(STUDI KASUS: Kota Dumai,Riau ) TUGAS AKHIR. Untuk Memenuhi Ujian Sarjana Teknik Sipil ANDI ADE PUTRA SIREGAR DISETUJUI OLEH: DOSEN PEMBIMBING

Transkripsi

1 ANALISA DISTRIBUSI AIR BERSIH PADA KOMPLEK PERUMAHAN KARYAWAN PT.CHEVRON PACIFIC INDONESIA DISTRIK DUMAI DARI WTP-DUMAI MENGGUNAKAN SOFTWARE EPANET 2.0 (STUDI KASUS: Kota Dumai,Riau ) TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-Tugas dan Memenuhi Syarat Untuk Memenuhi Ujian Sarjana Teknik Sipil ANDI ADE PUTRA SIREGAR DISETUJUI OLEH: DOSEN PEMBIMBING Ir. Boas Hutagalung, M.Sc NIP BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2011 i

2 KATA PENGANTAR Alhamdulillahi Robbil Alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan segala rahmat dan hidayah-nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul ANALISA DISTRIBUSI AIR BERSIH PADA KOMPLEK PERUMAHAN KARYAWAN PT.CHEVRON PACIFIC INDONESIA DISTRIK DUMAI DARI WTP-DUMAI MENGGUNAKAN SOFTWARE EPANET 2.0 Sehubungan dengan selesainya Tugas Akhir ini, maka penulis menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya kepada kedua orang tua saya, H. Kasman Siregar dan Hj. Nurhana Nasution serta abang dan adik saya dan kepada Uwaisy Salsabil dimana mereka semua selalu memberikan semangat, cinta dan kasih sayang serta do anya kepada saya di tengah-tengah kejenuhan yang terjadi. Kemudian penulis juga mengucapkan rasa terima kasih kepada banyak pihak yang telah membantu penulis dari segi materi dan material antara lain : 1. Ketua Departemen Teknik Sipil USU Bapak Prof. Dr. Ing. Johanes Tarigan dan Sekretaris Departemen Teknik Sipil Bapak Ir. Syahrizal, MT 2. Dosen pembimbing penulis, Bapak Ir. Boas Hutagalung, M.Sc 3. Dosen penguji penulis, Bapak Ir. Sufrizal, M.Eng 4. Dosen penguji penulis, Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc 5. Dosen penguji penulis, Bapak Ivan Indrawan, ST.MT 6. Kepala Departemen WTP Distrik Dumai, Bapak Mohammad Nasir 7. Mentor lapangan, Bapak Jumarista ii

3 8. Seluruh teman-teman seperjuangan saya sipil 06 yang tidak bisa saya sebutkan nama dan jasanya satu persatu, yang telah ikut membantu saya selama berjuang mengarungi kerasnya kehidupan di sipil ini dan selama proses penulisan Tugas Akhir saya ini. Terima kasih atas doa dan dukungannya. Penulis menyadari bahwa penulisan atau penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun sehingga dapat menyempurnakan penulisan selanjutnya. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin. Medan, Andi Ade Putra Siregar iii

4 ABSTRAK Suplai air bersih pada area perumahan karyawan PT.Chevron Pacific Indonesia dikelola seluruhnya oleh pihak perusahaan sendiri dan tidak bergantung kepada instansi penyedia air minum setempat. Water Treatment Plant milik PT.CPI berada dibawah Departement Supply Chain Management, Team Facility Management. WTP-Dumai ini telah beroperasi sejak tahun Jaringan perpipaan distribusinya sendiri masih mengandalkan jaringan perpipaan yang lama dan hanya dilakukan penggantian terhadap beberapa jaringan pipa yang telah rusak. Air bersih yang didistribusikan ke area perumahan juga diberikan secara gratis dan tidak dilakukannya pengukuran terhadap penggunaan air pada tiap rumah diseluruh area perumahan. Tujuan penelitian ini untuk menganalisa sistem pendistribusian pada area perumahan yang ada dengan cara pemodelan menggunakan software Epanet 2.0. Tahapan-tahapan dalam penyelesaian tugas akhir ini yaitu terlebih dahulu mengumpulkan data yang dibutuhkan baik primer dan sekunder. Kemudian menghitung banyaknya penduduk yang ada di area perumahan tersebut.. Tahapan berikutnya adalah menghitung kebutuhan air pada tiap titik layanan pada area perumahan baik untuk kebutuhan domestic maupun kebutuhan non domestik. Dari data yang ada dan dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, kemudian dilakukan pemodelan dan analisa dengan menggunakan software EPANET 2.0. Setelah itu hasil analisa Epanet tersebut di evaluasi dengan metode Hardy-Cross dengan mengambil sampel loop dalam jaringan perpipaan. Berdasarkan hasil perhitungan didapat bahwa total kebutuhan air untuk seluruh area perumahan sebesar liter/menit. Besarnya kebutuhan pada saat jam puncak terjadi pada pukul sebesar liter/menit berdasarkan pola penggunaan air selama 24 jam pada pemodelan menggunakan software Epanet 2.0. pipa yang dipakai adalah jenis pipa PVC dengan diameter pipa utama 8 inchi dan diameter pipa sekunder 6 inchi. Sedangkan kualitas air dari hasil pengujian di laboratorium milik PT.Chevron Pacific Indonesia meninjukkan kualitas air hasil produksi sudah cukup baik dimana kadar chlorine sebesar 1.86, nilai ph sebesar 8.30, kadar kekeruhan (turbidity) sebesar 0.37 NTU dan nilai warna air sebesar 1.00 Pt Co. Dari penelitian ini disimpulkan bahwa hasil analisa menggunakan software Epanet 2.0 sudah dapat mewakili perhitungan secara manual. Hal ini disimpulkan setelah dilakukan evaluasi hasil analisa Epanet 2.0 dengan menggunakan metode Hardy Cross pada contoh loop di kompleks Mendut yang dianggap dapat mewakili kondisi perhitungan seluruh loop yang ada. Headloss yang terjadi pada jaringan pipa cukup besar yaitu meter. Dari hasil perhitungan, setelah dilakukan evaluasi terhadap diameter pipa dimana diameter pipa yang dipakai menjadi 6 inchi dan 4 inchi didapat headloss sebesar meter. Head pompa setelah dilakukan evaluasi terhadap diameter pipa juga dapat diturunkan dari 85 meter menjadi 60 meter. Tidak adanya penggunaan meteran air pada area kompleks perumahan karena penyediaan fasilitas air bersih yang diberikan secara gratis, dapat mengakibatkan rendahnya tingkat kesadaran konsumen dalam hal penghematan penggunaan air bersih. iv

5 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR...ii ABSTRAK...iv DAFTAR ISI...v DAFTAR GAMBAR...viii DAFTAR TABEL...xi DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN...xiii DAFTAR LAMPIRAN...xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Maksud dan Tujuan Ruang Lingkup Pembahasan Perumusan Masalah Batasan Masalah Sistematika Penulisan Metodologi Penelitian... 5 BAB II TINJAUANPUSTAKA II.1. Umum II.2 Definisi dan Persyaratan Air Bersih II.2.1 Definisi Air Bersih II.2.2 Persyaratan Air Bersih II.3 Sistem Distribusi dan Sistem Pengaliran Air Bersih II.3.1. Sistem Distribusi Air Bersih II.3.2. Sistem Pengaliran Air Bersih II.4. Sistem dan Komposisi Sistem Penyediaan Air Minum II.4.1. Sistem Penyediaan Air Minum II.4.2. Komposisi Sistem Penyediaan Air Minum II.5. Studi Kebutuhan Air Bersih II.5.1. Kebutuhan Domestik II.5.2 Kebutuhan Non Domestik v

6 II.5.3. Kehilangan dan Pemborosan Air II.5.4. Hubungan populasi dan tingkat kebutuhan air II.5.5. Karakteristik Kota II. 6. Konsep Dasar Aliran Fluida II.7. Mekanisme Aliran Dalam Pipa II.7.1 Pipa yang Dihubungkan Seri II.7.2. Pipa yang Dihubungkan Paralel II.8. Sistem Jaringan Pipa II.9. Aplikasi Epanet 2.0 dalam Analisa Jaringan Distribusi Air Bersih II.10. Permodelan dengan software EPANET II Pemodelan Hidrolik II Langkah-Langkah Menggunakan EPANET II Model Jaringan EPANET BAB III GAMBARAN UMUM WILAYAH STUDI III. 1. Sejarah Umum PT. Chevron Pacific Indonesia III. 2. Lingkup Kerja Perusahaan III Wilayah Kerja Perusahaan III. 3. Visi, Misi dan Nilai Dasar III Visi III Misi III Nilai Dasar Perusahaan III. 4. Water Treatment Plant Dumai III Manajemen Water Trearment Plant Dumai III Produksi WTP-Dumai III.4.3. Kualitas Air WTP-Dumai BAB IV METODOLOGI PENELITIAN IV.1. Maksud dan Tujuan Penelitian IV.2. Perumusan Masalah IV.3. Pengumpulan Data IV.4. Analisa Data BAB V KOMPILASI DAN PENGOLAHAN DATA V.1 Pembuatan jaringan secara umum pada software EPANET vi

7 V.2. Penentuan flow aliran air yang di distribusikan oleh WTP V.3 Asumsi kebutuhan air bersih V.3.1 Kebutuhan Domestik V.3.2 Kebutuhan Non Domestik V.4 Rekapitulasi Total Penggunaan Air V.5 Pola Pemakaian Air V.6. Desain Pompa V.6.1. Kerugian pada Sistem perpipaan Distribusi V.6.2. Kapasitas Pompa V.7. Diameter Pipa Distribusi V.8. Evaluasi Head Pompa V.9. Rekapitulasi Kondisi Eksisting dan Hasil Evaluasi BAB VI HASIL PEMODELAN SOFTWARE EPANET 2.0 DAN EVALUASI DENGAN METODE HARDY CROSS VI.1. Hasil Pemodelan Software EPANET VI.1.1 Tekanan hidrolis pada titik-titik layanan VI.1.2 View Query VI.1.3 Head pada pipa VI.1.4 Kecepatan Aliran VI.1.5 Kehilangan energi pada pipa (Headloss) VI.1.6 Laporan Full Report VI.2. Evaluasi Hasil Pemodelan EPANET 2.0 dengan Metode Hardy Cross VI.3. Evaluasi Hasil Pemodelan EPANET 2.0 dengan Metode Hardy Cross Setelah Adanya Evaluasi Terhadap Diameter Pipa BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN VII.1. Kesimpulan VII.2. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kaitan hubungan antara unsur-unsur fungsional dari suatu sistem penyediaan air kota Gambar 2.2. Aliran Steady dan Seragam Gambar 2.3 Pipa yang dihubungkan seri Gambar 2.4 Pipa yang dihubungkan secara parallel Gambar 2.5 Contoh suatu sistem jaringan pipa Gambar 2.6 Jaringan sistem distribusi yang akan dianalisa Gambar 2.7 Pengaturan Hydraulic Option pada Epanet Gambar 2.8 Hubungan Antar Komponen Fisik Dalam EPANET Gambar 2.9 Properties Editor untuk input data pada Junction Gambar 2.10 Properties editor untuk input data pada Reseervoir Gambar 2.11 Properties editor untuk input data pada tangki Gambar 2.12 Properties editor untuk input data pada pipa Gambar 2.13 Properties editor untuk input data pada pompa Gambar 2.14 Berbagai Jenis Bentuk Kurva Pompa yang Ada Dalam EPANET Gambar 2.15 Efficiency Curve pada Software EPANET Gambar 2.16 Volume Curve Pada Software EPANET viii

9 Gambar 3.1 Peta Dumai dan Kompleks Dumai Camp Gambar 3.2 Diagram Alir Proses pengolahan Air Secara Konvensional Gambar 3.3 Diagram Alir Proses pengolahan Air Secara Reverse Osmosis Gambar 3.4 Peta Distribusi Air Minum di Area Dumai Camp Gambar 4 1 Diagram Metodologi Penelitian Gambar 4.2 Flow Chart Tahapan Pemodelan Menggunakan EPANET Gambar 5.1 Pattern editor properties untuk Pola konsumsi pada EPANET Gambar 6.1 Hasil Menu Query untuk titik dengan ketinggian diatas 18 m Gambar 6.2 Cara melihat hasil analisa epanet berupa profil head kontur Gambar 6.3 Profil Head Kontur pada jam ke- 00:00 (awal simulasi) Gambar 6.4 Headloss pada pipa dengan kondisi headloss diatas 8 m/km Gambar 6.5 Tabel selection untuk melihat hasil pada jam yang kita inginkan Gambar 6.6 Loop pada area kompleks Mendut serta besarnya debit masuk Gambar 6.7 Besar masing-masing debit asumsi pada jaringan perpipaan Gambar 6.8 Debit akhir pada masing-masing jaringan pipa Gambar 6.9 Garis energi pada jaringan pipa utama Gambar 6.10 Loop pada area kompleks Mendut serta besarnya debit masuk Gambar 6.11 Besar masing-masing debit asumsi pada jaringan perpipaan ix

10 Gambar 6.12 Debit akhir pada masing-masing jaringan pipa x

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. unsur-unsur fungsional dari sistem penyediaan air minum Tabel 2.2. Penggunaan air rata-rata untuk rumah tangga Tabel 2.3. Rata-rata Kebutuhan Air Per Orang Per Hari (Soufyan Moh. Noerbambang & Takeo Morimura, 2005) Tabel 2.4 Koefisien Kekasaran Untuk Berbagai Jenis Pipa Tabel 2.5 Nilai koefisien minor losses untuk beberapa tipe fitting EPANET Tabel 2.6 Penggunaan Pattern Demand pada EPANET Tabel 2.7 Demand Pattern Pada EPANET Tabel 3.1 Parameter Kualitas Air Bersih Tabel 3.2 Contoh Hasil Pengujian Lab Tabel 5.1 Produksi Air Secara Relatif Terhadap Air Baku...92 Tabel 5.2 Kebutuhan air berdasarkan kategori Kota Tabel 5.3 Kebutuhan Air Untuk Perkantoran Tabel 5.4 Penggunaan air bersih di Sekolah pada area Dumai Camp Tabel 5.5 Kebutuhan air bersih untuk Wisma Tabel 5.6 Kebutuhan air bersih untuk sarana ibadah Tabel 5.7 Kebutuhan air bersih untuk Rumah Makan pada area Dumai Camp xi

12 Tabel 5.8 Kebutuhan air bersih untuk Rumah Sakit Tabel 5.9 Kebutuhan air bersih untuk Kolam Renang Tabel 5.10 Kebutuhan air bersih untuk Perpustakaan Tabel 5.11 Kebutuhan air bersih untuk Gedung Olahraga Tabel 5.12 Rekapitulasi estimasi penggunaan air pada area Dumai Camp Tabel 5.13 Pola penggunaan air minum di Dumai Housing Camp Tabel 5.14 Kapasitas total pemompaan Tabel 6.1 Hasil analisa EPANET 2.0 berupa Tabel Jaringan pada jam ke 06: Tabel 6.2 Hasil evaluasi pemodelan software EPANET 2.0 dengan metode Hardy Cross Tabel 6.3 Hasil evaluasi pemodelan software EPANET 2.0 dengan metode Hardy Cross setelah dilakukan evaluasi terhadap diameter pipa xii

13 DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN Q = Debit/laju aliran dalam pipa (m 3 /dtk) A = luas penampang aliran ( m 2 ) v = kecepatan aliran ( m/s ) hf = kerugian gesekan dalam pipa (m) L = paanjang pipa (m) C = koefisien kekasaran pipa Hazen Williams d = diameter dalam pipa (m) g = percepatan gravitasi k = koefisien kerugian (dari lampiran koefisien minor losses peralatan pipa) n = Koefisien kekasaran Manning f = Faktor Gesekan A = Luas penampang P2 P 1 = perbedaan head tekanan = Berat jenis air (9810 N/ m 3 ) Z 2 Z 1 = perbedaan head statis Hp = Head pompa (meter) xiii

14 R e = Bilangan Reynold V 1 = Kecepatan pada titik awal V 2 = Kecepatan pada titik akhir GPD = Gallon per Day (gallon per hari) LPD = Liter per Day (liter per hari) GPM = Gallon per Minute (gallon/menit) WTP = Water Treating Plant xiv

15 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran I : Lay out peta jaringan perpipaan distribusi kondisi eksisting Lampiran II : Diagram alir proses pengolahan air pada Water Treating Plant secara Konvensional Lampiran III : Diagram alir proses pengolahan air pada Water Treating Plant dengan cara Reverse Osmosis Lampiran IV : Diagram alir proses pengolahan air di WTP-Dumai secara keseluruhan xv