STUDI PERENCANAAN JARINGAN DISTRIBUSI AIR BERSIH

DI DESA BABULU DARAT KECAMATAN BABULU KABUPATEN

PENAJAM PASER UTARA PROVINSI KALIMANTAN TIMUR

SKRIPSI

Diajukan kepada Universitas Muhammadiyah Malang

untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik

dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun Oleh:

NUR SYAHKTI MALA SARI

201210340311051

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

ii

iii

iv

KATA PENGANTAR

Bismillahirahmanirrahim.

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya,

telah memberi petunjuk dan kemudahan sehingga penulis dapat menyelesaikan

penyusunan skripsi yang berjudul Studi Perencanaan Jaringan Distribusi Air

Bersih di Desa Babulu Darat Kecamatan Babulu Kabupaten Penajam Paser

Utara Provinsi Kalimantan Timur.

Skripsi ini penulis susun untuk memenuhi persyaratan kurikulum Sarjana

Strata-1 (S-1) pada jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas

Muhammadiyah Malang. Penyusunan skripsi ini membutuhkan pemikiran dan

waktu yang sangat lama sehingga dapat dipertanggungjawabkan hasilnya dan

bermanfaat bagi pembaca.

Penyusunan skripsi ini tidak lepas dari dukungan berbagai pihak. Untuk

itu, penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua tercinta, Bapak La Ode Zakaruddin dan Ibu Wa Ode Tini

Teno serta seluruh keluarga besar atas doa, dukungan, dan cintanya yang

sungguh luar biasa.

2. Kedua dosen pembimbing, Bapak Ir. Ernawan Setyono, MT. dan Bapak Ir. H.

Hari Eko Meiyanto, MT. yang telah bersedia meluangkan waktu dan

tenaganya dalam membimbing pengerjaan skripsi ini dari awal hingga selesai.

3. Bapak Dr. Ir. Samin, MT. sebagai dosen wali yang banyak meluangkan waktu

serta memberikan semangat dan motivasi dalam proses penyusunan skripsi

ini.

4. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil serta

Bapak dan Ibu Dosen Prodi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah

Malang, terimakasih atas ilmu yang telah diberikan selama belajar di kampus

tercinta ini.

v

5. Ibu Fadilla Fatkhul Jannah dan seluruh staf Jurusan Teknik Sipil UMM yang

selama ini telah banyak membantu mengurus keperluan Mahasiswa

khususnya dalam memberikan informasi terkini.

6. Teman-teman seperjuangan Teknik Sipil UMM khususnya Sipil 2012 dan

lebih khusus lagi Himmatul Ulya, Tio Prayoga, dan Syarif Reniwurwarin

yang sudah banyak membantu dalam penyusunan skripsi ini.

7. Wa Ode Zuqni Makmun beserta keluarga, yang sudah mendoakan,

menenangkan, dan menjadi tempat bersandar selama kuliah di Malang.

8. Sahabat yang sudah seperti saudara, Rianty Wahyu Nurjannah, yang setia

menemani, mendukung dan memberikan semangat dalam menyelesaikan

skripsi ini serta terimakasih atas bantuan tenaga dan pikirannya.

9. Ratna Dwi Wulansari, Eka Ayu Rizky, Regita Samriani Putri, Nadhrah

Wildan, Fadlun Nida, Jihan Andini, Amik serta anak kost Griya Mentari

lainnya yang sudah membantu, mendoakan, dan memberikan semangat.

10. Sahabat-sahabat yang jauh di mata namun dekat di hati, Saza Khoirunnisa,

Putry Anti, Wa Ode Nur Laily, Indira Devi, Arlia Binti Musarrofa, Feby

Zarratina, dan patnel Elyta Hamdila atas doa dan dukungannya selama ini.

11. Semua pihak yang ikut membantu dan mendukung penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini.

Sekali lagi penulis mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya atas

semua doa, dukungan, dan bantuan yang telah diberikan, baik secara langsung

maupun tidak langsung selama penyusunan skripsi ini hingga selesai.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari sempurna. Oleh karena itu,

penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Semoga tulisan

ini bisa bermanfaat bagi pembaca dan khususnya bagi penulis.

Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

Malang, 22 Agustus 2019

Penulis

Nur Syahkti Mala Sari

201210340311051

vi

ABSTRACT

The population growth has influenced the needs of clean water both in a city and

village, which increase annually. In the recent five years, the population in

Babulu Darat village increase by 2,14%. Besides, the limitation of clean water

availability and lack of facilities and infrastructures make the villagers difficult to

get water. Government of Penajam Paser Utara Regency has developed Water

Treatment Plant (WTP) in Babulu Darat village, but it has yet been operated and

applied optimally due to the distribution of the network of pipelines. Therefore, it

is needed planning on the distribution network of clean water, of which directly

distributed to the house of villagers. This research tries to analyze the simulation

of distribution network by WaterNet software. The result shows that the average

needs of water in Babulu Darat village in 2028 would be 19,162 l/sec. The

maximum is reaching 22,036 l/sec and during the peak hour is 28,748 l/sec. The

analysis result by WaterNet software shows that the needs of a total length of

pipelines by 24.708 m, the maximum relative energy by 14,41 m, the minimum

relative energy by 3,32 m, and the total of lost energy by 47,43 m.

Keywords: Clean water; Distribution; Network of pipelines; WaterNet

vii

ABSTRAK

Kebutuhan air bersih, baik di perkotaan maupun perdesaan, setiap tahunnya

mengalami peningkatan. Hal ini seiring dengan pertambahan jumlah penduduk

yang mengakibatkan bertambahnya permintaan kebutuhan air. Tingkat

pertumbuhan penduduk Desa Babulu Darat dalam 5 tahun terakhir rata-rata

sebesar 2,14 %. Meningkatnya jumlah penduduk dan terbatasnya ketersediaan

sumber air serta kurangnya sarana dan prasarana air bersih yang mendukung

membuat penduduk Desa Babulu Darat mengalami kesulitan memperoleh air

bersih. Pemerintah Kabupaten Penajam Paser Utara sudah melakukan upaya

dengan merealisasikan pembangunan Water Treatment Plant (WTP) di Desa

Babuluh Darat. Namun, WTP tersebut belum bisa dioperasikan dan dimanfaatkan

secara maksimal karena belum ada jaringan pipa distribusi. Untuk itu, perlu

adanya perencanaan jaringan distribusi air bersih agar air baku yang ada dapat

langsung disalurkan ke rumah-rumah penduduk. Dalam perencanaan ini, analisis

simulasi kinerja jaringan distribusi menggunakan software WaterNet. Dari hasil

perhitungan dan analisis kebutuhan air bersih Desa Babulu Darat tahun 2028

didapatkan kebutuhan air rata-rata sebesar 19,162 l/dt, kebutuhan air maksimum

22,036 l/dt, dan kebutuhan air pada jam puncak 28,743 l/dt. Hasil analisis dengan

software WaterNet didapatkan total panjang pipa yang dibutuhkan 24.708 m,

energi relatif maksimum 14,41 m, energi relatif minimum 3,32 m, energi relatif

rata-rata 7,69 m, dan kehilangan energi total sebesar 47,43 m.

Kata kunci: Air bersih; Distribusi; Jaringan pipa; WaterNet

viii

DAFTAR ISI

Cover ........................................................................................................................ i

Lembar Pengesahan ................................................................................................ ii

Pernyataan Orisinalitas........................................................................................... iii

Kata Pengantar ....................................................................................................... iv

Abstract .................................................................................................................. vi

Abstrak .................................................................................................................. vii

Daftar Isi............................................................................................................... viii

Daftar Tabel ........................................................................................................... xi

Daftar Gambar ....................................................................................................... xii

Daftar Lampiran ................................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. 2

1.3 Batasan Masalah................................................................................................ 3

1.4 Tujuan Studi ...................................................................................................... 3

1.5 Manfaat Studi .................................................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 5

2.1 Tinjauan Umum ................................................................................................ 5

2.2 Sumber Air Baku............................................................................................... 7

2.3 Pertumbuhan Penduduk .................................................................................... 9

2.3.1 Metode Geometrik ................................................................................ 9

2.3.2 Metode Eksponensial .......................................................................... 10

2.3.3 Metode Regresi Linier ........................................................................ 10

2.4 Kebutuhan Air ................................................................................................. 10

2.4.1 Kebutuhan Domestik .......................................................................... 11

2.4.2 Kebutuhan Non Domestik .................................................................. 13

ix

2.5 Fluktuasi Kebutuhan Air ................................................................................. 13

2.6 Kehilangan Air ................................................................................................ 14

2.7 Sistem Hidrolika dan Perpipaan ...................................................................... 14

2.7.1 Sistem Air Disuplai Melalui Pipa ....................................................... 15

2.7.2 Sistem Jaringan Distribusi .................................................................. 16

2.8 Perpipaan ......................................................................................................... 20

2.8.1 Jenis Pipa ............................................................................................ 20

2.8.2 Perpipaan Distribusi ........................................................................... 23

2.8.3 Peraturan Perpipaan Air bersih ........................................................... 24

2.9 Reservoir ......................................................................................................... 24

2.9.1 Kapasitas Reservoir ............................................................................ 25

2.9.1.1 Reservoir Pelayanan ............................................................... 25

2.9.1.2 Reservoir Penyeimbang.......................................................... 25

2.9.2 Kesimbangan Reservoir ...................................................................... 26

2.10 Pompa ............................................................................................................ 27

2.10.1 Jenis Pompa ...................................................................................... 27

2.11 Hukum Kontinuitas ....................................................................................... 28

2.12 Kecepatan Aliran ........................................................................................... 29

2.13 Sisa Tekan ..................................................................................................... 30

2.14 Kehilangan Tekanan Air ............................................................................... 31

2.14.1 Mayor Losses .................................................................................... 31

2.14.2 Minor Losses .................................................................................... 33

2.15 Metode Hardy Cross ..................................................................................... 33

2.16 Program WaterNet ........................................................................................ 35

BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................... 39

3.1 Kondisi Daerah Studi ...................................................................................... 39

3.1.1 Tinjauan Umum .................................................................................. 39

x

3.1.2 Letak Geografis .................................................................................. 39

3.2 Keadaan Sosial Ekonomi ................................................................................ 41

3.3 Kondisi Eksisting Penyediaan Air Bersih Desa Babulu Darat ....................... 42

3.4 Tahapan Studi Perencanaan atau Data Yang Diperlukan ............................... 42

3.5 Prosedur Penelitian.......................................................................................... 42

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ............................................ 44

4.1 Pertumbuhan Penduduk .................................................................................. 44

4.1.1 Perhitungan Proyeksi Penduduk dengan Metode Geometrik ............. 45

4.1.2 Perhitungan Proyeksi Penduduk dengan Metode Eksponensial ......... 46

4.1.3 Perhitungan Proyeksi Penduduk dengan Metode Regresi Linier ....... 47

4.1.4 Perbandingan Pertumbuhan Penduduk dengan beberapa Metode

Proyeksi ....................................................................................................... 49

4.2 Perhitungan Kebutuhan Air Bersih ................................................................. 50

4.3 Fluktuasi Kebutuhan Air Bersih ....................................................................... 63

4.4 Analisa Jaringan Pipa dengan Program Waternet ............................................ 63

4.4.1 Data Masukan ...................................................................................... 63

4.4.2 Proses Simulasi Program Waternet ..................................................... 64

4.5 Hasil Output Waternet...................................................................................... 64

4.6 Pembahasan ...................................................................................................... 71

BAB V KESIMPULAN........................................................................................ 72

5.1 Kesimpulan ...................................................................................................... 72

5.2 Saran ................................................................................................................. 72

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Unsur Fungsional dalam Sistem Penyedian Air Bersih .......................... 7

Tabel 2.2 Kriteria Perencanaan Air Bersih berdasarkan SNI tahun 1996............. 11

Tabel 2.3 Kriteria Perencanaan Air Bersih berdasarkan SNI tahun 1997............. 12

Tabel 2.4 Diameter Pipa Distribusi ....................................................................... 23

Tabel 2.5 Koefisien Kekasaran Pipa Hazan-Williams .......................................... 31

Tabel 2.6 Diameter Kekasaran (e) beberapa Bahan (Material) Pipa Baru ............ 33

Tabel 4.1 Jumlah Penduduk Desa Babulu Darat tahun 2013-2018 ...................... 44

Tabel 4.2 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Desa Babulu Darat dengan Metode

Geometrik tahun 2019-2028 ................................................................................. 45

Tabel 4.3 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Desa Babulu Darat Tahun 2019-2028

dengan Metode Eksponensial ................................................................................ 46

Tabel 4.4 Perhitungan untuk Mencari Nilai a dan b ............................................. 48

Tabel 4.5 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Desa Babulu Darat Tahun 2019-2028

dengan Metode Regresi Linier .............................................................................. 48

Tabel 4.6 Pertumbuhan Penduduk dengan Beberapa Metode Proyeksi ............... 49

Tabel 4.7 Proyeksi Jumlah Penduduk Desa Babulu Darat Tahun 2019-2028 ...... 50

Tabel 4.8 Perhitungan Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Desa Babulu Darat Tahun

2019-2028 Cakupan Pelayanan 100 % ................................................................. 54

Tabel 4.9 Kebutuhan Air Tiap Node Tahun Rencana 2028 .................................. 56

Tabel 4.10 Elevasi Node dan Debit Konsumsi ..................................................... 60

Tabel 4.11 Panjang dan Diameter Pipa ................................................................. 61

Tabel 4.12 Koefisien Tingkat Pemakaian Air Setiap Jam .................................... 63

Tabel 4.13 Energi Absolute dan Energi Relatif .................................................... 66

Tabel 4.14 Debit dan Kehilangan Energi .............................................................. 68

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skematik Sistem Penyediaan Air Minum ........................................... 5

Gambar 2.2 Sistem Pengaliran Gravitasi .............................................................. 14

Gambar 2.3 Sistem Pengaliran Pemompaan ......................................................... 15

Gambar 2.4 Sistem Pengaliran Gabungan ............................................................ 15

Gambar 2.5 Jaringan Pipa Bercabang ................................................................... 17

Gambar 2.6 Jaringan Sistem Melingkar ................................................................ 18

Gambar 2.7 Saluran Pipa dengan Diameter Berbeda ............................................ 28

Gambar 2.8 Persamaan Kontinuitas pada pipa bercabang .................................... 29

Gambar 2.9 Garis Energi dan Hidrolis Pada Zat Cair ........................................... 30

Gambar 2.10 Diagram Moody .............................................................................. 32

Gambar 2.11 Contoh Suatu Sistem Jaringan Pipa................................................. 34

Gambar 3.1 Peta Lokasi Studi ............................................................................... 40

Gambar 3.2 Peta Rencana Area Pelayanan ........................................................... 41

Gambar 3.3 Alur Penelitian................................................................................... 43

Gambar 4.1 Grafik Jumlah Penduduk Desa Babulu Darat pada Tahun 2013-201 44

Gambar 4.2 Grafik Proyeksi Jumlah Penduduk Desa Babulu Darat pada Tahun

2019-2028 dengan Metode Geometrik.................................................................. 46

Gambar 4.3 Grafik Proyeksi Jumlah Penduduk Desa Babulu Darat pada Tahun

2019-2028 dengan Metode Eksponensial ............................................................. 47

Gambar 4.4 Grafik Proyeksi Jumlah Penduduk Desa Babulu Darat pada Tahun

2019-2028 dengan Metode Regresi Linier ............................................................ 49

Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Pertumbuhan Penduduk Desa Babulu Darat

pada Tahun 2019-2028 .......................................................................................... 50

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

1. Peta Jaringan Distribusi Air Bersih Desa Babulu Darat

2. Nomor Node dan Pipa Jaringan Distribusi Air Bersih Desa Babulu Darat

3. Arah Aliran Jaringan Distribusi Air Bersih Desa Babulu Darat

4. Kontur Energi Relatif

5. Kontur Energi Relatif

6. Kontur Elevasi Node

7. Grafik Energi Relatif

8. Grafik Energi Absolut

9. Grafik Discharge

10. Hasil Output WaterNet

xiv

DAFTAR PUSTAKA

Asid, Nurul Jannah. 2015. Studi Perencanaan Jaringan Distribusi Air Bersih

untuk Kebutuhan Air Bersih di Pulau Mandangin Kecamatan Sampang

Kabupaten Sampang. Skripsi. Tidak Diterbitkan. Fakultas Teknik.

Universitas Muhammadiyah Malang

Joko, Tri. 2010. Unit Air Baku dalam Sistem Penyediaan Air Minum. Yogyakarta:

Graha Ilmu

Joko, Tri. 2010. Unit Produksi dalam Sistem Penyediaan Air Minum. Yogyakarta:

Graha Ilmu

Kodoatie, Robert J. dan Roestam Sjarief. 2008. Pengelolaan Sumber Daya Air

Terpadu. Yogyakarta: Andi Offset

Laboratorium Teknik Sipil. Pedoman Praktikum WaterNet. Universitas

Muhammadiyah Malang

Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No: 18/PRT/M/2007 tentang Penyelengaraan

Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum

Sundari, Titik. 2017. Studi Perencanaan Jaringan Distribusi Air Bersih di Pulau

Gili Iyang Kabupaten Sumenep. Skripsi. Fakultas Teknik. Universitas

Muhammadiyah Malang

Triatmodjo, Bambang. 1993.Hidraulika I. Yogyakarta: Beta Offset

Triatmodjo, Bambang. 2008.Hidraulika II. Yogyakarta: Beta Offset

Triatmadja, Radianta. 2016. Teknik Penyediaan Air Minum Perpipaan.

Yogyakarta: Gajah Mada University Press

xv