13. Program Komputer Untuk Analisis Jaringan Pipa

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


2


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


3


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


4


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


5


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


6


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


7


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


8


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


9


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


10


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


11


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


12


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


13


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


14


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


15


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


16


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


17


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


18


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


19


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


20


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


21


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


22


Gambar 11.25. Pengisian dalam kotak dialog Graph Selection

Gambar 11.26. Plot tekanan untuk node J1 sampai dengan J2


Juru

san T

eknik

Sipil

Unive

rsitas

Sriw

ijaya

Hidraulika Pipa


23



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


Juru

san T

eknik

Sipil

Unive

rsitas

Sriw

ijaya

Hidraulika Pipa


24




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


25


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


26


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


27


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


28


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

13. Program Komputer Untuk Analisis Jaringan Pipa

Documents

Transcript of 13. Program Komputer Untuk Analisis Jaringan Pipa