ANALISIS JARINGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH PADA KOMPLEK PERUMAHAN PT ARUN NGL LHOKSEUMAWE

ANALISIS JARINGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH PADA KOMPLEK PERUMAHAN PT ARUN NGL LHOKSEUMAWE Denny Adrian1, Syahrizal2, Ivan Indrawan3 1

Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan Email: [email protected] 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan Email: [email protected] 3 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan Email: [email protected]

ABSTRAK Suplai air bersih pada area perumahan karyawan PT Arun dikelola sepenuhnya oleh pihak perusahaan sendiri dan tidak bergantung kepada instansi penyedia air minum setempat. Jaringan perpipaan distribusinya masih menggunakan jaringan perpipaan yang lama dan hanya dilakukan penggantian terhadap beberapa jaringan pipa yang telah rusak. Air bersih didistribusikan ke area perumahan diberikan secara cuma-cuma kepada penghuni dan tidak dilakukannya pengukuran terhadap penggunaan air pada tiap rumah dan kantor diseluruh area perumahan. Studi pendahuluan dilakukan terlebih dahulu dilanjutkan dengan mengumpulkan data-data primer dan sekunder. Menghitung kebutuhan air pada tiap titik layanan pada area perumahan baik untuk kebutuhan domestik maupun kebutuhan non domestik menjadi jalan keluar untuk memecahkan permasalahan yang terjadi. Kemudian dilakukan evaluasi dengan metode Hardy-Cross lalu dibandingkan hasilnya dengan pemodelan menggunakan EPANET 2.0. Dari pemodelan dapat dilihat titik-titik mana saja aliran air yang tekanan maupun debitnya kecil. Berdasarkan hasil perhitungan didapat headloss yang terjadi pada jaringan pipa pompa cukup besar yaitu 22,950 meter. Kapasitas total produksi air bersih yang dipompa ke komplek perumahan PT Arun sebesar 0,0417 m3/s dan total penggunan air untuk seluruh area perumahan sebesar 98447,999 m3/bulan.

Kata Kunci: Distribusi Air, Hardy Cross, EPANET 2.0

ABSTRACT Supply of clean water in a residential area employees of PT Arun managed entirely by the company itself and not rely on local water provider agencies . Distribution piping network is still using the old piping networks , and only the replacement of some damaged pipelines . Clean water is distributed to residential areas is given free of charge to residents and does not measure the water use in homes and offices throughout each residential area . Preliminary study done first followed by collecting primary data and secondary . Calculate water requirements at any point in the service area of housing both for domestic and non- domestic requirements be a way out to solve the problems occurred . Then be evaluated by the Hardy - Cross method and compared the results with modeling using EPANET 2.0 . Modeling can be seen from the points where any water flow pressure and a small debit . Based on the results obtained headloss calculations that occur on a large enough pipeline pump is 22.950 meters . Total production capacity of clean water being pumped into the housing complex PT Arun at 0.0417 m3 / s and total use of water for the entire residential area of 98447.999 m3/month .

Keywords : Water Disribution, Hardy Cross, EPANET 2.0

PENDAHULUAN Latar Belakang Air bersih merupakan jenis sumber daya air bermutu baik biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk keperluan sehari-hari seperti mandi, mencuci dan sebagainya. Di sekitar kita banyak sumber air bersih yang bisa di manfaatkan secara langsung penggunaannya. Salah satu diantaranya adalah air sungai. PT Arun NGL merupakan perusahaan penghasil gas alam cair terbesar di Indonesia. Dalam memenuhi kebutuhan air bersih bagi perusahaan, PT Arun menmbangun fasilitas pengolahan air bersih sendiri atau yang disebut Water Treathment Plan (WTP). Hal ini membuat PT Arun tidak bergantung pada Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) setempat dalam menyediakan air bersih untuk kebutuhan operasional dan domestik. Sistem distribusi air bersih merupakan suatu jaringan perpipaan yang tersusun atas sistem pipa, pompa, reservoir dan perlengkapan lainnya. Sistem penyediaan air bersih sering mengalami masalah dalam hal debit maupun tekanan yang berkaitan dengan kriteria hidrolis yang harus dipenuhi dalam sistem pengaliran air bersih Mengingat kontur komplek perumahan yang berbukit-bukit dan memiliki perbedaan elevasi puluhan meter menjadi suatu hal yang menarik untuk diteliti. Permasalahan yang kerap terjadi di lapangan yaitu kecilnya debit pada waktu-waktu tertentu pada beberapa titik rumah. Oleh sebab itu penulis merasa perlu menganalisa hal ini. Kiranya hasil dari analisa ini dapat memberikan jalan keluar atas permasalahan yang terjadi di lapangan. Pendistribuasian air bersih ke komplek perumahan PT Arun menggunakan sistem gabungan yaitu sistem pompa dan sistem gravitasi.

METODOLOGI PENELITIAN Metode Hardy Cross Persamaan Hazen-William Metode Hardy Cross Persamaan Hazen-Williamm digunakan untuk menghitung kerugian gesek (headloss) akibat gesekan yang terjadi antara fluida dengan pipa. Persamaan ini dapat ditulis sebagai berikut :

dimana: hf = kerugian gesekan dalam pipa (m) Q = laju aliran dalam pipa (m3/s) L = panjang pipa (m) C = koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams d = diameter pipa (m)

dimana: g = percepatan gravitasi (m2/s) v = kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/s) k = koefisien kerugian Persamaan Bernoulli Persamaan Bernoulli menjelaskan tentang konsep dasar aliran fluida bahwa peningkatan kecepatan pada suatu aliran zat cair atau gas akan mengakibatkan penurunan tekanan pada zat cair atau gas tersebut. Pada suatu aliran fluida tertutup, banyaknya energi suatu fluida di suatu titik sama dengan banyaknya energi di titik lain. Persamaan ini juga dapat digunakan untung menghitung nilai head suatu pompa. Gambar 1. Diagram Alir Pengoperasian Program EPANET

dimana: P1 dan P2 = tekanan pada titik 1 dan 2 V1 dan V2 = kecepatan aliran pada titik 1 dan 2 (m/s) Z1 dan Z2 = perbedaan ketinggian antara titik 1 dan 2 (m) γ = berat jenis fluida g = percepatan gravitasi = 9,81 (m2/s) Menghitung kebutuhan air Besar perhitungan kebutuhan air dihitung dengan persamaan berikut: Qmd = jumlah penduduk x q dimana: Qmd = kebutuhan air (liter/hari), q = konsumsi air per orang per hari (liter/orang/hari) Pengumpulan Data 1. Studi Literatur Mencari, mengumpulkan dan mempelajari bahan-bahan atau teori-teori dari beberapa buku yang berhubungan dengan pengolahan air bersih untuk pengerjaan tugas akhir. 2. Pengumpulan Data Mengambil data-data yang diperlukan yang terdiri dari : a. Data primer. Antara lain diameter pipa, panjang pipa, elevasi tiap node, debit yang keluar dari reservoir, jenis pompa, dan data-data lain yang dibutuhkan untuk melakukan simulasi mengunakan EPANET 2.0. b. Data sekunder. Antara lain peta jaringan pipa distribusi, data jumlah rumah dan fasilitas- di lingkungan komplek perumahan dan data produksi air bersih. Selain itu data-data sekunder didapat juga dari hasil diskusi penulis dengan pementor yang merupakan staf PT Arun. Prosedur Penelitian 1. Menghitung jumlah pelanggan komplek perumahan PT Arun. 2. Menghitung jumlah kebutuhan air bersih pelanggan dalam satuan per orang per liter per hari. 3. Menghitung kelaikan jenis pompa yang digunakan. 4. Menganalisa skema jaringan pemipaan dan pendistribusian air dengan menggunakan software EPANET 2.0

Peta jaringan sistem distribusi Analisa data sistem distribusi Alternatif pengoperasian Memilih analisis yang di inginkan

Run program (running) Hasil analisis Gambar 1. Diagram Alir Pengoperasian Program EPANET

ANALISA DAN PEMBAHASAN Perhitungan Asumsi Jumlah Pengguna Dalam pehitungan jumlah pengguna, penulis membuat beberapa asumsi. Pertama untuk rumah yang dihuni oleh karyawan dan keluarga penulis mengasumsikan satu rumah dihuni oleh 5 orang. Area tersebut meliputi Sungai Gerong, Pangkalan Berandan, Balik Papan, Dumai, Tarakan, Bontang, Plaju I, Plaju II dan Cilacap I. Kedua untuk rumah yang dijadikan asrama tempat tinggal peserta dayah penulis mengasumsikan satu rumah dihuni oleh 7 orang. Area tersebut adalah Cilacap III. Tabel 1. Pembagian Area Dan Jumlah Pengguna Air Bersih Di Komplek PT Arun

Pembagian Asumsi

Area

Jumlah Rumah Huni (Rumah)

Asumsi Jumlah Pengguna

Sungai Gerong

87

435

Pangkalan Brandan

60

300

Balik Papan

122

610

Dumai

94

470

Tarakan

21

105

Bontang

69

345

Plaju I

31

155

Plaju II

40

200

Cilacap I

70

350

Cilacap III

66

462

Asumsi I ( 5 orang )

Asumsi II ( 7 orang )

Perhitungan Asumsi Pemakaian Air Bersih Untuk Perhitungan penggunaan air bersih perusahaan tidak menggunakan metode pengukuran terhadap jumlah penggunaan air bersih di komplek perumahan PT Arun. Perhitungan jumlah penggunaan air bersih akan digunakan asumsi-asumsi penggunaan air berdasarkan referensi yang umum digunakan. Untuk mengetahui Jumlah kebutuhan air maksimum per orang per hari menurut kelompok jumlah penduduk dapat dilihat pada tabel 2 berikut ini : Tabel 2. Jumlah air yang dipakai per orang dan waktu pemakaiannya menurut jenis gedung Jangka waktu pemakaian air rata rata sehari (jam)

Perbandingan luas lantai efektif/total (%)

Keterangan

No

Jenis Gedung

Pemakaian air rata rata per hari (liter)

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

Gambar 1. Diagram Alir Pengoperasian Program EPANET

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

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

-

8

-

Per orang, setiap giliran (kalau kerja lebih dari 8 jam/hari)

Buruh pria: 60 wanita: 100

12

Pabrik/industri

13

Stasiun/terminal

3

15

-

Setiap penumpang (yang tiba maupun Berangkat)

14

Restoran

30

5

-

Untuk penghuni 160 ltr

15

Restoran Umum

15

7

-

16

Gedung pertunjukan

30

5

53-55

17

Gedung bioskop

10

7

-

18

Toko pengecer

40

6

-

19

Hotel/penginap an

250-300

10

-

20

Gedung peribadatan

10

2

-

21

Perpustakaan

25

6

-

22

Bar

30

6

-


Untuk penghuni: 160 ltr, pelayan: 100 ltr 70% dari jumlahl tamu perlu 15 ltr/org untuk kakus, cuci tangan dsb. Kalau digunakan siang dan malam, pemakaian air dihitung per penonton, jam pemakaian air dalam tabel adalah untuk satu kali pertunjukan Pedangan besar: 30 liter/tamu, 10 liter/staff atau, 5 liter per hari setiap m2 luas lantai Untuk setiap tamu, untuk staf 120-150 liter; penginapan 200 liter Didasarkan jumlah jemaah per hari Untuk setiap pembaca yang tinggal Setiap tamu

23

Perkumpulan Sosial

30

-

-

Setiap tamu

24

Kelab malam

120-350

-

-

Setiap tempat duduk

25

Gedung Perkumpulan

150-200

-

-

Setiap tamu

26

Laboratorium

100-200

8

-

Setiap tamu

Sumber : Soufyan Moh. Noerbambang dan Takeo Morimura (2005) Pemakaian Domestik Dalam studi ini kebutuhan air dihitung berdasarkan penggunaan air tiap rumah. Diasumsikan pemakaian air 900 l/orang/hari untuk tiap rumah. Rumus yang digunakan dalam perhitungan pemakaian air ini berupa persamaan perhitungan sederhana seperti berikut :  Kebutuhan per orang : 900 l/orang/hari  Jumlah penghuni untuk asumsi rumah pertama : 594 x 5 = 2970 orang  Jumlah penghuni untuk asumsi rumah kedua : 66 x 7 = 462 orang  Jumlah penghuni seluruhnya : 2970 + 462 = 3432 orang  Kebutuhan keseluruhan : 900 x 3432 l/orang/hari = 3088800 l/orang/hari  Kebutuhan domestik total pada area komplek perumahan PT Arun : 3088800 / 24 = 128700 dm3/jam Pemakaian Non Domestik Rekapitulasi total pemakaian air non domestik setelah digabungkan dan di jumlahkan dapat dilihat pada tabel 3 berikut : Tabel 3. Rekapitulasi Estimasi Pemakaian Air Pada Area Komplek Perumahan PT Arun No

Penggunaan Air

dm3/jam

1

Domestik

128700

2

Perkantoran

1070,833

3

Sekolah

4407,083

4

Penginapan/Guest House

148,333

5

Rumah Sakit

1308,333

6

Sarana Ibadah/Mesjid

250

7

Garmen

62,5

8

Tempat Makan

14,583

9

Super Market

25

10

Kolam Renang

125

11

Lapangan Golf

162,5

12

Stadion

5

13

Gedung MPB

12,5

14

Gedung Olah Raga

25

15

Lain-lain

416,667

Total

136733,332


Perhitungan Kelaikan Pompa Kerugian Pada Sistem Perpipaan Distribusi Dalam menghitung kerugian (headloss) ini penulis menggunakan metode Darcy-Weisbach. Metode ini merupakan metode terbaik karena persamaan ini dapat diterapkan untuk air cairan lain selain air. → Dari WTP ke Unit Water Tank Sungai Gerong  Mayor Headloss Ø = 10 inchi = 0,254 m L = 4952 m Q = 0.0417 m3/detik Headloss (Hf)

 Minor Headloss

Untuk menghitung koefisien minor headloss dapat dilihat pada tabel 4 berikut : Tabel 4. Koefisien Minor Headloss Item

K

One Entrance One Exit Two 900 bends at 0.9 Four 450 bends at 0.42 One gate valve

0,5 0,1 1,8 1,68 0,19

Total Minor Headloss

4,27

→ Dari Unit Water Tank Sungai Gerong ke Unit Water Tank Dumai  Mayor Headloss Ø = 10 inchi = 0,254 m L = 658,5 m Q = 0.0417 m3/detik


Headloss (Hf)

 Minor Headloss

Untuk menghitung koefisien minor headloss dapat dilihat pada tabel 5 berikut : Tabel 5. Koefisien Minor Headloss Item

K

One Entrance One Exit Two 900 bends at 0.9 One glove valve

0,5 0,1 1,8 0,19

Total Minor Headloss

2,59

Head Pompa Mencari head pompa digunakan persamaan bernoulli. Maka head pompa yang diperoleh:

γ

Diameter Pipa Distribusi Kecepatan maksimum aliran dalam pipa yang digunakan sebesar 2.0 m/detik, maka diameter pipa distribusi dapat dihitung sebagai berikut:


Pemodelan Jaringan Menggunakan Epanet Analisa jaringan pemipaan yang dimaksud yaitu analisa terhadap jaringan pemipaan yang telah ada. Area yang akan dianalisa adalah Area Balik Papan. Area ini dapat mewakili perhitungan dari seluruh jaringan perpipaan yang ada.

Gambar 2. Visual Jaringan Pipa Distribusi Komplek PT Arun Area Balik Papan Hasil analisa jaringan perpipaan menggunakan program EPANET 2.0 ditunjukkan pada tabel 6 berikut ini : Tabel 6. Nilai Debit Dan Tekanan Output Software EPANET 2.0 Pipa ID

Debit (m3/s)

Tekanan (m)

1

0,0030037

12,12

2

0,0038407

7,87

3

0,0005456

14,04

4

0,0031325

24,38

5

0,0027744

31,13

6

0,0002313

41,59

7

0,0033639

28,20

8

0,002543

41,00

9

0,00009095

28,57

10

0,0004556

41,80

11

0,000768

39,74

12

0,0034548

36,84

15

0,0017723

38,97


16

0,000264

42,13

17

0,0001006

40,21

18

0,0004131

39,24

19

0,0020374

39,19

22

0,0012653

40,58

23

0,0001846

33,71

24

0,0018525

38,06

25

0,0014358

34,69

26

0,0003941

31,74

29

0,0014502

36,86

32

0,0007211

38,66

34

0,0003044

41,79

KESIMPULAN 1. Kapasitas total air bersih yang dipompa untuk kebutuhan komplek Perumahan PT Arun adalah 150 m3/hari atau 0,0417 m3/s 2. Analisa distribusi air bersih menggunakan software EPANET 2.0 dianggap mendekati perhitungan manual menggunakan metode Hardy Cross. Hal ini terlihat setelah dilakukan evaluasi hasil analisa EPANET 2.0 dengan menggunakan metode Hardy Cross persen ralat rata-rata sebesar 9,89%. 3. Nilai head pompa berdasarkan hasil perhitungan sebesar 74,68 meter. Hal ini menunjukkan bahwa pompa yang digunakan untuk mendistibusikan air bersih ke tangki di area perumahan memenuhi kriteria. 4. Pipa distribusi yang digunakan di area perumahan adalah jenis galvanis dengan diameter pipa utama 8 inchi dan diameter pipa sekunder 6 inchi. 5. Tidak adanya meteran air pada area kompleks perumahan karyawan PT Arun NGL ini mengakibatkan rendahnya tingkat kesadaran penghuni dalam penghematan pemakaian air bersih. SARAN 1. Sistem penyediaan air bersih pada kompleks perumahan karyawan PT Arun NGL secara umum sudah cukup baik. Tetapi dalam rentang waktu tertentu perlu dilakukan perhitungan terhadap penggunaan air yang sesungguhnya. 2. Sebaiknya dipasang meteran air pada masing-masing rumah pada area kompleks agar lebih efisien. Hal ini dimaksudkan untuk meningkatkan kepedulian penghuni akan penghematan penggunaan air. Selain itu penggunaan meteran air juga menurut penulis akan sangat membantu dalam mengambil keputusan-keputusan manajerial bagi pihak perusahaan kedepannya. 3. Perlunya penambahan meteran tekanan untuk mengontrol kuat lemahnya tekanan di beberapa titik jaringan perpipaan yang ada. 4. Pemodelan dengan EPANET 2.0 dapat membantu keputusan manajerial dalam setiap kasus yang mungkin terjadi di lapangan. Untuk mendapatkan situasi yang lebih sesuai dengan kenyataan dan semakin mendekati kondisi sebenarnya perlu dilakukan pengembangan programing yang lebih intens.


DAFTAR PUSTAKA Linsey, Ray K dan Joseph B. Franzini. 1991. Teknik Sumber Daya Air Jilid II Edisi III. Erlangga. Jakarta. Dake, J.M.K dan Endang P.Tachyan dan Y.P. Pangaribuan. 1985. Hidraulika Teknik Edisi II. Erlangga. Jakarta. Streeter, Victor L dan E. Bejamin Wylie. 1990. Mekanika Fluida Jilid 1 Edisi VIII. Erlangga. Jakarta Triatmadja, Radianta. 2009. Hidraulika Sistem Jaringan Perpipaan Air Minum. Beta Offset. Yogyakarta. Noerbambang, Soufyan Moh. dan Takeo Morimura. 2005. Perancangan dan Pemeliharaan Sistem Plumbing. PT Pradnya Paramita. Jakarta. Gupta S, Ram. 1989. Hydrology & Hydraulic Systems. Prentice Hall. New Jersey. Kindler, J. And C.S. Russel. 1984. Modeling Water Demands. Academic Press Inc. London. Siregar, Andi Ade Putra, 2011. Analisa Distribusi Air Bersih Pada Komplek Perumahan Karyawan PT.Chevron Pacific Indonesia Distrik Dumai Dari WTP-Dumai Menggunakan Software Epanet 2.0. Teknik Sipil. Universitas Sumatera Utara. Irfandi, 2009. Perancangan Sistem Distribusi Air Bersih Pada Komplek Perumahan Karyawan PT. Pertamina. Teknik Mesin. Universitas Sumatera Utara. Houghtalen, Robert J. and Ned H. C. Hwang and A. Osman Akan. 2010. Fundamental of Hydraulic Engineering Systems Fourth Edition.


ANALISIS JARINGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH PADA KOMPLEK PERUMAHAN PT ARUN NGL LHOKSEUMAWE

Recommend Documents