Modul Penentuan Dimensi Jaringan Pipa

BAB VI - Penentuan Dimensi Jaringan Pipa dan Bangunan Pelengkap

BAB VI

PENENTUAN DIMENSI JARINGAN PIPA DAN

BANGUNAN PELENGKAP

VI.1. Perhitungan Dimensi dan Perletakkan Jaringan Perpipaan

VI.3.1. Dasar dan Kriteria Perencanaan

Hal-hal yang menjadi acuan dalam penentuan dimensi saluran terdapat

pada kriteria perencanaan yang telah ditetapkan yaitu :

1. Bentuk saluran adalah bulat lingkaran.

2. Bahan saluran yang digunakan adalah pipa PVC dan HDPE.

3. Koefisien Manning untuk PVC adalah 0,013, sedangkan untuk HDPE adalah

0,009.

4. Kedalaman galian berkisar antara 0,88 – 7 m.

5. Kecepatan maksimum saat debit puncak 3 m/detik.

6. Kecepatan minimum saat debit puncak 0,6 m/detik.

7. Kedalaman aliran dalam pipa tidak melebihi 80 % dari diameter pipa.

8. Kecepatan minimum saat debit minimum 0,3 m/detik.

9. Diameter pipa minimum 50 mm untuk mencegah penyumbatan.

10. Kemiringan saluran sedapatnya membatasi terbentuknya H2S dan endapan.

11. Standar pemakaian air rata-rata 160 lliter/orang/hari atau 0,00185

l/orang/dtk (sesuai kondisi daerah)

12. Tentukan faktor presentase air domestik yang terbuang (0,6-0,9)

13. Tentukan kepadatan penduduk dari data BPS atau perhitungan sendiri dari

jumlah penduduk kawasan di bagi luas kota yang berpenghuni

VI.2. Perhitungan Dimensi Pipa

VI-1


Sistem penyaluran air buangan Kecamatan menggunakan pipa jenis PVC

dan HDPE. Pipa jenis PVC yang digunakan berdiameter 250 mm sampai dengan

300 mm. Sedangkan untuk pipa dengan diameter 350 mm sampai dengan 1100

mm digunakan pipa jenis HDPE. Diameter pipa yang digunakan dalam Sistem

Penyaluran Air Buangan (SPAB) dapat dilihat pada Tabel Dimensi dan

Perletakkan dalam Lampiran D.

Keterangan pengisian kolom tabel adalah sebagai berikut :

PERHITUNGAN BLOK PELAYANAN

1. Menentukan segmen pipa

2. Menentukan sub-segmen pipa

3. Menentukan titik awal dan titik akhir pipa

4. Menentukan blok yang dilayani

5. Menghitung blok kumulatif yang dilayani oleh jalur tersebut

6. Menghitung panjang pipa yang digunakan oleh jalur tersebut (L).

7. Menghitung panjang pipa dari awal sampai akhir saluran (Lkum).

8. Menentukan luas blok yang pelayanan

9. Menghitung jumlah penduduk kumulatif yang dilayani (P)

PERHITUNGAN DEBIT

10. Menghitung Debit Rata-rata (liter / detik)

Qrata-rata = Kebut Domestik x faktor standar buangan x jumlah penduduk

11. Menghitung Menghitung faktor puncak timbulan air buangan (fp)

Persamaan Babbit (1952)

Persamaan Fair & Geyer (1954)

Gainess (1989)

Persamaan Crites and Tchobanoglous 1998, 205

VI-2


Persamaan/ grafik McGhee 1991

12. Menghitung debit puncak (Qpk) (liter / detik)

Qpk = fp x Qrat-rata (m3 / detik)

13. Menghitung faktor debit min

Persamaan Babbit Qmin = 0.2 P 1.2. qr

Persamaan Crites and Tchobanoglous 1998, 205

Persamaan/ grafik McGhee 1991

14. Menghitung debit Minimum (Qmin)

Qpk = fmin x Qrat-rata (m3 / detik)

PENANAMAN, UKURAN DAN KEMIRINGAN PIPA

15. Menentukan Elevasi muka tanah di awal saluran (Ht awal)

16. Menentukan Elevasi muka tanah di akhir saluran (Ht akhir)

17. Menentukan tinggi pipa awal (Hp awal)

18. Menentukan tinggi pipa akhir (Hp akhir)

19. Menghitung slope tanah.

St =

20. Menghitung slope pipa

Bila St > tabel, slope pipa = St

Bila St < tabel, slope pipa diasumsikan seperti tabel

Pada jalur ini St > 0, maka St = Sp = 0,0032

VI-3


21. Menentukan Koefisien kekasaran Manning ’n’ pipa sesuai dengan jenis

pipa PVC, beton, PE , dll

22. Menghitung diameter teoritis dalam satuan meter

Dteo =

23. Menghitung diameter teoretis dalam satuan (mm)

24. Diameter pipa di pasaran dalam satuan mili meter

25. Diameter pipa di pasaran dalam satuan (m)

PERHITUNGAN KONTROL KECEPATAN

26. Menghitung kecepatan aliran saat penuh

Vfull =

27. Menghitung debit saat saluran pipa terisi penuh dengan air buangan (Qfull)

Qfull = A x Vfull

=

28. Perbandingan antara debit desain dan debit saat aliran penuh (Qpk/Qf)

VI-4


29. Mencari nilai d/D dari data Qd/Qf dengan menggunakan nomogram

Manning

30. Mencari nilai Vp/Vf dari data d/D dengan menggunakan nomogram

Manning

31. Menghitung kecepatan aliran saat debit puncak (Vp) m/detik

Vp =

Ketentuan yang harus terpenuhi adalah 0,6 m/detik < Vp < 3 m/detik.

Jika nilai Vp belum sesuai maka slope harus diperbesar.

VI.3. Perletakan Pipa

Dasar perencanaan peletakan pipa memperhitungkan terjadinya defleksi

pada pipa yang terbebani dan memperkirakan besarnya beban yang dipindahkan

ke sekelilingnya. Kondisi material penimbun dan kekuatan pipa merupakan

parameter yang penting. Dalam laporan Bandung Urban Development Project

pada tahun 1983, disebutkan ada enam tipe material penimbun yaitu :

1. Tipe BA, Limited Granular Bed, faktor beban f = 1,5

2. Tipe BB, Granular Bed, f = 1,9

3. Tipe BO, Granular Bed and Surround, f = 2,2

4. Tipe ABD, Beton dengan faktor beban f = 2,6

5. Tipe ABR, Beton dengan penguatan 0,4 %, f = 3,4

6. Tipe ABR +, Beton dengan penguatan 1 %, f = 4,8

Untuk SPAB , peletakan pipa adalah peletakan fleksibel untuk PVC dan

semi rigid untuk HDPE. Penempatan pipa PVC dan HDPE dilakukan dengan

VI-5


peletakan BO untuk mendukung fleksibilitas terutama menghadapi geseran tanah

yang mungkin terjadi.

Ketentuan peletakan pipa dalam SPAB berisi keterangan tentang

kedalaman letak pipa dalam tanah serta penggalian yang harus dilakukan. Hasil

perhitungan dapat dilihat pada lampiran D.

Keterangan pengisian kolom tabel adalah sebagai berikut :

32. Kedalaman galian hingga bagian puncak pipa awal (B1) (m).

B1 = Elevasi muka tanah awal – Elevasi puncak pipa awal

B1 = Htawal – Hp awal

33. Kedalaman galian hingga bagian puncak pipa akhir (B2) (m).

B2 = Elevasi muka tanah akhir – Elevasi puncak pipa akhir

B2 = Htakhir – Hp akhir

34. kedalaman gali awal (G1) (m).

G1 = B1 + diameter luar pipa (diameter dalam pipa + ketebalan pipa)

35. Kedalaman gali akhir (G2) (m).

G2 = B2 + diameter luar pipa (diameter dalam pipa + ketebalan pipa)

36. Perbedaan ketinggian antara galian awal dan galian akhir (dG) (m).

dG = G1 – G2

Jika dG > 0, maka St > Sp, artinya slope tanah lebih besar dari slope saluran

sehingga dibutuhkan drop manhole apabila nilai dG > 0,6 m.

Jika dG < 0, maka St < Sp, artinya slope tanah lebih kecil dari slope saluran

dan jika nilai dG mencapai – 7 m akan dibutuhkan pemompaan.

Jika dG = 0, maka St = Sp, artinya slope tanah sama dengan slope saluran,

kondisi inilah yang diinginkan.

37. Lebar galian (CG) (m).

LG =

38. Volume galian (VG) (m3).

VI-6


VG =

39. Menentukan bangunan pelengkap yang dibutuhkan.

Contoh perhitungan : Titik 1 menuju 2

40. Kedalaman galian hingga bagian puncak pipa awal (B1) (m).

B1 = Elevasi muka tanah awal – Elevasi puncak pipa awal

= kolom 8 – kolom 25 = 21 meter – 20,12 meter = 0,88 meter

41. Kedalaman galian hingga bagian puncak pipa akhir (B2) (m).

B2 = Elevasi muka tanah akhir – Elevasi puncak pipa akhir

= kolom 9 – kolom 26 = 20 meter – 19,12 meter = 0,88 meter

42. Kedalaman galian di hulu (G1) (m).

G1 = B1 + diameter luar pipa

G1 = 0,88 + (0,35 + 0,006) = 1,2 m

43. Kedalaman galian di hilir (G2) (m).

G2 = B2 + diameter luar pipa

G2 = 0,88 + (0,35 + 0,006) = 1,2 m

44. Perbedaan ketinggian antara galian awal dan galian akhir (dG) (m).

dG = G1 – G2

dG = kolom 44 – kolom 45 = 1,2 meter – 1,2 meter = 0 m

Jika dG > 0, maka St > Sp, artinya slope tanah lebih besar dari slope

saluran sehingga dibutuhkan drop manhole apabila nilai dG > 0,6 m.

Jika dG < 0, maka St < Sp, artinya slope tanah lebih kecil dari slope

saluran dan jika nilai dG mencapai – 7 m akan dibutuhkan pemompaan.

Jika dG = 0, maka St = Sp, artinya slope tanah sama dengan slope

saluran, kondisi inilah yang diinginkan.

VI-7


45. Lebar galian (LG) (m).

LG = (meter)

= = 0,8 m

46. Volume galian (VG) (m3).

VG = =

VG = = 315,5 m3

47. Menentukan Bangunan Pelengkap.

VI.4. Bangunan Pelengkap

VI.61. Manhole

Ada lima jenis manhole yang digunakan untuk suatu jalur perpipaan air

buangan, yaitu :

1. Tipe A

Untuk saluran persil dan sekunder

Kedalaman bagian atas diameter terdalam (soffit) dari muka tanah = 0,45 –

1,5 m

Dinding persegi empat dari beton.

Tebal dinding 15 cm

Lebar bangunan 1,1 m

Tutup berukuran 0,9 x 0,5 m dari beton cetak, tetapi jika manhole terletak

di jalan maka yang digunakan terbuat dari besi tuang.

2. Tipe B

Untuk saluran berdiameter sampai dengan 1200 mm

Kedalaman soffit = 0,8 – 2,7 m

Dinding bulat dari beton dengan tebal dinding 20 cm, diameter manhole

tergantung dari ukuran dan jumlah pipa yang masuk.

VI-8


Untuk saluran persil dan sekunder, tutup berukuran 0,9 x 0,5 m dari beton

cetak

Untuk saluran induk,tutup terbuat dari besi tuang.

3. Tipe C


Kedalaman soffit = 2,7 – 5 m.

Dinding bulat dari beton dengan tebal dinding 20 cm, diameter manhole

tergantung dari ukuran dan jumlah pipa masuk.

Dinding setinggi 1,8 m dari soffit ke intermediate slab untuk memudahkan

pemeliharaan.

Dinding di atas intermediate slab dikurangi ukurannya menjadi diameter

900 mm untuk menghemat biaya.

Tutup berukuran 0,6 x 0,6 dari besi tuang , kecuali untuk saluran persil dan

sekunder digunakan tutup terbuat dari beton cetak.

4. Tipe D


Kedalaman soffit lebih besar dari 5 m.

Dinding bulat dari beton dengan tebal 20 cm, diameter manhole

tergantung dari ukuran dan jumlah pipa masuk.

Dinding bagian bawah setinggi 1,8 m untuk memudahkan pemeliharaan.

Dinding sebelah atas di bagian bawah penutup papan, setinggi 1,8 m.

Dinding bagian atas papan dikurangi diameternya menjadi 0,9 m untuk

menghemat biaya.

Tutup berukuran 0,6 x 0,6 m dari besi tuang.

5. Tipe E & F

Untuk saluran dengan diameter > 1200 mm

Tipe E untuk kedalaman soffit lebih kecil atau sama dengan 5 m dan F

untuk kedalaman soffit lebih besar dari 5 m.

Dinding bulat berdiameter 2500 mm dengan tebal dinding 30 cm.

Pada Tabel 6.1 dapat dilihat diameter manhole berdasarkan diameter saluran.

VI-9


Tabel 6.1 Diameter ManholeDiameter

Pipa

(mm)

Jumlah Pipa Masuk

1 2 3

Diameter Manhole

(mm)

400

600

900

1200

1200

1200

1200

2100

1200

1500

1800

tertentu

1500

1500

2100

tertentu

Sumber : Laporan BUDP, 1983

Manhole yang digunakan pada SPAB Kecamatan dapat dilihat pada Tabel 6.4

berikut :

Tabel 6.2. Manhole yang digunakan dalam SPAB Kecamatan

No.Manhole Diameter Diameter

TipeNo Segmen Pipa (mm) (mm)

1 1 d 500 1500 B2 1 e 550 1500 B3 1 g 550 1500 B4 1 g-b 500 1200 B5 1 j 450 1200 B6 1 l 400 1200 B7 1 n 500 1500 B8 1 r 350 1200 B9 1 s 850 1800 C10 1 x 400 1200 B11 4 a' 450 1200 A12 1 b' 750 1500 B13 1 c' 600 1200 B14 1 i' 450 1500 B15 1 j' 1000 2100 B16 1 m' 550 1500 B17 5 n' 550 1500 B18 1 p' 650 1500 B19 3 700 1500 B20 1 q' 950 1800 C21 1 u' 800 1800 B

VI-10


VI.62. Drop ManholeDrop manhole yang biasa digunakan dalam SPAB ada dua jenis, yaitu tipe

drop 90 dan tipe 45. Dalam SPAB drop manhole digunakan untuk titik-titik

manhole yang memiliki perbedaan ketinggian antara galian awal pipa dan galian

akhir pipa (dG) lebih dari 0,6 m. Pada Tabel 6.3 dapat dilihat diameter dan tipe

drop manhole.

Tabel 6.3 Diameter Drop Manhole

Diameter Pipa Drop

(mm)

Manhole Tipe 45

Drop (mm)

Manhole Tipe 90

Drop (mm)

100,150,200 600,1000 > 1000

300,400,500,600 < 2300 > 2300

> 700 Khusus Khusus

Sumber : BUDP, 1983

Hasil perhitungan drop manhole yang dibutuhkan pada masing-masing

jalur dapat dilihat pada Tabel 6.4.

Tabel 6.4 Drop Manhole SPAB Kecamatan

Jalur Diameter Drop Tipe drop

Dari Ke Pipa (mm) (mm) manhole

15 16-1 500 850 4533 31-2 350 2,600 9056 59-1 400 720 4579 78-2 350 4,300 9080 81 550 1,400 4535 IPAL 950 3,000 90

VI.63. Clean Out

Cleanout direncanakan dipasang pada setiap node, kecuali node-node

yang telah menggunakan manhole. Cleanout ini digunakan untuk memasukkan

alat pembersih pada ujung alat pipa pembersih pada pipa servis atau lateral dan

sebagai tempat pemasukkan air penggelontor sewaktu diperlukan. Dalam

VI-11


perencanaan ini sistem yang digunakan adalah small bore sewer maka tidak perlu

digunakan air penggelontor, karena sistem ini tidak membawa padatan yang

memerlukan air penggelontor untuk mencegah pemampatan saluran.

Perletakan terminal clean out ini adalah sebagai berikut :

Pada awal atau ujung saluran air buangan.

Setiap jarak 150 - 200 m pada pipa lurus.

Bila ada perubahan arah saluran.

Pertemuan saluran (perempatan, pertigaan).

Bangunan pelengkap ini merupakan pipa dengan ukuran tertentu sesuai

dengan diameter saluran yang disambung secara vertikal menggunakan

connection Y dan bend.

Operasi saluran Small Bore akan cukup memuaskan walaupun tanpa

ventilasi, dengan syarat gradien saluran tetap negatif. Tetapi pada titik dimana

alirannya merupakan aliran bertekanan, udara dapat terakumulasi pada jumlah

yang banyak, sehingga cleanout yang ada disana harus diberi ventilasi untuk

mengeluarkan gas-gas tersebut.

VI.64. Siphon

Saluran yang mengalami penurunan di bawah gradien hidrolik agar dapat

melewati sebuah halangan, seperti jalur kereta api, subway, jalan raya, saluran,

atau sungai, biasanya disebut dengan inverted siphon. Biasa disebut juga dengan

depressed sewer.Dalam desain ini, perlintasan yang dilewati adalah perlintasan

KA dan perlintasan dengan sungai, sehingga dibutuhkan bangunan siphon untuk

dapat melewatkan pipa agar dapat terus mengalir hingga ke BPAB. Untuk desain

ini, perlintasan KA dan perlintasan sungai yang dilewati sebanyak 8 buah.

Dalam menentukan ukuran pipa untuk depressed sewer, yang

diperhitungkan adalah debit maksimum air buangan dan gradien hidrolik. Karena

sebuah depressed sewer berperan sebagai sebuah perangkap, kecepatan aliran di

dalam pipa harus lebih besar dari 0,9 m/s atau lebih untuk air buangan domestik.

Untuk menghitung dimensi siphon, pertama-tama kita harus memiliki data

debit minimum (Qmin) serta data debit rata-rata (Qr). Lalu kita menghitung

VI-12


besarnya kecepatan serta debit pada saat aliran penuh untuk debit pipa yang

masuk ke siphon, dapat dihitung dengan rumus :

1) , dimana R = Dpipa / 4

2) Qfull = A x V

Kemudian kita menentukan besar diameter pipa untuk masing-masing kapasitas

pipa:

a. Diameter pipa untuk kapasitas debit minimum (D1)

b. Diameter pipa untuk kapasitas debit rata-rata di atas debit minimum (D2)

c. Dimeter pipa untuk kapasitas debit puncak (D3), pipa harus mampu

menampung Qfull – Qmin - Qr koreksi

Rumus perhitungan debit :

Dimana :

Q = debit yang melewati pipa, m3/s

d = diameter pipa, m

n = koefisien kekasaran Manning

S = slope siphon, m/m

Untuk penentuan diameter ini, slope yang digunakan adalah besar slope yang

tersedia untuk pembuatan siphon. Untuk setiap diameter, kita melakukan cek

kecepatan untuk mengetahui besar V > 0,9 m/s (Shun Dar Lin, 2001). Jika tidak

memenuhi, diameter diperbesar hingga kecepatan aliran memenuhi kriteria. Hasil

perhitungan dimensi siphon dapat dilihat pada Lampiran D.

VI.65. PemompaanPemompaan hanya diperlukan jika perbedaan elevasi tidak memungkinkan

untuk melakukan pengaliran secara gravitasi karena galian tanah yang dibutuhkan

VI-13


sangat dalam (lebih dari 7 m). Dalam perencanaan ini tidak terdapat penggalian

tanah dengan kedalaman lebih dari 7 meter, sehingga tidak dibutuhkan

pemompaan.

VI-14

Modul Penentuan Dimensi Jaringan Pipa

Documents

Transcript of Modul Penentuan Dimensi Jaringan Pipa