BAB VI PERANCANGAN TEKNIS

Transkripsi

1 BAB VI PERANCANGAN TEKNIS 6.1. TINJAUAN UMUM Mata air yang akan dimanfaatkan adalah Mata Air Brebes KG. Dalam perencanaan terdapat dua desa yang mendapat layanan air dari Mata Air Brebes KG ini. Daerah layanan adalah desa yang dapat dilayani dengan sistem gravitasi serta mempunyai lokasi dan kontur yang sesuai, disamping tentu saja dengan pertimbangan teknis lainnya. Desa-desa tersebut, yaitu 1. Desa Damarjati 2. Desa Ngadiwarno Perancangan teknis air baku meliputi : 1. Perancangan Unit Air Baku Meliputi perencanaan kapasitas Bangunan Penangkap Mata Air (bronkaptering ) dan perencanaan struktur bronkaptering 2. Perancangan Unit Transmisi Perencanaan Unit Transmisi meliputi perencanaan pipa transmisi, analisa hidrolika pipa transmisi dan kehilangan energi pada pipa baik sekunder / belokan pipa maupun akibat gesekan dari dinding pipa itu sendiri. 3. Perancangan Reservoir Penampung Air Perencanaan reservoir air meliputi perencanaan volume reservoir dan perencanaan struktur reservoir PROYEKSI KEBUTUHAN AIR PENDUDUK Untuk memenuhi kebutuhan air penduduk desa daerah layanan, maka harus diperhitungkan jumlah debit sumber air yang tersedia serta rencana dari jumlah penduduk yang terlayani. Daerah studi tergolong sebagai kawasan pedesaaan sehingga kebutuhan air bersih per orang perhari direncanakan sebesar 80 lt/orang/hari. Sedangkan kebocoran tetap diperhitungkan dan diprediksi sebesar 30% per tahun. Berikut adalah proyeksi kebutuhan air dari desa daerah layanan sampai tahun Desa Damarjati Mata air Brebes Kulon Ginting ( MA. Brebes KG) mempunyai debit sebesar 18,42 liter/detik atau sebesar 1591,49 m 3 /hari. Sementara proyeksi kebutuhan air bersih untuk dusun-dusun di desa layanan sampai tahun

2 hanya sebesar 222,89 m 3 /hari. Dengan demikian masih tersisa air bersih sekitar 1386,60 m 3 /hari. Jadi dapat ditarik kesimpulan bahwa mata air tersebut debitnya mencukupi untuk memenuhi seluruh kebutuhan air bersih penduduk di desa layanan sampai tahun Surplus debit mata air ini dapat menjadi bahan pertimbangan dalam penambahan kapasitas penyaluran air bersih dari mata air tersebut di masa mendatang. Namun dengan catatan tidak terjadi penurunan debit (base flow), sehingga kondisi lahan yang berfungsi sebagai resapan air harus dijaga agar tidak rusak. Tahun Tabel 6.1 Proyeksi Kebutuhan Air Desa Damarjati Kebutuhan Air Kebutuhan air Penduduk + Penduduk (m 3 Fasilitas Sosial /hari) (m 3 /hari) Jumlah Penduduk (Jiwa) Kebutuhan Air Penduduk + Fasilitas Sosial + Kebocoran (m 3 /hari) ,18 167,14 217, ,55 167,53 217, ,89 167,88 218, ,19 168,20 218, ,47 168,50 219, ,73 168,77 219, ,98 169,02 219, ,20 169,26 220, ,41 169,49 220, ,62 169,70 220, ,81 169,90 220, ,99 170,09 221, ,16 170,27 221, ,32 170,44 221, ,48 170,60 221, ,63 170,76 221, ,77 170,91 222, ,91 171,05 222, ,04 171,19 222, ,17 171,33 222, ,29 171,46 222,89 Sumber : Analisis Penulis,

3 Proyeksi penduduk Desa Damarjati Jumlah Penduduk (jiwa) Tahun Gambar 6.1 Grafik Proyeksi Jumlah Desa Damarjati Sumber : Analisis Penulis, Desa Ngadiwarno Sumber air yang melayani kebutuhan air bersih di Desa Ngadiwarno sama dengan sumber air untuk desa Damarjati yaitu mata air Brebes KG dengan debit sebesar 18,42 liter/detik atau sebesar 1591,49 m 3 /hari. Sementara proyeksi kebutuhan air bersih untuk dusun-dusun di desa layanan sampai tahun 2027 hanya sebesar 429,39 m 3 /hari. Dengan demikian masih tersisa air bersih dari sumber mata air sebesar 939,77 m 3 /hari. Jadi dapat ditarik kesimpulan bahwa mata air tersebut debitnya mencukupi untuk memenuhi kebutuhan air bersih semua penduduk di desa layanan sampai tahun Surplus debit mata air ini dapat menjadi bahan pertimbangan dalam penambahan kapasitas penyaluran air bersih dari mata air tersebut di masa mendatang. Namun dengan catatan tidak terjadi penurunan debit (base flow), sehingga kondisi lahan yang berfungsi sebagai resapan air harus dijaga agar tidak rusak. 91

4 Tahun Tabel 6.2 Proyeksi Kebutuhan Air Desa Ngadiwarno Kebutuhan Air Kebutuhan air Penduduk + Penduduk (m 3 Fasilitas Sosial /hari) (m 3 /hari) Jumlah Penduduk (Jiwa) Kebutuhan Air Penduduk + Fasilitas Sosial + Kebocoran (m 3 /hari) ,26 311,07 404, ,15 312,00 405, ,04 312,94 406, ,93 313,88 408, ,83 314,82 409, ,73 315,77 410, ,64 316,72 411, ,54 317,67 412, ,45 318,62 414, ,36 319,58 415, ,28 320,54 416, ,19 321,50 417, ,11 322,47 419, ,04 323,44 420, ,96 324,41 421, ,89 325,39 423, ,82 326,36 424, ,76 327,34 425, ,69 328,33 426, ,63 329,31 428, ,57 330,30 429,39 Sumber : Analisis Penulis, Desa Ngadiwarno Jumlah Penduduk (jiwa) Tahun Gambar 6.2 Grafik Proyeksi Jumlah Desa Ngadiwarno Sumber : Analisis Penulis,

5 Berdasarkan uraian di atas maka dapat ditarik kesimpulan bahwa debit dari mata air yang digunakan sebagai air baku dalam sistem penyediaan air bersih mencukupi, bahkan masih melebihi, untuk memenuhi kebutuhan air bersih dari desa-desa layanan sampai akhir tahun rencana layanan. Sisa air dapat menjadi bahan pertimbangan dalam penambahan kapasitas penyaluran air bersih dari mata air tersebut di masa mendatang, terutama untuk mengantisipasi pertambahan penduduk dan jaringan pipa yang baru. Tabel 6.3 Rekapitulasi Proyeksi Neraca Air Mata Air Brebes KG Tahun 2025 Daerah Layanan Kebutuhan Air Total (m 3 /hari) Desa Damarjati 222,89 Desa Ngadiwarno 429,39 Sumber : Analisis Penulis, 2007 Kapasitas Mata Air (m 3 /hari) Sisa (m 3 /hari) ,77 Debit (m3/hari) Debit MA. Ds. Damarjati Ds. Ngadiw arno Gambar 6.3 Grafik Neraca Pemanfaatan Mata Air Brebes KG hingga Tahun 2027 Sumber : Analisis Penulis, PERANCANGAN UNIT AIR BAKU Berdasarkan data, didapat debit dari mata air Brebes KG ini adalah 18,42 liter/detik. Kuantitas dan kontinuitas dari sumber air ini juga baik dan dapat diandalkan, bahkan di musim kemarau sekalipun. Letaknya yang berada di tengah hutan menjamin debit air relatif konstan sepanjang tahun. Hal ini disebabkan karena daerah resapan airnya sangat luas dan rimbun dengan pepohonan. 93

6 Gambar 6.4 Sumber Air Baku Mata Air Brebes KG Sumber : Analisis Penulis, 2007 Ketinggian sumber air 720,00 meter dpl, sementara ketinggian daerah layanan terakhir berupa reservoir yang ada dimasing masing desa dengan elevesi di Desa Damarjati berkisar 708,00 meter dpl dan di Desa Ngadiwarno berkisar 666,07 meter dpl. Dengan demikian penyaluran air dari bronkaptering ke daerah layanan cukup dengan sistem gravitasi. Bangunan reservoir diperlukan untuk mengatasi tekanan air yang besar di akhir daerah layanan. Mata Air Brebes Kulon Genting Bronkaptering Sistem Gravitasi L=1350 m GI Pipe Ø=6" Arah Aliran Bak Penampung Air Dusun Kalidamar 150 KK Bak Penampung Air Dusun Jaten 60 KK Sistem Gravitasi L=957 m GI Pipe Ø=4" Gambar 6.5 Skema Sistem Penyediaan Air Baku Mata Air Brebes KG Sumber : Analisis Penulis,

7 Perencanaan Kapasitas Bronkaptering Perencanaan kapasitas bangunan penangkap (bronkaptering) direncanakan berdasarkan debit mata air dan waktu tinggal air didalam bronkaptering. Bronkaptering berguna untuk menstabilkan tekanan air sebelum masuk ke pipa transmisi sehingga tekanan air yang akan melalui pipa transmisi tetap disamping itu bronkaptering juga berfungsi sebagai pelindung mata air terhadap pencemaran. Pipa Overflow Pipa Outlet Pipa Penguras Lumpur Pas. Batu Kali Gambar 6.6 Bronkaptering Sumber : Analisis Penulis, 2008 Perhitungan Kapasitas Bronkaptering : Debit Mata Air Brebes KG : 18,42 liter/detik Debit Air yang dibutuhkan Q = 7,55 liter/detik Debit Harian Maksimum Q md = 1,15 * 7,55 = 8,68 liter/detik Digunakan waktu detensi (5 15 menit) digunakan detensi 15 menit Fb = (free board) adalah tinggi jagaan : 0,5 m (berdasarkan standar Cipta Karya) T = tinggi muka air di bronkaptering : 1 m (berdasarkan standar Cipta Karya) Kapasitas Bronkaptering : V Bronkaptering = Debit kebutuhan x Waktu Detensi = 8,68 liter/detik x 900 = 7812 liter 7,812 m 3 9 m 3 Berdasarkan perhitungan diatas, maka digunakan Bronkaptering dengan dimensi sebagai berikut : Panjang (p) = 3 m Lebar (l) = 3 m Tinggi (t) = 1 Fb = 0,5 m Dimensi Bronkaptering : 3 m x 3 m x 1,5 m 95

8 Perencanaan Struktur Bronkaptering Bronkaptering direncanakan menggunakan struktur beton bertulang. Perhitungan pembebanan bronkaptering adalah sebagai berikut ini : Perhitungan Beban : a Pelat Atas Penutup Tebal pelat : 150 mm Berat sendiri pelat: 0.15 x 24 = 3.60 kn/m 2 Beban Air Hujan 0.05 x 10 = kn/m 2 Beban Mati : = kn/m 2 Beban Hidup : = 1.5 kn/m 2 qult = 1,2 B. Mati + 1,6 B. Hidup = kn/m 2 b Dinding Tekanan hidrostatis : 1.6 x 0.5 x 1 x 10 = 8 kn/m 2 c Pelat Dasar Berat sendiri pelat dasar: 0.25 x 24 = 6 kn/m 2 Beban Mati Terfaktor : 1.2 x 6 = 7.2 kn/m 2 Beban Air 1 x 10 = 10 kn/m 2 Beban Air Terfaktor : 1.6 x 10 = 16 kn/m 2 Beban Total Terfaktor : = 23.2 kn/m 2 Perhitungan Gaya Dalam : a Pelat Atas Penutup Lx = 3 m Lx/Ly = 1 Ly = 3 m Mlx = x 7.32 x 3 x 3 2 = knm Mly = x 7.32 x 3 x 3 2 = knm b Pelat Dinding Lx = 3 m Lx/Lz = 2 Lz = 1.5 m Mlx = x 8 x 1.5 x 3 2 = knm Mlz = 0.125x 8x 3x = knm c Pelat Dasar Lx = 4 m Lx/Lz = 1 Lz = 4 m Mlx = x 23.2 x 3 x 3 2 = knm Mlz = x 23.2 x 3 x 3 2 = knm 96

9 Perhitungan Penulangan Tabel 6.4. Analisis Perhitungan Penulangan Pelat Bronkaptering Pelat Arah L Mu h d' d a Penulangan pokok pelat beton As As s Tul. As perlu min perlu pakai pakai (m) (knm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm^2) (mm^2) (mm) (mm^2) [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Pela t arah-x P At as arah-y P Pelat arah-x P Dinding arah-z P Pelat arah-x P Dasar arah-y P Penulangan Balok Perhitungan Pembebanan a Balok Atas Beban Pelat Terfaktor x 2 x = kn/m Berat Balok Terfaktor : 1.2 x 0.2 x 0.2 x 24 = kn/m Beban Balok Terfaktor : = kn/m b Balok Sloof Beban Pelat Terfaktor: x 2 x 23.2 = kn/m Beban Balok Terfaktor: 1.2 x 0.2 x 0.25 x 24 = 1.44 kn/m Beban Dinding Terfaktor 1.2 x 0.2 x 4 x 24 = kn/m kn/m Perhitungan Gaya Dalam a Balok Atas Gaya Momen Momen tump= x x 3 2 = knm Momen Lap = x x 3 2 = knm Gaya Geser = x x 3 = kn a Balok Sloof Gaya Momen Momen tump= x 55.4 x 3 2 = knm Momen Lap = x 55.4 x 3 2 = knm Gaya Geser = x 55.4 x 3 = kn 97

10 Perhitungan Penulangan Pokok Tabel 6.5. Analisis Perhitungan Penulangan Pokok Balok Bronkaptering Pelat Arah L Mu h d' d a Penulangan pokok pelat beton As n Tul. As perlu perlu pakai pakai (m) (knm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm^2) (mm) (mm^2) [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] Balok Tump P Atas Lap P Balok Tump P Sloof Lap P Keterangan Tabel: [1] Pelat yang ditinjau [8] a didapat dari persamaan [2] Arah tinjauan: tumpuan dan lapangan (Mu/0,8) = 0,85.fc'.b.a.[d - (a/2)] [3] L = bentang balok dengan f c'=22,5 MPa, b=200 mm [4] Mu = momen ultimit [9] As perlu = (0,85.f c'.b.a)/f y [5] h = tebal plat dengan fy = 240 MPa [6] d' = pb + 1/2.P (untuk lx, tx,dan ty) [10] n perlu = As perlu/(p^2..0,25.b) dengan pb = 15 mm (balok atas) [11] Tulangan pokok terpakai dengan pb = 30 mm (balok sloof) [12] As = [P^2..0,25.b].n pakai > As perlu [7] d = h - d' Perhitungan Penulangan Sengkang Tabel 6.6 Analisis Perhitungan Penulangan Sengkang Balok Bonkaptering Elemen b(m) d(m) Diamet er (mm) Vu max (kn) S perlu S pakai - Balok Atas P Balok Sloof P6-50 Tabel 6.7. Rangkuman Penulangan Bronkaptering Komponen Struktur Ukuran Pelat - Pelat Atas Tebal: 150 mm P Pelat Dinding Tebal: 200 mm P Pelat Dasar Tebal: 250 mm P8-50 Penulangan Kolom b : 200 mm h : 200 mm Pokok: 4P 12 Sengkang : P6-100 Balok - Balok Atas b : 200 mm Pokok Atas : 2P12 h : 200 mm Pokok Bawah : 2P12 Sengkang : P Balok Sloof b : 200 mm Pokok Atas : 4P12 h : 250 mm Pokok Bawah : 4P12 Sengkang : P6-50 Sumber: Hasil Perhitungan, 2008 Tul. 98

11 6.4. PERENCANAAN TEKNIS UNIT TRANSMISI Analisis Hidrolika Jaringan Pipa Analisis hidrolika bertujuan untuk memastikan elevasi HGL (garis tenaga) pada setiap jaringan pipa yang ada lebih tinggi dari pada elevasi garisi energi (EGL) sehingga air dapat mengalir secara gravitasi. Melalui analisis hidrolika ini dapat ditentukan pula diameter dan jenis bahan pipa transmisi yang digunakan. 99

12 100 Gambar 6.7 Layout sistem perpipaan Sumber : Analisis Penulis 2008

13 Posisi Elevasi HS (m) Jarak (m) Keterangan Tabel 6.8 Perhitungan Analisis Hidrolika Sistem Tuk Brebes Kulon Genting Q Keb. (lt/det) Q Sup. (lt/det) D pipa (Inch) D pipa (m) Jenis Pipa CH V (m/det) Re hf primer (m) Belokan Kb hf sekunder (m) hf Total (m) HGL (m) [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] BM.BBS1 721,14 0 Bronkaptering 8, ,14 0 B ,21 50 Sungai (melintang) 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,0255 5,8155 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,9109 3,9709 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,7964 1,7264 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , , ,6825 1,8325 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,5680 1,9080 B ,6 300 Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,14 0, , ,4524 1,8524 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,3378 2,2278 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,2233 3,2133 B Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,1088 3,1088 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,9943 3,5343 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,8797 3,1697 B ,3 600 Saluran, sawah 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,7652 3,4652 B , Saluran, sawah 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,6507 3,1007 B , Saluran, sawah 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,5362 3,5262 B ,1 750 Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,4216 3,3216 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,3071 2,9671 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,1926 2,9226 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,0780 3,2180 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,9635 3,2335 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,8490 3,1390 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,7345 3,3645 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,6199 3,2299 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,5054 2,8754 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,3909 2,9409 B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,05 0, , ,2764 2,7264 Sumber : Analisis Penulis, 2007 Residu 101

14 Posisi Elevasi HS (m) Jarak (m) Keterangan Tabel 6.8 Perhitungan Analisis Hidrolika Sistem Tuk Brebes Kulon Genting (lanjutan) Q Keb. (lt/det) Q Sup. (lt/det) D pipa (Inch) D pipa (m) Jenis Pipa CH V (m/det) Re hf primer (m) Belokan Kb hf sekunder (m) [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] B , Saluran 8,86 6 0,152 GIP 120 0, , ,98 0, , ,1506 6,4006 B. 27 1, ,8208 /BM.BBS2 708, Bak Kalidamar 2,97 8,86 4 0,102 GIP , ,3298 9,3298 Sal., jln aspal, 0, ,3854 B , desa. 5,89 4 0,102 GIP , , ,3945 Sal., jln aspal, 0, ,3854 B , desa 5,89 4 0,102 GIP ,5 0,05 0, , , ,5577 Sal., jln aspal, 0, ,3854 B , desa 5,89 4 0,102 GIP , , ,0124 Sal., jln aspal, 0, ,3854 B , desa 5,89 4 0,102 GIP ,5 0,05 0, , , ,3657 Sal., jln aspal, 0, ,3854 B , desa 5,89 4 0,102 GIP ,5 0,05 0, , , ,7489 Sal., jln aspal, 0, ,3854 B , desa 5,89 4 0,102 GIP ,5 0,05 0, , , ,9422 Sal., jln aspal, 0, ,3854 B , desa 5,89 4 0,102 GIP ,5 0,05 0, , , ,3755 Sal., jln aspal, 0, ,3854 B , desa 5,89 4 0,102 GIP ,14 0, , , ,4564 Sal., jln aspal, 0, ,3854 B , desa 5,89 4 0,102 GIP , , ,6310 Sal., jln aspal, 0, ,1541 B , desa 5,89 4 0,102 GIP ,14 0, , , ,6531 Sungai 0, ,5395 B , (melintang) 5,89 4 0,102 GIP ,5 0,05 0, , , ,9722 Sungai 0, ,6012 B , (melintang) 5,89 4 0,102 GIP ,36 0, , , ,9713 B , Jalan tanah, desa 5,89 4 0,102 GIP 120 0, , ,36 0, , , ,1717 B , Jalan tanah, desa 5,89 4 0,102 GIP 120 0, , ,36 0, , , ,5124 B , Jalan tanah, desa 5,89 4 0,102 GIP 120 0, , ,36 0, , , ,9205 B , Jalan tanah, desa 5,89 4 0,102 GIP 120 0, , ,98 0, , , ,0650 B , Jalan tanah, desa 5,89 4 0,102 GIP 120 0, , , , ,8750 B , Jalan tanah, desa 5,89 4 0,102 GIP 120 0, , , , ,6267 B.46/ 0, ,3083 BM.BBS.3 666, Bak Jaten 6,00 5,89 4 0,102 GIP , , ,1884 Sumber : Analisis Penulis, 2007 hf Total (m) HGL (m) Residu 102

15 EGL dan HGL MA. Brebes KG Elv EGL Elv HGL Jarak Gambar 6.8 EGL dan HGL Sistem Perpipaan Brebes KG Sumber : Analisis Penulis, Elevasi 103

16 725 EGL dan HGL Reservoir DAMARJATI Bronkaptering - Reservoir Damarjati ,14 721,03 720,91 720,80 720,68 720,57 720,45 720,34 720,22 720,11 719,99 719,88 719,77 719,65 719,54 719,42 719,31 719,07 719,19 719,08 718,85 718,96 718,66 718,85 718,60 718,73 718,62 718,51 718,39 718,11 718,28 718,15 716,94 717,01 717,00 716,71 716,46 716,55 716,30 716,01 716,10 716,34 716,27 715,86 715,73 715,71 715,21 715,37 715,39 715,63 715,45 715,55 717,33 Elevasi 710 HGL EGL 711,75 708, Jarak Gambar 6.9 EGL dan HGL Brankaptering Reservoir Damarjati Sumber : Analisis Penulis,

17 730 EGL dan HGL Reservoir Ngadiwarno Reservoir Damarjati - Resevoir Ngadiwarno ,94 716,56 716,17 715,79 715,40 715,01 714,63 714,24 713,85 713,69 713,15 712,54 712,16 711,98 711,61 711,24 710,88 710,57 710, , ,16 Elevasi ,42 685,65 679,07 676,25 672,78 671,22 671,04 661,18 663,57 662,99 EGL 666,47 664,69 HGL 668, ,94 666, Jarak Gambar 6.10 EGL dan HGL Reservoir Damarjati Reservoir Ngadiwarno Sumber : Analisis Penulis,

18 Keterangan Tabel 6.8 : 1. Kode posisi pada peta topografi 2. Hs = Elevasi Statis (m) 3. Jarak dari bronkaptering 4. Keterangan posisi 5. Q Debit Kebutuhan air pada masing-masing bak (lt/det) 6. Q Debit Supply (dari debit MA) (lt/det) 7. Diameter Pipa (Inchi) 8. Diameter Pipa (m) 9. Jenis Pipa 10. CH = Koefisien Hazen-Williams 11. V = Q Debit Supply/ luas pnp pipa (m/det) 12. Angka Reynolds = Re = V.D/v dengan v = 0, m hf primer = [(V.L 0,54 )/(0,354.C.H.D 0,63 )] 1/ Sudut belokan 15. Koefisien kb sebagai fungsi sudut belokan 16. hf sekunder = kb (V 2 /2g) (m) 17. hf total = hf primer + hf sekunder 18. HGL = Elevasi Bronkaptering MA hf total 19. Residu = HGL Hs (jika bernilai positif air dapat mengalir) Dari hasil analisisa hidrolika terlihat tinggi tekanan efektif untuk semua sistem jaringan pemipaan ternyata bernilai positif sehingga air dapat mengalir secara gravitasi. Pemilihan jenis pipa menggunakan GIP (Galvanis Iron Pipa) Pipa Baja Galvanis karena berdasarkan pertimbangan: Kondisi medan yang berat membutuhkan pipa yang kuat Keawetan bahan lebih lama dibandingkan pipa PVC Rangkuman perencanaan jaringan pemipaan disajikan dalam Tabel 6.9 berikut ini : Tabel 6.9 Perencanaan Panjang, Diameter, Jenis, dan Belokan Perpipaan Sistem Sub-Sistem Panjang Diameter Pipa Jenis Jumlah Belokan Pipa (m) (Inchi) (mm) Pipa 22, MA Brebes KG Bronk- Bak Kalidamar GIP Bak Kalidamar-Bak Jaten GIP

19 6.5. PERENCANAAN RESERVOIR Dalam perencanaan terdapat 2 buah reservoir yang masing-masing terletak di Desa Damarjati dan Desa Ngadiwarno. Penjelasan masing-masing reservoir dijelaskan sebagai berikut : Reservoir Damarjati Reservoir Damarjati terletak pada ketinggian mdpl. Perencanaan kapasitas reservoir didasarkan pada kebutuhan jam puncak,kebutuhan rata-rata serta fluktuasi pemakaian air selama 24 jam. Dari Hasil Perhitungan didapat Kebutuhan air rata rata = ,67 liter / Hari Kebutuhan Air Harian Maksimum ( Faktor 1,1) = ,94 Liter / Hari = 245,18 m 3 /hari Fluktuasi Kebutuhan air 5,50 5,00 5,05 5,05 Debit (liter/detik) 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,63 1,49 1,49 2,97 2,20 1,63 4,46 4,16 4,01 3,80 3,83 3,50 3,56 3,50 3,42 3,42 kebutuhan tiap jam Kebutuhan rata-rata 4,01 2,97 2,23 1,78 1,63 1,13 1,16 1, Jam Gambar 6.11 Grafik Fluktuasi Pemakaian Air 24 Jam Desa Damarjati Sumber : Hasil Perhitungan, 2008 Berdasarkan Grafik Fluktuasi diatas, maka didapatkan volume yang dibutuhkan dalam tiap jamnya, seperti pada tabel 6.10 dibawah ini : 107

20 Ket Jam Tabel 6.10 Fluktuasi Kebutuhan Air tiap jam Desa Damarjati % Keb. Kum. Keb tiap kebutuhan Keb.rata Kum Estimasi Tiap Keb. jam rata-rata rata Kebutuhan Konsumsi (liter/detik) (liter/detk) (m 3 jam Rata-rata /jam) Tiap Jam (m 3 /jam) (m 3 (m 3 /jam) /jam) Selisih (m 3 /jam) Malam 12 55% 1,63 2,97 10,69 5,88 10,69 5,88 4, % 1,49 2,97 10,69 5,35 21,38 11,23 10, % 1,49 2,97 10,69 5,35 32,08 16,57 15, % 1,13 2,97 10,69 4,06 42,77 20,64 22, % 1,16 2,97 10,69 4,17 53,46 24,81 28, % 1,63 2,97 10,69 5,88 64,15 30,69 33, % 2,20 2,97 10,69 7,91 74,84 38,60 36, % 2,97 2,97 10,69 10,69 85,54 49,29 36, % 4,16 2,97 10,69 14,97 96,23 64,26 31, % 4,01 2,97 10,69 14,43 106,92 78,69 28, % 3,50 2,97 10,69 12,62 117,61 91,31 26, % 3,42 2,97 10,69 12,30 128,30 103,61 24,70 Siang % 3,56 2,97 10,69 12,83 139,00 116,44 22, % 3,42 2,97 10,69 12,30 149,69 128,73 20, % 3,50 2,97 10,69 12,62 160,38 141,35 19, % 3,80 2,97 10,69 13,69 171,07 155,03 16, % 3,83 2,97 10,69 13,79 181,76 168,83 12, % 4,46 2,97 10,69 16,68 192,46 185,50 6, % 5,05 2,97 10,69 18,18 203,15 203,68-0, % 5,05 2,97 10,69 18,18 213,84 221,86-8, % 4,01 2,97 10,69 14,43 224,53 236,29-11, % 2,97 2,97 10,69 10,69 235,22 246,98-11, % 2,23 2,97 10,69 8,02 245,92 255,00-9, % 1,78 2,97 10,69 6,42 256,61 261,42-4,81 Malam 12 55% 1,63 2,97 10,69 5,88 267,30 267,30 0,00 Sumber : Hasil Perhitungan, ,00 Volume kebutuhan Desa Damarjati Kebutuhan (m3) 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 Kebutuhan rata Kebutuhan Fluktuasi /jam 0, Jam Gambar 6.12 Grafik Fluktuasi Volume Kebutuhan Air dalam 24 Jam Sumber : Hasil Perhitungan,

21 Dari Perhitungan diatas, diperoleh volume yang harus ditampung : 36,25 m 3 /jam + 11,76 m 3 /jam = 47,98 m 3 48 m 3 Kapasitas reservoir Desa Damarjati: Volume yang dibutuhkan : 48 m 3 Direncanakan tinggi Reservoir 3 m dan lantai dasar reservoir persegi ( P = L ) Maka dimensi Reservoir yang lain : V = P x L x t 48 m 3 = P x L x 3 m P 2 = 16 m 2 P = L = 4 m Jadi Dimensi reservoir : P = 4 m ; L = 4 m ; t = 3,5 m. (0,5 Freeboard) dengan tebal dinding rencana 20 cm Reservoir Ngadiwarno Reservoir Ngadiwarno terletak pada ketinggian +666,07 mdpl. Perencanaan kapasitas reservoir didasarkan pada kebutuhan Harian maksimum dan kebutuhan Fluktuasi tiap jam. Kebutuhan air rata rata =429394,13 liter / Hari Kebutuhan Air Harian Maksimum ( Faktor 1,1) = 472,35 m 3 /Hari Fluktuasi Kebutuhan Air Debit (liter/detik) 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 3,01 2,74 2,74 9,30 9,30 8,21 7,66 7,38 7,00 7,06 7,38 6,45 6,56 6,45 6,29 6,29 5,47 5,47 4,05 4,10 3,28 3,01 3,01 2,00 2,08 2,13 1,00 0, jam Gambar 6.13 Grafik Fluktuasi Pemakaian Air 24 Jam Desa Ngadiwarno Sumber : Hasil Perhitungan, 2008 Berdasarkan Grafik Fluktuasi diatas, maka didapatkan volume yang dibutuhkan dalam tiap jamnya, seperti pada tabel 6.11 dibawah ini : 109

22 Ket Jam Tabel 6.11 Fluktuasi Kebutuhan Air tiap jam Desa Ngadiwarno Kum. % Keb. Keb tiap kebutuhan Keb.rata Keb. Kum Estimasi Tiap jam rata-rata rata Ratarata (m 3 /jam) Kebutuhan Konsumsi (liter/detik) (liter/detk) (m 3 jam /jam) Tiap Jam (m 3 /jam) (m 3 /jam) Selisih (m 3 /jam) Malam 12 55% 3,01 5,47 19,69 10,83 19,69 10,83 8, % 2,74 5,47 19,69 9,85 39,38 20,68 18, % 2,74 5,47 19,69 9,85 59,08 30,52 28, % 2,08 5,47 19,69 7,48 78,77 38,01 40, % 2,13 5,47 19,69 7,68 98,46 45,69 52, % 3,01 5,47 19,69 10,83 118,15 56,52 61, % 4,05 5,47 19,69 14,57 137,84 71,09 66, % 5,47 5,47 19,69 19,69 157,54 90,78 66, % 7,66 5,47 19,69 27,57 177,23 118,35 58, % 7,38 5,47 19,69 26,58 196,92 144,93 51, % 6,45 5,47 19,69 23,24 216,61 168,17 48, % 6,29 5,47 19,69 22,65 236,30 190,82 45,49 Siang % 6,56 5,47 19,69 23,63 256,00 214,45 41, % 6,29 5,47 19,69 22,65 275,69 238,27 37, % 6,45 5,47 19,69 23,24 295,38 261,51 33, % 7,00 5,47 19,69 25,21 315,07 286,71 28, % 7,06 5,47 19,69 25,40 334,76 312,12 22, % 8,21 5,47 19,69 29,54 354,46 341,65 12, % 9,30 5,47 19,69 33,48 374,15 375,13-0, % 9,30 5,47 19,69 33,48 393,84 408,61-14, % 7,38 5,47 19,69 26,58 413,53 435,19-21, % 5,47 5,47 19,69 19,69 433,22 454,88-21, % 4,10 5,47 19,69 14,77 452,92 469,65-16, % 3,28 5,47 19,69 11,82 472,61 481,47-8,86 Malam 12 55% 3,01 5,47 19,69 10,83 492,30 492,30 0,00 Sumber : Hasil Perhitungan, ,00 500,00 Volume Kebutuhan Air Ds Ngaiwarno Kebutuhan Rata -rata Kebutuhan Fluktuatif Volume (m3) 400,00 300,00 200,00 100,00 0, Jam Gambar 6.14 Volume Kebutuhan Air dalam 24 Jam Desa Ngadiwarno Sumber : Hasil Perhitungan,

23 Dari Perhitungan didapatkan volume yang harus ditampung : 66,76 m 3 r/hari + 21,66 m 3 /hari = 88,42 m 3 / hari 90 m 3 Kapasitas reservoir Desa Ngadiwarno: Volume yang dibutuhkan : 90 m 3 Direncanakan tinggi Reservoir 3 m dan lantai dasar reservoir persegi ( P L ) Maka dimensi reservoir yang lain : V = P x L x t 40 m 3 = P x L x 3 m P x L = 30 m 2 P = L = 6 m 5 m Jadi Dimensi reservoir : P = 6 m ; L = 5 m ; t = 3,5 m. (0,5 Freeboard) Perencanaan Struktur Reservoir Reservoir direncanakan menggunakan struktur beton bertulang. Sebelumnya perlu dilakukan perhitungan terhadap pembebanan reservoir. Perhitungan pembebanan reservoir adalah sebagai berikut ini : Perhitungan Pelat Perhitungan Pembebanan a Pelat Atas Penutup Tebal pelat : 150 mm Berat sendiri pelat: 0.15 x 24 = 3.60 kn/m 2 Beban Air Hujan 0.05 x 10 = kn/m 2 Beban Mati : = kn/m 2 Beban Hidup : = 1.5 kn/m 2 qult = 1,2 B. Mati + 1,6 B. Hidup = kn/m 2 b c Dinding Tekanan hidrostatis : 1.6 x 0.5 x 3 x 10 = 24 kn/m 2 Pelat Dasar Berat sendiri pelat dasar: 0.25 x 24 = 6 kn/m 2 Beban Mati Terfaktor : 1.2 x 6 = 7.2 kn/m 2 Beban Air 1 x 10 = 10 kn/m 2 Beban Air Terfaktor : 1.6 x 10 = 16 kn/m 2 Beban Total Terfaktor : = 23.2 kn/m 2 111

24 Perhitungan Gaya Dalam a Pelat Atas Penutup Lx = 4 m Lx/Ly = 1 Ly = 4 m Mlx = x x 4 x 4 2 = knm Mly = x x 4 x 4 2 = knm b Pelat Dinding Lx = 4 m Lx/Lz = Lz = 3.5 m Mlx = x 8 x 3.5 x 4 2 = knm Mlz = x 8 x 4 x = knm c Pelat Dasar Lx = 4 m Lx/Lz = 1 Lz = 4 m Mlx = x 23.2 x 2 x 4 2 = knm Mlz = x 23.2 x 2 x 4 2 = knm 112

25 Perhitungan Penulangan Tabel 6.12 Analisis Perhitungan Penulangan Pelat Reservoir Pelat Arah L Mu h d' d a Penulangan pokok pelat beton As As s Tul. As perlu min perlu pakai pakai (m) (knm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm^2) (mm^2) (mm) (mm^2) [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Pelat arah-x P Atas arah-y P Pelat arah-x P Dinding arah-z P Pelat arah-x P Dasa r arah-y P Keterangan Tabel: [1] Pelat yang ditinjau [8] a didapat dari persamaan [ 2] Arah tinjauan pelat: arah-x dan arah-y (Mu/0,8) = 0,85.fc'.b.a.[d - (a/2)] [3] L = bentang pelat menrtut arah x dan arah y dengan f c'=22,5 MPa, b=1000 mm [4] Mu = momen ultimit [9] As perlu = (0,85.f c'.b.a)/f y [5] h = tebal plat dengan fy = 240 MPa [6] d' = pb + 1/2.P (untuk lx, tx,dan ty) [10] As,min = 0,0025.b.h dengan pb = 15 mm (pelat atas) [11] Sperlu = (P^2..0,25.b)/As perlu dengan pb = 25 mm (pelat dasar) [12] Tulangan pokok terpakai [7] d = h - d' [13] As = [P^2..0,25.b]/spakai > As perlu P = 8 mm Penulangan Balok Perhitungan Pembebanan a Balok Atas Beban Pelat Terfaktor x 2 x = kn/m Berat Balok Terfaktor : 1.2 x 0.2 x 0.2 x 24 = kn/m Beban Balok Terfaktor : = kn/m b Balok Sloof Beban Pelat Terfaktor: x 2 x 23.2 = kn/m Beban Balok Terfaktor: 1.2 x 0.2 x 0.25 x 24 = 1.44 kn/m Beban Dinding Terfaktor 1.2 x 0.2 x 4 x 24 = kn/m kn/m 113

26 Perhitungan Gaya Dalam a Balok Atas Gaya Momen Momen tump= x x 4 2 = knm Momen Lap = x x 4 2 = knm Gaya Geser = x x 4 = kn a Balok Sloof Gaya Momen Momen tump= x 55.4 x 4 2 = knm Momen Lap = x 55.4 x 4 2 = knm Perhitungan Penulangan Pokok Tabel 6.13 Analisis Perhitungan Penulangan Pokok Balok Reservoir Pelat Arah L Mu h d' d a Penulangan pokok pelat beton As n Tul. As perlu perlu pakai pakai (m) (knm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm^2) (mm) (mm^2) [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] Balok Tump P Atas Lap P Balok Tump P Sloof Lap P Keterangan Tabel: [1] Pelat yang ditinjau [8] a didapat dari persamaan [ 2] Arah tinjauan: tumpuan dan lapangan (Mu/0,8) = 0,85.fc'.b.a.[d - (a/2)] [3] L = bentang balok dengan fc'=22,5 MPa, b=200 mm [4] Mu = momen ultimit [9] As perlu = (0,85.f c'.b.a)/f y [5] h = tebal plat dengan fy = 240 MPa [6] d' = pb + 1/2.P (untuk lx, tx,dan ty) [10] n perlu = As perlu/(p^2..0,25.b) dengan pb = 15 mm (balok atas) [11] Tulangan pokok terpakai dengan pb = 30 mm (balok sloof) [12] As = [P^2..0,25.b].n pakai > As perlu [7] d = h - d' 114

27 Perhitungan Penulangan Sengkang Tabel 6.14 Analisis Perhitungan Penulangan Sengkang Balok Reservoir Elemen b(m) d(m) Diamet er (mm) Vu max (kn) S perlu S pakai Tul. - Balok Atas P Balok Sloof P6-100 Sumber : Hasil Perhitungan, 2008 Tabel 6.15 Rangkuman Penulangan Reservoir Komponen Struktur Ukuran Penulangan Pelat - Pelat Atas Tebal: 150 mm P Pelat Dinding Tebal: 200 mm P Pelat Dasar Tebal: 250 mm P8-80 Kolom b : 200 mm h : 200 mm Pokok: 4P12 Sengkang : P6-100 Balok - Balok Atas b : 200 mm h : 200 mm - Balok Sloof b : 200 mm h : 250 mm Sumber : Hasil Perhitungan, 2008 Pokok Atas : 2P12 Pokok Bawah : 2P12 Sengkang : P6-100 Pokok Atas : 2P12 Pokok Bawah : 2P12 Sengkang : P SIMULASI EPANET 2.0 Berdasarkan hasil simulasi program Epanet versi 2.0, diketahui bahwa sistem jaringan distribusi air baku dapat mengalirkan air dengan cara gravitasi dari bak bangunan penangkap mata air (bronkaptering) sampai ke 2 buah bak penampungan (reservoir) pada elevasi masing masing 708 dpl dan 666,67 dpl. Dari segi kecepatan aliran, maka jaringan distribusi telah memenuhi persyaratan kecapatan, yaitu 0,3-3 m/detik. Hasil analisis ini menunjukkan bahwa untuk kecepatan aliran 1,15 2,08 m/detik. Hasil simulasi ini dapat pada lampiran tugas akhir ini. 115