Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
1
M. Baitullah Al Amin
XI. PROGRAM KOMPUTER UNTUK ANALISIS JARINGAN PIPA
Kemajuan informasi sungguh sangat cepat dan mungkin jauh lebih cepat dari yang dapat
diprediksi sebelumnya. Penggunaan komputer besar pada tahun 60-an masih sangat
terasa mahal sehingga hanya pekerjaan yang dianggap penting yang ditangani. Harga
CPU time untuk computer main frame sangat mahal pada jamannya. Mungkin tidak
dibayangkan bahwa 40 tahun kemudian komputer dengan kemampuan ribuan kali
komputer yang digunakan awal tahun 60-an dapat diperoleh dengan harga ribuan kali
lebih murah. CPU time menjadi sangat murah. Kemampuan hardware komputer dan
software berjalan saling mendorong sehingga kemajuan di kedua bidang tersebut terasa
sangat cepat.
Dalam bidang teknik sipil, penggunaan komputer untuk menangani berbagai masalah
seakan akan sudah merupakan keharusan terutama permasalahan hitungan yang rumit.
Hitungan tangan dengan kalkulator sudah mulai ditinggalkan, mirip dengan pertengahan
tahun 70-an, saat orang meninggalkan slide rule (mistar hitung).
Analisis aliran dalam jaringan pipa merupakan aplikasi dalam bidang teknik sipil yang
telah diprogramkan sebagai penyelesaian hitungan yang rumit pada awal perkembangan
computer mainframe tahun 1960-an. Sejak saat itu, kemajuan dalam teknik analisis dan
kemampuan menghitung memungkinkan user untuk menyelesaikan sistem dengan
puluhan ribu pipa dalam hitungan detik menggunakan komputer. Bab ini akan membahas
salah satu program komputer yang dapat digunakan untuk analisis perilaku hidraulika
jaringan pipa, yaitu EPANET. Jaringan pipa yang dimaksud adalah jaringan pipa
distribusi air bersih/minum.
11.1. KEBUTUHAN PROGRAM KOMPUTER
Permasalahan klasik aliran dalam jaringan pipa menyebutkan bahwa debit aliran dan
energi tekanan titik dalam jaringan pipa merupakan parameter yang hendak diketahui.
Dua persamaan dibutuhkan untuk menyelesaikan permasalahan ini. Persamaan pertama
mensyaratkan konservasi debit (kontinuitas) terpenuhi di setiap node pipa (junction).
Persamaan kedua merupakan hubungan nonlinier antara debit dan kehilangan energi di
setiap pipa, seperti persamaan Darcy-Weisbach dan Hazen - Williams. Kapan pun sebuah
jaringan terdiri dari loop, persamaan-persamaan tersebut membentuk pasangan persamaan
nonlinier. Persamaan ini hanya dapat diselesaikan menggunakan metode iterasi, yang
bahkan untuk sebuah jaringan yang kecil membutuhkan bantuan komputer. Karena
umumnya jaringan pipa terdiri dari loop, program komputer menjadi suatu kebutuhan
untuk menganalisis perilaku hidraulika jaringan pipa tersebut.
11.2. REPRESENTASI JARINGAN
11.2.1. KOMPONEN JARINGAN
Program komputer digunakan untuk analisis jaringan pipa melalui pembangunan model
jaringan pipa di komputer yang disebut sebagai model komputer. Keuntungan
menggunakan model komputer ini adalah perilaku jaringan pipa dapat lebih dulu
diketahui sebelum jaringan tersebut benar-benar dibangun. Pada kasus pipa yang telah
dibangun, model komputer dapat digunakan untuk evaluasi jaringan apabila terjadi
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
2
M. Baitullah Al Amin
masalah pada jaringan tersebut seperti penutupan pipa akibat perbaikan untuk pemadam
kebakaran, atau terjadinya kebocoran dan tidak mengalirnya air pada suatu daerah
layanan. Selain itu, model komputer juga berguna untuk memprediksi perilaku jaringan
sebagai antisipasi penambahan kebutuhan air (akibat penambahan sambungan pelayanan)
di masa yang akan datang.
Model komputer membutuhkan sistem jaringan pipa yang sesungguhnya untuk ditirukan
yang merupakan kumpulan dari pipa-pipa (links) yang terhubungkan secara bersama-
sama pada tiap ujungnya yang disebut sebagai titik simpul (nodes). Air mengalir di
sepanjang pipa dan memasuki atau meninggalkan sistem melalui node. Komponen fisik
sesungguhnya harus direpresentasikan dalam tiruan sistem yang dibangun (model
komputer). Agar lebih jelas, perhatikan skema jaringan yang ditunjukkan pada Gambar
11.1. Dalam skema tersebut, links merepresentasikan pipa-pipa, pompa, atau katup
pengatur. Pipa berfungsi mengalirkan air dari satu titik ke titik lainnya, pompa berfungsi
menaikkan tekanan hidraulik dari air, dan katup pengatur berfungsi menjaga tekanan dan
debit pada kondisi tertentu. Sedangkan nodes merepresentasikan sambungan pipa
(junction), reservoir, dan tangki. Junction merupakan titik simpul dimana pipa terhubung
secara bersama-sama dan tempat konsumsi air terjadi (outflow). Reservoir
merepresentasikan sumber air dengan energi tekanan tetap, seperti danau, akuifer air
tanah, dan outlet instalasi pengolahan air. Tangki merupakan fasilitas penampungan,
dimana volume dan elevasi muka airnya dapat berubah selama pengoperasian sistem.
Gambar 11.1. Representasi node-link dalam sistem jaringan pipa
11.2.2. SKELETONISASI JARINGAN (NETWORK SKELETONIZATION)
Ketika membangun model jaringan, salah satu hal yang harus diputuskan adalah pipa
mana yang akan dimasukkan ke dalam model. Hal ini disebabkan tidak semua pipa
mungkin akan dimasukkan ke dalam model yang dibangun. Sebagai contoh untuk sistem
jaringan pipa yang besar, pipa persil (sambungan rumah) mungkin tidak perlu
dimasukkan ke dalam model. Proses untuk merepresentasikan hanya pipa terpilih yang
dimasukkan ke dalam model disebut sebagai skeletonisasi (skeletonizatuion). Keuntungan
dari model yang telah dilakukan skeletonisasi adalah data yang dibutuhkan menjadi
berkurang dan analisis menjadi lebih mudah. Kerugiannya adalah sangat membutuhkan
pertimbangan secara teknis (engineering judgement) yang baik dalam menentukan mana
pipa yang akan dimasukkan. Selain itu, skeletonisasi jaringan juga tergantung pada tujuan
analisis jaringan. Sebagai contoh, untuk analisis jadwal penggunaan pompa mungkin
proses skeletonisasi yang tinggi (banyak pipa yang tidak dimasukkan) dapat dilakukan.
Sedangkan untuk tujuan analisis kualitas air, penyediaan fasilitas pemadam kebakaran,
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
3
M. Baitullah Al Amin
membutuhkan skeletonisasi yang rendah karena mempertimbangkan pengaruh dari setiap
lokasi dalam sistem.
11.3. KEBUTUHAN DATA
11.3.1. LABEL ID
Setiap node dan link harus diberikan nomor atau label sehingga dapat diidentifikasi
selama proses analisis. Pemberian label dianggap lebih memberikan fleksibilitas
dibandingkan penomoran karena lebih mudah memberikan informasi mengenai ID dari
komponen jaringan. Misalnya, untuk pipa lebih memberikan informasi jika diberikan
label pipa1, pipa2, pipa3, dan seterusnya dibandingkan hanya penomoran saja.
11.3.2. ELEVASI NODE
Merupakan suatu hal yang penting untuk memasukkan elevasi yang akurat tiap node
dalam sistem yang dibangun, misalnya reservoir dan tangki penampungan, dan lokasi alat
ukur tekan (pressure gauge) ditempatkan untuk tujuan kalibrasi tekanan. Setiap kesalahan
dalam memasukkan elevasi node akan memberikan kesalahan dalam perkiraan tekanan di
node tersebut dibandingkan dengan sistem yang sesungguhnya.
11.3.3. DIAMETER PIPA
Diameter pipa perlu dipertimbangkan untuk mengalirkan air dalam jaringan pipa.
Diameter yang terlalu kecil dapat mengakibatkan kehilangan energi yang cukup
signifikan. Sebaliknya, diameter yang terlalu besar dapat menyebabkan pemborosan
walaupun kehilangan energi menjadi lebih kecil. Salah satu manfaat dari model komputer
adalah membangun sistem tiruan dari sistem yang sesungguhnya sebelum diterapkan.
Dengan pemodelan, dapat dirancang ukuran pipa yang dianggap tepat untuk mengalirkan
air dalam sistem yang akan dibangun.
11.3.4. TINGGI KEKASARAN PIPA
Tinggi kekasaran pipa merupakan karaketeristik pipa yang tidak kalah penting. Semakin
kasar dinding pipa, kehilangan energi akibat tahanan permukaan yang terjadi juga
semakin besar. Sebaliknya, semakin licin dinding pipa semakin kecil kehilangan energi
yang terjadi. Dengan demikian, untuk pipa dengan tinggi kekasaran yang kecil dapat lebih
menghemat diameter pipa yang akan digunakan. Tinggi kekasaran pipa dipengaruhi oleh
jenis pipa (material), dan kekasaran permukaan pipa.
11.3.5. KURVA POMPA
Pompa berfungsi untuk menambahkan energi tekanan agar air dapat dialirkan ke tempat
yang lebih tinggi. Setiap pompa memiliki hubungan spesifik antara energi tekanan dengan
debit aliran yang dapat diberikan. Kurva yang menunjukkan hubungan ini disebut sebagai
kurva energi tekanan-debit pompa yang umumnya berbentuk cembung. Di samping itu,
terdapat juga kurva hubungan antara efisiensi, dan daya sebagai fungsi dari debit aliran.
Ketiga kurva di atas disebut sebagai kurva karaketeristik pompa yang biasanya diberikan
oleh pabrik pembuat pompa tersebut. Walaupun demikian, karena karakteristik pompa
dapat berubah seiring waktu, pengujian pompa perlu dilakukan secara periodik untuk
memperoleh kinerja pompa yang sesungguhnya.
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
4
M. Baitullah Al Amin
11.4. PROGRAM KOMPUTER UNTUK ANALISIS JARINGAN PIPA
Sampai saat ini telah banyak tersedia program komputer yang tersedia oleh bermacam-
macam vendor baik yang bersifat komersial maupun public domain, mulai dari yang
paling lengkap fiturnya sampai dengan yang paling sederhana diantaranya seperti yang
ditunjukkan pada Tabel 11.1 berikut.
Tabel 11.1. Program komputer untuk pemodelan jaringan pipa
No. Program Komputer Vendor
1 AQUA Computer Modeling, Inc.
2 AVWater CEDRA
3 BOSS EMS BOSS International
4 CYBERNET Haestad Methods, Inc.
5 EPANET US EPA
6 FAAST Faast Software
7 FLOW NETWORK Kelix Software Systems
8 ANALYSIS H2ONET MW Soft, Inc.
9 HYDRONET Tahoe Designs Software
10 InWater Intergraph
11 KYPIPE University of Kentucky
12 PICCOLO SAFEGE Consulting Engrs.
13 PIPE-FLO Engineered Software, Inc.
14 PIPES Watercom Pty Ltd.
15 RINCAD CEDEGER
16 RJN CASS WORKS RJN Computer Services, Inc.
17 SDP Charles Howard & Assoc, Ltd.
18 Stoner Workstation Stoner Associates, Inc.
19 TDHNET TDH Engineering
20 USU-NETWK Utah State University
21 WADISO Lewis Publishers-1990
22 Water Distribution Systems:
Simulation and Sizing Water
Works
Syntex Systems Corporation
23 WATER/WGRAPH Municipal Hydraulics Ltd.
24 WaterMax The Pitometer Associates
25 WATNET WRc
26 WATSYS Expertware Dev. Corp.
27 WaterCad/WaterGems Bentley System, Inc.
28 WaterNet Hydraulic Laboratory of Gadjah
Mada University
11.5. PROGRAM EPANET
11.5.1. LATAR BELAKANG
EPANET merupakan program komputer untuk pemodelan jaringan pipa yang bersifat
public-domain yang dikembangkan oleh U.S. Environmental Protection Agency
(US.EPA). EPANET dapat mensimulasikan perilaku hidraulika dan kualitas air (tidak
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
5
M. Baitullah Al Amin
dibahas di buku ini) dalam jaringan pipa. Simulasi perilaku hidraulika dapat dilakukan
untuk waktu tunggal (single period) atau beberapa waktu (extended period) misalnya
selama 24 jam. EPANET pertama kali hadir pada tahun 1993 dan telah dilakukan
beberapa kali pengembangan. Versi terbaru dari EPANET adalah EPANET 2.0 yang
dirilis pada tahun 2008. Program komputer ini dapat diunduh secara gratis dari website
resmi US.EPA pada http://www.epa.gov/nrmrl/wswrd/dw/epanet.html.
11.5.2. GRAPHICAL USER INTERFACE (GUI)
Graphical user interface (GUI) EPANET digunakan untuk membangun jaringan yang
akan disimulasi, mengedit properti komponen jaringan dan pilihan simulasi, melakukan
simulasi, dan mengakses hasil simulasi.
Gambar 11.2 menunjukkan GUI EPANET yang muncul ketika dilakukan edit jaringan.
Network Map menyediakan layout skematis dari sistem yang akan dibangun sehingga
memberikan kepada user gambaran dimana komponen ditempatkan dan bentuk jaringan
yang dibangun. Toolbar yang muncul pada bagian atas dapat digunakan user untuk
menambahkan komponen secara visual. Komponen yang ada di Network Map dapat
diedit, dipindahkan, atau dihapus. Pada bagian toolbar juga disediakan fasilitas untuk
menggerakkan, memperbesar atau memperkecil tampilan layout.
Gambar 11.2. GUI EPANET
Jendela Browser merupakan pusat panel pengaturan pada EPANET. Jendela ini
digunakan untuk:
1. Memilih objek tertentu dalam jaringan.
Menu Network Map Toolbars
Status Property Browser Ju
rusa
n Tek
nik Si
pil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
6
M. Baitullah Al Amin
2. Menambahkan, menghapus, atau mengedit jaringan termasuk diantaranya objek
yang tidak tampak secara visual, misalnya pilihan simulasi.
3. Memilih variabel parameter hidraulika yang dimunculkan dalam Network Map
sebagai hasil simulasi.
4. Memilih periode waktu yang ditampilkan apabila simulasi dilakukan untuk lebih
dari satu periode waktu.
Jendela yang ketiga adalah jendela Property Editor. Jendela ini lebih kecil dibanding
yang lainnya seperti yang ditunjukkan pada Gambar 11.2. Jendela ini digunakan untuk
mengubah properti dari objek yang sedang dipilih pada Network Map atau Browser.
Gambar 11.3 menunjukkan beberapa contoh jenis keluaran yang dihasilkan setelah
simulasi dilakukan dengan sukses. EPANET memberikan fasilitas untuk mengakses hasil
simulasi dalam berbagai format, diantaranya tabel, grafik, kontur, dan sebagainya.
Gambar 11.3. Contoh keluaran hasil simulasi menggunakan EPANET
11.5.3. Memasang EPANET
EPANET 2.0 dirancang untuk berjalan dalam sistem operasi Windows 95/98/NT/XP
(bisa juga dijalankan pada sistem operasi Windows Vista/7). Program ini diberikan
sebagai file tunggal, yaitu en2setup.exe. Untuk memasang EPANET pada komputer
caranya adalah sebagai berikut:
1. Pilih Run dari Windows Start Menu.
2. Klik tombol Browse kemudian cari dimana file en2setup.exe disimpan.
3. Klik tombol OK untuk memulai proses pemasangan.
4. Atau dapat juga dengan cara membuka folder dimana file en2setup.exe disimpan,
kemudian klik dua kali file tersebut untuk memulai proses pemasangan.
Pada saat pemasangan, program akan menanyakan tempat (folder) dimana file instalasi
EPANET akan ditempatkan. Folder standar adalah C:\Program Files\EPANET2.
Setelah program berhasil dipasang, pada Windows Start Menu akan memiliki menu baru
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
7
M. Baitullah Al Amin
yang dinamakan folder shortcut EPANET 2.0. Untuk menjalankan EPANET cukup
dengan memilih folder tersebut kemudian submenu akan ditampilkan. Selanjutnya klik
EPANET 2.0 untuk mulai menjalankannya.
Jika EPANET ingin dihapus dari komputer, langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:
1. Pilih Control Panel dari Windows Start Menu.
2. Klik dua kali pada menu Add/Remove Programs.
3. Pilih EPANET 2.0 dari daftar program yang ditampilkan.
4. Klik tombol Add/Remove. Tunggu sampai proses penghapusan selesai.
11.5.4. Menu EPANET
Menu EPANET ditampilkan pada jendela Toolbar Map yang dapat digunakan dengan
cara menekan tombol-tombol pada jendela tersebut.
Gambar 5.4. Menu EPANET 2.0
Fungsi dari tombol-tombol tersebut akan dijelaskan sebagai berikut.
1. New , digunakan untuk membuat file pekerjaan yang baru.
2. Open , digunakan untuk membuka file pekerjaan yang telah dibuat dan disimpan
sebelumnya.
3. Save , digunakan untuk menyimpan pekerjaan yang telah dibuat.
4. Print , digunakan untuk mencetak hasil pekerjaan.
5. Copy , digunakan untuk meng-copy hasil pekerjaan pada jendela Network Map.
6. Delete , digunakan untuk menghapus komponen jaringan pada jendela Network
Map.
7. Find , digunakan untuk mencari komponen tertentu dari jaringan pada jendela
Network Map. Biasanya sangat membantu apabila jaringan yang dibangun cukup
besar sehingga kesulitan untuk mencari letak komponen jaringan tertentu.
8. Run , digunakan untuk menjalankan simulasi. Simulasi baru dapat dijalankan
apabila semua data yang dibutuhkan telah dimasukkan dengan benar.
9. Query , digunakan untuk mencari komponen tertentu dalam jaringan yang
memiliki parameter dengan besaran yang ditentukan. Misalnya, mencari node dengan
tekanan di bawah nol (negatif) atau pipa dengan kecepatan aliran kurang dari 1 m/det,
dan sebagainya.
10. Graph , digunakann untuk menampilkan hasil simulasi dalam bentuk grafik.
Tombol ini baru bisa berjalan setelah simulasi dijalankan terlebih dahulu.
11. Table , digunakan seperti halnya pada tombol Graph. Hanya saja hasil simulasi
ditampilkan dalam bentuk tabel.
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
8
M. Baitullah Al Amin
12. Options , digunakan untuk mengatur pilihan dari jendela Network Map. Misalnya,
untuk mengatur ukuran tampilan node dan pipa, menampilkan notasi komponen
jaringan, dan sebagainya.
13. Select Object , digunakan untuk memilih objek dalam jaringan.
14. Select Vertex , digunakan untuk memilih titik vertex pada setiap link yang dibuat.
Tombol ini sangat berguna untuk penggambaran pipa lengkung.
15. Select Region , digunakan untuk memilih sebagian daerah dari jaringan pada
Network Map.
16. Pan , digunakan untuk menggerakkan jaringan pada Network Map.
17. Zoom In , digunakan untuk memperbesar tampilan jaringan.
18. Zoom Out , digunakan untuk memperkecil tampilan jaringan.
19. Full Extent , digunakan untuk menampilkan jaringan keseluruhan.
20. Add Junction , digunakan untuk menggambarkan atau menambahkan node/junction
pada Network Map.
21. Add Reservoir , digunakan untuk menggambarkan atau menambahkan reservoir
pada Network Map.
22. Add Tank , digunakan untuk menggambarkan atau menambahkan tangki pada
Network Map.
23. Add Pipe , digunakan untuk menggambarkan atau menambahkan pipa pada
Network Map.
24. Add Pump , digunakan untuk menggambarkan atau menambahkan pompa pada
Network Map.
25. Add Valve , digunakan untuk menggambarkan atau menambahkan katup pada
Network Map.
26. Add Label , digunakan untuk menggambarkan atau menambahkan teks/label pada
Network Map.
11.6. SIMULASI CONTOH JARINGAN
11.6.1. CONTOH JARINGAN
Gambar 11.5 menunjukkan contoh jaringan sederhana yang terdiri dari konfigurasi
branch dan loop. Jaringan tersebut memiliki satu buah sumber air (reservoir) dengan
elevasi yang lebih tinggi dibanding elevasi pada titik lainnya di dalam jaringan.
Diasumsikan reservoir tersebut adalah sungai yang airnya akan didistribusikan secara
gravitasi. Tabel 11.2 dan 11.3 masing-masing memberikan harga untuk properti setiap
node dan pipa dalam jaringan.
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
9
M. Baitullah Al Amin
Gambar 11.5. Contoh jaringan sederhana
Tabel 11.2. Properti node dari jaringan contoh
Node Elevasi (m) Kebutuhan Air (l/det)
Res1 175 -
J1 110 1,5
J2 125 3.5
J3 110 1,5
J4 110 1,5
J5 115 0.2
J6 110 1,5
J7 110 1,5
J8 110 1,5
J9 95 0.2
J10 110 1,5
J11 85 0.2
J12 110 1,5
J13 110 1,5
Tabel 11.3. Properti pipa dari jaringan contoh
Pipa Panjang (m) Diameter (mm) (mm) Keterangan
P1 3.000 150 0,15 Besi Galvanis
P2 1.000 100 0,05 PVC
P3 1.000 100 0,05 PVC
P4 1.000 100 0,05 PVC
P5 1.000 100 0,05 PVC
P6 1.000 100 0,05 PVC
P7 1.000 100 0,05 PVC
P8 1.000 100 0,05 PVC
P9 1.000 100 0,05 PVC
P10 1.000 100 0,05 PVC
P11 1.000 100 0,05 PVC
P12 1.000 50 0,05 PVC
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
10
M. Baitullah Al Amin
P13 1.000 100 0,05 PVC
P14 1.000 50 0,05 PVC
P15 1.000 100 0,05 PVC
P16 1.000 100 0,05 PVC
P17 1.000 100 0,05 PVC
11.6.2. MENGATUR PEKERJAAN (PROJECT SETUP)
Sebelum menggambarkan jaringan, terlebih dahulu dilakukan pengaturan pilihan standar
(default options) yang disebut sebagai project setup. Pekerjaan dimulai dengan
menjalankan EPANET kemudian memilih File >> New untuk membuat pekerjaan yang
baru. Selanjutnya pilih Project >> Defaults untuk membuka kotak dialog seperti yang
ditunjukkan dalam Gambar 11.6. Pada posisi halaman ID Labels yang terpilih, dapat
digunakan untuk mendefinisikan label dan nomor setiap komponen jaringan, sehingga
setiap kali menambahkan komponen baru EPANET secara otomatis akan memberikan
label berikut nomor seperti yang telah didefinisikan. Ketikkan J pada Junctions, Res pada
Reservoirs, T pada Tanks, P pada Pipes, Pump pada Pumps, dan V pada Valves.
Kosongkan untuk Patterns dan Curves. Pastikan ID Increment terisi dengan 1.
Berikutnya pilih halaman Properties dan isikan 110 pada Node Elevation, 10 pada Tank
Diameter, 5 pada Tank Height, 1000 pada Pipe Length, 100 pada Pipe Diameter, dan
0,05 (gunakan titik sebagai tanda desimal) pada Pipe Roughness. Pastikan Auto Length
pada posisi Off karena penggambaran akan dilakukan secara skematis. Berikutnya masuk
ke halaman Hydraulics dan pilih LPS untuk Flow Units, dan D-W (Darcy Weisbach)
untuk Headloss Formula. Biarkan nilai untuk parameter lainnya tetap pada nilai awal.
Terakhir, centang pada pilihan Save as defaults for all new projects yang terletak pada
bagian bawah sebelum menekan tombol OK. Hal ini dimaksudkan agar EPANET secara
otomatis menetapkan nilai-nilai di atas untuk pekerjaan baru yang lainnya. Hasilnya
terlihat seperti dalam Gambar 11.6, Gambar 11.7, dan Gambar 11.8.
Gambar 11.6. Pengaturan halaman ID Labels
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
11
M. Baitullah Al Amin
Gambar 11.7. Pengaturan halaman Properties
Gambar 11.8. Pengaturan halaman Hydraulics
Selanjutnya dilakukan pengaturan tampilan jendela Network Map sehingga setiap kali
ditambahkan komponen jaringan, label dan simbolnya akan ditampilkan. Pilih View >>
Options sehingga ditampilkan kotak dialog Map Options. Pilih halaman Notations dan
centang untuk Display Node IDs dan Display Link IDs seperti yang ditunjukkan dalam
Gambar 11.9. Kemudian pindah ke halaman Symbols dan pastikan semua pilihan
tercentang seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 11.10. Tekan tombol OK untuk
menerima pilihan tersebut dan menutup kotak dialog. Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
12
M. Baitullah Al Amin
Gambar 11.9. Pengaturan halaman Notations
Gambar 11.10. Pengaturan halaman Symbols
Akhirnya, sebelum menggambar jaringan pengaturan skala peta seharusnya dilakukan
dengan nilai yang sesuai. Pilih View >> Dimensions untuk menampilkan kotak dialog
Map Dimensions. Perhatikan dimensi secara default sudah ditetapkan untuk pekerjaan
baru seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 11.11. Namun, karena pada contoh ini
penggambaran dilakukan secara skematis, biarkan nilai tersebut dan tekan tombol OK
untuk menutup kotak dialog.
Gambar 11.11. Kotak dialog Map Dimensions
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
13
M. Baitullah Al Amin
11.6.3. MENGGAMBAR JARINGAN
Setelah dilakukan pengaturan pekerjaan, penggambaran jaringan telah dapat dimulai.
Gambar 11.5 digunakan sebagai acuan dalam penggambaran jaringan.
Pertama, tambahkan reservoir dengan menekan tombol Add Reservoir . Kemudian
klik pada jendela Network Map dimana Reservoir ditempatkan. Perhatikan label Res1
secara otomatis ditampilkan sesuai dengan nilai default-nya.
Selanjutnya, tambahkan junction dengan menekan tombol Add Junction . Kemudian
klik pada jendela Network Map dimana junction J1 sampai dengan J13 ditempatkan.
Tidak perlu khawatir jika posisi penempatan junction yang tidak tepat. Hal ini dapat
diperbaiki dengan klik junction yang ingin diubah posisinya, dan dalam posisi mouse
masih ditahan pindahkan junction ke posisi yang seharusnya. Hasilnya seperti yang
ditunjukkan dalam Gambar 11.12.
Gambar 11.12. Hasil penggambaran node/junction pada jaringan contoh
Selanjutnya tambahkan pipa yang menghubungkan tiap node. Dimulai dengan pipa 1 (P1)
yang menghubungkan Res1 ke J1. Pertama, klik tombol Add Pipe . Kemudian klik
Res1 pada jendela Network Map kemudian klik J1. Perhatikan garis pipa digambarkan
sebagaimana mouse bergerak dari Res1 ke J1. Ulangi cara di atas untuk P2 sampai
dengan P17 sehingga hasilnya terlihat seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 11.5.
Sampai di sini penggambaran jaringan telah selesai dilakukan. Namun properti setiap
komponen masih dalam nilai default-nya. Oleh karena itu, perlu dilakukan edit jaringan
sesuai dengan nilai yang diberikan pada Tabel 11.3 dan Tabel 11.4.
11.6.4. PROPERTI KOMPONEN
Sebagaimana properti setiap komponen yang ditambahkan dalam pekerjaan masih dalam
nilai default, sehingga nilai tersebut perlu diubah sesuai dengan nilai yang diharapkan
untuk jaringan contoh melalui jendela Property Editor (Gambar 11.13). Terdapat
beberapa cara untuk melakukannya. Jika jendela Property Editor telah ditampilkan, maka
secara sederhana hanya perlu klik komponen yang akan diubah nilai propertinya pada
jendela Network Map atau dengan memilih komponen tersebut dari halaman Data pada
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
14
M. Baitullah Al Amin
jendela Browser. Namun, jika jendela Property Editor belum ditampilkan, maka untuk
menampilkannya dapat dilakukan salah satu dari beberapa cara berikut:
1. Klik dua kali pada komponen dalam jendela Network Map.
2. Klik kanan pada komponen dan pilih Propertis dari menu pop-up yang ditampilkan.
3. Pilih komponen dan dari halaman Data pada jendela Browser, klik tombol
Browsers Edit .
Kapan pun jendela Property Editor sedang dipilih, maka dengan menekan tombol F1
(untuk Windows Vista/7 cara ini tidak dapat dilakukan, gunakan menu Help untuk
mengatasinya) pada keyboard diperoleh deskprisi lebih lengkap mengenai properti
komponen.
Gambar 11.13. Jendela Property Editor
Edit jaringan dapat dimulai pada Res1. Ganti nilai Total Head menjadi 175 m. Masih
dalam kondisi jendela Property Editor ditampilkan, klik pada J1 dan ganti Elevation
menjadi 110 m, lalu isikan Base Demand dengan 1,5 l/det. Ulangi cara di atas untuk J2
sampai dengan J13 sesuai dengan nilai pada Tabel 11.3.
Setelah properti semua node disesuaikan, selanjutnya dilakukan penyesuaian untuk pipa.
Dimulai dengan P1, ganti Length menjadi 3000 m, Diameter menjadi 150 mm, dan
Roughness menjadi 0,15 mm. Ulangi cara di atas untuk P2 sampai dengan P17 sesuai
dengan nilai pada Tabel 11.4.
11.6.5. MENYIMPAN DAN MEMBUKA PEKERJAAN
Setelah menyelesaikan gambar jaringan dan propertinya, sebaiknya pekerjaan disimpan
terlebih dahulu. Caranya adalah sebagai berikut.
1. Pilih File >> Save As.
2. Setelah kotak dialog Save As ditampilkan, pilih folder tempat dimana file pekerjaan
akan disimpan dan beri nama file pekerjaan tersebut dengan contohjaringan.net.
3. Klik OK untuk menyimpan file pekerjaan.
Untuk membuka pekerjaan tersebut di lain waktu, dapat dilakukan dengan memilih File
>> Open kemudian pilih file pekerjaan yang akan dibuka.
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
15
M. Baitullah Al Amin
11.6.6. SIMULASI WAKTU TUNGGAL (SINGLE PERIOD ANALYSIS)
Setelah jaringan selesai dibangun dan data yang diperlukan telah dimasukkan dengan
benar, maka simulasi perilaku hidraulika jaringan telah dapat dilakukan. Simulasi yang
akan dilakukan adalah simulasi waktu tunggal (single period analysis), yaitu simulasi
perilaku hidraulika hanya dalam satu periode waktu, misalnya 1 jam. Berbeda halnya
dengan simulasi beberapa waktu (extended period analysis) yang digunakan untuk
simulasi perilaku hidraulika dalam beberapa periode waktu, misalnya 24 jam. Hal ini
akan dibahas lebih dalam pada bagian selanjutnya.
Untuk mulai menjalankan simulasi pilih Project >> Run Analysis atau dengan menekan
tombol Run . Tunggu beberapa saat sampai proses simulasi selesai dilakukan.
Kecepatan proses tergantung pada ukuran jaringan, pilihan simulasi, dan spesifikasi
komputer yang digunakan. Jika proses simulasi telah selesai, seharusnya ditampilkan
jendela Run Status yang berisikan status bahwa simulasi telah berhasil dilakukan seperti
yang ditunjukkan dalam Gambar 11.14. Jika jendela Run Status memberikan informasi
bahwa simulasi tidak berhasil dilakukan, mungkin terdapat kesalahan dalam
penggambaran jaringan (pipa tidak terhubung dengan baik ke node) atau keliru dalam
memasukkan nilai properti komponen.
Gambar 11.14. Status simulasi yang berhasil
Hasil simulasi dapat diakses dengan cara-cara sebagai berikut:
1. Pilih Node Pressure dari halaman Map pada jendela Browser dan perhatikan simbol
setiap node berwarna sesuai dengan tekanannya masing-masing. Untuk menampilkan
legenda node, pilih View >> Legends >> Node atau klik kanan pada jendela
Network Map dan pilih Node Legend dari menu pop-up yang ditampilkan. Untuk
mengubah interval dan warna legenda, klik kanan pada legenda sehingga jendela
Legend Editor ditampilkan.
2. Tampilkan jendela Property Editor dari salah satu komponen dan perhatikan hasil
perhitungan ditunjukkan pada bagian akhir daftar properti.
3. Buat hasil simulasi dalam bentuk tabel dengan memilih Report >> Table atau dengan
menekan tombol Table . Gambar 11.15 menunjukkan contoh tabel hasil
perhitungan pipa. Perhatikan jika debit aliran bertanda negatif berarti arah alirannya
berlawanan dengan arah aliran pada asumsi awal (arah penggambaran pipa).
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
16
M. Baitullah Al Amin
Gambar 11.15. Contoh tabel hasil perhitungan pipa
11.6.7. SIMULASI BEBERAPA WAKTU (EXTENDED PERIOD ANALYSIS)
Untuk membuat jaringan yang telah dibuat sebelumnya menjadi lebih realistis maka
simulasi beberapa periode waktu dapat dilakukan, misalnya selama 48 jam dengan tiap
selang waktu 1 jam, dimana kebutuhan air bervariasi tiap jamnya.
Pilih Times dari menu Options pada halaman Data dalam jendela Browser maka akan
ditampilkan jendela Times Options. Ganti Total Duration menjadi 48 jam dan pastikan
Hydraulic Time Step, Pattern Time Step, dan Pattern Start Time masing-masing
adalah 1:00, 1:00, dan 0:00 seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 11.16.
Gambar 11.16. Pengaturan jendela Times Options
Untuk membuat pola (pattern) kebutuhan air yang bervariasi, pilih Patterns dari halaman
Data dalam jendela Browser dan kemudian klik tombol Add sehingga Pattern 1
baru saja dibuat dan kotak dialog Pattern Editor seharusnya ditampilkan. Dalam contoh
ini, diberikan dua tipe variasi kebutuhan air, yaitu variasi kebutuhan air untuk rumah
tangga dan variasi kebutuhan air untuk perkantoran seperti yang ditunjukkan dalam Tabel
11.4 dan Tabel 11.5. Tambahkan Pattern 2 dengan cara yang sama seperti pada Pattern 1.
Tabel 11.4. Koefisien variasi kebutuhan air harian untuk rumah tangga (Pattern 1)
Jam Koefisien Jam Koefisien Jam Koefisien
1 0,53 9 1,30 17 1,42
2 0,45 10 1,25 18 1,50
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
17
M. Baitullah Al Amin
3 0,40 11 1,20 19 1,55
4 0,40 12 1,20 20 1,40
5 0,45 13 1,20 21 1,10
6 0,62 14 1,25 22 0,75
7 0,90 15 1,30 23 0,60
8 1,40 16 1,30 24 0,53
Tabel 11.5. Koefisien variasi kebutuhan air harian untuk perkantoran (Pattern 2)
Jam Koefisien Jam Koefisien Jam Koefisien
1 0,20 9 2,00 17 1.30
2 0,20 10 1,70 18 1,30
3 0,20 11 1,50 19 1,20
4 0,20 12 1,50 20 0,80
5 0,60 13 1,20 21 0,20
6 1,50 14 1,50 22 0,20
7 1,80 15 1,40 23 0,20
8 1,80 16 1,30 24 0,20
Gambar 11.17. Jendela Pattern Editor untuk rumah tangga
Gambar 11.18. Jendela Pattern Editor untuk perkantoran
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
18
M. Baitullah Al Amin
Koefisien variasi kebutuhan air merupakan perbandingan antara kebutuhan air setiap jam
terhadap kebutuhan rata-rata harian (base demand). Dengan demikian, kemungkinan pada
jam tertentu kebutuhan air lebih rendah dibanding kebutuhan harian rata-rata atau
sebaliknya lebih besar sesuai dengan koefisien variasi kebutuhan air setiap jamnya.
Pola kebutuhan air di atas baru disimpan di dalam program, namun belum diterapkan
untuk node tertentu. Untuk menerapkan pada salah satu node, dipilih misalnya J2 yang
mempunyai kebutuhan air 3,5 l/det. Kebutuhan air tersebut akan dibagi menjadi dua yaitu
2,5 l/det adalah kebutuhan rumah tangga dan 1,0 l/det kebutuhan perkantoran. Pola
kebutuhan air dimana satu node memiliki dua jenis pola kebutuhan air seperti ini disebut
sebagai pola kebutuhan air kombinasi. Masuk ke dalam jendela Property Editor untuk
J2, pilih Demand Categories dan klik tombol untuk menampilkan kotak dialog
Demands for Junction. Pada baris pertama, isi untuk Base Demand adalah 2,5 l/det,
Time Pattern adalah 1, dan Category adalah rumah tangga. Pada baris kedua, dengan
cara yang sama untuk Base Demand adalah 1,5 l/det, Time Pattern adalah 2, dan
Category adalah perkantoran. Hasilnya seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 11.19.
Klik OK untuk menyimpannya dan menutup kotak dialog. Perhatikan pada jendela
Property Editor untuk J2 bahwa nilai Base Demand telah berubah menjadi 2,5 l/det.
Hal ini menunjukkan bahwa kebutuhan air tersebut berada pada nomor urut pertama.
Kebutuhan air total adalah tetap sebesar 3,5 l/det.
Gambar 11.19. Kebutuhan air kombinasi
Lakukan hal yang sama untuk J1, dan J3 sampai dengan J9, J12 dan J13 dengan pola
kebutuhan air rumah tangga. Junction J10 dan J11 mempunyai pola kebutuhan air
perkantoran. Selanjutnya simpan file pekerjaan tersebut dengan menekan tombol Save
.
Sampai di sini, simulasi extended period telah dapat dilakukan. Klik tombol Run .
Tunggu beberapa saat sampai proses simulasi selesai. Setelah proses simulasi selesai,
seharusnya ditampilkan jendela Run Status yang berisi peringatan bahwa terdapat
masalah dalam jaringan yang dibangun seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 11.20.
Klik OK untuk menutup jendela Run Status. Selanjutnya secara otomatis akan
ditampilkan jendela Status Report yang berisikan peringatan bahwa pada jam-jam
tertentu terjadi tekanan negatif pada beberapa node. Hal ini menandakan bahwa secara
hidraulik jaringan tersebut tidak mampu memberikan pelayanan pada setiap node seperti
yang diharapkan. Pada jam berapa dan mengapa jaringan tidak mampu melayani?
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
19
M. Baitullah Al Amin
Node mana yang memiliki tekanan negatif? Untuk menjawab pertanyaan tersebut perlu
dilakukan evaluasi jaringan.
Gambar 11.20. Status simulasi dengan jaringan yang bermasalah
11.6.8. EVALUASI JARINGAN
Evaluasi jaringan dapat dilakukan dengan beberapa cara setelah proses simulasi
dijalankan. Cara atau metode evaluasi tersebut sengaja diberikan dalam berbagai bentuk
karena masing-masing cara mempunyai keuntungan dan kepentingannya sendiri-sendiri.
Dalam EPANET, tersedia paling tidak dua cara (menurut penulis) untuk melakukan
evaluasi jaringan. Cara yang pertama adalah dengan menggunakan fasilitas Query. Cara
yang kedua adalah dengan menggunakan grafik dan tabel.
1. Evaluasi Jaringan dengan Query
Fasilitas Query dapat digunakan untuk mengevaluasi jaringan yang bermasalah.
Menggunakan Query, dapat dicari node yang memiliki tekanan negatif selama waktu
simulasi. Dengan demikian, fasilitas ini memberikan gambaran kondisi jaringan secara
keseluruhan dengan lebih cepat.
Pilih View >> Query atau dengan klik tombol Query sehingga jendela Query
ditampilkan. Pada menu dropdown paling atas pilih Find Nodes With. Pada menu
dropdown di bawahnya pilih Pressure. Terakhir, Pada menu dropdown paling bawah
pilih Below dan pada kotak di bawahnya isikan 0 m seperti yang ditunjukkan dalam
Gambar 5.21. Klik Submit untuk menjalankan proses pencarian.
Gambar 11.21. Jendela Query
Perhatikan hasil pencarian menggunakan Query pada pukul 0:00 tidak terdapat tekanan
negatif. Pada jendela Browser pilih halaman Map, kemudian pada menu Time klik
untuk melihat kondisi jaringan pada selang 1 jam berikutnya. Pada pukul 7:00 terdapat 11
node dengan tekanan negatif. Artinya, pada jam tersebut jaringan tidak mampu melayani
kebutuhan air yang diharapkan. Hal ini disebabkan karena pada jam tersebut terjadi
kebutuhan air puncak sama seperti halnya pada pukul 18:00.
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
20
M. Baitullah Al Amin
Gambar 11.22. Hasil Query terhadap tekanan pada pukul 07.00
Gambar 11.23. Hasil Query terhadap tekanan pada pukul 18.00
Tekanan negatif tersebut terjadi karena elevasi tinggi tekanan berada di bawah elevasi
node. Hal ini menandakan terjadi kehilangan energi yang terlalu besar sehingga
menyebabkan garis energi menurun secara tajam. Triatmadja (2000) menyebutkan bahwa
kehilangan energi sebesar 10 m/1.000 m atau kemiringan kehilangan energi pada pipa
melebihi 1% dianggap cukup besar atau mungkin terlalu besar bagi node yang selisih
elevasinya relatif kecil. Memperhatikan batasan maksimum tersebut, maka akan diselidiki
pipa yang memiliki kehilangan energi lebih dari 10 m/km atau 1% menggunakan Query.
Terlebih dahulu jendela Query pastikan dalam keadaan tertutup. Pilih Browser >> Data
>> Options >> Times. Pada jendela Times Options yang ditampilkan pilih Statistic
pada bagian paling bawah dan atur nilainya menjadi Maximum. Selanjutnya tutup
jendela Times Options dan klik tombol Run . Sekarang hasil simulasi yang
diperlihatkan adalah nilai maksimum dari setiap komponen selama periode simulasi 48
jam. Jalankan kembali fasilitas Query dan pada jendela Query yang ditampilkan, pilih
pada menu dropdown paling atas dengan Find Links with. Pada menu dropdown di
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
21
M. Baitullah Al Amin
bawahnya pilih Unit Headloss. Terakhir, pada menu dropdown paling bawah pilih
Above dan isikan kotak di bawahnya dengan 10 m. Klik OK untuk proses pencarian.
Hasilnya seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 11.24.
Gambar 11.24. Hasil Query terhadap kehilangan energi maksimum
Gambar 11.24. menunjukkan bahwa terdapat 5 pipa yang memiliki kehilangan energi
maksimum lebih dari 10 m/km, yaitu pipa P1, P2, P3, P6, dan P7 masing-masing adalah
15,90 m/km, 27,06 m/km, 10,66 m/km, 19,60 m/km, dan 12,78 m/km.
2. Evaluasi Jaringan dengan Grafik dan Tabel
Parameter pada jaringan juga dapat dievaluasi dengan grafik dan/atau tabel. Keuntungan
evaluasi dengan grafik dan tabel diantaranya adalah menampilkan perbandingan nilai
parameter antara komponen satu dengan yang lainnya, dan memberikan gambaran
perubahan parameter komponen (tekanan) selama simulasi 48 jam dalam satu tampilan.
Untuk evaluasi jaringan dengan grafik, caranya pilih Report >> Graph atau dengan klik
tombol Graph . Kemudian akan ditampilkan kotak dialog Graph Selection. Pilih
Time Series pada menu Graph Type, pilih Nodes pada Object Type, dan pilih Pressure
pada Parameter. Pastikan kotak Nodes to Graph dalam keadaan kosong. Jika kotak
tersebut terisi, hapus dengan klik tombol Delete. Hasilnya seperti yang ditunjukkan dalam
Gambar 11.25. Pada jendela Network Map, klik J1 dan kemudian pada menu Nodes to
Graph dalam kotak dialog Graph Selection klik tombol Add. Perhatikan kotak Nodes to
Graph terisi dengan J1. Lakukan hal yang sama untuk J2 sampai dengan J5. EPANET
hanya mampu menggambarkan lima kurva dalam satu grafik. Hasilnya seperti yang
ditunjukkan dalam Gambar 11.26. Grafik tersebut masih dapat diedit sesuai dengan
keinginan user.
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
22
M. Baitullah Al Amin
Gambar 11.25. Pengisian dalam kotak dialog Graph Selection
Gambar 11.26. Plot tekanan untuk node J1 sampai dengan J2
Gambar 11.27. Plot tekanan untuk node J5 sampai dengan J10
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
23
M. Baitullah Al Amin
Gambar 11.28. Plot tekanan untuk node J11 sampai dengan J13
Gambar 11.26, 11.27, dan 11.28 menunjukkan bahwa beberapa node memiliki tekanan
negatif pada jam-jam tertentu. Secara umum tekanan negatif terjadi antara pukul 6:00
sampai dengan 9:00 dan pukul 15:00 sampai dengan 18:00 dimana pada saat tersebut
terjadi kebutuhan air puncak.
Untuk mengetahui kehilangan energi yang terjadi menggunakan grafik caranya hampir
sama dengan cara di atas, hanya saja pilih Links pada Object Type, pilih Unit Headloss
pada Parameter, dan pilih P1 sampai dengan P5 pada kotak Links to Graph. Klik OK
untuk menerima pilihan dan menutup kotak dialog. Hasilnya seperti yang ditunjukkan
pada Gambar 11.29.
Gambar 11.29. Plot kehilangan energi untuk link P1 sampai dengan P5
Gambar 11.30. Plot kehilangan energi untuk link P6 sampai dengan P10
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
24
M. Baitullah Al Amin
Gambar 11.31. Plot kehilangan energi untuk link P11 sampai dengan P15
Gambar 11.32. Plot kehilangan energi untuk link P16 sampai dengan P17
Evaluasi jaringan yang bermasalah dengan tabel digunakan untuk menyelidiki kehilangan
energi yang terlalu besar dalam jaringan sehingga menyebabkan beberapa titik memiliki
tekanan negatif. Terlebih dahulu pilih Browser >> Data >> Options >> Times. Pada
jendela Times Options yang ditampilkan, di bagian paling bawah pilih Maximum untuk
Statistic. Kemudian klik tombol Run untuk menjalankan simulasi dengan parameter
maksimum yang akan di tampilkan. Selanjutnya pilih Report >> Table atau dengan klik
tombol Table sehingga kotak dialog Table Selection ditampilkan. Pada halaman
Type pilih Network Links, lalu pada halaman Columns pastikan Unit Headloss terpilih,
dan terakhir pada halaman Filters atur Unit Headloss Above 10 lalu klik tombol Add.
Klik OK untuk menyimpan pengaturan dan menutup kotak dialog. Hasilnya adalah tabel
yang menunjukkan pipa yang memiliki kehilangan energi maksimum lebih dari 10 m/km
seperti dalam Gambar 11.33.
Gambar 11.33. Pipa yang memiliki kehilangan energi lebih dari 10 m/km
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
25
M. Baitullah Al Amin
Gambar 11.33 menunjukkan pipa-pipa yang selama simulasi 48 jam memiliki kehilangan
energi maksimum lebih dari 10 m/km, yaitu pipa P1, P2, P3, P6, dan P7. Hal ini
menunjukkan perlu dilakukan perbaikan jaringan untuk mengatasi masalah tersebut.
11.6.9. MEMPERBAIKI KINERJA JARINGAN
Dalam contoh ini, untuk memperbaiki jaringan yang bermasalah dapat dilakukan dengan
mengganti diameter pipa. Perhatikan persamaan (9.7), yaitu persamaan kehilangan energi
akibat tahanan permukaan Darcy-Weisbach. Dalam persamaan tersebut, kehilangan
energi fh berbanding terbalik dengan diameter pipa D . Artinya, semakin besar diameter
pipa dimana parameter lainnya tetap, maka semakin kecil kehilangan energi yang terjadi.
Oleh karena itu, untuk mengatasi masalah jaringan contoh, diameter pipa yang memiliki
kehilangan energi lebih dari 10 m/km akan diganti dengan diameter yang lebih besar.
Tampilkan jendela Property Editor untuk pipa P1, kemudian ganti diameternya dengan
200 mm. Lakukan hal yang sama untuk pipa P2, P3, P6, dan P7 ganti diameternya
menjadi 150 mm. Selanjutnya lakukan simulasi kembali dengan klik tombol Run .
Hasil simulasi seharusnya berhasil dilakukan yang menunjukkan bahwa selama simulasi
48 jam tidak ada titik yang memiliki tekanan negatif.
Sebetulnya tidak semua pipa yang memiliki kehilangan energi yang besar harus diganti
diameternya dengan ukuran yang lebih besar. Dalam contoh di atas, mungkin hanya perlu
mengganti satu atau dua pipa saja dengan diameter yang lebih besar kemudian masalah
jaringan telah terselesaikan. Hal ini tentunya membutuhkan penyelidikan lebih mendalam
mengenai hubungan antara tinggi tekanan terhadap elevasi node di sepanjang jalur pipa
yang ditinjau. Sayangnya, EPANET belum memberikan fasilitas untuk melakukan
penyelidikan ini. Oleh karena itu, penyelidikan akan dilakukan secara manual
menggunakan program tambahan, yaitu Microsoft Excel.
Pertama, ditetapkan dua jalur pipa (path). Jalur P1 >> P2 >> P3 >> P4 >> P5 disebut
sebagai jalur atas. Sedangkan jalur P1 >> P6 >> P7 >> P10 >> P11 disebut sebagai
jalur bawah. Kemudian dilakukan plotting parameter tinggi tekanan (head) dan elevasi
node. Gunakan node Res1 sebagai titik patokan untuk panjang pipa relatif. Karena
tekanan negatif terjadi pada jam puncak, maka diambil nilai parameter-parameter tersebut
pada jam 8:00. Hasilnya seperti yang ditunjukkan pada Tabel 11.6 dan Tabel 11.7.
Tabel 11.6. Parameter node dan pipa untuk jalur atas pada pukul 08:00
Pipa Node
ID Panjang (m) ID Elevasi (m) Head (m) Jarak dari Res1 (m)
P1 3000 Res1 175 175.00 0
J1 110 132.65 3000
P2 1000
J2 125 108.28 4000
P3 1000
J3 110 99.71 5000
P4 1000
J4 110 98.28 6000
P5 1000 J5 110 98.26 7000
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
26
M. Baitullah Al Amin
Tabel 11.7. Parameter node dan pipa untuk jalur bawah pada pukul 08:00
Pipa Node
ID Panjang (m) ID Elevasi (m) Head (m) Jarak dari Res1 (m)
P1 3000 Res1 175 175.00 0
J1 110 132.65 3000
P6 1000
J6 110 114.66 4000
P7 1000
J7 110 102.45 5000
P10 1000
J10 110 100.34 6000
P11 1000 J11 110 100.29 7000
Gambar 11.34. Plot parameter node dan pipa untuk jalur atas pada pukul 08:00
Gambar 11.35. Plot parameter node dan pipa untuk jalur bawah pada pukul 08:00
Dari Gambar 11.34 dan Gambar 11.35 terlihat beberapa node memiliki tinggi tekanan di
bawah elevasinya. Hal ini yang menyebabkan aliran berperilaku seperti siphon (siphon
action) sehingga tekanannya negatif. Pada jalur atas, jika dilakukan pembesaran diameter
pipa P3, P4, dan P5, tekanan di node J2 sampai dengan J5 masih tetap negatif (tidak
memperbaiki jaringan). Perbaikan hanya dapat dilakukan jika diameter pipa P1 atau P2
yang diperbesar. Namun, elevasi node J2 sudah hampir sama dengan head pada J1. Jadi
seandainya pipa P2 yang diperbesar, maka diameternya harus cukup besar sehingga
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
27
M. Baitullah Al Amin
hampir tidak ada kehilangan energi yang berarti. Hal ini berarti pemborosan. Selain itu,
tekanan pada node J2 juga tidak akan memenuhi standar yaitu lebih dari 10 m. Oleh
karena itu, cara yang paling baik adalah dengan memperbesar diameter pipa P1 dan
sedikit memperbesar diameter pipa P2. Sebelum melakukannya, ada baiknya melihat
kondisi jalur bawah.
Pada jalur bawah, apabila pipa P7, P10, dan P11 diperbesar diameternya, maka tidak akan
memperbaiki jaringan. Oleh karena itu, cara yang paling baik adalah memperbesar pipa
P1 dan P6. Dengan demikian, untuk menyelesaikan jaringan yang bermasalah di atas,
pipa yang perlu diperbesar diameternya adalah pipa P1, P2, dan P6. Masing-masing pipa
diperbesar 5 cm atau 50 mm dan kemudian kembali lakukan simulasi dengan klik tombol
Run . Status hasil simulasi seharusnya menunjukkan bahwa simulasi berhasil
dilakukan. Hasilnya seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 11.36 dan Gambar 11.37.
Gambar 11.36. Plot parameter node dan pipa untuk jalur atas pada pukul 08:00 setelah
perbaikan
Gambar 11.37. Plot parameter node dan pipa untuk jalur bawah pada pukul 08:00 setelah
perbaikan
Gambar 11.36 dan 11.37 menunjukkan bahwa setelah dilakukan pembesaran diameter
pipa P1, P2, dan P6, kehilangan energi di sepanjang kedua jalur tidak ada masalah.
Sekarang klik Query sehingga jendela Query ditampilkan, maka pada jam berapa
pun tinggi tekanan pada setiap node-nya akan positif. Salah satunya ditampilkan kondisi
jaringan pada jam 08.00 pada Gambar 5.38 berikut.
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya
Hidraulika Pipa
Jurusan Teknik Sipil FT Unsri
28
M. Baitullah Al Amin
Gambar 5.38. Kondisi jaringan pada jam 08.00
Sampai pada tahap ini, user telah mampu melakukan pembuatan, editing jaringan,
simulasi, serta evaluasi dan perbaikannya. Secara umum hal tersebut hampir pasti
diperlukan dalam perencanaan jaringan. Pada jaringan yang lebih kompleks tingkat
kesulitan evaluasi jaringan sedikit meningkat. Walaupun demikian, dengan fasilitas dan
kemampuan program dalam mensimulasikan jaringan yang kompleks, user diharapkan
tidak menemui kesulitan yang berarti.
REFERENSI
Rossman, L.A., 2000, EPANET 2 User Manual, Water Supply and Water Resources
Division, National Risk Management Research Laboratory, US EPA, Cincinnati,
Ohio.
Swamme, K.P., dan Sharma, A.K., 2008, Design of Water Supply Pipe Networks, John
Wiley & Sons, Inc., USA.
Triatmadja, R., 2002, WaterNet, Nafiri Offset, Yogyakarta.
Juru
san T
eknik
Sipil
Unive
rsitas
Sriw
ijaya