ANALISA PENDISTRIBUSIAN KEBUTUHAN AIR BERSIH DENGAN PROGRAM EPANET DI PDAM TIRTANADIIPA SUNGGAL KOTA MEDAN LAPORAN
Ditulis untuk Menyelesaikan Mata Kuliah Tugas Akhir Semester VI Pendidikan Program Diploma III
oleh:
RIMARYANTI RETNO UTARI NIM 1205021067
RETNO ELVANA NIM 1205022149
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat-Nya yang telah memberikan pengetahuan, kesehatan serta kesempatan kepada penulis, sehingga dapat melaksanakan dan menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan yang berjudul “ANALISA PENDISTRIBUSIAN KEBUTUHANAIR BERSIH DENGAN PROGRAM EPANET DI PDAM TIRTANADI IPA SUNGGAL” ini dibuat untuk menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Pendidikan Program Diploma III. Pada laporan ini penulis akan membahas pendistribusian kebutuhan air bersih dengan program Epanet sesuai data yang diambil di kantor PDAM Tirtanadi Instalasi Pengolahan Air (IPA) Sunggal dan kantor pusat PDAM Tirtanadi Medan dengan tujuan untuk mengetahui debit aliran, kecepatan aliran dan kehilangan tekanan pada saat pendistribusian menggunakan Program Epanet. Dalam proses pembuatan laporan ini, penulis telah mendapatkan bimbingan, bantuan serta dukungan dari berbagai pihak baik itu dukungan secara spiritual, mental dan tentunya masukan informasi yang sangat berguna. Oleh sebab itu selayaknya penulis menyampaikan ucapan terima kasih dalam bentuk tulisan kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam melaksanakan Tugas Akhir dan menyelesaikan laporan ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, ST.,M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Ir. Samsudin Silaen, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Ir. Sudarto,M.T., Ketua Program Studi Diploma III Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 4. Bapak Dohar Sinabutar, S.T., M.T., wali kelas 6A Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 5. Bapak Drs. Syarifuddin H., ST.,M.T., wali kelas 6D Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; v
6. Bapak Sopar Parulian Sihombing,ST.,M.T. dosen pembimbing yang telah membantu memberikan bimbingan khusus, pengarahan dan motivasi dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini; 7. Penguji 8. Ibu Ita Khaiarani, S.Pd.,M.Hum. yang telah memberikan pengajaran tentang bagaimana tata cara penulisan laporan Tugas Akhir dengan baik dan benar kepada penulis; 9. Seluruh pegawai dan staf Politeknik Negeri Medan Jurusan Teknik Sipil, PDAM Tirtanadi Instalasi Pengolahan Air (IPA) yang telah banyak membantu dengan memberikan data-data yang penulis butuhkan; 10. Orang tua tercinta dan saudara-saudara yang telah memberikan curahan kasih sayang, doa dan membantu berupa moral dan material yang tak terhingga dalam pelaksanaan Tugas Akhir dan penulisan serta penyusunan laporan ini; 11. Seluruh sahabat penulis yang bersama-sama berjuang dan saling mendukung dalam pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan ini. Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil karya penulis, bukan merupakan plagiat dan dapat dipertanggungjawabkan di kemudian hari kelak. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan laporan ini, maka dari itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun pembaca, terutama di bidang Teknik Sipil. Medan, Agustus 2015 Hormat Penulis,
RIMARYANTI RETNO UTARI NIM 1205021067
RETNO ELVANA NIM 1205022149
v
INTISARI ANALISA PENDISTRIBUSIAN KEBUTUHAN AIR BERSIH DENGAN PROGRAM EPANET DI PDAM TIRTANADI IPA SUNGGAL KOTA MEDAN Oleh : Rimaryanti Retno Utari (1205021067) dan Retno Elvana (1205022149) Air bersih merupakan kebutuhan dasar bagi manusia sehingga menjadi hal yang wajar jika sektor air bersih mendapat prioritas dalam penanganan dan pemenuhannya. Pemanfaatan air bersih itu diantaranya untuk melakukan kegiatan sehari-hari, kebersihan diri dan lingkungan serta untuk memenuhi kebutuhan biologis saat air bersih tersebut berperan sebagai air minum setelah melalui proses pengolahan terlebih dahulu. PDAM Tirtanadi Sunggal sebagai perusahaan daerah pengelola air bersih seharusnya mampu memenuhi kebutuhan tersebut. Dengan sistem pengolahan dan sistem jaringan perpipaan yang ada, PDAM diharapkan mampu untuk memenuhi kebutuhan air di Kota Medan. Tujuan penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui apakah perlu penambahan produksi air untuk memenuhi kebutuhan air bersih pelanggan PDAM Medan dengan menggunakan program EPANET 2.0, dan membandingkan hasil simulasi jaringan pipa distribusi air bersih dengan menggunakan program EPANET 2.0 dengan hasil perencanaan sistem jaringan pipa distribusi kondisi eksisting saat ini. Tahapan-tahapan dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini yaitu terlebih dahulu mengumpulkan data yg dibutuhkan dari PDAM Tirtanadi Sunggal dengan kajian-kajian pustaka dan mengajukan pertanyaan langsung ke pihak terkait dengan data yang dibutuhkan. Kemudian melakukan penghitungan debit yang terpakai dan debit yang tersedia, serta menghitung panjang pipa yang dipakai dalam sistem distribusi. Dari hasil perhitungan diperoleh kebutuhan rata-rata bulanan sebesar 881.409 m³/bulan, masih dibawah produksi IPA Sunggal 5.054.400 m³/bulan. Tahap berikutnya adalah mengoperasikan program EPANET berdasarkan data yang sudah diperoleh, berdasarkan perhitungan EPANET maka data yang didapat adalah Headloss sebesar 149.09 ft = 44.727 m, sedangkan dengan perhitungan manual didapat Headloss sebesar 43.5081 m dengan kehilangan air sebesar 21%. Dapat disimpulkan bahwa dengan jumlah kehilangan air yang masih cukup tinggi PDAM Tirtanadi Sunggal harus terus melakukan pengecekan dan perawatan pada seluruh bangunan yang digunakan agar kehilangan air dapat diperkecil, serta dapat meningkatkan kualitas pelayanan dan kualitas air bersih guna memenuhi kebutuhan masyarakat.
Kata Kunci : Air Bersih, HeadLoss, Kehilangan Air, Program EPANET.
ABSTRACT ANALYSIS DISTRIBUTION OF CLEAN WATER NEEDS WITH EPANET PROGRAM IN PDAM TIRTANADI IPA SUNGGAL MEDAN CITY by : Rimaryanti Retno Utari (1205021067) and Retno Elvana (1205022149) Clean water is a basic need for humans to be normal if the water sector given priority in handling and fulfillment. Utilization of clean water to perform daily activities , personal hygiene and the environment and to meet the biological needs while the clean water act as drinking water after processing in advance. PDAM Tirtanadi Sunggal as the district company for clean water management area should be able to fullfill those needs . With processing systems and network systems existing piping , PDAM expected to be able to fullfill the water needs in the city of Medan . The purpose of writing this final project report is to determine whether to increase water production to fullfill customer needs of clean water in PDAM Medan using EPANET 2.0 program , and compare the results of simulations of water distribution pipe network using EPANET 2.0 program with the results of the distribution pipe network system planning conditions existing. The stages in the completion of this final project report is to first collect the data it needs from the PDAM Tirtanadi Sunggal with studies literature and ask questions directly to the parties concerned with the required data . Then calculating the unused discharge and discharge available , as well as calculate the length of pipe that is used in the distribution system . From the calculations, the need for a monthly average of 881.409 m³ / month , still below the IPA Sunggal production 5.054.400 m³ / month . The next stage is to operate the program EPANET based on data that has been obtained , based on the calculation of the data obtained EPANET is Headloss amounted to 149.09 ft = 44.727 m,whereas with the manual calculation of 43.5081 m obtained Headloss with a water loss of 21% It can be concluded that the amount of water loss is still high enough PDAM Tirtanadi Sunggal should continue to perform checks and maintenance on the entire building which is used so that the water loss can be minimized , and to improve quality of care and quality of water to meet the needs of the community . KEYWORDS : water clean, headloss, water losses, EPANET program
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN
……………………………………...…………ii
LEMBAR PENGESAHAN
…………………………………………………iii
KATA PENGANTAR INTISARI
……...…………………………………………………iv
……………………...………………………………………………....v
ABSTRACT ………………………………………………………………………...vi DAFTAR ISI ………………………………………………………………………..vii DAFTAR TABEL
………………………………………………………………...xi
DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………………..xii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
………………………………………………………...1
B. Rumusan Masalah
………………………………………………………...2
C. Tujuan Penulisan
………………………………………………………...2
D. Manfaat Penulisan
………………………………………………………...2
E. Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data ………………………………...3 F. Sistematika Penulisan ………………………………………………………...3
BAB II TINJAUAN PERUSAHAAN A. Latar Belakang Perusahaan ………………………………………………...6 B. Visi dan Misi Perusahaan
………………………………………………...8
C. Cabang-Cabang Perusahaan ………………………………………………..10 D. Kegiatan Usaha
………………………………………………………..11
E. Struktur Organisasi Perusahaan PDAM Tirtanadi
……………………..…11
BAB III TINJAUAN PUSTAKA A. Pengertian Air Bersih ………………………………………………………..21 B. Sumber Air Bersih
………………………………………………………..23
1. Air Atmosfir
………………………………………………………..23
2. Air Permukaan
………………………………………………………..23
3. Air Tanah ………………………………………………………………..26 4. Mata Air
………………………………………………………………..26 x
C. Prinsip Dasar Aliran Melalui Pipa D. Kehilangan Tekanan Air
………………………………………..27
………………………………………………..32
1. Headloss Mayor ………………………………………………………..32 2. Headloss Minor
………………………………………………………..33
E. Sistem Distribusi dan Pemeliharaannya
………………………………..34
F. Pengertian EPANET ………………………………………………………..35 G. Pemodelan Sistem Distribusi Air Dengan Program EPANET
………………………………………………..38
H. Perencanaan Hidrolis Jaringan Perpipaan ………………………………..40 I. Model Jaringan ………………………………………………………..42 1. Sambungan (junction)
………………………………………………..42
2. Reservoir ………………………………………………………………..43 3. Tangki
………………………………………………………………..43
4. Emitter
………………………………………………………………..44
5. Pipa ………………………………………………………………………..44 6. Pompa
………………………………………………………………..47
7. Valve
………………………………………………………………..48
J. Kebocoran dan Kehilangan Air
………………………………………..50
K. Kebocoran Pipa dan Penyebabnya
………………………………………..52
BAB IV PEMBAHASAN A. Persiapan Penyelesaian
………………………………………………..54
B. Proses pengolahan Air Bersih di PDAM Tirtanadi IPA Sunggal
………………………………………..54
1. Bendung ………………………………………………………………..55 2. Intake
………………………………………………………………..55
3. Raw Water Tank ( RWT ) ………………………………………………..56 4. Raw Water Pump ( RWP )
………………………………………..56
5. Clearator ………………………………………………………………..56 6. Filter
………………………………………………………………..57
7. Reservoir ………………………………………………………………..58 8. Finish Water Pump ( FWP ) 9. Lagoon
………………………………………..58
………………………………………………………………..58
C. Pengolahan Data
………………………………………………………..59
x
D. Menghitung Kehilangan Air Pada saat Distribusi
………………………………………………………..69
BAB V SIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan
………………………………………………………………..71
B. Saran ………………………………………………………………………..71 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Keuntungan dan Kerugian Masing-Masing Sumber Air ……………27 Tabel 3.2 Tinggi kekasaran rata-rata untuk pipa komersial ……………………30 Tabel 3.3 Koefisien Kekasaran Untuk Pipa ……………………………………34 Tabel 3.4 Software untuk pemodelan jaringan pipa (Mays, 1999)
……………36
Tabel 3.5 Contoh Jaringan Node
……………………………………………39
Tabel 3.6 Contoh Jaringan Pipa
……………………………………………40
Tabel 3.7 Rumus Kehilangan Head Untuk Aliran Penuh (Untuk Kehilangan Head diujung dan Laju air di Cfs) Tabel 3.8 Koefisien Kehilangan Kecil yang Tepat
……………46
……………………………47
Tabel 4.1 Jumlah Pelanggan, Debit Terpakai dan Tekanan Pipa
……………………………………………………60
Tabel 4.2 Perhitungan Panjang Pipa Distribusi PDAM Tirtanadi IPA Sunggal
……………………………………62
Tabel 4.3 Headloss dan Factor Friction dengan EPANET
……………………65
Tabel 4.4 Tinggi Tekanan dengan EPANET ……………………………………66 Tabel 4.5 Perhitungan HeadLoss Menggunakan Rumus
xi
……………………67
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Sketsa aliran melalui pipa Gambar 3.2 Contoh Jaringan Pipa
……………………………………29
……………………………………………39
Gambar 3.3 Komponen fisik pada sistem distribusi air
……………………42
Gambar 4.1 Skema Proses Pengolahan Air Bersih IPA Sunggal
……………55
Gambar 4.2 Jaringan Pipa Distribusi PDAM Tirtanadi Dengan Program EPANET
……………………………………64
Diagram 4.1 Alur Sistem Distribusi ……………………………………………59
xii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Air merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi kelangsungan hidup manusia, tanpa air tidak akan ada kehidupan di bumi. Karena pentingnya kebutuhan akan air bersih, maka adalah hal wajar jika sektor air bersih mendapatkan prioritas penanganan utama karena menyangkut kehidupan orang banyak. Di daerah perkotaan, sistem penyediaan air bersih dilakukan dengan sistem perpipaan dan non perpipaan. Sistem perpipaan dikelola oleh Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) dan sistem non perpipaan dikelola oleh masyarakat baik secara individu maupun kelompok. Masyarakat sering mengeluh air yang disalurkan PDAM sering macet, keruh. Masyarakat di beberapa wilayah pelayanan akhirnya hanya menggunakan air PAM untuk mandi dan mencuci. Sedangkan untuk minum dan memasak mereka mengeluarkan uang ekstra untuk membeli AMDK (Air Minum Dalam Kemasan). PDAM kota Medan mempunyai masalah yang sama yaitu tingkat pelayanan (coverage level) yang rendah dan tingkat kehilangan(uncounted water) yang tinggi. Tingkat kebocoran Perusahaan Air Minum di Indonesia rata-rata diatas 30%. Disamping
permasalahan-permasalahan
yang
timbul
dalam
sistem
penyediaan air minum, PDAM juga menghadapai tantangan untuk meningkatkan kinerja sistem dalam rangka mengatasi peningkatan konsumsi masyarakat. Konsumsi air akan selalu mengalami peningkatan seiring dengan pertumbuhan populasi. Sesuai dengan hal diatas, maka dalam Tugas Akhir ini penulis akan membahas dan menganalisis tentang sistem distribusi air bersih pada PDAM Tirtanadi IPA Sunggal serta proyeksi pertumbuhan jumlah penduduk dan proyeksi pertambahan jumlah pelanggan air PDAM. Atas dasar pemikiran itulah
maka
judul
laporan
Tugas
1
Akhir
ini
berjudul
“Analisa
PendistribusianKebutuhan Air Bersih Dengan Program EPANET Di PDAM Tirtanadi IPA Sunggal”. B. Rumusan Masalah Topik bahasan atau permasalahan yang akan dibahas dalam laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1.
Berapa jumlah kehilangan tekanan air yang terjadi pada sistem distribusi air bersih PDAM Tirtanadi IPA Sunggal?
2.
Berapa kehilangan headloss dan losses yang dialami ketika air bersih didistribusikan ke cabang pelayanan?
C. Tujuan Penulisan Tujuan penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1.
Menganalisis kuantitas dan kontinuitas air bersih yang dihasilkan oleh PDAM Tirtanadi Medan dibandingkan dengan besarnya kebutuhan air bersih masyarakat di lingkungan kota Medan;
2.
Menganalisis faktor-faktor persyaratan yang harus terpenuhi agar suatu sistem distribusi air bersih dapat berjalan, yang meliputi kapasitas tampungan yang dapat memenuhi kebutuhan masyarakat, debit aliran, kecepatan aliran, dan tekanan menggunakan program EPANET.
D. Manfaat Penulisan Penulis mengharapkan laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat untuk halhal sebagai berikut: 1.
Memperluas dan menambah wawasan tentang kualitas dan kuantitas air bersih yang harus dihasilkan untuk dapat mencukupi kebutuhan air bersih masyarakat di lingkungan kota Medan;
2.
Memperoleh pengetahuan tentang faktor-faktor persyaratan yang harus terpenuhi agar suatu sistem distribusi air bersih dapat berjalan, yang meliputi kapasitas tampungan yang dapat memenuhi kebutuhan masyarakat, debit aliran, kecepatan aliran, dan tekanan menggunakan program EPANET;
2
3.
Menambah pengetahuan tentang bagaimana penggunaan program EPANET pada jaringan distribusi;
4.
Menjadikan laporan ini sebagai bagian dari kepustakaan di Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan dan kepustakaan di Politeknik Negeri Medan.
E. Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data Penulisan laporan Tugas Akhir ini membutuhkan teknik pengumpulan dan pengolahan data sebagai berikut agar proses penulisan laporan ini menjadi efektif dan efisien. 1.
Teknik Pengumpulan Data Dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini penulis mempunyai beberapa cara yang digunakan sebagai alat
untuk mengumpulkan data
yang
diperlukan, diantaranya sebagai berikut: a. Mengadakan studi pendahuluan; b. Mengadakan studi kepustakaan; c. Melakukan metode wawancara. 2.
Teknik Pengolahan Data Sementara itu teknik pengolahan data yang dilakukan agar menjadi isi dari laporan yang dapat dipertanggungjawabkan ini adalah sebagai berikut: a. Dengan menggunakan cara manual dan Ms. Excel; b. Dengan menggunakan Program EPANET; c. Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing dalam hal kelengkapan data dan penulisan isi laporan Tugas Akhir.
F. Sistematika Penulisan 1.
BAB I: Pendahuluan. Berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan laporan Tugas Akhir dan sistematika penulisan;
3
2.
BAB II: Tinjauan perusahaan. Berisi latar belakang perusahaan, visi dan misi perusahaan, cabang-cabang perusahaan dan struktur organisasi perusahaan;
3.
BAB III: Tinjauan pustaka. Berisi teori dari beberapa sumber yang berhubungan dengan permasalahan dan tujuan pembahasan;
4.
BAB IV: Hasil dan pembahasan. Berisi analisis dan pembahasan masalah;
5.
BAB V : Penutup. Berisi kesimpulan dan saran.
4
