STUDI EVALUASI DAN PERENCANAAN SISTEM PENYEDIAAN AIR BERSIH UNTUK DESA PLANDIREJO KECAMATAN BAKUNG KABUPATEN BLITAR Haenur Rofita 1, Ery Suhartanto, Dian Chandrasasi 1) Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya ) Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Teknik Pengairan Universitas Brawijaya-Malang, Jawa Timur, Indonesia Jl. MT. Haryono 167 Malang 65145 Indonesia e-mail: haenurrofita6@gmail.com ABSTRAK Desa Plandirejo belum terlayani jaringan PDAM. Penduduk Desa Plandirejo mengandalkan air dari jaringan yang perkembangannya dilakukan secara swadaya oleh masyarakat. Sumber Ngembag memiliki debit 4 liter/detik. Debit Sumber Ngembag dievaluasi dengan program WaterCAD V8 XM Edition. Studi ini bertujuan untuk mengevaluasi kondisi jaringan saat ini dan mengoptimalkan debit untuk pengembangan, yang ditinjau dari segi hidraulika dengan permodelan simulasi kondisi tidak permanen. Simulasi kondisi existing menunjukkan nilai headloss tinggi dan kekurangan debit. Hal ini ditunjukkan dengan tinggi air dalam tandon tidak dapat kembali pada H initial simulasi operasi pompa apabila dilakukan penambahan tandon, sehingga Sumber Ngembag tidak digunakan dalam pengembangan jaringan. Alternatif lain untuk perencanaan pengembangan yaitu menggunakan sumur dengan potensi debit 4 liter/detik dan kedalaman 14 m. Tingkat pelayanan direncanakan 100% dan kehilangan air 5% dari total produksi. Hasil akhir simulasi menunjukkan analisa kondisi hidraulika yang memenuhi persyaratan teknis perencanaan sistem jaringan distribusi pada umumnya. Nilai tekanan pipa transmisi 4,048-4,161 bars dan 0,545-3,589 bars untuk pipa distribusi, kemiringan garis hidrolis 5,348-8,68 m/km, dankecepatan 0,300-0,466 m/detik. Operasi pompa direncanakan selama 1 jam, pompa menyala per 4 (empat) jam. Kata kunci: air bersih, pompa, tandon, jaringan pipa, simulasi program ABSTRACT Pandirejo village has not been supplied by the PDAM network yet. The villagers of Plandirejo rely on independent water network managed by the community. Ngembag spring has the discharge of 4 liters/second. The discharge of Ngembag spring was evaluated by WaterCAD V8 XM Edition program. This study aimed to evaluate the current network condition and optimize the discharge for the development, that assessed by the hydraulics with simulation modelling of non-permanent condition. The simulation result showed that the existing condition had high headloss and also water shortage. It showed with the water height in the reservoir that fails to reach the initial water height of pump operation simulation even after the addition of reservoir volume, so that Ngembag spring did not used for the development stage. Another alternative on the development stage used a well that has the potential discharge of 4 liters/second and the depth of 14 m. The service level was planned 100% and the water losses was considered 5% of the total production. The final simulation result showed that the analysis of hydraulic condition fulfills the general technical requirement of water distribution systems. The value of pipe transmission pressure was 4,048-4,161 bars and 0,545-3,589 bars for the distribution pipe, the headloss gradient was 5,348-8,68 m/km, and the velocity was 0,300-0,466 m/second. The pump was planned to operate for 1 hours, pump was turned on every 4 hours. Keywords: clean water, pumps, water storage, pipelines, simulation program
1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Meningkatnya pertumbuhan penduduk pada suatu daerah akan berdampak terhadap meningkatnya kebutuhan air bersih. Beberapa masalah yang timbul dalam pemenuhan kebutuhan air bersih adalah jumlah atau ketersediaan air bersih, pengolahan sumber air, dan sistem pendistribusian air bersih yang tidak merata. Sehingga diperlukan adanya usahausaha pemenuhan kebutuhan produksi air bersih. Salah satu usaha tersebut adalah dengan peningkatan pelayanan sistem jaringan distribusi yang baik dan mampu melayani kebutuhan air bersih bagi penduduk di daerah tersebut dengan memanfaatkan kapasitas debit sumber air yang ada di sekitar penduduk. Desa Plandirejo Kecamatan Bakung merupakan wilayah administratif dari Kabupaten Blitar. Secara geografis, Desa Plandirejo yang terletak pada bagian selatan Kabupaten Blitar ini merupakan daerah dataran tinggi berupa pegunungan berbatu dan berdasarkan kondisi geologi termasuk dalam jenis batuan kapur. Kondisi ini membuat struktur tanah pada wilayah ini menjadi kurang subur, kering, dan tandus. Berdasarkan kondisi tersebut maka diperlukan penanganan segera dengan melakukan penyediaan air bersih yang sasaran utamanya adalah memenuhi kebutuhan air bersih untuk masyarakat baik secara kuantitas, kualitas, dan kontinuitas. Evaluasi pada kondisi existing bertujuan untuk mengevaluasi kondisi jaringan saat ini, serta untuk mengembangkan debit yang dapat digunakan dengan penambahan daerah studi sebagai daerah studi. Dalam Studi Evaluasi dan Perencanaan Sistem Penyediaan Air Bersih Untuk Desa Plandirejo Kecamatan Bakung Kabupaten Blitar, kajiannya secara teknis merupakan suatu sistem jaringan yang melayani Desa Plandirejo Kabupaten Blitar. 1.. Identifikasi Masalah Dengan belum adanya jaringan PDAM, penduduk Desa Plandirejo selama ini mengandalkan air dari jaringan distribusi yang perkembangannya dilakukan secara swadaya oleh masyarakat dalam memenuhi kebutuhan air baku. Namun air baku yang didapatkan dari jaringan tersebut masih belum dapat memenuhi semua kebutuhan masyarakat di Desa Plandirejo. Sumber Belik Kosel yang saat ini dimanfaatkan sebagai pemasok air untuk Dusun Sidorejo Desa Plandirejo memiliki debit relatif kecil yang tidak dapat mencukupi kebutuhan air bersih di daerah studi. Sumber Ngembag yang memiliki debit lebih besar dari Sumber Belik Kosel yaitu sebesar 4 liter/detik dilakukan evaluasi untuk memenuhi kebutuhan air bersih dengan melakukan pengembangan jaringan distribusi air bersih untuk daerah studi yaitu Dusun Sidorejo sebanyak 60 KK dari Sumber Ngembag. Daerah yang memanfaatkan air dari Sumber Ngembag saat ini adalah sebagian Dusun Miribanteng dan Dusun Gledug Desa Pulerejo, serta sebagian Dusun Sidorejo yang terletak di Desa Plandirejo. Jumlah penduduk terlayani Dusun Miribanteng adalah 70 KK, Dusun Gledug 80 KK, dan 158 KK untuk Dusun Sidorejo dengan prosentase layanan sebesar 4,13% untuk Dusun Miribanteng, 7,6% untuk Dusun Gledug, dan 43,86% untuk Dusun Sidorejo dari total jumlah penduduk masing-masing dusun. Jika dalam analisa evaluasi kondisi existing Sumber Ngembag tidak dapat digunakan dalam perencanaan distribusi air bersih ke daerah layanan, maka digunakan alternatif lain dalam penyediaan air bersih di Dusun Sidorejo Desa Plandirejo yaitu dengan menggunakan sumur dengan kedalaman 14 m berdasarkan pengukuran geolistrik dan memiliki potensi debit 4 liter/detik. Dengan kondisi tersebut, maka pengadaan penyediaan air bersih di daerah studi sangat diperlukan. Pembahasan dalam studi ini merupakan evaluasi jaringan existing Sumber Ngembag dan perencanaan jaringan pipa ke daerah pelayanan. 1.3. Tujuan Tujuan dari diadakannya studi ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui proyeksi kebutuhan air bersih di daerah studi sampai tahun 09.. Mengetahui hasil evaluasi kondisi sistem jaringan distribusi air bersih dengan menggunakan program WaterCad V8 XM Edition pada kondisi existing. 3. Mengetahui kondisi hidrolis sistem jaringan distribusi air bersih dengan menggunakan program WaterCad V8 XM Edition tahap pengembangan.. KAJIAN PUSTAKA.1. Proyeksi Pertumbuhan Jumlah Penduduk Agar dapat menentukan kebutuhan air bersih pada masa mendatang perlu terlebih dahulu diperhatikan keadaan yang ada pada saat ini dan proyeksi jumlah penduduk di masa mendatang Metode yang digunakan untuk memproyeksikan jumlah penduduk di masa mendatang yaitu: 1. Metode Eksponensial. Metode Geometrik 3. Metode Aritmatik.. Kebutuhan Air Bersih Kebutuhan air adalah jumlah air yang dipergunakan secara wajar untuk keperluan pokok mausia (domestik) dan kegiatankegiatan lainnya yang memerlukan air. Pemakaian air oleh masyarakat tidak terbatas pada keperluan domestik, namun untuk keperluan industri dan keperluan perkotaan. Besarnya pemakaian oleh masyarakat dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti tingkat hidup, pendidikan, tingkat ekonomi dan kondisi sosial. Dengan demikian, dalam perencanaan suatu sistem penyediaan air, kemungkinan penggunaan air dan variasinya haruslah diperhitungkan secermat mungkin (Linsley, 1996:91). Macam kebutuhan air bersih umumnya dibagi atas dua kelompok yaitu: 1. Kebutuhan Domestik. Kebutuhan Non Domestik.3. Hidrolika Pada Sistem Jaringan Pipa Air Bersih a. Hukum Bernoulli Aliran dalam pipa memiliki tiga macam energi yang bekerja didalamnya, yaitu: 1. Energi kinetik. Energi tekanan 3. Energi ketinggian Hal tersebut dikenal dengan prinsip Bernoulli bahwa tinggi energi total pada sebuah penampang pipa adalah jumlah energi ketinggian, energi kecepatan, dan energi tekanan. E Tot = Energi ketinggian + Energi kecepatan + Energi tekanan V p E Tot = h + + g γ w 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. V1 g Gambar.1. Garis tenaga dan tekanan pada zat cair Sumber: Priyantoro (1991:7) Adapun Persamaan Bernoulli dalam gambar diatas dapat ditulis sebagai berikut (Priyantoro, 1991:8): 1 1 h1 p v h P v hl γ g γ g dengan: p 1 p, γw γ w V 1 V, g = tinggi tekan di titik 1 dan (m) = tinggi energi dititik 1 dan (m) g p 1, p = tekanan di titik 1 dan (kg/m ) w = berat jenis air (kg/m 3 ) V 1,V = kecepatan aliran di titik 1 dan (m/dt) g = percepatan gravitasi (m/det ) h 1, h = tinggi elevasi di titik 1 dan dari garis yang ditinjau (m) H f pipa (m) a HGL EGL P1 V g h 1 b V1 = kehilangan tinggi tekan dalam b h L h a P V
b. Hukum Kontinuitas Hukum kontinuitas yang dituliskan: Q1 = Q A1.V1 = A.V dengan: Q1 = debit pada potongan 1(m 3 /det) Q = debit pada potongan (m 3 /det) A1 = luas penampang pada potongan 1 (m ) A = luas penampang pada potongan (m ) V1 = kecepatan pada potongan 1 (m/det) V = kecepatan pada potongan (m/det) 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: Q1 = Q + Q3 A1.V1 = (A.V) + (A3.V3) dengan: Q1, Q, Q3 = debit yang mengalir pada penampang 1, dan 3 (m 3 /det) V1, V, V3 = kecepatan pada penampang 1, dan 3 (m/det) c. Kehilangan Tekanan (Head Loss) Secara umum didalam suatu instalasi jaringan pipa dikenal dua macam kehilangan energi: - Kehilangan Tinggi Tekan Mayor 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 (Bentley, 007) yaitu: 0,63 0,54 Q 0.354 Chw A R S 0,63 0,54 V 0.354 Chw R S dengan: V = kecepatan aliran pada pipa (m/det) C hw = koefisien kekasaran A = luas penampang aliran (m ) Q = debit aliran pada pipa (m 3 /det) S = kemiringan hidraulis = h f / L R = jari-jari hidrolis (m) Untuk Q = V/A, didapat kehilangan tinggi tekan mayor menurut Hazen- Williams sebesar (Webber 1971:11): 1,85 h f k.q 10,7L k 1,85 4, 87 Chw. D dengan: h = kehilangan tinggi tekan mayor (m) f D = diameter pipa (m) k = koefisien karakteristik pipa L = panjang pipa (m) Q = debit aliran pada pipa (m 3 /det) - Kehilangan Tinggi Tekan Minor Ada berbagai macam kehilangan tinggi tekan minor sebagai berikut: 1. Pelebaran pipa. Penyempitan mendadak pada pipa 3. Mulut pipa 4. Belokan pada pipa 5. Sambungan dan katup pada pipa Pada pipa-pipa yang panjang, kehilangan minor ini sering diabaikan tanpa kesalahan yang berarti (L/D >>1000), tetapi dapat menjadi cukup penting pada pipa yang pendek (Priyantoro,1991:37). Kehilangan minor pada umumnya akan lebih besar bila terjadi perlambatan kecepatan aliran didalam pipa dibandingkan peningkatan kecepatan akibat adanya pusaran arus yang ditimbulkan oleh pemisahan aliran dari bidang batas pipa (Linsley, 1989:73)..4. Kriteria Jaringan Pipa Air Bersih Dalam perencanaan jaringan pipa harus memenuhi kriteria-kriteria agar pada saat pengoperasian dapat berjalan sesuai dengan standar yang ada. Adapun kriteria jaringan pipa ditampilkan pada tabel di bawah ini: Tabel.1. Kriteria Jaringan Pipa PVC 1. Kecepatan 0,3 m/detik-4,5 m/detik Kecepatan kurang dari 0,3 m/detik a. Diameter pipa diperkecil b. Ditambahkan pompa c. Elevasi hulu pipa hendaknya lebih tinggi (disesuaikan di lapangan) Kecepatan lebih dari 4,5 m/detik a. Diameter pipa diperbesar b. Elevasi pipa bagian hulu terlalu besar dibandingkian dengan hilir. Headloss Gradient 0-15 m/km Headloss Gradient lebih dari 15 m/km a. Diameter pipa diperbesar b. Elevasi pipa bagian hulu terlalu besar dibandingkan dengan hilir pipa 3. Tekanan 0,506 bars (0,5 atm)-8,106 bars (8 atm) 1 bar = 0,98693 atm Tekanan kurang dari 0,506 bars (0,5 atm) a. Diameter pipa diperbesar b. Ditambahkan pompa c. Pemasangan pipa yang kedua di bagian atas, sebagian atau keseluruhan dari panjang pipa Tekanan lebih dari 8,106 bars (8 atm) a. Diameter pipa diperkecil b. Ditambahkna bangunan bak pelepas tekan c. Pemasangan Pressure Reducer Valve (PRV) Sumber: Peraturan Menteri PU No: 18/PRT/M/007
.5. Spesifikasi Teknis Pompa Perencanaan pompa dilakukan dengan melihat nilai head total pompa dan debit yang tersedia, serta data-data yang mendukung. Berikut ini spesifikasi teknis pompa yang digunakan dalam studi ini: Pompa Submersible Grundfos SP14A-5 Material : stainless steel Debit : 14 m 3 /jam Head : 168 m Power : 7,5 kw Efisiensi : 70% Tabel.. Spesifikasi Pompa Grundfos Type Capasitas Head (m) Power SP14A-10 14 m 3 /jam 67 3,0 KW/ 415 V SP14A-13 14 m 3 /jam 88 4,0 KW/ 415 V SP14A-18 14 m 3 /jam 1 5,5 KW/ 415 V SP14A-5 14 m 3 /jam 168 7,5 KW/ 415 V SP14A-5 14 m 3 /jam 34 1,5 KW/ 415 V SP14A-7 14 m 3 /jam 47, KW/ 415 V Sumber: (http://www.webpumps.com) 3. METODOLOGI PENELITIAN Adapun langkah-langkah pengerjaan studi sebagai berikut: Tabel 3.1. Tahapan Metodologi Penelitian No. Tahapan Sumber: Hasil Analisa Keterangan 1. Pengumpulan data Digunakan dalam analisa sistem jaringan. Perhitungan proyeksi penduduk Proyeksi penduduk menggunakan Metode Geometrik, Aritmatik, Eksponensial Uji kesesuaian metode proyeksi 3. Perhitungan proyeksi kebutuhan air bersih Kondisi existing Tahap pengembangan distribusi air bersih. Perhitungan nilai standar deviasi (Persamaan -4) dan koefisien korelasi (Persamaan -5) masing-masing metode. Penentuan metode proyeksi penduduk yang akan dipakai untuk menghitung proyeksi kebutuhan air bersih yakni nilai koefisien korelasi yang terbesar mendekati +1. Perhitungan kebutuhan air bersih berdasarkan jumlah pelanggan pada kondisi existing tahun 014. Perhitungan kebutuhan air bersih berdasarkan jumlah pelanggan yang akan dilayani sampai tahun 09. Hasil Data-data teknis, primer, dan sekunder pada Tabel 3.. Data proyeksi penduduk sampai tahun 09. Analisa kebutuhan air bersih antara debit ketersediaan dan debit kebutuhan air rata-rata, kebutuhan air harian maksimum, kebutuhan air saat jam puncak. 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Proyeksi Jumlah Penduduk Perhitungan proyeksi penduduk dapat dilakukan dengan 3 metode, yaitu metode geometrik, metode aritmatik, dan metode eksponensial. Kemudian ditentukan pula nilai dari standart deviasi dan koefisien korelasi dari masing-masing metode, untuk menentukan metode yang akan di pakai untuk menghitung proyeksi kebutuhan air. Kriteria penentuan metode dipilih berdasarkan pada nilai standart deviasi yang terkecil dan koefisien korelasi yang terbesar mendekati +1. Pada studi ini perhitungan proyeksi penduduk dilakukan sampai dengan 15 tahun kedepan mulai dari tahun 014 sampai dengan tahun 09 dengan menggunakan metode aritmatik. Tabel 4.1. Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Dusun Sidorejo Tahun 01-09 No. Tahun Jumlah Penduduk (jiwa) Geometrik Aritmatik Eksponensial 1 01 1403 1403 1403 013 148 148 148 3 014 1441 1441 1441 4 015 1461 1460 1461 5 016 1481 1479 1481 6 017 1501 1498 1501 7 018 151 1517 15 8 019 154 1536 1543 9 00 156 1555 1564 10 01 1584 1574 1585 11 0 1605 1593 1606 1 03 167 161 168 13 04 1649 1631 1651 14 05 1671 1650 1673 15 06 1694 1669 1696 16 07 1717 1688 1719 17 08 1740 1707 174 18 09 1763 176 1766 Tabel 4.. Uji Kesesuaian Metode Proyeksi dan Standart Deviasi Dusun Sidorejo Geometrik Aritmatik Eksponensial Standart Deviasi 11,718 100,945 113,60 Koefesien Korelasi ( r ) 0,99933137 0,9999139 0,999339 4.. Proyeksi Kebutuhan Air Bersih A. Kebutuhan Domestik dan Non Domestik Berdasarkan beberapa faktor dari letak geografis maupun kondisi sosial ekonominya, daerah studi termasuk dalam golongan desa kecil (jumlah penduduk pada tahun 09 sebesar 1198 jiwa untuk Dusun Miribanteng, 1399 jiwa untuk Dusun
Gledug, dan 176 untuk Dusun Sidorejo) dengan asumsi kebutuhan air bersih sebesar 60 liter/orang/hari. Sedangkan kebutuhan non domestik ditujukan untuk berbagai fasilitas umum, berdasarkan Permen PU Tentang Penyelenggaraan Pengembangan SPAM tingkat pelayanan air untuk kebutuhan non domestik sebesar 15% dari kebutuhan domestik. B. Fluktuasi Kebutuhan Air Besarnya pemakaian air pada daerah studi berbeda pada setiap jamnya, hal ini dikarenakan terjadinya fluktuasi pada setiap jam yang dipengaruhi oleh pemakaian/faktor beban konsumen. Dalam perhitungan proyeksi kebutuhan air bersih ini didapat: - Kebutuhan air rata-rata = Kebutuhan domestik+kebutuhan non domestik - Kebutuhan air maksimum = 1,15 x Kebutuhan air rata-rata - Kebutuhan jam puncak = 1,56 x Kebutuhan air rata-rata C. Kehilangan Air Kehilangan air dapat didefinisikan sebagai suatu angka prosentase yang menunjukkan perbandingan antara volume penyediaan air (supplied water) dengan volume air yang dikonsumsi (consumed water) atau pemakaian air yang terjual (revenued water). Berdasarkan jumlah penduduk terlayani Dusun Miribanteng 70 KK, Dusun Gledug 80 KK, dan 158 KK untuk Dusun Sidorejo dengan prosentase layanan sebesar 4,13% untuk Dusun Miribanteng, 7,6% untuk Dusun Gledug, dan 43,86% untuk Dusun Sidorejo dari total jumlah penduduk masing-masing dusun diperoleh besar kebutuhan air kondisi existing sebagai berikut. Tabel 4.3. Rekapitulasi Perhitungan Kebutuhan Air Bersih Kondisi Existing (014) Kebutuhan Air Baku Dusun Rata-Rata Harian Maksimum Jam Puncak l/dtk l/dtk l/dtk Miribanteng 0,8 0,3 0,44 Gledug 0,3 0,37 0,50 Sidorejo 0,63 0,73 0,98 Jumlah 1,3 1,41 1,9 Prosentase layanan pada tahap pengembangan direncanakan sebesar 100% dengan kehilangan air sebesar 5% dari total produksi. Berikut rekapitulasi perhitungan kebutuhan air bersih Dusun Sidorejo sampai dengan tahun 09. Tabel 4.4. Rekapitulasi Perhitungan Kebutuhan Air Bersih Dusun Sidorejo Tahap Pengembangan (014-09) Kebutuhan Air Baku Tahun Rata-Rata Harian Maksimum Jam Puncak l/dtk l/dtk l/dtk 014 1,44 1,65,4 019 1,53 1,76,39 04 1,63 1,87,54 09 1,7 1,98,69 4.3. Evaluasi Kondidi Existing Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih (014) 4.3.1. Analisis Kondisi Existing Tandon Pada kondisi existing dilakukan evaluasi dari Sumber Ngembag. Sumber Ngembag dialirkan menuju tandon 1 pada ketinggian +38 m, beda tinggi antara sumber dan tandon adalah +63 m dengan jarak ± 169 m, kemudian dari tandon 1 dialirkan secara gravitasi menuju tandon pada ketinggian +7 m dengan jarak ± 1090 m. Dengan jarak yang relatif jauh dari sumber ke daerah layanan, digunakan tandon untuk menampung air dari tandon 1 untuk selanjutnya didistribusikan ke masyarakat. Pada Sumber Ngembag menggunakan 1 (satu) pompa dengan operasi pompa 1 jam/hari, pompa menyala selama 1 jam tanpa berhenti. Gambar 4.1. Grafik fluktuasi muka air dalam tandon 1 kondisi existing
Gambar 4.. Grafik debit pompa tandon 1 kondisi existing Gambar 4.3. Grafik fluktuasi muka air dalam tandon kondisi existing Gambar 4.5. Grafik fluktuasi tekanan J-6 - Contoh kemiringan garis gradien hidrolis pada pipa 87 (P-87) mengalami peningkatan pada pukul 04.00-07.00 yaitu dari 0,68 m/km menjadi 0,735 m/km. Penurunan terjadi pukul 07.00-13.00 dari headloss gradient 0,735 m/km menjadi 0,49 m/km. Headloss gradient terbesar terjadi pada pukul 07.00 sebesar 0,735 m/km, hal ini terjadi seiring dengan menurunnya tekanan pada titik simpul tersebut yang disebabkan karena jumlah permintaan air bersih yang meningkat dibandingkan pada jam-jam sebelumnya. Gambar 4.4. Grafik debit inflow dan outflow tandon kondisi existing 4.3.. Hasil Simulasi Program WaterCAD V8 XM Edition untuk Kondisi Existing Dari hasil simulasi, secara keseluruhan terdapat junction yang tidak memenuhi kriteria perencanaan yaitu tekanan kurang dari 0 bars. Hal ini disebabkan debit yang mengalir dan diameter pipa yang digunakan kurang sesuai (diameter pipa yang digunakan kecil) dan head pompa yang ada di lapangan juga kecil. - Contoh titik simpul J-6. Tekanan maksimum terjadi pada saat kebutuhan air minimal pukul 00.00 yaitu sebesar 0,684 bars. Sedangkan tekanan minimum terjadi pukul 07.00 sebesar 0,668 bars. Gambar 4.6. Grafik fluktuasi headloss gradient P-87 - Contoh kecepatan yang terjadi pada pipa 87 (P-87). Kecepatan tertinggi terjadi pada saat pukul 07.00 sebesar 0,10 m/detik dan kecepatan terendah terjadi pada pukul 3.00-01.00 sebesar 0,040 m/detik dimana kebutuhan akan air bersih paling rendah.. Gambar 4.7.Grafik fluktuasi kecepatan P-87
Berdasarkan hasil analisa kondisi existing (014), Sumber Ngembag dengan debit sebesar 4 liter/detik mendistribusikan air melalui tandon 1 dan tandon tidak dapat mencukupi kebutuhan air bersih pada daerah layanan. Hal ini ditunjukkan dengan tinggi air dalam tandon yang tidak dapat kembali pada H initial simulasi operasi pompa apabila dilakukan penambahan tandon. Sehingga daerah existing Sumber Ngembag tidak digunakan dalam perencanaan. Maka dilakukan alternatif lain untuk perencanaan pengembangan jaringan distribusi air bersih. 4.4. Perencanaan Pengembangan Sistem Jaringan Distribusi Air Bersih (09) 4.4.1. Alternatif Skenario Operasi Jaringan Distribusi Air Bersih Perencanaan pengembangan jaringan direncanakan dengan memakai jaringan baru dari titik sumur yang ditentukan berdasarkan pengukuran geolistrik. Air dari sumur sedalam 14 m dengan elevasi +77,00 m dipompa menuju tandon +0,00 m yang ada disekitar sumur. Dari tandon langsung didistribusikan ke daerah layanan +191,00 m dengan sistem gravitasi. - Alternatif 1: Skenario 1 Pompa, Operasi Pompa 18 Jam (Pompa Menyala per 6 jam) - Alternatif : Skenario 1 Pompa, Operasi Pompa 15 Jam (Pompa Menyala per 5 jam) Gambar 4.10. Grafik fluktuasi muka air dalam tandon alternatif Gambar 4.11. Grafik debit pompa alternatif - Alternatif 3: Skenario 1 Pompa, Operasi Pompa 1 Jam (Pompa Menyala per 4 jam) Gambar 4.8. Grafik fluktuasi muka air dalam tandon alternatif 1 Gambar 4.1. Grafik fluktuasi muka air dalam tandon alternatif 3 Gambar 4.9. Grafik debit pompa alternatif 1 Gambar 4.13. Grafik debit pompa alternatif 3
4.4.. Hasil Simulasi Program WaterCAD V8 XM Edition untuk Tahap Pengembangan Dari hasil simulasi nilai tekanan, kecepatan dan kemiringan garis gradien hidrolis secara keseluruhan memenuhi kriteria perencanaan. Alternatif 1: Skenario 1 Pompa, Operasi Pompa 18 Jam (Pompa Menyala per 6 jam) - Contoh titik simpul J-5. Tekanan maksimum terjadi pada saat kebutuhan air minimal yaitu pukul 00.00 yaitu sebesar 0,778 bars. Sedangkan tekanan minimum terjadi pada saat jam puncak yaitu pukul 07.00 sebesar 0,655 bars. Gambar 4.16.Grafik fluktuasi kecepatan P-5 V Alternatif : Skenario 1 Pompa, Operasi Pompa 15 Jam (Pompa Menyala per 5 jam) - Contoh titik simpul J-11. Tekanan maksimum terjadi pada saat kebutuhan air minimal yaitu pukul 00.00 yaitu sebesar 1,354 bars. Sedangkan tekanan minimum terjadi pada saat jam puncak yaitu pukul 07.00 sebesar 0,988 bars. Gambar 4.14. Grafik fluktuasi tekanan J-5 - Contoh kemiringan garis gradien hidrolis pada pipa 5 (P-5) mengalami peningkatan yang cukup besar pada pukul 04.00-07.00 yaitu dari 3,159 m/km menjadi 8,68 m/km. Penurunan terjadi pukul 07.00-13.00 dari headloss gradient 8,68 m/km menjadi 5,065 m/km. Gambar 4.17. Grafik fluktuasi tekanan J-11 - Contoh kemiringan garis gradien hidrolis pada pipa 11 (P-11) mengalami peningkatan yang cukup besar pada pukul 04.00-07.00 yaitu dari 3,159 m/km menjadi 8,68 m/km. Penurunan terjadi pukul 07.00-13.00 dari headloss gradient 8,68 m/km menjadi 5,065 m/km. - Gambar 4.15. Grafik fluktuasi headloss gradient P-5 - Contoh kecepatan yang terjadi pada pipa 5 (P-5). Kecepatan tertinggi terjadi pada Gambar 4.18. Grafik fluktuasi headloss gradient P-11 pukul 07.00 sebesar 0,369 dan kecepatan - Contoh kecepatan yang terjadi pada pipa 11 terendah terjadi pada pukul 00.00 sebesar 0,067 m/detik dimana kebutuhan akan air bersih paling rendah. (P-11). Kecepatan tertinggi terjadi pada saat pukul 07.00 sebesar 0,369 dan kecepatan terendah terjadi pada pukul 00.00 sebesar 0,067 m/detik dimana kebutuhan akan air bersih paling rendah.
Gambar 4.19. Grafik fluktuasi kecepatan P-11 Alternatif 3: Skenario 1 Pompa, Operasi Pompa 1 Jam (Pompa Menyala per 4 jam) - Contoh titik simpul J-17. Tekanan maksimum terjadi pada saat kebutuhan air minimal yaitu pukul 00.00 yaitu sebesar,616 bars. Sedangkan tekanan minimum terjadi pada saat jam puncak yaitu pukul 07.00 sebesar,005 bars. Gambar 4.0. Grafik fluktuasi tekanan J-17 - Contoh kemiringan garis gradien hidrolis pada pipa 17 (P-17) mengalami peningkatan yang cukup besar pada pukul 04.00-07.00 yaitu dari 3,159 m/km menjadi 8,68 m/km. Penurunan terjadi pukul 07.00-13.00 dari headloss gradient 8,68 m/km menjadi 5,065 m/km. Gambar 4.1. Grafik fluktuasi headloss gradient P-17 - Contoh kecepatan yang terjadi pada pipa 17 (P-17). Kecepatan tertinggi terjadi pada saat pukul 07.00 sebesar 0,369 dan kecepatan terendah terjadi pada pukul 00.00 sebesar 0,067 m/detik dimana kebutuhan akan air bersih paling rendah. Gambar 4.. Grafik fluktuasi kecepatan P-17 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Berdasarkan rumusan masalah dan hasil analisa yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu: 1. Dari hasil perhitungan kebutuhan air bersih, besarnya debit kebutuhan ratarata daerah studi Dusun Sidorejo Desa Plandirejo sebesar 1,73 liter/detik.. a. Hasil evaluasi kebutuhan air bersih pada kondisi existing (tahun 014) Sumber Ngembag dengan debit 4 lt/dt yang mendistribusikan air melalui tandon 1 dan tandon tidak dapat mencukupi kebutuhan air bersih pada daerah layanan. Hal ini ditunjukkan dengan tinggi air dalam tandon yang tidak dapat kembali pada H initial simulasi operasi pompa apabila dilakukan penambahan tandon. b. Hasil evaluasi sistem jaringan pipa pada kondisi existing (tahun 014) dengan bantuan program Watercad V8 XM Edition diperoleh jaringan tidak berfungsi dengan baik sehingga tidak mampu memenuhi kebutuhan. Hal ini ditunjukkan dengan nilai tekanan di beberapa junction yang menunjukkan angka negatif (-) untuk standar nilai tekanan minimum yang berarti aliran air tidak mengalir 4 jam/hari dengan tekanan yang kurang. 3. a. Tahap pengembangan jaringan direncanakan alternatif penggunaan sumur dengan kedalaman 14 m dengan potensi debit sebesar 4 liter/detik dengan prosentase terlayani sebesar 100% dengan kehilangan air 5%.
b. Terdapat 3 (tiga) alternatif skenario yang dianalisa untuk mendapatkan pola operasi yang paling sesuai. 1. Alternatif 1: skenario 1 pompa, operasi pompa 18 jam (pompa menyala per 6 jam-an). Alternatif : skenario 1 pompa, operasi pompa 15 jam (pompa menyala per 5 jam-an) 3. Alternatif 3: skenario 1 pompa, operasi pompa 1 jam (pompa menyala per 4 jam-an) Dari ketiga alternatif tersebut, alternatif 3 merupakan skenario yang paling sesuai karena menggunakan 1 pompa dan lama operasi pompa paling pendek yang dapat memperingan kerja pompa. c. Hasil simulasi pada ketiga alternatif menunjukkan kondisi hidrolis yang sama. Dimana hasil simulasi running WaterCAD V8 XM Edition pada alternatif 3 sebagai berikut. - Pressure atau tekanan berkisar antara 0,545-3,589 bars sesuai kriteria perencanaan. - Headloss gradient atau kemiringan garis hidrolis berkisar antara 5,348-8,68 m/km sesuai kriteria perencanaan. - Velocity atau kecepatan berkisar antara 0,300-0,466 m/detik sesuai kriteria perencanaan. 5.. Saran Kualitas pada suatu perencanaan sistem jaringan pipa ditentukan oleh tingkat akurasi data-data pendukung yang diperlukan. Guna mendapatkan hasil yang lebih baik, maka sebaiknya pihak yang bertanggung jawab serta penduduk sekitar untuk menjaga sumber air dan fasilitas yang ada untuk menjaga kontinuitas dan kualitas mata air tersebut. Anonim, 013. Kecamatan Bakung Dalam Angka. BPS dan BAPPEDA Kabupaten Blitar. Anonim, 014. Pompa Grundfos. http://www.webpumps.com Bentley Methods. 007. User s Guide WaterCAD v8 for Windows WATERBUY CT. USA: Bentley. Press. Linsley, Ray K, dan Yoseph B. Franzini. 1996. Teknik Sumber Daya Air. Terjemahan Oleh Djoko Sasongko Jilid I. Jakarta: Erlangga. Priyantoro, Dwi. 1991. Hidraulika Saluran Tertutup. Malang: Jurusan Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya. Webber, N. B. 1971. Fluid Mechanics For Civil Engineering, S. I Edition. London:Chapman and Hall Ltd. DAFTAR PUSTAKA Anonim, 007. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No: 18/PRT/M/007 Tentang Penyelenggaraan Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum.