Sarana/fasilitas kesehatan dan peribadatan yang terdapat di Desa

Langgomali saat ini telah cukup memadai. Jenis dan fasilitas di desa

Langgomali dirinci dalam tabel berikut :

Tabel 2.2 Fasilitas Kesehatan dan Peribadatan di Desa Langgomali

No Jenis Fasilitas Jumlah 1. 2. 3. 4. 5.

Masjid Musholla

Puskesmas Posyandu

Klinik

1 1 - 1 2

Sumber : Pemerintah Desa Langgomali (2014)

2.3. Sistem Infrastruktur

Sistem infrastruktur merupakan pendukung utama fungsi sistem sosial dan

ekonomi dalam kehidupan masyarakat. Sistem infrastruktur didefinisikan sebagai

fasilitas-fasilitas atau struktur-struktur dasar, peralatan-peralatan, instalasi-

instalasi yang dibangun dan yang dibutuhkan untuk berfungsinya sistem sosial

dan ekonomi masyarakat (Agustina : 2007, Bab II hal 8).

Secara lebih spesifik oleh American Public Works Association infrastruktur

didefinisikan sebagai fasilitas-fasilitas fisik yang dikembangkan oleh agen-agen

publik untuk fungsi pemerintahan dalam penyediaan air, tenaga listrik,

pembuangan limbah, transportasi dan pelayanan seimbang untuk memfasilitasi

tujuan ekonomi dan sosial. Dari definisi tersebut infrastruktur dibagi dalam 13

kategori (Agustina : 2007, Bab II hal 8).

Page 8: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

8

Namun Tiga belas kategori dari pendapat diatas dapat lebih diperkecil

pengelompokannya yaitu :

1. Grup transportasi (jalan, jalan raya dan jembatan);

2. Grup pelayanan transportasi (transit, bandara dan pelabuhan);

3. Grup komunikasi;

4. Grup keairan (air, air buangan, sistem keairan termasuk jalan air yaitu

sungai, saluran terbuka, pipa);

5. Grup pengelolaan limbah (sistem pengelolaan limbah padat);

6. Grup bangunan;

7. Grup distribusi dan produksi energi.

2.4. Metode Perkiraan Jumlah Penduduk

Perkiraan dan pertambahan jumlah penduduk erat sekali hubungannya

dengan perencanaan suatu sistem penyediaan air bersih pada suatu daerah.

Perkembangan dan pertambahan jumlah penduduk akan menentukan

besarnya kebutuhan air bersih dimasa yang akan datang dimana hasilnya

merupakan merupakan harga pendekatan dari hasil sebenarnya.

Dalam memperkirakan jumlah penduduk pada masa yang akan datang ada

beberapa cara atau metode yang umum digunakan,diantaranya :

1. Metode Aritmetika

2. Metode Geometri

3. Metode Least-Square

Page 9: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

9

2.4.1. Metode Aritmatika

Metode perhitungan dengan cara aritmetika didasarkan pada kenaikan

rata-rata jumlah penduduk dengan menggunakan data terakhir dan rata-rata

sebelumnya. Dengan cara ini perkembangan dan pertambahan jumlah

penduduk akan bersifat linier. Perhitungan ini menggunakan

persamaan berikut (Gustave, 2008) :

Pn = Po + en.l ……………… (1)

Dimana :

l = Po – Pt ……………… (2) t

Keterangan:

Pn = jumlah penduduk pada tahun ke n;

Po = jumlah penduduk pada tahun dasar;

n = tahun ke n;

l = laju pertumbuhan;

t = jumlah tahun

Metode ini sangat sesuai digunakan untuk daerah yang mempunyai

angka pertumbuhan penduduk yang rendah atau pada daerah - daerah

dengan derajat pertumbuhan penduduk mantap apabila jumlah dan

kepadatan penduduk menjadi maksimum.

2.4.2. Metode Geometri

Perhitungan perkembangan populasi berdasarkan pada angka

kenaikan penduduk rata – rata pertahun. Persentase pertumbuhan

Page 10: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

10

penduduk rata - rata dapat dihitung dari data sensus tahun sebelumnya.

Persamaan yang digunakan untuk metode geometri ini adalah sebagai

berikut (Gustave, 2008):

Pn = Po (1 + r )n ……………… (3)

Keterangan:

Pn = Jumlah penduduk pada tahun ke n perencanaan (jiwa)

Po = Jumlah penduduk pada awal tahun perencanaan (jiwa)

r = Ratio angka pertumbuhan tiap tahun (%)

n = Periode tahun perencanaan

Metode ini akan menghasilkan nilai yang lebih tinggi , karenanya

presentasepertambahan sesungguhnya tidak pernah tetap, tetapi

presentase tersebut akan menurun bilamana suatu daerah mencapai

batas optimum. Sehingga metode ini sangat sesuai untuk daerah yang

mempunyai pertambahan penduduk yang tetap.

2.4.3. Metode Least-Square

Metode ini umumnya digunakan pada daerah yang tingkat

pertambahan penduduknya cukup tinggi. Perhitungan dengan metode

ini didasarkan pada data tahun- tahun sebelumnya dengan

menganggap bahwa pertambahan jumlah penduduk suatu daerah

disebabkan oleh kematian, kelahiran, dan migrasi. Persamaan untuk

metode ini adalah sebagai berikut (Gustave, 2008):

Y = a. X + b ……………… (4)

Page 11: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

11

Keterangan :

Y = nilai variabel berdasarkan garis regresi;

X = variabel independen;

a = konstanta;

b = koefisien arah regresi linear

Pada hasil percobaan perhitungan standar deviasi akan

memperlihatkan angka yang berbeda untuk ketiga metoda proyeksi.

Angka terbesar dari hasil perhitungan proyeksi adalah yang paling

memungkinkan untuk dipilih karena angka terbesar adalah antisipasi itu

sendiri, meskipun nilai terkecil standar deviasi merupakan yang paling

realistis.

2.5. Definisi dan Persyaratan Air Bersih

Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari dan akan

menjadi air minum setelah dimasak terlebih dahulu. Sebagai batasannya, air

bersih adalah air yang memenuhi persyaratan bagi sistem penyediaan air minum.

Adapun persyaratan yang dimaksud adalah persyaratan dari segi kualitas air

yang meliputi kualitas fisik, kimia, biologi dan radiologis, sehingga apabila

dikonsumsi tidak menimbulkan efek samping (Ketentuan Umum Permenkes

No. 416/Menkes/PER/IX/1990. Dalam Modul Gambaran Umum Penyediaan dan

Pengolahan Air Minum Edisi Maret 2003 hal. 3 dari 41).

2.5.1. Persyaratan Kualitas

Persyaratan kualitas menggambarkan mutu dari air baku air bersih.

Dalam Modul Gambaran Umum Penyediaan dan Pengolahan Air Minum

Page 12: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

12

Edisi Maret 2003 hal. 4-5 dinyatakan bahwa persyaratan kualitas air bersih

adalah sebagai berikut:

1. Persyaratan fisik

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

itu juga suhu air bersih sebaiknya sama dengan suhu udara atau kurang

lebih 25°C, dan apabila terjadi perbedaan maka batas yang

diperbolehkan adalah 25°C ± 3°C.

2. Persyaratan kimiawi

Air bersih tidak boleh mengandung bahan-bahan kimia dalam jumlah

yang melampaui batas. Beberapa persyaratan kimia antara lain adalah :

pH, total solid, zat organik, CO2 agresif, kesadahan, kalsium (Ca), besi

(Fe), mangan (Mn), tembaga (Cu), seng (Zn), chlorida (Cl), nitrit,

flourida (F), serta logam berat.

3. Persyaratan Bakteriologis

Air bersih tidak boleh mengandung kuman patogen dan parasitik yang

mengganggu kesehatan. Persyaratan bakteriologis ini ditandai dengan

tidak adanya bakteri E. coli atau fecal coli dalam air.

4. Persyaratan Radioaktif

Persyaratan radioaktifitas mensyaratkan bahwa air bersih tidak boleh

mengandung zat yang menghasilkan bahan-bahan yang mengandung

radioaktif, seperti sinar alfa, beta dan gamma.

2.5.2. Persyaratan Kuantitas (Debit)

Persyaratan kuantitas dalam penyediaan air bersih adalah ditinjau dari

banyaknya air baku yang tersedia. Artinya air baku tersebut dapat

Page 13: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

13

digunakan untuk memenuhi kebutuhan sesuai dengan kebutuhan daerah

dan jumlah penduduk yang akan dilayani. Persyaratan kuantitas juga dapat

ditinjau dari standar debit air bersih yang dialirkan ke konsumen sesuai

dengan jumlah kebutuhan air bersih. Kebutuhan air bersih masyarakat

bervariasi, tergantung pada letak geografis, kebudayaan, tingkat ekonomi,

dan skala perkotaan tempat tinggalnya.

2.6. Sistem Distribusi dan Pengaliran Air Bersih

2.6.1. Sistem Distribusi Air Bersih

Sistem distribusi adalah sistem yang langsung berhubungan dengan

konsumen, yang mempunyai fungsi pokok mendistribusikan air yang telah

memenuhi syarat ke seluruh daerah pelayanan. Sistem ini meliputi unsur

sistem perpipaan dan perlengkapannya, hidran kebakaran, tekanan

tersedia, sistem pemompaan (bila diperlukan), dan reservoir distribusi

(Agustina, 2007).

Sistem distribusi air minum terdiri atas perpipaan, katup-katup, dan

pompa yang membawa air yang telah diolah dari instalasi pengolahan

menuju pemukiman, perkantoran dan industri yang mengkonsumsiair.

Juga termasuk dalam sistem ini adalah fasilitas penampung air yang telah

diolah (reservoir distribusi), yang digunakan saat kebutuhan air lebih besar

dari suplai instalasi, meter air untuk menentukan banyak air yang

digunakan, dan keran kebakaran.

Dua hal penting yang harus diperhatikan pada sistem distribusi adalah

tersedianya jumlah air yang cukup dan tekanan yang memenuhi

Page 14: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

14

(kontinuitas pelayanan), serta menjaga keamanan kualitas air yang berasal

dari instalasi pengolahan.

Tugas pokok sistem distribusi air bersih adalah menghantarkan air

bersih kepada para pelanggan yang akan dilayani, dengan tetap

memperhatikan faktor kualitas, kuantitas dan tekanan air sesuai dengan

perencanaan awal. Faktor yang didambakan oleh para pelanggan adalah

ketersedian air setiap waktu.

Suplai air melalui pipa induk mempunyai dua macam sistem; yaitu

(Agustina, 2007) :

Continuous System

Dalam sistem ini air minum yang disuplai ke konsumen mengalir terus

menerus selama 24 jam. Keuntungan sistem ini adalah konsumen

setiap saat dapat memperoleh air bersih dari jaringan pipa distribusi di

posisi pipa manapun. Sedang kerugiannya pemakaian air akan

cenderung akan lebih boros dan bila terjadi sedikit kebocoran saja,

maka jumlah air yang hilang akan sangat besar jumlahnya.

Intermitten System

Dalam sistem ini air bersih disuplai 2-4 jam pada pagi hari dan 2-4

jam pada sore hari. Kerugiannya adalah pelanggan air tidak bisa setiap

saat mendapatkan air dan perlu menyediakan tempat penyimpanan air

dan bila terjadi kebocoran maka air untuk fire fighter (pemadam

kebakaran) akan sulit didapat. Dimensi pipa yang digunakan akan

lebih besar karena kebutuhan air untuk 24 jam hanya disuplai dalam

beberapa jam saja. Sedang keuntungannya adalah pemborosan air

Page 15: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

15

dapat dihindari dan juga sistem ini cocok untuk daerah dengan

sumber air yang terbatas.

2.6.2. Sistem Pengaliran Air Bersih

Untuk mendistribusikan air minum kepada konsumen dengan

kuantitas, kualitas dan tekanan yang cukup memerlukan sistem perpipaan

yang baik, reservoir, pompa dan dan peralatan yang lain. Metode dari

pendistribusian air tergantung pada kondisi topografi dari sumber air dan

posisi para konsumen berada. Menurut Howard S Peavy et.al (1985, Bab

6 hal. 324-326) sistem pengaliran yang dipakai adalah sebagai berikut;

a. Cara Gravitasi

Cara pengaliran gravitasi digunakan apabila elevasi sumber air

mempunyai perbedaan cukup besar dengan elevasi daerah pelayanan,

sehingga tekanan yang diperlukan dapat dipertahankan. Cara ini

dianggap cukup ekonomis, karena hanya memanfaatkan beda

ketinggian lokasi.

Gambar 2.1 Sistem Pengaliran Air Bersih Cara Gravitasi

Sumber: http://eprints.undip.ac.id/33997/5/1877_CHAPTER_II.pdf

Page 16: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

16

b. Cara Pemompaan

Pada cara ini pompa digunakan untuk meningkatkan tekanan yang

diperlukan untuk mendistribusikan air dari reservoir distribusi ke

konsumen. Sistem ini digunakan jika elevasi antara sumber air atau

instalasi pengolahan dan daerah pelayanan tidak dapat memberikan

tekanan yang cukup.

Gambar 2.2 Sistem Pengaliran Air Bersih Cara Pemompaan

Sumber: http://eprints.undip.ac.id/33997/5/1877_CHAPTER_II.pdf

c. Cara Gabungan

Pada cara gabungan, reservoir digunakan untuk

mempertahankan tekanan yang diperlukan selama periode pemakaian

tinggi dan pada kondisi darurat, misalnya saat terjadi kebakaran, atau

tidak adanya energi. Selama periode pemakaian rendah, sisa air

dipompakan dan disimpan dalam reservoir distribusi. Karena reservoir

distribusi digunakan sebagai cadangan air selama periode pemakaian

tinggi atau pemakaian puncak, maka pompa dapat dioperasikan pada

kapasitas debit rata-rata. Berikut Gambarnya:

Page 17: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

17

Gambar 2.3 Sistem Pengaliran Air Bersih Cara Gabungan

Sumber: http://eprints.undip.ac.id/33997/5/1877_CHAPTER_II.pdf

2.7. Standar Kebutuhan Air

Standar Kebutuhan Air adalah besaran jumlah (debit) air yang dibutuhkan

sebuah wilayah (Perkotaan/Pedesaan) dalam rentang waktu tertentu. Adapun

standar kebutuhan air antara lain sebagai berikut:

1. Standar kebutuhan air domestik

Besarnya kebutuhan air untuk keperluan domestik dapat dilihat pada

tabel dibawah ini.

Tabel 2.3 Standar Kebutuhan Air Domestik

No. Kategori Ukuran Wilayah Jumlah Penduduk (Jiwa)

Kebutuhan Air (L/Orang/Hari)

1. 2. 3. 4. 5.

I II III IV V

Kota Metropolitan Kota Besar

Kota Sedang Kota Kecil Pedesaan

> 1.000.000 500.000 – 1.000.000 100.000 – 500.000 20.000 – 100.000

< 20.000

190 170 150 130 30

Sumber : Direktorat Jendral Cipta Karya 1998

Page 18: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

18

2. Standar kebutuhan air non domestik

Standar kebutuhan air non domestik adalah kebutuhan air bersih

diluar keperluan rumah tangga. Standar kebutuhan air bersih non domestik

dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 2.4 Standar Kebutuhan Air Non Domestik

No. SEKTOR BESARAN SATUAN

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

Sekolah Rumah Sakit Puskesmas

Masjid Kantor Pasar Hotel

Rumah Makan Kompleks Militer Kawasan Industri

Kawasan Pariwisata

10 200 2000 2000

10 12000

150 100 60

0,2-0,8 0,1-0,3

Liter/murid/hari Liter/tempat tidur/hari

liter/hari liter/hari

liter/Pegawai/hari liter/hektar/hari

liter/tempat tidur/hari liter/tempat duduk/hari

liter/orang/hari liter/detik/ha liter/detik/ha

Sumber : Direktorat Jendral Cipta Karya 1998

2.8. Perhitungan Kebutuhan Air

Dalam perhitungan, kebutuhan air didasarkan pada kebutuhan air rata-

rata. Kebutuan air rata-rata dapat dibedakan menjadi dua yaitu kebutuhan

air rata-rata harian dan kebutuhan harian maksimum. Kebutuhan air rata-rata

harian (Qrh) adalah banyaknya air yang dibutuhkan selama satu hari.

Berikut adalah rumusnya (Syahputra, 2000):

푄 = 푃. 푞 ……………… (5)

dimana :

P = Jumlah penduduk (jiwa)

q = Kebutuhan air penduduk (ltr/dtk)

Page 19: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

19

Kebutuhan air harian maksimum (Qhm) adalah banyaknya air yang

dibutuhkan terbesar pada suatu hari.

푄 = 퐹 .푄 ……………… (6)

dimana :

Fhm = faktor kebutuhan harian maksimum (1,05-1,15)

Qrh = kebutuhan air rata-rata (ltr/dtk)

2.9. Persamaan-persamaan Dasar Aliran Fluida

Dalam pengaliran air mulai dari sumber air hingga masuk kedalam pipa

tidak terlepas dari persamaan-persamaan dasar aliran fluida sebagai berikut :

1. Prinsip kekekalan massa dimana berlaku Persamaan Kontiniutas

2. Prinsip kekekalan energi dimana berlaku Persamaan Bernoulli

3. Prinsip kekekalan momentum dimana berlaku Hukum Newton

2.9.1. Persamaan Kontinuitas

Persamaan kontinuitas diperoleh dari hukum kekekalan massa

yang menyatakan bahwa untuk aliran yang stasioner massa fluida

yang melalui semua bagian dalam arus fluida tiap satuan waktu

adalah sama, dan dinyatakan (Munson dkk, 2003) dengan :

푚 = 휌 .푄 = 휌 .푄 = 푘표푛푠푡푎푛(푘푔/푠) ……………… (7)

Untuk aliran yang tidak termampatkan (ρ = konstan) maka persamaan

diatas (Munson dkk, 2003) menjadi :

푄 = 푄

퐴 .푉 = 퐴 .푉 ……………… (8)

Page 20: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

20

Dimana :

A = luas penampang (m2)

V = kecepatan aliran di tiap penampang (m/s)

2.9.2. Persamaan Bernoulli

Akibat dari gerakan fluida maka dapat menimbulkan atau

menghasilkan energi, terutama energi mekanik yaitu sebagai akibat

dari kecepatan fluida (energi kinetis) dan dari tekanannya (energi

potensial) serta elevasi (energi potensial dari elevasi). Dalam

mekanika fluida terutama bila memperhatikan sifat -sifat fluida dengan

mengabaikan compressibility, maka akan didapatkan rumus dengan hasil

konstan (Munson dkk, 1987) sebagai berikut :

∫ + + 푔푧 = 퐶 ……………… (9)

Dimana :

V = kecepatan (m/s) ρ = massa jenis (kg/s2)

g = percepatan gravitasi (m/s2) z = elevasi (m)

dP = tekanan pada cairan (N/m2)

Jika aliran tetap pada suatu fluida ideal yang terletak antara 2 titik pada

suatu aliran maka akan mempunyai energi spesifik yakni E1 dan E2, dari

persamaan diatas dapat dituliskan (Munson dkk, 1987) sebagai berikut :

퐸 = 퐸

+ + 푧 = + + 푧 ……………… (10)

Persamaan di atas biasa dikenal dengan nama Persamaan Bernoulli.

Page 21: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

21

2.10. Kehilangan Energi pada Sistem Perpipaan

Pada mekanika fluida telah diperlihatkan bahwa ada 2 macam bentuk

kehilangan energi, yaitu:

A. Kehilangan Longitudinal (Longitudinal Losses)

Kehilangan longitudinal, yang disebabkan oleh gesekan sepanjang

lingkaran pipa. Menurut (Munson dkk, 2003) salah satu persamaan yang

dapat digunakan adalah Persamaan Darcy-Weisbach yaitu :

ℎ = 푓푥 푥 (푚) ……………… (11)

dimana:

f = faktor gesekan (Darcy friction factor), nilainya dapat diperoleh dari

diagram Moody.

L = panjang pipa (m)

d = diameter pipa (m)

= head kecepatan

Page 22: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

22

Tabel 2.5 Kekasaran rata-rata pipa komersial

Permukaan Koefisien Kekasaran Mutlak

- K - (M) 10-3 (Kaki)

Tembaga, Timbal, Kuningan, Aluminium (baru) 0,001 - 0,002 (3,33 - 6,7)10-6

Pipa PVC dan Plastik 0,0015 - 0,007 (0,5 - 2,33)10-5 Stainless steel 0.015 5x10-5

Pipa Baja komersial 0,045 - 0,09 (1,5 - 3)10-4 Membentang baja 0.015 5x10-5

Weld baja 0.045 1.5x10-4 Baja galvanis 0.15 5x10-4

Berkarat baja (korosi) 0,15 – 4 (5-133)10-4 Baru besi cor 0,25 - 0,8 (0.82 - 2.62)10-4

Dikenakan besi cor 0,8 - 1,5 (2,7 - 5)10-3 Rusty besi cor 1.5 - 2.5 (5 - 8,3) 10-3

Lembar besi cor atau aspal 0,01 - 0,015 (3,33 - 5)10-5 Semen 0.3 1x10-3

Beton Biasa 0,3 – 1 (1 - 3,33)10-3 Beton kasar 0,3 – 5 (1 - 16,7)10-3

Kayu Khusus 0,18 - 0,9 0.59 - 2.95 Kayu Biasa 5 16.7x10-3

Sumber : http://www.engineeringtoolbox.com/surface-roughness-ventilation ducts-d_209.html

Sedangkan untuk menghitung kerugian tekanan dalam pipa yang

relatif sangat panjang, menurut sularso (2004) umumnya digunakan

persamaan Hazen-Williams

ℎ푓 = , ,

, , 푥퐿(푚) ……………… (12)

Dimana :

L = Panjang Pipa

D = Diameter Pipa (in)

Q = Debit Aliran (m3/h)

C = Koefisien Hazen-Williams

Page 23: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

23

Tabel 2.6 Koefisien Hazen-Williams

Jenis pipa Koefisien Hazen-Williams (C) Asbestos Cement 140 Brass tube 130 Cast lron tube 100 Concrete tube 110 Copper tube 130 Corrugated Steel tube 60 Galvanized tubing 120 Glass Tube 130 Lead pipe 130 Plastic pipe 140 PVC pipe 150 General smooth pipe 140 Steel Pipe 120 Steel riveted pipe 100 Tar coated cast iron tube 100 Tin tubing 134 Wood stave 100

Sumber : Nucholis, L. (2008)

2.11. Sistem Perpipaan Sederhana

Sistem perpipaan sederhana memberikan gambaran awal untuk

memahami sistem jaringan perpipaan. Adanya variasi total headyang melalui

sebuah jaringan dapat dilihat pada rangkaian pipa yang disusun secara

seri. Analisis pada pipa yang disusun secara paralel adalah merupakan

aplikasi pertama dari kekekalan masa pada junction dan kekekalan energi

pada pada rangkaian loop.

2.11.1. Rangkaian Pipa Seri

Rangkaian pipa seri adalah sebuah jaringan pipa yang disusun secara

seri yang memiki diameter yang berbeda-beda dan juga parameter

kekasarannya.

Page 24: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

24

Gambar 2.4 Rangkaian Pipa Seri

Sumber : http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/16249/3/Chapter_20II.pdf

Total headloss adalah sama dengan jumlah headloss pada masing-

masing bagian pipa sebagaimana rumus (Munson dkk, 2003) :

ℎ ( ) = ℎ + ℎ + ℎ ……………… (13)

dimana subskip mengacu pada tiap pipa. Secara umum faktor gesek

akan berbeda untuk tiap pipa karena bilangan Reynold (Rei = ρVi Di /M)

dan kekasaran relative (εi / Di) mungkin akan berbeda. Jika laju aliran

diberikan, maka untuk menentukan head loss dan penurunan tekan

merupakan suatu perhitungan langsung.

2.11.2. Rangkaian Pipa Paralel

Ketika satu atau lebih pipa berhubungan pada satu lokasi

(junction), sistem hidrolik akan menjadi lebih menarik. Hubungan

dalam jaringan kecil ini merupakan hubungan mendasar yang akan

memandu untuk memahami model jaringan penuh. Lokasi A dan

B dalam gambar 2.4 menggambarkan node atau junction dengan

beberapa pipa. Kekekalan masa harus dipertahankan pada lokasi ini.

Maka dari itu dalam kondisi steady aliran yang masuk pada node A

(10 LPS) harus sama dengan aliran yang keluar pada pipa 1, 2 dan 3.

Page 25: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

25

demikian juga aliran yang masuk pada node B berupa aliran masuk

dari pipa 1, 2 dan 3 harus sama dengan pengambilan dari node B

(10 LPS), sehingga menurut (Munson dkk, 2003) dituliskan sebagai

berikut:

Q = Q1 + Q2 + Q3 ……………… (14)

Dimana Q dan Qn adalah flow rate dalam pipa l dan pengambilan atau

penambahan pada node secara berurutan.

Gambar 2.5 Rangkaian Pipa Paralel

Sumber : http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/16249/3/Chapter_20II.pdf

Hubungan kedua yang harus terpenuhi adalah bahwa headloss pada

pipa 1, 2 dan 3 harus sama. Karena semua berawal dari satu node (A) dan

semua berakhir pada satu node (B) dan perbedaan head pada dua node

tersebut bersifat unik, tanpa memperhatikan karakteristik pipa headloss

pada pipa adalah sama atau:

HA – HB = hL1 = hL2 = hL3 ……………… (15)

Dimana HA dan HB adalah total headpada node A dan node B, secara

berurutan. hLl adalah headloss pada pipa l dan hL adalah nilai headloss

tunggal dari node A dan node B. Persamaan (23) adalah sebuah

pernyataan kekekalan energi untuk sebuah pipa dan digunakan dalam

Page 26: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

26

beberapa perumusan untuk menyelesaikan aliran dan head dalam

jaringan secara umum.

2.11.3. Rangkaian Pipa Bercabang

Analisis pipa bercabang melibatkan persamaan-persamaan yang

lebih kompleks lagi. Misalnya untuk kasus seperti gambar 2.6 dimana

pipa-pipa terangkai secara paralel dan juga pada tiap titik mengalami

percabangan.

Gambar 2.6 Analisis Pipa Bercabang

Sumber : http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/16249/3/Chapter_20II.pdf

Headloss pada loop-loop tertututp yaitu loop I, II dan III adalah nol

karena loop berawal dan berakhir pada node yang sama dan node

memiliki total head yang unik. Sebuah pseudo-loop ditunjukkan antara

dua reservoir dengan perbedaan energi antara dua lokasi adalah cukup

signifikan. Arah loop positif didefinisikan untuk semua loop yang searah

jarum jam.

Page 27: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

27

2.12. Sistem Jaringan Pipa (Hardy Cross)

Gambar 2.7. Sistem Jaringan Pipa

Sumber : http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/16249/3/Chapter_20II.pdf

Jaringan pipa pengangkut air yang kompleks dapat dianalisis dengan

cepat menggunakan persamaan Hazen-Williams atau rumus gesekan lain yang

sesuai. Perhitungan distribusi aliran pada suatu jaringan biasanya rumit karena

harus memecahkan serangkaian persamaan hambatan yang tidak linear melalui

prosedur yang iteratif. Kesulitan lainnya adalah kenyataan bahwa kebanyakan

jaringan, arah aliran pipa tidak diketahui sehingga losses antara dua titik

menjadi sukar untuk ditentukan. Dalam perancangan sebuah jaringan, aliran

akan tekanan di berbagai titik menjadi persyaratan utama untuk menentukan

ukuran pipa, sehingga harus diselesaikan dengan cara berurutan dan iterasi.

Pada jaringan pipa yang kompleks pemakaian persamaan Hazen-

Williams sangat mempermudah dibandingkan dengan persamaan lain.

Perhitungan jaringan pipa menjadi rumit karena umumnya arah aliran

dalam pipa tidak bisa ditentukan dam terdapat persyaratan yang harus

dipenuhi pada sebuah lokasi serta proses interasi penentuan head loss pada

Page 28: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

28

tiap pipa. Sebuah jaringan yang terdiri dari beberapa pipa mungkin

membentuk beberapa loop dan sebuah pipa mungkin dipakai secara

bersama-sama oleh dua loop. Seperti Hukum Kirchoff pada rangkaian

listrik, maka pada jaringan pipa terdapat dua syarat yang harus dipenuhi:

1. Aliran netto ke sebuah titik pertemuan harus sama dengan nol atau

laju aliran ke arah titik pertemuan harus sama dengan laju aliran

dari titik pertemuan yang sama

2. Head loss netto di seputar sebuah loop harus sama dengan nol

Metode iterasi untuk perhitungan loop jaringan pipa disebut metode

Hardy-Cross. Metode ini memberikan nilai koreksi kapasitas aliran pada

tiap pipa dari perbandingan head loss yang diasumsikan sebelumnya.

Metode Hardy Cross digunakan untuk jaringan pipa loop tertutup. Laju

aliran keluar sistem secara umum diasumsikan untuk setiap percabangan,

pengasumsian ini menentukan laju aliran yang seragam dalam saluran

pipa yang dapat menyederhanakan analisis.

Dengan mengetahui laju keluaran pada percabangan, metode Hardy

Cross didasarkan dengan prosedur secara iterasi pada awal perhitungan

laju aliran dalam pipa. Pada setiap percabangan laju aliran tersebut harus

memenuhi kriteria kontinuitas. Setiap pipa dari sistem jaringan terdapat

hubungan antara kehilangan tenaga dan debit.

Adapun langkah perhitungan dengan menggunakan metode Hardy-Cross

adalah sebagai berikut :

Page 29: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

29

1. Mengasumsikan besar dan arah kapasitas aliran pada tiap pipa dengan

berpedoman pada syarat 1, yaitu total aliran pada tiap titik pertemuan

mempunyai jurnlah aljabar sama dengan nol.

2. Membuat tabel perhitungan untuk analisa tiap loop tertutup.

3. Menghitung head loss dalam setiap pipa.

4. Menentukan arah aliran dan head loss, yaitu positif untuk arah aliran

yang searah jarum jam dan negatif untuk arah aliran yang berlawanan

dengan jarum jam.

5. Menghitung jumlah aljabar head loss pada setiap loop.

6. Menghitung total head loss per laju aliran, untuk setiap pipa dan

menentukan jumlah aljabar dari perbandingan tersebut untuk tiap loop.

7. Menentukan koreksi aliran untuk tiap loop dengan rumus (Nurcholis. L,

2008) sebagai berikut:

Δ푄 =−Σℎ푙

푛Σℎ푙/푄표… … … … … … (16)

Dimana: ∆Q = Koreksi laju aliran untuk loop

∑hl = Jumlah aljabar kerugian head untuk semua pipa dalam loop

n = Harga yang bergantung pada persamaan yang digunakan

untuk menghitung laju aliran.

Koreksi diberikan untuk setiap pipa dalam loop. Sesuai dengan

kesepakatan, jika ΔQ bernilai positif ditambahkan ke aliran yang searah

jarum jam dan dikurangkan jika berlawanan arah jarum jam. Untuk pipa

yang digunakan secara bersama dengan loop lain, maka koreksi aliran

untuk pipa tersebut adalah harga netto dari koreksi untuk kedua loop.

Page 30: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

30

8. Tuliskan aliran yang telah dikoreksi pada diagram jaringan pipa seperti

pada langkah 1. untuk memeriksa koreksi pada langkah 7 perhatikan

kontinuitas pada setiap pertemuan pipa.

9. Ulangi langkah 1 sampai 8 sampai koreksi aliran sekecil mungkin atau

mendekati nol (0).

Prosedur diatas dapat digambarkan pada table berikut:

Tabel 2.7 Prosedur Analisa Aliran dalam Pipa

1 2 3 4 5 6 7

No. Pipa

Panjang Pipa (L)

Diameter Pipa (d)

Laju Aliran

Unit Head Losses

(hf)

Head Losses

(hl)

ℎ푙푄

m mm m3/s m

Ditentukan

Ditentu kan

Ditentu kan Ditaksir Diagram

Pipa hf1

Pipa 1

Pipa 2

Σhl Σℎ푙푄

(Sumber : Nucholis, L. (2008)

2.13. Pengenalan EPANET 2.0

EPANET adalah program komputer yang menggambarkan simulasi

hidrolis dan kecenderungan kualitas air yang mengalir di dalam jaringan pipa.

Jaringan itu sendiri terdiri dari Pipa, Node ( titik koneksi pipa ), pompa, katub,

dan tangki air atau reservoir. EPANET dikembangkan oleh Water Supply and

Water Resources Division USEPA’S National Risk Management Research

Laboratory of United States America, dan pertama kali diperkenalkan pada

tahun 1993 kemudian versi yang lebih baru diterbitkan pada tahun 1999.

Page 31: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

31

Hasil yang diperoleh dari simulasi hidrolik dan performansi jaringan

menggunakan EPANET yaitu keseimbangan jaringan, arah aliran, head yang

terjadi. Selain itu, analisa sebuah jaringan pipa dengan menggunakan EPANET

dapat membantu kita untuk memecahkan beberapa masalah berupa analisa

terhadap jaringan baru, analisa energi, optimalisasi dari penggunaan air,

kualitas air dan tekanan, dsb.

Gambar 2.8 Tampilan Default Awal Epanet 2.0

2.14. Tahapan dalam Menggunakan Software Epanet 2.0

Tahapan dalam menggunakan EPANET untuk pemodelan sistem

distribusi air yaitu:

1. Menggambar jaringan yang menjelaskan sistem distribusi atau mengambil

dasar jaringan sebagai file text dimana pada penggambaran ini dilakukan

input data yaitu berupa junction, pipa, node, tanki, dan reservoir.

2. Mengedit properties dari object.

Page 32: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

32

3. Menggambarkan bagaimana sistem akan beroperasi.

4. Memilih tipe analisis yang akan digunakan.

5. Melakukan eksekusi program atau jalankan (run) analisis hidolis atau

kualitas air.

6. Hasil dari analisis yaitu berupa kapasitas aliran, head losses, kecepatan

aliran dan gambaran visual.

2.15. Memasukkan Data (Input)

Input dalam analisa ini dimaksudkan sebagai data-data yang diperlukan

sebagai masukan untuk proses analisa yang dilakukan. Data- data ini

merupakan langkah awal untuk memulai analisa. Langkah awal yang dilakukan

yaitu menampilkan ID setiap junction dan pipa kemudian memilih unit satuan

yang akan dipakai. Langkah yang dilakukan yaitu View > Options > Notation

kemudian tandai display node ID’s dan display link ID’s, atau bisa juga

langsung menekan tombol pada toolbar.

Gambar 2.9. Tampilan Map Option

Setelah langkah tersebut maka atur settingan dasar dari analisis yang

akan dilakukan dengan cara yaitu Project > Defaults > Hydraulics

Page 33: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

33

Gambar 2.10. Tampilan Defaults

Untuk mempermudah dalam menggambar sistem jaringan distribusi

maka diperlukan tampilan peta sebagai latar belakang ( background ) dimana

langkah yang dilakukan untuk membuat latar belakang yaitu View > Backdrop

> Load

Gambar 2.11. Latar Belakang Peta

Setelah pengaturan awal dilakukan maka input selanjutnya yaitu semua

komponen yang menyusun jaringan distribusi yang terdiri dari :

Page 34: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

34

1. Node ( Junction )

Node ini merupakan titik yang merupakan pertemuan masing–masing

pipa dan nantinya akan menghubungkan setiap ujung pipa. Input dari node ini

merupakan koordinat dari titik penghubung pipa dan permintaan

kebutuhan air di titik ini. Langkah yang dilakukan yaitu memilih

ikon node pada toolbar

Gambar 2.12. Input Junction

2. Pipa ( Pipa )

Dalam hal ini input yang diperlukan untuk pipa yaitu:

Panjang pipa ( length )

Diameter pipa (diameter)

Koefisien kekasaran pipa ( roughness)

Data yang dimaksukkan pada input ini disesuaikan pada data yang terdapat

pada bab IV. Langkah yang dilakukan yaitu memilih ikon pada

toolbar.

Page 35: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

35

Gambar 2.13. Input Pipa

3. Reservoir

Pada analisa ini reservoir yang dimaksud merupakan tempat

penampungan air dari masing – masing sumber mata air. Pada reservoir data

yang diinput yaitu besarnya kapsitas reservoir ( initial quality ). Langkah yang

dilakukan untuk memasukkan input yaitu dengan memilih ikon pada

toolbar.

2.16. Proses Eksekusi Program

Proses dilakukan setelah semua input yang diperlukan dimasukkan pada

setiap komponen maka dilakukan proses eksekusi terhadap jaringan pemipaan

yang telah dibuat. Eksekusi ini akan menunjukkan bisa atau tidaknya jaringan

yang telah direncanakan dapat beroperasi dengan baik. Langkah eksekusi

dilakukan dengan memilih ikon pada toolbar.

Setelah dilakukan proses eksekusi maka akan dihasilkan gambaran visual

dari sistem jaringan distribusi tersebut.

Page 36: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

36

Gambar 2.14. Gambaran Visual Jaringan Distribusi

2.17. Perbandingan Analisis Komputer dan Perhitungan Manual

Menurut Al-Amin (2011, Bab 3 hal 26-27) analisis menggunakan

metode Hardy Cross dan Newton-Raphson secara manual dibandingkan

dengan menggunakan program komputer menunjukkan adanya sedikit

perbedaan hasil perhitungan debit aliran di setiap pipa maupun tekanan

node. Hal ini dapat disebabkan karena batasan iterasi yang diterapkan

dalam penelitian.

Perbandingan hasil analisis antara program komputer EPANET 2.0,

Pipe Flow Expert 2010, dan WaterCAD 8.0 juga menunjukkan sedikit

perbedaan hasil seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut.

Page 37: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

37

Tabel 2.8. Perbandingan hasil analisis head loss

Sumber : http://eprints.unsri.ac.id/667/1/Makalah_Baitullah_Jogja_Des2011.pdf

Tabel 2.9. Perbandingan hasil analisis Laju Aliran

Sumber : http://eprints.unsri.ac.id/667/1/Makalah_Baitullah_Jogja_Des2011.pdf

Tabel 2.10. Perbandingan metode Hardy Cross dan Newton Raphson

Sumber : http://eprints.unsri.ac.id/667/1/Makalah_Baitullah_Jogja_Des2011.pdf

Page 38: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

38

Program komputer menawarkan kemudahan dalam hal penyelesaian

jaringan yang sangat kompleks dan besar yang dirasa sangat sulit dan

membutuhkan waktu sangat lama apabila diselesaikan secara manual.

Program EPANET 2.0, PipeFlow Expert 2010, dan WaterCAD 8.0 adalah

beberapa jenis program komputer yang telah banyak digunakan secara luas

dalam perhitungan jaringan pipa.

Program EPANET 2.0 adalah salah satu contoh program komputer

yang bersifat gratis (public domain) sehingga memberikan keuntungan

tersendiri untuk digunakan. Secara umum, keuntungan dan kerugian pada

masing-masing program komputer di atas dirangkum dalam Tabel berikut.

Tabel 2.11. Kelebihan dan Kekurangan software simulasi Komputer

Sumber : http://eprints.unsri.ac.id/667/1/Makalah_Baitullah_Jogja_Des2011.pdf

Page 39: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

39

BAB III

METODE PENELITIAN

Metode penelitian adalah suatu kerangka pendekatan pola pikir dalam rangka

menyusun dan melaksanakan suatu penelitian. Tujuan dari adanya suatu metode

penelitian adalah untuk mengarahkan proses berfikir dan proses kerja untuk

menjawab permasalahan yang akan diteliti lebih lanjut.

3.1. Waktu dan Tempat

Penelitian ini akan dilaksanakan pada bulan Desember 2014 di Desa

Langgomali, Kecamatan Wolo Kabupaten Kolaka.

3.2. Metode Pengambilan Data

Metode yang kami lakukan dalam penelitian ini adalah :

1. Penentuan Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian dilakukan langsung di Desa Langgomali, Kab. Kolaka,

dengan cara bertanya langsung dengan penduduk setempat, kemudian

mengambil data-data yang diperlukan. Selain itu, data-data pelengkap

diambil dikantor Desa / Pemerintahan setempat untuk menunjang

penulisan tugas akhir ini.

2. Metode Analisa

Metode analisa yang digunakan pada penelitian ini adalah metode

perkiraan aliran dalam pipa dengan menggunakan metode Simultaneous

Loop Equation, dimana nantinya digunakan untuk mengetahui perkiraan

Page 40: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

40

total debit air, total head, headloss, ditambah penggunaan air oleh

fasilitas-fasilitas umum yang ada.

3.3. Prosedur Penelitian

Adapun tahap penelitian yang akan dilakukan oleh penulis dalam rangka

mengumpulkan data hingga penyelesaian masalah dalam penelitian ini adalah

sebagai berikut :

1. Membuat Peta Jaringan Distribusi Air di Desa Langgomali dengan

Menggunakan Google Earth, Corel Draw, dan Photoshop.

2. Membuat Peta Kontur Desa Langgomali dengan bantuan software Quantum

GIS serta data satelit pulau Sulawesi menggunakan SRTM (Shuttle Radar

Topography Mission).

3. Menentukan spesifikasi Pipa yang digunakan warga untuk jaringan distribusi

air bersih Desa Langgomali

4. Menghitung Perkiraan jumlah penduduk Desa Langgomali dengan

menggunakan tiga metode yaitu Aritmetika, Geometri, dan Last-square. Dan

dari ketiga metode ini diambil nilai yang terbesar.

5. Melakukan pendataan tentang ketersediaan air bersih serta kebutuhan warga

akan air bersih di Desa Langgomali

6. Menghitung Head (energi persatuan berat air) dan tekanan air pada masing-

masing titik dengan software simulasi Epanet 2.0.

7. Menghitung Headloss (kehilangan energi) air selama melewati suatu

jaringan pipa.

Page 41: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

41

8. Menentukan Keseimbangan antara supply dan demand pada masing-masing

node (titik pengambilan air).

9. Melakukan koreksi dan perbaikan nilai aliran hasil kalkulasi software Epanet

2.0 dengan metode iterasi Hardy Cross untuk tiap loop.

10. Setelah seluruh data terkumpul akhirnya mengajukan solusi atas

permasalahan ditribusi air bersih kepada Pemerintah Desa setempat untuk

ditindaklanjuti kemudian.

Page 42: Rancang Sistem Distribusi Air Bersih

42

Flow Chart

Mulai

Studi Literatur Studi Lapangan

Identifikasi Masalah

Perumusan Masalah

Tujuan Penelitian

Pengumpulan Data

Peta Jaringan Spesifikasi Pipa

Ketersediann dan Kebutuhan

Air

Jumlah Pengguna 10 tahun

mendatang

Perhitungan Head Loss Pipa (HL) dan Turunannya

Perhitungan Head Loss Loop (F) dan Turunannya

Perhitungan Nilai Koreksi (ΔQ)

Perbaikan Nilai Aliran (ΔQ)

Aliran Optimal ?

Analisa

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Tidak

Ya