Download - sistem penyaluran air minum
QUIZ 2 SPAMTanggal 5 April 2012
POSO NASUTION 21080110110031
Studi Kasus
Kota X mengalami kendala kekurangan air. Dalam perkembangannya, pemerintah setempat melalui
Dinas Pekerjaan Umum Kota X melakukan studi dan didapatkan rekomendasi sumber air yang dapat
digunakan untuk melayani kekurangan kebutuhan air minum pada wilayah pelayanannya. Berikut ini
diketengahkan peta sumber air dan rencana pelayanannya.
Gambar 1. Skema Sistem Rencana SPAM Kota X
GR zona 3
GR zona 2
GR zona 1
Elevated Reservoir Utama
Ground Reservoir Utama
Mata Air X
Gambar 2. Skema Sistem Rencana SPAM Kota X
MA X+ 225 mdpl600 L/detik
Dimensi = ? m
L = 5.000 m
L = 47.000 m
Ground Reservoir+ 110 mdpl
Dimensi = ? m
Pompa
Elevated Reservoir+ ? mdpl
Dimensi = ? m
L = 1.000 m L = 1.000 m L = 1.000 m
L = 1.000 m
Zona 3∑ jiwa = 50.000 jiwa
Ground Reservoir+ ? mdpl
Dimensi = ? m
Zona 2∑ jiwa = 250.000 jiwa
Ground Reservoir+ ? mdpl
Dimensi = ? m
Zona 1∑ jiwa = 132.000 jiwa
Ground Reservoir+ ? mdpl
Dimensi = ? m
Diketahui:
1. Debit = 600 L/detik
2. Elevasi sumber air X = 225 mdpl
3. Elevasi ground reservoir = 110 mdpl
4. Panjang pipa transmisi = 47.000 meter
5. Jenis pipa = HDPE S-24
Ditanya:
1. Rencanakan dimensi broncapturing (perhitungan manual)
2. Rencanakan dimensi reservoir (ground dan elevated) (perhitungan manual)
3. Rencanakan ketinggian atau kontur elevated reservoir dan ground reservoir zona 1 – 3 dengan
memperhatikan prinsip bernoulli (perhitungan manual)
4. Rencanakan jaringan transmisi (perhitungan manual)
5. Rencanakan pompa (perhitungan manual)
6. Rencanakan diameter pipa (perhitungan manual)
Catatan:
Saudara/i bisa merekomendasikan suatu perubahan sistem apabila memang diperlukan
Perhitungan untuk Broncapturing
Q = 600 l/dt = 0.6 m3/dt
Asumsi bahwa waktu detensi air pada bak broncapturing (t) = 2 menit = 120 dt
MAKA Volume (V) = Q.t
V = Q.t V = 0.6 m3/dt x 120 dt
V = 72 m 3
Asumsi bahwa dasar bak adalah persegi dengan panjang = lebar = x
dan kedalaman bak (h) = 1.25 x
MAKA x.x.1.25x = 72 m3
1.25 x3 = 72 m3 x = 3.86 m ≈ 4 m
h = 1.25x h = 5 m
Volume bak broncapturing yang digunakan = p.l.h = 4x4x5 = 80 m3
Dimensi bak :
panjang = 4 m
lebar = 4 m
tinggi = 5 m
Karena perbedaan tinggi antara bak penangkap air dengan bak ground reservoir 115 meter, maka diperlukan satu buah BPT (BAK PELEPAS TEKAN).
BPT dipasang pada ketinggian 110 + (115/2) = 167.5 m ≈ 168 m dengan jarak 24000 m dari bak Broncapturing.
Ukuran BPT minimal 3 m3 dengan dimensi ( 1.5 m x 1.5 m x 1.5 m )
Broncapturing
BPT
GR utama
Perhitungan untuk Ground Reservoir Utama
Q = 600 l/dt = 0.6 m3/dt
Asumsi bahwa waktu detensi air pada bak Ground Reservoir Utama (t) = 1 menit = 60 dt
MAKA Volume (V) = Q.t
V = Q.t V = 0.6 m3/dt x 60 dt
V = 36 m 3
Asumsi bahwa dasar bak adalah persegi dengan panjang = lebar = x
dan kedalaman bak (h) = 1.25 x
MAKA x.x.1.25x = 36 m3
1.25 x3 = 36 m3 x = 3 m
h = 1.25x h = 3.83 m ≈ 4.5 m
Volume bak GR utama yang digunakan = p.l.h = 3x3x4.5 = 40.5 m3
Dimensi bak :
panjang = 3 m
lebar = 3 m
tinggi = 4.5 m
Perhitungan untuk Ground Reservoir Elevasi
Q = 600 l/dt = 0.6 m3/dt
Asumsi bahwa waktu detensi air pada bak Ground Reservoir Elevasi (t) = 1 menit = 40 dt
MAKA Volume (V) = Q.t
V = Q.t V = 0.6 m3/dt x 40 dt
V = 24 m 3
Asumsi bahwa dasar bak adalah persegi dengan panjang = lebar = x
dan kedalaman bak (h) = 1.25 x
MAKA x.x.1.25x = 24 m3
1.25 x3 = 24 m3 x = 2.75 m
h = 1.25x h = 3.34 m ≈ 3.5 m
Volume bak GR Elevasi yang digunakan = p.l.h = 2.75 m x 2.75 m x 3.5 m = 26.5 m3
Dimensi bak :
panjang = 2.75 m
lebar = 2.75 m
tinggi = 3.5 m
Kebutuhan Air berdasarkan jumlah penduduk pada zona pelayanan
Zona 1
Asumsi bahwa kebutuhan air pada kota X adalah 100 lt/orang /hari
Jumlah penduduk = 132.000 jiwa
Dengan memperkirakan bahwa kenaikan pemakaian air adalah 2.5 % pertahun, maka untuk 5
tahun kedepan kebutuhan aor penduduk kota X adalah :
P5 = 100 (1+ 2.5/100)5 = 113 lt/orang/hari
Kebutuhan untuk 132 000 orang adalah = 132 000 orang x 113 lt/orang/hari = 14.916.000 lt/hari
Debit air yang dibutuhkan oleh zona 1 = (14.916.000/(60x60x24)) = 172.64 lt/dt
Zona 2
Asumsi bahwa kebutuhan air pada kota X adalah 100 lt/orang /hari
Jumlah penduduk = 250.000 jiwa
Dengan memperkirakan bahwa kenaikan pemakaian air adalah 2.5 % pertahun, maka untuk 5
tahun kedepan kebutuhan aor penduduk kota X adalah :
P5 = 100 (1+ 2.5/100)5 = 113 lt/orang/hari
Kebutuhan untuk 250.000 orang adalah = 250.000 orang x 113 lt/orang/hari = 28.250.000 lt/hari
Debit air yang dibutuhkan oleh zona 1 = (28.250.000/(60x60x24)) = 326.96 lt/dt
Zona 3
Asumsi bahwa kebutuhan air pada kota X adalah 100 lt/orang /hari
Jumlah penduduk = 50.000 jiwa
Dengan memperkirakan bahwa kenaikan pemakaian air adalah 2.5 % pertahun, maka untuk 5
tahun kedepan kebutuhan aor penduduk kota X adalah :
P5 = 100 (1+ 2.5/100)5 = 113 lt/orang/hari
Kebutuhan untuk 50.000 orang adalah = 50.000 orang x 113 lt/orang/hari = 5.650.000 lt/hari
Debit air yang dibutuhkan oleh zona 1 = (5.650.000/(60x60x24)) = 65.39 lt/dt
Kebutuhan air untuk ke-3 zona diatas
Kebutuhan air zona 1 + zona 2 + zona 3 = 172.64 lt/dt + 326.96 lt/dt + 65.39 lt/dt = 564.99
lt/dt ≈ 565 lt/dt
Debit (Q) air = 600 lt/dt
Kebutuhan air tercukupi karena
Kebutuhan air < debit aliran 565 lt/dt < 600 lt/dt
Perencanaan reservoir elevasi dan reservoir pada zona distribusi.
Untuk elevated reservoir direncanakan ketinggian nya 150 mdpl
Diperlukan pompa untuk mengalirkan air dari main ground reservoir ke elevated reservoir.
Untuk perhitungan spek pompa yang diperlukan akan ditunjukkan pada perhitungan selanjutnya.
Untuk zona 1, elevasi rencana 120 mdpl
Untuk zona 2, elevasi rencana 130 mdpl
Untuk zona 3, elevasi rencana 120 mdpl
Untuk zona distribusi semuanya memakai system gravitasi. Karena perbedaan tinggi masing-
masing bak distribusi di masing-masing zona dengan elevated reservoir < 65 m maka tidak
diperlukan bak pelepas tekan (BPT).
Perencanaan Jaringan Transmisi Dan Penentuan Diameter Pipa Transmisi
1. Perhitungan dimensi Pipa dari Broncapturing ke BPT
Q = 0.6 m3/dt
L = 24000 m
∆H = 225-168 = 57 m
dimana I = H/L
0.6 m3/dt = 0.27853 x 130 x D2.63 x(57/24000)
D = 0.727408787 m
Kehilangan tinggi tekan
Hf = 57.56200698m
2. Perhitungan dimensi dari BPT ke GR utama
Q = 0.6 m3/dt
L = 23000 m
∆H = 168-110 = 58 m
dimana I = H/L
0.6 m3/dt = 0.27853 x 130 x D2.63 x(58/23000)
D = 0.718509702 m
Kehilangan tinggi tekan
Hf = 58.57159972 m
3. Perhitungan dari GR utama ke Elevated Reservoir
Q = 0.6 m3/dt
L = 5000 m
∆H = 150-110 = 40 m
dimana I = H/L
0.6 m3/dt = 0.27853 x 130 x D2.63 x(58/5000)
D = 0.566872874 m
Kehilangan tinggi tekan
Hf = 40.39066038 m
4. Perhitungan dari ER ke bak pembagi pada
1. Zona 1
Q = 0.17264 m3/dt
L = 1000 m
∆H = 150-120 = 30 m
dimana I = H/L
0.17264 m3/dt = 0.27853 x 130 x D2.63 x(58/1000)
D = 0.26910179 m
Kehilangan tinggi tekan
Hf = 30.35458105 m
2. Zona 2
Q = 0.32696 m3/dt
L = 1000 m
∆H = 150-130 = 20 m
dimana I = H/L
0.32696 m3/dt = 0.27853 x 130 x D2.63 x(58/1000)
D = 0.372846178 m
Kehilangan tinggi tekan
Hf = 20.21491027 m
3. Zona III
Q = 0.06539 m3/dt
L = 1000 m
∆H = 150-120 = 30 m
dimana I = H/L
0.06539 m3/dt = 0.27853 x 130 x D2.63 x(58/1000)
D = 0.186037701 m
Kehilangan tinggi tekan
Hf = 30.40504578 m
Perencanaan Pompa
Perencanaan Pompa terkhusus pada pengaliran air dari GR utama ke Elevated Reservoir yaitu untuk
mengalirkan air dari ketinggian 110 mdpl ke 150 mdpl. Dimana ∆H = 40 meter. Debit aliran air tetap 0.6
m3/dt dan panjang pipa pengaliran adalah 5000 m, dengan diameter 0.566872874 m yang telah didapatkan
pada perhitungan sebelumnya.
MAKA
1. Head loss pompa
Asumsi bahwa pompa dioperasikan selama 8 jam sehari maka :
Q pompa = (24/8) x 0.6 m3/dt = 1.8 m3/dt
Karena debit yang terlalu besar maka dimungkinkan untuk menambah jumlah pompa,
pada kasus ini direncanakan ada 3 pompa yang beroperasi. Dengan debit masing-masing
pompa 0.6 m3/dt. Maka diperoleh Hf seperti yang telah dihitung pada perhitungan
sebelumnya, bahwa
Hf = 40.39066038 m
2. Akibat Belokan
Kecepatan aliran
V = (0.354x130x(0.566872874)0.63x(40/5000)0.54
V = 2.373073464 m/dt MASIH MEMENUHI
Terdapat tiga belokan 90o
Hf = k. v2/2g 0.33 x 0.5668728742/(2x9.81)
Hf = 0.094719043 m
Hf total = 3 x 0.094719043 m = 0.28415713 m
3. Head Loss Total Pompa
H statis + Hf gesek + Hf belokan
40 + 40.39066038+0.28415713 = 80.67481751 m
Menentukan Spek Pompa
Daya pompa
Daya=0.6 x1 x 80.67481751
76.1
0.636HP 0.636 Horse Power
Harus memiliki debit 0.6 m3/dt
Harus memiliki total head minimal 81 meter