bab ii tinjauan pustaka 2.1 umum air adalah kebutuhan dasar
TRANSCRIPT
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Air adalah kebutuhan dasar untuk kehidupan manusia, terutama untuk
digunakan sebagai air minum, memasak makanan, mencuci, mandi dan kakus.
Ketersediaan sistem penyediaan air bersih merupakan bagian yang selayaknya
diprioritaskan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat baik di perkotaan maupun
pedesaan. Hingga saat ini penyediaan oleh pemerintah menghadapi keterbatasan,
baik sumber daya manusia maupun sumber daya lainnya.
Pelayanan air bersih di perkotaan di Indonesia sampai tahun 2000 baru
mencapai 39% atau 33 juta penduduk, dan di pedesaan baru menjangkau 8% atau 9
juta penduduk, sehingga keseluruhan baru mencapai 47% atau 42 juta penduduk
Indonesia. Keadaan ini berarti menggambarkan bahwa pelayanan air bersih belum
dirasakan merata dan dinikmati oleh sebagian besar masyarakat. Sebagian besar
masyarakat masih menggunakan air sungai, danau, sumber-sumber air, atau hanya
mengandalkan air hujan.
Untuk di daerah perkotaan, pada umumnya sumber air bakunya dari sungai,
yang makin hari tercemar oleh ulah masyarakat sendiri dengan membuang sampah
sembarangan dan juga dari banyak barang bekas rumah tangga, pabrik dan lainnya.
Selain itu juga dihadapkan kepada perubahan lingkungan yang dilakukan oleh
manusia, di antaranya rawa, kolam, danau dan sungai yang diurug, serta penggunaan
daerah resapan air untuk bangunan dan juga banyak kawasan tadah hujan berupa
hutan terganggu.
Universitas Sumatera Utara
Dengan keadaan yang demikian kemudian dihadapkan kepada kebutuhan air
bersih yang meningkat karena penggunaan dan pertumbuhan penduduk, perlu ada
upaya yang menyeluruh. Air bersih secara umum diartikan sebagai air yang layak
untuk dijadikan air baku bagi air minum. Dengan kelayakan ini terkandung pula
pengertian layak untuk mandi, cuci dan kakus.
Sebagai air yang layak untuk diminum, tidak diartikan bahwa air bersih itu
dapat diminum langsung, artinya masih perlu dimasak atau direbus hingga mendidih.
Sebagai air yang layak dipergunakan untuk pemenuhan kebutuhan hal tersebut di
atas, diperlukan upaya penyediaan air bersih. Penyediaan air bersih hendaknya
memperhatikan sumber, kualitas dan kuantitasnya. Sumber air bersih merupakan
pemasok air bersih, oleh karena itu perlu dan harus diupayakan menjaga keberadaan
dan keberlanjutannya. Sedangkan kualitas merupakan hal yang penting bagi
kesehatan dan kuantitas penting bagi pencukupan jumlah pasokan air bersih.
2.2 Definisi Air Bersih
Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari dan akan
menjadi air minum setelah dimasak terlebih dahulu. Sebagai batasannya, air bersih
adalah air yang memenuhi persyaratan bagi sistem penyediaan air minum. Adapun
persyaratan yang dimaksud adalah persyaratan dari segi kualitas air yang meliputi
kualitas fisik, kimia, biologi, dan radiologis, sehingga apabila dikonsumsi tidak
menimbulkan efek samping.
Universitas Sumatera Utara
2.3 Persyaratan Dalam Penyediaan Air Bersih
2.3.1 Persyaratan Kualitas
Persyaratan kualitas menggambarkan mutu dari air baku air bersih.
persyaratan kualitas air bersih adalah sebagai berikut :
1. Persyaratan fisik
Secara fisik air bersih harus jernih, tidak berbau dan tidak berasa.
Selain itu juga suhu air bersih sebaiknya sama dengan suhu udara atau kurang
lebih 250 C, dan apabila terjadi perbedaan maka batas yang diperbolehkan
adalah 250 C ± 300 C.
2. Persyaratan kimiawi
Air bersih tidak boleh mengandung bahan-bahan kimia dalam jumlah
yang melampaui batas. Beberapa persyaratan kimia antara lain adalah : pH,
total solid, zat organik, CO2 agresif, kesadahan, kalsium (Ca), besi (Fe),
mangan (Mn), tembaga (Cu), seng (Zn), chlorida (Cl), nitrit, flourida (F),
serta logam.
3. Persyaratan bakteriologis
Air bersih tidak boleh mengandung kuman patogen dan parasitik yang
mengganggu kesehatan. Persyaratan bakteriologis ini ditandai dengan tidak
adanya bakteri E. coli atau fecal coli dalam air.
4. Persyaratan radioaktifitas
Persyaratan radioaktifitas mensyaratkan bahwa air bersih tidak boleh
mengandung zat yang menghasilkan bahan-bahan yang mengandung
radioaktif, seperti sinar alfa, beta dan gamma.
Universitas Sumatera Utara
2.3.2 Persyaratan Kuantitas (Debit)
Persyaratan kuantitas dalam penyediaan air bersih adalah ditinjau dari
banyaknya air baku yang tersedia. Artinya air baku tersebut dapat digunakan untuk
memenuhi kebutuhan sesuai dengan kebutuhan daerah dan jumlah penduduk yang
akan dilayani. Persyaratan kuantitas juga dapat ditinjau dari standar debit air bersih
yang dialirkan ke konsumen sesuai dengan jumlah kebutuhan air bersih. Kebutuhan
air bersih masyarakat bervariasi, tergantung pada letak geografis, kebudayaan,
tingkat ekonomi, dan skala perkotaan tempat tinggalnya.
2.3.3 Persyaratan Kontinuitas
Air baku untuk air bersih harus dapat diambil terus menerus dengan fluktuasi
debit yang relatif tetap, baik pada saat musim kemarau maupun musim hujan.
Kontinuitas juga dapat diartikan bahwa air bersih harus tersedia 24 jam per hari, atau
setiap saat diperlukan, kebutuhan air tersedia. Akan tetapi kondisi ideal tersebut
hampir tidak dapat dipenuhi pada setiap wilayah di Indonesia, sehingga untuk
menentukan tingkat kontinuitas pemakaian air dapat dilakukan dengan cara
pendekatan aktifitas konsumen terhadap prioritas pemakaian air. Prioritas pemakaian
air yaitu minimal selama 12 jam per hari, yaitu pada jam-jam aktifitas kehidupan,
yaitu pada pukul 06.00 – 18.00.
Kontinuitas aliran sangat penting ditinjau dari dua aspek. Pertama adalah
kebutuhan konsumen. Sebagian besar konsumen memerlukan air untuk kehidupan
dan pekerjaannya, dalam jumlah yang tidak ditentukan. Karena itu, diperlukan pada
Universitas Sumatera Utara
waktu yang tidak ditentukan. Karena itu, diperlukan reservoir pelayanan dan fasilitas
energi yang siap setiap saat.
Sistem jaringan pemipaan didesain untuk membawa suatu kecepatan aliran
tertentu. Kecepatan dalam pipa tidak boleh melebihi 0,6–1,2 m/dt. Ukuran pipa harus
tidak melebihi dimensi yang diperlukan dan juga tekanan dalam sistem harus
tercukupi. Dengan analisis jaringan pipa distribusi, dapat ditentukan dimensi atau
ukuran pipa yang diperlukan sesuai dengan tekanan minimum yang diperbolehkan
agar kuantitas aliran terpenuhi.
2.3.4 Persyaratan Tekanan Air
Konsumen memerlukan sambungan air dengan tekanan yang cukup, dalam arti
dapat dilayani dengan jumlah air yang diinginkan setiap saat. Untuk menjaga tekanan
akhir pipa di seluruh daerah layanan, pada titik awal distribusi diperlukan tekanan
yang lebih tinggi untuk mengatasi kehilangan tekanan karena gesekan, yang
tergantung kecepatan aliran, jenis pipa, diameter pipa, dan jarak jalur pipa tersebut.
Dalam pendistribusian air, untuk dapat menjangkau seluruh area pelayanan dan
untuk memaksimalkan tingkat pelayanan maka hal wajib untuk diperhatikan adalah
sisa tekanan air. Sisa tekanan air tersebut paling rendah adalah 5 mka (meter kolom
air) atau 0,5 atm (satu atm = 10 m), dan paling tinggi adalah 22 mka (setara dengan
gedung 6 lantai).
Menurut standar dari DPU, air yang dialirkan ke konsumen melalui pipa
transmisi dan pipa distribusi, dirancang untuk dapat melayani konsumen hingga yang
terjauh, dengan tekanan air minimum sebesar 10 mka atau 1atm. Angka tekanan ini
harus dijaga, idealnya merata pada setiap pipa distribusi. Jika tekanan terlalu tinggi
Universitas Sumatera Utara
akan menyebabkan pecahnya pipa, serta merusak alat-alat plambing (kloset, urinoir,
faucet, lavatory, dll). Tekanan juga dijaga agar tidak terlalu rendah, karena jika
tekanan terlalu rendah maka akan menyebabkan terjadinya kontaminasi air selama
aliran dalam pipa distribusi.
2.4 Sumber Air
Sumber air baku bagi suatu penyediaan air bersih sangat penting, karena
selain kuantitas harus mencukupi juga dari segi kualitas akan berpengaruh terhadap
proses pengolahan. Disamping itu letak sumber air dapat mempengaruhi bentuk
jaringan transmisi, distribusi dan sebagainya.
Secara umum sumber air dapat dikategorikan sebagai berikut :
1. Air Hujan
Air hujan adalah uap air yang sudah mengalami kondensasi, kemudian jatuh ke
bumi berbentuk air. Air hujan juga merupakan sumber air baku untuk keperluan
rumah tangga, pertanian, dan lain-lain. Air hujan dapat diperoleh dengan cara
penampungan, air hujan dari atap rumah dialirkan ke tempat penampungan yang
kemudian dapat dipergunakan untuk keperluan rumah tangga.
2. Air permukaan
Air permukaan adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada
umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya,
misalnya: oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, limbah industri kota dan
sebagainya.
Universitas Sumatera Utara
Air permukaan ada beberapa macam yaitu:
a) Air rawa/danau
Kebanyakan dari air rawa ini berwarna, hal ini disebabkan oleh
adanya zat-zat organis yang telah membusuk, misalnya: asam
humus yang dalam air menyebabkan warna kuning kecoklatan.
Dengan adanya pembusukan kadar zat organis tinggi, maka
umumnya kadar Fe dan Mn akan tinggi pula. Jadi untuk
pengambilan air sebaiknya pada kedalaman tertentu agar endapan-
endapan Fe dan Mn tidak terbawa, demikian juga dengan lumut
yang ada pada permukaan rawa.
b) Air sungai
Dalam penggunaannya sebagai air minum harus mengalami suatu
pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada
umumnya mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali.
3. Air tanah
Air tanah merupakan air hujan atau air permukaan yang meresap kedalam tanah
dan bergabung dalam pori-pori tanah yang terdapat pada lapisan tanah yang biasanya
disebut aquifer. Air tanah dapat dibagi dalam beberapa jenis yaitu:
• Air Tanah Dangkal
Terjadi karena adanya daya proses peresapan air dari permukaan tanah.
Lumpur akan tertahan, demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga
air tanah akan jernih tetapi lebih banyak mengandung zat kimia (garam-
garam yang terlarut).
Universitas Sumatera Utara
• Air Tanah Dalam
Terdapat setelah lapis rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam
tidak semudah pada air tanah dangkal. Dalam hal ini harus digunakan bor
dan memasukkan pipa kedalamnya (biasanya antara 100-300 m) akan
didapatkan suatu lapisan air.
• Mata Air
Adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah. Mata
air yang berasal dari air tanah dalam hampir tidak terpengaruh oleh musim
dan kualitas/kuantitasnya sama dengan keadaan air dalam.
2.5 Sistem Distribusi dan Sistem Pengaliran Air Bersih
2.5.1 Sistem Distribusi Air Bersih
Sistem distribusi adalah sistem yang langsung berhubungan dengan konsumen,
yang mempunyai fungsi pokok mendistribusikan air yang telah memenuhi syarat ke
seluruh daerah pelayanan. Sistem ini meliputi unsur sistem pemipaan dan
perlengkapannya, hidran kebakaran, tekanan tersedia, sistem pemompaan (bila
diperlukan), dan reservoir distribusi.
Sistem distribusi air minum terdiri atas pemipaan, katup-katup, dan pompa
yang membawa air yang telah diolah dari instalasi pengolahan menuju pemukiman,
perkantoran dan industri yang mengkonsumsi air. Juga termasuk dalam sistem ini
adalah fasilitas penampung air yang telah diolah (reservoir distribusi), yang
digunakan saat kebutuhan air lebih besar dari suplai instalasi, meter air untuk
menentukan banyak air yang digunakan, dan keran kebakaran.
Universitas Sumatera Utara
Dua hal penting yang harus diperhatikan pada sistem distribusi adalah
tersedianya jumlah air yang cukup dan tekanan yang memenuhi (kontinuitas
pelayanan), serta menjaga keamanan kualitas air yang berasal dari instalasi
pengolahan. Tugas pokok sistem distribusi air bersih adalah menghantarkan air
bersih kepada para pelanggan yang akan dilayani, dengan tetap memperhatikan
faktor kualitas, kuantitas dan tekanan air sesuai dengan perencanaan awal. Faktor
yang didambakan oleh para pelanggan adalah ketersedian air setiap waktu. Suplai air
melalui pipa induk mempunyai dua macam sistem:
Continuous system
Dalam sistem ini air minum yang disuplai ke konsumen mengalir terus menerus
selama 24 jam. Keuntungan sistem ini adalah konsumen setiap saat dapat
memperoleh air bersih dari jaringan pipa distribusi di posisi pipa manapun. Sedang
kerugiannya pemakaian air akan cenderung akan lebih boros dan bila terjadi sedikit
kebocoran saja, maka jumlah air yang hilang akan sangat besar jumlahnya.
Intermitten system
Dalam sistem ini air bersih disuplai 2-4 jam pada pagi hari dan 2-4 jam pada
sore hari. Kerugiannya adalah pelanggan air tidak bisa setiap saat mendapatkan air
dan perlu menyediakan tempat penyimpanan air dan bila terjadi kebocoran maka air
untuk fire fighter (pemadam kebakaran) akan sulit didapat. Dimensi pipa yang
digunakan akan lebih besar karena kebutuhan air untuk 24 jam hanya disuplai dalam
beberapa jam saja. Sedang keuntungannya adalah pemborosan air dapat dihindari dan
juga sistem ini cocok untuk daerah dengan sumber air yang terbatas.
Universitas Sumatera Utara
2.5.2 Sistem Pengaliran Air Bersih
Air merupakan hal yang sangat penting dalam kehidupan makhluk hidup
umumnya dan manusia khususnya. Air sebagai pemenuh kebutuhan untuk berbagai
kebutuhan sehari-hari, diantaranya untuk keperluan aktifitas domestik, keperluan
industri, sosial, perkantoran dan kebutuhan-kebutuhan lainnya.
Untuk menngalirkan air minum kepada konsumen dengan kuantitas, kualitas
dan tekanan yang cukup memerlukan sistem pemipaan yang baik, reservoir, pompa
dan dan peralatan yang lain. Di dalam sistem transmisi ada beberapa cara pengaliran
yang dapat dilakukan, antara lain :
• Sistem saluran terbuka, sistem ini hanya memperhatikan ketinggian tanah dan
konstruksi saluran untuk dapat mengalirkan air dengan kapasitas besar
sehingga biaya pembuatan dan operasionalnya murah. Saluran yang terbuka
amat sensitif terhadap faktor eksternal yang dapat mempengaruhi kualitas air
yang dialirkan.
• Sistem saluran tertutup, sistem ini mampu membawa air dengan kapasitas
besar dan memungkinkan kehilangan air kecil bila dibandingkan dengan
debitnya.
• Sistem pipa, pada sistem ini aliran tidak tergantung pada profil tanah.
Kualitas air tidak mudah dipengaruhi oleh faktor luar, selain itu operasi dan
pemeliharaannya mudah, walaupun biaya pembuatannya lebih mahal jika
dibandingkan dengan sistem terbuka dan sistem tertutup.
Universitas Sumatera Utara
2.6 Sistem dan Komposisi Sistem Penyediaan Air Minum
2.6.1 Sistem Penyediaan Air Minum
Dilihat dari sudut bentuk dan tekniknya, sistem penyediaan air minum dapat
dibedakan atas 2 macam sistem, yaitu :
a. Penyediaan air minum untuk individual
Adalah sistem untuk penggunaan individual dan untuk pelayanan
terbatas.
b. Penyediaan air minum komunitas atau perkantoran
Sistem pada metode ini ditujukan untuk suatu komunitas besar atau
kota. Sistem penyediaan yang digunakan pada tugas akhir ini adalah sistem
penyediaan air minum perkotaan.
2.6.2 Komposisi Sistem Penyediaan Air Minum
Menurut Linsey and Franzini (1985), unsur-unsur yang membentuk suatu
sistem penyediaan air yang modern meliputi :
1. Sumber-sumber penyediaan
2. Sarana-sarana penampungan
3. Sarana-saran penyaluran (ke pengolahan)
4. Sarana-sarana pengolahan
5. Sarana-sarana penyaluran (dari pengolahan) tampungan sementara
6. Sarana-sarana distribusi
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1 Kaitan Hubungan Antara Unsur-unsur Fungsional Dari Suatu Sistem Penyediaan Air Kota.
Tabel 2.1 Unsur-unsur Fungsional Dari Sistem Penyediaan Air Minum.
Unsur fungsional Masalah utama dalam perencanaan sarana
(utama / sekunder)
Uraian
Sumber penyediaan Jumlah / mutu Sumber-sumber air permukaan bagi penyediaan, misalnya sungai, danau dan waduk atau sumber air tanah
Penampungan Jumlah / mutu Sarana-sarana yang dipergunakan untuk menampung air permukaan biasanya terletak pada atau dekat sumber penyediaan
Penyaluran Jumlah / mutu Sarana-sarana untuk menyalurkan air dari tampungan ke sarana pengolah
Sumber penyediaan air
Penampungan
Penyaluran
Pengolahan
Penyaluran dan Pengolahan
Distribusi
Universitas Sumatera Utara
Pengolahan Jumlah / mutu Sarana-sarana yang dipergunakan untuk memperbaiki atau merubah mutu air
Penyaluran & penampungan Jumlah / mutu Sarana-sarana untuk menyalurkan air yang sudah diolahke sarana penampungan sementara serta ke satu atau beberapa titik distribusi
Distribusi Jumlah / mutu Sarana-sarana yang dipergunakan untuk membagi air ke masing-masing pemakai yang terkait di dalam system
Sumber : Ray K. Linsey and Joseph B. Franzini, 1985. Teknik Sumber Daya Air Jilid I . Erlangga. Jakarta.
2.7 Studi Kebutuhan Air Bersih
Untuk sebuah sistem penyediaan air minum, perlu diketahui besarnya
kebutuhan dan pemakaian air. Kebutuhan air dipengaruhi oleh besarnya populasi
penduduk, tingkat ekonomi dan faktor-faktor lainnya. Oleh karena itu, data mengenai
keadaan penduduk daerah yang akan dilayani dibutuhkan untuk memudahkan
permodelan evaluasi sistem distribusi air minum.
Kebutuhan air bersih berbeda antara kota yang satu dengan kota yang
lainnya. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi penggunaan air bersih menurut
Linsey and Franzini (1986) adalah :
1. Iklim
Kebutuhan air untuk mandi, menyiram taman, pengaturan udara dan sebagainya
akan lebih besar pada iklim yang hangat dan kering daripada di iklim yang
lembab. Pada iklim yang sangat dingin, air mungkin diboroskan di keran-keran
untuk mencegah bekunya pipa-pipa.
Universitas Sumatera Utara
2. Ciri-ciri Penduduk
Pemakaian air dipengaruhi oleh status ekonomi dari para langganan. Pemakaian
perkapita di daerah miskin jauh lebih rendah daripada di daerah-daerah kaya.
Di daerah-daerah tanpa pembuangan limbah, konsumsi dapat sangat rendah
hingga hanya sebesar 10 gpcd (40 liter / kapita per hari).
3. Masalah Lingkungan Hidup
Meningkatnya perhatian masyarakat terhadap berlebihannya pemakaian
sumber-sumber daya telah menyebabkan berkembangnya alat-alat yang dapat
dipergunakan untuk mengurangi jumlah pemakaian air di daerah pemukiman.
4. Keberadaan Industri dan Perdagangan
Keberadaan industri dan perdagangan dapat mempengaruhi banyaknya
kebutuhan air per kapita dari suatu kota.
5. Iuran Air dan Meteran
Bila harga air mahal, orang akan lebih menahan diri dalam pemakaian air dan
industri mungkin mengembangkan persediaannya sendiri dengan biaya yang
lebih murah. Para langganan yang jatah air diukur dengan meteran akan
cenderung untuk memperbaiki kebocoran-kebocoran dan mempergunakan air
dengan jarang. Pemasangan meteran pada beberapa kelompok masyarakat telah
menurunkan pengguanaan air hingga sebanyak 40 persen.
6. Ukuran Kota
Penggunaan air per kapita pada kelompok masyarakat yang mempunyai
jaringan limbah cenderung untuk lebih tinggi di kota-kota besar daripada di
kota kecil. Secara umum, perbedaan itu diakibatakan oleh lebih besarnya
pemakaian oleh industri, lebih banyaknya taman-taman, lebih banyaknya
Universitas Sumatera Utara
pemakaian air untuk perdagangan dan barang kali juga lebih banyak
kehilangan dan pemborosan di kota-kota besar.
Untuk memproyeksi jumlah kebutuhan air bersih dapat dilakukan berdasarkan
perkiraan kebutuhan air untuk berbagai macam tujuan ditambah perkiraan kehilangan
air. Adapun kebutuhan air untuk berbagai macam tujuan pada umumnya dapat dibagi
dalam :
a. Kebutuhan domestik
- sambungan rumah
- sambungan kran umum
b. Kebutuhan non domestik
- Fasilitas sosial (Masjid, panti asuhan, rumah sakit dan sebagainya)
- Fasilitas perdagangan/industri
- Fasilitas perkantoran dan lain-lainnya
Sedangkan kehilangan air dapat disebabkan oleh dua hal, yaitu :
a. Kehilangan air akibat faktor teknis, misalnya kebocoran dari pipa distribusi
b. Kehilangan air akibat faktor non teknis, antara lain sambungan tidak terdaftar.
kerusakan meteran air, untuk kebakaran dan lain-lainnya.
2.7.1 Kebutuhan Domestik
Menurut Kindler and Russel (1984), kebutuhan air untuk tempat tinggal
(kebutuhan domestik) meliputi semua kebutuhan air untuk keperluan penghuni.
Meliputi kebutuhan air untuk mempersiapkan makanan, toilet, mencuci pakaian,
Universitas Sumatera Utara
mandi (rumah ataupun apartemen), mencuci kendaraan dan untuk menyiram
pekarangan. Tingkat kebutuhan air bervariasi berdasarkan keadaan alam di area
pemukiman, banyaknya penghuni rumah, karakteristik penghuni serta ada atau
tidaknya penghitungan pemakaian air.
Sedangkan menurut Linsey and Franzini (1986), penggunaan rumah tangga
adalah air yang dipergunakan di tempat-tempat hunian pribadi, rumah-rumah
apartemen dan sebagainya untuk minum, mandi, penyiraman taman, saniter dan
tujuan-tujuan lainnya. Taman dan kebun-kebun yang luas mengakibatkan sangat
meningkatnya konsumsi pada masa-masa kering.
Penggunaan air kota dan jumlah-jumlah yang dipakai di Amerika Serikat
menurut Linsey and Franzini (1986), untuk keperluan rumah tangga berkisar antara
40-80 GPCD (gallon per kapita per hari) atau 150-300 LPCD (liter per kapita per
hari) dan umumnya berkisar antara 65 GPCD (gallon per kapita per hari) atau 250
LPCD (liter per kapita per hari), sedangkan menurut Kindler and Russel (1984),
penggunaan air rata-rata untuk rumah tangga adalah sebagai berikut :
Tabel 2.2 Penggunaan Air Rata-rata Untuk Rumah Tangga
Jenis Kegiatan Kebutuhan Air (liter / orang / hari) Dapur 45 Kamar mandi 60 Toilet 70 Mencuci pakaian 45 Lainnya (termasuk keperluan diluar rumah) 75 Total 295 Sumber : J. Kindler and C.S. Russel, 1984. Modeling Water Demands.Academic Press Inc. London, hal 153.
Universitas Sumatera Utara
2.7.2 Kebutuhan Non Domestik
Kebutuhan non domestik adalah kebutuhan air bersih selain untuk keperluan
rumah tangga dan sambungan kran umum, seperti penyediaan air bersih untuk
perkantoran, perdagangan serta fasilitas sosial seperti tempat-tempat ibadah, sekolah,
hotel, puskesmas, serta pelayanan jasa umum lainnya.
Tabel 2.3. Rata-rata Kebutuhan Air Per Orang Per Hari (Soufyan Moh. Noerbambang & Takeo Morimura, 2005)
No. Jenis Gedung
Pemakaian air rata rata per hari (liter)
Jangka waktu pemakaian air rata rata sehari (jam)
Perbandingan luas lantai efektif/total (%)
Keterangan
1 Perumahan mewah 250 8-10 42-45 Setiap penghuni
2 Rumah biasa 160-250 8-10 50-53 Setiap penghuni
3 Apartemen 200-250 8-10 45-50 Mewah: 250 liter Menengah : 180 ltr Sendiri : 120 ltr
4 Asrama 120 8 45-48 Sendiri
5 Rumah sakit 1000 8-10 50-55
(setiap tempat tidur pasien) Pasien luar : 500 ltr Staf/pegawai :120 ltr Kelg.pasien : 160 ltr
6 SD 40 5 58 Guru : 100 liter
7 SLTP 50 6 58 Guru : 100 liter
8 SLTA dan lebih tinggi 80 6 - Guru/Dosen:100
liter
Universitas Sumatera Utara
9 Rumah-toko 100-200 8 - Penghuninya: 160 ltr
10 Gedung kantor 100 8 60-70 Setiap pegawai
11
Toko serba ada departement store
3 7 55-60 -
12 Pabrik/industri Buruh pria: 60, wanita: 100
8 -
Per orang, setiap giliran (kalau kerja lebih dari 8 jam/hari)
13 Stasiun/terminal 3 15 -
Setiap penumpang (yang tiba maupun berangkat
14 Restoran 30 5 - Untuk penghuni 160 ltr
15 Restoran umum 15 7 -
Untuk penghuni: 160 ltr, pelayan: 100 ltr 70% dari jumlahl tamu perlu 15 ltr/org untuk kakus, cuci tangan dsb.
16 Gedung pertunjukan 30 5 53-55
Kalau digunakan siang dan malam, pemakaian air dihitung per penonton, jam pemakaian air dalam tabel adalah untuk satu kali pertunjukan
17 Gedung bioskop 10 7 - -
18 Toko pengecer 40 6 -
Pedangan besar: 30 liter/tamu, 10 liter/staff atau, 5 liter per hari setiap m2 luas lantai
19 Hotel/penginapan 250-300 10 -
Untuk setiap tamu, untuk staf 120-150 liter; penginapan
Universitas Sumatera Utara
Sumber : Soufyan Moh. Noerbambang & Takeo Morimura, 2005
2.7.3 Kehilangan Air
Menurut Linsey and Franzini (1986), kehilangan dan kebocoran air adalah
air yang bocor dari sistem yang bersangkutan, kesalahan meteran, sambungan-
sambungan yang tidak sah dan lain-lain hal yang tidak dihitung. Kategori kehilangan
dan pemborosan ini sering dihitung kira-kira sebesar 20 gpcd (75/kapita per hari),
tetapi jika konstruksinya tepat dan pemeliharaannya cermat, hal itu dapat diturunkan
hingga kurang dari 5 gpcd (20 liter/kapita per hari).
200 liter
20 Gedung peribadatan 10 2 - Didasarkan jumlah
jemaah per hari
21 Perpustakaan 25 6 - Untuk setiap pembaca yang tinggal
22 Bar 30 6 - Setiap tamu
23 Perkumpulan social 30 - - Setiap tamu
24 Kelab malam 120-350 - - Setiap tempat duduk
25 Gedung perkumpulan 150-200 - - Setiap tamu
26 Laboratorium 100-200 8 - setiap staff
Universitas Sumatera Utara
2.7.4 Fluktuasi Kebutuhan Air
Kebutuhan air tidak selalu sama untuk setiap saat tetapi akan berfluktuasi.
Fluktuasi yang terjadi tergantung pada suatu aktivitas penggunaan air dalam
keseharian oleh masyarakat. Pada umumnya kebutuhan air dibagi dalam tiga
kelompok :
1. Kebutuhan rerata
2. Kebutuhan harian maksimum
3. Kebutuhan pada jam puncak
Kebutuhan harian maksimum dan jam puncak sangat diperlukan dalam
perhitungan besarnya kebutuhan air baku, karena hal ini menyangkut kebutuhan pada
hari-hari tertentu dan pada jam puncak pelayanan. Sehingga penting
mempertimbangkan suatu nilai koefisien untuk keperluan tersebut. Kebutuhan air
harian maksimum dan jam puncak dihitung berdasarkan kebutuhan dasar dan nilai
kebocoran dengan pendekatan sebagai berikut :
1. Kebutuhan harian maksimum = 1,15 x kebutuhan air rata-rata
2. kebutuhan pada jam puncak = 1,56 x kebutuhan harian maksimum
(Sumber : PDAM kota Medan)
2.8 Konsep Dasar Aliran Fluida
Untuk aliran fluida dalam pipa khususnya untuk air terdapat kondisi yang
harus diperhatikan dan menjadi prinsip utama, kondisi fluida tersebut adalah fluida
merupakan fluida inkompresibel, fluida dalam keadaan steady dan seragam. Menurut
Larry, Wiley dan Sons (2004), dijelaskan bahwa :
Universitas Sumatera Utara
AVQ ×= (2.1)
di mana: Q adalah laju aliran (m3/s), A adalah luas penampang aliran (m2), dan V
adalah kecepatan aliran (m/s).
Menurut Larry (2004), untuk aliran steady dan seragam seperti yang
tergambar pada gambar 2.2 dalam pipa dengan diameter pipa konstan pada waktu
yang sama berlaku :
2211 AVAV ×=×
di mana: V1 adalah kecepatan awal di dalam pipa (m/s), A1 adalah luas penampang
saluran pada awal pipa (m2), V2 adalah kecepatan akhir di dalam pipa (m/s),
dan A2 adalah luas penampang saluran pada akhir pipa (m2).
Gambar 2.2 Aliran Steady dan Seragam
Gambar 2.2 menjelaskan bahwa aliran yang terjadi pada suatu sistem adalah
seragam, dimana energi pada setiap titik adalah sama, besarnya kecepatan
berbanding terbalik dengan luas penampang pipa. Semakin besar luas penampang
maka kecepatan akan semakin kecil, begitu pula sebaliknya.
Universitas Sumatera Utara
2.9 Mekanisme Aliran Dalam Pipa
2.9.1 Pipa yang Dihubungkan Seri
Jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara seri maka semua pipa akan
dialiri oleh aliran yang sama. Total kerugian head pada seluruh sistem adalah jumlah
kerugian pada setiap pipa dan perlengkapan pipa yang menurut White (1986), dapat
dirumuskan sebagai berikut:
Q0 = Q1 = Q2 = Q3 = tetap (2.2)
Q0 = A1V1 = A2V2 = A3V3 (2.3)
∑ hl = hl1 + hl2 + hl3 (2.4)
di mana: Q0 adalah debit awal pada pipa (m3/s), V1 adalah kecepatan awal di dalam
pipa (m/s), A1 adalah luas penampang saluran pada awal pipa (m2), V2
adalah kecepatan akhir di dalam pipa (m/s), A2 adalah luas penampang
saluran pada akhir pipa (m2), dan hl adalah headloss pada pipa (m).
Gambar 2.3 Pipa yang Dihubungkan Seri
Keterangan gambar 2.3:
H1 = Tinggi muka air pada kolam A
H2 = Tinggi muka air pada kolam B
Universitas Sumatera Utara
H = Perbedaan tinggi muka air kolam A dan B
Hf = Headloss flow pada pipa
Persoalan yang menyangkut pipa seri sering dapat diselesaikan dengan
menggunakan pipa ekuivalen, yaitu dengan menggantikan pipa seri dengan diameter
yang berbeda-beda dengan satu pipa ekuivalen tunggal. Dalam hal ini, pipa tunggal
tersebut memiliki kerugian head yang sama dengan system yang akan digantikannya
untuk laju yang spesifik.
2.9.2 Pipa yang Dihubungkan Paralel
= arah aliran
Gambar 2.4 Pipa yang Dihubungkan Secara Parallel
Pada gambar 2.4, jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara paralel,
total laju aliran sama dengan jumlah laju aliran yang melalui setiap cabang dan rugi
head pada sebuah cabang sama dengan pada yang lain, dimana menurut White
(1986), dapat dirumuskan sebagai :
Universitas Sumatera Utara
.....222
23
33
33
22
22
22
21
11
11 =
Σ+=
Σ+=
Σ+
gvK
dLf
gvK
dLf
gvK
dLf LLL
22
22
11
11
1
2
kLdLf
kLdLf
vv
Σ+
Σ+=
3210 QQQQ ++= (2.5)
3322110 VAVAVAQ ⋅+⋅+⋅= ⋅ (2.6)
321 hhhh ∆=∆=∆=∆ (2.7)
Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa persentase aliran yang melalui
setiap cabang adalah sama tanpa memperhitungkan kerugian head pada cabang
tersebut.
Rugi head pada setiap cabang boleh dianggap sepenuhnya terjadi akibat
gesekan atau akibat katup dan perlengkapan pipa, diekspresikan menurut panjang
pipa atau koefisien losses kali head kecepatan dalam pipa yang menurut White
(1986), dapat dirumuskan dalam persamaan 2.7 dan 2.8 berikut ini:
(2.8)
Diperoleh hubungan kecepatan :
(2.9)
Universitas Sumatera Utara
2.10 Sistem Jaringan Pipa
Sistem jaringan pipa merupakan komponen utama dari sistem distribusi air
bersih/minum suatu perkotaan.
Gambar 2.5 Contoh Suatu Sistem Jaringan Pipa
Keterangan gambar 2.5:
Q1 = Debit aliran yang memasuki jaringan pipa
Q2 = Debit aliran yang memasuki jaringan pipa
Q3 = Debit aliran yang keluar dari jaringan pipa
Q4 = Debit aliran yang keluar dari jaringan pipa
Dewasa ini, sistem jaringan pipa air minum yang ada di kota-kota besar
kebanyakan dibangun sejak zaman Belanda. Hal demikian menimbulkan beberapa
kemungkinan terjadinya permasalahan-permasalahan seperti:
- kebocoran
- lebih sering terjadi kerusakan pipa atau komponen lainnya
- besarnya tinggi energi yang hilang
Universitas Sumatera Utara
- penurunan tingkat layanan penyediaan air bersih untuk konsumen
permasalahan-permasalahan di atas diperparah lagi dengan meningkatnya
sambungan-sambungan baru untuk daerah-daerah permukiman tanpa memperhatikan
kemampuan ketersediaan air dan kemampuan sistem jaringan air minum tersebut.
Jaringan pipa pengangkut air kompleks dapat dianalisis dengan cepat
menggunakan persamaan Hazen Williams atau rumus gesekan lainnya yang sesuai.
Perhitungan distribusi aliran pada suatu jaringan biasanya rumit karena harus
memecahkan serangkaian persamaan hambatan yang tidak linear melalui prosedur
yang iteratif. Kesulitan lainnya adalah kenyataan bahwa kebanyakan jaringan, arah
aliran pipa tidak diketahui sehingga losses antara dua titik menjadi sukar untuk
ditentukan. Dalam perancangan sebuah jaringan, aliran dan tekanan diberbagai titik
menjadi persyaratan utama untuk menentukan ukuran pipa, sehingga harus
diselesaikan dengan cara berurutan dan iterasi.
Sebuah jaringan yang terdiri dari sejumlah pipa mungkin membentuk sebuah
loop, dimana pipa yang sama dipakai oleh dua loop yang berbeda, seperti terlihat
pada gambar 2.5. Ada dua syarat yang harus diperhatikan agar aliran dalam jaringan
tersebut setimbang, yaitu :
1. Aliran netto ke sebuah titik harus sama dengan nol. Ini berarti bahwa laju aliran
ke sebuah titik pertemuan harus dengan laju aliran dari titik pertemuan yang
sama.
2. Headlosses netto diseputar sebuah loop harus sama dengan nol. Jika sebuah
loop ditelusuri ke arah manapun, sambil mengamati perubahan akibat gesekan
Universitas Sumatera Utara
atau losses yang lain, kita harus mendapatkan aliran yang setimbang ketika
kembali ke kondisi semula (head dan tekanan) pada kondisi awal.
Prosedur untuk menentukan distribusi distribusi aliran dalam suatu jaringan
meliputi penentuan aliran pada setiap sehingga kontinuitas pada setiap pertemuan
terpenuhi (syarat 1). Selanjutnya Headlosses dari setiap loop dihitung dan jika tidak
sama dengan nol maka aliran yang telah ditetapkan harus dikoreksi kembali dengan
perkiraan dan metode iterasi yang disebut metode Hardy Cross.
2.11 Penggunaan Software ALEID X 2004.
2.11.1 Pengenalan Software ALEID X 2004.
ALEID X 2004 adalah salah satu software distribusi dari Belanda yang
digunakan untuk menganalisa jaringan sistem distribusi. Aleid adalah program
komputer yang berbasis windows yang merupakan program simulasi dari
perkembangan waktu dari profil hidrolis dan perlakuan kualitas air bersih dalam
suatu jaringan pipa distribusi, yang didalamnya terdiri dari titik/node/junction pipa,
pompa, valve (asesoris) dan reservoir baik ground reservoar maupun reservoir
menara. Output yang dihasilkan dari program ALEID X 2004 ini antara lain debit
yang mengalir dalam pipa, tekanan air dari masing masing titik/node/junction yang
dapat dipakai sebagai analisa dalam menentukan operasi instalasi, pompa dan
reservoir serta besarnya konsentrasi unsur kimia yang terkandung dalam air bersih
yang didistribusikan dan dapat digunakan sebagai simulasi penentuan lokasi sumber
sebagai arah pengembangan.
Universitas Sumatera Utara
ALEID X 2004 didesain sebagai alat untuk mengetahui perkembangan dan
pergerakan air serta degradasi unsur kimia yang terkandung dalam air di pipa
distribusi air bersih, yang dapat digunakan untuk analisa berbagai macam sistem
distribusi, detail desain, model kalibrasi hidrolis. Analisa sisa khlor dan beberapa
unsur lainnya.
2.11.2 Langkah-Langkah Menggunakan ALEID X 2004.
Langkah-langkah untuk mulai bekerja menggunakan ALEID X 2004 adalah
sebagai berikut :
1. Gambarkan jaringan sistem distribusi yang akan dianalisa, atau import data
dasar dari jaringan yang tersimpan dalam text file.
2. Edit properties dari objek yang membentuk sistem.
Gambar 2.6 Memasukkan Data Umum Pada Node
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 2.6, data-data yang dimasukkan merupakan data-data umum
node, seperti nama node, nama node dimasukkan sesuai keinginan kita, untuk
mempermudah dalam mengingat nama node, penulis menggunakan notasi
N115 yang berarti node ke 115, setelah itu masukkan elevasi node, elevasi
node dihitung dari muka air laut dengan satuan meter, dan yang terakhir
masukkan koordinat node.
Gambar 2.7 Memasukkan Nilai Kebutuhan Air Pada Node
Gambar 2.7 menjelaskan bahwa setelah data umum dimasukkan pilih
consumption untuk memasukkan kebutuhan air per node/jam.
3. Gambarkan sistem operasi.
4. Pilih dan atur analisis option.
5. Run analisis hidrolik.
6. Lihat hasil analisis.
Universitas Sumatera Utara
2.11.3 Model Jaringan ALEID
Komponen-komponen fisik
ALEID memodelkan sistem distibusi air sebagai kumpulan garis yang
menghubungkan node-node. Garis tersebut menggambarkan pipa, pompa dan katub
kontrol. Node menggambarkan sambungan, tangki, dan reservoir. Gambar
mengilustrsikan bagaimana node-node dan garis dapat dihubungkan satu dengan
lainnya untuk membentuk jaringan, seperti terlihat pada gambar 2.8.
Gambar 2.8 Hubungan Antar Komponen Fisik Dalam ALEID X 2004
Komponen-komponen fisik dalam pemodelan sistem distribusi air dengan ALEID antara lain :
1. Sambungan (junction)
Sambungan (junction) adalah titik pada jaringan dimana link-link bertemu
dan dimana air memasuki atau meninggalkan jaringan. Input dasar yang
dibutuhkan bagi sambungan (junction) adalah:
• Elevasi pada semua referensi (biasanya rata-rata muka air laut)
• Kebutuhan air
Universitas Sumatera Utara
• Kualitas air saat ini
Hasil komputasi buat sambungan (junction) pada seluruh periode waktu
simulasi adalah :
• Head di atas permukaan tanah
• Head di atas permukaan laut
• Total kebutuhan air
Sambungan (junction) juga dapat :
• Mengandung kebutuhan air (demand) yang bervariasi terhadap waktu
• Memiliki harga kebutuhan negatif yang mengindikasikan air memasuki
jaringan
• Menjadi sumber kualitas air dimana terdapat kandungan yang memasuki
jaringan
• Memiliki lubang pengeluaran (atau sprinkler) yang menjadikan laju aliran
bergantung kepada pressure.
Pada gambar 2.8 dapat dilihat tampilan dari input data pada software
ALEID X 2004.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.9 Properties Editor Untuk Input Data Pada Junction
Pada gambar 2.9, data yang dimasukkan berupa nama node, elevasi
node dalam satuan meter, dan koordinat node.
2. Reservoir
Reservoir adalah node yang menggambarkan sumber eksternal yang
terus menerus mengalir ke jaringan. Digunakan untuk menggambarkan seperti
danau, sungai, akuifer air tanah, dan koneksi dari sistem lain. Reservoir juga
dijadikan titik sumber kualitas air.
Input utama untuk reservoar adalah head hidrolis (sebanding dengan
elevasi permukaan air jika bukan reservoir bertekanan) dan inisial kualitas air
untuk analisa kualitas air. Karena sebuah reservoir adalah sebagai poin
pembatas dalam jaringan, tekanan dan kualitas airnya tidak dapat dipengaruhi
Universitas Sumatera Utara
oleh apa yang terjadi di dalam jaringan. Namun tekanan dapat dibuat bervariasi
terhadap waktu yang di tandai dengan pola.
Gambar 2.10 Input Data Umum Pada Reservoir
Pada gambar 2.10 terlihat bahwa data yang dimasukkan berupa nama
reservoir, elevasi reservoir dihitung dari muka air laut (meter) dan koordinat
dari reservoir tersebut.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.11 Properties Editor Untuk Input Data Pada Reservoir
Gambar 2.11 menjelaskan bahwa setelah data-data umum dimasukkan
maka pilih reservoir, kemudian pilih fixed head untuk type reservoir dan
masukkan elevasi reservoir, dihitung dari muka air laut (meter).
3. Pipes
Pipes atau pipa adalah link yang digunakan untuk mengalirkan air dari
suatu node ke node yang lainnya pada suatu sistem jaringan pemipaan. Aleid
akan mengasumsikan bahwa pipa akan selalu terisi penuh. Arah aliran adalah
dari titik yang memiliki head hidrolik lebih besar menuju titik yang lebih
kecil head hidroliknya. Input data utama yang perlu diisikan, adalah :
1) Start node, merupakan titik awal atau pangkal pipa.
2) End node, merupakan titik akhir pipa atau ujung pipa.
3) Length, merupakan panjang pipa dalam meter atau feet.
Universitas Sumatera Utara
4) Diameter, merupakan diameter atau garis tengah pipa. Satuan yang
digunakan adalah inchi atau milimeter.
5) Roughness, koefisien kekasaran pipa untuk menghitung head loss.
Input data lain yang dapat ditambahkan sebagai pelengkap adalah :
Data output dari junction pipa adalah :
1) Pipe Name (nama pipa)
2) Flow (debit aliran)
3) Flow Direction (arah aliran)
4) Length (panjang pipa)
5) Velocity (kecepatan aliran)
6) Local Loss Coefficient
7) Hydraulic Grade Line
8) Wall Roughness (kekasaran saluran)
Gambar 2.12 Properties Editor Untuk Input Data Pada Pipa
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 2.12 dapat dilihat bahwa data-data yang dimasukkan pada
pipa berupa nama pipa, panjang pipa (m), diameter pipa (mm), dan kekasaran
dinding pipa (mm). Kehilangan tekanan (headloss) akibat gesekan air dengan
dinding pipa dapat dihitung menggunakan persamaan Hazen Williams, Darcy
Weisbach, Chezzy atau Manning.
Formula Hazen Williams banyak digunakan di Amerika Serikat.
Persamaan ini dapat diterapkan untuk air dengan aliran turbulen. Secara
teoritis, persamaan Darcy Weisbach adalah yang terbaik. Persamaan ini dapat
diterapkan untuk cairan lain, selain air. Persamaan Chezzy dan Manning
banyak digunakan untuk aliran pada saluran terbuka.
Koefisien resistensi dan nilai eksponensial flow untuk masing-masing
persamaan dapat dinyatakan dengan persamaan berikut ini :
Persamaan Chezzy-Manning
533
2266,4D
LQnHL = (Pers 2.10)
di mana: HL adalah headloss (feet), Q adalah debit aliran (cfs), L adalah
panjang pipa (feet), D adalah diameter pipa (feet), dan n adalah
koefisien kekasaran Manning.
Persamaan Darcy-Weisbach
Menurut Kodoatie (2002), nilai Hf adalah:
gd
LvfH f 2
2
= (Pers 2.11)
Universitas Sumatera Utara
di mana : Hf adalah headloss (m), g adalah percepatan gravitasi (m2/s), L
adalah panjang pipa (m), d adalah diameter pipa (m), v adalah
kecepatan aliran (m/s), dan f adalah faktor gesekan (tanpa satuan)
Persamaan Hazen-Williams
871,4852,1
852,1727,4DCLQHL = (Pers 2.12)
di mana: HL adalah headloss (feet), Q adalah debit aliran (cfs), L adalah
panjang pipa (feet), D adalah diameter pipa (feet), dan C adalah
koefisien kekasaran (faktor Hazen Williams).
Setiap persamaan memiliki koefisien kekasaran masing-masing.
Koefisien kekasaran untuk berbagai jenis pipa berdasarkan umur materialnya
dapat dilihat dalam tabel berikut.
Tabel 2.4 Koefisien Kekasaran Untuk Berbagai Jenis Pipa
Material Hazen-Williams
C (unitless)
Darcy-Weisbach
e (milifeet)
Manning’s
n (unitless)
Cast iron 130-140 0.85 0.012-0.015
Concrete or concrete lined 120-140 1.0-10 0.012-0.017
Galvanized iron 120 0.5 0.015-0.017
Plastic 140-150 0.005 0.011-0.015
Steel 140-150 0.15 0.015-0.017
Vitrified clay 110 0.013-0.015
Sumber : Manual User Software ALEID X 2004
Universitas Sumatera Utara
Minor Losses
Minor Head Losses, disebut juga local losses, atau dalam ALEID X
2004 sebagai loss coefficient, disebabkan oleh kehilangan tekanan pada pipa
karena perlengkapan pemipaan seperti belokan-belokan, valve dan berbagai
fitting lainnya. ALEID X 2004 akan menghitung minor losses dengan cara
menambahkan data koefisien minor losses pada pipa. Minor losses sebanding
dengan kecepatan air yang melewati pipa atau valve (V2/2g).
4. Pumps
Pumps atau Pompa adalah link yang memberi tenaga ke fluida untuk
menaikkan head hidrolisnya. Input parameternya adalah node awal dan akhir,
dan kurva pompa (kombinasi dari head dan aliran dimana pompa harus
memproduksinya). Parameter output yang prinsip adalah aliran dan pencapaian
head. Aliran melalui pompa adalah langsung dan ALEID tidak akan
membolehkan pompa untuk beroperasi diluar range dari kurva pompa.
Gambar 2.13 Input Data Umum Pada Pompa
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 2.13 diperlihatkan bahwa data-data umum pada pompa
yang dimasukkan berupa nama pompa, titik awal dan akhir pompa, dan
nomor pompa.
Gambar 2.14 Properties Editor Untuk Input Data Pada Pompa
Pada gambar 2.14, setelah data-data umum pompa dimasukkan, maka
tentukan tinggi tekanan pompa (m) dan debit yang mengalir pada pompa
(m3/hr) sehingga membentuk kurva karakteristik yang menggambarkan
hubungan antara debit dan tinggi tekanan pada pompa.
Debit aliran pompa dan posisi serta bentuk dari pompa dapat diubah
pada kurva pompa, Seperti halnya pipa, pompa dapat diatur hidup dan mati
dalam pengaturan waktu atau dalam kondisi yang pasti muncul dalam
jaringan. Operasional pompa dapat juga dijelaskan dengan menetapkannya
dalam pola waktu atau relatif terhadap pengaturan kecepatan. Aliran melalui
pompa adalah tidak langsung.
Universitas Sumatera Utara
Jika pengkondisian sistem membutuhkan lebih banyak head daripada
yang dihasilkan pompa,ALEID mematikan pompa. Jika kebutuhannya
melebihi maksimum aliran, ALEID mengekstarpolasi kurva pompa kepada
aliran yang dibutuhkan, jika tidak akan menghasilkan head negatif.
5. Valves
Valve adalah link yang membatasi pressure atau flow pada nilai
tertentu dalam sebuah jaringan. Input yang penting dimasukkan adalah :
1) Start dan End node, untuk menentukan orientasi arah aliran air dalam
pipa.
2) Diameter valve
3) Tipe valve
4) Setting valve
Gambar 2.15 Properties Editor Untuk Input Data Pada Katup
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 2.15 diperlihatkan bahwa data-data yang dimasukkan
berupa nama valve, diameter valve (mm), panjang valve (m), kekasaran
dinding valve (mm) dan keterangan buka tutup valve. Input lainnya adalah
loss coefficient. Output link valve adalah flow rate, velocity, length, wall
roughness, hydraulic grade line, dan local loss coefficient.
Berbagai tipe link valve dalam ALEID X 2004 adalah :
1) Pressure Reducing Valve (PRV)
2) Pressure Sustaining Valve (PSV)
3) Pressure Breaker Valve (PBV)
4) Flow Control Valve (FCV)
5) Throttle Control Valve (TCV)
6) General Purpose Valve (GPV)
PSV dan PRV digunakan untuk membatasi pressure hingga nilai
tertentu dalam suatu jaringan pipa. ALEID mengatur PRV dan PSV pada tiga
kondisi yang berbeda, yaitu : terbuka sebagian, terbuka seluruhnya dan
tertutup. PBV menentukan pressure loss tertentu yang melalui valve. Aliran
yang melalui valve bisa dua arah. PBV dapat digunakan untuk simulasi
jaringan distribusi, dimana penurunan yang terjadi diketahui. FCV akan
membatasi flow yang lewat pada link. ALEID X 2004 akan memberikan
warning message apabila flow yang terjadi tidak dapat dipertahankan tanpa
menambah head pada valve.
TCV mensimulasikan valve yang tertutup sebagian dengan
menyesuaikan minor headloss pada valve. Hubungan antara derajat tutupan
valve dengan koefisien headloss yang terjadi dapat diperoleh dari produsen
Universitas Sumatera Utara
pembuat valve. GPV mewakili link dimana pola hubungan flow dengan
headloss yang terjadi tidak mengikuti formula standar. Biasa digunakan untuk
memodelkan turbin atau sumur draw down.
Shut off valve atau gate valve dan non-return valve atau check valve
bukan merupakan bagian dari link valve tersendiri, melainkan merupakan
property dari pipa. Untuk gate valve dapat diatur dengan menentukan loss
coefficient-nya.
Komponen-komponen non-fisik
ALEID memiliki 3 objek informasi yang menggambarkan aspek
operasional dari sistem distribusi, yaitu : Pattern, Curve dan Control.
1) Pattern
Pattern adalah gabungan dari beberapa pola faktor pengali yang dapat
berubah terhadap waktu. Demand tiap node, head reservoir dan jadwal operasi
pompa dapat memiliki time pattern yang diatur khusus untuk masing-masing
komponen fisik. Interval waktu pada pattern merupakan variabel utama yang
dapat diset pada time option dalam project. Misalnya, demand pada sebuah node
rata-rata 6 m3/hari, asumsikan interval time pattern diset 1 jam, dan faktor
pengali untuk demand pada node sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.5 Penggunaan Pattern Demand Pada ALEID X 2004
Period 1 2 3 4 5 6
multiplier 0.5 0.8 1 1.2 0.9 0.7
Period 7 8 9 10 11 12 13
multiplier 0.8 0.7 0.6 1.2 1 0.9 0.8
Sumber : Manual User Software ALEID X 2004
2) Curve
Curve adalah obyek yang mengandung rangkaian data yang
menjelaskan tentang hubungan antara dua besaran. Dua atau lebih obyek dapat
digabungkan dalam sebuah kurva. Model ALEID dapat menyediakan tipe
kurva sebagai berikut:
1. Pump Curve
2. Flow Rate Curve
3. Time Series Pipe Curve
4. Time Series Node Curve
3) Control
Control adalah pernyataan yang menggambarkan bagaimana kontrol
jaringan beroperasi sepanjang waktu. Kontrol men-spesifikasikan status link-
link tertentu sebagai fungsi dari waktu, level air pada tangki atau tekanan pada
point-point tertentu. Control juga mengatur penutupan dan pembukaan pompa
pada jam-jam tertentu.
Universitas Sumatera Utara
Model Simulasi Hidrolik
Model simulasi hidrolik ALEID akan menghitung head pada junction dan
flow dalam link pada level reservoir, tangki dan water demand yang telah ditentukan
selama periode waktu tertentu. Setiap waktunya level air dalam reservoir dan water
demand diperbaharui sesuai dengan adanya time patern. Head dan flow pada setiap
waktu merupakan hasil perhitungan dari persamaan aliran untuk setiap junction.
Proses ini dikenal sebagai “Hydraulic Balancing” jaringan menggunakan teknik
iterasi.
Universitas Sumatera Utara