PERENCANAAN JARINGAN PERPIPAAN AIR BERSIH UNTUK PEMENUHAN KEBUTUHAN AIR DI LINGKUNGAN NYANGGET (MONTONG SARI), DESA GERUNG UTARA, LOMBOK BARAT PLANNING OF CLEAN WATER PIPING NETWORK TO MEET WATER NEEDS IN THE ENVIRONMENT NYANGGET (MONTONG SARI) OF THE GERUNG VILLAGE NORTH OF WEST LOMBOK Ahmad Fathoni Hidayat¹, I D G Jaya Negara, dan Hartana² ¹ Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Mataram ² Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Mataram ABSTRACT Dalam setiap aktifitasnya manusia mutlak membutuhkan air. Namun dalam perkembangannya, penyediaan air bersih tidak luput dari masalah. Salah satu masalah pokok yang dihadapi di Lingkungan Nyangget (Montong Sari). Adanya sumber air yang tidak dimanfaatkan semaksimal mungkin hanya memanfaatkan alat seadanya dalam memanfaatkan air yg ada dan hanya membiarkan air mengalir terbuang ke aliran sungai padahal air ini dapat di manfaatkan sebagai pemenuhan kebutuhan air Masyarakat Lingkungan Nyangget (Montong Sari) seperti mencuci, mandi, dan minum. Di lain sisi sumber air ini dimanfaatkan Masyarakat sebagai alternatif pengganti pelayanan dari PDAM yang sering mengalami masalah dalam pendistribusian dan pelayanan. Masyarakat Nyangget (Montong Sari) membuat pancuran seadanya dari bambu yang ada di areal sumber air dan membuat tampungan kecil sebagai wadah sementara, maka dari itu perlu adanya perencanaan jaringan perpipaan dalam pemenuhan kebutuhan air di Lingkungan Nyangget (Montong Sari), Desa Gerung Utara, Lombok Barat. Perencanaan ini menghitung proyeksi laju pertumbuhan penduduk dan kebutuhan air bersih sampai 10 tahun kedepan ( tahun 2028). Selanjutnya menganalisis hidrolika sistem penyediaan air bersih menggunakan program Epanet 2.0, yaitu meliputi dimensi pipa, tekanan aliran,kecepatan aliran dan debit yang mengalir ke lokasi sasaran. Berdasarkan hasil perencanaan diperoleh jumlah kebutuhan air bersih untuk Lingkungan Nyangget (Montong Sari), Desa Gerung Utara, Lombok Barat untuk 10 tahun kedepan ( tahun 2028) sebesar 6.872 l/dt dari kondisi debit sumber yang tersedia adalah 8.598 l/dt. Hal tersebut artinya bahwa debit yang ada sudah cukup memadai untuk melayani daerah cakupan pelayanan. Nilai tinggi tekanan yang dihasilkan pada node (junction) untuk masing – masing skema jaringan, secara keseluruhan tekanan yang terjadi di semua Junction berkisar antara 10 m sampai 11.41 m pada skema jaringan 1 dan 10 m sampai 13.17 m pada skema jaringan 2. Dimana nilai tekanan yang di dapatkan pada masing – masing node masuk dalam kriteria Permen PU tentang Penyelenggaraan Pengembangan SPAM Nomor : 18/PRT/M/2007 yaitu antara 10 m sampai 80 m utnuk pipa PVC. Nilai tinggi kecepatan aliran yang terjadi di semua Junction pada masing – masing skema jaringan berkisar antara 0.3 m/dt sampai 5.26 m/dt pada skema jaringan 1 dan 0.3 m/dt sampai 11.74 m/dt. Dimana nilai tinggi kecepatan aliran yang di dapatkan masing – masing skema jaringan masuk dalam Permen PU tentang Penyelenggaraan Pengembangan SPAM Nomor : 18/PRT/M/2007 yaitu antara 0,3 m/dt sampat 5,0 m/dt. Kata kunci: jaringan air bersih, jumlah penduduk, program Epanet 2.0. 1. Pendahuluan Air bersih merupakan salah satu kebutuhan mendasar dalam menunjang kehidupan manusia, baik itu untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari maupun kepentingan lainnya seperti pertanian, industri dan lain-lain. Namun, di sisi lain tidak semua kita berpikir dan bertindak secara bijak dalam menggunakannya. Mengingat air bersih merupakan kebutuhan yang tidak terbatas dan berkelanjutan yang harus terpenuhi setiap saat, tidak hanya menyangkut debit yang cukup tetapi secara kualitas memenuhi standar yang berlaku dan secara kuantitas maupun kontinuitas harus dapat memenuhi kebutuhan masyarakat yang dilayaninya. Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Kualitas air harus memenuhi syarat kesehatan yang meliputi persyaratan mikrobiologi, fisika kimia, dan radioaktif (Peraturan Menteri Kesehatan No. 416 Tahun 1990). Di sisi lain keberadaan akan air bersih menyangkut hidup orang banyak sehingga mendapatkan prioritas penanganan utama. Oleh karena itu, dalam rangka penyediaan kebutuhan air bersih yang memenuhi syarat kesehatan, melalui program peningkatan penyediaan air bersih pada daerah perkotaan dan daerah pedesaan, pemerintah melakukan berbagai cara dan disesuaikan dengan sarana dan prasarana yang ada sehingga pemanfaatan sumber daya air bersih dapat dilakukan secara optimal. 1 Salah satu desa yang ada di kabupaten Lombok Barat yaitu Desa Gerung Utara. Desa ini merupakan bagian dari wilayah Kecamatan Gerung. Di desa ini terdapat sumber mata air yang berada di lingkungan Nyangget (Montong Sari) Desa Gerung Utara dengan jumlah penduduk sekitar 1790 jiwa dalam 476 kk (kepala keluarga). Elevasi mata air berada pada 26.00 m dpl. Adanya sumber air yang tidak dimanfaatkan semaksimal mungkin hanya memanfaatkan alat seadanya dalam memanfaatkan air yg ada dan hanya membiarkan air mengalir terbuang ke aliran sungai padahal air ini dapat di manfaatkan sebagai pemenuhan kebutuhan air Masyarakat Lingkungan Nyangget (Montong Sari) seperti mencuci, mandi, dan minum. Di lain sisi sumber air ini dimanfaatkan Masyarakat sebagai alternatif pengganti pelayanan dari PDAM yang sering mengalami masalah dalam pendistribusian dan pelayanan. Masyarakat Nyangget (Montong Sari) membuat pancuran seadanya dari bambu yang ada di areal sumber air dan membuat tampungan kecil sebagai wadah sementara. Di lingkungan Nyangget ini terdapat 15 titik mata air yang dimanfaatkan warga dan sesuai hasil perhitungan debit pada tanggal 4 april 2018 menggunakan wadah dengan kapasitas volume tampungan sebesar 1 liter dan mencatat waktu yang terjadi didapatkan sebesar 8.598 lt/dtk pada 15 titik mata air. Berdasarkan uraian singkat diatas, Maka perlu adanya „„Perencanaan Jaringan Perpipaan Air Bersih Untuk Pemenuhan Kebutuhan Air Di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Desa Gerung Utara Lombok Barat‟‟. 1.2 1.3 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang tersebut diatas dapat diambil suatu rumusan masalah yaitu: 1. Berapa potensi sumber daya air yang ada di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Desa Gerung Utara? 2. Berapa kebutuhan air bersih bagai masyarakat Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Desa Gerung Utara hingga 10 tahun ke depan? 3. Bagaimana sistem perencanaan jaringan perpipaan air bersih untuk pemenuhan kebutuhan air di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Desa Gerung Utara? Tujuan Penelitian Adapun tujuan yang ingin dicapai dari studi ini adalah : 1. Mengetahui potensi sumber daya air yang ada di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Desa Gerung Utara. 2. Untuk mengetahuti kebutuhan air bersih yang dibutuhkan masyarakat di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Desa Gerung Utara hingga 10 tahun ke depan. 3. Merencanakan jaringan perpipaan, gambar rencana dan dimensi jaringan perpipaan air bersih untuk pemenuhan kebutuhan air di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Desa Gerung Utara. 1.4 Manfaat Penelitian Sesuai dengan tujuan yang akan dicapai, maka penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut: 1. Mampu memberikan suplai air bersih kepada masyarakat Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Desa Gerung Utara. Dengan adanya sistem jaringan perpipaan air bersih yang bersumber dari mata air. 2. Agar mampu memenuhi kebutuhan air bersih masyarakat Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Desa Gerung Utara. 3. Memberikan solusi bagaimana cara pengembangan dalam memanfaatkan sumber daya air yang ada. 4. Hasil perencanaan ini diharapkan menjadi pertimbangan bagi pihak-pihak terkait dengan kebutuhan air bersih guna menunjang aktivitas sehari-hari masyarakat. 1.5 Batasan Masalah Untuk memudahkan penyelesaian masalah sesuai dengan tujuan yang diinginkan maka batasan masalah pada analisis ini adalah : 1. Perhitungan jumlah kebutuhan air bersih untuk kebutuhan air domestik saja. 2. Perencanaan hanya pada jaringan air bersih dengan perencanaan kebutuhan air bersih hingga 10 tahun ke deapan. 3. Perhitungan (RAB) tidak dilakukan. 4. Perencanaan hanya mencakup desain jaringan pipa dan reservoir (bak penampung). 5. Analisis hidrolika sistem penyediaan air bersih menggunakan program Epanet 2.0, yaitu meliputi dimensi pipa, kecepatan aliran dan debit yang mengalir ke lokasi sasaran. 2. Landasan Teori 2.1 Definisi Air Bersih Sistem penyediaan air bersih adalah suatu sistem yang mampu menyediakan air yang dapat digunakan dalam jumlah yang cukup dan merupakan hal yang penting bagi suatu daerah. Kamulyan (1996), dalam teknik penyediaan air diperlukan unsur-unsur pendukung yang memungkinkan sistem penyediaan air yang digunakan untuk dapat memberikan hasil secara optimal. Unsur-unsur tersebut meliputi : sumber- 2 sumber penyediaan, sarana pengambilan atau penyadapan air, sarana pembawa atau penyaluran air, sarana pengolahan air dan sarana distribusi. Tidak semua unsur fungsional tersebut digunakan dalam sistem penyediaan air. Hal ini tergantung pada jenis sumber air, kualitas air, lokasi sumber air dan lokasi daerah pelayanan. Secara umum air bersih diartikan sebagai air yang layak untuk dijadikan air baku untuk air minum. Dengan kelayakan ini terkandung pula pengertian layak untuk mandi, cuci dan lainnya. Sebagai air yang layak untuk diminum, maka bukan berarti air bersih itu dapat langsung diminum, artinya masih perlu dimasak atau direbus hingga mendidih. Menurut Peraturan Menteri Kesehatan No. 416 Tahun 1990 tentang : Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air bahwa air adalah air minum, air bersih, air kolam renang, dan air pemandian umum. Air minum adalah air yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Kualitas air harus memenuhi syarat kesehatan yang meliputi persyaratan mikrobiologi, fisika kimia, dan radioaktif. Sedangkan menurut Pengadaan Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan tahun 2008, air bersih adalah air yang memenuhi persayaratan kesehatan untuk kebutuhan minum, masak, mandi dan energi. Air sebagai salah satu faktor essensial bagikehidupan sangat dibutuhkan dalam kriteria sebagai air bersih. Airdikatakan bersih bila memenuhi syarat sebagai berikut : Jernih/tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa. . 2.2 Sumber Air Bersih a. Air Laut b. Air Hujan c. Air Permukaan 2.3 Persyaratan dalam Penyediaan Air Bersih Sistem penyedian air bersih harus memenuhi beberapa persyaratan utama.Persyaratan tersebut meliputi persyaratan kualitatif, persyaratan kuantitatif dan persyaratan kontinuitas. a. Persyaratan Kualitatif. b. Persyaratan Kuantitatif (Debit). c. Persyaratan Kontinuitas. 2.4 Sistem Distribusi dan Sistem Jaringan Perpipaan Air Bersih Menurut Martin Dharmasetiawan (2000), pendistribusian air dilakukan dengan saluran tertutup atau dengan perpipaan dengan maksud agar tidak terjadi kontaminasi terhadap air yang mengalir di dalamnya. Di samping itu dengan sistem perpipaan air lebih mudah untuk dialirkan karena adanya tekanan air. Dua hal penting yang harus diperhatikan pada sistem distribusi adalah tersedianya jumlah air yang cukup dan tekanan yang memenuhi, 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 (kontinuitas). Ada beberapa komponen dari sistem distribusi adalah : a. Penampungan air (Reservoir) Penampungan air atau reservoir adalah suatu bangunan yang menampung air sementara sebelum didistrubusikan ke pemakai air. Lama penampungan disesuaikan dengan tingkat pemakaian air pada masa jam pemakaian puncak dan pemakaian jam rata-rata. Volume dirancang sama dengan kebutuhan pada waktu defisit pemakaian. Konstruksi reservoir harus dibuat sedemikian rupa sehingga air yang ditampung terhidar dari kontaminasi dari luar dan air yang disimpan tetap layak untuk dimanfaatkan. 1. Kapasitas reservoir Resevoir dapat berupa tangki maupun bak, dan menurut penempatannya reservoir dapat dibagi menjadi dua. Untuk mengetahui kapasitas volume reservoir yang dibutuhkan untuk menghasilkan produksi yang besarnya tertentu dapat menggunakan rumus: V = P.L.D .........................................................(2-1) dengan : V = Volume ( m3 ) L = Lebar ( m ) P = Panjang ( m ) D = Kedalaman ( m ) Konstruksi reservoir dapat terbuat dari bahan beton, baja maupun kayu. Pertimbangannya adalah : 1. Segi Teknis Dalam pertimbangan teknis penentuan reservoir harus mempertimbangkan kondisi geografis, misalnya reservoir beton lebih cocok dibangun di daerah pantai karena tingkat korosinya lebih tinggi dari baja. Untuk daerah pedalaman dimana angkutan dan air untuk kerja sulit didapatkan konstruksi beton akan lebih sulit untuk dipakai. Apabila reservoir sewaktu-waktu akan dipindahkan maka akan lebih baik dipilih dari bahan jenis baja atau kayu. 2. Segi ekonomis Segi biaya sebenarnya berkaitan dengan aspek teknis, tingkat kesulitan teknis akan tercerminkan dalam nilai biaya yang dikeluarkan untuk pelaksanaannya. Hal lain yang harus dipertimbangkan adalah umur teknis atau life time dari reservoir. Dari segi ekonomis karena daya tahan beton lebih lama maka akan menghasilkan biaya penyusutan yang lebih kecil dari pada baja. Sehingga apabila penyusutan dikuantifikasi ke biaya maka reservoir beton akan lebih murah dari pada reservoir baja. 3 2. Sistem perpipaan Sistem perpipaan merupakan rangkaian pipa yang menghubungkan antara reservoir dengan wilayah pelayanan. Pipa disusun menurut jumlah air yang akan dibawa. Secara umum pipa disusun sebagai berikut : Sistem jaringan perpipaan yang dipakai dalam mendistribusikan air bersir terdiri atas : a. Sistem Cabang (Branch System) Pada sistem ini, air hanya mengalir dari satu arah dan pada setiap ujung pipa akhir daerah pelayanan terdapat titik mati (dead end). Pipa distribusi tidak saling berhubungan, area pelayanan disuplai air melalui satu jalur pipa utama. b. Sistem Melingkar (Loop System) Pada sistem ini, pipa induk distribusi saling berhubungan satu dengan yang lain membentuk jaringan melingkar (loop) sehingga pada induk tidak ada titik mati dan air akan mengalir ke suatu titik yang dapat melalui beberapa arah dengan tekanan yang relatif stabil. c. Sistem Kombinasi (Combinasi System) Sistem jaringan perpipaan kombinasi merupakan gabungan dari sistem jaringan perpipaan bercabang dan melingkar. 3. Sistem Sambungan Pelanggan Sambungan rumah merupakan ujung terakhir dari sistem perpipaan. Semua kapasitas pipa dihitung berdasarkan banyaknya jumlah sambungan rumah yang dilayani. Tinggi reservoir yang cukup akan dapat menambah tinggi tekan. 2.6 Kebutuhan Air Besih Secara teoritis perbedaan karakter pemanfaatan air dan kebutuhan air tergantung pada beberapa faktor berikut ini (Radianta Triatmadja, 2006) : a. Usia pengguna (anak, pertumbuhan dan produktif, lanjut usia). b. Adat istiadat, kebiasaan, serta agama. c. Ketersediaaan air dari jaringan pemberi layanan dan sumber alternatif lain, kualitas air. d. Cuaca, iklim. e. Harga layanan air f. Tingkat pendapatan keluarga (individual dan atau keluarga) g. Tingkat kesadaran masyarakat akan air bersih yang sehat. Untuk pedoman analisa proyeksi kebutuhan air bersih dapat di liihat pada tabel berikut ini: Tabel 2.2 Kriteria Kebutuhan Air Bersih (domestik dan non domestik) 2.5 Sistem Pengaliran Menurut Sarwoko M, (1985) dalam siahaya is mayosa 2010:16. Untuk mendistribusikan air bersih pada dasarnya dapat dipakai salah satu sistem diantara tiga sistem pengaliran, yaitu: 1. Sistem pengaliran gravitasi Sistem ini digunakan bila elevasi sumber air baku atau pengolahan berada jauh diatas elevasi daerah layanan dan sistem ini dapat memberikan energi potensial yang cukup tinggi sehingga pada daerah layanan yang paling menguntungkan karena pengoperasian dan pemeliharaannya paling murah. 2. Sistem pemompaan Sistem ini digunakan bila elevasi antara sumber air atau instalasi dan daerah pelayanan tidak dapat memberikan tekanan air yang cukup. Untuk debit dan tekanan yang diinginkan, air akan langsung ke jaring pipa distribusi. Sistem ini biasanya diterapkan pada daerah yang perbedaan elevasinya kecil. 3. Sistem pengolahan pengaliran kombinasi Sistem ini merupakan pengaliran dimana air bersih dari sumber atau intstalasi pengolahan akan dialirkan ke jaringan dengan menggunakan pompa dan reservoir distribusi baik dioperasikan secara berganti atau bersama-sama. Reservoir ini berfungsi menampung air pada saat kebutuhan air minimum dan mendistribusikannya pada saat dibutuhkan (biasanya pada saat kebtuhan air maksimum). Catatan (PERMEN PU NO. 18/PRT/M/2007) : Kehilangan air = 15% x (Kebutuhan Domestik + kebutuhan non domestik) Q rata-rata = Kebutuhan air domestik + kebutuhan non domestik + kehilangan air Kebutuhan air maksimum (Q max) = F max x Q rata-rata F max = 1,15 – 1,5 Kebutuhan air jam puncak (Q peak) = F peak x Q rata-rata F Peak = 1,15 – 3,0 2.7 Proyeksi Jumlah Penduduk Ada beberapa metode yang dapat digunakan dalam memproyeksi jumlah penduduk yaitu: a. Metode Geometrik ( ) dengan: 4 Pn =jumlah penduduk pada tahun ke n perencanaan (jiwa) Po =jumlah penduduk pada awal tahun perencanaan (jiwa) r = ratio angka pertumbuhan tiap tahun (%) n = reriode tahun perencanaan b. Metode Aritmatik ( ) dengan : Pn =jumlah penduduk pada tahun ke n perencanaan (jiwa). Po =jumlah penduduk pada awal tahun perencanaan (jiwa). r = ratio angka pertumbuhan tiap tahun (%). n = periode tahun perencanaan. c. Metode Eksponensial Perkembangan penduduk berdasarkan metode eksponensial dapat didekati dengan persamaan berikut : ( ) dengan : Pn =jumlah penduduk pada tahun ke n perencanaan (jiwa). Po =jumlah penduduk pada awal tahun perencanaan (jiwa). e = bilangan logaritma natural besarnya sama dengan 2,7182818 r = ratio angka pertumbuhan tiap tahun (%). n = jumlah tahun proyeksi (tahun) Pemilihan Metode Proyeksi Penduduk Kriteria pemilihan dari ketiga metode diatas berdasarkan uji korelasi sederhana pada nilai koefisien korelasi terbesar. ( )( ) ...........(2.5) 2.8 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih a. Kebutuhan air domestik (qD) ( ) dengan : JP = pl% = qD = S = jumlah penduduk saat ini (jiwa) prosentase pelayanan yang akan dilayani kebutuhan air domestik (lt/org/hari) standar kebutuhan air rata-rata a. Kebutuhan air non domestik (qnD) ( ) dengan : qnD = kebutuhan air non domestik (lt/org/hari) nD% = prosentase kebutuhan air non domestik qD = kebutuhan air domestik (lt/org/hari) b. Kebutuhan air total(qT) dengan : qT = kebutuhan air total (lt/hari) qD = kebutuhan air domestik (lt/org/hari) qnD = kebutuhan air non domestik (lt/org/hari) c. Kehilangan dan kebocoran qHL = qT x (Kt%) Dengan : qHL qT Kt% = kebocoran atau kehilangan air = kebutuhan air total (lt/hari) = prosentase kehilangan atau kebocoran d. √( ( ) ) ( ( ) ) dengan : k = Koefisien korelasi Xi = Tahun proyeksi Yi = Jumlah penduduk hasil proyeksi Adapun wilayah sasaran perencanaan harus dikelompokan ke dalam kategori wilayah berdasarkan jumlah penduduk sebagai berikut : Tabel 2.3 Kategori Wilayah d. Kebutuhan air rata-rata qRH = qT+ qHL dengan : qRH = kebutuhan air rata-rata (lt/hari) qT = kebutuhan air total (lt/hari) qHL = kebocoran atau kehilangan air (lt/hari) e. Kebutuhan air jam maksimum qm = qr x F dengan : qm = kebutuhan air maksmum (lt/hari) qr = kebutuhan air rata-rata (lt/hari) F = faktor hari maksimum antara 1,15 - 1,7 2.9 Hidrolika Jaringan Perpipaan Sistim perpipaan berfungsi untuk mengalirkan zat cair atau fluida dari satu tempat ke tempat lain. Timbulnya aliran dapat diakibatkan karena adanya perbedaan elevasi atau karena pompa. Perencanaan sistem jaringan perpipaan harus dirancang dengan teliti agar sistem dapat bekerja secara optimal dan efisien. Jaringan pipa harus memenuhi persamaan kontinuitas dan tenaga. 1. Persamaan Kontinuitas Menurut Bambang Triatmodjo (2008), apabila zat cat cair tak kompresibel mengalir 5 secara kontinu melalui pipa atau saluran terbuka, dengan tampang aliran konstan ataupun tidak konstan, maka volume zat cair yang lewat tiap satuan waktu adalah sama di semua tampang. Keadaan ini disebut dengan hukum kontinuitas aliran zat cair. Sederhananya hukum kontinuitas itu bahwa pada suatu aliran air di dalam pipa, jumlah air yang masuk sama dengan jumlah air yang keluar. Gambar 2.1 Kontinuitas pengaliran dalam pipa tidak bercabang Q1 = Q 2 A1 V1 = A2 V2 dengan : Q = Debit aliran ( m3/det ) A = Luas Penampang ( m3 ) V = kecepatan aliran ( m/det ) Gambar 2.2 Aliran Bercabang Q1 = Q 2 + Q 3 A1 x V1 = (A2 x V2) + (A3 x V3) ..............(2.13) dengan : 3 Q = Debit aliran air (m /dt) 2 A = Luas penampang (m ) V = Kecepatanaliran (m/dt) (Bambang Triatmodjo, 1995, hidraulika I, halaman 116, Beta Offset, Yogyakarta). 1. Persamaan Energi Tinggi energi pada sistem hidraulika diwakili dengan tiga bagian, yaitu tekanan, elevasi, dan kecepatan. Keseimbangan energi antara dua titik dalam sistem diterangkan dalam persamaan Bernaulli (Triatmodjo, 1993) : Gambar 2.3 Garis Energi dan GarisTekanan Persamaan Bernoulli pada gambar dapat dituliskan sebagai berikut : (Triatmojo, 1993: 20) h1 V12 P1 V2 P h2 2 2 hL ..........(2.14) 2 g w 2 g w dengan : V12 2g V22 2g P1 w P2 w = tinggi kecepatan di titik 1 (m) = tinggi kecepatan di titik 2 (m) = tinggi tekanan di titik 1 (m) = tinggi tekanan di titik 2 (m) h1 = tinggi elevasi di titik 1 (m) h2 = tinggi elevasi di titik 2 (m) h1 = kehilangan tinggi tekan pada pipa (m) Pada gambar tampak garis yang menunjukkan besarnya tekanan air pada penampang tinjauan. Garis tekanan ini pada umumnya disebut garis gradien hidrolis atau garis kemiringan hidrolis. Jarak vertikal antara pipa dengan garis gradien hidrolis menunjukan tekanan yang terjadi dalam pipa. Pada gambar tampak terdapat perbedaan ketinggian antara titik 1 dan 2 merupakan kehilangan energi (head loss) yang terjadi sepanjang antara penampang 1 dan 2. Dimana: Z = Energi potensial = Tinggi tekanan = Energi kecepatan hf = Kehilangan energi 2.10 Perhitungan Diameter Pipa dan Aliran dalam Jaringan Perpipaan Faktor penting dalam perhitungan hidrolika adalah kecepatan aliran (V) dan debit aliran (Q). Dalam hitungan praktis rumus yang sering digunakan adalah: Q =V x A ................................................(2.15) A = ¼ π D2..............................................(2.16) dengan : 3 Q = Debit aliran (m /dtk) A = Luas penampang pipa (m2) Sedangkan untuk menghitung kecepatan aliran dalam pipa dapat dihitung menggunakan persamaan kontinuitas (Triatmodjo B, 2008), yaitu: Formula Hazen – Williams: V = 0,354 x Chw x D0.63 x I0,54.........................(2.17) dengan : V = Kecepatan aliran (m/dtk) Chw= Koefisien kekasaran pipa (tergantung dari jenis pipa) D = Diameter pipa (mm) I = Kemiringan geser/garis energi 6 ` 2.11 Kehilangan Tinggi Tekan (Head Loss) Pada zat cair yang mengalir melewati bidang batas (pipa, saluran terbuka atau bidang datar) akan terjadi tegangan geser dan gradien kecepatan pada seluruh medan aliran karena adanya kekentalan. Tegangan geser tersebut akan menyebabkan terjadinya kehilangan tenaga selama pengaliran. Kehilangan tenaga sama dengan jumlah dari perubahan tekanan dan tinggi tempat (Triatmodjo, B., 2008): Dalam perencanaan jaringan distribusi air minum tidak mungkin dapat dihindari adanya kehilangan tinggi tekan selama air mengalir melalui pipa, besarnya kehilangan tinggi energi terdiri dari kehilangan tinggi mayor (major losses) dan kehilangan tinggi minor (minor losses). Bilangan Reynold menunjukkan bahwa aliran dapat diklasifikasikan berdasarkan suatu angka tertentu. Angka tersebut diturunkan dengan membagi kecepatan aliran didalam pipa dengan nilai kekentalan zat cair dibagi rapat massa zat cair dikali diameter pipa. Angka Reynold mempunyai bentuk berikut (Triatmodjo, B., 2008): D.V Re = …....….....……………..………..(2.18) v dengan : Re = bilangan Reynold tak berdimensi D = diameter pipa (m) V = kecepatan rerata aliran (m/dt), dan ν = kekentalan kinematik (m2/dt) (tabel) Nilai batas Reynold untuk kondisi aliran pada saluran tertutup (pipa) adalah sebagai berikut : NR< 2000 = AliranLaminer NR> 4000 = AliranTurbulen 2000 < NR< 4000 = AliranTransisi sempurna, masih pula terjadi kehilangan energi walaupun sangat kecil (Triatmadja, R., 2006). Ada beberapa persamaan empirik yang digunakan masing-masing dengan keuntungan dan kerugiannya sendiri. Persamaan Darcy-Weisbach paling banyak digunakan dalam aliran fluida secara umum. Untuk aliran dengan viskositas yang relatif tidak banyak berubah, persamaan Hazen-Williams dapat digunakan (Triatmadja, R., 2006). Persamaan Hazen-Williams sangat dikenal di Amerika Serikat (USA). Persamaan kehilangan energi ini sedikit lebih sederhana dibanding DarcyWeisbach karena koefisien kehilangan energi (Chw) nya yang tidak berubah terhadap Reynolds number. Persamaannya dapat ditulius (Triatmadja, R., 2006): Q 0,278.Chw D 2,63 I 0,54 ……………….…(2.19) hf .............................……………….…(2.20) I L 1,85 1,85 L V ….…(2.21) h f 1,17 4(0,278) D C hw dengan : Q = Chw = (tabel) D = I = hf = L = V = debit aliran pada pipa (m3/dt) koefisien kekasaran Hazen-Williams diameter pipa (m) kemiringan garis energi kehilangan tinggi tekan mayor (m) panjang pipa (m) kecepatan aliran pada pipa (m/dt) Tabel 2.5 Koefisien Hazen William Tabel 2.4 Kekentalan Kinematik 1. Kehilangan Tinggi Mayor (Major Losses) Kehilangan tinggi mayor disebabkan oleh gesekan atau friksi dengan dinding pipa. Kehilangan energi oleh gesekan disebabkan karena cairan atau fluida mempunyai kekentalan dan dinding pipa tidak licin sempurna. Pada dinding yang mendekati licin Sumber:MartinDharmasetiawan (2000) 2. Kehilangan Tinggi Minor (Minor Losses) Selain kehilangan energi karena gesekan dengan dinding pipa, selama pengalirannya, air kehilangan energi karena harus membelok sehingga terjadi turbulensi. Demikian pula jika terjadi air harus melalui penyempitan dan pembesaran secara tibatiba. Kehilangan energi juga akan terjadi jika air harus melalui katup. Seperti diketahui, katup mengganggu aliran sehingga dapat mengurangi 7 atau bahkan menghentikan aliran sama sekali (Triatmadja, R., 2006). Kehilangan energi di tempat-tempat tersebut disebut sebagai kehilangan energi minor. Walaupun disebut minor, kehilangan ditempat-tempat tersebut mungkin saja jauh lebih besar debandingkan dengan kehilangan energi akibat gesekan dengan pipa. Dengan demikian kehilangan energi tersebut harus diperhatikan dalam perhitungan. Pada kondisi lain, saat pipa sangat panjang, kehilangan minor atau sekunder mungkin menjadi tidak signifikan terhadap kehilangan energi utama (Triatmadja, R., 2006). Kehilangan energi minor pada bahasa matematika ditulis (Triatmadja, R., 2006): hf K kedua sistem tersebut (gradesystem). Bentuk jaringan pipa distribusi ditentukan oleh kondisi topografi, lokasi reservoir, luas wilayah pelayanan, jumlah pelanggan dan jaringan jalan dimana pipa akan dipasang. Adapun kriteria pipa distribusi menurut Peraturan Menteri Pekerjaan Umum nomor : 18/PRT/M/2007 tentang Penyelenggaraan Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum (SPAM) dapat dilihat pada tabel berikut ini. Tabel 2.8 Kriteria Pipa Distribusi V2 …….………………………….…(2.22) 2g dengan : hf = kehilangan tinggi minor (m) V = kecepatan rata-rata dalam pipa (m/dt) g = percepatan gravitasi (m/dt2) K = koefisien kehilangan tinggi tekan minor (tabel) Tabel 2.6 Koefisien kehilangan tinggi tekan berdasarkan perubahan bentuk (K) Sumber : PERMEN PU NO. 18/PRT/M/2007 2.13 Program Epanet Epanet adalah program komputer yang menggambarkan simulasi hidrolis dan kecendrungan kualitas air yang mengalir dalam jaringan pipa. Jaringan itu sendiri terdiri dari pipa, node (titik koneksi), pompa, katub dan tangki atau reservoirGambaran Umum Program Epanet Ruang kerja dasar Epanet dapat dilihat pada gambar berikut.Terdiri dari dari elemen-elemen : Menu bar, dua buah tool bar, status bar, Network map windows, browser window, dan property Editor window. Penjelasan masing-masing elemen ada pada penjelasan berikut ini. Sumber : Triatmadja, R., 2006 2.12 Standar Efektifitas Jaringan Distribusi Perencanaan teknis pengembangan SPAM unit distribusi dapat berupa jaringan perpipaan yang terkoneksi satu dengan lainnya membentuk jaringan tertutup (loop), sistem jaringan distribusi bercabang (dead-enddistribution system), atau kombinasi dari Gambar 2.4 Ruang Kerja Epanet 2.0 8 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Lokasi Penelitian Seperti yang sudah dipaparkan pada bab 3.3 Bagan Alir Perencanaan pendahuluan bahwa lokasi perencanaan ini di lingkungan Nyangget (Montong Sari) Kecamatan Gerung Kabupaten Lombok Barat. Gambar peta lokasi perencanaan berikut ini : Gambar 3.0 Peta Lokasi Penelitian 3.2 Pelaksanaan Penelitian 3.2.1 Tahap Persiapan 3.2.2 Pengumpulan Data 3.2.3 Analisis Data Setelah data-data diperoleh, selanjutnya dilakukan analisa. Adapun langkah-langkah analisa sebagai berikut : a. Analisa Proyeksi Jumlah Penduduk b. Analisa Kebutuhan Air Bersih Langkah-langkah perhitungan kebutuhan air bersih adalah sebagai berikut: 1. Menentukan dasar-dasar perhitungan, yaitu : Jumlah penduduk di wilayah perencanaan Jumlah pengguna air bersih 2. Perhitungan jumlah kebutuhan air bersih Kebutuhan domestik Kebutuhan non domestik Kebutuhan air bersih total Kehilangan air Kebutuhan air rata-rata(Q rata-rata) Kebutuhan air jam puncak(Q peak) Kebutuhan air maksimum (Q max) c. Simulasi Jaringan dengan Program Epanet Gambar 3.1 Bagan Alir Perencanaan 4 Analisis dan Pembahasan 4.1 Analisa Perhitungan Debit Sumber 4.1.1 Ketersediaan air di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Dilakukan pengukuran ketersediaan air di lingkungan Nyanggrt (Montong Sari) tangaal 4 April 2018 dengan menggunakan gelas ukur dengan volume 1 liter dan menghitung waktunya. Diketahui : Mata air Volume gelas ukur = 1 liter = 0.001 m3 Waktu (dtk) = 12.67 dtk Q tersedia (m3/dtk) = v/t = 0.001/12.67 = 0.0000789 m3/dtk = 0.0789 lt/dtk Mata air 2 Volume gelas ukur = 1 liter = 0.001 m3 Waktu (dtk) = 7.78 dtk 3 Q tersedia (m /dtk) = v/t = 0.001/7.78 = 0.00012853 m3/dtk = 0.12853 lt/dtk 9 Mata air 3 Volume gelas ukur = 1 liter = 0.001 m3 Waktu (dtk) = 1.59 dtk Q tersedia (m3/dtk) = v/t = 0.001/1.59 menentukan berapa tingkat pertambahan pengguna layanan air bersih yang akan datang. Berikut contoh perhitungan laju pertumbuhan penduduk untuk Lingkungan Nyangget (Montong Sari) RT I dimana laju pertumbuhan penduduk dihitung dengan persamaan 2.4. = 0.000628931 m3/dtk 𝑟 𝑃𝑛 𝑃0 = 0.6289 lt/dtk Perhitungan untuk ketersediaan air selanjutnya di tabelkan: Dari hasil tabel perhitungan yang dilakukan di dapatkan debit ketrsediaan air di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) sebesar 8.596 l/dtk. 4.2 Analisa Proyeksi Jumlah Penduduk Tahun Rencana Untuk menentukan kebutuhan air bersih pada masa yang akan datang untuk masing-masing zona pelayanan, terlebih dahulu perlu diperhatikan keadaan pertumbuhan penduduk yang ada pada saat ini. Dalam perencanaan ini proyeksi jumlah penduduk direncanakan untuk 10 tahun yang akan datang yaitu sampai tahun 2028. Data jumlah penduduk yang digunakan untuk menghitung rerata pertumbuhan penduduk adalah data jumlah penduduk dari tahun 2015 sampai dengan tahun 2018. Berikut data jumlah penduduk di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) tahun 2015-2018 : Tabel 4.2 Jumlah Penduduk di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Sumber : Profil lingkungan Nyanggget (Montong Sari) (2018) a. Menghitung laju pertumbuhan penduduk ( ) Dari Tabel 4.1 selanjutnya dilakukan perhitungan laju pertumbuhan penduduk untuk 𝑃0 𝑥 Diketahui : Jumlah penduduk RT I di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) tahun 2015 berjumlah 537 orang, tahun 2016 berjumlah 538 orang, tahun 2017 berjumlah 540 orang dan tahun 2018 berjumlah 541 orang. sehingga : Dari perhitungan di atas diperoleh laju pertumbuhan penduduk RT I di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) sebesar . Untuk hasil perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabel 4.3. Tabel 4.3 Laju pertumbuhan penduduk masingmasing RT di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) b. Menentukan Metode Proyeksi Jumlah Penduduk Penentuan metode yang akan digunakan (Geometrik, Aritmatik, dan Eksponensial) untuk perhitungan proyeksi jumlah penduduk masingmasing RT dengan kriteria pemilihan metode menggunakan uji korelasi sederhana. Contoh perhitungan : Diketahui : Jumlah penduduk RT I di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) tahun 2015 berjumlah 537 orang, tahun 2016 berjumlah 538 orang, tahun 2017 berjumlah 540 orang dan tahun 2018 berjumlah 541 orang dengan pertumbuhan penduduk sebesar . Metode Geometrik Dengan persamaan maka: 𝑃𝑛 𝑃𝑜 ( 𝑟 )𝑛 10 ( ( ( ( ) ) ) ) Metode Aritmatik Dengan persamaan maka : 𝑃𝑛 𝑃𝑜 ( 𝑟𝑛) ( ( ( ( c. ) ) ) ) Proyeksi Jumlah Penduduk Tahun Rencana Berikut contoh perhitungan untuk RT I di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) (Metode Aritmatik). Diketahui: sehingga : ( ( ) ) Untuk hasil perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabel 4.6. Tabel 4.6 Proyeksi jumlah penduduk Lingkungan Nyangget (Montong Sari ) Metode Eksponensial Dengan persamaan maka : 𝑃𝑛 𝑃𝑜 𝑒 (𝑟𝑛) (0 ) (0 ) (0 ) (0 ) Uji korelasi sederhana Nilai koefisien korelasi dapat dihitung dengan bantuan Microsoft Exel 2007 yaitu dengan fungsi “=CORREL(array1;array2)”, dimana nilai koefisien korelasi (r) yang mendekati nilai r =1 atau r =1 digunakan. Hasil uji korelasi dapat di lihat pada tabel 4.4. Tabel 4.4 Hasil uji korelasi RT I Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Dari Tabel 4.3 maka untuk proyeksi jumlah penduduk RT I di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) ditentukan dengan menggunakan metode aritmatik. Untuk perhitungan penentuan metode yang akan digunakan untuk memproyeksikan jumlah penduduk tiap-tiap RT di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) dapat di lihat pada tabel 4.5. Tabel 4.5 Metode proyeksi jumlah penduduk tiaptiap RT di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) 4.3 Analisa Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Tahun Rencana Berikut contoh perhitungan proyeksi kebutuhan air bersih untuk RT I di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) tahun rencana 2028. Diketahui : (a) Jumlah penduduk rencana = 554 jiwa (b) Target pelayanan =100 % (c) Pemakaian air (SR) =130Ltr/org/hr (d) Konsumsi Non Domestik = 15-20% (e) Kehilangan air = 20 % (f) Faktor air maksimum = 1,10 – 1,50 (g) Faktor jam puncak = 1,15 – 3,0 sehingga : a. Kebutuhan Domestik (SR) = (a) x (b) x (c) = 554 x 100 % x 130 = 72020 liter/hari = 0,834 liter/detik b. Kebutuhan Non Domestik = (d) x Kebutuhan Domestik = 20 % x 0,834 = 0,167 liter/detik c. Kehilangan air = (e) x (Kebutuhan Domestik + Kebutuhan Non Domestik) = 20 % x (0,834 + 0,171) = 0,200 liter/detik d. Kebutuhan air rata-rata (Q rata-rata) = Kebutuhan Domestik + Kebutuhan Non Domestik + Kehilangan air = 0,0,854 + 0,171 + 0,200 = 1,201 liter/detik e. Kebutuhan air maksimum (Q max) = (f) x Kebutuhan air rata-rata = 1,10 x 1,201 = 1,321 liter/detik 11 f. Kebutuhan air jam puncak (Q peak) = (f) x Kebutuhan air rata-rata = 1,5 x 1,321 = 1,982 liter/detik Berdasarkan perhitungan di atas, maka debit yang dibutuhkan untuk melayani kebutuhan RT I di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) sebesar 1,982 liter/detik. Adapun hasil perhitungan proyeksi kebutuhan air RT I di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) dari tahun 2018 – 2028 dapat dilihat pada tabel 4.8. Tabel 4.8 Proyeksi Kebutuhan air bersih RT I Lingkungan Nyangget (Montong Sari) 4.3 Perbandigan Debit Sumber (Qs) Dengan Debit Kebutuhan (Qb) 4.4 Simulasi Jaringan dengan Program Epanet 2.0 Setelah menghitung besar kebutuhan air bersih di Lingkungan Nyangget (Montong Sari), maka dilakukan analisa hidrolika terhadap sistem jaringan pipa. Untuk pengaliran air bersih dari sumber air ke daerah pelayanan direncanakan degan sistem gravitasi. Untuk merencenakan jaringan perpipaan digunakan program Epanet. Program Epanet dapat memodelkan sebuah sistem distribusi air sebagai sebuah kumpulan mata rantai yang terhubung dengan node (titik). Penghubung dapat melambangkan pipa, pompa dan valve kontrol. Node adalah titik yang melambangkan junction, tang dan bak penampung. Dari hasil analisa Epanet diperoleh jaringan perpipaan air bersih berserta fasilitas yang efektif yang dapat digunakan di Lingkungan Nyangget (Montong Sari). Dari Gambar 4.1 dan Gambar 4.2 disajikan 2 rencana skema jaringan perpipaan berdasarkan peta topografi daerah layanan, jenis dan panjang pipa serta debit yang dibutuhkan untuk masingmasing daerah layanan. Dari peta topografi ditentukan jalur perpipaan dan elevasi dari bangunan pelengkap serta daerah layanan. Setelah itu melakukan penggambaran skema yang telah dibuat pada program Epanet 2.0. Dalam suatu perencanaan sistem air bersih, yang menjadi perhatian penting adalah mengetahui perbandingan besarnya ketersediaan air dengan tingkat kebutuhan air masyarakat. Berikut tabel total kebutuhan air bersih untuk masing-masing RT di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) samapai pada tahun 2028. Tabel 4.9 Kebutuhan air bersih tiap-tiap Rt di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Berdasarkan hasil perhitungan di atas, diketahui total kebutuhan air bersih untuk Lingkungan Nyangget (Montong Sari) sampai tahun rencana 2028 yaitu sebesar 6.872/dt. Dari hasil pengukuran debit mata air di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) sebesar 8,598 lt/dt, sehingga debit bagian dari sumber mata air di Lingkungan Nyangget (montong sari) masih dapat memenuhi kebutuhan air bersih untuk Desa Karang Baru Timur sampai tahun rencana 2028. Gambar 4.1 Skema 1 Perencanaan Jaringan perpipaan air bersih Lingkungan Nyangget (Montong Sari) (Hasil analisa) 12 Gambar 4.3 Skema perencanaan jaringan perpipaan air bersih menggunakan program Epanet (Hasil analisa) Gambar 4.2 Skema 2 Perencanaan Jaringan perpipaan air bersih Lingkungan Nyangget (Montong Sari) (Hasil analisa) Air bersih di Desa Gerung Utara berasal dari mata air Nyangget yang berada di Lingkungan Nyangget (Montong Sari). Sistem penyediaan air bersih yang digunakan yaitu sistem cabang (branch system) dimana terdapat titik akhir (dead node) pada jaringan perpipaan. Dengan menggunakan program epanet direncanakan panjang pipa jaringan transmisi dari mata air hingga bak penampung untuk skema jaringan 1 adalah 185 m, dengan pipa jaringan distribusi dari bak penampung ke daerah pelayanan yaitu 320 m, sedangkan untuk skema jaringan 2 direncanakan panjang pipa jaringan transmisi dari mata air hingga bak penampung adalah 110 m, dengan pipa jaringan distribusi dari bak penampung ke daerah pelayanan yaitu 601.26 m, Jenis pipa yang digunakan yaitu pipa PVC. Bangunan pelengkap pada sistem jaringan ini terdapat 2 bak penampung. Letak lokasi untuk setiap bangunan pelengkap adalah sebagai berikut: Bak penampung 1 terletak pada elevasi 22.25 m DPL Bak penampung 2 terletak pada elevasi 24.45 m DPL Panjang dan dimensi masing-masing pipa jaringan distribusi air bersih dapat dilihat pada Tabel 4.14 dan Tabel 4.15. Gambar 4.4 Skema perencanaan jaringan perpipaan air bersih menggunakan program Epanet (Hasil analisa) Gambar 4.3 dan Gambar 4.4 menggambarkan skema perencanaan jaringan perpipaan air bersih di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) dengan pemodelan menggunakan program Epanet 2.0. Setelah menggambarkan skema perencanaan jaringan perpipaan air bersih dilakukan input datadata yang diperlukan untuk masing-masing node (junction) dan pipa. Input data pada node (junction) adalah : 1. Elevasi (m) 2. Base demand (kebutuhan air dasar) (m³/dt) Input data pada pipa (pipe) adalah : 1. Panjang pipa (length) (m) 2. Diameter pipa (diameter) (m) 3. Kekasaran pipa (roughness) Input data pada Time Pattern dalam program Epanet 2.0 berupa faktor pengali untuk running 24 jam. Sehingga output data yang dihasilkan dapat terlihat untuk kondisi jam puncak. Berikut dapat dilihat pada Tabel 4.10. Tabel 4.10 Faktor pengali kebutuhan air bersih 13 Pada Pipe Tabel 4.14 Data masukan pada pipa (input data) skema jaringan 1 Dari Tabel 4.10 dan 4.11 diatas dapat dilihat bahwa kondisi jam puncak terjadi pada pukul 07.00. Selanjutnya yang harus dimasukkan untuk memodelkan sistem distribusi air bersih yaitu : Pada Node Tabel 4.12 Data masukan pada Node (input data) skema jaringan 1 Node ID MA8 MA7dan6 MA5 MA4dan3 MA2 MA1 Tank reservoir 1 Junc RT 4 Junc RT 2 Junc RT 7 Elevation m 26 24.85 23 22.85 22.5 22.4 22.4 20.15 20.6 19.6 Base Demand lt/dt #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A 0.736 0.85 0.753 Tabel 4.13 Data masukan pada Node (input data) skema jaringan 2 Node ID MA9 MA10 MA11 MA12-15 Tank reservoir 2 Junc RT 6 Junc RT 1 Junc RT 3 Junc RT 8 Junc RT 9 Junc RT 5 Junc 6 Elevation m 26 25.75 25 24.85 24.85 21.85 23.6 22.75 21.6 19.6 20.6 22.75 Link ID Length m Diameter mm Roughness Pipe 35 Pipe 16 Pipe 25 Pipe 2 Pipe 3 Pipe 4 Pipe 5 100 88 132 50 40 35 36 60 42 48 60 114 114 114 140 140 140 140 140 140 140 Pipe 6 Pipe 7 12 12 114 114 140 140 Tabel 4.15 Data masukan pada pipa (input data) skema jaringan 2 Link ID Length m Diameter mm Roughness Pipe 19 Pipe 21 Pipe 22 Pipe 6 Pipe 2 Pipe 3 Pipe 4 Pipe 7 Pipe 8 Pipe 1 Pipe 5 102.71 60 200 110 19 40 40 61.5 8.45 30 48.6 60 42 35 25 114 114 114 76 76 60 76 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 100 Setelah melakukan input data kemudian melakukan pemodelan sistem distribusi air bersih menggunakan program Epanet 2.0 sehingga didapatkan data hasil running pemodelan seperti pada Gambar 4.3dan Gambar 4.4. Base Demand lt/dt #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A 0.597 1.982 0.668 0.326 0.647 0.314 0 Gambar 4.5 Hasil running program epanet untuk pemodelan sistem jaringan perpipaan air bersih 1 (Hasil analisa epanet) 14 Tabel 4.17 Tekanan yang terjadi di masing-masing node (input data) Skema jaringan 2 Node ID Gambar 4.6 Hasil running program epanet untuk pemodelan sistem jaringan perpipaan air bersih 2 (Hasil analisa epanet) 4.5 Hasil Running Program Epanet 2.0 Dalam sistem distribusi jaringan air bersih ini memakai sistem cabang (branch). Sistem ini merupakan sistem jaringan perpipaan dimana pengaliran air hanya menuju ke satu arah saja dan terdapat titik akhir (dead end) yang merupakan ujung jaringan pipa. Yang menjadi node ujung terjauh dalam sistem ini adalah node RT 7 untuk skema jaringan 1 dan node RT 8 dan RT 9 untuk skema jaringan 2. Adapun hasil running dari program Epanet 2.0 ini adalah berupa tekanan dan kecepatan aliran air dalam pipa. 4.6.1 Tekanan Air Tiap Node Saat Jam Puncak Tekanan di dalam pipa harus diperhatikan karena dapat berpengaruh pada kemampuan mengalirkan air, Untuk itu perlu dilakukan simulasi guna mengetahui besaran sisa tekanan yang terdapat di setiap junction. Besaran sisa tekanan yang di anjurkan berdasar Permen PU tentang Penyelenggaraan Pengembangan SPAM Nomor : 18/PRT/M/2007 yaitu antara 10 m sampai 80 m utnuk pipa PVC. Berdasarkan simulasi dengan program Epanet didapat sisa tekanan pada masingmasing junction seperti yang disajikan pada Tabel 4.16 dan 4.17. Tabel 4.16 Tekanan yang terjadi di masing-masing node (inpu data) Skema jaringan 1 Node ID Junc rt4 Junc rt2 Junc rt7 MA8 MA1 MA7dan6 MA5 MA4dan3 MA2 Tank reservoir1 Head Pressure M 20.15 20.6 19.6 26 22.4 24.85 23 22.85 22.5 Base Demand l/dt 0.736 0.85 0.753 #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A m 31.27 31.98 31.01 26 22.4 24.85 23 22.85 22.5 m 11.12 11.38 11.41 0 0 0 0 0 0 22.4 #N/A 32.4 10 Elevation Junc rt6 Junc rt1 Junc rt3 Junc rt8 Junc rt9 Junc rt5 Junc 6 MA9 MA10 MA11 MA12-15 Tank reservoir2 Head Pressure m 21.85 23.6 22.75 21.6 19.6 20.6 22.75 26 25.75 25 24.85 Base Demand l/dt 0.597 1.982 0.668 0.326 0.647 0.314 0 #N/A #N/A #N/A #N/A m 34.04 34.44 34.33 33.19 32.7 33.77 34.35 26 25.75 25 24.85 m 12.19 10.84 11.58 11.59 13.1 13.17 11.6 0 0 0 0 24.85 #N/A 34.85 10 Elevation Berdasarkan Tabel 4.15 dan Tabel 4.16 diatas dapat dilihat bahwa tekanan terendah terletak di junction bak penampung sebesar 10 m pada skema jaringan 1 dan junction bak penampung sebesar 10 m pada skema jaringan 2, hal ini terjadi karena memiliki beda tinngi paling rendah. Sedangkan tekanan tertinggi terletak di Junction RT 7 sebesar 11.41 m pada skema jaringan1 dan junction RT 5 sebesar 13.17 m, hal ini terjadi karena Junction RT 7 memiliki elevasi paling rendah dan junction RT 5 memiliki beda tingggi terbesar antara juction RT 6 ke RT5. Secara keseluruhan tekanan yang terjadi di semua Junction untuk skema jaringan 1 dan 2 berkisar antara 10 m – 11.41 m dan 10 m – 13.17 m, hal ini menandakan tekanan yang terjadi sudah sesuai dengan Permen PU tentang Penyelenggaraan SPAM Nomor :18/PRT/M/2007. 4.6.2 Kecepatan Aliran Pada Pipa Kecepatan aliran air yang rendah dapat menyebabkan terjadinya pengendapan sedimen dalam pipa, menimbulkan efek korosi dalam pipa, sedangkan bila kecepatan aliran air yang terlalu tinggi menyebabkan terjadinya penggerusan pipa sehingga mempercepat usia pipa. Untuk itu perlu dilakukan simulasi untuk mengetahui kecepatan air dalam pipa. Kecepatan yang dianjurkan sesuai Permen PU tentang Penyelenggaraan Pengembangan SPAM Nomor : 18/PRT/M/2007 yaitu antara 0,3 m/dt sampat 5,0 m/dt. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 4.18 dan 4.19. 15 pipa sudah sesuai dengan Permen PU tentang Penyelenggaraan pengembangan SPAM Nomor: 18/PRT/M/2007. Tabel 4.18 Kecepatan aliran pada pipa node (input data) skema jaringan 1 Link ID Pipe 35 Pipe 16 Pipe 25 Pipe 2 Pipe 3 Pipe 4 Pipe 5 Pipe 6 Pipe 7 Lengt h m Diamete r Mm Roughnes s Flow l/dt Velocit y m/dt 100 60 140 1.24 0.44 88 42 140 0.4 0.3 132 48 140 0.79 0.44 50 60 140 9.92 3.51 40 114 140 35 114 140 36 114 140 6.69 0.66 12 114 140 19.1 3 1.87 12 114 140 9.73 0.95 18.9 8 26.3 7 1.86 2.58 Tabel 4.19 Kecepatan aliran pada pipa node (input data) skema jaringan 2 Diamet er mm Roughnes s Flo w l/dt Velocit y 60 140 1 0.35 Pipe 21 Lengt h m 102.7 1 60 42 140 0.51 0.37 Pipe 22 200 35 140 0.34 0.36 Pipe 6 110 25 140 0.35 Pipe 2 19 114 140 Pipe 3 40 114 140 Pipe 4 40 114 140 0.17 12.4 5 15.0 7 6.32 Pipe 7 61.5 76 140 1.35 0.3 Pipe 8 8.45 76 140 0.3 Pipe 1 30 60 140 Pipe 5 48.6 76 100 1.35 13.1 8 2.4 Link ID Pipe 19 m/dt 1.22 1.48 0.62 4.66 0.53 Berdasarkan Tabel 4.17 dan Tabel 4.18 diatas dapat dilihat bahwa kecepatan terendah untuk masing-masing jaringan yaitu sebesar 03 m/dt yaitu terjadi pada pipa 16, pipa 7 dan pipa 8, hal ini terjadi karena pipa berada pada elevasi relatif datar. Sedangkan kecepatan tertinggi yaitu sebesar 3.51 m/dt terjadi pada pipa 2 dan 4.66 m/dt pada pipa 1, hal ini terjadi karena pipa ini dekat dan terhubung langsung ke bak penampung dan elevasi lebih tinggi dari bak penampung, banyaknya air yang disuplai ke bak penampung ini menyebabkan aliran menjadi lancar. Keseluruhan kecepatan yang terjadi didalam 4.7 Analisa Hidrolika Jaringan Air Bersih Dengan Hitungan Manual Hasil analisa secara manual sangat diperlukan sebagai pembanding hasil analisa epanet, dua item penting yang hasilnya akan dibandingakn dengan hasil analisa epanet yaitu sisa tekanan (Headloss) dan kecepatan (velocity) karena kedua item ini peraturan yang dianjurkan oleh Kementerian PU, peraturan ini tertuang dalam Permen PU tentang Penyelenggaraan Pengembangan SPAM Nomor : 18/PRT/M/2007. Tekanan di dalam pipa harus diperhatikan karena dapat berpengaruh pada kemampuan mengalirkan air. Tekanan yang sedikit menyebabkan air yang sampai ke masyarakat tidak mempunyai energi yang kuat bahkan tidak bisa mengalir. Kemudian kecepatan aliran air sangat berpengaruh terhadap umur pipa. Kecepatan aliran air yang rendah dapat menyebabkan terjadinya pengendapan sedimen dalam pipa, menimbulkan efek korosi dalam pipa, sedangkan bila kecepatan aliran air yang terlalu tinggi menyebabkan terjadinya penggerusan pipa sehingga mempercepat usia pipa. Berikut contoh perhitungan analisis hidrolika secara manual sistem jaringan perpipaan air bersih ruas pipa Bak penampung 1 – junct RT 2 pada skema jaringan 1 dengan Elevasi sumber air tertinggi = + 26.00 m, dalam perencanaan ini mengggunakan pipa PVC. 1. Q kebutuhan = 2.339 l/dt = 0,002339 m³/dt (hasil perhitungan kebutuhan air Lingkungan Nyangget (montong sari) 2028 ) 2. Elevasi Bak Penampung 1 = 21.85 m 3. Elevasi RT 2 = 20.60 m 4. Panjang pipa = 100 m 5. Beda tinggi (∆h) = 21.85 – 20.60 = 1.25 m 6. Kemiringan (s) = ∆h/jarak =1.25/100 =0.0125% 7. Diameter pipa (mm) = 60 mm 8. Diameter pipa (m) = 0.060 m =2 inch 9. Nilai K = 0.80 10. Q terjadi = 0,279 x C x D2,63 x S0,54(Hazen – Williams) =0,279x140x0.0602,63x0,01250,54 =0.002242 m³/d = 2.242 lt/dt Untuk pipa PVC baru nilai C = 140 Q terjadi > Q kebutuhan, maka diameter pipa 60 mm dapat digunakan dalam perencanaan 11. V (kecepatan) = 0.354 x Chw x D0.63 x I0.54 = 0.354 x 140 x 0.0600.6 3 x 0.01250.54 = 0.790 m/dt Menghitung Kehilangan Enenrgi Primer : 12. Hf Mayor h f 4(0.278) 1,85 . L V . D 1.17 Chw 1.85 1.85 ( Hazen – William) = 3.14 . 50 . 0.790 = 1.271 m 1.17 40.278 1.85 0.060 140 Menghitung Kehilangan Energi Skunder : 16 13. 14. Hf Minor hf k Hf Total V2 0.7902 . 0.8. 0.025m 2g 19.62 = hf mayor + hfminor = 1.296 m 15. Head = elevasi air di sumber – total hf = 21.85 – 1.296 = 20.554 m 16. Tinggi kecepatan 16. Pressure = V2 0.790 . 0.032 2 g 2.9.81 = 20.554 – tinngi kecepatan = 20.554 – 0.032 = 20.522 m Untuk perhitungan selanjutnya di tabelkan : Dari Tabel 4.22 diatas untuk untuk kecepatan aliran (velocity) selisih antara hitungan manual dengan hasil epanet hasilnya tidak terlalu beda jauh dan dari hasil analisa keduanya sudah memenuhi Permen PU tentang Penyelenggaraan Pengembangan SPAM Nomor : 18/PRT/M/2007 yaitu berkisar antara 0,3 m/dt sampai dengan 5.0 m/dt. Pada Node 4.8 Perbandingan Hasil Analisa Hidrolika Antara Epanet dengan Hitungan Secara Manual Pada Pipa Tabel 4.22 Perbandingan hasil analisa Epanet dengan manual pada pipa skema jaringan 1 Berdasarkan Tabel 4.21 diatas terlihat untuk sisa tekanan (pressure) baik analisa secara manual maupun epanet hasilnya tidak terlalu beda jauh dan sudah sesuai dengan Permen PU tentang Penyelenggaraan Pengembangan SPAM Nomor : 18/PRT/M/2007 yaitu berkisar antara 10 m sampai denga 80 m. 4.9 Perencanaan Kapasitas Bak Penampung Direncanaan bak penampung untuk skema jaringan 1 berada di elevasi +22.25 m dengan kebutuhan air rencana 2.339 lt/dt = 8.420 m3/jam 17 dan untuk skema jaringan 2 berada di elevasi +24.25 m dengan kebutuhan air rencana sebesar 4.533 lt/dt = 16.318 m3/jam. Berikut analisa perhitungan tampungan bak penampung : Analisa bak penampung untuk sekma jaringan 1: Diketahui : Pola kebutuhan air = 0.53 (Sumber PDAM Giri Menang Gerung) Jam kebutuhan = 12.00 (Sumber PDAM Giri Menang Gerung) Q masuk (Inflow) = 2.339 l/dt = 8.420 m3/jam Q keluar (Outflow) = Q masuk . pola kebutuhan air = 8.420 m3/jam x 0.53 = 4.46 m3/jam Sumber : Hasil analisis data (2019) Volume Keluar (Vk) = Q masuk – Q keluar = 8.420 - 4.46 = 3.96 m3 Volume Masuk (Vm) = Vk . 600 . 3.96 3600 14.25m3 1000 1000 Volume Reservoir (V bak penampung) = V masuk –V keluar 3 3 3 =14.25 m - 3.96 m = 10.29 m Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.26 dan Tabel 4.27 Tabel 4.26 Tampungan bak penampung skema jaringan 1 Sumber : Hasil analisis data (2019) Tabel 4.27 Tampungan bak penampung skema jaringan 2 Berdasarkan Tabel 4.17 dan Tabel 4.18 didapatkan volume air maksimum = 17.95 m3 dan 34.79 m3 dan volume air minimum = -6.57 m3/jam dan -12.73 m3. Sehingga volume bak penampung untuk masing-masing jaringan diperlukan sebesar 17.9 5+ 6.57 = 20 m3 dan 34.79+12.73=47.52m3. Direncanakan bak penampung yang akan dibangun berkapasitas 30 m3 dan 40 m3,berikut rincian dimensi bak penmpung: Bak penampung 1 Kapasitas bak penampung = 20 m3 Panjang =5m Lebar =2 m Tinggi =2m Tinggi jagaan = 0,5 m Dimensi bak penampung = 5 m x 2 m x 2,5 m Bak penampung Kapasitas bak penampung Panjang Lebar Tinggi =40 m3/jam =5m =4 m =2m 18 Tinggi jagaan = 0,5 m Dimensi bak penampung =5 m x 4 m x 2,5 m Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan Dari hasil perencanaan jaringan perpipaan air bersih untuk Lingkungan Nyangget (Montong Sari) maka dapat diambil beberapa kesimpulan, diantaranya : 1. Adapun potensi sumber daya air di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) yang bersumber dari mata air dengan debit sebesar 8.598 lt/dt yang di dapatkan dari 15 titik mata air. 2. Proyeksi kebutuhan air bersih di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) untuk masingmasing RT yaitu RT 1 = 1.982 lt/dt, RT 2 = 0.850 lt/dt, RT 3 = 0.668 lt/dt, RT 4 = 0.736 lt/dt, RT 5 = 0.314 lt/dt, RT 6 = 0.597 lt/dt, RT 7 = 0.753 lt/dt, dan RT 8 = 0.326 lt/dt, RT 9 = 0.647 lt/dt, sehingga total kebutuhan air bersih untuk Lingkungan Nyangget (Montong Sari) hingga 10 tahun ke depan sebesar 6.872 lt/dt. 3. Dari hasil simulasi program Epanet 2.0 diperoleh : - tekanan pada masing-masing node terjauh dan saat jam puncak masih sesuai dengan ketentuan PERMEN PU No. 18/PRT/M/2007 tentang SPAM yaitu berkisar antara 10 m sampai 11.41 m pada skema jaringan 1 dan 10 m sampai 13.17 m pada skema jaringan 2. 19 Utara, Departemen Pekerjaan Umum. - Nilai tinggi kecepatan aliran dalam pipa sesuai dengan PERMEN PU No. 18/PRT/M/2007 yaitu berkisar antara 0.3 m/dt sampai 3.51 m/dt pada skema jaringan 1 dan 0.3 m/dt sampai 4.66 m/dt, dengan sistem perencanaan jaringan perpipaan air bersih untuk pemenuhan kebutuhan air di Lingkungan Nyangget (Montong Sari) Desa Gerung Utara menggunakan sistem gravitasi dengan Bangunan pelengkap berupa 2 unit reservoir (bak penampung) dengan ukuran 5 m x 3 m x 2,5 m untuk bak penampung 1 dan 5 m x 5 m x 2,5 m untuk bak penampung 2 dengan debit tampungan sebesar 8.420 m3 dan 16.318 m³. Anonim., 2009, Survey Investigasi Desain Potensi Sumber Air Baku Untuk Desa Pemongkong Kabupaten Lombok Timur, Departemen Pekerjaan Umum. Darma Setiawan, Martin., 2000, Sistem Perpipaan Distribusi Air Minum, Ekamitra Engineering. Kamulyan, B., 2003, Kebutuhan Air Program Pasca Sarjana UGM, Yogyakarta Kodoatie, R.J. dan Sjarief, R., 2005, Pengelolaan Sumber Daya Air Terpadu, Andi, Yogyakarta Linsley, R.K. dan Franzini, J.B., 1991, Teknik Sumber Daya Air I dan II, Erlangga, Jakarta 5.2 Saran Dari hasil perencanaan jaringan perpipaan air bersih untuk Lingkungan Nyangget (Montong Sari) , ada beberapa saran yang bisa disampaikan : 1. Sangat perlu diperhatikan saat pengadaan pipa mengenai dimensi serta kekasaran pipa karena ini sangat berpengaruh pada tekanan dan kecepatan yang terjadi pada pipa. 2. Untuk mengurangi permasalahanpermasalahan yang terjadi pada proses pendistribusian air bersih, perlu dilakukan pembinaan/pelatihan dalam rangka meningkatkan kemampuan mengenai jaringan perpipaan air bersih. 3. Selain itu diharapkan peran serta masyarakat Lingkungan Nyangget (Montong Mari) dalam rangka pemeliharaan jaringan perpipaan air bersih. DAFTAR PUSTAKA Anonim., 1998, Petunjuk Teknis Perencanaan Rencana Induk Dan Studi Kelayakan Sistem Peyediaan Air Minum Perkotaan, Direktorat Jendral Cipta Karya Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta Anonim., 2007, Rencana Program Investasi Jangka Menengah, Direktorat Jendral Cipta Karya Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta Anonim., 2000, Epanet 2 Users Manual Versi Bahasa Indonesia, Ekamitra Engineering Anonim., 2002, Pedoman/Petunjuk Teknik dan Manual, Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah Badan Penelitian dan Pengembangan, Jakarta Anonim., 2005, Yayasan Pendidikan Tirta Dharma, PT. Inowa Prima Consult Lubis, Padeli. 2014. Evaluasi Sistem Jaringan Air Bersih Di Desa Jurit Kecamatan Pringgasela Lombok Timur. Mataram : Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Mataram. Nelwan, Fenny. 2013. Perencanaan Jaringan Air Bersih Desa Kima Bajo Kecamatan Wori. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sam Ratulangi. Peraturan Menteri Kesehatan RI No.416/MENKES/PER/IX/1990 Tentang Syarat-syarat Dan Pengawasan Kualitas Air. Departemen Kesehatan Republik Indonesia : Jakarta. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No. 18/PRT/M/2007 Tentang Penyelenggaraan Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum. Jakarta : Departemen Pekerjaan Umum Rosadi, Mukti Imron. 2011. Perencanaan Pengembangan Sistem Jaringan Distribusi PDAM IKK Durenan Kabupaten Trenggalek. Surabaya : Program Studi D-4 Teknik Perancangan Prasarana Lingkungan Permukiman Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Rozi, Munawijaya Hamdani., (2011), Perencanaan Pemanfaatan Sumber Air Rajimas Untuk Kebutuhan Air Bersih Di Desa Pelangan Kecamatan Sekotong Kabupaten Lombok Barat, Skripsi S-1 Jurusan Teknik Sipil UNRAM, Mataram. Triatmadja, Radianta., 2006, Jaringan Air Bersih, Jakarta Triatmodjo, Bambang., 1993, Hidrolika I, Beta Offset, Yogyakarta. Triatmodjo, Bambang., 2008, Hidrolika Offset, Yogyakarta. II, Beta Anonim., 2009, Survey Investigasi Potensi Air Baku Untuk Kabupaten Lombok 20 21