ANALISIS KEHILANGAN AIR PADA PIPA JARINGAN DISTRIBUSI AIR BERSIH PDAM KECAMATAN BAKI, KABUPATEN SUKOHARJO Analysis of Water Loss on The Clean Water Distribution Network Pipe at PDAM Baki Subdistrict, Sukoharjo Regency SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : KHARINA HARDIANA DEWI NIM I 1107017 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014
ABSTRAK Kharina Hardiana Dewi, 2014. ANALISIS KEHILANGAN AIR PADA PIPA JARINGAN DISTRIBUSI AIR BERSIH PDAM KECAMATAN BAKI, KABUPATEN SUKOHARJO Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Air merupakan salah satu elemen alam yang sedikit banyak mempengaruhi setiap peranan penting dalam kehidupan manusia dan makhluk lainnya di alam ini. Air bersih merupakan kebutuhan dasar bagi manusia sehingga menjadi hal yang utama jika sektor air bersih mendapat prioritas dalam penanganan dan pemenuhannya. PDAM sebagai perusahaan daerah pengelola air bersih seharusnya mampu untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Dengan sistem distribusi pipa yang ada, PDAM diharapkan mampu untuk mendistribusikan dan memenuhi kebutuhan air bersih masyarakat dengan baik dan merata. Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui jumlah kebutuhan air bersih pelanggan PDAM Kecamatan Baki, Kabupaten Sukoharjo tahun 2010 sampai dengan tahun 2012 dan mengetahui tingkat kehilangan air serta penurunan tekanan yang terjadi di pipa distribusi. Sehingga PDAM Kecamatan Baki, Kabupaten Sukoharjo dapat melayani agar aliran air bersih mampu terdistribusi secara merata, guna memenuhi kebutuhan air bersih masyarakat di wilayah tersebut. Jenis Penelitian ini adalah deskriptif evaluatif. Penelitian untuk mengetahui jumlah kebutuhan air bersih pelanggan PDAM, tingkat kehilangan air serta penurunan tekanan dilakukan untuk lingkup Kecamatan Baki dengan menganalisis dengan menggunakan program Epanet 2.0. Dari hasil analisis diperoleh kebutuhan pelanggan air bersih PDAM Kecamatan Baki, Kabupaten Sukoharjo untuk tahun 2010 sampai dengan tahun 2012 adalah 95,80 lt/det, 96,70 lt/det, 97,87 lt/det, dengan kebutuhan total pelanggan terbanyak pada tahun 2012 adalah 97,87 lt/det. Persentase angka kenaikan rata-rata kehilangan air yang terjadi pada tahun 2010 sampai dengan tahun 2012 sebesar 28,81%. Hasil analisis simulasi pressure dengan program Epanet 2.0 diperoleh untuk jam puncak pemakaian air pada jam 04:00 AM, pressure tertinggi yaitu 268,69 m sedangkan pressure terendah yaitu 238,94 m. Adapun untuk jam terendah pemakaian air pada jam 02:00 AM, pressure tertinggi yaitu 140,60 m sedangkan pressure terendah yaitu 71,46 m. Kata Kunci: PDAM, jaringan distribusi pipa, kebutuhan air, kehilangan air, tekanan, epanet 2.0
ABSTRACT Kharina Hardiana Dewi, 2014 ANALYSIS OF WATER LOSS ON THE CLEAN WATER DISTRIBUTION NETWORK PIPE AT PDAM BAKI SUBDISTRICT, SUKOHARJO REGENCY Thesis of Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Surakarta Sebelas Maret University. Water is one of the natural elements that affect more or less important role in the life of every human being and other creatures in this universe. Clean water is a basic need for humans to be the main thing if the water sector gets priority in handling and fulfillment. PDAM as regional water management company should be able to meet that need. With the existing distribution system pipes, PDAM should be able to distribute clean water and meet the needs of the community well and evenly. The purpose of this thesis is to determine the amount of customer needs clean water taps Baki subdistrict, Sukoharjo Regency 2010 to 2012 and determine the level of leakage and pressure drop that occurs in the distribution pipeline. So that taps Baki subdistrict, Sukoharjo regency that can serve clean water is able to flow evenly distributed, in order to meet the water needs of the people in the region. This type of research is descriptive evaluative. Research to determine the number of customer needs clean water taps, water leakage and pressure drop for the scope of the Baki subdistrict performed by analyzing the program using Epanet 2.0. From the results obtained by the analysis of customer needs clean water taps District of Baki, Sukoharjo for 2010 to 2012 is 95,80 l/s, 96,70 l/s, 97,87 l/s, the total needs of the largest customers in 2012 was 97.87 l/s. The average increase in water loss that occurred in 2010 to 2012 amounted to 28.81%. The results of the simulation analysis of pressure with Epanet 2.0 program obtained for the peak hours of water usage at 04:00 AM, the highest pressure is 268.69 m, while the lowest pressure is 238.94 m. As for water usage at the lowest at 02:00 AM, the highest pressure is 140.60 m, while the lowest pressure is 71.46 m. Keywords: PDAM, pipeline distribution network, water needs, loss of water, preesure, epanet 2.0 vii
KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia- Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Analisis Kehilangan Air pada Pipa Jaringan Distribusi Air Bersih PDAM Kecamatan Baki, Kabupaten Sukoharjo. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat meraih gelar sarjana pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Pada pelaksanaannya, penulis telah banyak mendapatkan bantuan baik fasilitas, bimbingan maupun kerjasama dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ketua Program S1 Transfer dan Pimpinan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Dosen Pembimbing Akademik. 3. Dosen Pembimbing I dan Dosen Pembimbing II. 4. Dosen Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. 5. Semua teman Angkatan 2007 Non Reguler. 6. Semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari skripsi ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan penelitian selanjutnya. Penulis berharap skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak pada umumnya dan bagi penulis pada khususnya. Surakarta, Novevember 2014 Penulis
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... HALAMAN MOTTO... HALAMAN PERSEMBAHAN... ABSTRAK... i ii iii iv v vi KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvii BAB 1. PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang Masalah... 1 1.2. Rumusan Masalah... 2 1.3. Batasan Masalah... 3 1.4. Tujuan Penelitian... 3 1.5. Manfaat Penelitian... 3 1.5.1. Manfaat Praktis... 3 1.5.2. Manfaat Teoritis... 4
BAB 2. LANDASAN TEORI... 5 2.1. Tinjauan Pustaka... 5 2.1.1. Analisis Kebutuhan Air Bersih... 5 2.2. Sistem Distribusi dan Pengaliran Air Bersih... 10 2.2.1. Sistem Distribusi Air Bersih... 10 2.2.2 Sistem Pengaliran Air Bersih... 11 2.3. Analisis Jaringan Pipa Distribusi Air Bersih... 13 2.4. Data Kebutuhan Pelanggan... 14 2.5. Kehilangan Air... 14 2.5.1. Jenis-jenis Penyebab Kehilangan Air secara Manajemen... 14 2.5.2. Penyebab-penyebab Kehilangan Air secara Fisik... 15 2.6. Kehilangan Energi... 16 2.6.1. Mayor Losses... 18 2.6.2. Minor Losses... 20 2.6.3. Debit Aliran... 22 2.7. Aplikasi Epanet 2.0 dalam Analisis Jaringan Distribusi Air Bersih... 23 2.7.1. Umum... 23 2.7.2. Kegunaan Epanet 2.0 dalam Analisis Jaringan Distribusi Air Bersih... 24 2.7.3. Input Data dalam Epanet 2.0... 26 2.8. Cara Analisis Simulasi Pipa Jaringan Distribusi PDAM Kecamatan Baki dengan Program Epanet 2.0... 26 2.8.1. Wilayah Peta... 26 2.8.2. Data Reservoir... 27 2.8.3. Data Elevasi Tanah... 27
2.8.4. Data Panjang Pipa dan Diameter Pipa... 28 2.8.5. Data Pattern... 30 2.8.6. Tahapan Menggunakan Epanet 2.0... 31 BAB 3. METODE PENELITIAN... 33 3.1. Gambaran Umum... 33 3.3.1. Jenis Penelitian... 33 3.2. Letak Geografis... 33 3.2.1. Data Penduduk Kecamatan Baki... 35 3.3. Teknik Pengumpulan Data... 37 3.3.1. Tahap Persiapan... 37 3.3.2. Pengumpulan Data... 38 3.3.3. Analisis Data... 39 BAB 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN... 41 4.1. Analisis Kebutuhan Air Bersih (Demand)... 41 4.1.1. Kebutuhan Air Domestik... 41 4.1.2 Kebutuhan Air Non Domestik... 45 4.1.3. Rekapitulasi Kebutuhan Air... 48 4.2. Pengadaan Air Bersih... 49 4.2.1. Produksi Air PDAM Kecamatan Baki Tahun 2010-2012... 49 4.2.2. Air Terjual PDAM Kecamatan Baki Tahun 2010-2012... 49 4.3. Analisis Kehilangan Air... 50 4.4. Analisis Penurunan Tinggi Tekanan... 51
4.5. Analisis Simulasi Pressure pada Pipa Jaringan Disrribusi dengan Program Epanet 2.0... 53 4.6. Pembahasan... 61 4.6.1. Kebutuhan Air... 61 4.6.2. Kehilangan Air... 62 4.6.3. Penurunan Tekanan... 63 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN... 64 5.1. Kesimpulan... 64 5.2. Saran... 65 DAFTAR PUSTAKA... 66
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Tingkat Pemakaian Air Berdasarkan Kategori Kota... 6 Tabel 2.2 Kebutuhan Air Non Domestik... 7 Tabel 2.3 Kriteria Perencanaan Sistem Air Bersih... 8 Tabel 2.4 Pemakaian Air Rata-rata Per Orang Per Hari... 9 Tabel 2.5 Penurunan Tinggi Energi... 21 Tabel 2.6 Nilai k untuk Pembesaran dan Penyusutan... 22 Tabel 2.7 Elevasi Tanah Jaringan Pipa Distribusi di Kecamatan Baki... 27 Tabel 2.8 Panjang Pipa dan Diameter Pipa... 28 Tabel 2.9 Data Pattern Jaringan Distribusi PDAM di Kecamatan Baki... 31 Tabel 3.1 Luas Wilayah Per Kecamatan di Kabupaten Sukoharjo... 34 Tabel 3.2 Data Penduduk Kecamatan Baki Tahun 2010-2012... 36 Tabel 3.5 Data Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Baki Tahun 2010-2012... 36 Tabel 4.1 Kebutuhan Air Domestik Berdasarkan Jumlah Penduduk tiap Desa/Kelurahan di Kecamatan Baki Tahun 2010... 42 Tabel 4.2 Kebutuhan Air Domestik Berdasarkan Jumlah Penduduk tiap Desa/Kelurahan di Kecamatan Baki Tahun 2011... 43 Tabel 4.3 Kebutuhan Air Domestik Berdasarkan Jumlah Penduduk tiap Desa/Kelurahan di Kecamatan Baki Tahun 2012... 44 Tabel 4.4 Kebutuhan Air Non Domestik Berdasarkan Jumlah Penduduk tiap Desa/Kelurahan di Kecamatan Baki Tahun 2010... 45
Tabel 4.5 Kebutuhan Air Non Domestik Berdasarkan Jumlah Penduduk tiap Desa/Kelurahan di Kecamatan Baki Tahun 2011... 46 Tabel 4.6 Kebutuhan Air Non Domestik Berdasarkan Jumlah Penduduk tiap Desa/Kelurahan di Kecamatan Baki Tahun 2012... 47 Tabel 4.7 Rekapitulasi Kebutuhan Air Domestik dan Non Domestik di Kecamatan Baki Tahun 2010-2012... 48 Tabel 4.8 Produksi Air PDAM Kecamatan Baki Tahun 2010-2012... 49 Tabel 4.9 Air Terjual PDAM Kecamatan Baki Tahun 2010-2012... 50 Tabel 4.10 Perhitungan Tingkat Kehilangan Air Tahun 2010-2012... 50 Tabel 4.11 Output Network Table Epanet 2.0 Nodes at 04:00 Hrs... 56 Tabel 4.12 Output Network Table Epanet 2.0 Nodes at 02:00 Hrs... 59 xiv
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Sistem Pengaliran Distribusi Air Bersih... 12 Gambar 2.2 Penurunan Darcy-Weisbach... 17 Gambar 2.3 Penampang Aliran dalam Pipa... 23 Gambar 3.1 Wilayah Administrasi Kabupaten Sukoharjo... 35 Gambar 3.2 Grafik Pertumbuhan Jumlah Penduduk Kecamatan Baki Tahun 2010-2012... 37 Gambar 3.3 Flow Chart Penelitian... 40 Gambar 4.1 Grafik Rekapitulasi Kebutuhan Air Bersih Domestik dan Non Domestik di Kecamatan Baki Tahun 2010-2012... 48 Gambar 4.2 Grafik Persentase Kehilangan Air di Kecamatan Baki Tahun 2010-2012... 51 Gambar 4.3 Peta Wilayah Jaringan Pipa Kecamatan Baki... 53 Gambar 4.4 Running Jaringan Distribusi Pipa Kecamatan Baki dalam Program Epanet 2.0... 54 Gambar 4.5 Running Simulation pada Peak Hour (04:00 AM)... 55 Gambar 4.6 Grafik Tekanan pada Node 2 Hasil Simulasi Epanet 2.0 55 Gambar 4.7 Running Simulation pada Jam Terendah 58 Gambar 4.8 Grafik Tekanan pada Node 2 Hasil Simulasi Epanet 2.0 58
Gambar 4.9 Grafik Total Kebutuhan Pelanggan Air Bersih Kecamatan Baki Tahun 2010-2012 61 Gambar 4.10 Grafik Persentase Kehilangan Air Kecamatan Baki Tahun 2010-2012 62
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A. Hasil Output Epanet 2.0 at 0:00 Hrs 24:00 Hrs Lampiran B. Administrasi Skripsi