STUDI SUPLESI DARI SUNGAI ULAR KE SUNGAI BELUMAI UNTUK KEBUTUHAN AIR BAKU PDAM LIMAU MANIS (Studi Kasus) TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh: ANDIKA RIKARDO GULTOM 050404055 BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK USU 2011
ABSTRAK Kebutuhan air minum di kota-kota besar semakin meningkat sejalan dengan perkembangan ekonomi maupun pertumbuhan penduduk. Demikian halnya terjadi di Kota Medan yang mengalami peningkatan kebutuhan air minum. Salah satu cara untuk menanggulangi kebutuhan air minum yaitu dengan cara memanfaatkan air baku yang didapat dari sungai. Tetapi debit air baku di setiap sungai berbeda-beda. Sedikitnya jumlah air baku di sungai dapat ditangangulangi dengan penambahan debit atau disebut Suplesi. Pemanfaatan air Sungai Belumai masih kurang untuk memenuhi kebutuhan air di PDAM Tirtanadi Instalasi Pengolahan air Limau Manis sehingga perlu diadakan suplesi dari Sungai Ular ke Sungai Belumai. Penelitian ini bertujuan untuk pembuatan jalur suplesi dari Sungai Ular ke Sungai Belumai. Bangunan yang direncanakan adalah perencanaan saluran terbuka, perencanaan pipa, reservoar, dan perencanaan pompa. Saluran terbuka berbentuk trapesium untuk desain dari BU.Kr.1 hingga patok U- 196 sepanjang 9637,4 m, dari patok U-196 hingga U-422 sepanjang 11368 m msaluran direncanakan dengan menggunakan pipa dengan bantuan Reservoar. Sedangkan dari patok U-422 hingga Sungai Belumai sepanjang 1550 m kembali menggunakan saluran terbuka berbentuk trapesium. Kapasitas Reservoar yang digunakan 7200 m 3, Dengan ketinggian muka air di Reservoar 10 meter dari muka tanah.
KATA PENGANTAR Pujian, ucapan syukur dan penyembahan peneliti ucapkan ke pada Tuhan Allah, berkat kasih dan penyertaannya, peneliti dapat menyelesaikan skripsi untuk memenuhi persyaratan dalam memperoleh gelar sarjana jenjang strata satu (S-1) di Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil dengan judul : Studi Suplesi dari Sungai Ular ke Sungai Belumai untuk Kebutuhan Air Baku PDAM Limau Manis. Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada ke dua orangtua peneliti Bapak R. Gultom dan Ibu N. Simanjuntak atas setiap doa dan dukungan selama peneliti berkuliah di Fakultas Teknik. Semoga bapak dan ibu panjang umur, sehat selalu, dan dapat mengantarkan kami anak-anaknya ke pintu gerbang kedewasaan. Terselesaikannya penelitian ini tentu tidak terlepas dari bantuan, dorongan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini peneliti ingin mengucapkan terima kasih setulusnya kepada : 1. Prof. Dr.Ing.Ir.Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil 2. Bapak Ir.Boas Hutagalung M.Sc sebagai dosen pembimbing skripsi. Terima kasih pak buat banyak waktu yang telah diluangkan buat saya, terimakasih buat setiap wejangan dan arahan yang bapak berikan. Kiranya Tuhanlah yang membalas setiap kebaikan bapak. 3. Bapak dan Ibu Dosen staf pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. Terima kasih atas segala ilmu dan pengalaman yang telah diberikan. Semoga ilmu dan pengalaman yang diberikan menjadi bekal dikemudian hari. 4. Saudaraku tersayang bang, kak,. Terima kasih atas semangat dan bantuan yang begitu berarti untuk saya. Semoga kita bisa bersama-sama menyenangkan Tuhan dan kedua orangtua kita.
5. Kepada teman-teman senasib sepenanggungan Swadaya, Jekson, Rinto, Jalius, Jontra Terima kasih buat semangat juang yang diberikan, terima kasih atas penguatan dan bantuannya. Saya senang bisa mengenal dan bersahabat dengan kalian. Saya tidak akan melupakan setiap kenangan manis yang telah kita jalani bersama. Semoga kita bisa sukses di kemudian hari. 6. Kepada teman-teman seperjuangan di Departemen Teknik Sipil dan Stambuk 2005, terima kasih buat semangat juang yang diberikan, terima kasih buat penguatan dan bantuannya. 7. Terima kasih juga peneliti ucapkan pada semua pihak yang telah memberikan dukungan moril dan materil kepada penulis sehingga penelitian ini dapat terselesaikan. Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak terdapat kekurangan dalam penelitian ini, untuk itu peneliti mengharapkan saran yang membangun dari semua pihak guna menyempurnakan penelitian ini. Akhirnya semoga penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak. Amin. Medan, Desember 2011 Penulis Andika Rikardo Gultom
DAFTAR ISI ABTRAK...i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR.....vii BAB I PENDAHULUAN... 1 I.1. Latar Belakang Masalah... 1 I.2. Identifikasi Masalah... 2 I.3. Tujuan Penelitian... 2 I.4. Manfaat Penelitian... 3 I.4.1. Manfaat teoritis... 3 I.4.2. Manfaat praktis... 3 I.5. Sistematika Penulisan... 3 BAB II LANDASAN TEORI... 4 II.1. Aliran Saluran Terbuka... 4 II.1.1. Rumus Aliran dan Kriteria Hidrolis... 4 II.1.2. Potongan Melintang saluran... 8 II.2. Aliran dalam Pipa... 17 II.2.1. Kecepatan dan Kapasitas Aliran Fluida... 17 II.2.2. Energi dan Head... 17
II.2.3. Persamaan Bernoulli... 19 II.2.4. Aliran Laminar dan Turbulen... 21 II.2.5. Kerugian Head (Head Losses)... 22 II.2.6. Persamaan Empiris Untuk Aliran Di Dalam Pipa... 26 II.2.7. Kemiringan hidrolis... 30 II.2.8. Tinggi Jagaan... 31 II.2.9. Perencanaan potongan melintang... 31 II.2.10. Kehilangan total tinggi energi... 32 II.2.11. Bentuk potongan melintang... 33 II.3. Bak Distribusi (Reservoar)... 34 II.3.1. Tipe-tipe reservoar... 34 II.3.2. Kegunaan reservoir... 36 II.4. Dasar Perencanaan Pompa... 38 II.4.1. Kapasitas reservoir... 39 II.4.2. Head pompa..... 39 II.4.3. Sifat-sifat fluida... 40 II.4.4. Unit penggerak pompa... 41 BAB III METODOLOGI DAN DESKRIPSI LOKASI PENELITIAN... 42 III.1. Prosedur Pelaksanaan... 42 III.1.1. Pengumpulan Data Hidrologi, Peta dan Hasil Pengukuran Topografi... 42 III.1.2. Desain Saluran Terbuka... 42 III.1.3. Desain Saluran Pipa... 46 III.1.4. Reservoar... 50
III.2. Lokasi Studi Penelitian... 52 III.2.1. Topografi... 52 III.2.2. Kondisi Eksisting... 53 BAB IV PERENCANAAN... 57 IV.1. Saluran Terbuka Dari BU.Kr.1 Hingga Patok U-196... 57 IV.2. Reservoar dan Pipa... 60 IV.3. Saluran Terbuka Dari Patok U-417 Hingga Sungai Belumai... 70 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 86 DAFTAR PUSTAKA... 87 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Parameter potongan melintang...5 Gambar 2.2. Profil kecepatan aliran fluida pada saluran tertutup...15 Gambar 2.3. Profil kecepatan aliran fluida pada saluran terbuka...16 Gambar 2.4. Ilustrasi persamaan Bernoulli....21 Gambar 2.5 Diagram Moody....24 Gambar 3.1. Parameter potongan melintang......44 Gambar 3.2 Diagram Moody...48 Gambar 3.3. Ilustrasi persamaan Bernoulli...51 Gambar 3.2 Sket gambar rencana Reservoar dan pipa.51 Gambar 3.4 Peta Lokasi Kegiatan...54 Gambar 4.1 Skets Alur Desain...57 Gambar 4.2 Penampapang Melintang Saluran..58 Gambar 4.3 Aliran Reservoar...63 Gambar 4.4 Aliran Pada Pompa...67
DAFTAR GAMBAR Tabel 2.1. Harga harga kekasaran koefisien Strickler (k) untuk saluran saluran irigasi t...8 Tabel 2.2. Karakteristik saluran yang dipakai...9 Tabel2.3. Kemiringan minimum talut untuk berbagai bahan t anah..11 Tabel 2.4. Kemiringan talut mnimum untuk saluran timbunan yang dipadatkan dengan baik...11 Tabel 2.5. Tinggi jagaan minimum untuk saluran tanah...14 Tabel 2.6. Lebar Minimum Tanggul...14 Tabel 2.7. Harga harga Kb untuk siku...26 Tabel 2.8. Harga harga keepatan maksimum dan k (Strickler)...28 Tabel 3.1. Harga harga kekasaran koefisien Strickler (k) untuk saluran saluran irigasi tanah...44 Tabel 3.2. Harga harga K b untuk siku...49 Tabel 4.1. Harga harga kekasaran koefisien Strickler (k) untuk saluran saluran irigasi tanah...59