IV - 1
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
BAB IVMETODOLOGI PELAKSANAAN
PEKERJAAN
4.1 Umum
Untuk meningkatkan upaya, pelayanan air bersih kepada
masyarakat, perlu adanya upaya-upaya untuk memberikan dan
membuka kawasan-kawasan yang sampai saat ini belum dan
kurang terjangkau ataupun tidak mencukupi oleh sistim
pelayanan air bersih yang memenuhi standart kesehatan bagi
manusia. Oleh karena itu, diperlukan upaya pemerintah untuk
membangun sarana dan prasarana air bersih bagi masyarakat
yang belum terjangkau pelayanan air bersih baik diperkotaan dan
diperdesaan.
Dalam merencanakan sistim penyediaan air bersih perkotaan dan
perdesaan perlu adanya besaran-besaran yang dapat
menentukan sistim penyediaan air bersih pada wialayah
perencanaan, baik kebutuhan minum, cuci dan mandi dan
lain-lain dalam satuan liter/orang/hari dan standart untuk
kebutuhan daerah perkotaan dan pedesaan. Dengan demikian
perlu adanya perencanaan secara mendetail mengenai sistim
penyediaan air bersih pada suatu wilayah.
IV - 2
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Maksud dari kegiatan ini adalah memberikan gambaran secara
rinci tentang program penyediaan air bersih di wilayah
perencanaan secara bertahap sesuai tahapan perencanaan.
Adapun tujuan dari kegiatan ini adalah membuat rencana rinci
(DED) sistim penyediaan air bersih daerah perencanaan untuk
masa perencanaan 10 tahun
4.2 Perhitungan Debit Sumber
Untuk mengetahui debit aliran pada suatu tampang
saluran/sungai dapat digunakan persamaan:
Q = v x A
dimana
Q = Debit aliran (m3/dt)
v = Kecepatan aliran (m/dt)
A= Luas Penampang (m2)
Apabila aliran yang diukur merupakan luapan atau pancuran yang
relatif kecil maka untuk memperoleh debit air dapat dilakukan
dengan menampung limpahan air tersebut dalam interval waktu
tertentu (t) kemudian mengukur volume air (V) dengan
menggunakan gelas ukur, sehingga debit aliran dirumuskan
sebagai berikut :
dimana
Q = Debit aliran (m3/dt)
V= Volume air (m3)
t = Waktu (dt)
4.2.1Peralatan
Adapun peralatan yang digunakan dalam pekerjaan
pengukuran debit ialah :
IV - 3
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
1. Current Meter dan assesorisnya
2. Gelas Ukur
3. Stopwatch
4. Penggaris Besi
5. Roll Meter
4.2.2Metode Pengukuran
Pada prinsipnya penelitian debit dimulai dengan mengukur
kecepatan aliran pada beberapa titik, kemudian mengukur
luas tampang aliran. Bila dari hasil pengukuran kecepatan
didapatkan nilai kecepatan pada beberapa titik berbeda
secara signifikan maka sebaiknya tampang aliran dibagi
dalam beberapa pias sehingga diperoleh debit masing-
masing pias. Debit total merupakan penjumlahan dari debit
masing-masing pias tersebut. Namun bila diperoleh
kecepatan pada beberapa titik tersebut yang hampir
seragam, maka kecepatan tempang merupakan nilai rata-
rata dari kecepatan tiap titik. Selanjutnya debit aliran
adalah perkalian dari kecepatan rerata tampang dengan
luas total tampang aliran.
Sebelum melakukan penelitian terlebih dahulu harus
ditentukan lokasi yang tepat untuk pengukuran kecepatan.
Syarat yang harus dipenuhi adalah:
1. Aliran air relatif konstan, tidak ada turbulensi/olakan,
2. Situasi saluran relatif lurus,
3. Penampang aliran diusahakan segi empat atau
trapezium,
4. Semua debit air dapat mengumpul tanpa ada yang
masuk ke tempat lain.
IV - 4
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Secara lengkap penelitian debit dilakukan dengan langkah
sebagai berikut:
1. Tentukan lokasi pengukuran kecepatan
2. Gambar sketsa tampang aliran
3. Tentukan titik-titik pengukuran, jika kedalaman aliran
memungkinkan diambil 6 titik pengukuran yaitu:
Titik 1 : Kiri Atas
Titik 2 : Kiri Bawah
Titik 3 : As Atas
Titik 4 : As Bawah
Titik 5 : Kanan Atas
Titik 6 : Kanan Bawah
Gambar 4.1 Titik-titik pengukuran kecepatan
4. Siapkan Current Meter dan assesorisnya
5. Masukkan Current Meter dalam air secara perlahan
sampai semua baling-baling tenggelam
6. Lakukan pengukuran setelah putaran baling-baling
konstan
7. Box Counter akan mencatat jumlah putaran
8. Hidupkan stopwatch saat Box Counter mulai dinyalakan
9. Matikan stopwatch saat Box Counter dimatikan
IV - 5
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
10. Jumlah putaran per detik (n) diperoleh dengan
membagi angka pembacaan di Box Counter dengan
waktu pencatatan dari stopwatch
11. Lakukan langkah 5 sampai 10 untuk titik yang lain
12. Ukur lebar saluran dengan roll meter
13. Ukur kedalaman aliran pada beberapa titik (minimal 3
titik : kiri, as dan kanan)
14. Semua hasil pengukuran dicatat atau ditabelkan
15. Untuk propeller No. 50/250, kecepatan aliran diperoleh
dari :
n 1,74 ; v = 1,20 + 24,73n
n > 1,74 ; v = 0,24 + 25,68n
16. Hitung luas tampang aliran (A)
17. Debit aliran dapat di hitung, Q = v x A
Gambar 4.2 Sketsa penempatan current meter pada pengukuran kecepatan
Sedangkan bila debit air yang diukur merupakan limpahan
atau pancuran maka pengukuran debit dilakukan dengan
mengukur volume air yang melimpah selama interval waktu
tertentu.
Box
Counter
Propelle
r
Arah Aliran
Ata
s
Bawa
h
current
meter
Penampungan
Pancuran
Gelas Ukur
IV - 6
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Gambar 4.3 Pengukuran debit air dengan metode takar
4.3 Pengukuran dan Pemetaan Topografi Rencana Jalur Pipa
A. Pengukuran Penampang Memanjang (Long Section)
Pengukuran Long dimaksudkan untuk mendapatkan potongan
memanjang dan melintang, adapun teknis pekerjaannya
adalah sebagai berikut:
a) Pengukuran trase dilakukan pada rencana jalur pipa yang
direncanakan sesuai dengan layout yang definitive
b) Penampang memanjang
Dalam melaksanakan pengukuran ini dilakukan
pengukuran beda tinggi dengan jarak maksimum
tiap 100 m, kecuali pada daerah-daerah khusus yang
kemiringannya cukup besar dan kondisi medan yang
spesifik, maka pengukuran harus dilaksanakan
secara lebih teliti (dirapatkan)
Hasil review tersebut di atas, sudah harus dapat
memberikan sistem dan jalur pipa yang akan
direncanakan
Sudut jalan atau belokan jalan (untuk menentukan
bend yang harus digunakan sepanjang jalur pipa)
harus dilaksanakan dengan cermat, baik untuk
menentukan bend horisontal maupun bend vertikal
pada tanjakan yang pada tanjakan yang memang
diperlukan
Pada titik-titik pengukuran rencana jalur pipa, harus
diberi tanda dengan menggunakan cat atau patok
IV - 7
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
sehingga secara jelas dapat dibuat pedoman
didalam pelaksanaan fisik pekerjaan
c) Penampang melintang
Lebar potongan melintang diukur 50 m ke kiri dan ke
kanan dari tepi
Alat ukur yang digunakan adalah theodolit T.O
Jarak pengamatan disesuaikan dengan sifat
kemiringan tanah dengan kerapatan titik maksimum
2 m
Interval penampang 100 m pada tempat yang lurus
dan pada tikungan dirapatkan sesuai kondisi
tikungan
Pengukuran posisi titik penampang akan
menggunakan cara pengukuran poligon sedang
ketinggian dengan cara tachymetri
B. Ketelitian Pengukuran
Dalam suatu pengukuran harus dilakukan kontrol untuk
mengetahui tingkat ketelitian dari pengukuran yaitu :
a. Ketelitian horisontal
Minimal 90% titik yang mudah dikenal dilapangan,
digambarkan dengan toleransi kesalahan kurang dari 0,8
mm pada skala peta
b. Ketelitian vertikal
Jarak pengukuran semua titik dibagi kedalam ruas-
ruas dengan panjang maksimum 2 km, tiap ruas
diukur bolak-balik dengan toleransi kesalahan 6 mm
Kontrol azimut ditentukan dengan pengamatan
astronomi dengan toleransi ketelitian 20” atau 20
Koreksi sudut antara 2 titik kontrol azimuth adalah
20” atau 20 .N = jumlah titik sudut
IV - 8
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
4.4 Proyeksi Penduduk
Proyeksi penduduk pada studi ini direncanakan sampai dengan 10
tahun yang akan datang. Untuk perhitungan proyeksi penduduk
digunakan Metode Geometri yang sudah umum digunakan.
Adapun pada metode ini pertumbuhan rata-rata penduduk
berkisar pada persentase r yang konstan setiap tahun.
Perhitungan dengan metode ini dapat dirumuskan sebagai berikut
(Punmia 1987 : 184) :
Pn = Po ( 1+r)n
dengan :
Pn = Jumlah penduduk yang diperkirakan
Po = Jumlah penduduk pada akhir tahun data
r = Jumlah pertumbuhan penduduk tiap tahun.
4.5 Analisa Kebutuhan Air Bersih
Kebutuhan air penduduk akan dihitung berdasarkan beberapa
jenis kebutuhan, antara lain :
1. Kebutuhan air bersih domestik untuk sambungan rumah dan
kran umum
2. Kebutuhan air non domestik, misalnya untuk fasilitas
peribadatan dan kran umum, diperhitungkan sebesar 20 % dari
kebutuhan domestik.
3. Kehilangan air
4. Kebutuhan hari maksimum, diperhitungkan sebesar 1.1
kebutuhan air bersih
5. Kebutuhan jam puncak, diperhitungkan sebesar 1.5
kebutuhan air bersih.
Selanjutnya kebutuhan air bersih penduduk dapat dirumuskan
sebagai berikut :
IV - 9
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Keb. Total = Kebutuhan Domestik + Kebutuhan air sosial +
kehilangan air
4.6 Analisa Cakupan Pelayanan
Cakupan pelayanan ditargetkan dapat melayani 80% dari jumlah
penduduk, untuk masa 10 tahun yang akan datang. Dasar dari hal
ini mengacu pada arah perkembangan kota dan pertambahan
jumlah penduduk dilihat dari kondisi saat ini dan prediksi yang
akan datang. Target layanan tersebut dapat dipenuhi dari
komposisi sambungan rumah dan jumlah penduduk yang dapat
dilayani.
4.7 Analisa Kemampuan Sumber
Analisa ini dimaksudkan untuk mengetahui seberapa besar
potensi sumber air yang ada saat ini untuk mencukupi kebutuhan
air bersih penduduk Kota Batu di masa sekarang dan masa yang
akan datang. Ada beberapa hal yang mempengaruhi kemampuan
produksi sumber air antara lain pengelolaan daerah tangkapan air
dan konservasi vegetasi di sekitar sumber.
4.8 Analisa Hidrolika Dalam Sistem Jaringan Distribusi Air
Bersih
4.8.1Hukum Bernoulli
Air di dalam pipa selalu mengalir dari tempat yang memiliki
tinggi energi lebih besar menuju tempat yang memiliki tinggi
energi lebih kecil. Aliran tersebut memiliki tiga macam energi
yang bekerja di dalamnya, yaitu :
1. Energi ketinggian = h, dengan :
h = ketinggian titik tersebut dari garis referensi yang
ditinjau (m)
IV - 10
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
2. Energi kecepatan = , dengan :
v = kecepatan (m/det)
g = percepatan gravitasi (m2/det)
3. Energi tekanan = , dengan :
P = tekanan (kg/m2)
w = berat jenis air (kg/m3)
Hal tersebut dikenal dengan prinsip Bernoulli bahwa tinggi
energi total pada sebuah penampang pipa adalah jumlah
energi kecepatan, energi tekanan dan energi ketinggian yang
dapat ditulis sebagai berikut :
ETot = Energi ketinggian + Energi kecepatan + Energi
tekanan
= h + +
Menurut teori kekekalan energi dari hukum Bernoulli yakni
apabila tidak ada energi yang lolos atau diterima antara dua
titik dalam satu sistem tertutup, maka energi totalnya tetap
konstan. Hal tersebut dapat dijelaskan pada gambar di bawah
ini :
Gambar 4.4 Diagram Energi Pada Dua Tempat
Garis Energi
Garis Tekanan
V2
IV - 11
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Hukum kekekalan Bernaulli pada gambar di atas dapat ditulis
sebagi berikut (Haestad, 2002 : 267) :
dengan :
, = tinggi tekan di titik 1 dan 2 (m)
, = tinggi energi di titik 1 dan 2 (m)
P1, P2 = tekanan di titik 1 dan 2 (kg/m2)
w = berat jenis air (kg/m3)
v1, v2 = kecepatan aliran di titik 1 dan 2 (m/det)
g = percepatan gravitasi (m/det2)
Z1, Z2 = tinggi elevasi di titik 1 dan 2 dari garis yang
ditinjau (m)
hL = kehilangan tinggi tekan dalam pipa (m)
Pada gambar di atas, terlihat garis yang menunjukkan
besarnya tinggi tekan air pada titik tinjauan yang dinamakan
garis gradien hidrolis atau garis kemiringan hidrolis. Jarak
vertikal antara pipa dengan gradien hidrolis menunjukkan
tekanan yang terjadi dalam pipa. Perbedaan ketinggian antara
titik 1 dan 2 merupakan kehilangan energi yang terjadi
sepanjang penampang 1 dan 2.
4.8.2Hukum Kontinuitas
Air yang mengalir sepanjang pipa yang mempunyai luas
penampang A m2 dan kecepatan V m/det selalu memiliki debit
yang sama pada setiap penampangnya. Hal tersebut dikenal
sebagai hukum kontinuitas yang dituliskan :
Q1 = Q2
IV - 12
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
A1.V1 = A2.V2
dengan :
Q1 = debit pada potongan 1 (m3/det)
Q2 = debit pada potongan 2 (m3/det)
A1 = luas penampang pada potongan 1 (m2)
A2 = luas penampang pada potongan 2 (m2)
V1 = kecepatan pada potongan 2 (m/det)
V2 = kecepatan pada potongan 2 (m/det)
Gambar 4.5 Aliran Dalam Pipa
Pada gambar (a), potongan 1-1 dan potongan 2-2 mempunyai
luasan penampang yang sama sehingga kecepatan aliran di
potongan 1-1 sama dengan kecepatan aliran di potongan 2-2.
Pada gambar (b), potongan 1-1 memiliki luasan penampang
yang lebih besar dari potongan 2-2 sehingga kecepatan aliran
di potongan 1-1 lebih kecil dibandingkan dengan kecepatan
aliran di potongan 2-2. Sedangkan pada gambar (c), potongan
1-1 memiliki luasan penampang yang lebih kecil dari potongan
2-2 sehingga kecepatan aliran di potongan 1-1 lebih besar
dibandingkan dengan kecepatan aliran di potongan 2-2.
Dengan demikian dapat dikatakan bahwa kecepatan aliran
selalu berbanding terbalik dengan luasan penampang.
A1V1
A2V2
A1V1
A2V2
A1V1
A2V2
1
1
21
21
2
2
1
1
2
2(a) (b) (c)
IV - 13
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Pada aliran percabangan pipa juga berlaku hukum kontinuitas
dimana debit yang masuk pada suatu pipa sama dengan debit
yang keluar pipa. Hal tersebut diilustrasikan sebagai berikut :
Gambar 4.6. Aliran Bercabang
dimana :
Q1 = Q2 + Q3
A1.V1 = (A2.V2) + (A3.V3)
dengan :
Q1, Q2, Q3 = Debit yang mengalir pada penampang 1, 2 dan
3 (m3/det)
V1, V2, V3 = Kecepatan pada penampang 1, 2 dan 3
(m/det)
4.8.3Kehilangan Tinggi Tekan (Head Loss)
Kehilangan tinggi tekan dalam pipa dapat dibedakan menjadi
kehilangan tinggi tekan mayor (major losses) dan kehilangan
tinggi tekan minor (minor losses). Dalam merencanakan sistem
jaringan distribusi air bersih, aliran dalam pipa harus berada
pada kondisi aliran turbulen. Untuk mengetahui kondisi aliran
dalam pipa turbulen atau tidak, dapat dihitung dengan
Q1
2
2
Q2
V2
3
3
Q3V3
1
1
V1
IV - 14
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
identifikasi bilangan Reynold menggunakan persamaan berikut
:
dengan :
Re = bilangan Reynold
v = kecepatan aliran dalam pipa (m/det)
D = diameter pipa (m)
= kekentalan kinematik air pada suhu tertentu
(m2/det)
Tabel 4.1 Kekentalan Kinematik Air
Suhu(oC)
Kekentalan Kinematik(m2/det)
Suhu(oC)
Kekentalan Kinematik(m2/det)
051015202530
1.785 . 10-6
1.519 . 10-6
1.306 . 10-6
1.139 . 10-6
1.003 . 10-6
1.893 . 10-6
1.800 . 10-6
405060708090
100
1.658 . 10-6
1.553 . 10-6
1.474 . 10-6
1.413 . 10-6
1.364 . 10-6
1.326 . 10-6
1.294 . 10-6
Dari perhitungan bilangan Reynold, maka sifat aliran di dalam
pipa dapat diketahui dengan kriteria sebagai berikut :
Re < 2000 aliran bersifat laminer
Re = 2000 – 4000 aliran bersifat transisi
Re > 4000 aliran bersifat turbulen
4.8.4Kehilangan Tinggi Tekan Mayor (Major Losses)
Fluida yang mengalir di dalam pipa akan mengalami tegangan
geser dan gradien kecepatan pada seluruh medan karena
adanya kekentalan kinematik. Tegangan geser tersebut akan
menyebabkan terjadinya kehilangan energi selama pengaliran.
Tegangan geser yang terjadi pada dinding pipa merupakan
IV - 15
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
penyebab utama menurunnya garis energi pada suatu aliran
(major losses) selain bergantung juga pada jenis pipa.
Ada beberapa teori dan formula untuk menghitung besarnya
kehilangan tinggi tekan mayor ini yaitu dari Hazen-Williams,
Darcy-Weisbach, Manning, Chezy, Colebrook-White dan
Swamme-Jain. Dalam kajian ini digunakan persamaan Hazen-
Williams (Haestad, 2001 : 278) yaitu :
Q = 0.85 . Chw . A . R0.63 . S0.64
V= 0.85 . Chw . R0.63 . S0.64
dengan :
Q = debit aliran pada pipa (m3/det)
V = kecepatan pada pipa (m/det)
0.85 = konstanta
Chw = koefisien kekasaran Hazen-Williams
A = Luas penampang aliran (m2)
R = Jari-jari hidrolis (m)
=
R =
S = kemiringan garis energi (m/m)
=
IV - 16
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Untuk Q = , didapat persamaan kehilangan tinggi tekan
mayor menurut Hazen-Williams sebesar (Webber, 1971 : 121) :
hf = k.Q1.85
dimana :
k =
dengan,
hf = kehilangan tinggi tekan mayor (m)
k = koefisien karakteristik pipa
Q = debit aliran pada pipa (m3/det)
D = Diameter pipa (m)
L = panjang pipa (m)
Chw = koefisien kekasaran Hazen-Williams
Tabel 4.2 Koefisien Kekasaran Pipa Menurut Hazen-Williams
No Jenis PipaNilai Koefisien
Hazen-Wlliams (Chw)
1 PVC 140-150
2 Pipa asbes 120-150
3 Batu berlapis semen 100-140
4 Pipa besi digalvanis 100-120
5 Cast Iron 90-125
Sumber : Buku Utama Sistem Jaringan Pipa, 1987
IV - 17
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
4.8.5Kehilangan Tinggi Tekan Minor (Minor Losses)
Faktor lain yang juga ikut menambah besarnya kehilangan
tinggi tekan pada suatu aliran adalah kehilangan tinggi tekan
minor. Kehilangan tinggi tekan minor ini disebabkan oleh
adanya perubahan mendadak dari ukuran penampang pipa
yang menyebabkan turbulensi, belokan-belokan, adanya katub
dan berbagai jenis sambungan. Kehilangan tinggi tekan minor
semakin besar bila terjadi perlambatan kecepatan aliran di
dalam pipa dibandingkan peningkatan kecepatan akibat terjadi
pusaran arus yang ditimbulkan oleh pemisahan aliran dari
bidang batas pipa. Untuk jaringan pipa sederhana, kehilangan
tinggi tekan minor ini tidak boleh diabaikan karena nilainya
cukup berpengaruh. Namun untuk pipa-pipa yang panjang atau
L/D >> 1000, kehilangan tinggi tekan minor ini dapat
diabaikan. Persamaan umum untuk menghitung besarnya
kehilangan tinggi tekan minor ini dapat ditulis sebagai berikut :
dengan :
hLm = kehilangan tinggi tekan minor (m)
k = koefisien kehilangan tinggi tekan minor
v = kecepatan rata-rata dalam pipa (m/det)
g = percepatan gravitasi (m/det2)
Besarnya nilai koefisien k sangat beragam, tergantung dari
bentuk fisik penyempitan, pelebaran, belokan, katup dan
sambungan dari pipa. Namun, nilai k ini masih berupa
pendekatan karena sangat dipengaruhi oleh bahan, kehalusan
membuat sambungan maupun umur sambungan tersebut.
IV - 18
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Tabel 4.3 Koefisien Kekasaran Pipa Menurut Jenis Perubahan Bentuk
Pipa
Jenis Perubahan
Bentuk PipaK
Jenis Perubahan
Bentuk Pipa K
Awal masuk pipa Belokan halus 900
bell mouth0.03 –
0.05Radius Belokan/D = 4
0.16 -
0.18
Rounded0.12 –
0.25Radius Belokan/D = 2
0.19 -
0.25
Shard edge 0.5 Radius Belokan/D = 1 0.35 -
0.40
Projecting 0.8
Pengecilan mendadakBelokan tiba-tiba
(mitered)
D2/D1 = 0.80 0.18 = 150 0.05
D2/D1 = 0.50 0.37 = 300 0.10
D2/D1 = 0.20 0.49 = 450 0.20
Pengecilan
mengerucut = 600 0.35
D2/D1 = 0.80 0.05 = 900 0.80
D2/D1 = 0.50 0.07
D2/D1 = 0.20 0.08 T (Tee)
Pembesaran
mendadakAliran searah
0.30 -
0.40
D2/D1 = 0.80 0.16 Aliran bercabang0.75 -
1.80
D2/D1 = 0.50 0.57 Persilangan
D2/D1 = 0.20 0.92 Aliran searah 0.50
IV - 19
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Pembesaran
mengerucutAliran bercabang 0.75
D2/D1 = 0.80 0.03 450 Wye
D2/D1 = 0.50 0.08 Aliran searah 0.30
D2/D1 = 0.20 0.13 Aliran bercabang 0.50
Sumber : Haestad, 2001 : 292
Gambar 4.7. Pengaruh Bentuk Belokan Pipa Pada Aliran
4.9 Elemen-Elemen Pada Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih
Elemen-elemen pada suatu sistem jaringan distribusi air bersih
adalah komponen-komponen yang ada dalam suatu rangkaian
sistem jaringan distribusi air bersih. Elemen-elemen ini terdiri dari
pipa dan sambungannya, katub, pompa, tandon dan tandon
dimana kesemuanya haruslah bekerja dengan baik. Jika salah satu
dari elemen tersebut tidak berfungsi, maka dampaknya adalah
berkurangnya bahkan terhentinya kinerja dan efisiensi dari sistem
tersebut.
4.9.1 Pipa
1. Jenis Pipa
Pada suatu sistem jaringan distribusi air bersih, pipa
merupakan komponen yang utama. Pipa ini berfungsi sebagai
IV - 20
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
sarana untuk mengalirkan air dari sumber air ke tandon,
maupun dari tandon ke konsumen. Pipa tersebut memiliki
bentuk penampang lingkaran dengan diameter yang
bermacam-macam. Dalam pelayanan penyediaan air bersih
lebih banyak digunakan pipa bertekanan karena lebih sedikit
kemungkinan tercemar dan biayanya lebih murah dibanding
menggunakan saluran terbuka atau talang. Suatu pipa
bertekanan adalah pipa yang dialiri air dalam keadaan penuh.
Pipa yang umumnya dipakai untuk sistem jaringan distribusi
air dibuat dari bahan-bahan seperti di bawah ini :
Besi tuang (cast iron)
Pipa besi tuang telah digunakan lebih dari 200 tahun yang
lalu. Pipa ini biasanya dicelupkan dalam larutan kimia
untuk perlindungan terhadap karat. Panjang biasa dari
suatu bagian pipa adalah 4 m dan 6 m. Tekanan
maksimum pipa sebesar 25 kg/cm2 dan umur pipa dapat
mencapai 100 tahun.
Keuntungan dari pipa ini adalah :
pipa cukup murah
pipa mudah disambung
pipa tahan karat
Kerugian dari pipa ini adalah :
pipa berat sehingga biaya pengangkutan mahal
Besi galvanis (galvanized iron)
Pipa jenis ini bahannya terbuat dari pipa baja yang dilapisi
seng. Umur pipa pendek yaitu antara 7 – 10 tahun. Pipa
berlapis seng digunakan secara luas untuk jaringan
pelayanan yang kecil di dalam sistem distribusi.
Keuntungan dari pipa ini adalah :
IV - 21
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
harga murah dan banyak tersedia di pasaran
ringan sehingga mudah diangkut
pipa mudah disambung
Kerugian dari pipa ini adalah :
pipa mudah berkarat
Plastik (PVC)
Pipa ini lebih dikenal dengan sebutan pipa PVC (Poly Vinyl
Chloride) dan di pasaran mudah didapat dengan berbagai
ukuran. Panjang pipa 4 m atau 6 m dengan ukuran
diameter pipa mulai 16 mm hingga 350 mm. Umur pipa
dapat mencapai 75 tahun.
Keuntungan dari pipa ini adalah :
harga murah dan banyak tersedia di pasaran
ringan sehingga mudah diangkut
mudah dalam pemasangan dan penyambungan
pipa tahan karat
Kerugian dari pipa ini adalah :
pipa jenis ini mempunyai koefisien muai besar
sehingga tidak tahan panas
mudah bocor dan pecah
Baja
Pipa ini terbuat dari baja lunak dan mempunyai banyak
ragam di pasaran. Pipa baja telah digunakan dengan
berbagai ukuran hingga lebih dari 6 m garis tengahnya.
Umur pipa baja yang cukup terlindungi paling sedikit 40
tahun.
Keuntungan dari pipa ini adalah :
tersedia dalam berbagai ukuran panjang
mudah dalam pemasangan dan penyambungan
Kerugian dari pipa ini adalah :
IV - 22
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
pipa tidak tahan karat
pipa berat sehingga biaya pengangkutan mahal
2. Sarana Penunjang
Pipa yang digunakan dalam distribusi air minum harus
dilengkapi dengan alat bantu agar bisa berfungsi dengan
baik, seperti :
Sambungan antar pipa
Untuk menggabungkan pipa yang satu dengan yang lain
diperlukan suatu sambungan pipa, baik pipa yang
berdiameter sama atau berbeda, belokan pada pipa dan
penggabungan dua pipa yang berbeda jenis.
Sambungan pada pipa antara lain :
mangkok (bell) dan lurus (spingot)
sambungan mekanik
sambungan dorong (push on joint)
sambungan flens
Sambungan tersebut dipakai sesuai kebutuhan dan kondisi
lapangan saat pemasangan pipa ditambah dengan
perlengkapan sambungan yaitu :
Belokan (bend)
Digunakan untuk mengubah arah dari arah lurus
dengan sudut perubahan standar yang merupakan
sudut dari belokan tersebut. Besar belokan standar
adalah 11¼o, 22½o, 45o, dan 90o. Bahan belokan itu
biasanya sama dengan pipa
Perlengkapan “T”
Untuk pipa sekunder dipasang tegak lurus (90o) pada
pipa primer berbentuk T. Untuk ujung-ujungnya
IV - 23
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
perlengkapan dapat terdiri dari kombinasi spigot,
socket dan flens
Perlengkapan “Y”
Untuk pipa sekunder yang dipasang pada pipa primer
dengan sudut 45o
Pintu dan katup
Aliran air yang baik di dalam pipa sangat ditunjang oleh
katup yang bekerja pada sambungan antar pipa. Berbagai
jenis katup memiliki fungsi berbeda yang penggunaannya
disesuaikan dengan kebutuhan dan kondisi lapangan agar
suatu rangkaian pipa berfungsi dengan baik. Beberapa
macam katub dalam rangkaian jaringan pipa adalah
(Haestads, 2001 : 277) :
Flow Control Valve (FCV)
Digunakan untuk membatasi aliran maksimum rata-
rata yang melalui katup dari hulu ke hilir.
Dimaksudkan untuk melindungi suatu komponen
tertentu yang letaknya di hilir agar tidak rusak akibat
aliran yang terlalu besar
Pressure Reducer Valve (PRV)
Digunakan untuk menanggulangi tekanan yang terlalu
besar di hilir katup. Jika tekanan naik hingga melebihi
nilai batas, maka PRV akan menutup dan akan terbuka
penuh bila tekanan di hulu lebih rendah dari nilai yang
telah ditetapkan pada katup tersebut
Pressure Sustaining Valve (PSV)
Digunakan untuk menanggulangi penurunan secara
drastis pada tekanan di hulu dari nilai yang telah
IV - 24
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
ditetapkan. Jika tekanan di hulu lebih rendah dari
batas minimumnya, maka katu akan menutup
Pressure Breaker Valve (PBV)
Digunakan untuk memberikan tekanan tambahan
pada tekanan yang menurun di katup. Di samping itu,
katup jenis ini juga dapat memberikan tambahan
tekanan pada aliran yang berbalik arah (karena
tekanan di hilir lebih tinggi dari tekanan di hulu)
sehingga tekanan di hilir lebih rendah dari tekanan di
hulu
Throttle Control Valve (TCV)
Katup jenis ini digunakan untuk mengontrol minor
losses yang berubah setiap waktu
4.9.2 Pompa
Pompa adalah komponen sistem yang mampu
memberikan tambahan tekanan dalam suatu sistem
jaringan distribusi air bersih. Dengan pompa, maka tinggi
tekanan yang berkurang dapat dinaikkan kembali
sehingga sistem dapat mengalirkan air ke tempat
pelayanan yang lebih tinggi dan jauh. Apabila sebelum
pompa dipasang telah ada aliran, maka pompa juga dapat
digunakan untuk menambah kapasitas debit pada sistem
tersebut.
Karakteristik pompa ditunjukkan oleh debit yang dapat
dihasilkan pada berbagai jenis variasi tinggi tekan (head).
Semakin tinggi head yang harus ditambahkan, maka
semakin kecil debit yang diproduksi dan demikian pula
sebaliknya. Operasional pompa dalam suatu sistem
IV - 25
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
jaringan distribusi air bersih juga menggunakan pronsip
tersebut dimana harus memperhatikan tinggi tekan dan
debit yang dibutuhkan sehingga operasional pompa
mampu mencapai tingkat efisiensi yang tinggi.
Pompa dapat dipasang secara paralel dan secara seri.
Pada pemasangan secara paralel, pompa dipasang sejajar
pada dua pipa yang ujung-ujungnya disatukan. Debit yang
dihasilkan pada pompa paralel menjadi dua kali lipat,
namun tinggi tekannya sama dengan satu unit pompa
saja. Sedangkan pada pemasangan seri, pompa yang satu
diletakkan di hilir pompa yang lain. Pada pemasangan
seperti ini, debit yang dihasilkan sama dengan satu unit
pompa saja, namun tinggi tekannya menjadi dua kali lipat.
Gambar 4.8 Kurva Sistem Operasi Pompa
Gambar 4.9. Kurva Operasional Pompa
Seri
Tunggal
Q(lt/det)
Head
Q(lt/det)
Head
IV - 26
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Pada Pemasangan Seri Dan Paralel
4.9.3 Tandon
Tandon merupakan komponen dari sistem jaringan
distribusi air bersih yang memiliki fungsi untuk
menampung dan menyimpan air untuk digunakan pada
kondisi tertentu. Pengisian tampungan tandon dilakukan
apabila kebutuhan air bersih tidak mencapai puncak atau
dibagi antara keduanya apabila kapasitas debitnya
mencukupi. Sumber air yang dapat digunakan sebagai air
baku untuk penyediaan air bersih adalah:
mata air
air tanah dalam
air permukaan danau atau waduk
air permukaan sungai.
Yang perlu diperhatikan dalam perencanaan tandon
adalah :
Aspek kuantitas dan kontinuitas
Kapasitas tampungan dari sebuah tandon nantinya
harus mampu untuk melayani areal pelayanan yang
direncanakan dan mampu beroperasi sesuai rencana
pengembangan seiring dengan meningkatnya
kebutuhan air bersih setiap tahunnya
Aspek kualitas air
Mata air yang digunakan untuk mengisi tandon
sebagai air baku harus memenuhi standar kualitas
air baku golongan A atau minimal golongan B
4.10 Mekanisme Pengaliran Dalam Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih
4.10.1 Pipa Dengan Bantuan Pompa
IV - 27
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Pemakaian pompa dimaksudkan untuk lebih memperbesar
tekanan pada suatu titik agar dapat melayani area
tertentu yang cukup luas. Jika pompa digunakan ntuk
menaikkan air dari suatu tandon A ke tandon B, maka
akan dibutuhkan suatu daya pompa untuk mengalirkannya
seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut :
:
Gambar 4.10 Skema Jaringan Distribusi Air Bersih dengan Bantuan Pompa
Dengan melihat gambar di atas, maka tinggi garis gradien
hidraulik di titik B (tekanan di B) adalah :
HB = ZA + HP – ZB + HL
dengan :
HB = tekanan di titik B
ZA = tinggi elevasi titik A garis yang ditinjau (m)
ZB = tinggi elevasi titik B garis yang ditinjau (m)
HP = tinggi tekan pompa (m)
HL = kehilangan tinggi tekan (m)
4.10.2 Sistem Perpipaan
IV - 28
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Sistem pemipaan dalam jaringan distribusi air bersih dapat
dibagi menjadi dua yaitu hubungan seri dan hubungan
paralel. Penggunaan dua sistem pemipaan ini bergantung
pada kondisi lapangan dan melihat tingkat kebutuhan
airnya.
Pipa Hubungan Seri
Apabila suatu saluran pipa terdiri dari beberapa pipa
berdiameter sama atau berbeda dalam kondisi
tersambung, maka pipa-pipa tersebut terpasang
dalam hubungan seri. Pada pipa hubungan seri, debit
aliran di semua titik adalah sama sedangkan
kehilangan tekanan di semua titik berbeda. Hal
tersebut ditunjukkan pada gambar 4.11. di bawah ini :
Gambar 4.11 Pipa Dalam Hubungan Seri
dengan :
Q1 = Q2 = Q3 = debit pada tiap pipa (m3/det)
Sedangkan,
Datum
IV - 29
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
dengan :
hftot = total kehilangan tekanan pada pipa terpasang
seri (m)
hf1 = hf2 = hf3 = kehilangan tekanan pada tiap pipa
(m)
Sehingga persamaan Bernoulli menjadi :
Pipa Hubungan Paralel
Apabila dua pipa atau lebih yang letaknya sejajar dan
pada ujung-ujungnya dihubungkan oleh satu titik
simpul (junction), maka pipa-pipa tersebut terpasang
dalam hubungan paralel. Pada pipa hubungan paralel,
debit total merupakan penjumlahan debit aliran di tiap
pipa, sedangkan kehilangan tekanan pada tiap pipa
sama. Hal tersebut ditunjukkan pada gambar 4.12. di
bawah ini :
Gambar 4.12 Pipa Dalam Hubungan Paralel
Datum
IV - 30
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
dengan :
hf1 = hf2 = hf3 = kehilangan tekanan pada tiap pipa
(m3/det)
Sedangkan,
dengan :
Qtot= total debit pada pipa terpasang paralel (m3/det)
Q1 = Q2 =Q3 = debit pada tiap pipa (m3/det)
4.11 Metode Perhitungan Aliran Dalam Pipa
Pada jaringan pipa, ada dua persamaan yang harus dipenuhi
yaitu persamaan kontinuitas massa dan persamaan energi.
Kedua persamaan tersebut berlaku untuk setiap pipa dalam
suatu sistem jaringan yang harus diselesaikan secara bersama-
sama. Untuk menyelesaikan perhitungan analisis sistem jaringan
pipa, didasarkan pada dua kondisi dasar yang harus dipenuhi
seperti dijelaskan berikut ini (Webber, 1971) :
Hukum kontinuitas, yaitu dalam tiap-tiap titik simpul aliran
yang masuk harus sama dengan aliran yang keluar
(Triatmojo, 1996 : 92)
dengan :
Qi = debit yang masuk atau keluar dari titik simpul
Untuk kontinuitas tekanan, jumlah kehilangan tekanan di
dalam sistem jaringan tertutup harus sama dengan nol
IV - 31
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
untuk menggunakan kedua persamaan di atas, Hardy Cross
(1936) menawarkan dua metode yaitu metode jaringan
tertutup (loop method) dan metode titik simpul (junction
method)
a. Metode Jaringan Tertutup (Loop Method)
Dalam metode jaringan tertutup ini digunakan prinsip
keseimbangan tinggi tekan (head balance) dengan
menganggap bahwa aliran masuk dan keluar dari
jaringan harus diketahui menentukan aliran dalam setiap
komponen pipa. Jika tekanan pada sistem juga
diperlukan, maka tinggi tekan pada satu titik dalam
jaringan harus diketahui awalnya. Gambar di bawah
menunjukkan suatu sistem jaringan kecil dimana bila
semua persyaratan standar telah terpenuhi, maka
kehilangan tinggi tekan di pipa 1 dan 2 sama dengan
kehilangan tinggi tekan di pipa 3 dan 4 sehingga
dikatakan jaringan tersebut telah seimbang (hf = 0).
Dengan perumpamaan arah jarum jam, kehilangan tinggi
tekan dikatakan positif bila searah jarum jam dan
sebaliknya.
50 lt/det
30 lt/det
20 lt/det
J-1 J-2
J-3J-4
J-5
J-6
P-1
P-7
P-6P-2
P-5
P-3
P-4
IV - 32
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Gambar 4.13 Skema Jaringan Menggunakan Metode Jaringan Tertutup
Konsep yang dikemukakan oleh Hardy Cross adalah
menggunakan prinsip kontinuitas, bahwa debit masuk
sama dengan debit keluar dalam suatu sistem jaringan
yang kemudian akan digunakan dalam menentukan
aliran dalam setiap komponen pipa.
Gambar 4.14 Ilustrasi Persamaan Kontinuitas Dengan Metode Jaringan Tertutup
b. Metode Titik Simpul (Junction Method)
Dalam metode titik simpul digunakan prinsip
keseimbangan debit (quantity balance) yaitu dengan
lebih mempertimbangkan besarnya debit aliran pada
suatu titik simpil sebagai variabel yang tidak diketahui
daripada mempertimbangkan besarnya debit aliran pada
pipa yang dipakai dalam metode jaringan tertutup.
Langkah modifikasi dari R.J Cornish ini dapat digunakan
bila tinggi tekan pada tiap titik masuk (junction)
diketahui dan digunakan untuk menentukan tinggi tekan
dan aliran di sepanjang jaringan.
Pipa m
Pipa n
J K
Pipa ihf J hf
K
Q
e
Qin – Qout =
Qe
50 lt/det
20 lt/det
30 lt/det
30 lt/det
20 lt/det
20 lt/det
5 lt/det
25 lt/det
25 lt/det
5 lt/det
IV - 33
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Gambar 4.15 Skema Jaringan Menggunakan Metode Titik Simpul
4.12 Simulasi Aliran Pada Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih
Dalam pendistribusian air, terjadi aliran di dalam sistem jaringan
distribusi air bersih. Terdapat dua kondisi pada saat pengaliran,
yakni kondisi permanen dan kondisi tidak permanen. Penentuan
jenis kondisi aliran tersebut amat bergantung pada pola
konsumsi air pada masyarakat untuk setiap jam perharinya.
4.12.1 Analisis Kondisi Permanen
Analisis kondisi permanen ini mencakup kondisi aliran,
tekanan, dan kapasitas dari komponen sistem jaringan
tersebut pada corak permintaan tunggal. Simulasi ini
dilakukan pada saat kondisi kritis seperti pada kebutuhan
harian maksimum, kebutuhan puncak dan pengisisan
tampungan tandon. Dengan demikian dapat memberikan
suatu informasi dari kondisi jaringan pada suatu waktu
yang diiinginkan.
4.12.2 Analisis Kondisi Tidak Permanen
Analisis pada kondisi permanen ini mencakup kondisi
aliran, tekanan dan kapasitas dari komponen sistem
jaringan tersebut sepanjang waktu pada suatu corak
permintaan yang berubah-ubah. Dalam simulasi kondisi
tidak permanen ini, beberapa parameter yang digunakan
adalah karakteristik tandon, kontrol operasi pompa,
durasi dan nilai tahapan waktu, rasio waktu serta faktor
beban (loading factor).
IV - 34
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
4.13 Analisis Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih Dengan
Software Komputer
Analisis sistem jaringan distribusi air bersih merupakan suatu
perencanaan yang rumit. Penyebab utama rumitnya analisis
dikarenakan banyaknya jumlah proses trial and error yang harus
dilakukan pada seluruh komponen yang ada pada sistem
jaringan distribusi air bersih jaringan tersebut.
Pada saat ini program-program komputer sudah di bidang
perencanaan sistem jaringan distribusi air bersih sudah demikian
berkembang dan maju sehingga kerumitan dalam perencanaan
sistem jaringan distribusi air bersih dapat diatasi dengan
menggunakan program tersebut. Proses trial and error dapat
dilakukan dalam waktu singkat dengan tingkat kesalahan yang
relatif kecil karena programlah yang akan menganalisisnya.
Beberapa program komputer di bidang rekayasa dan
perencanaan sistem jaringan distribusi air bersih diantaranya
adalah program Loops, Wadiso, Epanet 1.1, Epanet 2.0 dan
WaterCAD. Dalam kajian ini digunakan program WaterCAD v 4.5
karena program ini tergolong baru dan belum banyak diketahui
dalam fungsinya untuk menganalisis sistem jaringan distribusi
air bersih. Berikut ini akan dipaparkan mengenai langkah-
langkah penggunaan program WaterCAD v 4.5.
IV - 35
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
4.13.1 Deskripsi Program Water Distribution Modelling
(WaterCAD v 4.5)
Program WaterCAD v 4.5 merupakan produksi dari Haestad
Methods tahun 2001 dengan jumlah pipa yang mampu
dianalisis yaitu 250 buah pipa sesuai pemesanan spesifikasi
program WaterCAD pada Haestad Methods. Program ini dapat
bekerja pada sistem Windows 95, 98 dan 2000 serta Windows
NT 4.0 ke atas. Program yang tampilan interfacenya sangat
memudahkan pengguna ini khusus menyelesaikan lingkup
perencanaan dan pengoptimalisasian sistem jaringan
distribusi air bersih, yaitu (Haestad Method, 2001) :
menganalisis sistem jaringan distribusi air pada satu
kondisi waktu
menganalisis tahapan-tahapan atau periodisasi simulasi
pada sistem jaringan terhadap adanya kebutuhan air
yang berfluktuatif menurut waktu
menganalisis skenario perbandingan atau alternatif
jaringan pada kondisi yang berlainan pada saat
bersamaan
menganalisis kondisi jaringan pada saat kondisi ekstrim
untuk keperluan pemadam kebakaran atau hydrant (fire
flow analysis)
menganalisis kualitas air yang didistribusikan
menghitung konstruksi biaya dari jaringan yang dibuat
menurut alternatifnya
Sedangkan fasilitas tambahan yang menyertai program
WaterCAD ini adalah (Haestad Methods, 2001) :
mendukung GIS database connection sehingga
mengenali extention file dari program GIS (ArcView,
ArcInfo, ArcCAD, MapInfo dan AutoCAD) yang akan
IV - 36
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
memudahkan untuk memindahkan lembar kerja program
tersebut ke lembar kerja WaterCAD dengan aman
mendukung program Microsoft Office, Microsoft Excel
dan Microsoft Access
mendukung program Epanet Versi Windows dan Kypipe
sehingga dapat menyimpan gambar jaringan pipa ke
dalam bentuk file WaterCAD (.wcd)
4.13.2 Tahapan-Tahapan Dalam Penggunaan Program
WaterCAD
1. Welcome Dialog
Pada setiap pembukaan awal program WaterCAD, akan
diperlihatkan sebuah dialog box yang disebut welcome
dialog. Kotak tersebut memuat tutorials, create new
project, open existing project serta exit WaterCAD seperti
terlihat pada gambar di bawah. Melalui welcome dialog
ini pengguna dapat langsung mengakses ke bagian lain
untuk menjalankan program ini.
Gambar 4.16 Tampilan Welcome Dialog Pada WaterCAD
IV - 37
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Tutorials, digunakan untuk mempelajari program dengan
melihat contoh jaringan yang telah disediakan.
WaterCAD akan menuntun kita memahami cara
menggunakan program ini. Untuk membuka tutorial
dilakukan dengan mendouble klik kotak tutorial. Dan
Create new project digunakan untuk membuat lembar
kerja baru. Sedangkan open existing project digunakan
untuk membuka kembali pekerjaan atau data yang telah
disimpan sebelumnya. Untuk membuka menu ini pun
digunakan cara yang sama seperti pada tutorials. Exit
WaterCAD digunakan apabila ingin mengakhiri program
ini melalui dialog box.
2. Pembuatan Lembar Kerja
Pembuatan lembar kerja baru atau create new project
pada program WaterCAD ini dapat dilakukan melalui dua
cara yaitu melalui welcome dialog box atau melalui
pilihan new pada menu utama File. Sebelum proses
penggambaran atau pengubahan jaringan dilakukan,
terlebih dahulu akan ditemui tampilan project setup
wizard. Project setup wizard ini terdiri dari empat
tahapan yaitu penamaan file, pemilihan rumus,
penentuan besaran dari skala dan dimensi dalam
penggambaran serta penentuan prototipe dari
komponen-komponen dalam sistem jaringan.
IV - 38
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Gambar 4.17 Penamaan File Kerja Pada WaterCAD
Setelah penamaan file maka tampilan berikutnya adalah
pemilihan formula dari Darcy-Weisbach, Hazen-Williams
dan Manning seperti pada gambar di bawah. Rumus yang
dipilih itulah yang nantinya digunakan sebagai dasar
dalam perhitungan WaterCAD.
Gambar 4.18 Pemilihan Rumus Pada WaterCAD
Proses selanjutnya adalah penentuan skala dimensi
dalam penggambaran jaringan pipa yang disesuaikan
dengan kebutuhan dari perencanaan dan keinginan dari
pengguna. Gambar jaringan dapat dibuat secara skalatis,
maupun secara skematis sesuai kebutuhan pengguna.
IV - 39
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Gambar 4.19 Pengisian Skala Pada WaterCAD
Bagian terakhir dari project setup wizard adalah
pengisian data-data teknis atau pemodelan komponen-
komponen sistem jaringan distribusi air bersih yang akan
dipakai dalam penggambaran yang memudahkan untuk
pengecekan. Komponen tersebut ada enam macam yaitu
pipa, titik simpul, tandon, katup, tandon dan pompa
seperti ditunjukkan pada gambar berikut.
Gambar 4.20. Penentuan Prototipe Dari Komponen-Komponen Sistem Jaringan PadaWaterCAD
3. Pemodelan Komponen-Komponen Sistem Jaringan
Distribusi Air Bersih
IV - 40
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Dalam WaterCAD, komponen-komponen sistem jaringan
distribusi air bersih seperti titik simpul, pipa, tandon,
mata air dan pompa tersebut dimodelkan sedemikian
rupa sehingga mendekati kinerja komponen tersebut di
lapangan. Untuk keperluan pemodelan, WaterCAD telah
memberikan penamaan setiap komponen tersebut
secara otomatis yang dapat diganti sesuai dengan
keperluan agar memudahkan dalam pengerjakan,
pengamatan, penggantian ataupun pencarian suatu
komponen tertentu. Agar dapat memodelkan setiap
komponen sistem jaringan distribusi air bersih dengan
benar, perancang harus mengetahui cara memodelkan
komponen tersebut dalam WaterCAD. Adapun jenis-jenis
pemodelan komponen sistem jaringan distribusi air
bersih dalam WaterCAD adalah :
Pemodelan titik-titik simpul (junction)
Titik simpul merupakan suatu simbol yang mewakili
atau komponen yang bersinggungan langsung
dengan konsumen dalam hal pemberian air bersih.
Ada dua tipe aliran pada titik simpul ini, yaitu berupa
kebutuhan air (demand) dan berupa aliran masuk
(inflow). Jenis aliran yang berupa kebutuhan air
bersih digunakan bila pada simpul tersebut ada
pengambilan air, sedangkan aliran masuk digunakan
bila pada titik simpul tersebut ada tambahan debit
yang masuk. Data yang dibutuhkan sebagai
masukan bagi titik simpul antara lain elevasi titik
simpul dan data kebutuhan air bersih pada titik
simpul tersebut.
Pemodelan kebutuhan air bersih
IV - 41
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Kebutuhan air bersih pada tiap-tiap titik simpul
dapat berbeda-beda yang bergantung dari luas
cakupan layanan dan jumlah konsumen pada titik
simpul tersebut. Kebutuhan air menurut WaterCAD
dibagi menjadi dua yaitu kebutuhan tetap (fixed
demand) dan kebutuhan berubah (variable demand).
kebutuhan tetap adalah kebutuhan air rerata tiap
harinya sedangkan kebutuhan berubah atau
berfluktuatif adalah kebutuhan air yang berubah
setiap jamnya sesuai dengan pemakaian air.
Data fixed demand atau yang disebut pula baseline
flow kurang akurat bila digunakan untuk
perancangan kebutuhan air bersih. Umumnya data
ini hanya digunakan untuk mengetahui besar
kebutuhan tiap jam atau harian secara rata-rata.
Data variable demand inilah yang digunakan untuk
mendekati kondisi nyata di lapangan. Situasi pada
saat kebutuhan air seperti ini disebut dengan
Extended Period Simulation (EPS).
Saat kebutuhan air diatur pada baseline flow, kondisi
aliran di dalam pipa berupa aliran tetap (steady
flow). Maka secara otomatis WaterCAD akan
mengatur skenario menjadi Steady State Simulation.
Sedangkan bila tersedia data kebutuhan air yang
berfluktuatif (variable demand) maka skenario
WaterCAD dapat diatur menjadi Extended Period
Simulation (EPS) dan aliran yang terjadi adalah
aliran berubah beraturan menurut waktu.
Pemodelan Pipa
IV - 42
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Pipa adalah suatu komponen yang menghubungkan
katup (valve), titik simpul, tandon dan tandon. Untuk
memodelkan pipa, memerlukan beberapa data
teknis seperti jenis bahan, diameter dan panjang
pipa, kekasaran (roughness) dan status pipa (buka-
tutup). Jenis bahan pipa oleh WaterCAD telah
disediakan sehingga dapat dipilih secara langsung
sesuai dengan jenis bahan pipa yang digunakan di
lapangan. Sedangkan diameter dan panjang pipa
dapat dirancang sesuai dengan kondisi di lapangan
melalui prototypes tools. Apabila diatur secara
skalatis, maka ukuran panjang pipa secara otomatis
berubah sesuai dengan perbandingan skala ukuran
yang dimasukkan. Sedangkan dalam pengaturan
skematis, panjang pipa dapat langsung dimasukkan
sebagai data tanpa memperhatikan panjang pipa di
layar komputer.
Pemodelan katup (valve)
Katup atau valve digunakan untuk memenuhi suatu
kondisi tertentu di lapangan agar aliran dalam
jaringan pipa berfungsi dengan baik. Misalnya
kondisi aliran yang terlalu kecil akibat beda tekanan
yang terlalu besar atau karena adanya perbaikan
jalan maka pipa pada daerah tersebut ditutup
menggunakan katub. WaterCAD memberikan
beberapa model jenis katup (Haestads, 2001 : 277)
yakni Flow Control Valves (FCV), Pressure Reducing
Valves (PRV), Pressure Sustaining Valves (PSV),
Pressure Breaker Valves (PBV) dan Throttle Control
Valves (TCV). Untuk pemodelan katup diperlukan
IV - 43
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
beberapa data yaitu elevasi katup, dan karakteristik
katup seperti jenis, diameter dan status katub (buka-
tutup).
Pemodelan pompa (pump)
Pemodelan pompa pada WaterCAD membutuhkan
data masukan seperti model dan kekuatan pompa,
data tinggi head dan debit pompa serta elevasi
pompa. WaterCAD memberikan enam model pompa
(Haestad, 2001 : 276) yakni Constant Power, Design
Point (One Point), Standard (Three Point), Standard
Extended, Custom Extended dan Multiple Point.
Pemodelan tandon (watertank)
Untuk pemodelan tandon diperlukan beberapa data
yaitu ukuran bentuk dan elevasi tandon. Pada
kondisi steady state simulation, permukaan air
dalam tandon akan menjadi konstan (constant water
surface elevation) dan pada kondisi Extended Period
Simulation permukaan air di dalam tandon menjadi
berubah-ubah sesuai kebutuhan. WaterCAD
memberikan pilihan untuk menentukan ketinggian
atau kedalaman suatu tandon yaitu dengan
memasukkan data elevasinya atau menentukan
ketinggiannya (level). Data elevasi yang dibutuhkan
oleh tandon meliputi tiga macam yaitu elevasi
maksimum, elevasi minimum dan elevasi awal kerja
(initial elevation) dimana elevasi awal kerja harus
berada pada kisaran elevasi minimum dan elevasi
maksimum.
Pemodelan mata air (reservoir)
IV - 44
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Pada program WaterCAD, reservoir digunakan
sebagai model dari suatu sumber air seperti danau
dan sungai. Di sini reservoir dimodelkan sebagai
sumber air yang tidak bisa habis atau elevasi air
selalu berada pada elevasi konstan pada saat
berapapun kebutuhan airnya. Data yang dibutuhkan
untuk memodelkan sebuah mata air adalah
kapasitas debit dan elevasi mata air tersebut.
4. Proses Penggambaran Sistem Jaringan Distribusi
Air Bersih
Setelah project setup wizard diisi dan pemodelan
komponen telah selesai dilakukan, maka proses
pembuatan jaringan pipa dapat dimulai. Pada sisi
samping dan atas lembar kerja terdapat berbagai tools
untuk menggambarkan jaringan pipa beserta
komponennya. Proses penggambaran cukup sederhana
dan mudah, dengan memilih model atau komponen yang
akan digambar kemudian diletakkan pada lembar
kerjanya. Yang perlu dipastikan yaitu antar komponen-
komponen pada seluruh jaringan harus benar-benar
tersambung agar tidak menyebabkan kesalahan dalam
perhitungan dan analisis nantinya.
IV - 45
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
Gambar 4.21 Proses Penggambaran Suatu Jaringan Dengan WaterCAD
5. Perhitungan Dan Analisis Sistem Jaringan
Distribusi Air Bersih
Setelah jaringan tergambar dan semua komponen tertata
sesuai dengan yang diinginkan, maka untuk
menganalisis sistem jaringan tersebut dilakukanlah
running (GO). Ada dua pilihan analisis yang dapat
dilakukan yaitu steady state yang dapat dianalisis
bersamaan dengan fasilitas fire flow analysis dan
extended period yang dapat dianalisis bersamaan
dengan water quality analysis. Untuk memberi nilai hasil
analisis yang dilakukan, ada tiga buah tanda hasil
analisis yaitu warna hijau, kuning dan merah.
Warna hijau berarti bahwa sistem jaringan distribusi air
bersih benar-benar baik tanpa ada masalah. Warna
kuning berarti sistem jaringan dapat bekerja, namun ada
beberapa bagian yang bermasalah. Sedangkan warna
merah berarti sistem tersebut tidak dapat bekerja seperti
yang diharapkan karena ada kesalahan dalam
IV - 46
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
perencanaan maupun pada penggambaran. Pada setiap
tanda warna kuning dan merah, selalu ada catatan-
catatan dari hasil analisis. Catatan-catatan tersebut
dapat dilihat pada bagian report yang akan selalu
diberikan setelah proses analisis selesai dilakukan pada
setiap komponen sistem dengan meng-klik komponen
sistem jaringan tersebut.
Gambar 4.22 Tampilan Proses Running Sistem Jaringan Dengan WaterCAD
6. Pembuatan Alternatif-Alternatif (Scenario)
Dalam sebuah perencanaan sistem jaringan distribusi air
bersih, tentulah tidak selamanya sistem tersebut mampu
untuk memenuhi kebutuhan air masyarakat pada masa-
masa mendatang. Sehingga alternatif pemecahan
masalah tersebut adalah adanya penambahan ataupun
penggantian beberapa komponen jaringan pipa sesuai
dengan keperluannya.
Pada WaterCAD alternatif-alternatif (scenario) tersebut
dapat dirancang dengan mudah dengan berdasarkan
IV - 47
LAPORAN PENDAHULUANPEMBUATAN DED IKK KINTAP KABUPATEN TANAH LAUT
pada sistem jaringan yang sudah ada (existing),
kemudian diperbandingkan secara bersamaan (Scenario
Comparison) sehingga bisa dipilih alternatif yang terbaik.
Gambar 4.23 Pembuatan Skenario Sistem Jaringan Dengan WaterCAD
Top Related