Studi Perencanaan Jaringan Distribusi Air Bersih di Kelurahan ...

  • Published on
    09-Dec-2016

  • View
    236

  • Download
    11

Embed Size (px)

Transcript

  • STUDI PERENCANAAN JARINGAN DISTRIBUSI AIR BERSIH DI KELURAHAN MULYOREJO KECAMATAN SUKUN

    KOTA MALANG

    Jayanti Putri Kiswandhi1, Donny Harisuseno2, Runi Asmaranto2 1Mahasiswa Program Sarjana Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya

    2Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

    Jalan MT. Haryono 167, Malang 65145, Indonesia Email: putrikiswandhi@gmail.com

    ABSTRAK

    Kelurahan Mulyorejo merupakan daerah berkembang. Di wilayah ini terdapat perkembangan pemanfaatan lahan dengan dominasi industri, pemukiman, dan pengolahan sampah. Berdasarkan pendataan kebutuhan peningkatan kualitas lingkungan perkotaan oleh masyarakat Kelurahan Mulyorejo, pemenuhan kebutuhan air bersih adalah salah satu permasalahan yang belum dapat teratasi. Penurunan kualitas air dan semakin mahalnya tarif penggunaan air, mendorong masyarakat untuk mencari alternatif penyediaan air bersih. Pemerintah Kota Malang melalui Dinas Cipta Karya memberikan bantuan berupa pembangunan sumur bor.

    Studi ini bertujuan untuk mendapatkan analisa jaringan distribusi air bersih yang sesuai dengan kebutuhan dan kriteria yang ada. Debit yang tersedia sebesar 3,5 liter/detik nantinya akan digunakan untuk melayani kebutuhan warga RW 05 sebanyak 290 Kepala Keluarga (KK). Setelah dilakukan analisa, didapatkan debit kebutuhan rata rata sebesar 2,244 liter/detik yang hanya mampu melayani sebesar 85,34% dari total keseluruhan penduduk. Analisa jaringan distribusi ini menggunakan program WaterCAD ver8 XM Edition. Dimana terdapat 3 kontrol parameter, yaitu tekanan, kecepatan, dan headloss gradient. Hasil analisa menunjukkan bahwa kecepatan air tertinggi terjadi pukul 07.00 dikarenakan jam tersebut adalah pemakaian air maksimum terjadi. Sedangkan untuk tekanan dan headloss gradient berbanding terbalik dengan kecepatan. Tekanan terendah terjadi saat air mencapai jam maksimum.

    Kata kunci : air tanah, perencanaan, WaterCAD ver8 XM Edition

    ABSTRACT Mulyorejo District is a growing area. In this region there is the development of land use

    with the dominance of industrial, residential, and waste management. Based on the data for the requirement of quality improvement of the urban environment for Mulyorejo Districtresident, the availability of clean water is one of the problems yet to be resolved. Water quality degradation and the increasingly high rates of water use, encourage people to seek alternative water supply. Malang government through the Dinas Cipta Karya is providing assistance in the form of construction of artesian well.

    This study aimed to obtain clean water distribution network analysis in accordance with the requirements and criteria. Dischargeavailable is at 3.5 liters / sec and will be used to serve the residents of RW 05 which include 290 families. After analyzing it, the result of average flow requiredis 2,244 liters / second which is only capable of serving for 85.34% of the total population.

    This distribution network analyzer is using WaterCAD program ver8 XM Edition. And there are three control parameters which is pressure, speed, and headloss gradient. The analysis shows that the water velocity is highest at 07.00 am because it is the peak hours of water usage occurs. As for the pressure and headloss gradient is inversely with speed. The lowest pressure occurs when the water reaches the peak hours. Keyword : groundwater, planning, WaterCAD program ver8 XM Edition

    mailto:putrikiswandhi@gmail.com

  • 1. PENDAHULUAN Latar Belakang

    Air merupakan sumber daya alam yang dibutuhkan oleh setiap makhluk hidup, baik untuk memenuhi kebutuhan secara langsng maupun tidak langsung. Banyak masalah yang muncul pada penyedia air bersih, diantaranya meresapnya limbah cair TPA ke dalam air tanah dan terbuangnya limbah pabrik di sungai.

    Faktor yang bisa dikaitkan dengan permasalahan tersebut adalah jumlah populasi penduduk yang cenderung meningkat di suatu wilayah yang mengakibatkan semakin meningkatnya kebutuhan air di wilayah tersebut. Disamping itu itu, perindustrian yang semakin berkembang mengakibatnya semakin sempitnya lahan terbuka untuk resapan air sehingga berpengaruh pada keberadaan air dalam tanah.

    Pemanfaatan air tanah merupakan upaya untuk memenuhi kebutuhan air di masa sekarang dan masa yang akan datang, serta merupakan alternatif yang terbaik apabila air di permukaan sudah tidak mencukupi atau sudah tidak terjangkau lagi.

    Untuk itu diperlukan adanya penyediaan air bersih yang secara kualitas memenuhi standar yang berlaku dan secara kuantitas dan kontinuitas harus dapat memenuhi kebutuhan masyarakat di suatu wilayah sehingga aktivitas dapat berjalan dengan baik. Identifikasi Masalah

    Kebutuhan air bersih di wilayah Kelurahan Mulyorejo masih sangat jauh dari sasaran pelayanan. Penurunan kualitas air dan mahalnya harga air menjadi permasalahan pokok di setiap tahunnya yang mendorong masyarakat untuk mencari alternatif penyediaan air

    bersih yang dapat menjangkau wilayah yang kekurangan pasokan air bersih.

    Salah satu usaha yang dilakukan untuk dapat memenuhi kebutuhan air bersih di wilayah ini adalah dengan adanya pembangunan sumur bor yang memanfaatkan potensi air tanah yang ada. Pemerintah Kota Malang melalui Dinas Cipta Karya merealisasikan pembangunan tersebut. Untuk mengurangi adanya kecurangan dalam pendistribusian air, penulis memberikan masukan berupa perencanaan jaringan distribusi air bersih dari sumur bor, tandon sampai ke jaringan utama.

    Perencanaan distribusi air bersih ini menggunakan program WaterCad V8 XM Edition yang memiliki kemampuan untuk menganalisavsekaligus mensimulasikan jaringan perpipaan. Tujuan Memperoleh debit kebutuhan air

    bersih di RW 05 Kecamatan Mulyorejo Kecamatan Sukun Kota Malang yang sesuai dengan kebutuhan.

    Merencanakan sistem jaringan perpipaan untuk pemenuhan kebutuhan air bersih sampai tahun 2034 dengan menggunakan bantuan program WaterCad V8 XM Edition.

    Agar penulis mempunyai keahlian dalam menyelesaikan suatu permasalahan jaringan air bersih dengan menggunakan software WaterCAD.

    2. KAJIAN PUSTAKA Proyeksi Penduduk Pertumbuhan penduduk merupakan salah satu faktor penting dalam perencanaan kebutuhan air bersih. Ada 3 metode untuk menghitung proyeksi penduduk, yaitu: 1) Metode Aritmatik

  • 2) Metode Geometrik 3) Metode Eksponensial Kemudian dilakukan uji kesesuaian proyeksi dengan menggunakan perhitungan Standar Deviasi dengan nilai terkecil dan Koefisien Korelasi dengan nilai yang mendekati +1. Kebutuhan Air Bersih

    Kebutuhan air bersih dikelompokkan menjadi 2 bagian, yaitu kebutuhan domestik dan non domestik. Kebutuhan domestik merupakan kebutuhan air yang digunakan untuk keperluan rumah tangga dan sambungan kran umum.

    Besar kebutuhan domestik yang diperlukan dihitung rerata kebutuhan air per satuan orang perhari. Kebutuhan air perorang perhari disesuaikan dengan dimana orang tersebut tinggal. Setiap kategori kota tertentu mempunyai kebutuhan akan air yang berbeda. Semakin besar kota maka tingkat kebutuhan air juga akan semakin besar.

    Tabel 1. Kebutuhan Air Bersih berdasarkan Kategori Kota dan Jumlah

    Penduduk

    Kategori kota

    Keterangan Jumlah

    Penduduk

    Kebutuhan air

    (ltr/org/hr)

    I Kota Metropolitan

    Diatas 1 juta 190

    II Kota Besar 500.000 - 1 juta

    170

    III Kota Sedang 100.000 - 500.000

    150

    IV Kota Kecil 20.000 - 100.000

    130

    V Desa 10.000 - 20.000

    100

    VI Desa Kecil 3.000 - 10.000

    60

    Sumber: Departemen Pekerjaan Umum RI Ditjen Cipta Karya (1994 : 40)

    Kebutuhan non domestik merupakan kebutuhan air selain untuk keperluan rumah tangga dan sambungan kran umum, seperti penyediaan air untuk sarana sosial, tempat ibadah, sekolah, rumah sakit,

    asrama, dan juga untuk keperluan komersil seperti industri, hotel, perdagangan, serta untuk pelayanan jasa umum. Analisa Hidrolika a. Hukum Bernoulli

    Aliran dalam pipa memiliki tiga macam energi yang bekerja didalamnya, yaitu : 1. Energi ketinggian 2. Energi tekanan 3. Energi kecepatan

    Hal tersebut dikenal dengan prinsip Bernoulli bahwa tinggi energi total pada sebuah penampang pipa adalah jumlah energi kecepatan, energi tekanan dan energy ketinggian yang dapat ditulis sebagai berikut: ETot = Energi ketinggian + Energi

    kecepatan + Energi tekanan

    ETot = h + 2g

    V2 +

    w

    p

    Menurut teori kekekalan energi dari hukum Bernoulli yakni apabila tidak ada energi yang lolos atau diterima antara dua titik dalam satu sistem tertutup, maka energi totalnya tetap konstan. Hal tersebut dijelaskan pada gambar di bawah ini:

    Gambar 1.Garis Tenaga dan Tekanan

    Sumber: Priyantoro (1991:7) Adapun Persamaan Bernoulli

    dalam gambar diatas dapat ditulis sebagai berikut (Priyantoro, 1991:8):

    dengan:

    HGL

    EGLV12

    2g

    a

    P1 V2

    2

    2g

    P2

    a

    b b

    V1

    V2h1

    h2

    hL

    L

    22

    22

    21

    11 h

    2g v

    P

    h2g v

    p

    h

  • w

    1

    p,

    w

    2

    p= Tinggi tekan di titik 1,2 (m)

    2g

    V2

    1 ,2g

    V2

    2 = Tinggi energi dititik 1 dan

    2 (m) p1, p2 =Tekanan di titik 1 dan 2 (kg/m

    2) w = Berat jenis air (kg/m

    3) V1,V2=Kecepatan aliran di titik 1 dan 2 (m/dt) g = Percepatan gravitasi (m/det2) h1, h2= Tinggi elevasi di titik 1 dan 2 dari garis yang ditinjau (m) Hf = Kehilangan tinggi tekan dalam pipa (m) b. Hukum Kontinuitas Qmasuk = Qkeluar A1 . V1 = A2 . V2 dengan: Q1 = debit pada potongan 1 (m

    3/det) Q2 = debit pada potongan 2 (m

    3/det) A1 = luas penampang pada potongan 1 A2 = luas penampang pada potongan 2 V1 = kecepatan pada potongan 1 V2 = kecepatan pada potongan 2

    Pada aliran percabangan pipa jugaberlakuhukum kontinuitas dimana debit yangmasuk pada suatu pipa sama dengan debityang keluar pipa. Hal tersebut diilustrasikansebagai berikut: Q1 = Q2 + Q3 A1.V1 = (A2.V2) + (A3.V3) dengan: Q1,Q2,Q3 = Debit yang mengalir pada penampang 1, 2 dan 3 (m3/det) V1,V2,V3 = Kecepatan pada penampang 1,2 dan 3 (m/det) c. Kehilangan Tekanan (Headloss)

    Kehilangan tinggi tekan dalam pipa dapat dibedakan menjadi kehilangan tinggi tekan mayor (major losses) dan kehilangan tinggi tekan minor (minor losses). Kehilangan Tinggi Tekan Mayor

    (Major Losses)

    Ada beberapa teori dan formula untuk menghitung besarnya kehilangan tinggi tekan mayor ini yaitu dari Hazen-Williams, Darcy-Weisbach, Manning, Chezy, Colebrook-White dan Swamme-Jain. Adapun besarnya kehilangan tinggi tekan mayor dalam kajian ini dihitung dengan persamaan Hazen-Williams (Priyantoro 1991 : 21):

    54,063,085.0 SRACQ hw 54,063,085.0 SRCV hw

    dengan: V = kecepatan aliran pada pipa Chw =koefisien kekasaran pipa Hazen-Williams A = luas penampang aliran (m2) Q = debit aliran pada pipa (m3/det) S = kemiringan hidraulis

    = fh / L

    R = jari-jari hidrolis (m) = D / 4

    Untuk Q = V / A, didapat persamaan kehilangan tinggi tekan mayor menurut Hazen-Williams sebesar (Webber 1971 : 121):

    85,1.Qkh f

    k 87,485,1 .

    67,10

    DC

    L

    hw

    dengan:

    fh = kehilangan tinggi tekan mayor (m)

    D = diameter pipa (m) K = koefisien karakteristik pipa L = panjang pipa (m) Q = debit aliran pada pipa (m3/det) Chw = koefisien kekasaran Hazen-Will Kehilangan Tinggi Tekan Minor

    (Minor Losses) Ada berbagai macam kehilangan tinggi tekan minor sebagai berikut: 1. Kehilangan Tinggi Minor karena Pelebaran Pipa 2. Kehilangan Tinggi Minor karena Penyempitan Mendadak pada Pipa

  • 3. Kehilangan Tinggi Minor karena Mulut Pipa 4. Kehilangan Tinggi Minor karena Belokan pada Pipa 5. Kehilangan Tinggi Minor karena Sambungan dan Katup pada Pipa

    Pada pipa-pipa yang panjang, kehilangan minor ini sering diabaikan tanpa kesalahan yang berarti (L/D >>1000), tetapi dapat menjadi cukup penting pada pipa yang pendek (Priyantoro,1991:37).

    Kehilangan minor pada umumnya akan lebih besar bila terjadi perlambatan kecepatan aliran didalam pipa dibandingkan peningkatan kecepatan akibat adanya pusaran arus yang ditimbulkan oleh pemisahan aliran dari bidang batas pipa (Linsley, 1989:273). Pompa

    Pompa adalah komponen system yang mampu memberikan tambahan tekanan dalam suatu sistem jaringan distribusi air bersih. Karateristik pompa ditunjukkan oleh debit yang dihasilkan pada berbagai jenis variasi tinggi tekan (head). Semakin tinggi head yang ditambahkan, maka semakin kecil debit yang diproduksi dan sebaliknya.

    Head total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan sejumlah air seperti yang direncanakan dapat ditentukan berdasarkan kondisi instalasi yang akan dilayani pompa. Perhitungan head total pompa dapat dihitung berdasarkan persaman berikut (Sularso, 2000:28):

    2g

    v2 ZbhhH lmf

    dengan: H = head total pompa (m) Hf = kehilangan tinggi tekan major losses (m) hlm = kehilangan tinggi tekan minor losses (m)

    Zb = merupakan perbedaan tinggi muka air di sisi keluar dan sisi isap v2/2g = head kecepatan keluar (m) Tandon

    Secara umum tandon merupakan tempat tampungan sementara air baku dari sumber air. Bahan acuan dalam menentukan lokasi dan perhitungan dimensi tandon harus memenuhi pedoman berikut. Tandon harus dekat dengan pusat

    daerah layanan, kecuali tidak dimungkinkan.

    Tinggi tandon minimal 5 m dari permukaan tanah, hal tersebut disesuaikan dengan peraturan Permen PU 18 tahun 2007.

    Volume efektif tandon ditentukan berdasarkan keseimbangan aliran keluar dan aliran masuk pada tandon.

    Kapasitas tandon bergantung pada fluktuasi kebutuhan masuk dan keluar, kapasitas pemompaan dan kegunaan dari tandon tersebut. Volume tandon ditentukan dengan memperhitungkan debit dan perkiraan lama jam puncak. Berdasarkan perhitungan volume tandon tersebut, diperoleh dimensi tandon dengan persamaan berikut: V = T x L x P dengan: V = volume tandon (m3) T = tinggi tandon (m) L = lebar tandon (m) P = panjang tandon (m) 3. METODOLOGI PENELITIAN

    Kelurahan Mulyorejo merupakan sebuah kelurahan yang berada di Kecamatan Sukun, Kota Malang. Kecamatan ini berada di 112o3614 - 112o4042 BT dan 077o3638 - 008o0157 LS.

    http://id.wikipedia.org/wiki/Bujur_Timur

  • Gambar 2. Peta Kota Malang

    Sumber: Bakosurtanal

    Gambar 3. Peta Lokasi Studi

    Sumber: Bakosurtanal Pengumpulan Data

    Adapun data yang diperlukan yaitu: 1. Peta Topografi, didapatkan dari Bakosurtanal. Peta ini digunakan untuk menentukan letak pipa yang akan digunakan untuk mendistribusi air bersih. 2. Data Jumlah Penduduk, didapatkan dari Kantor Kelurahan setempat. Data yang diperlukan berupa jumlah penduduk Kelurahan Mulyorejo yang nantinya akan digunakan untuk menghitung proyeksi penduduk selama 20 tahun mendatang. 3. Data Ketersediaan Air, didapatkan dari hasil pengeboran air tanah.

    4. Referensi yang berkaitan dengan studi ini. Pengolahan Data 1. Analisa Kebutuhan Air Bersih - Melakukan perhitungan penduduk

    dengan proyeksi 20 tahun. - Perhitungan dimulai dengan

    perhitungan nilai standar deviasi dan koefisien korelasi. Kemudian dapat dipilih proyeksi penduduk yang paling mendekati kenyataan.

    - Perhitungan kebutuhan penduduk dengan membagi kebutuhan air menjadi 3 bagian, yaitu kebutuhan domestik, non domestik, dan kehilangan air.

    2. Analisa Penyediaan Air Bersih - Melakukan perencanaan jaringan

    perpipaan pada wilayah studi. Perencanaan dimaksudkan untuk mengetahu...

Recommended

View more >