SKRIPSI
PERENCANAAN SISTEM AIR BERSIH DESA BELANTIH DENGAN IMPLEMENTASI POMPA HIDRAM
Oleh : I MADE WHIDI ARTHA NIM : 0804305051
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2012
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat
rahmat-Nya
penulis
dapat
menyelesaikan
skripsi
yang
berjudul
“Perencanaan Sistem Air Bersih Desa Belantih Dengan Implementasi Pompa Hidram’’ Dalam penyusunan skripsi ini penulis tidak sedikit mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar– besarnya kepada : 1. Bapak I Nyoman Suprapta Winaya, ST., MASc, PhD, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana. 2. Bapak Ir. Made Suarda, M.Eng, selaku Dosen Pembimbing I dalam penulisan skripsi ini. 3. Bapak I Gusti Ketut Sukadana, ST.,MT, selaku Dosen Pembimbing II dalam penulisan skripsi ini. 4. Bapak Dr. Eng. Made Sucipta, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing Akademik. 5. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana. 6. Rekan – rekan Jurusan Teknik Mesin, Orang Tua, Keluarga dan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi. 7. Yang terkasih “Ni Wayan Kartika Despiantini” yang tiada henti memberikan support dan pengertiannya selama penulis melakukan penelitian hingga skripsi ini selesai. Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari kesempurnaan mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf apabila terdapat kekurangan atau kesalahan dalam penulisan skripsi ini. Bukit Jimbaran,
September 2012
Penulis iv
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PERSETUJUAN ..............................................................................
i
ABSTRAKSI .....................................................................................................
ii
ABSTRACT ......................................................................................................
iii
KATA PENGANTAR ......................................................................................
vi
DAFTAR ISI .....................................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... viii DAFTAR TABEL ..............................................................................................
ix
DAFTAR LAMPIRAN......................................................................................
x
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ..........................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah .....................................................................
2
1.3 Batasan Masalah.........................................................................
2
1.4 Tujuan Penelitian .......................................................................
3
1.5 Manfaat Penelitian......................................................................
3
DASAR TEORI 2.1
Air.............................................................................................
4
2.2
Jenis-Jenis Sumber Air ..............................................................
4
2.3
Kebutuhan Air Bersih ................................................................
6
2.3.1 Angka Pertumbuhan Penduduk ..............................................
7
2.3.2 Proyeksi Jumlah Penduduk ....................................................
7
2.3.2 Fluktuasi Penggunaan Air ......................................................
8
2.4
Konsep Dasar Aliran Fluida ......................................................
9
2.4.1 Persamaan Kontinyuitas ........................................................
9
2.4.2 Persamaan Bernoulli ..............................................................
9
2.5
Penentuan Debit yang Tersedia.................................................. 10
2.6
Pompa ....................................................................................... 11
v
2.6.1 Pompa Perpindahan Positif (Positif Displacement Pump) ………………………………………………………………. 11 2.6.2 Pompa Dinamik..................................................................... 12 2.7
Karakteristik Pompa .................................................................. 12
2.7.1 Kapasitas (Q) ........................................................................ 12 2.7.2 Head...................................................................................... 13 2.7.3 Daya...................................................................................... 14 2.7.3.1 Water Horse Power .......................................................... 14 2.7.3.2 Sharp Power ..................................................................... 15 2.7.4 Efisiensi ................................................................................ 16 2.7.4.1 Efisiensi Hidrolis ............................................................. 16 2.7.4.2 Efisiensi Volumetris ......................................................... 16 2.7.4.3 Efisiensi Mekanis ............................................................. 16 2.8
Pompa Hidram .......................................................................... 16
2.8.1 Komponen Utama Pompa Hidram ......................................... 17 2.8.2 Prinsip Kerja Pompa Hidram ................................................. 18 2.8.3 Kapasitas Pompa Hidram ...................................................... 19 2.8.4 Efisiensi Pompa Hidram ........................................................ 21 2.9
Sistem Perpipaan ....................................................................... 21
2.9.1 Sistem Transmisi Air Bersih .................................................. 22 2.9.2 Sistem Distribusi Air Bersih .................................................. 22 2.9.3 Jenis-Jenis Pipa .................................................................... 22 2.9.4 Head Losses .......................................................................... 22 2.9.5 Katup dan Sambungan........................................................... 24 2.9.6 Pembesaran dan Pengecilan Pipa ........................................... 26 2.9.7 Reservoir ............................................................................... 28 2.9.7.1 Volume Tanki Reservoir ................................................... 29 2.10 Software Epanet 2.0 dalam Sistem Air Bersih ........................... 29 2.10.1 Data Input dan Output pada Epanet 2.0................................ 29
BAB III
METODE PENELITIAN 3.1
Deskripsi Penelitian .................................................................. 34
3.2
Kebutuhan Data......................................................................... 35
3.3
Alat-alat penunjang ................................................................... 37 vi
3.4
Prosedur Perencanaan ................................................................ 37
3.5
Tabel Data Input dan Output pada Software Epanet 2.0 ............. 38
3.6
Diagram Alir Penelitian ............................................................. 39
3.7
Tempat dan Waktu Penelitian ................................................... 41
3.7.1 Tempat Penelitian.................................................................. 41 3.7.2 Waktu Penelitian ................................................................... 42
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1
Proyeksi Jumlah Penduduk ....................................................... 43
4.2
Proyekai Kebutuhan Air ............................................................ 43 4.2.1 Proyekai Kebutuhan Air Hari Maksimum ......................... 43 4.2.2 Proyeksi Kebutuhan Air Jam Puncak ................................ 43 4.2.3 Proyeksi Kebutuhan Air Puskesmas ................................. 43
4.3 Spesifikasi Pompa Hidram dan Pompa Engine .......................... 45 4.3.1 Kapasitas Pompa Hidram Dan Pompa Engine ................... 46 4.3.2 Pipa Transmisi .................................................................. 46 4.3.2.1 Head Loss Pipa Transmisi .................................... 47 4.3.3 Head Pompa Hidram Dan Pipa Engine ............................ 48 4.4
Volume Tanki Reseroir ............................................................. 53
4.5
Pipa Distribusi ........................................................................... 54
4.6
Model Sistem Air Bersih Dengan Software Epanet 2.0 .............. 58 4.6.1 Hasil Pemodelan Pada Software Epanet 2.0 ...................... 62
BAB V
PENUTUP 5.1
Kesimpulan .............................................................................. 66
5.2
Saran ......................................................................................... 66
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Head Pompa ................................................................................. 13
Gambar 2.2
Kurva Unjuk Kerja Pompa .......................................................... 14
Gambar 2.3
Daya Pompa ................................................................................ 15
Gambar 2.4
Komponen Utama Pompa Hidram ............................................... 17
Gambar 2.5
Skema Instalasi Pompa Hidram Secara Umum ............................ 18
Gambar 2.6
Jenis-Jenis Tee ............................................................................ 26
Gambar 2.7
Pembesaran dan Pengecilan Pipa Secara Tiba-Tiba ...................... 27
Gambar 2.8
Pembesaran dan Pengecilan Pipa Secara Gradual ........................ 28
Gambar 2.9
Diagram Koefisien Pembesaran Pipa Secara Gradual .................. 28
Gambar 3.1
Skema Dasar Sistem Air Bersih Desa Belantih ............................. 34
Gambar 3.2
Diagram Alir Perencanaan Secara Garis Besar ............................. 40
Gambar 3.3
Diagram Alir Pengolahan Data dengan Software Epanet 2.0 ........ 41
Gambar 4.1
Letak dan Beda Tinggi Pompa dengan Tanki................................ 48
Gambar 4.2
Daerah Pelayanan Pipa Distribusi ................................................ 54
Gambar 4.3
Pipa Perencanaan Papa dan Junction ........................................... 58
Gambar 4.3
Model Sistem Air Bersih dengan software Epanet 2.0 ................. 62
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Kebutuhan Air Per Orang Per Hari ................................................... 6
Tabel 2.2
Kebutuhan Air Berdasarkan Kategori Kota ...................................... 7
Tabel 2.3
Jenis Katup Beserta Fungsinya ......................................................... 25
Tabel 2.4
Panjang Equivalen dari Katup dan Sambungan ................................. 26
Tabel 2.5
Koefisien Pembesaran Pipa Secara Tiba-Tiba ................................... 27
Tabel 2.6
Koefisien Pengecilan Pipa Secara Tiba-Tiba .................................... 27
Tabel 2.7
Koefisien Kekasaran Pada Pipa ........................................................ 32
Tabel 3.1
Kebutuhan Data ................................................................................ 36
Tabel 3.2
Data Input dan Output pada Software Epanet 2.0 .............................. 38
Tabel 3.3
Waktu Penelitian ............................................................................... 42
Tabel 4.1
Proyeksi Jumlah Penduduk dan Kebutuhan Air Penduduk Dusun Pangkung ......................................................................................... 45
Tabel 4.2
Kebutuhan Air Pada Ruangan Puskesmas ......................................... 46
Tabel 4.3
Total Kebutuhan Air Dusun Pangkung dan Puskesmas ..................... 46
Tabel 4.4
Kebutuhan Data Perencanaan Pipa Transmisi ................................... 47
Tabel 4.5
Tabel Kebutuhan Air Per Lokasi ...................................................... 56
Tabel 4.6
Perencanaan Pipa Distribusi ............................................................. 58
Tabel 4.7
Data Input Reservoir ........................................................................ 59
Tabel 4.8
Data Input Junction .......................................................................... 60
Tabel 4.9
Data Input Time Pattern ................................................................... 61
Tabel 4.10 Data Input Pipa ................................................................................ 62 Tabel 4.11 Data Input Pompa ............................................................................ 62 Tabel 4.12 Data Input Tanki .............................................................................. 62 Tabel 4.13 Output Pressure Junction (Network Table – Nodes at 12.00 Hrs) .... 64 Tabel 4.14 Output Flow Pipa (Network Table –Link at 12.00 Hrs) .................... 65 Tabel 4.15 Output Velocity Pipa (Network Table –Link at 12.00 Hrs) ................ 66
ix
LAMPIRAN
Lampiran A, Tabel Output Junction dan Pipe at 05.00 am Lampiran B, Diagram Moody Lampiran C, Tabel Koefisien Lampiran D, Dokumentasi
x
