BAB V KRITERIA TEKNIS PERENCANAAN SISTEM · PDF filememenuhi kriteria hidrolis. 5.3 Pola...

Kriteria Teknis Perencanaan

BAB V

KRITERIA TEKNIS PERENCANAAN SISTEM DISTRIBUSI 5.1 Kriteria Teknis

Jaringan distribusi merupakan komponen penting dalam sistem penyediaan air bersih

karena berdasarkan fungsinya, komponen ini akan berhadapan langsung dengan konsumen.

Oleh karena itu, sistem distribusi harus mendapat perhatian dan perencanaan yang baik.

Sistem distribusi air bersih terdiri dari jaringan perpipaan berikut reservoir dan tangki

distribusi. Jaringan perpipaan tersebut digunakan untuk mengalirkan air bersih ke blok-

blok pelayanan. Sedangkan reservoir dan tangki distribusi berfungsi untuk mengatasi

fluktuasi penggunaan air yang disebabkan oleh perbedaan pola penggunaan air di suatu

kota.

Beberapa syarat yang harus dipenuhi oleh suatu jaringan distribusi antara lain :

1. Kualitas

Jaringan distribusi harus mampu menjaga kualitas air terhadap standar yang

berlaku, sehingga aman dipakai. Syarat ini meliputi syarat fisik, kimia, dan

bakteriologis.

2. Kuantitas

Jaringan distribusi harus mampu mengalirkan air sesuai dengan kebutuhan

pemakaian.

3. Kontinuitas

Jaringan distribusi harus mampu mengalirkan air secara kontinu selama waktu

pemakaian.

4. Tekanan

Jaringan distribusi harus mampu mengalirkan air dengan tekanan yang cukup pada

saat sampai pada pemakai. Dengan tekanan yang cukup, maka air minum tidak

akan mengalami kontaminasi.

Perencanaan sistem jaringan distribusi air bersih meliputi :

1. perencanaan jalur perpipaan distribusi

2. perencanaan klasifikasi jaringan perpipaan distribusi

V-1


3. pola jaringan perpipaan distribusi

4. sistem pengaliran

5. perencanaan jenis dan perlengkapan pipa

6. penyadapan (tapping)

7. pompa

8. sistem pemadam kebakaran

9. reservoir distribusi

10. perhitungan hidrolis

5.2 Jaringan Perpipaan Distribusi

Jaringan perpipaan dalam sistem distribusi ini ada dua macam, yaitu:

1. Feeder sistem; sistem pipa induk yang terdiri dari:

a. Pipa induk utama (main feeder)

b. Pipa induk kedua (secondary feeder)

Feeder sistem dapat dibagi juga menjadi:

a. Sistem lingkaran (ring/close system)

b. Sistem cabang (branch)

c. Sistem kombinasi

2. Small distribution main; sistem pipa pelayanan yang terdiri dari:

a. Pipa pelayanan utama (primary small distribution main)

b. Pipa pelayanan kedua (service line)

c. Sambungan rumah (house connection)

Jaringan perpipaan dalam sistem distribusi dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu:

1. Pipa Primer atau Pipa Induk

Pipa induk adalah pipa yang menghubungkan antara tempat penampungan dengan

pipa retikulasi. Jenis pipa ini mempunyai diameter pipa terbesar. Untuk menjaga

kestabilan aliran, maka pipa induk tidak diperbolehkan untuk disadap langsung

oleh pipa servis atau pipa yang langsung mengalirkan air ke konsumen.

Klasifikasi dan kriteria desain jaringan untuk pipa induk adalah sebagai berikut:

a. Diameter pipa minimum adalah 150 mm.

b. Kecepatan aliran maksimum 3-5 m/s (Sukarmadijaya,et al,1978) dan

minimum 0,3 m/s, tergantung dari jenis pipa.

V-2


c. Tekanan pada sistem harus dapat menjangkau titik kritis dengan sisa

tekanan tidak kurang dari 6 meter pada pipa pelayanan.

d. Tekanan statis yang tersedia tidak lebih dari 80 meter.

e. Pipa tidak melayani penyadapan langsung ke konsumen.

f. Mampu mengalirkan air pada debit puncak.

2. Pipa Sekunder atau Pipa Retikulasi

Pipa sekunder adalah pipa yang menghubungkan antara pipa induk dengan pipa

servis. Pada sistem yang besar, pipa retikulasi akan berhubungan dengan pipa

retikulasi yang berukuran lebih kecil, sedangkan pada sistem yang kecil, akan

berhubungan langsung dengan pipa servis atau pipa yang melayani langsung

konsumen.

Klasifikasi dan kriteria desain jaringan untuk pipa sekunder adalah sebagai berikut:

a. Kecepatan aliran dalam pipa maksimal 3-5 m/s, tergantung dari jenis pipa.

b. Sisa tekanan tidak kurang dari 10 meter.

c. Diameter dihitung dari banyaknya sambungan yang melayani konsumen.

d. Kelas pipa sama atau lebih rendah dari pipa induk.

3. Pipa Tersier atau Pipa Servis

Pipa servis adalah pipa yang menghubungkan langsung pipa retikulasi ke rumah-

rumah. Pipa retikulasi dihubungkan dengan pipa servis dengan menggunakan

clamp saddle. Jenis pipa ini memiliki diameter terkecil daripada jenis pipa lainnya.

Klasifikasi dan kriteria desain untuk pipa tersier adalah sebagai berikut:

a. Diameter pipa tidak lebih dari 50 mm.

b. Kecepatan aliran 3-5 m/s, tergantung dari jenis pipa.

c. Sisa tekan tidak kurang dari 6 meter.

Tujuan dari pengklasifikasian jaringan perpipaan dalam distribusi air adalah untuk:

1. Mengisolasi bagian jaringan menjadi suatu sistem hidrolis tersendiri sehingga

diharapkan mampu memberikan keuntungan seperti :

a. Kemudahan operasi sesuai debit yang mengalir.

b. Mempermudah perbaikan bila terjadi kerusakan.

V-3


c. Meratakan sisa tekan dalam jaringan perpipaan untuk setiap daerah

pelayanan.

2. Mempermudah pengembangan jaringan distribusi, sehingga jika dilakukan

perluasan tidak perlu mengganti jaringan yang sudah ada dengan syarat masih

memenuhi kriteria hidrolis.

5.3 Pola Jaringan Distribusi

Untuk menentukan pola jaringan distribusi yang sesuai, maka diperlukan suatu analisis

pemilihan sistem yang didasarkan pada :

1. jenis pengaliran sistem distribusi

2. letak dan kondisi topografi daerah pelayanan

3. pola jaringan jalan

4. tingkat dan jenis perkembangan daerah

5. luas daerah pelayanan

5.3.1 Sistem lingkaran (ring/gridiron/closed system)

Pada sistem ini, pipa induk dan pipa sekunder berhubungan secara makro sistem. Pipa-pipa

ini hanya memberi air ke titik-titik pembagi (junction) dan arah aliran secara bolak-balik.

Ciri-ciri sistem distribusi yang memakai sistem ini adalah:

1. Tidak merupakan arah satu aliran saja

2. Gradasi ukuran pipa tidak beraturan

3. Tidak memiliki titik mati

4. Pada saat terjadinya pemakaian puncak di suatu daerah, aliran dapat berubah

Keuntungan memakai sistem ini adalah:

1. Dapat melayani banyak tempat dan kemungkinan akan terjadi pengembangan bila

ada pelanggan bertambah.

2. Jika ada kerusakan, maka dapat dilokalisir sehingga tidak mempengaruhi aliran ke

seluruh sistem.

3. Distribusi air merata.

4. Jika ada pemakaian puncak, aliran air dari daerah lain dapat memenuhi kebutuhan

tersebut.

V-4


Kerugian dari sistem ini adalah:

1. Biaya perpipaan akan lebih mahal karena pipa yang dibutuhkan banyak dan

jalurnya melingkar.

2. Gradasi pipa tidak terlihat jelas.

3. Tekanan dalam pipa cukup rendah sehingga bila ada kebakaran, air tidak dapat

dialirkan secara serentak.

4. Alirannya belum tentu satu arah, dapat bolak-balik pada waktu tertentu. Tetapi

pada saat dimensional dihitung searah.

Sistem dengan pola lingkaran ini digunakan untuk daerah pelayanan dengan sifat:

1. Bentuk dan perluasannya menyebar ke segala arah.

2. Jaringan jalannya berhubungan satu sama lain.

3. Elevasi tanah relatif datar.

Sistem ini mempunyai dua jenis perencanaan, yaitu:

1. Outer line; pemasangan jaringan ke arah keluar dengan pengembangan ke dalam.

Baik digunakan untuk daerah yang mengalami pengembangan.

2. Inner line; pemasangan jaringan ke arah dalam saja. Baik untuk daerah yang tidak

akan mengalami pertambahan jumlah penduduk dan penambahan fasilitas.

5.3.2 Sistem Cabang (branch system)

Pada sistem ini pipa induk disambung dengan beberapa pipa sekunder. Pipa sekunder

disambung ke beberapa pipa subinduk yang akan mengalami pipa servis. Ciri-ciri sistem

ini:

1. Memiliki satu arah aliran.

2. Aliran berakhir pada satu titik mati.

Keuntungan dari sistem ini:

1. Baik diterapkan pada daerah yang menurun.

2. Cukup ekonomis karena jalurnya pendek.

3. Tidak memerlukan banyak pipa.

4. Gradasi (perubahan) ukuran pipa terlihat jelas (makin ke ujung makin kecil).

5. Tekanan air cukup tinggi sehingga dapat digunakan untuk pengaliran air.

6. Mudah mengoperasikan.

7. Mudah dalam perhitungan dimensi.

8. Perkembangan sistem dapat disesuaikan dengan perkembangan kota.

V-5


Kerugian sistem ini:

1. Jika ada kerusakan, seluruh sistem dalam daerah pelayanan akan terganggu karena

tidak adanya sirkulasi air.

2. Timbulnya rasa, bau, dan gangguan kesehatan karena adanya air yang diam pada

uung-ujung pipa cabang. Untuk itu dilakukan pengurasan pada tiap waktu tertentu,

karena itu diperlukan katup penguras dan mengakibatkan adanya kehilangan air

yang cukup besar.

3. Bila ada peningkatan kebutuhan air secara tiba-tiba, maka kebutuhan itu tidak akan

tersedot. Suplai air hidran juga akan lebih sedikit, karena sifat alirannya hanya satu

arah.

4. Keadaan puncak untuk tiap cabang berbeda-beda untuk setiap situasi.

5. Memiliki banyak titik pipa, sehingga peralatan pipa akan lebih banyak yang

digunakan.

Sistem dengan pola cabang ini digunakan untuk daerah pelayanan dengan sifat:

1. Bentuk dan arah perluasan memanjang dan terpisah.

2. Elevasi permukaan tanahnya mempunyai perbedaan tinggi yang cukup besar dan

menurun secara teratur.

3. Luas daerah pelayanan relatif kecil.

5.3.3 Sistem kombinasi

Karena suatu daerah tidak ada yang mutlak membentuk pola ring atau pola cabang,

biasanya digunakan juga gabungan dari kedua pola tersebut. Sistem pelayanan yang

menggunakan pola gabungan biasanya digunakan untuk daerah pelayanan dengan sifat:

1. Kota sedang berkembang

2. Bentuk perluasan kota yang tidak teratur, begitu juga jaringan jalannya tidak

berhubungan satu sama lainnya pada bagian tertentu.

3. Terdapat daerah pelayanan yang terpencil.

4. Elevasi muka tanah yang bervariasi.

5.4 Perencanaan Jalur Jaringan Perpipaan

Dalam perencanaan sistem distribusi secara keseluruhan, maka beberapa syarat yang harus

dipertimbangkan di antaranya adalah :

V-6


1. Jaringan distribusi dalam pengoperasiannya memenuhi syarat hidrolis dan

kontinuitas pengaliran terjamin.

2. Jaringan distribusi dalam pengoperasiannya menggunakan energi yang seminimal

mungkin, diantaranya dengan sistem pengaliran dengan sistem gravitasi.

3. Jaringan distribusi direncanakan dengan seekonomis dan seefisien mungkin yaitu

dengan perencanaan jalur pipa yang terpendek dan diameter kecil.

Dalam merencanakan jalur perpipaan distribusi untuk melayani suatu daerah tertentu,

sedapat mungkin jalur yang dibuat mendekati kondisi yang optimum, dimana diharapkan:

1. Pemakaian energi yang seminimal mungkin di dalam pengoperasian.

2. Mudah dalam pemasangan, pemeliharaan, dan pengoperasiannya (secara teknis semua

mudah dikerjakan).

3. Biaya sekecil-kecilnya dalam jumlah pipa dan diameter pipa (diusahakan jalur

terpendek).

4. Memenuhi syarat-syarat hidrolik untuk mendapatkan keuntungan.

Untuk memperoleh kondisi optimum tersebut, maka perlu diperhatikan beberapa

diantaranya:

1. Memperhatikan keadaan profil muka tanah di daerah perencanaan. Diusahakan

untuk menghindari penempatan jalur pipa yang sulit dan diusahakan untuk memilih

lokasi penempatan jalur pipa yang sulit dan diusahakan untuk memilih lokasi

penempatan jalur pipa yang tidak terlalu banyak membutuhkan perlengkapan.

2. Menghindari belokan tajam (horizontal dan vertikal) dan syphon pada aliran air di

atas garis hidrolik.

3. Diusahakan pipa yang direncanakan tidak melintasi sungai, rel kereta api, dan jalan

raya untuk memudahkan pemasangan.

4. Menghindari tempat-tempat yang memungkinkan terjadinya kontaminasi selama

pengaliran.

5. Jalur pipa sebaiknya ditempatkan pada tanah milik pemerintah atau di pinggir jalan

umum.

6. Menghindari tempat-tempat yang kurang stabil (longsor) yang dapat menyebabkan

perubahan tekanan dari luar terhadap pipa, agar pipa tidak mudah rusak dan pecah.

V-7


7. Diusahakan pengaliran dilakukan secara garavitasi, untuk menghindari penggunaan

pompa.

8. Untuk jalur pipa dimana terpaksa dipompa, katup atau tangki pengaman harus

dapat mencegah terjadinya water hammer.

5.5 Sistem Pengaliran

Air bersih dapat didistribusikan ke konsumen dengan berbagai cara, bergantung pada

topografi daerah pelayanan, lokasi air, dan pertimbangan lainnya. Untuk transportasi dapat

digunakan kanal, terowongan air (tunnel), flums, dan pipa bertekanan. Air bersih dari

reservoir atau langsung dari sistem transmisi dapat didistribusikan dengan bantuan gaya

gravitasi, pompa, atau gabungan keduanya.

1. Aliran Gravitasi (gravitational flow)

Dalam pengaliran secara gravitasi, reservoir yang dapat digunakan adalah ground

reservoir atau ditambah dengan elevated reservoir sebagai penambah tekanan untuk

melayani pada waktu pemakaian maksimum di daerah pelayanan terjauh. Besar

volume elevated reservoir disesuaikan dengan jumlah kebutuhan air di daerah yang

harus dilayani pada waktu kebutuhan maksimum. Sedangkan besar volume ground

reservoir adalah total volume reservoir yang harus disediakan dikurangi dengan

kapasitas elevated reservoir.

2. Pemompaan langsung (direct pumping)

Dengan metode ini, air dipompa ke saluran utama. Metode ini memiliki beberapa

kelemahan. Apabila terjadi putus aliran energi, maka air tidak akan mengalir.

Variasi kebutuhan konsumsi air akan mempengaruhi tekanan di saluran utama.

Sebagai kompensasinya, sejumlah pompa dengan berbagai kapasitas dipasang dan

pompa-pompa tersebut harus dioperasikan sesuai kebutuhan air. Metode ini

membutuhkan operasi yang hati-hati dan pemeliharaan yang baik.

3. Pemompaan dengan penyimpanan (pumping with storage)

Metode ini paling banyak dilakukan karena dapat memenuhi kebutuhan air lebih

tepat dan juga ekonomis. Kelebihan air selama masa konsumsi disimpan di dalam

tangki yang ditinggikan dan akan digunakan selama jam puncak (peak hour).

Metode ini ekonomis karena pompa dapat beroperasi pada tingkat kapasitasnya dan

kemungkinan kerusakan pipa karena variasi tekanan juga dapat direduksi. Air yang

V-8


disimpan pada tangki yang ditinggikan dapat digunakan untuk memenuhi

kebutuhan air pada saat-saat tidak terduga. Misalnya jika terjadi kebakaran

sehingga debit air banyak digunakan untuk hidran atau aliran energi. Dengan

metode ini, tekanan minimum pada jalur pipa meskipun di bagian tertinggi

sekalipun dapat dijamin cukup.

5.6 Perencanaan Jenis dan Perlengkapan Pipa

Dalam merencanakan dan memilih jenis dan perlengkapan pipa, diperlukan sebuah analisis

untuk menyesuaikan karakteristik masing-masing pipa beserta perlengkapannya dengan

kondisi eksisting. Hal ini menjadi penting agar diperoleh kondisi optimum dalam

perencanaan.

5.6.1 Pemilihan Jenis Pipa

Pemilihan jenis pipa didasarkan pada pertimbangan berikut :

1. kemampuan pipa mengalirkan air

2. lama periode perencanaan

3. ukuran pipa yag tersedia di pasar, harga pipa, kemudahan dalam pengadaan,

pengangkutan, dan konstruksi atau pemasangan

4. daya tahan terhadap tekanan dari dalam pipa (internal exposure), misal : tekanan

statis dan water hammer, yang menjadi dasar penggolongan pipa, yaitu :

a. kelas A : 10 atm

b. kelas B : 20 atm

c. Kelas C : >30 atm

5. daya tahan atau kemampuan pipa terhadap tekanan dari luar pipa (external

exposure), misal : tekanan dari tanah atau kerikil

6. daya tahan terhadap kualitas air, biasanya PVC lebih tahan korosi

7. karakter pipa yang sesuai dengan desain

Berbagai jenis pipa yang biasa digunakan, antara lain:

1. Asbestos Cement Pipe (ACP)

Jenis pipa ini terbuat dari bahan asbes dengan permukaan bagian dalam yang halus

meski telah berusia lama, tahan terhadap korosi, bersifat isolator, ringan,

pemasangannya mudah, penyambungannya juga sederhana yaitu dengan

menggunakan coupling, ring title, dan mechanical joint. Namun, pipa ini memiliki

V-9


kelemahan tidak elastis dan tidak tahan terhadap benturan dan beban berat. Pipa

jenis ini tersedia dalam ukuran 50-600mm.

2. Cast Iron Pipe (CIP) dan Ductile Cast Iron Pipe (DCIP)

Jenis pipa ini terbuat dari bahan besi tuang dengan sifat tahan terhadap tekanan

yang besar, daya mekanis yang baik, mampu menahan getaran dan berat, serta

tahan lama. CIP mudah terkena korosi terutama pada begian permukaan dan

sambungan, oleh karenanya ada jenis tertentu yang diberi lapisan anti korosif

seperti pada jenis DCIP. DCIP mudah dalam pemasangan, penyambungan dapat

dilakukan dengan flanged, bell, dan spigot serta mechanical jonit. Pipa jenis ini

tersedia dalam ukuran 75-150 mm.

3. Galvanited Iron Pipe (GIP)

Pipa ini terbuat dari baja campuran atau besi tempa dengan sifat tahan terhadap

kesadahan tinggi, pengangkutan dan pemasangan mudah. Pipa ini kuat terhadap

tekanan tinggi dan tekanan balik, tahan terhadap sinar matahari, dan relatif tahan

lama. Kelemahannya, pipa ini kurang tahan terhadap korosi dan harganya relatif

mahal. Pipa ini tersedia dalam ukuran 75-1500 mm.

4. Steel Pipe

Pipa ini terbuat dari baja dengan sifat tidak tahan terhadap korosi elektris dan

tekanan atau benturan, tipis dan ringan, pembuatannya mudah, tetapi sulit dalam

pemasangan karena membutuhkan waktu yang lam, serta penyambungan dilakukan

dengan pengelasan dan membutuhkan biaya yang besar. Pipa ini tersedia dalam

ukuran 75-1500 mm.

5. Prestressed Concrete Pipe

Pipa ini terbuat dari beton atau tanah liat dengan sifat tahan terhadap korosi, tidak

mengalami perubahan kekasaran dinding pipa untuk waktu yang lama, tetapi cukup

berat dan sukar dalam pemasangan. Biasanya pipa jenis ini diperuntukkan dalam

kondisi khusus. Pipa ini tersedia dalam ukuran 500-2000mm

6. Polyvinyl Chloride Pipe (PVC)

PVC tahan terhadap pengaruh korosi dan tanah yang agresif, sangat baik dalam

kemampuan pengaliran air, ringan, mudah, dan cepat dalam konstruksinya (dengan

menggunakan rubber ring). Dengan sistem pemasangan menggunakan rubber ring,

pipa tidak perlu lagi direkatkan dan sambungan antar pipa akan fleksibel terhadap

gerakan pipa. PVC terbuat dari serat fiber dan juga memiliki sifat isolator,

V-10


menghambat pertumbuhan bakteri, tidak merubah sifat air, dan umumnya mudah

didapat dan tersedia banyak di pasaran. Kelemahannya adalah memiliki kekuatan

mekanis rendah, koefisien muai panas besar, dan kurang baik bila dipasang di

tempat yang tidak terlindungi dari sinar matahari. PVC tersedia dalam ukuran

diameter pipa 50-400 mm.

5.6.2 Perlengkapan sistem perpipaan

Ada beberapa perlengkapan sistem perpipaan yang sering digunakan, yaitu:

1. Sambungan (fitting), berfungsi untuk :

a. menghubungkan dua atau lebih pipa yang memiliki ukuran diameter dan

jenis yang sama, seperti mechanical joint, dan flexible joint

b. menghubungkan dua atau lebih pipa yang memiliki ukuran diameter yang

berbeda, misalnya dengan menggunakan reducer

c. mengubah dan membagi aliran dengan adanya belokan, misalnya dengan

menggunakan elbow

d. menghentikan aliran (dead ends) dengan caps, plug, dan blind flange.

2. Blok penahan (thrust block) berfungsi untuk mencegah agar sambungan tidak

bergerak jika beban tekanan air dialirkan melaluinya. Blok penahan ini biasanya

diletakkan pada belokan dan reducer.

3. Katup udara (air valve) memiliki fungsi utama untuk mengeluarkan udara yang

terjebak dalam pipa. Udara terjebak dalam pipa dapat disebabkan perhitungan

desain yang kurang baik, dekatnya jarak inlet, dan permukaan debit minimum,

turbulensi aliran, dan kemiringan yang terlalu tinggi. Adanya udara yang

terperangkap dalam pipa akan mengurangi penampang efektif pipa sehingga

mengurangi debit air.

4. Katup penguras (blow off) berfungsi untuk menguras kotoran dan endapan yang ada

dalam pipa, serta diperlukan dalam keadaan darurat, misalnya pada saat ada pipa

yang terputus. Katup penguras ditempatkan pada bagian terendah dimana

kemungkinan terjadi akumulasi lumpur dalam suatu jalur perpipaan. Katup

penguras biasa diletakkan setiap 1-1,5 m pada jalan yang datar.

5. Manhole berfungsi sebagai tempat untuk pemeriksaan pipa-pipa di dalam tanah.

Umumnya perlengkapan ini dibutuhkan bila pipa yang digunakan memiliki

diameter lebih dari 400 mm.

V-11


6. Flexible joint berfungsi untuk menghindari pecahnya pipa yang ikut tertarik akibat

adanya pemuaian dan mengatasi pergerakan akibat penyusutan pipa karena adanya

perubahan temperatur. Perlengkapan ini biasanya dipasang di antara dua pipa yang

diragukan kestabilan posisinya satu sama lain.

7. Gate valve berfungsi untuk menghentikan aliran air pada suatu bagian pipa yang

diperlukan pada suatu bagian pipa yang diperlukan pada saat pengetesan,

perbaikan, dan pemeliharaan pipa. Perlengkapan ini diperlukan untuk memisahkan

suatu blok pelayanan atau jalur pipa. Gate valve biasanya dipasang pada inlet dan

outlet reservoir distribusi, titik tapping yang dipasang sesuai dengan draft aliran,

titik pertemuan atau persilangan pipa, pada pipa yang lurus tanpa percabangan.

5.6.3 Lokasi dan Kedalaman Pipa Distribusi

Perpipaan distribusi sebaiknya diletakkan di dalam tanah dengan tujuan untuk menghindari

dan melindungi pipa dari gangguan fisik dan pembebanan secara langsung. Perpipaan yang

harus melalui sungai dengan menggunakan jembatan pipa,tidak mungkin ditanam di dalam

tanah. Oleh karena itu khusus untuk jembatan pipa, pemasangannya tidak di dalam tanah.

Berdasarkan Draft Guidelines untuk desain dan Construction of Public Water Supply

System di Indonesia, pipa distribusi utama sedapat mungkin diletakkan dekat dengan pusat

jalan berada di sisi jalan atau di bawah trotoar jalan untuk jalan yang lebar, begitupun

dengan percabangan dari pipa distribusi utama. Sedangkan untuk jalan yang sempit,

sebaiknya dihindari adanya jaringan pipa yang secara langsung berada di bawah jalur roda

kendaraan.untuk mencegah kerusakan pipa.

Pada pemasangan jaringan pipa di bawah sisi jalan, kedalaman pipa cabang distribusi

biasanya sekitar 90 cm. Apabila pipa distribusi dipasang melintasi jaringan lain yang

ditanam atau adanya struktur lain dalam tanah, jarak pemisah harus lebih dari 30 cm. Pipa

air bersih sebaiknya diletakkan dengan jarak horizontal 3 m dan jarak vertikal 45 cm dari

pipa buangan. Kedalaman jaringan dipengaruhi oleh ketebalan pasir yang dipadatkan

dibawah pipa.

V-12


Tabel 5.1 Ketebalan Pasir untuk Tiap Jenis Dasar Galian No Jenis dasar galian Tebal pasir dibawah pipa (mm) 1 2 3

Dasar galian rata, tidak berbatu-batu Dasar galian tidak rata Dasar galian berbatu batu

0 – 50 100

100 -150 Sumber : Hardie’s Textbook of Pipeline Design, Publications Department,

James hardie and Coy, Pty, limited. 1978. 5.6.4 Tekanan dan Kecepatan Air Dalam Pipa

Sisa tekanan yang tersisa dalam pipa distribusi, besarnya bervariasi menurut klasifikasi

jaringan pipa dan daerah pelayanannya serta jenis pipanya. Untuk pipa induk, sisa tekan

minimal pada daerah kritis 15m kolom air (mka). Sedangkan sisa tekan pada pipa

pelayanan ditentukan menurut daerah pelayanan dimana:

1. Daerah perumahan atau perkantoran bertingkat satu, sisa tekan minimal 6 (mka).

2. Daerah perumahan atau perkantoran bertingkat dua, sisa tekan minimal 12 (mka).

3. Daerah pelayanan yang memerlukan tekanan lebih besar lagi, digunakan pompa

penguat untuk memperbesar sisa tekanan. Pompa ini disediakan oleh konsumen

sendiri.

Sedangkan aliran dalam pipa distribusi minimal 0.3 m/s. Kecepatan maksimal ditentukan

oleh bahan atau jenis pipa yang dipakai, dimana :

1. Pipa mortal / concrete pipe kecepatan maksimumnya adalah 3 m/s.

2. Pipa steel / cast iron pipe kecepatan maksimumnya adalah 3 m/s.

5.7 Penyadapan

Penyadapan dapat dilakukan pada pipa induk maupun pipa cabang distribusi, kemudian air

didistribusikan ke konsumen melalui pipa pelayanan. Pipa induk melayani dan

menghubungkan daerah atau blok pelayanan dalam kota dan setiap blok memiliki satu atau

dua buah pipa penyadapyang dihubungkan dengan pipa cabang atau pipa sekunder.

Untuk pipa induk distribusi, penyadapan dilakukan dengan menggunakan fitting / tee,

dimana pada ujung keluarannya dihubungkan dengan sebuah reducer dan valve. Valve ini

berguna untuk mengatur aliran air yang akan disuplai menuju pipa cabang distribusi. Pipa

pelayanan merupakan pipa yang langsung melayani konsumen ke rumah dan bersumber

pada pipa sekunder.

V-13


Penyadapan pada pipa cabang dilakukan dengan menggunakan suaru alat yang disebut

clamp saddle dengan diameter 1 inchi pada posisi vertikal dan 2 inchi pada posisi

horizontal. Penyaluran ke konsumen dilanjutkan melalui reducer dengan menggunakan

pipa berdiameter kecil. Pemasangan sambungan ke konsumen dilengkapi dengan meter air

dan katup.

5.8 Pompa

Pompa merupakan suatu alat yang terdiri dari mesin dan motor yang dapat menghasilkan

energi untuk memindahkan fluida dari suatu tempat (pada elevasi tertentu) ke tempat lain

yang memiliki elevasi lebih tinggi.

Head pompa terdiri dari : (Sularso, Tahara, Haruo, 2000)

1. total static head (Hs) adalah beda tinggi permukaan fluida pada bagian suction dan

discharge.

2. pressure difference head = γ)( PsPd − , terjadi karena adanya perbedaan tekanan

pada bagian suction dan discharge.

3. head loss karena gesekan adalah total headloss karena adanya beda gesekan pada

pipa, perlengkapan pipa, dll.

(Hf) = gv

22Σ

4. beda velocity head = ( )g

vv sd2

22 −

dimana, Vd = kecepatan aliran pada bagian discharge

Vs = kecepatan aliran pada bagian suction

Jadi head sistem :

fsdsd

SA HgvvPPHH Σ+−+−+= 2

)()( 22

γ

Namun, pada prakteknya beda velocity head diabaikan karena 0. ≈

fSA HPsPdHH Σ+−+= γ)( (untuk sistem tertutup)

fSA HHH Σ+= (untuk sistem terbuka dimana Pd-Ps=Patm)

V-14


Daya pompa adalah tenaga yang harus dimiliki atau dibutuhkan untuk menaikkan air

dengan diameter, slope, dan panjang pipa tertentu. Besarnya daya pompa dapat dihitung

sebagai berikut : (Sularso, Tahara, Haruo, 2000)

)75(ηρ QgHP Tpompa =

5.9 Sistem Pemadam Kebakaran

Perlindungan terhadap bahaya kebakaran dalam suatu kota, umumnya menjadi bagian dari

sarana terpadu dalam sistem penyediaan air minum kota, meskipun prosedur pemadam

kebakaran dilakukan oreh badan lainnya (Dinas Pemadam Kebakaran). Dalam hal ini

tentunya PDAM yang akan bertanggung jawab atas keterjaminan sistem pemadam

kebakaran kota yang ada. Sistem pemadam kebakaran dapat dikatakan masih belum

mendapat prioritas utama dalam pembangunan sistem penyediaan air minum, meskipun

disepakati bahwa peningkatan taraf hidup penduduk yang komprehensif mensyaratkan

perlunya kualitas ini. (Moestikahadi, 1989)

Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam perencanaan sistem pemadam kebakaran

perkotaan yang terintegrasi dengan sitem distribusi air minum, yaitu : (Moestikahadi,

1989)

1. berapa banyak air yang diperlukan untuk pemadam suatu kebakaran

2. ketersediaan air dalam sistem penyediaan air

3. sistem darurat yang direncanakan

4. keseimbangan sistem yang berlaku dengan berfungsinya sistem darurat

Besarnya debit aliran yang diperlukan untuk daerah perkotaan dapat diperkirakan dengan

menggunakan persamaan di bawah, yaitu : (Moestikahadi, 1989)

Kuichling PQ 700=

Freeman )105(200 += PQ

NBFU )001,01(1020 PPQ −=

dimana P= jumlah penduduk (ribuan)

Q=kebutuhan air pemadam (gpm)

V-15


Selain itu, dapat pula digunakan persamaan berikut (Al-Layla, 1980) :

)01,01(3860 PPQ −=

dengan Q = debit kebutuhan (L/menit)

P = populasi dalam ribuan

Kriteria sistem pemadam kebakaran adalah sebagai berikut : (Al-Layla, 1980 dan

Sukarmadijaya, 1978)

1. unit hidran dipasang pada interval jarak 300m atau bergantung pada kondisi

maupun peruntukan dan kepadatan daerah setempat

2. hidran sebaiknya berada dekat dengan jalan dan persimpangan

3. jenis hidran halaman yang dapat digunakan terdiri atas 2 tipe, yaitu :

a. tipe single nozzle dengan diameter sadap minimal 150mm

b. tipe double nozzle dengan diameter sadap minimal 300mm

5.10 Reservoir Distribusi

Reservoir distribusi merupakan komponen yang sangat penting dari jaringan distribusi.

Sistem distribusi direncanakan memberikan kapasitas air berdasarkan kebutuhan air

maksimum per jam, sedangkan instalasi berdasar kebutuhan air maksimum per hari, untuk

mengatasi perbedaan ini diperlukan suatu tempat penampungan air yaitu reservoir

distribusi.

Alasan penggunaan reservoir adalah sebagai berikut :

1. Ekualisasi aliran (Equalizing flow)

Reservoir sebagai pemerata aliran. Menurut fungsi ini, reservoir harus mampu

mengatasi fluktuasi pemakaian air dengan inflow relatif konstan. Ciri adanya

reservoir dengan fungsi ini adalah naik turunnya permukaan air dalam reservoir

distribusi sebagai representasi fluktuasi pemakaian air.

2. Ekualisasi tekanan (Equalizing pressure)

V-16


Reservoir sebagai pemerata tekanan. Ciri penting reservoir dengan fungsi ini adalah

terletak di tengah-tengah daerah pelayanan, sehingga perbedaan tekanan air di satu

lokasi dan lokasi lainnya dalam suatu daerah pelayanan tidak terlalu besar.

3. Distributor

Reservoir sebagai pendistribusi air. Fungsi reservoir sebagai distribusi aliran air

tidak berbeda dengan fungsi reservoir sebagai pemerata tekanan. Fungsi ini juga

mencakup penyimpanan untuk melayani kebutuhan darurat.

Reservoir dapat diletakkan di tengah-tengah daerah distribusi untuk daerah yang relatif

datar. Sedangkan untuk daerah dengan kondisi elevasi menurun pada satu arah, reservoir

diletakkan di daerah tinggi untuk memanfaatkan sisa tekan.

Jenis reservoir pada sistem distribusi :

1. Elevated Reservoir

Merupakan reservoir yang disangga dan terletak di atas permukaan tanah dengan

elevasi lebih tinggi dari daerah pelayanan. Reservoir ini mendistribusikan air secara

gravitasi dan dapat digunakan pada sistem cabang.

Keuntungan menggunakan jenis reservoir ini adalah:

a. Reduksi kebutuhan pompa dan biaya pemompaan, karena pompa tidak perlu

digunakan secara terus-menerus.

b. Reduksi tekanan puncak selama pemompaan. Penghentian pompa untuk

beberapa waktu tidak mempengaruhi tekanan sistem secara signifikan.

c. Penyeimbang tekanan pada sisitem distribusi, sehingga tekanannya jadi

optimal dengan penempatan tangki yang tepat.

2. Ground Reservoir

Merupakan reservoir yang terletak di permukaan tanah dengan elevasi relatif sama

dengan daerah pelayanan. Reservoir ini mendistribusikan air secara pemompaan

agar mempunyai tekanan tinggi yang dapat memenuhi kebutuhan dan selanjutnya

dialirkan secara gravitasi. Reservoir ini digunakan pada sistem ring. Biasanya

volume terbesar hanya mencapai 1000 m3 .

Keuntungan penggunaan reservoir ini adalah :

a. Biaya lebih murah

b. Pemeliharaan lebih mudah

V-17


c. Keamanan lebih terjamin

d. Mudah melakukan pemantauan kualitas air

e. Tidak menghalangi jarak pandang

f. Menghindari kemungkinan terjadinya hal yang tidak terduga yang mungkin

terjadi jika reservoir diletakkan di atas kaki.

Hal–hal yang harus diperhatikan dalam merancang reservoir adalah :

1. Volume reservoir

Volume ditentukan berdasarkan tingkat pelayanan dengan memperhatikan fluktuasi

pemakaian dalam satu hari di suatu kota yang akan dilayani.

2. Tinggi elevasi energi

Elevasi energi reservoir harus bisa melayani seluruh jaringan distribusi. Elevasi

energi akan menentukan sistem pengaliran dari reservoir menuju jaringan

distribusi. Bila elevasi energi pada reservoir lebih tinggi dari sistem distribusi maka

pengaliran dapat dilakukan secara gravitasi. Untuk kondisi sebaliknya, bila elevasi

energi reservoir lebih rendah daripada jaringan distribusi, maka pengaliran dapat

dilakukan dengan menggunakan pompa.

3. Letak reservoir

Reservoir diusahakan diletakan di dekat daerah distribusi. Bila topografi daerah

distribusi rata maka reservoir dapat diletakkan di tengah–tengah daerah distribusi.

Bila topografi naik turun, maka reservoir diusahakan diletakkan pada daerah tinggi

sehingga mengurangi pemakaian pompa dan menghemat biaya.

4. Pemakaian pompa

Jumlah pompa dan waktu pemakaian pompa harus bisa mencukupi kebutuhan

pengaliran air.

5. Konstruksi reservoir

a. Ambang Bebas dan Dasar Bak

Ambang bebas minimum 30 cm di atas muka air tertinggi dan dasar bak

minimum 15 cm dari muka air terendah. Sedangkan kemiringan dasar bak

adalah 1/1000 – 1/500 ke arah pipa penguras.

b. Inlet dan Outlet

V-18


i. Posisi dan jumlah pipa inlet ditentukan berdasarkan pertimbangan

bentuk dan struktur tangki sehingga tidak ada daerah aliran yang

mati

ii. Pipa outlet dilengkapi dengan saringan dan diletakkan minimum 10

cm di atas lantai atau pada muka air terendah.

iii. Perlu memperhatikan penempatan pipa yang melalui dinding

reservoir, harus dapat dipastikan dinding kedap air dan diberi

flexible-joint.

iv. Pipa inlet dan outlet dilengkapi dengan gate valve.

v. Pipa peluap dan penguras memilki diameter yang mampu

mengalirkan debit air maksimum secara gravitasi dan saluran outlet

harus terjaga dari kontaminasi luar.

c. Ventilasi dan manhole

Reservoir dilengkapi dengan ventilasi, manhole dan alat ukur tinggi muka

air. Tinggi ventilasi 50 cm dari atap bagian dalam. Ukuran manhole harus

cukup untuk dimasuki petugas dan kedap air

Reservoir terdiri atas beberapa perlengkapan untuk menunjang pengoperasian dan

pengontrolan reservoir, yaitu:

1. pipa inlet; pipa yang mengalirkan air ke dalam bangunan reservoir.

2. pipa outlet; pipa yang mengalirkan air dari reservoir ke pipa distribusi.

3. pipa overflow; pipa untuk mengalirkan air yang melebihi muka air yang diijinkan

dari reservoir.

4. pipa drain; pipa yang berfungsi untuk menguras reservoir.

5. tulangan utama; tulangan beton yang berfungsi untuk menopang resrvoir.

6. besi penunjang; berfungsi untuk membantu tulangan utama dalam menopang

reservoir.

7. air ventillation; berfungsi agar tekanan dalam reservoir sama dengan tekanan

atmosfer.

8. gate valve; berfungsi untuk menutup atau mengalirkan air pada waktu pengurasan.

Beberapa faktor yang mempengaruhi penentuan ukuran reservoir adalah sebagai berikut :

V-19


1. Besarnya cadangan air terhadap pemakaian air minimum dan maksimum dalam

sehari

2. Penentuan besarnya air untuk keadaan darurat seperti sistem pemadam kebakaran

3. Variasi sistem pengaliran

a. Sistem gravitasi

Sistem pemompaan, bila menggunakan pemompaan langsung secara

kontinyu selama 24 jam maka kapasitas penampungan pada ground

reservoir adalah kapasitas reservoir total.

b. Dual sistem

Pada sistem ini, pemompaan dilakukan selama terus-menerus selama 24 jam

dengan pengaliran dari instalasi pengolahan, maka kapasitas total yang

perlu ditampung adalah 2/3 volume dari ground reservoir dan 1/3 dari

elevated reservoir . Pada sistem clear well, besarnya adalah 2/3 dari volume

total yang ada. Kapasitas tersebut harus lebih besar atau sama dengan waktu

kontak

4. Waktu pemompaan

Pemompaan pada dual sistem dapat dilakukan terus-menerus dengan satu pompa

yang bekerja dan pompa lain sebagai cadangan atau dilakukan dengan jumlah

pompa yang lebih dari satu dan dioperasikan secara bersamaan.

5.11 Metode Perhitungan Hidrolis (EPANET 2.0)

EPANET 2.0 merupakan salah satu software jaringan distribusi yang dikembangkan oleh

Water Supply and Water Resources Division USEPA’s National Risk Management

Research Laboratory. EPANET adalah sebuah program komputer yang menggambarkan

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

Jaringan itu sendiri terdiri dari pipa, node (titik koneksi pipa), pompa, katup, tangki air,

dan reservoir. EPANET menjajaki aliran air di tiap pipa, kondisi tekanan air di tiap titik,

dan konsentrasi bahan kimia yang mengalir di dalam pipa selama dalam periode

pengaliran. Sebagai tambahan, usia air (water age) dan pelacakan sumber dapat juga

disimulasikan.

V-20


EPANET didesain sebagai alat untuk mencapai dan mewujudkan pemahaman tentang

pergerakan dan nasib kandungan air minum dalam jaringan distribusi. EPANET juga dapat

digunakan untuk analisis berbagai aplikasi jaringan distribusi, sebagai contoh untuk

pembuatan desain, kalibrasi model hidrolis, analisis sisa khlor, dan analisis pelanggan.

EPANET dapat membantu dalam mengatur strategi untuk merealisasikan kualitas air

dalam suatu sistem. Semua itu mencakup:

1. Alternatif penggunaan sumber dalam berbagai sumber dalam satu sistem.

2. Alternatif pemompaan dalam penjadwalan pengisian / pengosongan tangki.

3. Penggunaan treatment, misal khlorinasi pada tangki penyimpan.

4. Penargetan pembersihan pipa dan penggantiannya.

Dijalankan dalam lingkungan Windows, EPANET dapat terintegrasi untuk melakukan

editing dalam pemasukan data, running simulasi, dan melihat hasil running dalam berbagai

bentuk (format), termasuk dengan kode-kode yang berwarna pada peta, tabel data, serta

citra kontur. EPANET adalah alat bantu analisi hidrolis yang di dalamnya terkandung

kemampuan seperti:

1. Kemampuan analisis yang tidak terbatas pada penempatan jaringan

2. Perhitungan harga kekasaran pipa menggunakan persamaan Hazen-Williams, Darcy

Weisbach, atau Chezy-Manning.

3. Termasuk juga minor head losses untuk bend, fitting, dsb.

4. Pemodelan terhadap kecepatan pompa yang konstan maupun variabel.

5. Menghitung energi pompa dan biaya

6. Pemodelan terhadap variasi tipe dari valve termasuk shitoff, check, pressure

regulating, dan flow control valve.

7. Tersedia tangki penyimpan dalam berbagai bentuk, termasuk diameter yang

bervariasi terhadap tingginya.

8. Memungkinkan dimasukkannya kategori kebutuhan (demand) ganda pada node,

masing-masing dengan pola tersendiri yang bergantung pada variasi waktu.

9. Model pressure yang bergantung pada pengeluaran aliran dari emiter (sprinkler

head).

10. Dapat dioperasikan dengan sistem dasar pada tangki sederhana atau kontrol waktu,

dan pada kontrol waktu yang lebih kompleks.

V-21


Komponen-komponen EPANET 2.0 terdiri atas :

1. Komponen Fisik

Komponen fisik merupakan elemen yang ada di lapangan kemudian dimodelkan

dalam EPANET 2.0. Komponen fisik tersebut meliputi reservoir, tangki, junction,

pipa, valve, dan pompa.

2. Komponen Non Fisik

EPANET 2.0 memiliki tiga komponen non fisik yang menggambarkan aspek

operasional dari sistem distribusi, yaitu curve, pattern, dan control.

5.11.1 Model Simulasi Hidrolis

Simulasi hidrolis EPANET yang menghitung head junction dan aliran dalam link secara

tetap terhadap level reservoir, level tangki, dan kebutuhan air selama periode waktu. Level

waktu terhadap level reservoir dan kebutuhan junction diperbarui mengikuti pola waktu

dimana tangki level diperbarui menggunakan aliran saat itu.

Penyelesaian untuk head dan aliran pada titik yang terpisah meliputi penyelesaian secara

simultan dalam persamaan aliran untuk tiap junction dan hubungan headloss pada tiap link

pada jaringan. Proses tersebut dikenal dengan hydraulic balancing, menggunakan teknik

iterasi yang melibatkan persamaan non-linear. EPANET menggunakan gradient algorithm

untuk kebutuhan tersebut.

5.11.2 Perhitungan Diameter dan Kehilangan Tekan

Besarnya diameter pipa yang akan digunakan diperoleh melalui persamaan Hazen-

Williams: (Babbitt, 1967)

Q = 0.2785 C D2.63

54.0

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ Δ

Lh

, maka:

D = 2.63√ (Q / [0.2785 C (∆h/L)0.54])

dengan, Q = Qmax/day

C = koefisien kekasaran HW (=100)

∆h = beda ketinggian tiap segmen

L = jarak horizontal tiap segmen

V-22


Untuk mendapatkan garis tekan pada jalur distribusi, perlu dihitung kehilangan tekanan di

tiap titik tertentu pada jalur pipa. Kehilangan tekanan dibagi menjadi dua yaitu major

losses dan minor losses. Kehilangan tekan pada pipa dapat dituliskan melalui persamaan:

∆Htotal = ∆Hmayor + ∆Hminor

1. Major Losses

Major losses adalah kehilangan tekanan akibat aliran dalam pipa. Untuk menghitung

major losses pada titik tertentu , harus diketahui panjang horizontal, beda ketinggian,

debit yang diinginkan, serta diameter pipa yang digunakan pada titik tersebut.

Persamaan yang dipakai adalah Hazen-William: (Babbitt, 1967)

∆Hmayor = ( )⎥⎦⎤

⎢⎣

⎡54.063.2 ...2785.0 SDC

Q . Lpipa

dengan, Q = debit aliran (m3/s)

C = koefisien kekasaran pipa HW

D = diameter pipa (m)

S = LhΔ = kemiringan profil pipa

Harga C untuk berbagai pipa dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 5.2 Koefisien Kekasaran Relatif (C)

Jenis Pipa C Pipa besi cor baru Pipa besi cor tua Pipa baja baru Pipa baja tua Pipa dengan lapisan semen Pipa dengan lapisan semen-asbes

130 100

120-130 80-100 130-140

140

PVC 140-150 Sumber : PDAM Kota Bandung

2. Minor Losses

Minor losses adalah kehilangan tekanan akibat perubahan besar kecepatan aliran

(akibat penyempitan atau pembesaran diameter pipa) atau akibat perubahan arah aliran

(akibat adanya belokan atau aksesoris pipa). Rumus yang digunakan adalah: (Babbitt,

1967)

V-23


∆Hminor = K ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛g

v2

2

dengan, K = konstanta perlengkapan pipa

v = kecepatan aliran tiap pipa

g = percepatan gravitasi

Harga K untuk berbagai perlengkapan pipa dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 5.3 Nilai K untuk Perlengkapan Pipa

Jenis Perlengkapan Pipa Nilai K Gate valve dalam kondisi − Terbuka penuh − ¼ terbuka − ½ terbuka − ¾ terbuka

0,2 1,2 5,6 2,4

Angle valve dalam kondisi terbuka penuh

2,5

Butterfly valve dalam kondisi − Sudut bukaan 10o − Sudut bukaan 40o − Sudut bukaan 70o

1 10 920

90o elbow dengan − Regular flange − Long radius flange − Short radius screwed − Medium radius screwed − Long radius screwed

0,21-0,3 0,14-0,23

0,9 0,75 0,6

Sudden contraction − d/D=1/4 − d/D=1/2 − d/D=3/4

0,42 0,33 0,19

Sumber : Practical Hydrolics for The Public Work Engineer, 1968

Perhitungan sisa tekan merupakan head yang ada pada suatu titik setelah mengalami

berbagai kehilangan akibat headloss (mayor losses dan minor losses) maupun akibat

kecepatan aliran air ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

gv

22

. Dalam perencanaan ditetapkan sisa tekan di akhir jalur pipa

adalah sebesar 10-15 m kolom air. Jika terlalu besar maka pipa dapat pecah karena tdak

mampu menahan tekanan yang sangat besar dan jika terlalu kecil aliran air tidak dapat

digunakan untuk sistem distribusi nantinya. Sisa tekan (residual head) dinyatakan sebagai :

(Al-Layla et.al, 1980)

V-24


Rh = Havailable – headloss - ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

gv

22

5.11.3 Profil Hidrolis

Profil hidrolis adalah gambar yang menunjukkan posisi ketinggian pipa dan garis

hidrolisnya pada titik di suatu jalur perpipaan. Profil hidrolis digambarkan dengan

menempatkan panjang pipa sehingga sumbu absis dan tinggi perletakan pipa atau kontur

tanah serta ketinggian hidrolis pada sumbu ordinat. Profil hidrolis ditunjukkan dalam

bentuk hydraulic grade line (HGL).

Persamaan energi dalam sistem dihasilkan dari penerapan prinsip kekekalan energi pada

aliran fluida. Energi yang dimiliki oleh suatu fluida yang mengalir tediri dari energi dalam

dan energi akibat tekanan, kecepatan, dan kedudukan. Dalam arah aliran, prinsip energi

diringkas dalam suatu persamaan sebagai berikut:

Energi1+Energi yang ditambahkan–Energi yang hilang–Energi yang diambil=Energi2

Persamaan ini untuk aliran mantap fluida tak kompresible, dalam hal ini perubahan energi

dalam diabaikan. Sehingga di atas dapat disederhanakan menjadi: (teorema Bernoulli)

(Babbitt, 1967)

( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++=−−+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++ 2

222

1

211

22Z

gv

gP

HHHZg

vg

PELA ρρ

Hydraulic Grade Line (HGL) adalah garis yang menunjukkan efek dari gesekan yang

terjadi di dalam pipa, perubahan kecepatan dan perubahan energi dalam pipa tersebut.

Sehingga HGL merupakan garis yang jarak vertikalnya dari sentroid aliran di suatu titik

pada saluran tertutup proporsional terhadap tekanan pada pipa pada titik tersebut. Jika

tekanan di dalam pipa kurang dari tekanan atmosfer maka garis HGL akan terletak di

bawah garis jalur pipa. Hal ini menunjukkan terjadinya tekanan negatif.

HGL = Zg

P+

ρ

V-25


Energy Grade Line (EGL) adalah pernyataan grafis dari energi tiap bagian. Garis energi

akan turun dalam arah aliran kecuali bila ada energi yang ditambahkan oleh alat-alat

mekanik seperti pompa, atau jika profil muka tanah naik.

EGL = Zg

vg

P++

2

2

ρ

Kedua garis tersebut menunjukkan pengaruh kehilangan tekan dan perubahan kecepatan

terhadap tekanan dan energi dalam pipa. Penempatan perlengkapan pipa pada pipa

distribusi akan mengakibatkan penurunan HGL dan EGL pada perletakannya. Perhitungan

HGL dan EGL pada jalur pipa dilakukan dengan perhitungan berdasarkan kehilangan

tekan yang terjadi.

HGL

EGL

gPρ

Pipa

∆H

Elev

asi (

z)

Jarak (m)

Gambar 5.1 Profil Hidrolis Aliran dalam Pipa

V-26

BAB V KRITERIA TEKNIS PERENCANAAN SISTEM · PDF filememenuhi kriteria hidrolis. 5.3 Pola...

Documents

Transcript of BAB V KRITERIA TEKNIS PERENCANAAN SISTEM · PDF filememenuhi kriteria hidrolis. 5.3 Pola...