DAFTAR ISI Halaman SAMPUL SAMPUL DALAM... i PRASYARAT GELAR MAGISTER... ii LEMBAR PERSETUJUAN... iii PENETAPAN PANITIA PENGUJI... iv SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT... v UCAPAN TERIMA KASIH... vi ABSTRAK... viii ABSTRACT... ix RINGKASAN... x DAFTAR ISI... xii DAFTAR TABEL... xvi DAFTAR GAMBAR DAN GRAFIK... xvii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Permasalahan... 2 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan Penelitian... 3 1.5 Manfaat Penelitian... 3 BAB II DASAR TEORI...... 4 2.1 Pipa HDPE (( High Density Polyethylene )... 4 2.2 Sumber Daya Air... 6 2.3 Sistem Perpipaan... 7 2.4 Aliran Fluida... 9 2.4.1 Sifat Dasar Fluida... 10 2.5 Persamaan-persamaan Dasar... 11 2.5.1 Persamaan Kontinyuitas... 11 2.5.2 Persamaan Bernoulli... 12 1
2.5.3 Persamaan Momentum... 12 2.5.5... Palu Air (Water Hammer)... 13 2.6 Kerugian Aliran Dalam Pipa ( Head losses )... 14 2.6.1 Kerugian karena gesekan dalam pipa (Head loss mayor) 14 2.6.2 Kerugian dalam jalur pipa (Head loss minor)... 15 BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN... 18 3.1 Kerangka Berpikir... 18 3.2 Konsep... 18 3.3 Hipotesis Penelitian... 20 BAB IV METODE PENELITIAN... 21 4.1 Rancangan Penelitian... 21 4.2 Lokasi dan Waktu Penelitian... 22 4.3 Variabel Penelitian... 22 4.3.1 Variabel Bebas... 22 4.3.2 Variabel Terikat... 22 4.4 Alat dan Bahan Instrumen Penelitian... 23 4.4.1 Electronic Total Station (ETS)..... 23 4.4.1 Patok Pengukuran dan Stasiun..... 24 4.5 Prosedur Penelitian... 24 4.5.1 Diagram alir penelitian..... 24 Bab V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN. 26 5.1 Data Hasil Penelitian.... 27 5.1.1 Data Hasil Pengukuran Lapangan.... 27 5.2 Perhitungan Tekanan Output Persegmen Pipa... 27 5.2.1 Perhitungan Tekanan Berdasarkan Elevasi... 29 5.2.2 Perhitungan Tekanan dengan fitting (Gate Valve Terbuka Penuh)... 30 5.2.2.1 Perhitungan Head Losse Pada Segmen A (Pipa Diameter 700 mm)... 30 5.2.2.2 Perhitungan Head Losses Minor Segmen A (Pipa Diameter 700 mm)... 32
5.2.2.3 Perhitungan HGL pada Segmen A (pipa 700 mm)... 33 5.2.2.4 Tekanan eksisting pada Segmen A (pipa dia. 700 mm) 33 5.2.2.5 Head Losses Mayor Pada Segmen B (Pipa diameter 710 mm)... 34 5.2.2.6 Head Losses Mayor Pada Segmen B (Pipa diameter 710 mm)... 34 5.2.2.7 Perhitungan head losses minor Segmen B (Pipa diameter 710 mm)... 35 5.2.2.8 Perhitungan HGL pada Segmen B (pipa 710 mm)... 36 5.2.2.9 Tekanan pada Segmen B (pipa dia. 710 mm)... 36 5.2.2.10 Head Losses Mayor Segmen C (Pipa diameter 630 mm)... 37 5.2.2.11Perhitungan Head Losses Minor Segmen C (Pipa diameter 630mm)... 38 5.2.2.12Perhitungan HGL Segmen C (pipa dia. 630 mm)... 39 5.2.2.13Tekanan Segmen C (pipa dia. 630 mm)... 39 5.2.2.14 Tekanan Segmen C (pipa dia. 630 mm)... 39 5.2.2.15 Head Losses Mayor Segmen D (Pipa diameter 560 mm)... 40 5.2.2.16 Perhitungan head losses minor Segmen D (pipa dia. 560 mm)... 40 5.2.2.17 Perhitungan HGL Segmen D (pada pipa 560 mm)... 41 5.2.2.18 Tekanan Pada Segmen D (pipa dia. 560 mm)... 42 5.2.3 Perhitungan Tekanan Analisa Akhir (Gate Valve Terbuka ½)... 42 5.2.3.1 Perhitungan Tekanan Pada Segmen A (Pipa GIP dia. 700 mm)... 43 5.2.3.2 Perhitungan Tekanan Segmen B (Pipa HDPE dia. 710 mm)... 44 5.2.3.3 Perhitungan Tekanan Segmen C (Pipa HDPE dia. 630 mm)... 44 5.2.3.4 Perhitungan Tekanan Segmen D 3
(Pipa HDPE dia. 560 mm)... 45 5.3 Pembahasan... 48 Bab VI PENUTUP... 52 6.1 Kesimpulan... 53 6.2 Saran... 53 DAFTAR PUSTAKA.... 55 LAMPIRAN-LAMPIRAN.... 56
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Untuk mengetahui SDR sebuah pipa... 6 Tabel 4.1 Lokasi dan Waktu Penelitian... 22 Tabel 5.1 Tabel 5.1 Data Teknis Segmen A (Pipa GIP Diameter 700 mm)... 27 Tabel 5.2 Data Teknis Segmen B (Pipa HDPE Diameter 710 mm)... 28 Tabel 5.3 Data Teknis Segmen C (Pipa HDPE Diameter 630 mm)... 28 Tabel 5.4 Data Teknis Segmen C (Pipa HDPE Diameter 630 mm)... 28 Tabel 5.5 Data Teknis Segmen D (Pipa HDPE Diameter 560 mm)... 28 Tabel 5.6 Data Hasil Analisa Tekanan Pengukuran di lapangan berdasarkan Elevasi... 29 Tabel 5.7 Tekanan Segmen A (Pipa GIP dia. 700 mm)... 34 Tabel 5.8 Tekanan Segmen B (Pipa HDPE dia. 710 mm)... 37 Tabel 5.9 Tekanan Segmen C (Pipa HDPE dia. 630 mm)... 40 Tabel 5.10 Tekanan Segmen D (Pipa HDPE dia. 560 mm)... 42 Tabel 5.11 Tekanan Akhir Segmen A (Pipa GIP dia. 700 mm)... 43 Tabel 5.12 Tekanan Akhir Segmen B (Pipa GIP dia. 710 mm)... 44 Tabel 5.13 Tekanan Akhir Segmen C (Pipa GIP dia. 630 mm)... 45 Tabel 5.14 Tekanan Akhir Segmen D (Pipa GIP dia. 560 mm)... 46 Tabel 5.15 Tabel Hasil Analisa Tekanan... 47 5
DAFTAR GAMBAR DAN GRAFIK Gambar 2.1 Tekanan adalah sama di setiap arah dalam suatu fluida pada kedalaman tertentu jika tidak demikian maka fluida akan bergera... 11 Gambar 2.2 Flanged elbow 90 0... 16 Gambar 2.3 Threaded Tee... 16 Gambar 2.4 Ekspansion... 17 Gambar 3.1 Kerangka Konsep... 19 Gambar 4.1 Skema Jaringan Perpipaan Transimisi Air Baku di Kabupaten Karangasem... 21 Gambar 4.2 Electronic Total Station (ETS) dan Tahap Pengukuran (Pengambilan data awal)... 23 Gambar 4.3 Patok Pengukuran dan Stasiun... 24 Gambar 4.4 Diagram alir perencanaan penelitian... 25 Gambar 5.1 Skema jaringan pipa transmisi air baku... 26 Gambar 5.2 Skema beda tinggi jaringan air baku... 27 Gambar 5.3 Rangkaian seri pipa transmisi... 30 Grafik 5.1 Perbandingan Tekanan berdasarkan elevasi dan tekanan sekarang (gate valve terbuka penuh) serta tekanan bukaan gate valve setengah... 48 Grafik 5.2 Perbandingan Tekanan output sistem sekarang (gate valve terbuka penuh) dengan tekanan bukaan gate valve setengah... 50 Grafik 5.3 Perbandingan Head Losses Pada Gate Valve Terbuka Penuh dan Terbuka Setengah Di Masing masing Pipa..... 50
DAFTAR SINGKATAN ETS HDPE HGL MA OD PE PN SDR SNI : Electronic Total Station : High Density Polyethylene : Hidroulick Grade Line : Mata Air : Out Diameter : polyethylene : Pressure Nominal : Standard Dimension Ratio : Standar Nasional Indonesia 7
EVALUASI JARINGAN PERPIPAAN TRANSMISI AIR BAKU DI KABUPATEN KARANGASEM Oleh Dosen Pembimbing : Agus Adi Putra : Ainul Ghurri, ST.,MT.,PhD. : Dr. Ir. I Gusti Ngurah Priambadi, MT. ABSTRAK Kebutuhan manusia terhadap air pada saat ini sangatlah besar baik untuk dikonsumsi maupun untuk menunjang kehidupan manusia. Pemerintah telah melakukan perencanaan dan melaksanakan pembangunan sarana dan prasarana jaringan transmisi pipa air baku di tahun anggaran 2006 sampai tahun anggaran 2014. Sejak selesainya kontruksi, muncul beberapa masalah seperti, tingkat kebocoran - kebocoran air yang dialami pipa, oleh karena itu jaringan pipa yang ada di Kabupaten Karangasem yang berfungsi mentransmisikan air bersih yang memenuhi kebutuhan masyarakat perlu untuk di evaluasi kembali terhadap jaringan pipa sehingga dapat ditemukan solusi yang tepat dalam menyelesaikan masalah tersebut. Penelitian ini dilakukan beberapa tahapan yaitu pengukuran secara langsung dan tidak langsung dilapangan. Persiapan tidak langsung dilakukan dengan melihat data awal dari asbuilt drawing, pengukuran langsung dilakukan dengan cara survey lokasi yaitu dengan pencatatan fitting persegmen yang ada di jaringan transmisi pipa dan pengukuran elevasi pada masing masing diameter pipa dan jarak stasioner. Tahap berikutnya adalah menganalisa tekanan hanya berdasarkan beda tinggi dan menganalisa tekanan dengan adanya fitting. Pengukuran langsung dilapangan dan analisa dalam menentukan tekanan pada jaringan transmisi pipa air baku telah dilakukan dengan cara pengukuran elevasi akhir pipa dari segmen A (pipa GIP Ø 700 mm) di elevasi 914,428 dengan panjang pipa 5.869 m ; akhir pipa segmen B (pipa HDPE Ø 710 mm) pada elevasi 924,907 m dengan panjang pipa 3.810 m; akhir pipa segmen C (pipa HDPE Ø 630 mm) pada elevasi 819,61 m dengan panjang pipa 2.376 m dan akhir pipa segmen D (pipa HDPE Ø 560 mm) pada elevasi 929 m dengan panjang pipa 3.314 m. Jaringan transmisi pipa air baku di Kabupaten Karangasem menunjukkan bahwa secara analisis perhitungan penyetingan pada gate valve, tekanan pada perpipaan yang sudah terpasang masih dalam keadaan aman dari tekanan berlebih yang melebihi tekanan nominal pipa dan jika masih diperlukan untuk menurunkan tekanan di jaringan transmisi air baku maka secara operasional bisa dilakukan yaitu dengan membuka setengah gate valve, yang akan mampu menurunkan tekanan air dalam pipa, sehingga sistem penyediaan air baku dapat berfungsi dengan baik. Kata Kunci : Jaringan Perpipaan Transmisi, Elevasi, Tekanan.
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kebutuhan manusia terhadap air pada saat ini sangatlah besar baik untuk dikonsumsi maupun untuk menunjang kehidupan manusia. Kebutuhan air untuk manusia melakukan berbagai cara baik secara tradisional maupun modern. Pada zaman dahulu orang menimba air di sumur atau mengambil air di sumber mata air dengan ember. Cara tradisional ini tentu saja sangat menyita tenaga dan waktu, yang seharusnya dapat digunakan untuk melakukan kegiatan produktif lainnya. Masyarakat agar tidak menyita waktu dan tenaga untuk menditribusikan air dari hulu ke hilir akan menggunakan pipa dalam sistem perpipaan. P ipa memiliki peranan yang penting dalam suatu sistem transfer fluida. Pipa memiliki berbagai macam ukuran dan bentuk penampang serta material yang bervariasi. Material pipa bermacam-macam, seperti Polyethylene, PVC, logam, acrylic, dan lain-lain. Ukuran dan kemampuan menerima tekanan pada pipa juga bervariasi. Pipa diaplikasikan dalam berbagai bidang seperti untuk penelitian, kebutuhan masyarakat, bangunan gedung, industri manufaktur bahkan pada bidang industri minyak dan gas. Air bersih sebagai infrastruktur kota sangat berperan dalam menunjang perkembangan kota. Kota modern maupun pedesaan membutuhkan sistem air bersih yang baik, sehingga mampu memenuhi kebutuhan pertumbuhan penduduknya. Pengelolaan sistem penyediaan air bersih yang layak serta memenuhi kebutuhan masyarakat dan aktivitas perkotaan maupun pedesaan secara keseluruhan akan meningkatkan produktivitas kota dan desa serta menurunkan kemiskinan (Shabbir, 1993). Pemerintah Pusat dibawah Kementerian Pekerjaan Umum yaitu Balai Wilayah Sungai Bali Penida salah satu menggunakan pipa HDPE (high density polyethylene) pada tahun 2006 sampai dengan 2014. Pipa HDPE atau high density polyethylene adalah pipa plastik bertekanan yang mulai banyak digunakan untuk pipa air dan pipa gas rumah tangga. Melihat kenyataan di lapangan khususnya di Kabupaten Karangasem perlu adanya peningkatan pelayanan akan air bersih. 9
Sistem perpipaan sangatlah berperan penting dalam menunjang program pelayanan air bersih yang dilakukan pemerintah saat ini. Pemerintah hingga telah merealisasikan pembangunan sarana prasarana penyediaan air baku secara bertahap mulai dari tahun anggaran 2006 sampai tahun anggaran 2014. Sejak selesainya konstruksi sampai tahun 2014, muncul beberapa masalah seperti, tingkat kebocoran - kebocoran air yang dialami pipa, oleh karena itu jaringan pipa yang ada di Kabupaten Karangasem yang berfungsi mentransmisikan air bersih yang memenuhi kebutuhan masyarakat perlu untuk di evaluasi kembali terhadap perencanaan semula sehingga dapat ditemukan solusi yang tepat dalam menyelesaikan masalah tersebut. Menurut penelitian Yosi Ramadhan, Ramelan dan Wirawan Sumbodo 2014, variasi penutupan gate valve sangat berpengaruh terhadap kerugian aliran fluida, semakin gate valve menutup maka kerugian aliran fluida cair yang melewati pipa semakin mengecil dan tekanan yang terjadi semakin rendah. Penelitian ini diharapkan mampu mengamankan pipa dari kebocoran keboran yang dialami pipa transmisi di Kabupaten Karangasem Proses evaluasi jalur pipa transmisi air baku ini akan mengukur elevasi dilapangan di seluruh jalur pipa transmisi air baku di Kabupaten Karangasem. Proses perencanaan ini akan melakukan pengukuran awal sehingga memperoleh hasil pencatatan data elevasi pipa, jarak pipa per segmen pipa, accessories yang terpasang dan yang terpenting adalah data tekanan nominal yang dimiliki pipa itu sendiri, sehingga diperoleh data titik-titik stasiun yang melebihi tekanan maksimum pipa. Mengacu dari hal tersebut di atas, maka dilakukan cara pengukuran elevasi langsung di lapangan serta mengukur jalur transmisi persegmen pipa sesuai dengan kemampuan dalam meneriama tekanan sehingga penyediaan air baku dapat berfungsi dengan baik. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat disusun rumusan masalah sebagai berikut : Evaluasi jaringan perpipaan transmisi air baku di Kabupaten Karangasem pada pipa-pipa yang memiliki tekanan air yang berlebih melebihi
tekanan nominal pipa yang seharusnya di terima agar tidak terjadi kebocoran kebocoran, sehingga sistem penyediaan air baku dapat berfungsi dengan baik. 1.3 Batasan Masalah Luasnya ruang lingkup yang ada maka penulis membatasi ruang lingkup kajian yang dilakukan agar terfokus, sehingga memungkinkan kajian yang lebih mendalam, sehingga penulis membatasi masalah sebagai berikut : 1. Evaluasi jaringan pipa transmisi air baku yang melebihi tekanan standar pipa yang sudah terpasang. 2. Difokuskan pada jaringan pipa transmisi air baku di Kabupaten Karangasem saja. 3. Tidak dilakukan analisis tegangan pada pipa 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan penelitiaan ini adalah untuk mengevaluasi jaringan perpipaan transmisi air baku di Kabupaten Karangasem pada pipa-pipa yang memiliki tekanan air yang berlebih melebihi tekanan nominal pipa yang seharusnya di terima, sehingga dapat mencegah terjadinya kebocoran keboran pada jaringan transmisi dan sistem transmisi penyediaan air baku dapat berfungsi dengan baik. 1.5 Manfaat Penelitian Penelitian diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain : 1. Menambah pengetahuan dan wawasan mengenai sistem perpipaan gravitasi dan jenis-jenis pipa. 2. Sebagai kajian evaluasi jaringan perpipaan transmisi air baku di Kabupaten Karangasem. 3. Memberikan masukan / informasi kepada para pembaca mengenai jaringan perpipaan dan jenis-jenis pipa secara mendalam. 4. Memberikan referensi tambahan untuk penelitian selanjutnya sehingga dapat menghasilkan hasil penelitian baru yang lebih baik. 11