BAB VII PERHITUNGAN RINCI PENGEMBANGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH UTAMA KOTA NIAMEY

Evaluasi dan Pengembangan Sistem Distribusi Air Bersih Utama Kota Niamey, Niger

BAB VII PERHITUNGAN RINCI PENGEMBANGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH UTAMA KOTA NIAMEY 7.1

Umum Perhitungan rinci perencanaan sistem distribusi air bersih utama wilayah

pengembangan kota Niamey mencakup : a.

Perhitungan dimensi perpipaan

b.

Profil hidrolis

c.

Perhitungan reservoir distribusi Perhitungan dimensi sistem perpipan dan pengaturan aliran dilakukan dengan

menggunakan program komputer yaitu sebuah perangkat lunak EPANET.

7.2

Perhitungan Hidrolis Jaringan Perpipaan Perhitungan dimensi perpipaan hanya dilakukan untuk pipa-pipa yang termasuk

dalam sistem distribusi utama kota yang dibutuhkan hingga akhir perencanaan. Perhitungan dimensi jaringan pipa distribusi dilakukan saat kondisi aliran sedang dalam kondisi maksimum atau pada jam-jam puncak. Untuk menghitung dimensi dari pengembangan jaringan distribusi air bersih di wilayah pengembangan kota Niamey diperlukan model hidrolis dari jaringan distribusi eksisting di kota tersebut. Peta jaringan distribusi air bersih dan laporan teknis mengenai instalasi distribusi air bersih di Niamey yang tersedia digunakan untuk menciptakan model tersebut dengan menggunakan program komputer EPANET. Langkah-langkah dalam menentukan dimensi perpipaan distribusi adalah sebagai berikut : 1.

Membuat peta jaringan eksisting distribusi air bersih utama.

2.

Menghitung jumlah kebutuhan air pada wilayah yang akan dilayani.

3.

Besarnya debit yang digunakan dalam perhitungan adalah debit maksimum perjam.

4.

Memasukkan nilai elevasi, kebutuhan air dan pola pemakaian air pada node.

5.

Memasukkan nilai panjang pipa, kekasaran pipa dan diameter pipa pada link.

Muhammad Taufik-15303029

VII-1


6.

Menentukan status valve yang terpasang.

7.

Membuat karakteristik pompa (jumlah, head, debit) yang dibutuhkan.

8.

Memasukkan karakteristik kurva pompa dan pola operasi pompa pada pump characteristic.

9.

Memasukkan nilai-nilai dari dimensi reservoir eksisting.

10.

Mengkalibrasikan model yang dibuat dengan kondisi aktual.

11.

Dengan mengasumsikan besarnya kecepatan aliran antara 0,3 – 3 m/s dan besarnya sisa tekan minimal 15 meter maka diameter pipa diperoleh dengan menggunakan trial and error untuk memperoleh diameter optimal.

12.

Besarnya diameter disesuaikan dengan ukuran yang ada di pasaran.

7.3

Pengembangan Jaringan Agar dapat mensuplai kebutuhan air di Niamey pada tahun 2015, kapasitas

transmisi dan dsitribusi harus ditingkatkan sebesar 26,250 m3/hari. Karena terdapat perbedaan waktu pembangunan wilayah pengembangan kota, maka tujuan dari pengembangan jaringan transmisi air di Niamey adalah membuat jalur pipa transmisi dan sebuah menara air baru di kawasan timur kota dengan kebutuhan air 8.750 m3/hari Kapasitas produksi Goudel telah ditingkatkan dan peningkatan tersebut dapat mencukupi peningkatan ini.

7.4

Lokasi Menara Air R12 Lokasi dari menara air baru R12 akan dipilih dengan menggunakan peta GIS

Niamey. Kriteria untuk menentukan lokasi terbaik dari R12 adalah:

Untuk meminimalkan biaya konstruksi, menara air dibangun pada tempat yang tinggi;

Untuk meminimalkan biaya konstruksi dari pipa transmisi, lokasi menara air sedemikian rupa pada suatu lokasi sehingga meminimalkan panjang pipa transmisi;

Untuk meminimalkan biaya jaringan distribusi dan untuk mengoptimalkan sisa tekan di jaringan distribusi, menara air sebaiknya berada di dekat wilayah pengembangan.


VII-2


Elevasi dari wilayah pengembangan di timur Niamey ini berkisar antara 215 hingga 225 diatas permukaan laut. Maka, berdasarkan kriteria diatas, R12 akan ditempatkan pada lokasi yang ditunjukan oleh Gambar 7-1, pada ketinggian 225 m.

Lokasi R12

Gambar 7-1. Lokasi Menara air R 12 Dimensi dari menara air R12 didasarkan pada desain menara air R10 dan R11 yang memiliki bentuk gabungan antara silinder dan krucut. R10 dan R11 adalah empat buah menara air (masing-masing dua buah) yang memiliki volume masing-masing 2100 m3. Dimensi dari R12 tidak jauh berbeda dengan R10 dan R11, hanya saja diperkecil volumenya. Berikut adalah dimensi dari R12: Diameter

: 25 m

Ketinggian Penahan Tangki

: 20 m

Elevasi Tanah

: 225 m

Level tangki kosong

: 248 m

Level tangki penuh

: 254 m

Volume

: 2000 m3


VII-3


Pada model jaringan, menara air R12 dimodelkan berbentuk silinder dengan diameter sebesar 20 m. Dengan demikian ketinggian muka air maksimum dan minimum dalam tangki dapat memenuhi kriteria diatas.

7.5

Pengembangan Jaringan Distribusi Utama Air

7.5.1

Umum Desain dari pengembangan jaringan transmisi air harus baik, aman, efisien serta

efektif. Sebuah jaringan disebut baik dan aman apabila jaringan tersebut dapat menjamin keberlangsungan suplai air. Untuk menjamin sebuah jaringan tetap beroperasi dengan efektif, jumlah sisa tekan yang tersedia harus memenuhi kebutuhan. Berdasarkan lay-out dari jaringan eksisting dan peta kota, dua buah alternatif jaringan akan dibuat.

7.5.2

Pengembangan Kapasitas Distribusi

7.5.2.1 Wilayah Timur Kota Niamey Alternatif yang dapat diaplikasikan untuk pengembangan jaringan transmisi air menuju wilayah timur kota Niamey dibuat berdasarkan peta jaringan transmisi air eksisting kota Niamey. Pipa transmisi air yang baru menuju menara air R12 harus disambungkan dari jaringan transmisi air Goudel, seperti telah dijelaskan sebelumnya. Terlihat dari Gambar 7-2, dua buah alternatif memungkinkan untuk dibangun:

-

Alternatif 1: pembangunan jaringan pipa transmisi baru pararel dengan jaringan pipa eksisting sepanjang 9 km dari stasiun pompa Goudel menuju R10 lalu pembangunan pipa transmisi baru dari R10 mengitari kota Niamey menuju R12 sepanjang 10 km;

-

Alternatif 2: pembangunan jaringan pipa transmisi baru sepanjang 15 km, dari stasiun Goudel mengikuti jalur pipa eksisting menuju R9 lalu menuju R12 melewati tengah kota.


VII-4


R10

Alternatif 1, dari Goudel -R10 - R12 mengitari Niamey

R12

R9 Area pengembangan Timur

Alternatif 2, dari Goudel -R9-R12, melalui Niamey

Gambar 7-2. Alternatif pipa transmisi 7.5.2.2 Wilayah Barat dan Utara Kota Niamey Lokasi pasti dari pengembangan di wilayah Barat dan Utara kota Niamey sampai saat ini belum ditentukan. Densitas dari populasi pada area tersebut masih rendah dan masih banyak jalan-jalan yang belum selesai dibangun. Jaringan distribusi di wilayah ini baru dibutuhkan dalam waktu yang masih cukup lama. Untuk memfasilitasi penyaluran air menuju area pengembangan di wilayah barat dan utara Niamey ini, peningkatan kapasitas pipa transmisi menuju R10 harus ditingkatkan. Peningkatan yang dilakukan akan memungkinkan dibangunnya sambungan dari R10 menuju area barat dan Utara kota Niamey di masa yang akan datang.


VII-5


7.5.3

Desain Pengembangan Jaringan Desain dari pengembangan jaringan untuk kedua alternatif dilakukan dengan

menggunakan model EPANET jaringan eksisiting. Untuk setiap alternatif jaringan, pembuatannya melalui empat langkah berikut: -

penentuan diameter pipa yang dibutuhkan berdasarkan kebutuhan puncak di R12;

-

identifikasi masalah hidrolis yang disebabkan penambahan jaringan alternatif terhadap jaringan transmisi eksisting;

-

desain penyelesaian-penyelesaian masalah hidrolis;

-

perhitungan dengan menggunakan model EPAnet untuk membuktikan bahwa alternatif berjalan dengan baik.

7.5.3.1 Alternatif 1 Alternatif 1 adalah pembangunan jaringan pipa transmisi baru mengikuti jaringan pipa eksisting sepanjang 9 km dari stasiun pompa Goudel menuju R10 lalu pembangunan pipa transmisi baru dari R10 mengitari kota Niamey menuju R12 sepanjang 10 km.

Tabel 7-1. Hasil perhitungan Alternatif 1 Panjang Diameter Debit dasar Kecepatan alir rata-rata Kecepatan alir maksimum Faktor Puncak

Pipa eksisting 9 km 500 mm 850 m3/jam 1.15 m/detik 1.51 m/detik 1.31

Goudel – R 10 9 km 400 mm 365 m3/jam 0.88 m/detik 1.12 m/detik 1.27

R 10 – R 12 10 km 400 mm 365 m3/jam 1,15 m/detik 1,73 m/detik 1,27

Sebagai kesimpulan, sistem transmisi keseluruhan dari R10 menuju R12 berdasarkan alternatif 1 adalah: -

Pipa eksisting DN 500 dari Goudel menuju R10;

-

Pipa paralel baru DN 400 dari Goudel menuju R10;

-

Pipa transmisi baru DN 400 dari R10 ke R12

Perhitungan tekanan dan debit ditampilkan pada Lampiran C, dimana terlihat bahwa tekanan dalam sistem berada dalam kriteria desain yang dikehendaki. Untuk menyalurkan kebutuhan air di masa yang akan datang dibutuhkan penambahan kapasitas pompa di stasiun pompa Goudel. Pada Tabel 10 rangkuman dari Muhammad Taufik-15303029

VII-6


kebutuhan pompa di masa yang akan datang ditampilkan. Konfigurasi pompa pada stasiun pompa eksisting terdiri dari tiga buah pompa. Untuk peningkatan kapasitas pompa, dibutuhkan penambahan jumlah pompa. Konfigurasi tambahan pompa yang direncanakan untuk alternatif 1 ditampilkan pada Tabel 7-2.

Tabel 7-2. Jumlah pompa tambahan Alternatif 1 Kapasitas total baru 365 m3/jam Jumlah pompa 2 (1+1 cadangan) Kapasitas pompa 370 m3/jam Head pompa 100 m

7.5.3.2 Alternatif 2 Alternatif 2 adalah dengan membangun pipa transmisi paralel bersebelahan dengan pipa eksisting dari Goudel menuju R9 lalu diteruskan menuju R12. Selain itu, pipa eksisting hanya mentransmisikan air saja, tidak disadap untuk keperluan distribusi. Dengan cara ini operasi dari Menara R9 akan membaik dibandingkan sebelumnya dimana dilaporkan bahwa menara air R9 tidak pernah penuh. Satu kerugian dari alternatif ini yaitu pembangunan pipa yang akan dilakukan persis melalui pusat kota dari Barat sampai Timur. Tabel 7-3. Hasil Perhitungan Alternatif 2 Panjang diameter Debit dasar Kecepatan alir rata-rata Kecepatan alir maksimum Faktor puncak

Pipa eksisting 9 km 500 mm 708 m3/jam 1.08 m/s 1.48 m/s 1.36

Goudel – R9 9 km 400 mm 365 m3/jam 0.96 m/s 1.05 m/s 1.09

R9 – R12 6 km 400 mm 365 m3/jam 0,84 m/s 0,91 m/s 1.09

Sebagai kesimpulan, sistem transmisi keseluruhan menuju R9 dan R12 berdasarkan Alternatif 2 adalah: -

pipa eksisting DN 500 dari Goudel menuju R9;

-

Jalur pipa baru DN 400 parallel dengan jalur eksisting dari Goudel menuju R9;

-

pipa transmisi baru DN 400 dari R9 menuju R12


VII-7


Alternatif 2 akan membutuhkan penambahan kapasitas pemompaan pada stasiun pompa Goudel. Untuk alternatif ini pengembangan stasiun pompa akan berupa penambahan pompa untuk mensuplai R9 dan R12. Konfigurasi pompa untuk stasiun pompa Goudel – R9 terdiri dari tiga pompa. Konfigurasi pompa yang direncanakan ditampilkan pada tabel 7-4.

Tabel 7-4. Jumlah pompa tambahan Alternatif 2 Kapasitas total baru

365 m3/jam

Jumlah pompa

2 (1+1 cadangan)

Kapasitas pompa

370 m3/jam

Head pompa

85 m

7.5.3.3 Perhitungan Hidrolis Tabel 7-5 menyajikan hasil perhitungan hidrolis dari kedua alternatif pada saat jam puncak.

Tabel 7-5. Hasil perhitungan hidrolis kedua alternatif Alternatif Parameter Panjang pipa baru + diameter Jumlah pompa tambahan Tekanan pada stasiun pompa Tekanan di R 12 Kecepatan alir pada jam puncak Kecepatan alir pada jam minimum Muka air terendah di R 12

7.5.4

1 Goudel-R10-R12 19 km (400 mm) 1+1 9.88 bar 2.95 bar 1.73 m/detik 0.5 m/detik 28.5 m

2 Goudel-R9-R12 14 km (400 mm) 1+1 9.07 bar 2.7 bar 0.91 m/detik 0.77 m/detik 25.5 m

Evaluasi Alternatif Evaluasi dari semua alternatif dilakukan berdasarkan kriteria dibawah ini; -

Biaya konstruksi

-

Biaya operasi

-

Dampak lingkungan


VII-8


Biaya pembangunan reservoir R 12 tidak dimasukkan ke dalam perbandingan biaya konstruksi kedua alternatif, karena masing-masing alternatif memiliki beban biaya pembangunan Menara R 12 yang sama.

7.5.4.1 Biaya Konstruksi Perkiraan biaya konstruksi dilakukan berdasarkan pada harga-harga [Denys, 2006] berikut: -

Biaya pembelian pipa DIP DN 400 mm

:

EUR 50 per m

-

Biaya perlengkapan dan manajemen

:

EUR 100,000 per bulan

Untuk menghitung biaya keseluruhan, lamanya masa konstruksi menjadi penting untuk diperhitungkan. Lamanya pengerjaan pembangunan bergantung pada lokasi dimana pipa tengah dibangun [Denys, 2006]: -

Pembangunan di lahan terbuka

:

150 m per hari;

-

Pembangunan di tengah kota

:

50 m per hari.

Tabel 7-6. Biaya konstruksi alternatif Alternatif Pipa Diameter Panjang Waktu Pengerjaan Biaya Material Biaya Pengerjaan Sub-Total Pompa Tambahan Total

1 R10 - R12 Goudel - R10 400 mm 400 mm 10.000 m 9.000 m 67 hari 60 hari € 500.000 € 450.000 € 220.000 € 200.000 € 720.000 € 650.000 2 x € 600.000 (1+1) € 2.570.000

2 R9 - R12 Goudel - R9 400 mm 400 mm 6.000 m 9.000 m 120 hari 180 hari € 300.000 € 450.000 € 400.000 € 600.000 € 700.000 € 1.050.000 2 x € 600.000 (1+1) € 2.950.000

Biaya pembangunan rumah pompa menurut laporan Perencanaan Jaringan Distribusi di Niamey [IBG, 2001] digunakan sebagai dasar dalam menentukan biaya pembangunan rumah pompa. Biaya total pengembangan stasiun pompa adalah sebagai berikut: -

Pengembangan ke Timur, kapasitas 365 m3/jam


: EUR 600,000

VII-9


7.5.4.2 Biaya Operasional Untuk memiliki gambaran mengenai besarnya biaya operasional yang harus dikeluarkan untuk menjalankan kedua alternatif, biaya listrik tahunan dihitung berdasarkan daya pompa. Beberapa hal yang menjadi dasar perhitungan biaya operasional : -

Kapasitas pompa rata-rata digunakan tanpa modulasi. Pompa dioperasikan selama 24 jam sehari selama satu tahun;

-

Efisiensi hidrolis dan elektrik dari pompa adalah 70%;

-

Biaya listrik of € 0.15 per kWh.

-

Jumlah pompa cadangan sebanyak satu buah dengan kapasitas yang sama

Untuk memberikan gambaran yang lebih jelas mengenai perbedaan biaya operasional kedua alternatif, maka dihitung biaya pengoperasian kedua alternatif selama sepuluh tahun. Tabel 7-7. Biaya operasional kedua alternatif Alternatif Tekanan Kapasitas Pompa Baru Kebutuhan Energi Konsumsi listrik Tahunan Biaya Listrik Tahunan Biaya Listrik 10 Tahun

1 100 m 365 m3/jam 0,3196 kWh/m3 458440 kWh € 68.766 € 687.660

2 85 m 365 m3/jam 0,3037 kWh/m3 355490 kWh € 53.323 € 533.230

7.5.4.2 Dampak Lingkungan Dampak lingkungan yang ditimbulkan oleh pengembangan jaringan ini terutama akan disebabkan selama masa konstruksi pipa. Selain itu, beberapa dampak terhadap lingkungan juga berpotensi untuk memberikan gangguan: -

Polusi udara disebabkan oleh truk dan kendaraan berat berbahan bakar diesel lainnya;

-

Bising yang dihasilkan oleh truk dan peralatan berat;

-

Produksi sampah ketika penggalian parit dilakukan;

-

Gangguan terhadap manusia dikarenakan pemblokiran dan pengalihan rute jalan dan kemacetan yang mungkin ditimbulkan selama masa pembangunan.


VII-10


Dampak lingkungan dari setiap alternatif diekspresikan dalam bentuk estimasi lamanya konstruksi pipa, semakin lama masa konstruksi pipa berlangsung, semakin tinggi dampak lingkungan yang ditimbulkan. Dampak lingkungan dari pembangunan alternatif 1 sangat terbatas karena sebagian besar dari pembangunan pipa akan dilakukan di luar wilayah pemukiman kota. Lamanya masa konstruksi pipa untuk alternatif 1 adalah 120 hari (4 bulan). Dampak lingkungan yang ditimbulkan oleh alternatif 2 sangat tinggi karena hampir seluruh bagian dari konstruksi pipa dilakukan di tengah kota. Pekerjaan pembangunan di tengah kota akan menimbulkan kemacetan karena terdapat operasi pembongkaran dan perbaikan aspal serta pembuangan hasil galian tanah ke luar kota. Lamanya masa konstruksi pipa untuk Alternatif 1 adalah 300 hari (10 bulan).

7.5.5

Perbandingan Alternatif

7.5.5.1 Metode Perbandingan Alternatif Kedua alternatif akan dibandingkan pada tiga pembanding yang sama, yaitu biaya konstruksi, biaya operasional dan dampak lingkungan. Biaya (Konstruksi dan Operasional) Setelah melakukan perhitungan mengenai kriteria-kriteria yang diperlukan untuk membangun kedua alternatif, nilai 3 akan diberikan pada alternatif dengan nilai kriteria tertinggi. Nilai 3 merupakan nilai terbesar dalam skala 1 sampai 3. Alternatif dengan nilai kriteria yang lebih rendah akan diberikan nilai antara 1-2,9. Nilai ini bergantung pada perbedaan diantara kedua alternatif. Sebagai contoh, apabila Alternatif 1 memerlukan biaya konstruksi sebesar EUR 50.000.000, - dan Alternatif 2 sebesar EUR 200.000.000, -, Alternatif 2 akan diberi nilai 3 sementara Alternatif 1 akan diberi nilai 0,75.

Contoh perhitungan

:

50.000.000 x 3 = 0,75 200.000.000


VII-11


Dampak Lingkungan Hal yang serupa akan dilakukan dalam membandingkan dampak lingkungan dari kedua alternatif. Alternatif yang memberikan dampak lingkungan terlama akan diberi nilai maksimum dalam skala 1 sampai 3. Sedangkan nilai alternatif yang dampak lingkungannya lebih singkat akan diberi nilai antara 1-3. Nilai ini juga bergantung pada perbedaan diantara kedua alternatif. Hasil perhitungan nilai kedua alternatif ditampilkan pada Tabel 7-8. Tabel 7-8. Nilai alternatif Kriteria Biaya Konstruksi Biaya Operasional Dampak Lingkungan

Alternatif 1 Besar Nilai € 2.570.000 2,48 € 687.660 3 127 hari 1,2

Alternatif 2 Besar Nilai € 2.950.000 3 € 533.230 2,32 300 hari 3

7.5.5.2 Perbandingan Alternatif Setiap alternatif akan dinilai berdasarkan pertimbangan ekonomis dengan menggunakan metode pembobotan. Dalam melakukan analisis pembobotan ini, kriteria ekonomis yang digunakan adalah biaya konstruksi, biaya operasional dan dampak lingkungan. Berikut nilai kepentingan kriteria yang digunakan untuk pemilihan alternatif. Nilai kepentingan kriteria (bobot) terhitung seperti pada Tabel 7-9. Tabel 7-9. Nilai kepentingan kriteria Parameter BK BO DL Bobot Biaya Konstruksi (BK) 1 2 3 Biaya Operasi (BO) 3 1 4 Dampak Lingkungan (DL) 2 1 3

Hasil penilaian terhadap setiap alternatif dari masing-masing parameter dapat dilihat pada Tabel 7-10.


VII-12


Tabel 7-10. Pemilihan alternatif jalur Parameter Biaya Konstruksi (BK) Biaya Operasi (BO) Dampak Lingkungan (DL) TOTAL

Bobot 3 4 3

Alternatif 1 Nilai Total 2,48 7,44 3 9/12 1,2 3,6 23,04

Alternatif 2 Nilai Total 3 9 2,32 9,28 3 9 27,28

Berdasarkan hasil perbandingan kedua alternatif, Alternatif 1 merupakan alternatif terbaik karena memiliki nilai terendah.


VII-13

BAB VII PERHITUNGAN RINCI PENGEMBANGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH UTAMA KOTA NIAMEY

Recommend Documents