UNIVERSITAS INDONESIA
KELAYAKAN SENTRALISASI SUMUR DALAM SEBAGAI SUMBER AIR BAKU KEBUTUHAN DOMESTIK SUATU LINGKUNGAN PERUMAHAN SEBAGAI ALTERNATIF
PENGGUNAAN SUMUR DANGKAL INDIVIDUAL
SEMINAR SKRIPSI
ANANDITA SANCOYO MURTI
0906511675
FAKULTAS TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
DEPOK
2012
ii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri,
Dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk
Telah saya nyatakan dengan benar.
Nama : Anandita Sancoyo Murti
NPM : 0906511675
Tanda Tangan :
Tanggal : 2012
Universitas Indonesia
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat,
hidayah serta inayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini tepat
waktu. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat
untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil pada Fakultas
Teknik Universitas Indonesia. Penulis mengucapkan terima kasih sebesar-
besarnya kepada :
1. Ir. Herr Soeryantono, M.Sc, Ph.D selaku dosen pembimbing yang telah
menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan penulis
dalam penyusunan skripsi ini, serta segala kisah dan analogi yang
membangkitkan semangat.
2. Dr. Nyoman Suwartha, M.T., M.Agr selaku dosen pembimbing yang telah
menyediakan waktu, tenaga, pikiran, serta ketelitian untuk mengarahkan,
membantu, dan membimbing penulis dalam penyusunan skripsi ini.
3. Papa dan Mama atas dukungan spiritual, moral, dan materil yang diberikan
sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Semangat yang selalu diberikan
memberikan keteguhan untuk fokus mengerjakan tugas ini.
4. Kakak, kakak ipar, serta keponakan-keponakan atas dukungan spiritual,
moral, dan rasa kekeluargaan sehingga kenyamanan yang diberikan dapat
membantu skripsi ini terselesaikan.
5. Sahabat yang selalu memotivasi dan menemani proses terselesaikannya
skripsi ini.
Akhir kata, semoga Allah SWT berkenan membalas segala kebaikan
semua pihak yang telah disebutkan di atas. Semoga skripsi ini membawa manfaat
untuk perkembangan ilmu pengetahuan.
Depok, 15 Januari 2013
Anandita Sancoyo Murti
Universitas Indonesia
iv
ABSTRAK
Nama : Anandita Sancoyo Murti
Program Studi: Teknik Sipil
Judul : Kelayakan Sentralisasi Sumur Dalam Sebagai Sumber Air Baku Kebutuhan Domestik Suatu Lingkungan Perumahan Sebagai Alternatif Penggunaan Sumur Dangkal Individual
Tugas akhir ini bertujuan untuk mendesain sistem jaringan perpipaan di suatu kawasan dengan sentralisasi sumur dalam sehingga mengurangi pemakaian sumur individual dengan kajian biaya serta kajian perbandingan penurunan muka air tanah, serta tugas akhir ini bermanfaat untuk memaparkan dan mengaplikasikan hasil pengkajian akan kebutuhan adanya sistem jaringan perpipaan air baku di suatu kawasan dalam memenuhi kebutuhan air baku serta memperkaya wawasan berpikir dan mengembangkan kreativitas yang mampu memberikan masukan atas suatu masalah yang terjadi di sekitar.
Kata Kunci :
Sentralisasi sumur dalam, Analisa biaya,
Universitas Indonesia
v
DAFTAR ISI
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS....................................................II
KATA PENGANTAR...........................................................................................III
ABSTRAK.............................................................................................................IV
DAFTAR GAMBAR..............................................................................................V
DAFTAR TABEL..................................................................................................VI
DAFTAR ISI........................................................................................................VII
BAB 1 PENDAHULUAN.......................................................................................1
1.1 LATAR BELAKANG...........................................................................................1
1.2 RUMUSAN MASALAH.......................................................................................3
1.3 TUJUAN............................................................................................................3
1.4 RUANG LINGKUP PEMBAHASAN......................................................................4
1.5 MANFAAT.........................................................................................................4
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN................................................................................4
BAB 2 TEORI DASAR ANALISA DALAM SISTEM PERPIPAAN DAN
ANALISA BIAYA..................................................................................................6
A. SISTEM PERPIPAAN............................................................................................6
2.1 KONSEP DASAR................................................................................................6
2.2 PERSAMAAN-PERSAMAAN UNTUK ALIRAN.....................................................7
2.2.1 PERSAMAAN KONTINUITAS...........................................................................7
2.2.2 PERSAMAAN ENERGI.....................................................................................7
2.2.3 PERSAMAAN MOMENTUM.............................................................................7
2.2.4 PERSAMAAN BERNOULLI...............................................................................8
Universitas Indonesia
vi
2.3 JENIS ALIRAN FLUIDA......................................................................................9
2.4 METODE PENDISTRIBUSIAN AIR....................................................................10
2.4.1 SISTEM GRAVITASI......................................................................................10
2.4.2 SISTEM PEMOMPAAN...................................................................................10
2.4.3 SISTEM GABUNGAN KEDUANYA.................................................................11
2.5 KERUGIAN HEAD............................................................................................11
2.5.1 KERUGIAN HEAD MAYOR...........................................................................11
2.5.2 KERUGIAN HEAD MINOR............................................................................13
2.5.3 PERSAMAAN EMPIRIS UNTUK ALIRAN DALAM PIPA..................................14
2.6 TEORI ANALISA BIAYA..................................................................................14
2.6.1 BIAYA..........................................................................................................14
2.6.2 KLASIFIKASI BIAYA.....................................................................................15
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN PERANCANGAN SISTEM PEMIPAAN
DAN ANALISA BIAYA.......................................................................................17
3.1 PENDAHULUAN PENELITIAN...........................................................................17
3.2 IDENTIFIKASI DAN PENGUMPULAN DATA......................................................18
3.3 SKEMA METODE PENELITIAN........................................................................19
lokasi kawasan dan data sos-eko
3.4 PERANCANGAN SISTEM TER-SENTRALISASI JARINGAN PERPIPAAN.................20
1. perencanaan sumur dalam
2. perencanaan jaringan pipa
2.1 hardy cross
3. analisa biaya
3.5.tinjauan sistem sumur individual
1. tinjauan rancangan tipikal sumur individual
1.1 perhitungan debit dan drawdown
1.2 perancangan teknis dan biaya
2. analisa biaya
Universitas Indonesia
vii
3.6. perbandingan kelayakan
1. kelayakan finansial
2. kelayakan non-finansial
3.4.1 LOKASI KAWASAN......................................................................................20
3.4.2 SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH EKSISTING...............................................20
3.4.3 PERANCANGAN SISTEM JARINGAN PERPIPAAN...........................................20
3.5 PERHITUNGAN SISTEM JARINGAN PERPIPAAN DENGAN METODE HARDY
CROSS.....................................................................................................................20
3.5.1 KAPASITAS KEBUTUHAN AIR BERSIH.........................................................20
3.5.2 SISTEM PERPIPAAN......................................................................................20
3.6 ANALISA BIAYA PERANCANGAN JARINGAN PERPIPAAN...............................20
3.6.1 HARGA SATUAN PIPA..................................................................................20
3.6.2 UNIT VOLUME PEKERJAAN PIPA.................................................................21
3.6.3 PERHITUNGAN HARGA SATUAN PEKERJAAN PIPA......................................21
3.6.4 ANALISA BIAYA HARGA SATUAN DAN PEKERJAAN...................................21
Universitas Indonesia
viii
DAFTAR GAMBAR
Universitas Indonesia
ix
DAFTAR TABEL
Universitas Indonesia
x
Universitas Indonesia
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan air sangat menunjang kelangsungan hidup manusia.
Penggunaan air yang utama dan sangat vital bagi kehidupan adalah sebagai air
minum. Hal ini untuk memenuhi kebutuhan air dalam tubuh. Menurut
Notoadmodjo (2003), sekitar 55 - 60% berat badan orang dewasa terdiri dari air,
untuk anak-anak sekitar 65% dan untuk bayi sekitar 80%.
Kebutuhan sehari-hari terhadap air baku untuk kebutuhan domestik yang
mencakup kebutuhan rumah tangga dan air minum berbeda-beda untuk tiap
tempat dan tingkatan kehidupan. Semakin tinggi taraf kehidupan, semakin
meningkat jumlah kebutuhan akan air. Menurut WHO dalam Depkes (2006)
beberapa data menyebutkan bahwa volume kebutuhan air domestik bagi
penduduk rata-rata di dunia berbeda. Di negara maju, air yang dibutuhkan adalah
lebih kurang 500 liter/orang/hari, sedangkan di Indonesia (kota besar) sebanyak
200 - 400 liter/orang/hari dan di daerah pedesaan hanya 60 liter/orang/hari.
Sejalan dengan kemajuan dan peningkatan taraf kehidupan, maka jumlah
penyediaan air selalu meningkat untuk setiap saat. Pengadaan air domestik harus
memenuhi persyaratan yang sudah ditentukan peraturan Internasional (WHO dan
APHA) ataupun peraturan nasional dan setempat.
Air domestik yang biasa digunakan di wilayah Kota Depok diambil dari
air tanah, namun keberadaan air tanah yang selalu dimanfaatkan untuk kebutuhan
akan air domestik menyebabkan beberapa kerugian di sisi lahan seperti yang
diungkapkan oleh anggota Komisi C DPRD Kota Depok Abdul Ghofar Hasan
bahwa permukaan air tanah di Kota Depok setiap tahun mengalami penurunan
sebesar 20 cm, karena maraknya pembangunan pusat perbelanjaan, apartemen,
dan hotel. Pernyataan tersebut diperkuat dengan adanya data dari Bina Marga dan
Sumber Daya Air (Bimasda) Kota Depok yaitu sebanyak 83 persen kebutuhan air
bersih di Kota Depok berasal dari air tanah, dan 17 persen yang menggunakan
sumber dari PDAM (www.gatra.com, 2011). kesulitan pengembangan jaringan
air baku dr pdam
Universitas Indonesia
2
Ungkapan dari M Olik, Kepala UPT Air Bersih Kota Depok juga
menjelaskan bahwa banyak perusahaan yang menggunakan air tanah sehingga
ancaman kekeringan sangat rentan. Dengan eksploitasi besar-besaran, maka
persediaan air tanah lama kelamaan semakin menipis dan kekeringan pun bisa
terjadi (www.monitordepok.com, 2012).
Pernyataan di atas mengacu pada kebutuhan akan pentingnya distribusi
air domestik yang tidak lagi menggunakan air tanah sebagai sumbernya. Air tanah
yang telah biasa digunakan dapat digantikan dengan air PDAM namun
pengelolaannya sendiri sedang diusahakan pengoperasiannya hingga saat ini.
Keadaan penurunan muka air tanah dan kebutuhan air domestik yang
meningkat tidak diimbangi kemampuan ketersedian air baku yang memadai.
Maka sebagai solusi antara, sambil menunggu PDAM memperluas jaringan air
baku untuk kebutuhan domestik, sebaiknya tiap pembukaan pusat perbelanjaan,
apartemen, dan perumahan baru harus dilengkapi fasilitas sumur terpusat melalui
distribusi dengan jaringan pipa.
Pengembangan jaringan distribusi air baku dengan sumur terpusat akan
diperhitungkan sebagai soluis alternatif dari penggunaan sumur individual yang
dimiliki setiap bangunan. Alternatif ini akan mengeluarkan biaya yang timbul dari
instalasi.
Biaya instalasi jaringan distribusi air baku merupakan salah satu yang
diperhitungkan dalam menetapkan nilai jual suatu bangunan. Perhitungan
sederhana yang digunakan developer perumahan (property) dalam menetapkan
harga jual rumah yaitu menghitung komponen tanah matang, biaya legalitas dan
perizinan, biaya konstruksi, biaya manajemen pengelolaan, dan profit sekitar 30
persen. Dari perhitungan tersebut akan ditinjau adanya kenaikan harga jual apabila
instalasi jaringan distribusi air baku ini diterapkan, dibandingkan dengan
penggunaan air baku yang bersumber dari sumur dangkal individual bangunan.
Masalah muncul saat diperhitungkan apakah alternatif ini merugikan developer
perumahan, dimana rugi merupakan biaya pembangunan lebih besar daripada
pendapatan, bukan rugi dengan mengecilnya jumlah profit yang didapatkan.
Sehingga tulisan ini mencoba untuk mengakses perbandingan biaya
kedua alternatif yaitu sumur terpusat melalui jaringan distribusi dan sumur
Universitas Indonesia
3
dangkal individual beserta untung rugi lainnya di luar keuntungan kerugian
finansial.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari tugas akhir ini yaitu:
a. Peningkatan biaya yang yang ditinjau dari fasilitas sumur terpusat melalui
distribusi dengan jaringan pipa sebagai sumber air baku kebutuhan domestik
di suatu wilayah perumahan.
b. Kelayakan peningkatan biaya yang timbul dari instalasi terhadap usaha
property.
1.3 Tujuan
Tujuan dilakukannya tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
a. Menghitung biaya sentralisasi sumur sebagai sumber air baku kebutuhan
domestik dan membandingkan biaya dengan biaya sumur dangkal
individual.
b. Mengkaji kelayakan sentralisasi sumber air baku terhadap usaha property
memakai sumur dalam yang didistribusikan melalui jaringan pipa sebagai
pengganti penggunaan sumur dangkal individual.
1.4 Ruang Lingkup Pembahasan
Ruang lingkup pembahasan dari penulisan tugas akhir ini adalah:
a. Kebutuhan air yang ditinjau yaitu air baku untuk kebutuhan domestik yang
mencakup kebutuhan rumah tangga dan air minum.
b. Biaya ditinjau dari pembuatan sumur dalam dan instalasi jaringan distribusi.
1.5 Sistematika Penulisan
Penulisan karya tulis ini secara garis besar terbagi dalam enam bab
dengan penjelasan sebagai berikut:
BAB I. PENDAHULUAN
Universitas Indonesia
4
Bab ini memberikan ilustrasi secara ringkas hal-hal tentang latar belakang
penulisan, rumusan masalah, tujuan penulisan, ruang lingkup pembahasan, dan
sistematika penulisan.
BAB II. TEORI DASAR
Bab ini merupakan teori-teori dasar yang digunakan sebagai acuan dalam
penyelesaian yang membicarakan tentang analisa kelayakan harga jual property,
perancangan sumur dalam di suatu kawasan perumahan, dan teori sistem
perpipaan.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi tentang pendahuluan penelitian, identifikasi dan pengumpulan data,
skema metode penelitian, perancangan sistem ter-sentralisasi jaringan perpipaan,
tinjauan sistem sumur individual, dan perbandingan kelayakan.
Universitas Indonesia
5
BAB 2
TEORI DASAR
A. Analisa Kelayakan Harga Jual Property
B. Perancangan Sumur Dalam
C. Teori Sistem Perpipaan
2.1 Konsep Dasar
Untuk aliran fluida dalam pipa khususnya untuk air terdapat kondisi
yang harus diperhatikan dan menjadi prinsip utama, kondisi fluida tersebut
adalah fluida merupakan fluida inkompresibel, fluida dalam keadaan steady dan
seragam
Q=v . A
dimana: Q = laju aliran (m3/s)
A = luas penampang aliran (m2)
v = kecepatan aliran (m/s)
Untuk aliran steady dalam pipa dengan diameter pipa konstan pada
waktu yang sama berlaku
v1 . A1=v2. A2
Universitas Indonesia
6
Gambar 2.1 Aliran Steady dan Seragam
2.2 Persamaan-Persamaan Untuk Aliran
Untuk aliran fluida adapun beberapa persamaan-persamaan yang
digunakan yaitu:
1. Persamaan Kontinuitas
2. Persamaan Energi
3. Persamaan Momentum
4. Persamaan Bernoulli
2.2.1 Persamaan Kontinuitas
Persamaan kontinuitas digunakan untuk menyeimbangkan kapasitas
aliran dan volume untuk sebuah jaringan distribusi. Dengan asumsi fluida
merupakan fluida inkompresibel dengan massa jenis (ρ) konstan
ρ=mv
dimana : ρ = massa jenis ( kg/m3)
m= massa ( kg)
v = volume ( m3 )
Q¿=Qout ±−V−t
Universitas Indonesia
7
dimana: ∆V = perubahan volume (m3)
∆t = interval waktu
2.2.2 Persamaan Energi
Persamaan energi menunjukka n keseimbangan energi yaitu energy
masuk sama dengan energi keluar dan dinyatakan dalam persamaan
E1=E2
2.2.3 Persamaan Momentum
Persamaan momentum menggambarkan tahan pipa terhadap beban
dinamik yang disebabkan oleh aliran bertekanan untuk fluida inkompresibel
momentum M (N) dirumuskan
M=ρ Q v
Dimana: ρ = massa jenis (kg/m3)
Q= kapasitas aliran (m3/s)
v = kecepatan fluida (m/s)
2.2.4 Persamaan Bernoulli
Penurunan persamaan Bernoulli untuk aliran sepanjang garis arus
didasarkan pada hokum Newton II. Persamaan ini diturunkan dengan anggapan
bahwa:
1. Zat cair adalah ideal, jadi tidak mempunyai kekentalan
(kehilangan energi akibat gesekan adalah nol).
2. Zat cair adalah homogen dan tidak termampatkan (rapat massa
zat cair adalah konstan).
3. Aliran adalah kontiniu dan sepanjang garis arus.
4. Kecepatan aliran adalah merata dalam suatu penampang.
5. Gaya yang bekerja hanya gaya berat dan tekanan.
Energi yang ditunjukkan dari persamaan energi total di atas, atau
dikenal sebagai head pada suatu titik dalam aliran steady adalah sama dengan
total energi pada titik lain sepanjang aliran fluida tersebut. Hal ini berlaku
Universitas Indonesia
8
selama tidak ada energi yang ditambahkan ke fluida atau yang diambil dari
fluida.
Konsep ini dinyatakan ke dalam bentuk persamaan yang disebut
dengan persamaan Bernoulli, yaitu:
Gambar 2.2 Ilustrasi persamaan Bernoulli
Persamaan di atas digunakan jika diasumsikan tidak ada kehilangan
energi antara dua titik yang terdapat dalam aliran fluida, namun biasanya
beberapa head losses terjadi diantara dua titik. Jika head losses ini tidak
diperhitungkan maka akan menjadi masalah dalam penerapannya di
lapangan. Jika head losses dinotasikan dengan “hl” maka persamaan
Bernoulli di atas dapat ditulis menjadi persamaan baru, dimana dirumuskan
sebagai:
Persamaan diatas dapat digunakan untuk menyelesaikan banyak
permasalahan type aliran, biasanya untuk fluida inkompresibel tanpa adanya
penambahan panas atau energi yang diambil dari fluida. Namun, persamaan ini
tidak dapat digunakan untuk menyelesaikan aliran fluida yang mengalami
Universitas Indonesia
9
penambahan energi untuk menggerakkan fluida oleh peralatan mekanik,
misalnya pompa, turbin, dan peralatan lainnya.
2.3 Jenis Aliran Fluida
Aliran fluida dapat dibedakan atas 3 jenis yaitu aliran laminar, aliran
transisi dan aliran turbulen. Jenis aliran ini didapatkan dari hasil eksperiman
yang dilakukan oleh Osborne Reynold tahun 1883 yang mengklasifikasikan
aliran 3 jenis. Jika air mengalir melalui sebuah pipa berdiameter d dengan
kecepatan rata-rata V maka dapat diketahui jenis aliran yang terjadi.
Berdasarkan eksperimen tersebut maka didapatkan bilangan reynold dimana
bilangan ini tergantung pada kecepatan fluida, kerapatan, viskositas, dan
diameter. Aliran dikatakan laminar jika partikel-partikel fluida yang bergerak
teratur mengikuti lintasan yang sejajar pipa dan bergerak dengan kecepatan
sama. Aliran ini terjadi apabila kecepatan kecil atau kekentalan besar. Aliran
disebut turbulen jika tiap partikel fluida bergerak mengikuti lintasan
sembarang di sepanjang pipa dan hanya gerakan rata-rata saja yang mengikuti
sumbu pipa. Aliran ini terjadi apabila kecepatan besar dan kekentalan zat
cair kecil.
Bilangan reynold (Re) dapat dihitung dengan persamaan:
Re=ρ d v
μ
dimana: ρ = massa jenis fluida (kg/m3)
d = diameter dalam pipa (m)
v = kecepatan aliran fluida (m/s)
μ = viskositas dinamik fluida (Pa.s)
Karena viskositas dinamik dibagi dengan massa jenis fluida merupakan
viskositas kinematik (v) maka bilangan reynold dapat juga dinyatakan:
v=μρ
sehingga Re=d vμ
Menurut Orianto (1989), berdasarkan percobaan aliran didalam pipa,
Reynolds menetapkan bahwa untuk angka Reynolds dibawah 2000, gangguan
Universitas Indonesia
10
aliran dapat diredam oleh kekentalan zat cair maka disebut aliran laminar.
Aliran akan menjadi turbulen apabila angka Reynolds lebih besar dari 4000.
Apabila angka Reynolds berada di antara kedua nilai tersebut (2000 < Re <
4000) disebut aliran transisi.
2.4 Metode Pendistribusian Air
2.4.1 Sistem Gravitasi
Metode pendistribusian dengan sistem gravitasi bergantung pada
topografi sumber air yang ada dan daerah pendistribusiannya. Biasanya sumber
air ditempatkan pada daerah yang tinggi dari daerah distribusinya. Air yang
didistribusikan dapat mengalir dengan sendirinya tanpa pompa. Adapun
keuntungan dengan sistem ini yaitu energi yang dipakai tidak membutuhkan
biaya, sistem pemeliharaan yang murah.
2.4.2 Sistem Pemompaan
Metode ini menggunakan pompa dalam mendistribusikan air menuju
daerah didtribusi. Pompa langsung dihubungkan dengan pipa yang menangani
pendistribusian. Dalam pengoperasiannya pompa terjadwal utnuk beroperasi
sehingga dapat menghemat pemakaian energi. Keuntungan dari metode ini yaitu
tekanan pada daerah distribusi dapat terjaga.
2.4.3 Sistem Gabungan Keduanya
Metode ini merupakan gabungan antara metode gravitasi dan pemopaan
yang biasanya digunakan untuk daerah distribusi yang berbukit-bukit.
2.5 Kerugian Head
2.5.1 Kerugian Head Mayor
Aliran fluida yang melalui pipa akan selalu mengalami kerugian head.
Hal ini disebabkan oleh gesekan yang terjadi antara fluida dengan dinding
pipa atau perubahan kecepatan yang dialami oleh aliran fluida (kerugian kecil).
Kerugian head akibat gesekan dapat dihitung dengan menggunakan
salah satu dari dua rumus berikut, yaitu:
Universitas Indonesia
11
1. Persamaan Darcy-Weisbach yaitu:
h f =fL v2
d 2 g
dimana: hf = kerugian head karena gesekan (m)
f = faktor gesekan (diperoleh dari diagram Moody)
d = diameter pipa (m)
L = panjang pipa (m)
v = kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/s)
g = percepatan gravitasi (m2/s)
Diagram Moody telah digunakan untuk menyelesaikan permasalahan
aliran fluida di dalam pipa dengan menggunakan faktor gesekan pipa (f) dari
rumus Darcy – Weisbach. Untuk aliran laminar dimana bilangan Reynold
kurang dari 2000, faktor gesekan dihubungkan dengan bilangan Reynold,
dinyatakan dengan rumus:
f =64ℜ
Gambar 2.3Diagram Moody
Bahan Kekasaran
ft m
Universitas Indonesia
12
Riveted Steel 0,003 – 0,03 0,0009 – 0,009
Concrete 0,001 – 0,01 0,0003 – 0,003
Wood Stave 0,0006 – 0,003 0,0002 – 0,009
Cast Iron 0,00085 0,00026
Galvanized Iron 0,0005 0,00015
Asphalted Cast Iron 0,0004 0,0001
Commercial Steel or Wrought Iron 0,00015 0,000046
Drawn Brass or Copper Tubing 0,000005 0,0000015
Glass and Plastic “smooth” “smooth”Tabel 2.1Nilai kekasaran dinding untuk berbagai pipa komersil
Untuk aliran turbulen dimana bilangan Reynold lebih besar dari 4000,
maka hubungan antara bilangan Reynold, faktor gesekan dan kekasaran relative
menjadi lebih kompleks. Faktor gesekan untuk aliran turbulen dalam pipa
didapatkan dari hasil eksperimen, antara lain:
a. Untuk daerah complete roughness, rough pipes menurut, yaitu:
1
√ f=2,0 log( 3,7
ε /d )b. Untuk pipa halus, hubungan antara bilangan Reynold dan faktor
gesekan dirumuskan sebagai:
Blasius: f =0,316
R e0,25
b.1 Untuk Re = 3000 < Re < 100000
b.2 Von Karman:
1√ f
=2,0 log [ ℜ√ f2,51 ]
c. Untuk pipa kasar, menurut Orianto (1989), yiatu:
Von Karman:
d. Untuk pipa antara kasar dan halus atau dikenal dengan daerah transisi,
menurut Orianto (1989), yaitu:
Corelbrook-White:
Universitas Indonesia
13
2. Persamaan Hazen-Williams
Rumus ini pada umumnya dipakai untuk menghitung kerugian head
dalam pipa yang relatif sangat panjang seperti jalur pipa penyalur air
minum. Bentuk umum persamaan Hazen – Williams, yaitu:
dimana: hf = kerugian gesekan dalam pipa (m)
Q = laju aliran dalam pipa (m3/s)
L = panjang pipa (m)
C = koefisien kekasaran pipa Hazen-Williams
d = diameter pipa (m)
2.5.2 Kerugian Head Minor
Kerugian yang kecil akibat gesekan pada jalur pipa yang terjadi pada
komponen- komponen tambahan seperti katup, sambungan, belokan, reduser,
dan lain-lain disebut dengan kerugian head minor (minor losses).
Besarnya kerugian minor akibat adanya kelengkapan pipa menurut
dirumuskan sebagai:
dimana: g = percepatan gravitasi (m2/s)
v = kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/s)
k = koefisien kerugian (dari lampiran koefisien minor
losses peralatan pipa)
Untuk pipa yang panjang (L/d >>>1000) , minor losses dapat diabaikan
tanpa kesalahan yang cukup berarti tetapi menjadi penting pada pipa yang pendek.
2.5.3 Persamaan Empiris Untuk Aliran Dalam
Pipa
Seperti yang telah diuraikan sebelumnya, bahwa permasalahan aliran
fluida dalam pipa dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan
Bernoulli, persamaan Darcy dan diagram Moody. Penggunaan rumus empiris
juga dapat digunakan untuk menyelesaikan permasalahan aliran. Dalam hal
Universitas Indonesia
14
ini digunakan dua model rumus yaitu persamaan Hazen – Williams dan
persamaan Manning.
Universitas Indonesia
15
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Pendahuluan Penelitian
Tugas akhir ini diselesaikan dan dilakukan dengan penelitian mengenai
penggunaan air tanah dan sistem jaringan perpipaan. Penelitian ini bertujuan
untuk merancang jaringan perpipaan distribusi air bersih serta analisa biaya yang
dikeluarkan untuk perancangan di suatu kawasan. Kawasan yang dipilih yaitu
Perumahan Telaga Golf, Sawangan, Depok dengan alasan kawasan ini berada di
Kota Depok yang diketahui tingkat penurunan muka air tanah per tahun yaitu 20
cm akibat pemakaian air tanah yang dieksploitasi secara besar-besaran di sebagian
besar wilayahnya.
Keberadaan air tanah tidak dapat terjamin kualitasnya di masa sekarang
karena banyaknya industri dan pembuangan limbah yang sembarangan.
Pembuangan tersebut menurunkan standar kualitas air baku yang seharusnya
dapat digunakan sehari-hari oleh masyarakat. Dalam mengantisipasi masalah
kualitas ini maka dibutuhkan jaringan sistem perpipaan untuk air baku yang tidak
bersumber dari air tanah.
Air yang memungkinkan dipakai yaitu bersumber dari PDAM yang
kualitas dan kuantita terkontrol dalam suatu kawasan. Saluran air baku dari
PDAM ini akan dibuat mencapai kawasan yang akan dirancang yaitu Perumahan
Telaga Golf, Sawangan, Depok dengan sistem jaringan perpipaan kota kemudian
akan ditampung secara terpusat di kawasan terpilih tersebut.
Hasil dari tampungan secara terpusat di kawasan terpilih akan disalurkan
ke setiap unit rumah untuk pemakaian air baku sehari-hari dengan perancangan
sistem jaringan perpipaan dengan metode Hardy Cross. Hasil pengkajian dan
perancangan di kawasan akan dianalisis besarnya biaya dengan mengikut standar
harga dengan SNI 06-4829-2005 dan tata cara perhitungan harga satuan pekerjaan
pipa dan saniter dengan R SNI T-15-2002.
Hasil pengkajian dan penelitian diharapkan mampu diaplikasikan dalam
pemenuhan kebutuhan air baku yang memenuhi standar tanpa adanya eksploitasi
Universitas Indonesia
16
air tanah serta memperkaya wawasan berpikir dan memberikan masukan
mengenai permasalahan yang terjadi demi keberlangsungan kehidupan.
3.2 Identifikasi dan Pengumpulan Data
Data yang dibutuhkan dalam penelitian ini dibagi menjadi dua yaitu:
a. Data Primer
Data primer merupakan data yang didapat dari sumber informan pertama
atau sumber aslinya seperti hasil wawancara secara langsung. Dalam
penulisan tugas akhir ini data primer yang dibutuhkan yaitu hasil
wawancara dengan pihak pemerintah mengenai kondisi penggunaan air
baku eksisting kawasan serta sistem jaringan perpipaan eksisting.
b. Data Sekunder
Data sekunder merupakan data yang digunakan berupa data tertulis yang
diperoleh dari berbagai sumber yang berkaitan dengan tujuan penelitian.
Data sekunder yang digunakan disini yaitu kapasitas kebutuhan air bersih,
data topografi kawasan, dan harga satuan pipa.
Data Primer Data Sekunder
Kondisi penggunaan air baku
eksisting
Kapasitas kebutuhan air bersih
Sistem jaringan perpipaan
eksisting
Data topografi
Harga satuan pipa
Tabel 3.2 Tabel identifikasi data
Universitas Indonesia
Perbandingan Desain Eksisting Dengan Desain Perancangan
Data Sekunder:Kapasitas kebutuhan air bersihData topografi lokasi
Tujuan dan Lingkup Studi
Studi Pustaka
Identifikasi dan Pengumpulan Data
Data Primer:Bentuk sistem jaringan perpipaan
Perancangan sistem jaringan perpipaan distribusi air bersih
Analisa Desain
Analisa Biaya
Kesimpulan
Selesai
17
3.3 Skema Metode Penelitian
Skema metode penelitian yang akan dilakukan pada tugas akhir ini yaitu:
Universitas Indonesia
18
Skema metodologi penelitian tersebut menyatakan pekerjaan yang
dilakukan secara bertahap. Tahapan dimulai dengan menentukan tujuan dari
penyelesaian tugas akhir ini dan ruang lingkup studi yang menjadi batasan dalam
pengerjaan. Tahapan ini telah dipaparkan pada sub bab 1.1. Latar Belakang
(hal.1).
Tahapan selanjutnya adalah studi pustaka. Studi pustaka merupakan hal
penting dalam penyelesaian tugas akhir ini. Studi pustaka yang dilakukan yaitu
studi literatur. Studi literatur menjadi acuan dalam memilih persamaan dan tata
cara perhitungan yang sesuai. Beberapa literatur yang digunakan telah dipaparkan
pada Bab 2 (hal. 6) mengenai teori dasar yang akan digunakan untuk analisa
perhitungan. Selanjutnya tahapan identifikasi data yang meliputi data primer dan
data sekunder. Pemilahan data primer dan data sekunder berdasarkan pengambilan
data yang dibutuhkan.
Tahapan identifikasi akan dilanjutkan tahapan selanjutnya yaitu tahapan
anlisa. Perancangan sistem jaringan perpipaan merupakan awal dari proses analisa
dari penelitian ini, sehingga nantinya dihasilkan analisa besarnya biaya untuk
perancangan sistem jaringan perpipaan yang baru dan membandingkannya dengan
biaya eksisting.
Dari keseluruhan identifikasi dan analisa akan disimpulkan untuk
dipaparkan hasil kajian atas tujuan yang akan dicapai.
3.4 Perancangan Sistem Jaringan Perpipaan
3.4.1 Lokasi Kawasan
Lokasi kawasan yang dipilih untuk dirancang sistem jaringan perpipaan
distribusi air baku yaitu Perumahan Telaga Golf, Sawangan, Kota Depok. Lokasi
digambarkan seperti di bawah ini:
Universitas Indonesia
19
Gambar 3.4 Gambar lokasi kawasan Perumahan Telaga Golf, Sawangan, Kota Depok
Lokasi ini meliputi luas lahan yaitu … m2. Dengan data lebih lanjut
sebagai berikut:
data sosial ekonomi, rata-rata tingkat ekonomi (luas rumah, pendapatan)
3.5 Perhitungan Sistem Jaringan Perpipaan Dengan Metode Hardy Cross
3.5.1 Persamaan Perhitungan Kapasitas
Kebutuhan Air Bersih
Universitas Indonesia
20
3.5.2 Skema Perhitungan Sistem Jaringan
Perpipaan
Berikut skema perhitungan sistem jaringan perpipaan yang dirancang
dalam tugas akhir ini:
Memasukkan nilai Q ke dalam sistem persamaan loop
Memasukkan nilai Q ke dalam turunan sistem persamaan loop
Menentukan nilai ∆Q
Mencari nilai Q
Melakukan iterasi sistem persamaan loop
Menentukan nilai hydraulic head
Universitas Indonesia
Mulai
Mengetahui nilai f dari Moody diagram dengan memplot data dari relative roughness dan Reynolds number
Mencari nilai R (resistance factor)
Permisalan nilai Q (debit) dengan
trial and error
Sistem persamaan loop
Menurunkan sistem
persamaan loop
Memasukkan nilai Q ke dalam sistem persamaan loop
21
3.6 Analisa Biaya Konstruksi
3.6.1 Harga Satuan Pipa
Tabel 3.3 Tabel harga satuan pipa
3.6.2 Skema Perhitungan Volume Konstruksi
3.6.3 Skema Perhitungan Konstruksi
3.6.4 Skema Analisa Biaya Konstruksi
Universitas Indonesia
Top Related