PERENCANAAN JARINGAN TRANSMISI AIR BAKU KOTA WAMENA Addin Hendra Pratama, Dwi Priyantoro, Very Dermawan Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya Dosen Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya e-mail:
[email protected]
ABSTRAK Air baku merupakan materi yang penting yang keberadaannya sangat dibutuhkan baik di musim kering maupun di musim penghujan. Salah satu masalah yang perlu diselesaikan dalam permasalahan air baku adalah pendistribusian air baku tersebut ke daerah tempat tinggal penduduk agar bisa dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan. Salah satu cara untuk memecahkan masalah tersebut adalah dengan membuat suatu jaringan transmisi yang mampu memenuhi kebutuhan penduduk. Kajian ini bertujuan untuk menganalisa ketersediaan air baku terhadap kebutuhan air baku penduduk. Setelah itu merencanakan bangunan pengambilan yang sesuai dengan kondisi sumber air baku dan merencanakan jaringan transmisi perpipaan dari sumber air baku ke titik awal distribusi beserta infrastruktur pelengkap jaringan transmisi tersebut. Untuk menyelesaikan studi ini langkah awal yang diambil adalah menghitung debit andalan Sungai Wesi yang menjadi sumber air baku dengan membangkitkan data debit, serta kebutuhan air penduduk. Kemudian menentukan jenis bangunan pengambilan yang tepat di Sungai Wesi. Langkah selanjutnya adalah menganalisa jaringan transmisi. Dari hasil analisa di atas didapatkan debit andalan dari Sungai Wesi adalah 6,742 m3/dt, dan debit kebutuhan penduduk sampai tahun 2033 adalah 0,233 m3/dt. Kemudian bangunan pengambilan yang sesuai dengan kondisi Sungai Wesi adalah Bottom Rack Intake / Tyroll, dengan lebar intake 0,5 m dan kemiringan saluran 15o. Kemudian perencanaan jaringan perpipaan menggunakan pipa jenis Besi Galvanis dengan diameter 0,3 m dan kecepatan rata-rata 2,8 m/dt. Kata kunci: Model Tangki, Bottom Rack Intake, Jaringan Pipa Transmisi,
ABSTRACT The fresh water is an important thing that is needed both in the dry season and rainy season. One of the problems that need to be solved in the fresh water problems is the distribution of fresh water to the residential to be used for various purpose. One of the solution to solve that problems is creating a transmission network which is able to supply fresh water demand. The purpose of this study is to analyze the availability of fresh water toward demand of fresh water. After that planning main structure that appropriate with source of fresh water condition and planning transmission network pipe from the source of fresh water to the initial point of distribution as well as complementary infrastructures. This study is done by calculate dependable discharge of Wesi River which is become the source of fresh water with regenerate discharge data, also the demand of fresh water. Then determine main structure that appropriate with Wesi River. The next step is analyze the transmission network pipe. From above analyze dependable discharge of Wesi River is 6,742 m3/dt, and fresh water demand until 2033 is 0,233 m3/dt. Then the main structure that appropriate with Wesi River is Bottom Rack Intake / Tyroll, with 0,5 m intake width and 15o of intake duct. Then the pipe using galvanized iron types with a 0,3 m of diameter and 2,8 m/s average velocity. Keywords: Tank Model, Bottom Rack Intake, Pipeline Transmission.
1
1. PENDAHULUAN Latar Belakang Air merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia untuk berbagai keperluan. Prioritas pemakaian air yang utama adalah untuk pemakaian domestik seperti air minum dan keperluan rumah tangga, serta digunakan pula untuk keperluan industri, pertainan, perikanan, dan sebagainya. Pemenuhan kebutuhan air baku di beberapa tempat di wilayah perkotaan dan pedesaan merupakan masalah yang tidak mudah diselesaikan. Hal ini berkaitan dengan jumlah atau ketersediaan sumber air yang sangat terbatas. Disamping itu cara pendistribusian air baku ke daerah tempat tinggal penduduk, dan kebutuhan biaya serta teknologi pengolahan air baku sebelum dimanfaatkan oleh berbagai masyarakat untuk berbagai kepentingan. Salah satu cara untuk mengatasi masalah di atas yaitu dengan membuat suatu jaringan transmisi serta distribusi air baku yang baik dan mampu untuk melayani kebutuhan penduduk akan air secara maksimal serta menyeluruh. Pada dasarnya upaya perencanaan suatu wilayah sangat berkaitan erat dengan ketersediaan sumber air baku di wilayah itu sendiri. Karena air merupakan sumber daya alam yang sangat penting, maka perencanaan dan pengelolaannya menjadi salah satu prioritas dalam upaya pengembangan suatu wilayah. Identifikasi Masalah Kebutuhan pemenuhan air baku untuk masyarakat khususnya di daerah Kota Wamena, masih jauh jika dibandingkan sasaran pemenuhan kebutuhan air baku. Dimana pemenuhan kebutuhan air baku untuk masyarakat perkotaan diharapkan dapat mencapai 80%, sedangkan untuk masyarkat di pedesaan diharapkan mencapai 60%
dari total penduduk. Kondisi ini menunjukkan bahwa di masa yang akan datang diperlukan pengambangan atau bahkan penambahan sumber air baku sehingga memenuhi kebutuhan air baku untuk masyarakat. Dari kondisi tersebut di atas, maka perlu diadakan suatu kegiatan perencanaan penambahan sumber air baku baru agar dapat memenuhi kebutuhan penduduk secara optimal. Studi ini akan membahas perencanaan transmisi air baku baru pada daerah studi. Perencanaan mencakup bangunan utama dan bangunan pelengkap, kemudian analisa hidraulika pada jaringan pipa transmisi air baku serta perencanaan bangunan pelengkap. Tujuan Dan Manfaat Tujuan dari studi ini antara lain adalah mengetahui kebutuhan air baku masyrakat sampai tahun 2033. Setelah itu di rencanakan bangunan pengambilan yang sesuai dengan segala aspek keairan sungai yang sudah ditentukan. Kemudian merencanakan jaringan pipa transmisi yang akan membawa air ke reservoir. Manfaat studi ini adalah mengetahui desain jaringan transmisi yang sesuai dengan kondisi daerah studi sehingga dapat memenuhi kebutuhan air baku untuk masyrakat di daerah studi. 2. KAJIAN PUSTAKA Perkembangan Penduduk Pertumbuhan penduduk merupakan faktor yang penting dalam perencanaan jaringan. Pada kajian ini proyeksi penduduk digunakan sebagai dasar menghitung kebutuhan air pada masyarakat. Untuk menghitung jumlah penduduk suatu daerah pada masa yang akan datang dapat dihitung/ditentukan dengan metode Geometri, Aritmatik, Eksponensial. Kebutuhan Air Baku Kebutuhan air baku adalah jumlah air yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan manusia akan air (dome2
stik) dan kegiatan-kegiatan kegiatan lainnya yang memerlukan air (non domestik). 1. Fluktuasi Kebutuhan Air Baku Tingkat pemakaian emakaian air bersih oleh masyarakat suatu wilayah tidak konstan. Akan tetapi terjadi fluktuasi pada jamjam tertentu yang sesuai dengan aktivitas masyarakat daerah tersebut. 2. Kriteria Pemakaian Air Baku Pemakaian air bersih pada suatu daed rah juga berbeda-beda sesuai dengan kegunaannya. Berikut klasifikasinya: Tabel 1. Kriteria Pemakaian Air Baku
terdapat data curah hujan tahunan dengan jangka waktu pengamatan ya yang panjang, maka RAPS dapat diguna digunakan untuk memeriksa kehomogen kehomogenitasan data yang ada ada. Cara ini dilakukan dengan cara me menghitung nilai kumulatif penyimpa penyimpangannya terhadap nilai rata rata-rata (mean) dengan persamaan berikut: Sk * = - , dengan k = 1,2,......,n Sk** = , dengan k = 0,1,2,.......n
Jumlah
Tingkat
Sumber: Harto, 1993:41.
Penduduk
Pemakain Air
Metropolitan
> 1.000.000
120 lt/org/hari
Kota Besar
1.000.000
100 lt/org/hari
Kota Sedang
500.000
90 lt/org/hari
Kota Kecil
100.000
60 lt/org/hari
3.000 - 20.000
45 lt/org/hari
B. Distribusi Curah Hujan Ranca Rancangan dengan Metode Log Pearson Type III Tidak ada syarat khusus untuk distribusi ini, disebut Log Pearson III (Limantara 2008:10). Ka Karena memperhitungkan 3 parameter statistik. Parameter statistik yang diperlukan ada 3, yaitu: 1. Harga rata-rata (mean) 2. Penyimpangan baku (standart deviation) 3. Koefisien kepencengan (skewness) Prosedur perhitungan adalah : 1) Mengubah data debit/hujan seba sebanyak n buah (X1, X2, X3, …, Xn) menjadi (log X1, log X2, log X3, …, log Xn). 2) Menghitung harga rata rata-rata. 3) Menghitung harga rga simpangan baku (dalam log). 4) Menghitung koefisien kepencengan (dalam log) : Cs 5) Menghitung ung nilai ekstrem 6) Mencari antilog dari Log LogX untuk mendapatkan hujan (debit banjir) rancangan yang ddikehendaki. C. Uji Chi-Square Square (Chi Kuadrat) Uji Chi Square dilakukan untuk uji kesesuaian distribusi. Rumus Chi Chi-Squ2 are (X ) sebagai berikut berikut:
Kategori Kota
Kota Kecamatan
Sumber: Anonim,. 1994: 30
Metode Model Tangki Pemilihan dasar metode model tata ngki adalah untuk meniru (simulate) Daerah Pengaliran Sungai dengan meme nggantikannya oleh sejumlah tamputampu ngan yang digambarkan sebagai sedesede ret tangki (Soemarto, 1999:283).
Gambar 1. Bagan Pengaliran Sungai dan Pemodelan Tangki Sumber:: Soemarto, 1999:283
ANALISA DEBIT BANJIR RANRAN CANGAN A. Uji Konsistensi Data Metode RAPS Pemeriksaan secara statistik data hujan menggunakan metode RAPS (Rescaled led Adjusted Partial Sums). Sums) Jika
k
X 2 hitung i 1
Fe Ft 2 Ft 3
dengan: X2 hitung = harga Chi Square hitung Fe = frekuensi pengamatan kelas j Ft = frekuensi teoritis kelas j k = jumlah kelas Sumber: Limantara, 2008:103.
D. Uji Smirnov Kolmogorov Adapun persamaan yang dapat didi gunakan adalah : maks = [Pe – Pt] dengan: maks = selisih maksimum antara peluang empiris dan teoritis Pe = peluang empiris Pt = peluang teoritis cr = simpangan kritis Sumber: Limantara, 2008:99.
Kemudian dibandingkan antara maks dan cr, cr, distribusi frekuensi yang dipilih dapat diterima apabila maks < cr cr dan jika maks > cr berarti gagal. E. Analisa Debit Banjir RancangRancang an Analisa debit rencana pada studi ini menggunakan hidrograf satuan berdaberda sar HSS Nakayasu. Hidrograf ini ditedite mukan oleh Nakayasu yang berasal dari Jepang. Dan untuk parameter yaya ng diperlukan di dalam adalah : 1. Tenggang waktu dari permulaan permula hujan sampai puncak hidrograf (time to peak magnitude) 2. Tenggang waktu dari titik berat hujan sampai titik berat hidrograf (time lag). 3. Tenggang waktu hidrograf (time base of hydrograph) 4. Luas daerah pengaliran (catchment area) 5. Panjang alur sungai utama terpanjang (length of the longest chacha nnel) 6. Koefisien oefisien pengaliran (run off coefficient). Adapun formulanya dapat dirumusdirumus kan sebagai berikut (Limantara, 2008:2008: 78) A Ro Qp 3,6 (0,3 Tp T 0,3 )
Gambar 2. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sumber: Limantara, 2008:80.
Bendung Tyroll Bangunan air ini dibangun melin melintang alur sungai, dengan tinggi mercu pelimpah relatif rendah untuk menghi menghindari benturan batu dan meminimal meminimalkan gangguan terhadapangkutan mua muatan sedimen sungai, menyadap air la langsung dari da-sar sar sungai.
Gambar 3. Contoh denah bangunan pengambilan bendung Tyrol Sumber : Anonim, 2003:7.
Dengan menerapkan prinsip keke kekekalan tinggi energi panj panjang saringan arah aliran sungai untuk penyadap penyadapan 4
air dalam jumlah tertentu permeter lebar bentang bangunan dapat ditentukan dengan rumus: = 2,561
ℎ
dengan : L: panjang saringan ke arah aliran untuk menyadap debit sungai sebesar q m3/det/m yang melimpah di atas mercu pengambilan. q: debit yang disadap per meter lebar bangunan pengambil (m3/det/m) λ: ψ . µ. Cos α . 2 . g . cos α ψ: n/m n: lebar celah saringan (m) m: jarak antara sumbu saringan (m) ,
µ: 0,66 ψ , berlaku untuk kondisi: 3,5 > > 0,2 dan 0,15 > > 0,30 g: percepatan gravitasi (m/det) α: sudut kemiringan saringan (0) h1: kedalaman aliran kritik pada pelimpah di bagian awal saringan (m): c . hc c: koefisien kedalaman kritik yang bergantung pada kemiringan saringan (m) Hidraulika pada Aliran Pipa 1. Kehilangan Tinggi Tekan Mayor (Major Losses) Kehilangan Tinggi energi karena gesekan sepanjang pipa disebut dengan “mayor losses (hf)”. Beberapa studi menunjukkan bahwa tahanan aliran dalam pipa adalah: 1. Tidak dipengaruhi oleh tekanan air. 2. Proportional dengan panjang pipa, diameter pipa dan kecepatan rerata, dan 3. Jika aliran turbulen, berhubungan dengan kekasaran relatif. Persamaan kehilangan tinggi tekan mayor menurut Darcy-Weishbach ada-lah sebagai berikut (Priyantoro, 1991:9):
L V D 2g dengan: hf = kehilangan tinggi karena gesekan (mayor losses) = m f = faktor gesekan, L = panjang pipa (m), D = diameter pipa (m), V = kecepatan rerata (m/dt), dan g = percepatan grafitasi (m/dt2) 2. Kehilangan Tinggi Tekan Minor (Minor Losses) Penyebab kehilangan tinggi tekan minor disebabkan adanya perubahan mendadak pada ukuran penampang pipa yang menyebabkan turbulensi, belokan, adanya katup dan berbagai jenis sambungan. Tidak menutup kemungkinan bahwa kehilangan tinggi tekan minor dapat berpengaruh lebih besar dari kehilangan tinggi tekan mayor. Dengan demikian kehilangan tinggi tekan minor juga harus diperhatikan dan dapat ditulis sebagai berikut (Triatmodjo, 1996:109): hf = f
hf k
Q 2A2 g
atau hf k
v2 2g
Dengan: hf = kehilangan energi minor (m) v = kecepatan aliran (m/detik) g = percepatan gravitasi (m/detik) k = koefisien kehilangan energi minor Koefisien k sangat bervariasi tergantung dari bentuk fisik pada pipa, bisa dikarenakan belokan, pengecilan, katup (Triatmodjo, 2008: 110). 3. Metodologi Kajian Lokasi Studi Kabupaten ini memiliki 11 distrik / kecamatan. distrik-distrik tersebut antara lain: Wamena, Asolokobal, Walelagama, Hubikosi, Pelebaga, Asologaima, Musatfak, Kurulu, Bolakme, Wollo, dan Yalengga. 5
Dari 11 distrik di Kabupaten Jayawijaya, Distrik Kurulu memiliki wilayah terluas yaitu sekitar 15,54% dan Distrik Wollo sebagai distrik yang terkecil wilayahnya, yaitu hanya 7,42% dari keseluruhan wilayah Kabupaten Jayawijaya. Dari 11 distrik tersebut, distrik Bolakme merupakan distrik yang paling jauh jarak tempuhnya dari ibukota kabupaten (Wamena), hampir mencapai 46 Km. Sedangkan distrik yang terdekat dengan Wamena adalah Distrik Asolokobal dan Distrik Pelebaga, sekitar 9 km dari Wamena. Data Yang Diperlukan Dalam pengerjaan studi ini diperlukan data-data pendukung kajian. Adapun data-data yang dibutuhkan adalah: Data Topografi Data Hujan Data Penduduk Data Geoteknik Pengolahan Data Untuk mencapai suatu tujuan maka diperlukan suatu langkah pengerjaan secara sistematis. Berikut ini merupakan langkah pengerjaan studi: 1. Mengumpulan data-data sekunder berupa data teknis dan data pendukung lain yang digunakan dalam analisa jaringan. 2. Menghitung data jumlah penduduk dan jumlah layanan. 3. Menghitung kebutuhan air bersih. 4. Membangkitkan data debit dari data hujan 5. Menghitung dimensi bendung tyroll yang sesuai dengan Sungai Wesi. 6. Merencanakan jaringan transmisi. 7. Melakukan perhitungan kehilangan energi mayor dan minor. 4. Hasil dan Pembahasan A. Proyeksi Pertumbuhan Penduduk
Perhitungan proyeksi penduduk pada studi ini menggunakan tiga metode, yaitu metode aritmatik, metode geometri dan metode eksponensial. Tabel 2. Hasil Proyeksi Penduduk Hasil Perhitungan Mundur No
Tahun
Eksisting
Aritmatik
Geometri
Eksponensial
(jiwa)
(jiwa)
(jiwa)
(jiwa)
1
2006
33463,0
33463
33463
33463
2
2007
34650,4
36277
36277
36398
3
2008
35837,9
39091
39327
39591
4
2009
38358,0
41905
42634
43064
2010
45887,0
44719
46219
46841
5
Sumber: Perhitungan
Berdasarkan hasil Uji Keseuaian, metode yang dipakai untuk proyeksi penduduk adalah metode Aritmatik, karena mempunyai nila uji RMSE paling kecil yaitu 2331,116. Dengan Laju Pertumbuhan sebesar 8,41% maka besar pertumbuhan penduduk menggunakan metode Aritmatik di Tahun 2007 adalah: Po = 33463 (2006) r = 0,084 =
(1 +
)
Sumber: Muliakusumah, 2000:115. Pn = 33463 (1+0.084 x 1) = 36277 Sesuai perhitungan diatas maka jumlah penduduk dalam tahun 2007 adalah 36277 jiwa. Dengan cara yang sama kemudian diperoleh Proyeksi penduduk sampai Tahun 2010. Hasil Proyeksi Penduduk sampai tahun 2033 dengan metode Aritmatik: Tabel 3. Hasil Proyeksi Metode Aritmatik
6
Evaporation Rainfall
f1.2 q1.2
He 1 h1.2
f 1.1
h 1.1
b1
q 1.1
q b.1
He 2 f2.1 q 2.1
h 2.1
b2 q b.2
Sumber: Hasil Perhitungan
Perhitungan pada kebutuhan air bersih dengan tingkat pelayanan mencapai 90%, kebutuhan domestik di daerah layanan adalah 15%, tingkat kebocoran 30% dan kebutuhan non domestik 60 lt/org/hari dari kebutuhan domestik. Dari hasil yang telah dilakukan diketahui pada tahun 2033 kebutuhan air harian maksimum 232,73 liter/dtk atau 0,233 m3/dt.
He3 f 3.1 h
Uraian
Sumber : Soemarto, 1999:283
Satuan
Kebutuhan Air
Jiwa
134635
2033 1
Jumlah penduduk
2
Tingkat pelayanan
3
Jumlah penduduk berdasarkan tingkat pelayanan
4
Kebutuhan penduduk
5
Kebutuhan domestik
%
90
Jiwa
121.171
liter/jiwa/hari
60
liter/hari
7270279,062
m³/hari
7270,279062
liter/dtk
84,15 12,62
6
Kebutuhan non domestik
liter/dtk
7
Kehilangan air akibat kebocoran
liter/dtk
29,03
8
Kebutuhan air rata-rata
liter/dtk
125,80
9
Kebutuhan harian maksimum
liter/dtk
150,96
10
Kebutuhan jam puncak
liter/dtk
232,73
11
Kebutuhan jam puncak
m³/dtk
0,233
Sumber: Perhitungan
B. Pembankitan Debit Metode Model Tangki Susunan model tangki yang dipergunakan adalah model tangki dengan susunan 3 tangki yang disusun secara seri seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
q 3.1
Gambar 4. Susunan Model Tangki
Tabel 4. Hasil Kebutuhan Air Penduduk No
3.1
Kedalaman Tangki 1 = 100 H1 = 70 H2 = 50 f1 = 0.4 f2 = 0.5 c1 = 0.25 Kedalaman Tangki 2 = 80 H1 = 50 H2 = 16.52 f1 = 0.8 f2 = 0.5 c1 = 0.01 Kedalaman Tangki 3 = 60 H1 = 35 H2 = 25 f1 = 0.8 f2 = 0.7 c1 = 0.11 Dan berikut ini adalah langkah perhitungan debit model tangki, misalnya debit model tangki dengan input hujan historis pada tanggal 1 Januari 2002: Tangki I Storage awal = kedalama tangki I Tinggi Storage = storage awal + hujan – evapotranspirasi
7
Pengeluaran atas = (tinggi storage – H1) x f1 Pengeluaran Storage bawah = (tinggi storage – H2) x f2 Total = pengeluaran atas + pengeluaran bawah) Infiltrasi = tinggi storage x c1 Tinggi storage akhir = Tinggi storage – (total + infiltrasi) Maka, besarnya debit hasil simulasi tangki model untuk tanggal 1 Januari 2002 adalah sebesar 12,928 m3/det Dengan cara tersebut dapat dihitung debit-debit pada tanggal selanjutnya. C. Debit Andalan Sungai Wesi Setelah didapatkan hasil pembangkitan debit dengan menggunakan simulasi model tank di atas, kemudian dicari debit andalan di sungai wesi. Metode yang digunakan adalah metode tahun dasar (Basic Year). Peluang kejadian dihitung dengan menggunakan persamaan Weibull. Perhitungan berdasar debit rerata tahunan yang diambil dari pembangkitan data metode model tank di atas. Hasil perhitungan bisa dilihat pada tabel di bawah. Tabel 4. Hasil Bankitan Metode Model Tangki
Tabel 5. Curah Hujan Maksimum
Sumber: Hasil Perhitungan
Hitung besarnya hujan rancangan untuk masing–masing Tr dengan menggunakan persamaan. Untuk Tr = 5 dengan P = 20 % didapat nilai G = 0,807 log X = log + G × Sd = 1,925 + (0,807) × 0,223 = 1,47 X = 10 Log X. = 10 1,47 = 84,231 mm/hari Kemudian hasil perhitungan selanjutnya disajikan pada tabel berikut. Tabel 6. Hasil Distribusi Log Pearson type III
Sumber: Hasil perhitungan
Debit andalan yang digunakan untuk perencanaan Jaringan Transmisi air baku adalah 80%. Maka dari analisa di atas, debit andalan 80% di sungai wesi adalah 6,74186 m3/dt. D. Distribusi Hujan Rancangan Metode Log Pearson III Dari data yang diperoleh kemudian dicari curah hujan maksimum lalu urutkan dari kecil ke besar.
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 7. Curah Hujan Rancangan
Sumber: Hasil Perhitungan
8
Kemudian setelah didapat hasil dari perhitungan diatas, kemudian di uji dengan Uji distribusi Chi Square yang hasilnya diterima dengan: X2 hitung = 3,6. α = 5% Derajat Bebas = K – p – 1 = 1, Pada Tabel nilai kritis untuk uji Chi-Square diperoleh X2cr = 3,94. Karena X2hitung<X2cr, maka hipotesanya di-terima. Setelah itu diuji dengan metode Smirnov-Kolmogorov yang hasilnya: Tabel 8. Hasil Uji Smirnov-Kolmogorov
Tabel 9. Hujan Jam-jaman
Sumber: Hasil Perhitungan
2. Perhitungan HSS Nakayashu Data Masukan HSS Nakayasu : Luas DAS (km2) = 18,01 km2 Panjang sungai utama = 6,481 km Unit Hujan Efektif (R0) = 1,00 mm Parameter Hidrograf = 3 Koefisien Pengaliran = 0,45 Tabel 10. Unit HSS Nakayashu
Sumber: Hasil Perhitungan
Dari perhitungan yang dilakukan di atas maka diperoleh Pe(x) max yaitu 0,232. Kemudian dari tabel smirnovkolmogorov untuk α = 5 dan n = 10 diperoleh ΔCr = 0,409. Karena ΔCr < Δmax maka hipotesa distribusi dapat diterima. E. HSS Nakayashu 1. Distribusi Curah Hujan Jamjaman. Distribusi Hujan jam-jaman yang digunakan adalah dengan menggunakan rumus Mononobe, dapat dirumuskan sebagai berikut : 2
RT
=
R24 t 3 t T
Sumber: Hasil Perhitungan
Dengan berasumsi bahwa rata–rata hujan di Indonesia berdurasi 6 jam, maka:
9
F. Bendung Tyroll
= 0,872 x 0,0278 = 0,0242 m Hitung koefisien kemampuan sadap saringan, (λ): Koefisien saringan, (ψ): . ψ = = . = 0,667 dengan: n = lebar celah saringan m= jarak antar sumbu saringan Koefisien µ: m µ = 0,66 ψ , ( ) , = 1.061 h1 Koefisien kemampuan sadap (λ): λ = ψ µ cosα 2. g. cosα = 0.667 1.061 cos 15 (2 9,81 cos 15)0,5 = 2,975 Hitung panjang saringan pengambil (L): L teoritik =2,561 = 2,561
Gambar 5. Contoh Denah Bottom Rack Intake Sumber: Anonim, 2003:7.
Data dan informasi yang diketahui: Debit desain untuk pelimpah ( Q50) = 98,12 m3/dt Lebar bentang bangunan pengambil (Be) = 16 m Kemiringan dasar sungai asli = 0,0806 Debit desain air baku = 0,233 m3/dt Angkutan sedimen dasar sungai fraksi bongkah, kerakal, kerikil Hitung debit per unit lebar mercu bangunan pengambil: Qairbaku 0,233 q= = Bpengambil 16 m = 0,0145 /m det Hitung kedalaman aliran pada mercu pelimpah di udik saringan hc =
q = g
0,0145 = 0,0278 m 9,81
Kemiringan saluran (α) = 15o Kedalaman aliran di udik saringan (h1): h1 = c x hc
√
, ,
√ ,
= 0,152
Untuk kemungkinan sebagian saringan tersumbat oleh batu dan sampah: L = Lteoritik x 350% = 0,152 x 3,5 = 0,534 ± 0,5 m G. Kantong Lumpur Direncanakan Pembilasan selang wa-ktu 7 hari maka: V = 7.10-4.Qn.T V = 98,528 m3 Dengan Asumsi Kemiringan Normal berkecepatan 0,4 m/dt ditemukan Kemiringan saluran normal (Sn) = 0.000928. Dengan Asumsi Kemiringan Normal berkecepatan 1 m/dt ditemukan Kemiringan saluran Pembilas (So) = 0.00991. Dengan lebar Kantong Lumpur = 1,9 m dan panjang 40 m, dan kemiringan talud m = 1. H. Analisa Hidraulis Jaringan Pipa Transmisi 1. Kehilangan Energi Mayor Diketahui: El muka air BPT 1 = +1947 El muka air BPt 2 = +1941 Panjang Pipa = 301 m Debit kebutuhan air bersih = 0.233 m3/dt 10
Dengan cara coba-coba dengan d dan v belum diketahui, dan kontrol dengan grafik moody, maka didapatkan diameter antara BPT 1 dan 2 adalah 40 cm. 2. Kehilangan Energi Minor Dari perhitungan di atas kemudian dihitung toleransi minor losses akibat belokan di sepanjang pipa diantara bak pelepas tekan 1 dan bak pelepas tekan 2: pada belokan 300: k = 0,1 v = 2,517 m/s v2/2g = 0,323 Hf = k * (v2/2g) = 0,1*(0,323) = 0,032 Dengan cara yang sama dihitung belokan-belokan selanjutnya. I. Perencanaan Hidran Umum Dengan Pertimbangan bahwa Debit Andalan Sungai Wesi yang merupakan sumber air baku dalam studi ini jauh lebih besar daripada debit kebutuhan air penduduk, maka bangunan tandon tidak lagi diperlukan. Kemudian direncanakan bangunan hidran umum di lokasi titik akhir pipa transmisi agar penduduk di lokasi sekitar titik terakhir pipa transmisi bisa mendapatkan air baku. Hidran umum direncanakan untuk memenuhi 100 jiwa/orang: Kebutuhan Air = 0,233 m3/dt Kebutuhan 100 jiwa = 0,233 m3/dt x 100 = 23,27 m3/dt Volume HU: Diameter = 2,2 m Tinggi = 1,6 Volume = 3,14 x 2,22 x 1,6 = 24,316 m3 3. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan rumusan masalah dan hasil pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Debit andalan yang digunakan untuk perencanaan air baku adalah debit andalan 80%, dan debit andalan 80% Sungai Wesi yang merupakan sumber dari air baku Wamena ini adalah 6,74186 m3/dt. 2. Kebutuhan air penduduk Wamena sampai dengan tahun 2033 adalah sebagai berikut: • Kebutuhan rata-rata : 125,8 lt/dt. • Kebutuhan harian maksimum :50,96 lt/dt. • Kebutuhan jam puncak : 232,73 lt/dt. 3. Bangunan pengambilan yang dipakai untuk jaringan transmisi air baku di Kabupaten Wamena ini adalah Bottom Rack Intake dengan dimensi sebagai berikut: Bentang Bottom Rack Intake = 16 m Debit rencana pengambilan = 0,232 m3/dt Kemiringan saluran (α) = 150 Panjang saluran pengambil = 0,5 m Lebar celah saringan = 0,4 cm Jarak antar sumbu saringan = 0,6 cm Ditunjang dengan bangunan penangkap sedimen dengan dimensi sebagai berikut: Panjang Kantong Lupur = 40 m Lebar Kantong Lumpur = 1,929 m Sn (slope normal) = 0.000928 Ss (slope pembilas) = 0.00991 Tinggi total Kantong Lumpur (h+w) = 0,322 4. Jaringan transmisi dalam studi ini menggunakan 7 bak pelepas tekan (BPT) guna mengkondisikan agar air tetap bisa mengalir dari sumber ke tandon. Berikut adalah keterangan pipa transmisi dengan bak pelepas tekan (BPT) : a. Bak Pengumpul dengan volume = panjang x lebar x tinggi = 2 x 2 x 2 = 8 m3 pada elevasi 11
+1946,000 dihubungkan ke BPT 1 dengan pipa berdiameter 0,3 m dengan panjang 301 m. b. BPT 1 dengan volume = panjang x lebar x tinggi = 2 x 2 x 2 = 8 m3 pada elevasi +1941,305 dihubungkan ke BPT 2 dengan pipa berdiameter 0,3 m dengan panjang 430 m. c. BPT 2 dengan volume = panjang x lebar x tinggi = 2 x 2 x 2 = 8 m3 pada elevasi +1924,969 dihubungkan ke BPT 4 dengan pipa berdiameter 0,3 m dengan panjang 1087,5 m. d. BPT 3 dengan volume = panjang x lebar x tinggi = 2 x 2 x 2 = 8 m3 pada elevasi +1878,032 dihubungkan ke BPT 4 dengan pipa berdiameter 0,3 m dengan panjang 301 m. e. BPT 4 dengan volume = panjang x lebar x tinggi = 2 x 2 x 2 = 8 m3 pada elevasi +1871,440 dihubungkan ke BPT 5 dengan pipa berdiameter 0,3 m dengan panjang 306,5 m. f. BPT 5 dengan volume = panjang x lebar x tinggi = 2 x 2 x 2 = 8 m3 pada elevasi +1853,860 dihubungkan ke BPT 6 dengan pipa berdiameter 0,3 m dengan panjang 1008 m. g. BPT 6 dengan volume = panjang x lebar x tinggi = 2 x 2 x 2 = 8 m3 pada elevasi +1795,300 dihubungkan ke BPT 7 dengan pipa berdiameter 0,3 m dengan panjang 660 m. Saran Untuk mendapatkan hasil yang maksimal dalam suatu perencanaan jaringan transmisi air baku, maka perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut: 1. Ketersediaan data sangat membantu proses perencanaan jaringan transmisi air baku di Kota Wamena. 2. Laju pertumbuhan penduduk yang tinggi sebaiknya disertai dengan pe-
rubahan tata guna lahan yang baik sehingga keterdapatan airtanah, sumber air yang terjaga kuantitasnya. DAFTAR PUSTAKA Anonim. 1994. Pedoman Kebijakan Program Pembangunan Prasarana Kota Terpadu (P3KT). Departemen Pekerjaan Umum. Direktorat Jenderal Cipta Karya, Jakarta. Anonim. 2003. Tata Cara Desain Hidraulik Bangunan Pengambil Pada Bangunan Tyrol. Departemen Pekerjaan Umum. Direktoran Jenderal Sumber Daya Air. Harto, Br. Sri, 1993. Analisis Hidrologi. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama. Limantara, L. 2008. Hidrologi Dasar. Malang: Tirta Media. Muliakusumah. 2000. Proyeksi Penduduk. Jakarta: Erlangga. Piyantoro, Dwi. 1991. Hidraulika Saluran Tertutup. Malang: Kurusan Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Soemarto, CD. 1999. Hidrologi Teknik. Jakarta: Erlangga. Triatmodjo, Bambang. 1996. Hidraulika II. Edisi Kedua. Yogyakarta: Beta Offset.
12
