Makalah Seminar Nasional
PEMETAAN DAN PERENCANAAN JARINGAN DISTRIBUSI AIR: STUDI KASUS DI DUSUN KRAJAN DESA SIDOMULYO
Oleh :
Suhardjo Widodo, Indarto, Irwan Prasetyo Hadi
Makalah disampaikan pada: SEMINAR NASIONAL PERHIMPUNAN TEKNIK PERTANIAN (PERTETA) , DI UNIVERSITAS UDAYANA - DENPASAR, 13-14 JULI 2012
LABORATORIUM TEKNIK PENGENDALIAN DAN KONSERVASI LINGKUNGAN (Lab. TPKL)
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS JEMBER 2012
1
PEMETAAN DAN PERENCANAAN JARINGAN DISTRIBUSI AIR: STUDI KASUS DI DUSUN KRAJAN DESA SIDOMULYO Suhardjo Widodo, Indarto, Irwan Prasetyo Hadi Lab. Teknik Pengendalian dan Konservasi Lingkungan (Lab. TPKL), PS Teknik Pertanian, FTP – UNEJ, Jl. Kalimantan No. 37 Kampus Tegalboto, Jember 68121
ABSTRAK Sumber daya air merupakan sarana penting dalam kehidupan manusia, sehingga perlu terus dipertahankan kualitas dan kuantitasnya. Desa Sidomulyo merupakan salah satu desa di Kabupaten Jember yang memiliki potensi sangat besar, khususnya di sektor perkebunan kopi rakyat. Pengolahan kopi dengan sistem olah semi-basah yang diterapkan, membutuhkan air dalam jumlah yang cukup banyak selama proses pengolahan. Sementara ketersediaan air tidak mencukupi untuk keperluan pabrik. Optimalisasi tata kelola air perlu dilakukan agar dapat memenuhi kebutuhan air. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) menganalis dan mengukur potensi sumber air Desa Sidomulyo, (2) melakukan pemetaan jaringan distribusi air di Dusun Krajan Desa Sidomulyo, dan (3) merencanakan jaringan perpipaan sesuai persyaratan teknis. Dasar Hidrolika perpipaan untuk merencanakan jaringan pipa yang sesuai dengan kontur dan kebutuhan air penduduk. Perencanaan jaringan perpipaan dilakukan untuk lingkup Dusun. Parameter yang dihitung yaitu: debit air yang tersedia, debit maksimal pipa, kecepatan air di dalam pipa, kehilangan energi akibat gesekan pipa, kehilangan energi akibat belokan dan penyempitan pipa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa air yang tersedia di sumber air mencukupi untuk memenuhi kebutuhan penduduk. Air dari Sumber ditampung di Reservoir, selanjutnya dialirkan ke bangunan Pengolahan dan akhirnya dialirkan menuju pemukiman warga. Jarak yang jauh dari sumber air menuju pemukiman penduduk menyebabkan banyak terjadinya kehilangan energi terutama di pipa transmisi. Hal ini dapat diatasi dengan memperbesar diameter pipa yang akan digunakan untuk transmisi. Perbedaan tinggi yang cukup besar menyebabkan tekanan yang terjadi di dalam pipa sangat besar sehingga diperlukan bangunan pelepas tekanan pada beberapa titik. Kata Kunci: desain, jaringan distribusi pipa, sidomulyo.
PENDAHULUAN Sumber daya air merupakan sarana penting dalam kehidupan manusia untuk memenuhi kebutuhan domestik dan usaha komoditas pertanian yang meliputi sub-sektor tanaman pangan, hortikultura, peternakan, dan perkebunan. Memperhatikan hal tersebut maka sumber daya air perlu terus dipertahankan kualitas dan kuantitasnya. Pada kenyataannya, permasalahan di lapangan cukup kompleks yang mencakup aspek kuaintatif dan kualitatif. Masalah paling utama yaitu sulitnya mencari sumber daya air yang dapat mencukupi kebutuhan masyarakat.
Desa Sidomulyo merupakan salah satu desa di Kabupaten
Jember yang memiliki potensi yang sangat besar, khususnya di sektor perkebunan kopi rakyat, 2
bahkan pemasaran kopi rakyat Desa Sidomulyo sudah menembus pasar internasional. Potensi tersebut dapat meningkatkan kesejahteraan hidup masyarakat di Desa Sidomulyo. Pengolahan kopi dengan sistem olah semi-basah yang diterapkan di Desa Sidomulyo terbukti dapat meningkatkan kualitas produk kopi. Sistem olah basah membutuhkan air dalam jumlah yang cukup banyak selama proses pengolahan dibandingkan sistem olah kering. Sementara di Dusun Krajan, ketersediaan air tidak mencukupi untuk keperluan pabrik. Optimalisasi tata kelola air di Desa Sidomulyo perlu dilakukan agar dapat memenuhi kebutuhan. Oleh karena itu diperlukan program pengembangan pemanfaatan sumber air yang ada untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk : (1) mengukur potensi sumber air Desa Sidomulyo; (2) memetakan
jaringan distribusi air; (3) menganalisis dan merencanakan ulang sistem jaringan
perpipaan, sesuai persyaratan teknis dengan melihat kemiringan lahan, kontur lahan, air tersedia, dan kebutuhan air. Hasil penelitian ini diharapkan dapat: (1) memberikan informasi dasar perencanaan peta jaringan distribusi air dan memberikan gambaran kemungkinan kelayakan proyek pengembangan sumber daya air di Desa Sidomulyo.
METODOLOGI PENELITIAN Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di Dusun Krajan - Desa Sidomulyo, Kec Silo, Kabupaten Jember. Wilayah yang di survey meliputi sumber air dan rencana pengembangan distribusi air dari sumber air menuju ke pemukiman penduduk. Penelitian dilakukan selama bulan Oktober 2011 sd Maret 2012.
Alat dan Bahan Penelitian Peralatan yang dipakai dalam penelitian ini mencakup: (1) Peralatan untuk Survey dan pemetaan Wilayah (Komputer untuk mengolah data dan mendisain; GPS untuk menentukan titiktitik; WaterPass untuk mengukur beda tinggi; target rod untuk tempat menembak batas-batas benang dari waterpass; kamera digital untuk dokumentasi dalam pengukuran); (2) peralatan untuk mengkur debit, terdiri dari: current meter untuk menghitung kecepatan aliran air dan debit air; gelas ukur, untuk mengukur volume air; roll meter, untuk mengukur profil aliran air; dan (3) Software untuk pengolahan data, mencakup: MS-EXCEL untuk tabulasi dan pengolahan data statistik; perangkat lunak MapInfo/ArcView dan ArcGIS untuk pengolahan data kewilayahan dan pembuatan peta tematik; Microsoft Visio untuk membuat desain perencanaan pipa saluran distribusi air. Dalam penelitian ini digunakan peta dasar Desa Sidomulyo untuk mengetahui kondisi topografi Desa Sidomulyo. 3
Tahap Penelitian Inventarisasi data. Inventarisasi data dilakukan melalui wawancara dan survey lapang. Wawancara dilakukan terhadap responden untuk mendapatkan data-data: kebutuhan air, ketersediaan air, dan data kependudukan. Survey dilakukan untuk mengukur dan mendapatkan data: debit air dari sumber mata air dan data kewilayahan (Topografi, peruntukan lahan, jaringan pipa yang sudah terpasang, sebaran lokasi pemukiman penduduk). Pengolahan data. Pengolahan data bertujuan untuk menginterpretasikan data hasil survey lapang untuk keperluan perencanaan, pengolahan data mencakup: a. Analisis kebutuhan air Analisis kebutuhan air dilakukan dengan mempertimbangkan: (1) kebutuhan air untuk keperluan rumah tangga, (2) kebutuhan air untuk mendukung unit pengolahan kopi dan (3) kebutuhan air untuk keperluan lain. b. Analisis ketersediaan air bersih Penyediaan air bersih dihitung berdasarkan hasil pengukuran debit air dari sumber mata air. c. Perencanaan Jaringan Distribusi Air Perencanaan Jaringan distribusi air dilakukan dengan mempertimbangkan: (1) jaringan yang sudah terpasang, (2) lokasi pemukiman dan jumlah penduduk, (3) lokasi pabrik pengolahan kopi, dan (4) topografi wilayah. d. Pengukuran debit air Debit air yang akan dihitung yaitu di Sumber air dan di Reservoir. Adapun persamaan untuk menghitung debit air adalah, sbb: Q=VxA
…………………………….................
(1)
Dimana: Q = debit air (m3/s), V = kecepatan air (m/s), A = luas penampang (m2). e. Penghitungan jumlah kebutuhan air menggunakan rumus (Mangkoedihardjo, 1985):
= 60 (1+ Dimana :
) ……………………………………...
(2)
= Jumlah kebutuhan air (liter/hari), kn = Persentase kenaikan penduduk (%), n = jumlah tahun kenaikan penduduk. f. Diameter pipa diukur menggunakan formula Hazen William (1977), yaitu: Q = 0,285 C
,
,
………………………………….....
(3) 4
Dimana : Q = debit air (
/detik), D = diameter pipa (m), C = koefisien Gesekan Hazen William
(Tabel 1), S = kemiringan gradient hidraulik. Tabel (1). Harga C untuk Formula Hazen William. Jenis Pipa C Plastik 140-150 Gelas 140 Baja (steel) 1. Berlapis cola-tar enamel 145-150 2. Baru tak berlapis 140-150 3. Berpaku 110 Tin 130 Vitrified 100-140 Wood stave 120 Sumber: Sularso dan Harvo (1986). g. Penentuan Kecepatan Aliran
V = ……………………………………………………...........
(4)
Dimana : V = kecepatan aliran (m/s), Q = debit air (
/detik),
A = luas penampang (
).
h. Penentuan kehilangan Energi Kehilangan energi dihitung untuk mengetahui kehilangan energi sepanjang pipa setiap ruas penyaluran air, adapun parameter-nya:
= ( Dimana:
.
. .
.
)
.
. L………………………………...
= kehilangan Energi (m), d = diameter pipa (m), Q= debit air (
(5)
/detik), C= koefisien
Gesekan Hazen William, L = panjang pipa (m). i. Penentuan kehilangan energi pada penyempitan pipa
D 1
V
V
1
2
D 2
Gambar 2. Penyempitan Pipa
=
…………………………………………………....
(6)
Dimana : = kehilangan energy pada penyempitan,
= koefisien kehilangan energy gesekan pipa
(Tabel 2), v = kecepatan aliran (m/detik). 5
Tabel 2. Koefisien kehilangan energi akibat penyempitan ( ) (
/
)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0,5
0,48
0,45
0,41
0,36
0,29
0,21
0,13
0,07
0,01
0,0
Sumber : Sularso dan Tahara (1987). j. Penentuan kehilangan energi pada belokan pipa V2 α V1
Gambar 3. Belokan Pada Pipa
Kehilangan energi pada belokan pipa dalam pendistribusian air dihitung dengan menggunakan rumus (Featherstone and Naluri, 1995):
=
…………………………………………………............
(7)
Dimana : v = kecepatan aliran (m/detik), g = gravitasi (m/
),
= koefisien kehilangan energy akibat
belokan (Tabel 3). Tabel 3. Koefisien kehilangan energi akibat belokan ( ) Sudut (…˚)
5
10
15
22,5
30
45
60
90
Halus
0,016
0,034
0,042
0,066
0,130
0,236
0,471
1,129
kasar
0,024
0,044
0,062
0,154
0,165
0,320
0,684
1,265
Sumber: Featherstone dan Naluri (1995).
HASIL DAN PEMBAHASAN Lokasi Sumber Air Di Desa Sidomulyo Lokasi ke tiga sumber air yang akan digunakan sebagai suplai air ada tiga yaitu: (1) sumber Terjunan, (2) Sumber Mis, dan (3) Sumber Kalipitu (Gambar 1: Lampiran). Sumber air ke (1) berada pada ketinggian 631m di atas permukaan laut dan jaraknya 4505m dari lokasi layanan (Dusun Krajan). Air berasal dari air resapan yang mengalir di dalam tanah dan keluar melalui celah bebatuan dan mengalir ke anak Sungai. Sumber air ke (2) berada pada ketinggian 637m dpl dan jaraknya 4023m dari Lokasi Layanan. Pada Sumber, air juga berasal dari air resapan yang di Bendung dan selanjutnya dimanfaatkan oleh penduduk. Debit air di Sumber ke (2) lebih baik jika dibandingkan dengan sumber air Terjunan. Sumber ke (3) memiliki ketinggian 659m dpl dan 6
jaraknya 5309m dari Lokasi Layanan. Sumber Air Kalipitu berasal dari aliran air terjun yang membentuk sungai. Sumber ini paling potensial untuk dialirkan ke penduduk karena kualitas dan kuantitas airnya cukup besar. Mengalirkan air dari sumber air tersebut diperlukan bangunan penangkap yang berfungsi untuk membendung air yang akan dialirkan menuju pemukiman penduduk. Posisi sumber air, jarak dari Dusun, beda tinggi terhadap lokasi penampungan air (reservoir), lokasi perumahan penduduk dan peta kontur diberikan dalam Gambar (1) dan (2) di Lampiran. Gambar (2) dapat dilihat bahwa lokasi sumber air berada di dataran tinggi sebelah timur Dusun Krajan. Beda tinggi antara sumber air terhadap wilayah Dusun cukup besar, sehingga memiliki energi potensial (head) yang cukup untuk mengalirkan air dari sumber air ke wilayah layanan di Dusun Krajan berdasarkan gaya gravitasi tanpa memerlukan adanya tambahan tenaga pompa. Hasil Pengukuran Debit Air Pengukuran debit di sumber air dilakukan pada ketiga sumber air tersebut. Hasil pengukuran ditampilkan dalam Tabel (4).
No 1 2
Sumber Air Terjunan Mis
3
Kalipitu Jumlah
Tabel 4. Debit Sumber Air Debit Debit (Liter/detik) (m3/hari) 2,73 235,9 0,59 50,97 13 1123,2 16,32 1410.05
Debit (m3/bulan) 7076,16 1529,28 33696 42301,44
Tabel (4) menunjukkan debit air yang tersedia di tiap sumber air dengan jumlah sebesar 16,3 liter/detik. Melihat hasil pengukuran tersebut dapat disimpulkan bahwa air yang tersedia diperkirakan cukup untuk memenuhi kebutuhan air. Wilayah Layanan Pelayanan air bersih di Dusun Krajan dilakukan berdasarkan prioritas kebutuhan yang dapat dibedakan menjadi: (1) Kebutuhan domestik, (2) Pengolahan kopi, dan (3) Pertanian. Cakupan layanan meliputi hampir seluruh wilayah di Dusun Krajan - Desa Sidomulyo (Gambar 3). Kriteria Perencanaan Jaringan Pipa Di dalam perencanaan distribusi air diperlukan kriteria atau syarat yang akan digunakan, sehingga tidak terjadi kerusakan pipa akibat tekanan terlalu besar dan debit air yang direncanakan sesuai dengan kebutuhan penduduk. Kriteria yang digunakan dalam perencanaan sebagai berikut: a.
Fluktuasi Kebutuhan Air Kebutuhan hari maksimum adalah kebutuhan air rata-rata sehari di kali faktor hari maksimum,
sedangkan kebutuhan Jam maksimum adalah kebutuhan air di Jam Sibuk. Besarnya pemakaian air rata-rata per hari tidak sama, antara Jam 07.00 - 08.00 dan Jam 17.00 – 18.30 adalah jam-jam 7
pemakaian terbanyak sedangkan pada tengah malam rata-rata pemakaian air paling rendah. Pipa transmisi adalah pipa yang digunakan untuk mengalirkan air baku ke Unit Pengolahan atau mengantarkan air bersih dari unit pengolahan ke unit distribusi utama atau reservoir pembagi. Sedangkan pipa distribusi adalah pipa yang digunakan untuk mendistribusikan air menuju konsumen atau warga. Dengan demikian beberapa hal pokok sebagai dasar perencanaan adalah: 1. Pipa transmisi diasumsikan menggunakan pipa diameter 4 inchi untuk mencegah terjadinya peningkatan debit air. 2. Reservoir dan Bangunan pengolahan didesain (17%) dari kebutuhan air maksimum. 3. Jaringan untuk distribusi didasarkan pada pemakaian puncak (jam maksimum), yaitu 2 kali kebutuhan hari maksimum. b.
Pipa Distribusi Pipa distribusi adalah pipa yang digunakan untuk mendistribusikan air kepada penduduk.
Untuk perencanaan pipa distribusi, diameter pipa menggunakan debit terbesar sehingga pipa yang digunakan sama di setiap titik distribusi. Syarat yang digunakan untuk perencanaan pipa distribusi adalah sebagai berikut: 1. Pipa distribusi didesain dengan menggunakan pipa diameter 3 dan 1,5 inchi. 2. Diameter pipa distribusi didesain sama sehingga kehilangan energi tidak terlalu besar. 3. Pipa yang digunakan adalah pipa PVC dengan factor koefisien gesekan 140 (Koefisien Hazen dan William (Tabel 1). Analisis Kebutuhan Air Analisis kebutuhan air diperlukan untuk mengetahui berapa kebutuhan air penduduk. Di Dusun Krajan, kebutuhan air dibagi menjadi 3 yaitu: Kebutuhan air domestik, kebutuhan air pengolahan kopi, dan kebutuhan air lain-lain. Analisis kebutuhan air di Dusun Krajan sebagai berikut: a. Kebutuhan Air Domestik Kebutuhan air di Pedesaan yaitu sebesar 60 liter/orang/hari (Hesti, 2010). Menghitung kebutuhan air di pedesaan perlu dipertimbangkan pertambahan penduduk per tahun. Perkiraan pertambahan penduduk sebesar (2,5%) per tahun dalam 15 tahun. = 60 (1+
,
)
= 86,9 liter/orang/hari.
Jumlah Penduduk di Dusun Krajan = 2.67 jiwa. Jumlah penduduk tiap wilayah = 16 + 18 + 20+ 24 + 23 + 28 + 27 = 361 + 127 + 293 + 624 + 541 + 450 + 279 = 2.67 Jiwa. Kebutuhan air
= 2.675 x 86,90 = 232457,5 =(
,
)
/hari
= 2,69 liter/detik. 8
b.
Pabrik Pengolahan Kopi Pabrik pengolahan kopi membutuhkan air 402
/bulan. Sehingga pabrik membutuhkan debit
air hanya sebesar 0,15 liter/detik. Kebutuhan air untuk pabrik pengolahan kopi hanya selama periode pengolahan kopi yaitu pada saat berada pada bulan Juli-Agustus. c.
Kebutuhan Lain-Lain Kebutuhan air lain-lain ini mencakup kebutuhan air bidang holtikultura dan peternakan
diaumsikan membutuhkan air 0,15 liter/detik. Luas area yang digunakan untuk pertanian dan peternakan sebesar 24,3 Ha. Sehingga total kebutuhan air yaitu 0,15 x 24,3 Ha = 3,64 liter/detik. Jadi total kebutuhan air sebesar 6,3 liter/detik. Bila dibandingkan dengan debit tersedia sebesar 16,3 liter/detik, maka debit air yang tersedia mencukupi untuk dialirkan ke penduduk. Disain Rencana distribusi air di Dusun Krajan ditunjukkan pada Gambar (4) dan (5). Gambar 4, menunjukkan perencanaan pipa dengan alat yang diperlukan untuk menyalurkan air seperti: Valve, Stop kran, Elbow, Junction, dll. Bentuk garis pipa dibedakan sehingga mudah diketahui berapa diameter yang digunakan di setiap jaringan. Gambar 5, menunjukkan elevasi dan panjang pipa. Dengan melihat (Gambar 5), dapat diketahui berapa beda elevasi di tiap titik pipa dan berapa panjang pipa yang diperlukan. Analisis Perencanaan Jaringan Pipa Pipa transmisi adalah pipa utama yang digunakan untuk menyalurkan air dari sumber air menuju reservoir. Berikut contoh analisis dari pipa transmisi : Pipa Transmisi •
•
•
Pipa A D
= 4 inchi = 4 x 2,54cm = 10,16 cm = 0,1016m; H = 671m – 615m = 8,7m
S
= H/L = 56m/2658m = 0,021; Q = 0,285 C
Pipa D
= 0,285 x 140 x 0,1016
D
= 4 inchi = 4 x 2,54cm = 10,16 cm = 0,1016m ; H = 615m – 520,98m = 94,021m
S
= H/L = 94,02 m/2652m = 0,035; Q = 0,285 C
0,1016 Pipa B
,
x 0,0354
,
,
x 0,0211
,
,
,
= 12,14 liter/detik.
,
= 16,1 liter/detik.
,
; = 0,285 x 140 x
D = 4 inchi = 4 x 2,54cm = 10,16 cm = 0,1016m ; H= 637m – 622m = 15; S= H/L = 15m/1013m = 0,01480 ; Q= 0,285 C 0,0148
,
= 10,1 liter/detik.
,
,
= 0,285 x 140 x 0,1016
,
x
9
•
•
•
•
•
Pipa E D
= 4 inchi = 4 x 2,54cm = 3,81cm = 0,1016 ; S= 0,012 ; Q = 0,285 C
Pipa C
= 0,285 x 140 x 0,1016
D
= 4 inchi = 4 x 2,54cm = 3,81cm = 0,1016 ; S= 0,0198 ; Q = 0,285 C
Pipa F
= 0,285 x 140 x 0,1016
D
= 4 inchi = 4 x 2,54cm = 3,81cm = 0,1016; S= 0,0193; Q
Pipa G
= 0,285 x 140 x 0,1016
D
= 4 inchi = 4 x 2,54cm = 3,81cm = 0,1016 ; S= 0,04451; Q = 0,285 C
Pipa H
= 0,285 x 140 x 0,1016
.
,
,
,
x 0,012
,
= 8,95 liter/detik.
,
x 0,0198
= 11,73 liter/detik.
,
x 0,0193
x 0,04451
= 0,285 C
= 11,57 liter/detik.
,
= 18,166 liter/detik.
,
,
,
,
,
,
,
,
Pipa menghubungkan reservoir dengan bangunan pengolahan
•
D
= 0,1016m ; H = 5,42m ; S= H/L = 0,258; Q= 0,285 C
Pipa I
= 0,285 x 140 x 0,1016
H
= 6,58 m ; S = H/L = 0,0109;
Q
= 0,285 C
,
,
,
x 0,258
,
= 46,9 liter/dtk.
= 0,285 x 140 x 0,1016
,
,
x 0,0109
,
,
= 8,49 liter/dtk.
Hasil analisis pipa transmisi secara lengkap ditampilkan pada (Tabel 5). Tabel 5. Hasil analisis pipa transmisi. No Pipa Titik A Titik B
D Q V (inchi) (liter/dtk) (m/dtk) 4 12,1 1,47
(m)
(m)
58,75
0
0
(m)
A
1
4
B
2
5
4
10,02
1,21
15,71
0
0
C
3
6
4
11,7
1,42
26,14
0
0
D
4
8
4
16,1
1,94
98,26
0
0,04
E
5
7
4
8,9
1,08
12,69
0
0,01
F
6
7
4
11,6
1,40
25,19
0
0,02
G
7
8
4
18,2
2,19
93,18
0
0
H
8
9
4
46,9
5,68
5,66
0
0
I
9
10
4
8,5
1,03
6,86
0
0
Dengan melihat tabel 5, perencanaan pipa transmisi cukup untuk membawa debit air yang tersedia di sumber air. Kecepatan di tiap-tiap pipa juga memenuhi standar kecepatan yaitu sebesar 10
0,5 – 2 meter/detik. Sedangkan headloss yang terjadi cukup besar, mengingat jarak dari sumber air ke reservoir sangat jauh, tetapi hal ini bisa diatasi dengan adanya beda ketinggian di antara ruas pipa yang cukup besar, sehingga tekanan yang terjadi masih besar. Pipa Distribusi Jaringan pipa jalur 1 adalah pipa menuju pabrik pengolahan kopi. Pada Gambar 6 dapat dilihat ketinggian pipa semakin menurun dari titik 10 sampai pada titik 13. Jadi air dapat mengalir dengan sistem gravitasi tanpa bantuan Pompa. Jaringan pipa jalur 1 membutuhkan air sebesar 0,155 liter/detik. Diameter pipa di jalur 2 diasumsikan menggunakan pipa dengan diameter 1,5 inchi. •
•
Pipa J D
= 1,5 inchi = 1,5 x 2,54cm = 3,81cm = 0,0381m ; H = 508,89m - 500,18m = 8,71m
S
= H/L = 8,71m/109m = 0,0799; Q
Pipa K
= 0,285 x 140 x 0,0381
,
= 0,285 C
x 0,0799
,
liter/detik. •
,
,
,
; = 1,889 liter/detik.
D = 1,5 inchi = 1,5 x 2,54cm = 3,81cm = 0,0381m; H S = H/L = 0,0031m; Q = 0,285 C
,
= 500,18m – 499,69m = 0,49m
= 0,285 x 140 x 0,0381
,
x0,0031
,
= 0,32
Pipa L D
= 1,5 inchi = 1,5 x 2,54cm = 3,81cm = 0,0381m; H = 499,69m – 497,99m = 1,97m
S
= H/L = 0,0211 ; Q
= 0,285 C
= 4,65 liter/detik.
,
,
= 0,285 x 140 x 0,038
,
x 0,021
,
Hasil analisis untuk jaringan pipa jalur 1 disajikan pada Tabel 6. Tabel 6. Hasil Analisis Jaringan Pipa Jalur 1 Titik B D Q V (m) (inchi) (liter/dtk) (m/dtk) 11 1,5 1,89 1,63 9,11
No Pipa
Titik A
J
10
K
11
12
1,5
0,32
0,27
L
12
13
1,5
4,65
0,79
(m)
(m)
0,04
0,03
0,51
0
0,01
1,78
0,04
0
Perencanaan Jaringan Sistem Gravitasi Perencanaan jaringan sistem gravitasi ini diperlukan untuk mengetahui beda tinggi setiap ruas pipa, sehingga bisa diketahui tekanan di dalam pipa. Ruas pipa yang tekanannya sangat besar dapat merusak pipa, sehingga diperlukan Bangunan Pelepas Tekanan untuk mengurangi tekanan yang terjadi. Analisis jaringan sistem gravitasi adalah sebagai berikut.
11
Tabel 7. Analisis Beda Tinggi Ruas
Beda tinggi
keterangan
1-4
671m – 615m = 56 m
tidak perlu BPT
2-5
637m – 622m = 15 m
tidak perlu BPT
3-6
659m – 634m = 25 m
tidak perlu BPT
4-8
615m – 520,98m = 94,02 m
perlu BPT
5-7
622m – 610m = 12 m
tidak perlu BPT
6-7
634m – 610m = 24 m
tidak perlu BPT
7-7
610m - 520,98m = 89,02 m
perlu BPT
8-9
520,98m – 515,58m= 5,4 m
tidak perlu BPT
9 - 10
515,58m – 508,89m = 6,69 m
tidak perlu BPT
10 - 11
508,89m – 500,18m = 8,71 m
tidak perlu BPT
11 - 12
500,18m – 499,69m = 0,49 m
tidak perlu BPT
12 - 13
499,69m – 497,99m = 1,7 m
tidak perlu BPT
10 - 14
508,89m – 505,78m = 3,11 m
tidak perlu BPT
14 - 15
505,78m – 502,65m = 3,13 m
tidak perlu BPT
15 - 16
502,65m – 499,32m = 3,33 m
tidak perlu BPT
14 - 17
505,78m – 500,59m = 5,19 m
tidak perlu BPT
17 - 18
500,59m – 499,32m = 1,37 m
tidak perlu BPT
17 - 19
500,59m – 496m = 4,59 m
tidak perlu BPT
19 - 20
493m – 479,07m = 13,93 m
tidak perlu BPT
19 - 21
496m – 495,45m = 0,55 m
tidak perlu BPT
21 - 22
495,45m – 493,05m = 2,4 m
tidak perlu BPT
22 - 24
493,05m – 492,05m = 1,0 m
tidak perlu BPT
22 - 23
493,05m – 491,09m = 1,96 m
tidak perlu BPT
21 - 25
495,45m – 493,82m = 1,63 m
tidak perlu BPT
25 - 26
493,82m – 493m = 0,82 m
tidak perlu BPT
26 - 27
493 m – 479.07m = 10,35 m
tidak perlu BPT
26 - 28
496m – 495,2m = 0,8 m
tidak perlu BPT
Dalam menggunakan jaringan sistem gravitasi harus memperhatikan tekanan yang terjadi di dalam pipa. Gravitasi yang mendorong air menimbulkan tekanan yang dapat membuat pipa pecah atau rusak. Untuk itu diperlukan adanya Bak Pelepas Tekan (BPT) yang berfungsi untuk menurunkan tekanan hidrostatis dalam pipa menjadi nol dan ditempatkan jika terjadi selisih beda tinggi (ΔH) adalah sebagai berikut. - 80 m untuk jenis pipa besi (Galvanis Iron) - 60 m untuk jenis pipa PVC (Poly Vinyl Carbonat) Jadi pada jaringan di Dusun Krajan memerlukan 2 BPT, masing-masing di antara titik C – E dan titik D – E. BPT ini ditempatkan di ketinggian 548,98m dengan jarak 1426m dari titik C dan ketinggian 565,98 m dengan jarak 1000 m dari titik D. Tetapi pembuatan Bangunan Pelepas Tekan membutuhkan biaya yang lumayan besar, untuk mengurangi tekanan di dalam pipa bisa dengan memberi lubang dengan diameter yang kecil di titik yang memerlukan BPT. 12
Perencanaan Reservoir dan Bangunan Pengolahan Reservoir dan Bangunan Pengolahan dibangun dengan desain 17% dari kebutuhan air maksimum. Diketahui kebutuhan air maksimum di Dusun Krajan adalah: 16,3 liter/detik =1410,05 /hari - (0,17 x 1410,05
)= 239,708
Dasar reservoir dan bangunan pengolahan berbentuk persegi panjang, dengan dimensi: Panjang = 11m; Lebar= 4m ; Kedalaman = 6 m; Jadi volume-nya = 264 Elevasi reservoir adalah 379,28m dari titik akhir pipa (A’), sedangkan elevasi dari bangunan pengolahan 36,5m dari titi A.
KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengukuran, perhitungan, dan perencanaan yang telah dilakukan maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Dengan melihat hasil tersebut, potensi sumber air di Dusun Krajan layak untuk dialirkan menuju pemukiman penduduk. 2. Persyaratan teknis yang dipakai dalam perencanaan ini yaitu: a) pipa transmisi diasumsikan menggunakan pipa diameter 4 inchi untuk mencegah terjadinya peningkatan debit air, b) reservoir dan bangunan pengolahan didesain 17% dari kebutuhan air maksimum, c) jaringan untuk distribusi didasarkan pada pemakaian puncak (jam maksimum), yaitu 2 kali kebutuhan hari maksimum, d) pipa distribusi didesain dengan menggunakan pipa diameter 3 dan 1,5 inchi, e) diameter pipa distribusi didesain sama sehingga kehilangan energi tidak terlalu besar, f) pipa yang digunakan adalah pipa PVC dengan faktor koefisien gesekan 140 (Koefisien Hazen dan William), g) sambungan pipa dengan derajat belokan 90 menyebabkan kehilangan energi yang paling banyak dibandingkan sudut lainnya.
DAFTAR PUSTAKA Aldrian, E. dan Ratri, D.N. 2011. Pertanyaan yang Sering Diajukan Mengenai Perubahan Iklim (disarikan dari IPCC Report 2007). Pusat Perubahan Iklim dan Kualitas Udara, BMKG. Aldrian, E. dan Susanto, R.D. 2003. Identification of Three Dominant Rainfall Regions Within Indonesia and Their Relationship to Sea Surface Temperature. Int J Climatol 23: 1435–1452. Armstrong, W.H., Collins, M.J., dan Snyder, N.P. 2011. Increased Frequency of Low-Magnitude Floods in New England. Journal of The American Water Resources Association. (JAWRA): 1-15. Chiew, F. and Siriwardena, L. 2005. TREND User Guide. Australia: CRC for Catchment Hydrology.
13
Chrysoulakis, N., Proedrou, M., Dan Cartalis, C. 2001. Variations and Trends in Annual and Seasonal Means of Precipitable Water in Greece As Deduced from Radiosonde Measurements. Toxicol and Environ. Chem., Vol. 84, No. 1–4 pp: 1-6. de Lima, Carvalho, de Lima, dan Coelho. 2010. Trends in Precipitation: Analysis of Long Annual and Monthly Time Series from Mainland Portugal. Jurnal Advances in Geosciences, 25: 155-160. EPA. 2009. Frequently Asked Questions About Global Warming and Climate Change: Back to Basics. Enviromental Protection Agency. Forster, P. dan Ramaswamy, V. 2007. Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. (diedit oleh Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor dan H.L. Miller). 129-234. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press. Grubb, H. dan Robson, A. 2000. Exploratory / Visual Analysis. (diedit oleh Z. W. Kundzewicz & A. Robson). 17-45. World Climate Programme Water. World Climate Data and Monitoring Programme. WCDMP-45. WMO/TD no. 1013. Geneva: World Meteorological Organization IPCC. 2007. Climate Change 2007: Synthesis Report. Geneva: Intergovernmental Panel on Climate Change. Kampata, J.M., Parida, B.P., dan Moalafhi, D.B. 2008. Trend Analysis of Rainfall in The Headstreams of The Zambezi River Basin in Zambia. Physics and Chemistry of the Earth 33(2008): 621–625. Kundzewicz, Z.W. dan Robson, A. 2004. Change Detection in Hydrological Records a Review of The Methodology. Hydrological Sciences–Journal–des Sciences Hydrologiques, 49(1): 7-19. Mosmann, Castro, Fraile, Dessens, and S´anchez. 2004. Detection of Statistically Significant Trends In The Summer Precipitation of Mainland Spain. Atmospheric Research, Volume 70, Issue 1: 43-53. ̈
̈ , B. dan Bayazit, M. 2003. The Power of Statistical Tests for Trend Detection. Turkish J. Eng. Env.
Sci. 27 (2003): 247-251.
Robson, A. 2000. Analysis Guidelines. (diedit oleh Z. W. Kundzewicz & A. Robson). 9-12. World Climate Programme Water. World Climate Data and Monitoring Programme. WCDMP-45. WMO/TD no. 1013. Geneva: World Meteorological Organization. Srikanthan, R., Mc Mahon, T. A., dan Irish, J. L. 1983. Time Series Analysis of Annual Flows of Australian Streams. Journal of Hydrology Vol. 66: 213-226. Sugiyono, A. 2006. Penanggulangan Pemanasan Global
di Sektor Pengguna Energi. Jurnal Sains &
Teknologi Modifikasi Cuaca, Vol. 7, No. 2, 2006 : 15-19 Wall, D. J. and Englot, M. E., 1985. Correlation of Annual Peak Flows for Pennsylvania Streams. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 21: 459–464. Zhang, Zwiers, Hegerl, Lambert, Gillett, Solomon, Stott, dan Nozawa. 2007. Detection of Human Influence on Twentieth-Century Precipitation Trends. Letter NATURE | Vol 448 | 26 July 2007: 461-465.
14
Gambar 1. Lokasi Sumber Air di Desa Sidomulyo
15
Gambar 2. Peta Kontur Wilayah Desa Sidomulyo
16
Gambar 3. Wilayah Layanan Air
17
Gambar 4. Desain Jaringan Distribusi Pipa Air
18
Gambar 5. Elevasi Jaringan Pipa
19
20
Pipa Distribusi Jaringan Pipa
Beda Tinggi
Gambar 6. Jaringan Pipa Jalur 1
20
