ABSTRAK Kawasan Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran di masa yang akan datang mengalami beberapa perubahan berupa tata letak kampus dan pengembangan fasilitas tambahan sesuai dengan Master Plan (2017-2026), dimana semua fakultas yang ada akan menjadi satu di Bukit Jimbaran. Perubahan ini tentunya akan mempengaruhi Sistem Penyediaan Air Minum (SPAM) kampus. Saat ini, SPAM yang ada dan dikelola oleh PDAM Tirta Manguntama Kabupaten Badung masih bersifat parsial. SPAM kampus yang akan direncanakan dalam penelitian ini bersifat terintegrasi sesuai dengan pedoman SPAM. Pengaliran SPAM Kampus akan menggunakan sistem kombinasi dengan menggunakan pompa dan gravitasi. SPAM kampus akan direncanakan dengan masa proyeksi selama 10 tahun sesuai dengan Master Plan. Dalam perencanaan SPAM Kampus, hal-hal yang perlu diperhatikan meliputi ketersediaan sumber air baku, rencana daerah pelayanan, kebutuhan air, volume reservoir, pompa, jenis dan diameter pipa yang digunakan. Untuk memastikan jaringan sistem penyediaan air minum dapat bekerja dengan baik, perancangan jaringan pipa digunakan program WaterNet. Hasil analisis menunjukkan bahwa ketersediaan air baku cukup untuk memenuhi sistem penyediaan air minum selama masa perencanaan. Debit air baku yang tersedia sebesar 500 l/dt dan kebutuhan air yang diperlukan selama masa perencanaan sebesar 24,43 l/dt. Pompa menggunakan debit sebesar 25 l/dt, dengan head pompa yaitu 35 m. Volume reservoir yang didapat adalah 400 m 3 dan direncanakan berupa menara reservoir berbentuk silinder dengan tinggi 12 m dari elevasi dasar (muka tanah). Pada skema rencana jaringan perpipaan, diameter pipa yang digunakan dari sumber air baku menuju unit produksi adalah 0,25 m, diameter pipa untuk unit distribusi adalah 0,15 m dan 0,10 m, serta diameter pipa untuk unit pelayanan adalah 0,08 m dan 0,05 m. Hasil running pada program WaterNet menunjukkan bahwa jaringan dapat bekerja dengan baik secara gravitasi untuk daerah pelayanan dan besaran energi relatif yang sudah didapat sudah memenuhi kriteria perencanaan SPAM. Kata Kunci : SPAM Kampus, Sistem Pengaliran Kombinasi, Pompa, Menara Reservoir, WaterNet i
UCAPAN TERIMAKASIH Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa, karena atas berkat rahmat-nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Perencanaan Sistem Penyediaan Air Minum di Kawasan Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran. Terselesaikannya Tugas Akhir ini tidak lepas dari dorongan serta bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Prof.Ir. I Nyoman Norken,SU.,Ph.D dan Bapak Ir. I Ketut Suputra, MT, selaku dosen yang membimbing dalam pembuatan tugas akhir, keluarga yang selalu memberikan doa dan dukungan moral untuk penulis,serta teman-teman maupun pihak lain yang penulis tidak dapat disebutkan satu-persatu. Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan adanya saran dan kritik yang bersifat konstruktif dalam penyempurnaan laporan ini. Harapannya semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua untuk kedepannya. Bukit Jimbaran, 26 Mei 2017 Penulis ii
DAFTAR ISI ABSTRAK i UCAPAN TERIMAKASIH.ii DAFTAR ISI iii DAFTAR GAMBAR v DAFTAR TABEL vi BAB I PENDAHULUAN.1 1.1 Latar Belakang..1 1.2 Rumusan Masalah.3 1.3 Tujuan Penelitian..3 1.4 Manfaat Penelitian 3 1.5 Batasan Penelitian.3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA...5 2.1 Perencanaan Sistem Penyediaan Air Minum 5 2.1.1 Pengertian.5 2.1.2 Komponen Sistem Penyediaan Air Minum Perpipaan.7 2.2 Kebutuhan Air Bersih...10 2.2.1 Syarat Air Minum 10 2.2.2 Kebutuhan Air Domestik.14 2.2.3 Kebutuhan Air Non Domestik.14 2.2.4 Fluktuasi Penggunaan Air...16 2.2.5 Ketersediaan Air..18 2.2.6 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih...19 2.2.7 Proyeksi Jumlah Penduduk..20 2.3 Jaringan Perpipaan 22 2.4 Analisis Hidrolika Pada Perpipaan...25 2.4.1 Persamaan Energi.25 2.4.2 Kehilangan Tekanan Dalam Perpipaan 27 2.4.3 Jaringan Pipa 30 2.5 Penempatan Reservoir dan Pompa 31 2.5.1 Tinggi Dinamis (Dynamic Head).31 2.5.2 Tinggi Statis (Static Head)...32 2.5.3 Pengaliran Gravitasi.32 2.6 Pengguna Aplikasi WaterNet 33 2.6.1 Membuat File Baru...33 2.6.2 Menggambar Jaringan Pipa..35 2.6.3 Running Jaringan Perpipaan.35 BAB III METODE PENELITIAN 37 3.1 Lokasi Penelitian...37 3.2 Teknik Pengumpulan Data 38 3.3 Analisis Data.39 3.4 Bagan Alir Penelitian 40 3.4.1 Penjelasan Bagan Alir Penelitian.43 3.4.2 Penjelasan Bagan Alir Aplikasi WaterNet...43 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN..45 iii
4.1 Gambaran Umum Mengenai Master Plan Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran..45 4.1.1 Program Ruang..45 4.1.2 Rencana Zonasi..46 4.2 Perencanaan Sistem Penyediaan Air Minum Kampus Bukit Jimbaran 47 4.2.1 Kondisi Eksisting Saat Ini..47 4.2.2 Sumber Air Baku di Kawasan Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran 47 4.2.3 Daerah Pelayanan Eksisting...48 4.3 Rencana Pengembangan SPAM Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran 48 4.3.1 Rencana Pengembangan Sesuai Rencana Zonasi...48 4.3.2 Rencana Pengembangan Untuk Fasilitas Pendukung.48 4.4 Proyeksi Civitas Akademika..48 4.4.1 Proyeksi Jumlah Mahasiswa...49 4.4.2 Proyeksi Jumlah Dosen...54 4.4.3 Proyeksi Jumlah Pegawai 59 4.5 Proyeksi Kebutuhan Air.64 4.5.1 Pemakaian Air Civitas Akademika.64 4.5.2 Kebutuhan Air Bersih Civitas Akademika..64 4.5.3 Pemakaian Air Rumah Sakit Universitas Udayana.67 4.5.4 Kebutuhan Air Rumah Sakit Universitas Udayana.67 4.5.5 Pemakaian Air Perumahan Dosen Universitas Udayana 69 4.5.6 Kebutuhan Air Perumahan Dosen Universitas Udayana 69 4.5.7 Pemakaian Air Asrama dan Rusunawa Universitas Udayana 72 4.5.8 Kebutuhan Air Asrama dan Rusunawa Universitas Udayana 72 4.5.9 Pemakaian Air Ruang Kuliah Bersama..74 4.5.10 Keburuhan Air Ruang Kuliah Bersama 74 4.6 Rencana Daerah Pelayanan 75 4.7 Rencana Sistem Penyediaan Air Minum 75 4.8 Pengoperasian Jaringan Perpipaan Dengan Program WaterNet 85 4.8.1 Node...86 4.8.2 Pipa 87 4.8.3 Reservoir 87 4.8.4 Hasil Running WaterNet 87 BAB V PENUTUP 91 5.1 Kesimpulan 91 5.2 Saran..92 DAFTAR PUSTAKA 93 iv
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kehilangan Tenaga 26 Gambar 2.2 Karakteristik Pipa..32 Gambar 2.3 Sistem Pengaliran Gravitasi...33 Gambar 2.4 Tampilan Jendela Default Pada Aplikasi WaterNet...34 Gambar 2.5 Tampilan Jendela Paper Size..34 Gambar 2.6 Skema Jaringan Perpipaan.35 Gambar 2.7 Tampilan Jendelan Informasi Variabel..36 Gambar 2.8 Laporan Hasil Simulasi yang Berhasil...36 Gambar 3.1 Lokasi Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran...37 Gambar 3.2 Detail Lokasi Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran 38 Gambar 3.3 Bagan Alir Penelitian.41 Gambar 3.4 Bagan Alir Aplikasi WaterNet...42 Gambar 4.1 Rencana Zonasi Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran 46 Gambar 4.2 Penempatan node,reservoir,pipa dan pompa..87 Gambar 4.3 Jendela Informasi Variabel.88 Gambar 4.4 Jendela Report Constant dan Extended..88 Gambar 4.5 Arah Aliran Pada Jaringan.89 Gambar 4.6 Besaran Energi Relatif...90 v
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Kriteria Pipa Transmisi 8 Tabel 2.2 Parameter Wajib.11 Tabel 2.3 Parameter Tambahan..12 Tabel 2.4 Kebutuhan Minimum Air Bersih...16 Tabel 2.5 Koefisien Fluktuasi Harian 17 Tabel 2.6 Koefisien Fluktuasi Harian Sekolah dan Perkantoran...17 Tabel 2.7 Diameter Kekasaran beberapa bahan pipa baru.25 Tabel 2.8 Koefisien Cu untuk berbagai dimensi atau satuan yang digunakan...28 Tabel 4.1 Kapasitas dan Sumber Air Baku SPAM Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran...47 Tabel 4.2 Data Jumlah Mahasiswa Aktif Universitas Udayana 49 Tabel 4.3 Perhitungan Metode Least Square.51 Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Mundur Jumlah Mahasiswa.52 Tabel 4.5 Standar Deviasi Dari Hasil Perhitungan Metode Aritmatik..52 Tabel 4.6 Standar Deviasi Dari Hasil Perhitungan Metode Geometrik.53 Tabel 4.7 Standar Deviasi Dari Hasil Perhitungan Metode Least Square.53 Tabel 4.8 Perkiraan Jumlah Mahasiswa 10 Tahun Mendatang ( Metode Least Square)...54 Tabel 4.9 Data Jumlah Dosen Aktif Universitas Udayana 54 Tabel 4.10 Perhitungan Metode Least Square...56 Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Mundur Jumlah Dosen...57 Tabel 4.12 Standar Deviasi Dari Hasil Perhitungan Aritmatik..57 Tabel 4.13 Standar Deviasi Dari Hasil Perhitungan Geometrik 58 Tabel 4.14 Standar Deviasi Dari Hasil Perhitungan Least Square 58 Tabel 4.15 Perkiraan Jumlah Dosen 10 Tahun Mendatang (Metode Aritmatik)...59 Tabel 4.16 Data Jumlah Pegawai Aktif Universitas Udayana...59 Tabel 4.17 Perhitungan Metode Least Square...61 Tabel 4.18 Hasil Perhitungan Mundur Jumlah Pegawai...62 Tabel 4.19 Standar Deviasi Dari Hasil Perhitungan Aritmatik..62 Tabel 4.20 Standar Deviasi Dari Hasil Perhitungan Geometrik 63 Tabel 4.21 Standar Deviasi Dari Hasil Perhitungan Least Square 63 Tabel 4.22 Perkiraan Jumlah Pegawai 10 Tahun Mendatang (Metode Least Square)...64 Tabel 4.23 Contoh Perhitungan Kebutuhan Air Cluster Rektorat.65 Tabel 4.24 Kebutuhan Air Untuk Setiap Cluster Pada Tahun 2017..66 Tabel 4.25 Kebutuhan Air Untuk Setiap Cluster Pada Tahun 2021..66 Tabel 4.26 Kebutuhan Air Untuk Setiap Cluster Pada Tahun 2026..66 Tabel 4.27 Jumlah Pegawai Rumah Sakit Universitas Udayana...67 Tabel 4.28 Jumlah Tempat Tidur Rumah Sakit Universitas Udayana..68 Tabel 4.29 Kebutuhan Air Rumah Sakit Universitas Udayana 10 Tahun Kedepan.68 Tabel 4.30 Contoh Perhitungan Kebutuhan Air Perumahan Dosen..70 Tabel 4.31 Kebutuhan Air Perumahan Dosen Universitas Udayana 10 Tahun Kedepan.71 Tabel 4.32 Kebutuhan Air Asrama dan Rusunawa Universitas Udayana.73 vi
Tabel 4.33 Kebutuhan Air Ruang Kuliah Bersama.74 Tabel 4.34 Elevasi Cluster dan Fasilitas Pendukung Kampus 75 Tabel 4.35 Estimasi Dimensi Pipa...77 Tabel 4.36 Kehilangan Tekanan Mayor...79 Tabel 4.37 Kehilangan Tekanan Minor 81 Tabel 4.38 Hasil Perhitungan Tinggi Tekanan dan Sisa Tekanan 83 Tabel 4.39 Nomor Node Pada Jaringan WaterNet 86 vii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan sumber utama bagi kehidupan manusia, terutama untuk dikonsumsi sehari-hari. Salah satu syarat dari air yang layak untuk dikonsumsi yaitu air bersih, dimana air tersebut aman dari segi kualitas maupun kuantitasnya. Untuk mewujudkan hal tersebut, maka perlu dilakukan penyediaan air bersih yang termasuk di dalam aspek sistem penyediaan air minum. Pembangunan sarana dan prasarana di lingkungan Kampus Universitas Udayana yang pesat dan memadai akan berdampak pada kebutuhan air bersih yang diperlukan. Berdasarkan peta dasar dari Badan Koordinasi Survei dan Pemetaan Nasional (BAKORSURTANAL), kondisi topografi yang bergelombang menyebabkan pembangunan tersebut tidak terpusat pada satu lokasi area, salah satu contohnya yaitu jarak antar fakultas yang saling berjauhan. Salah satu usaha pemenuhan kebutuhan air baku untuk air minum antara lain dengan pembangunan infrastruktur sistem penyediaan air minum di lingkungan Kampus Universitas Udayana, Bukit-Jimbaran. Pembangunan infrastruktur sistem penyediaan air minum adalah peningkatan pelayanan sistem distribusi air yang baik dan mampu melayani kebutuhan air bersih bagi civitas akademika Universitas Udayana. Perencanaan sebuah jaringan distribusi air bersih harus mempertimbangkan aspek-aspek yang diperlukan diantaranya tinjauan dari teknis pelaksanaan, persiapan dan penggunaan bahan. Perencanaan tersebut dibuat secara utuh sehingga menghasilkan suatu sistem jaringan distribusi air bersih yang terpadu. Menurut Kepala Bagian Perencanaan Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran,pemanfaatan sumber air baku untuk pemenuhan air bersih di lingkungan Kampus Universitas Udayana yang berlokasi di Bukit Jimbaran berasal dari air baku Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirta Manguntama Kabupaten Badung. Kondisi air cukup bersih dan lancar, tetapi untuk sistem penyediaan air minum itu sendiri belum dimiliki secara terpadu dan masih bersifat parsial. 1
Sistem penyediaan air minum bersifat parsial yang dimaksud yaitu sistem penyediaan air minum yang dimiliki saat ini belum bersifat menyeluruh untuk lingkungan Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran. Sedangkan sistem penyediaan air minum yang direncanakan kedepannya bersifat terpadu yaitu terpusat dan menyeluruh untuk lingkungan Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran sesuai dengan Pedoman Penyusunan Studi Kelayakan Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum, Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 122 Tahun 2015 dimana SPAM terdiri dari unit air baku, unit produksi, unit distribusi dan unit pelayanan. Universitas Udayana memiliki program unggulan strategis dan visi yang mandiri, unggul dan berbudaya. Dalam mewujudkan program unggulan strategis di lingkungan Universitas Udayana diperlukan pengembangan sistem penyediaan air minum selain mengutamakan peningkatan terhadap prasarana dan kualitas. Kualitas air bersih akan berdampak terhadap lingkungan sekitar, terutama pada faktor kesehatan. Menurut data dari Biro Akademik dan Kepegawaian Universitas Udayana (2016), saat ini terdapat jumlah mahasiswa/i aktif sebesar 23.417 orang, jumlah dosen sebesar 1.567 orang, dan jumlah pegawai sebesar 692 orang yang tersebar pada masing-masing fakultas di Kampus Bukit Jimbaran Universitas Udayana. Berdasarkan Laporan Akhir Master Plan Universitas Udayana di Kampus Bukit Jimbaran (2016) selama 10 tahun kedepan, terdapat 13 fakultas yang berada di lingkungan Kampus Bukit Jimbaran Universitas Udayana antara lain Fakultas Kedokteran, Fakultas Kedokteran Hewan, Fakultas Peternakan, Fakultas Pertanian, Fakutas Teknik, Fakultas Ekonomi dan Bisnis, Fakultas Teknologi Pertanian, Fakultas Kelautan dan Perikanan, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Ilmu Budaya, Fakultas Ilmu Sosial dan Ilmu Politik, Fakultas Hukum dan Fakultas Pariwisata. Perubahan tata letak masing-masing fakultas di kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran yang terdapat dalam Master Plan Universitas Udayana akan mempengaruhi kondisi dari SPAM yang sudah ada. Sebagai antisipasi kedepannya, untuk memenuhi kebutuhan air minum di lingkungan Kampus Bukit Jimbaran Universitas Udayana dengan memanfaatkan air baku air minum PDAM 2
Tirta Manguntama Kabupaten Badung, maka perlu dibuat Perencanaan Sistem Penyediaan Air Minum di Kawasan Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran secara terpadu. 1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah yang terdapat dalam latar belakang penelitian adalah : 1. Berapakah kebutuhan air baku air minum di Kawasan Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran? 2. Bagaimanakah perencanaan sistem penyediaan air minum di Kawasan Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran? 1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui kebutuhan air baku air minum di Kawasan Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran. 2. Untuk mengetahui perencanaan sistem penyediaan air minum di Kawasan Universitas Udayana Bukit Jimbaran. 1.4 Manfaat Penelitian 1. Bagi Diri Sendiri Penelitian ini diharapkan akan dapat memberikan manfaat untuk menerapkan teori yang telah diperoleh selama masa perkuliahan kedalam permasalahan yang bersifat praktis. 2. Bagi Universitas Udayana Penelitian ini diharapkan sebagai bahan evaluasi untuk Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran terkait dalam Sistem Penyediaan Air Minum (SPAM). 1.5 Batasan Penelitian Mengingat adanya keterbatasan dana dan waktu penelitian, maka diperlukan batasan permasalahan dalam penulisan ini adalah sebagai berikut : 3
1. Batas wilayah penelitian adalah kawasan Kampus Universitas Udayana Bukit Jimbaran sesuai dengan Master Plan Universitas Udayana Bukit Jimbaran selama 10 tahun kedepan. 2. Pemanfaatan air baku air minum dari air baku PDAM Tirta Manguntama Kabupaten Badung. 3. Tidak memperhitungkan aspek lingkungan yang meliputi pembuangan sedimen yang terdapat dalam aliran pipa. 4. Tidak memperhitungkan aspek sosial. 5. Perhitungan struktur pada sistem tidak ditinjau. 4