BAB V PERENCANAAN SISTEM DISTRIBUSI AIR MINUM 5.1. Umum Kegiatan perencanaan untuk sistem distribusi air minum ada dua kategori yaitu : Perencanaan pada daerah yang belum ada sistem distribusi perpipaan sama sekali atau biasa disebut sebagai Green Area. Perencanaan pada daerah yang sudah ada sistem distribusi sebelumnya dan sifat perencanaan adalah mengembangkan sistem yang sudah ada. Secara umum perbedaan langkah langkah dalam perencanaan dari kedua kategori tersebut adalah pada:perencanaan dimana sistem sudah ada perencana harus mengevaluasi sistem yang sudah ada terutama dari kapasitas, kemudian beranjak dari kapasitas yang ada direncanakan pengembangannya. Ada dua hal penting yang harus dikaji dalam merancang sistem air bersih yaitu : Kajian dari sisi kebutuhan air Kajian dari sisi Pasokkan Air Dengan mengkaji kedua hal ini dengan baik maka dapatlah dirancang sistem distribusi yang optimal. 1
5.2. Tahapan Perencanaan Jaringan Perpipaan Air Minum Pada Green Area Pada kondisi ini pelayanan air minum dengan perpipaan diasumsikan belum ada sehingga perencana mempunyai keleluasaan untuk membentuk jaringan pipa sesuai dengan kebutuhan air dilapangan. 5.2.1. Kajian dari Sisi Kebutuhan Air Tahapan menkaji kebutuhan air meliputi : Kajian terhadap Peta Pembuatan zone pelayanan Perhitungan kebutuhan air untuk zone pelayanan tersebut A. Kajian terhadap Peta Kajian terhadap topografi lokasi perencanaan, kajian ini dilakukan dengan menggunakan peta skala kurang lebih 1:10.000 sampai 1:25.000. Sumber peta dapat di peroleh di Bakosurtanal Sementara sampai tahun 2004 baru sebagian dari Indonesia yang sudah dipetakan dengan skala 1:25.000. Adapun yang harus diamati pada peta ini adalah; Lokasi pemukiman dan daerah Jarur jalan Elevasi tanah 2
B. Survei Pemetaan Apabila data sekunder berupa peta tidak ada dan harus dilakukan pemetaan maka harus dilakukan pengukuran di lapangan secara terrestris meliputi keseluruhan unsur-unsur alami dan non alami baik berupa jalan dan saluran air hujan (drainase). Survey diawali dengan melakukan survei untuk menentukan titik referensi yang akan digunakan dan batas areal pemetaan. Pengukuran terestris diharapkan dapat membuat kerangka utama sehingga dapat dipakai untuk menentukan posisi horizontal dan vertkal yang akan digunakan sebagai dasar pemetaan oleh karena itu kedua posisi ini harus benar-benar baik dan memenuhi persyaratan yang telah ditentukan, maka berarti baik buruknya peta yabg dibuat ini juga tergantung dari kerangka utama tersebut. 3
KAJIAN KEBUTUHAN AIR Peta daerah pelayanan dg skala1:5.000 sampai 1;25.000 Zone Pelayanan φ50mm=180 SR φ75mm=400 SR φ100mm=700 SR 1 L/dt= 54 77 SR Sumber Sumber Air KAPASITAS IPA PERENCANAAN PIPA INDUK DAN SEKUNDER (TABEL 5.1.), RESERVOIR DAN POMPA UNTUK MELAYANI DAERAH PELAYANAN Simulasi Hidrolis Jaringan Pipa Lihat (bab 2.4.) Check Kriteria Hidrolis 0,3<V<1,2 Sisa Tekan (H) induk>10m Servicer >2m No OK OK Gambar 5.1. 4
B. Pembuatan zone pelayanan Setelah semua daerah pelayanan dikaji dengan baik daerah yang dilayani di kelompokkan dalam kelompok yang dapat dilayani oleh sebuah jalur pipa. Misalnya sebuah daerah pelayanan seperti ditujukkan pada gambar 5.2. dengan deskripsi sebagai berikut: Daerah pelayanan dilayani oleh sumber mata air dengan elevasi 1330 m. Daerah pelayanan terletak pada elevasi 1250 m Total sambungan yang dilayani adalah 373 Bagaimana jaringan pipanya? Dari tabel 5.1 dapat diperoleh diamater pipa induk dari sumber ke daerah pelayanan yang jumlahnya 373 sambungan dibutuhkan diamater pipa 75 mm. Karena pipa ini perperan sebagai pipa induk maka penyadapan/tapping pada pipa ini dibuat terbatas. Sub zone 8, 9, 10, 11 dengan jumlah sambungan 126 dilayani oleh dua jalur pipa berbentuk loop sehingga masing masing pipa dibebani sambungan 64 sambungan. Untuk menjaga resiko pengaliran terputus pada salah satu jalur maka pipa tersebut perlu dirancang dengan beban sambungan 126 maka menurut tabel 5.1 dilayani dengan pipa diamater 50 mm. Sub zone 1,2,3,4,5,6,7 dengan jumlah sambungan 247 dilayani dengan diameter pipa 75 mm. 5
Untuk pelayanan untuk masing masing subzone dengan jumlah sambungan antara 10 sampai 30 sambungan digunakan pipa diameter 25 mm atau 1 inchi. Tabel 5.1. Diameter Pipa dan Jumlah Sambungan Dilayani Diameter Pipa V=0.8 m/dt Debit (L/dt), V=1,2 m/dt 170 L/o/h UFW=25%, SR=5 Qp=1.5 v=0,8m/dt Jumlah SR 120 L/o/h UFW=25%, SR=5 Qp=1.5 v=1,2m/dt Head Loss m/km HazenWilliam C=120-160 1 L/dt 54 77 25 mm 0.4 0.6 21.3 45.2 27.7 58.7 37.5 mm 0.9 1.3 47.9 101.7 17.3 36.6 50 mm 1.6 2.4 85.1 180.9 12.4 26.2 75 mm 3.5 5.3 191.5 406.9 9.9 20.9 100 mm 6.3 9.4 340.4 723.5 7.1 14.9 125 mm 9.8 14.7 532.0 1,130.4 5.4 11.5 150 mm 14.1 21.2 766.0 1,627.8 4.4 9.3 200 mm 25.1 37.7 1,361.8 2,893.8 3.1 6.7 250 mm 39.3 58.9 2,127.8 4,521.6 2.4 5.1 300 mm 56.5 84.8 3,064.0 6,511.1 2.6 5.5 350 mm 76.9 115.4 4,170.5 8,862.3 2.2 4.6 400 mm 100.5 150.7 5,447.2 11,575.3 1.9 3.9 450 mm 127.2 190.8 6,894.1 14,650.0 1.6 3.4 500 mm 157.0 235.5 8,511.2 18,086.4 1.4 3.0 5.2.2. Simulasi Hidrolis Setelah perencanaan jaringan pipa dirancang dengan menggunakan asumsi asumsi hidrolis, jaringan kemudian disimulasi secara hdrolis. Maksud dari simulasi adalah membuat tiruan kondisi hidrolis diatas kertas. Tujuan dari simulasi ini adalah untuk mencek apakah semua kriteria hidrolis terpenuhi. 6
MATA AIR 1310 1330 1300 1280 1290 1310 1320 1270 1260 10 1250 11 12 10 11 35 SR 9 30SR 40SR 13 6 7 14 5 3 21SR 4 2 8 9 60 SR 22 SR 22 SR 1 30 SR 1 22 SR 15 MENDALE 8 6 21SR 40SR 7 30 SR 5 3 4 2 373 SR 0 100 200 300 400 m Simulasi dilakukan dengan menggunakan model matematika yang telah dibahas di bab 2. Dalam perencanaan antara lain digunakan program perangkat lunak (software) komputer sebagai berikut : Program Loop (1986) yang dikeluarkan oleh UNDP EPANET dikeluarkan oleh US EPA Perhitungan dengan loop dapat dilihat pada tabel 5.2.a. dan tabel 5.2.b. Dalam perhitungan ini yang diperhitungkan hanya sebatas pipa induk yaitu pipa yang tidak mengalami penyadapan langsung oleh pemakai air (sambungan rumah). Jumlah pipa antara node yang dimasukkan dalam perhitungan adalah 16 dengan jumlah node 15 buah. 7
Pada tabel 5.2.a diperlihatkan simulasi kondisi hidrolis antar pipa. Tabel 5.2.a. Simulasi Hidrolis pada Pipa No pipa dari ke panjang pipa diameter pipa C HW debit (L/dt) kec (m/dt) Head Loss (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 15 1 1350 75 120 7.00 1.58 63.51 2 1 2 500 75 120 3.02 0.68 4.98 3 2 3 280 75 120 2.52 0.57 2.00 4 3 4 265 75 120 2.02 0.46 1.26 5 4 5 750 75 120 1.52 0.34 2.10 6 5 6 240 75 120 1.02 0.23 0.32 7 6 7 200 75 120 0.52 0.12 0.08 8 7 8 150 75 120 0.02 0.01 0.00 9 9 8 100 75 120 0.48 0.11 0.03 10 1 9 830 75 120 3.48 0.79 10.70 11 9 10 600 75 120 1.44 0.33 1.51 12 9 14 320 50 120 1.06 0.54 3.31 13 14 13 200 50 120 0.56 0.29 0.64 14 13 12 950 50 120 0.06 0.03 0.05 15 11 12 250 50 120 0.44 0.22 0.50 16 10 11 240 50 120.94 0.48 1.98 Sumber: hasil perhitungan dengan Loop Pada tabel 5.2.a. ditunjukkan : Posisi pipa pada node kolom 1,2,3 Kondisi fisik pipa yaitu panjang pipa dan diamater pipa, kolol 4,5 Kondisi hdrolis dari pipa yaitu kekasaran pipa debit simulasi debit aliran pipa dalam L/dt kecepatan aliran m/dt kehilangan tekanan 8
Tabel 5.2.b. Simulasi Hidrolis pada Node Node Debit Tap (L/dt) Elevasi (m) Elevasi Hidrolis (m) Sisa Tekanan (m) Keterangan 1 2 3 4 5 6 1-0.5 1 258 1 286.49 28.49 2-0.5 1 255 1 281.51 26.51 3-0.5 1 252 1 279.52 27.52 4-0.5 1 248 1 278.26 30.26 5-0.5 1 250 1 276.16 26.16 6-0.5 1 255 1 275.84 20.84 7-0.5 1 250 1 275.76 25.76 8-0.5 1 250 1 275.76 25.76 9-0.5 1 250 1 275.79 25.79 10-0.5 1 255 1 274.28 19.28 11-0.5 1 247 1 272.30 25.30 12-0.5 1 250 1 271.80 21.80 13-0.5 1 248 1 271.85 23.85 14-0.5 1 240 1 272.48 32.48 15 7 1 350 1 350.00 - reservoir Sumber: hasil perhitungan dengan Loop Pada tabel 5.2.b. ditunjukkan : Posisi node pada jaringan Kondisi fisik Node yaitu elevasi node, kolom 3 Kondisi Hidrolis Asumsi penyadapan air dari node 2 Perhitungan elevasi hidrolis 4 Perhitungan Sisa tekanan pada masing masing node 5 Node 15 adalah reservoir yang menjadi sumber pasokan air 9
Yang harus diperhatikan dari tabel ini adalah : Sisa tekanan dari tabel 5.2.b. Karena dengan sisa tekanan ini air dapat dialirkan selanjutnya pada hirarki pipa yang lebih kecil sampai ke kran air di rumah pemakai air. Kehilangan tekanan sepanjang pipa yang terlalu tinggi akan menghasilkan sisa tekanan yang kecil oleh karena itu umumnya dibatasi sampai 10 m/km atau sampai pada sisa tekanan yang memungkinkan untuk pengaliran. Aspek hidrolis lainnya adalah kecepatan aliran : Kecepatan yang terlalu kecil dalam pipa <0,3 m/dt akan rawan terhadap pengendapan sehingga harus dilengkapi dengan penguras. Pada kecepatan yang tinggi akan terjadi turbulensi didalam pipa dan selanjutnya akan menghaslikan pula kehilangan tekanan yang tinggi. Oleh sebab itu kecepatan aliran dibatasi sekitar 1,5 m/dt. Setelah aspek hdrolis dirancang dengan baik maka kelengkapan piap dan accessories pipa dapat dirancang lebih lanjut. 10
5.3. Tahapan Perencanaan Jaringan Perpipaan Air Minum Pada Daerah yang Sudah Terpasang Pipa Secara garis besar tahapan perencanaan jaringan perpipaan air minum dibagi beberapa tahapan pendekatan sebagai berikut : pengumpulan jaringan yang ada bedasarkan data sekunder dan data primer atau survey, analisa jaringan yang ada perencanaan teknis rinci Tahapn perencanaan ini sesuai dengan tata cara no... yang diawali dengan proses pengumpulan data. Pengumpulan data yang dilakukan konsultan adalah data primer dan data retikulasi. Pengumpulan data dilakukan dengan cara sebagai berikut : 5.3.1. Data Sekunder Bahan yang dikumpulkan berasal dari dokumen-dokumen, bukubuku literatur, diktat, laporan berkala yang terdapat di perpustakaan atau instansi-instansi yang pengelolaan air bersih terutama di pengelola sistem air minum/pdam. Laporan laporan yang dikumpulkan digunakan untuk mengetahui sejarah dari pembangunan sistem perpipaan dimasa yang lalu. Dari sini dapat diketahui umur pipa dan jenis pipa yang ditanam diwilayah perencanaan. Disamping itu literatur studi terdahulu dibutuhkan untuk dijadikan 11
sumber pendukung, supaya perencanaan dan pengembangan yang akan dilakukan sesuai dengan perencanaan sebelumnya. Studi-studi tidak tertutup hanya pada studi perpipaan air minum tetapi juga studi pengairan dan studi tata ruang kota. Adapun data yang dikumpulkan adalah : Kondisi fisik kota Kondisi fisik kota yang dibutuhkan adalah topografi, fisiografi, hidrologi, geologi dan klimatologi. Kondisi sosial ekonomi Data sosial ekonomi yang dibutuhkan adalah kependudukan, pendapatan daerah, kepadatan penduduk perkapita, kegiatan usaha dan tingkat investasi. Rencana pengembangan kota Data rencana pengembangan kota didapat dari studi tata ruang kota/kabupaten yang dikeluarkan oleh Bappeda, dimana terdapat arah pengembangan kota, kawasan strategis (daerah industri, daerah pariwisata, daerah perhubungan dan daerah pemukiman skala besar). Sistem penyediaan air bersih yang ada Data siatem penyediaan air bersih yang dibutuhkan adalah : A. Daerah Pelayanan 1. Daerah Pelayanan 2. Tingkat Pelayanan 3. Tingkat Kebocoran/ Kehilangan Air 12
4. Perkembangan Jumlah Sambungan B. Instalasi Pengolahan/ Produksi Air Bersih 1. Sumber Air Baku 2. Karakteristik Sumber Air Baku 3. Proses Pengolahan 4. Perkembangan Jumlah Sambungan 5. Kualitas Ari Bersih C. Jaringan Pipa Transmisi dan Distribusi Serta Bangunan Penunjang 1. Pipa Transmisi 2. Jaringan Pipa Distribusi 3. Reservoir Distribusi 4. Bangunan Penunjang Lainnya D. Rencana Pengembangan / Program PDAM 1. Peningkatan Produksi 2. Peningkatan Daerah Pelayanan 5.3.2. Survey Wawancara dan survey/pengamatan pengelola sistem air minum/pdam. Dengan mengadakan wawancara baik kepada pimpinan puncak, manajer madya dan operasional maupun kepada pemakai dan pengelola air bersih. Sedangkan survey/pengamatan dilakukan di lapangan yang lebih banyak merupakan data sekunder untuk berbagai fasilitas penyediaan air bersih. Informasi primer dikumpulkan melaui 2 pendekatan, yaitu survey 13
menggunakan kuistioner tersetruktur, interview serta survey pemetaan lokasi. 5.3.3. Analisa Data Analisis dilakukan dengan input dari hasil survei dalam bentuk kepustakaan (data sekunder) dan data primer. Dari analisa didapat pula sasaran dari perencanaan. Untuk perencanaan jangka panjang umumnya 10-20 tahun untuk jangka menengah adalah 5-10 tahun sedangkan untuk jangka pendek 2-5 tahun. Perencanaan ini dilakukan dengan melakukan proyeksi kebutuhan sampai tahun perencanaan yang akan dicapai. Kemudian dilakukan analisa komparasi antara sasaran perancangan dengan keadaan lapangan dan temuan-temuan lain dari hasil survey. Dari sini dapat dilihat seberapa banyak pengembangan perlu dilakukan. Aspek yang di analisa yang berkaitan dengan sistem distribusi air minum meliputi : Aspek Pelayanan Aspek perpipaan Aspek sambungan pelanggan Aspek Efisiensi pelayanan Dari analisa dapat diketahui besarnya kapasitas pengembangan yang akan dilakukan. Dari besaran ini dapat direncanakan sarana fisik yang akan dibangun. 14
Kondisi Pipa Transmisi & Distribusi Pipa transmisi & distribusi dalam keadaan baik / rusak a. Kuantitas distribusi air : Distribusi air/k/h > std konsumsi air/k/h Kondisi Kuantitas pelayanan Pelayanan b. Kontinuitas Distribusi air a; 90 % plg menerima distribusi air lebih dari 8 jam/hari jam distribusi air/h > 20 jam c. Tekanan distribusi air pada Pelanggan terjauh >/= 0,2 Atm Kondisi Sambungan Pelanggan Kondisi pipa Dinas Kondisi Meter air Kondisi box Meter Gambar 1.4. Diagram Analisa Kondisi Sistem Distribusi Yang Ada 5.3.4. Perencanaan Sistem Distribusi Air Minum Dari hasil analisa dapat diketahui pelayanan yang ada dan sasaran pelayanan. Dapat dihitung pula jumlah penduduk yang perlu dilayani pada akhir tahun perencanaan dan pertambahan penduduk sampai 15
tahun perencanaan. Dengan demikian lebih lanjut dapat direncanakan : Rencana jumlah sambungan Rencana kapasitas pelayanan Penambahan jaringan pipa Penambahan Volume reservoir Tentunya perencanaan ini dilakukan tanpa mengesampingkan kendala kendala yang ada pada kondisi yang ada yang antara lain yang terpenting adalah kehilangan air dan kapasitas hidolis pipa yang ada sebelum pengembangan. Dalam perencanaan pengembangan jaringan pipa meng analisa kondisi jaringan pipa yang telah ada adalah sangat penting. Analisa dapat dilakukan secara simulasi ataupun analisa data pengukuran debit dan tekanan dilapangan pada jaringan yang sudah ada. Simulasi jaringan pipa telah dibahas pada bab 5.2. Untuk survey jaringan pipa dapat dilakukan dengan Melakukan pengukuran tekanan pada node node dalam jaringan pipa dengan menggunakan manometer. Melakukan pngukuran dbit air dijaringan pipa dengan menggunakan alat ukur kecepatan air antara lain alat ukur doppler. 16
Berdasarkan sisa tekanan yang ada dimasing masing node dan dikombinasikan dengan perhitungan simulasi hidrolis dapat dirancang pengembangan jaringan pipa. 17