BAB III METODOLOGI PENGERJAAN

BAB III
METODOLOGI PENGERJAAN
Tugas akhir ini merupakan pengembangan dari tugas akhir dari Rahmat
Satria Dewangga yang berjudul “Pemodelan Jaringan dan Sistem Distribusi Air
Minum pada Pipa Primer dengan menggunakan EPANET 2.0 (studi kasus:
PDAM Kota Bandung)” (2003). Tugas akhir yang telah dibuat tersebut
memodelkan kondisi eksisting dari jaringan distribusi PDAM Kota Bandung yang
ada saat ini.
Pengembangan yang akan dilakukan dalam tugas akhir ini adalah dalam
bentuk peningkatan kualitas pelayanan di jaringan eksisting, dan perluasan ke
wilayah yang saat ini berlum terlayani. Untuk melakukan simulasi hidrolis pada
proses pengembangan yang akan dilakukan, diperlukan data-data untuk diinput ke
software EPANET2.0.
Data-data yang berkaitan dengan kondisi jaringan eksisting, seperti
diameter pipa, panjang pipa, koefisien kekasaran pipa (C) dan elevasi node
mengacu pada data-data yang digunakan pada pemodelan kondisi jaringan
eksisting yang telah dibuat (Dewangga, 2003). Sementara itu, untuk perluasan
jaringan,diperlukan data-data input tambahan. Data baru yang ditambahkan
diantaranya adalah data-data mengenai karakteristik pipa dan node di daerah yang
dijadikan wilayah rencana perluasan. Karakteristik pipa yang diperlukan untuk
melakukan pemodelan dengan EPANET 2.0 adalah panjang, diameter dan
koefisien kekasaran. Sementara itu, input data yang diperlukan untuk karakteristik
node adalah elevasi dan nilai demand-nya. Untuk menentukan nilai dari data-data
baru yang diperlukan ini, metode yang digunakan mengacu pada panduan dari
literatur, beserta penggunaan asumsi-asumsi yang diperlukan.
Secara umum, metodologi pengkajian teknis mengenai perubahan yang
terjadi pada jaringan distribusi air bersih dari PDAM Kota Bandung, sebagai
akibat dari penambahan sumber air baku dari Dago Bengkok dapat digambarkan
sebagai berikut:
38
Pendefinisian masalah
dan studi literatur
Pengambilan data
Penentuan
node loading
Perhitungan
pemakaian dan kebutuhan air
Penentuan harga
koefisien C
Input data ke
software EPANET 2.0
Pembuatan skenario sistem dan
jaringan distribusi
Simulasi model
Analisis output model
Penyusunan laporan
Gambar III.1 Bagan alir metodologi pengerjaan tugas akhir
III.1
PENDEFINISIAN
MASALAH
DAN
PENGKAJIAN
MODEL
JARINGAN EKSISTING
Tahap pertama yang dilakukan dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah
pendefinisian masalah dan pengkajian model eksisting yang telah ada.
Pendefinisian masalah diperlukan untuk menyelaraskan tujuan akhir tugas akhir
dengan tujuan PDAM Kota Bandung, sehingga diketahui ruang lingkup
permasalahan dan wilayah kajian yang perlu dibahas. Selain itu, lingkup
39
permasalahan yang akan dibahas menjadi lebih jelas dan fokus. Pengkajian model
jaringan eksisting diperlukan untuk mengetahui kondisi jaringan distribusi air
bersih PDAM Kota Bandung yang saat ini dioperasikan, mencakup daerah dan
kapasitas pelayanannya. Model eksisiting telah dibuat, dan tugas akhir ini
merupakan pengembangan dari model eksisting. Pengembangan yang dilakukan
adalah berdasarkan model sebelumnya (Dewangga, 2003).
III.2 STUDI LITERATUR DAN PENGUMPULAN DATA SEKUNDER
Studi literatur diperlukan untuk memperoleh dasar teori yang mencukupi
selama pengerjaan TA. Studi literatur akan diperoleh dari berbagai sumber,
diantaranya jurnal, internet dan buku referensi. Data sekunder diperlukan sebagai
input data pada model yang akan dibuat. Data sekunder yang diperlukan antara
lain jumlah penduduk, rencana tata ruang wilayah, peta Kota Bandung, peta
jaringan pipa primer, peta densitas jaringan, data produksi air bersih, data
pencatatan meter air bersih, rencana pengembangan jaringan distribusi PDAM
Kota Bandung dan data inventarisir sistem distribusi PDAM Kota Bandung.
Pengambilan data sekunder dari pihak terkait antara lain PDAM Kota Bandung,
BAPPEDA Kota Bandung, Dinas Kependudukan Kota Bandung dan Badan
Koordinasi Survey dan Pemetaan Nasional.
Data Karakteristik Jaringan Perpipaan
Karakteristik jaringan perpipaan merupakan salah satu faktor penting yang
harus diinput ke EPANET 2.0 untuk dapat mensimulasikan kondisi hidrolis dari
jaringan perpipaan. Data karakteristik pipa yang diperlukan adalah panjang pipa,
diameter pipa dan koefisien kekasarannya. Tidak dilakukan pengubahan
karakteristik untuk kondisi jaringan perpipaan eksisting. Data-data yang
digunakan pada pemodelan ini didasarkan pada data dari model eksisting yang
mengacu pada tugas akhir dengan judul yang telah disebutkan di atas.
Sementara itu, data-data yang diinput untuk perluasan jaringan perpipaan
merupakan data baru yang ditambahkan. Penentuan panjang dan diameter pipa
dilakukan berdasarkan kondisi hidrolis pada wilayah tersebut, dan diupayakan
agar tidak menyebabkan banyak modifikasi atau pemasangan aksesoris.
40
Data Karakteristik Node
Karakteristik node dalam pemodelan dengan EPANET 2.0 meliputi
elevasi dan nilai demand. Metode standar dalam penentuan elevasi node adalah
dengan mengacu pada peta kontur yang menunjukkan ketinggian suatu wilayah.
Sedangkan dalam tugas akhir ini, elevasi dari node-node dalam pemodelan
mengacu pada model sebelumnya (Dewangga, 2003). Metode penentuan nilai
node demand dalam tugas akhir ini dijelaskan pada bagian III.3.1.
III.3 PERHITUNGAN PEMAKAIAN DAN KEBUTUHAN AIR
Dengan menggunakan data konsumsi air dari bagian Pencatatan Meter Air
(PMA) PDAM Kota Bandung maka akan dilakukan perhitungan besarnya
konsumsi air setiap kelurahan yang kemudian dipecah berdasarkan densitas
jaringan pipa sehingga diperoleh besarnya konsumsi air untuk masing-masing
junction/node. Gambar III.2 menunjukkan diagram alir perhitungan node loading
berdasarkan data pencatatan meter air.
Data Pencatatan Meter Air
Alokasi Pemakaian Air per
Kelurahan
Penentuan Beban Node
di tiap Kelurahan
Alokasi Node Demand
Gambar III.2 Penentuan node demand berdasarkan data PMA
41
Sedangkan dengan data kebutuhan air per kapita, sebesar 100 l/o/h, maka
dengan metode yang sama dapat diketahui besarnya kebutuhan air yang harus
disuplai untuk masing-masing junction.
Dari perhitungan tersebut maka dapat dianalisis berbagai skenario yang
mungkin muncul pasca analisis sebagai input bagi operasional PDAM Kota
Bandung dimasa depan, baik dalam bentuk pengoperasian sistem, perluasan
daerah pelayanan, peningkatan kapasitas produksi, perbaikan jaringan ataupun
masukan lainnya. Langkah-langkah yang dilakukan untuk menentukan nilai node
loading berdasarkan data kebutuhan air perkapita ditunjukkan pada Gambar III.3.
Perhitungan Jumlah
Penduduk per Kelurahan
Perhitungan Kebutuhan Air
Desain
Penentuan Beban Node
di tiap Kelurahan
Alokasi Node Loading
Gambar III.3 Penentuan node loading berdasarkan kebutuhan air per kapita
III.3.1 Penentuan Node Loading
Penentuan angka node loading pada tugas akhir ini dilakukan adalah
dengan mendasarkan pembobotan pembagian suplai air pada model sebelumnya
(Dewangga, 2003). Metode tersebut dilakukan dengan asumsi bahwa peningkatan
jumlah kebutuhan di setiap wilayah pelayanan adalah sama. Dengan demikian,
42
persentase kenaikan nilai node loading adalah sama untuk setiap node di semua
wilayah pelayanan eksisting.
Untuk wilayah perluasan, penentuan angka node loading disesuaikan
dengan kondisi hidrolis dari jaringan tersebut. Peningkatan kapasitas produksi
yang dialokasikan untuk perluasan, dibagi sedemikian sehingga kondisi hidrolis di
jaringan perluasan tersebut memungkinkan dan layak untuk diaplikasikan. Salah
satu faktor yang menjadi parameter kelayakan dari jaringan perluasan yang dibuat
adalah sisa tekan yang memadai untuk mengalirkan air hingga sampai ke
pelanggan.
III.3.2 Perhitungan Nilai Kebutuhan Air per Subzona untuk Desain
Intermittent System
Desain intermittent system yang dimodelkan dalam tugas akhir ini dibuat
dengan tujuan agar kapasitas produksi dari PDAM mampu memenuhi kebutuhan
konsumen dengan nilai kebutuhan per kapita 100 l/o/h. Perhitungan angka
kebutuhan air dilakukan dengan menghitung total jumlah penduduk di daerah
pelayanan dari masing-masing subzona. Jumlah tersebut kemudian dikalikan
dengan angka kebutuhan per kapita, lalu angka kebutuhan airnya dikonversikan
agar sesuai dengan satuan yang digunakan dalam software EPANET 2.0 (l/detik).
Dari perhitungan tersebut, didapatkan nilai kebutuhan domestik dari suatu zona
pelayanan. Dengan mengetahui perbandingan antara alokasi distribusi untuk
keperluan domestik dan non-domestik, kebutuhan total dapat dihitung dengan
menjumlahkan kebutuhan domestik dan kebutuhan non-domestik.
III.4 PENENTUAN NILAI C (KOEFISIEN KEKASARAN PIPA)
Nilai koefisien kekasaran dari pipa merupakan salah satu faktor yang
perlu diinput untuk menghitung nilai kehilangan tekan yang terjadi dalam
jaringan. Dalam tugas akhir ini, nilai C pada jaringan eksisting didasarkan pada
model sebelumnya (Dewangga, 2003). Sementara untuk jaringan baru yang
merupakan hasil perluasan, nilai C ditetapkan berdasarkan literatur “Water
Distribution Modeling” dengan karakteristik yang sesuai, yaitu untuk pipa baru
dengan diameter yang sesuai dengan hasil perhitungan.
43
III.5 PERHITUNGAN NILAI HEADLOSS
EPANET 2.0 dilengkapi dengan perangkat untuk menghitung kehilangan
tekan (headloss) yang terjadi dalam jaringan perpipaan. EPANET 2.0
menyediakan beberapa alternatif persamaan yang digunakan untuk menghitung
nilai kehilangan tekan. Dalam pengerjaan tugas akhir ini, nilai kehilangan tekan
mayor dihitung dengan menggunakan persamaan Hazen-Williams yang umum
digunakan untuk menghitung kehilangan tekan pada aliran air yang turbulen.
Persamaan ini dipilih karena nilai koefisien kekasaran pipa yang digunakan dalam
persamaan ini lebih umum dibandingkan dengan nilai faktor koefisien kekasaran
untuk persamaan lain.
Nilai kehilangan tekan minor, yang diakibatkan oleh pemasangan aksesori
pada jaringan perpipaan, tidak diperhitungkan dalam pemodelan di tugas akhir ini.
Hal ini dikarenakan nilai kehilangan tekan minor dianggap sangat kecil apabila
dibandingkan dengan nilai kehilangan tekan mayor, sehingga dapat diabaikan.
III.6 PEMBUATAN SKENARIO, SISTEM DAN JARINGAN DISTRIBUSI
Pembuatan skenario dilakukan sebagai dasar pembuatan simulasi jaringan
distribusi. Skenario juga dibuat sebagai revisi dari simulasi jaringan distribusi
yang telah dibuat, apabila simulasi tersebut memerlukan perbaikan. Perbaikan
simulasi ini dilakukan setelah sebelumnya menganalisa perubahan-perubahan
yang terjadi terhadap kondisi eksisting operasional, dengan adanya penambahan
intake Dago Bengkok. Skenario usulan diajukan setelah menganalisis output dari
beberapa skenario yang telah dilakukan.
III.7 PEMBUATAN SIMULASI JARINGAN DISTRIBUSI BARU
Simulasi jaringan dibuat dengan input data-data sekunder yang diperoleh,
dilakukan dengan menggunakan sofware EPANET 2.0. Dari data-data sekunder
yang telah didapat, kemudian menjadi dasar pengembangan dari simulasi yang
dibuat. Simulasi dibuat dengan penambahan kapasitas produksi PDAM Kota
Bandung dengan adanya penambahan sumber air baku dari Dago Bengkok
sebanyak 300 liter/detik. Dalam simulasi, dilakukan juga perluasan jaringan
distribusi. Pemilihan daerah untuk perluasan dilakukan berdasarkan beberapa
44
pertimbangan. Salah satu pertimbangan yang utama adalah daerah yang sisa tekan
di ujung jaringan distribusi primernya masih relatif tinggi, sehingga masih
memungkinkan untuk mengalirkan suplai air ke lokasi yang lebih jauh.
III.8 ANALISIS OUTPUT MODEL
Analisis terhadap perubahan yang terjadi antara kondisi jaringan distribusi
yang ada saat ini dengan hasil pemodelan jaringan distribusi sebagai akibat dari
penambahan sumber air baku dari Dago Bengkok. Beberapa parameter yang
menjadi kriteria desain dari jaringan distribusi air minum, seperti tekanan dalam
pipa dan kecepatan aliran merupakan hal-hal yang menjadi perhatian utama.
Parameter-parameter tersebut harus memenuhi kriteria desain untuk memastikan
bahwa jaringan distribusi yang dibuat dapat beroperasi secara optimal.
45