ANALISIS DISTRIBUSI AIR PADA SISTEM PENYEDIAAN AIR
advertisement
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id i ANALISIS DISTRIBUSI AIR PADA SISTEM PENYEDIAAN AIR MINUM KAMPUS UNIVERSITAS SEBELAS MARET DENGAN EPANET DISTRIBUTION ANALYSIS OF DRINKING WATER SUPPLY SEBELAS MARET UNIVERSITY WITH EPANET SKRIPSI Diajukan sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Judul Disusun Oleh : BAYU KUSUMAJATI I0112018 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id ii HALAMAN PERSETUJUAN ANALISIS DISTRIBUSI AIR PADA SISTEM PENYEDIAAN AIR MINUM KAMPUS UNIVERSITAS SEBELAS MARET DENGAN EPANET ANALYSIS DISTRIBUTION OF DRINKING WATER SUPPLY SEBELAS MARET UNIVERSITY WITH EPANET SKRIPSI Diajukan sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Disusun Oleh : BAYU KUSUMAJATI I0112018 Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Persetujuan : commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id iii commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id iv MOTTO “Sesungguhnya Allah Tidak Akan Mengubah Nasib Suatu Kaum Kecuali Kaum Itu Sendiri yang Mengubah Apa Apa yang Pada Diri Mereka ” ( Q.S. Ar- Ra’d :11 ) “Maka Apabila Kamu Telah Selesai (dari Suatu Urusan), Kerjakanlah dengan Sungguh-Sungguh (Urusan) Yang Lain” (Q.S. Alam Nasyrah : 7) commit to user iv iii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id v PERSEMBAHAN SKRIPSI INI PENULIS PERSEMBAHKAN Untuk rumah dan segala isinya, sebaik-baiknya tempat pulang, Untuk masa depan dan semua cita-cita luhurnya, Dan untuk masa lalu dan semua kenangannya yang berserakan. commit to user v perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id vi ABSTRAK Solichin, Koosdaryani, Bayu Kusumajati, 2016. Analisis Distribusi Air Pada Sistem Penyediaan Air Minum Kampus Universitas Sebelas Maret dengan Epanet. Skripsi. Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta Mahasiswa dan dosen di Universitas Sebelas Maret Surakarta yang berjumlah sekitar 35.000 orang memiliki kebutuhan air minum yang sangat besar. Jika per orang per hari dibutuhkan 1,5 L air maka total kebutuhan air minum di kampus mencapai 52.500 L/hari. Kebutuhan air minum ini mendasari pengolahan air baku yang dimiliki berupa deep well untuk dijadikan air minum agar dapat memenuhi kebutuhan air minum secara mandiri. Instalasi pengolahan dan distribusinya melalui waterfountain ini disebut dengan Sistem Penyediaan Air Minum Kampus (SPAM Kampus). Dari hasil pengolahan air baku dengan menggunakan teknologi ultrafiltration air akan didistribusikan ke semua gedung dan titik-titik kegiatan mahasiswa di kampus. Sistem distribusi menggunakan jaringan kombinasi antara sistem loop dan linier. Sistem kombinasi dipilih karena daerah layanan terpusat dan memiliki sebaran rapat. Dalam sistem pipa distribusi, diperlukan data elevasi setiap titik waterfountain dan pada jaringan pipa, data ini didapatkan dengan survey lapangan. Distribusi air menggunakan sistem gravitasi sehingga dibangun elevated reservoir. Elevated resorvoir dibangun setinggi 20m untuk dapat mensuplai titik tertinggi di daerah layanan. Penggunaan reservoir lebih menghemat energi listrik daripada penggunaan boosterpump. Pipa distribusi yang digunakan adalah HDPE (High Density Polyethyelene) dengan diameter 50mm, 25mm, dan 10mm. Epanet adalah program yang digunakan untuk simulasi sistem distribusi air. Data yang dibutuhkan untuk input adalah elevasi dan diamater pipa. Hasil perhitungan Epanet didapatkan tekanan dan kecepatan aliran di setiap titik, dengan demikian dapat diketahui tekanan dan kecepatan di dalam pipa distribusi maupun output waterfountain. Distribusi SPAM kampus dengan elevated reservoir yang disimulasi dengan Epanet menunjukkan bahwa dengan ketinggian reservoir 20m dapat menjangkau daerah tertinggi di elevasi +132m dengan sisa tekanan 2,07 bar = 21,2 meter dan pada titik terendah dengan 4,312 bar. Kata Kunci : Distribusi Air, SPAM Kampus, Epanet commit to user vi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id vii ABSTRACT Solichin, Koosdaryani, Bayu Kusumajati, 2016. Analysis Distribution Of Drinking Water Supply Sebelas Maret University With Epanet. Thesis. Department of Civil Engineering. Faculty of Engineering. Sebelas Maret University. Surakarta. About 35.000 people in Sebelas Maret University Surakarta include the students and lecturers really have a huge need of drinking water. If each person needs 1,5 L each day, so it takes 52.500L/day for the total of drinking water on campus. The need of drinking water underlies the treatmeant of raw water which is deep well to provide the independent need of drinking water. The installation of process and distribution through the waterfountain is called with the drinking water supply system of the campus (Campus SPAM). From the results of raw water treatment which uses ultrafiltration technology, the water will be distributed to all buildings and the points of student activities on campus. The distribution system network using a combination of linear and loop system. The combination system was chosen because of the service area had been centralized and it has distribution meeting. In the pipe system distribution, data elevation needed at every point waterfountain and on the pipelines, this data is obtained by the field survey. Water distribution using the power of gravity so that built elevated reservoir. Elevated resorvoir built as high as 20 m to be able to supply the highest point in the area of services. The use of reservoir electric energy saving more than the use of boosterpump. Distribution pipes which used are HDPE (High Density Polyethyelene) with the diameter of 50 mm, 25 mm, and 10 mm. Epanet is a program that is used for the simulation of water distribution systems. The required data to be input are the elevation and the pipe diameter. The calculation results of Epanet obtained the pressure and the flow rate at any point, thus knowable the pressure and velocity distribution in the pipe or output waterfountain. The distribution of SPAM campus with elevated reservoir which simulated with Epanet, pointed out that the 20 m reservoir can reach the highest elevation at +132 m with the remaining 2.07 bar pressure = 21.2 meters and at its lowest with 4,312 bar. Keywords: Water Distribution, SPAM Campus, Epanet commit to user vii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id viii KATA PENGANTAR Puji syukur penyusun panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan penelitian dengan judul “Analisis Distribusi Air Pada Sistem Penyediaan Air Minum Kampus Universitas Sebelas Maret dengan Epanet”. Penelitian ini merupakan salah satu persyaratan akademik untuk meraih gelar Sarjana pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam penyusunan laporan ini, peneliti banyak menerima bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu kami ucapkan terima kasih kepada : 1. Ir. Solichin,M.T. selaku dosen pembimbing 1 yang telah memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi 2. Ir. Koosdaryani, M.T. selaku dosen pembimbing 2 yang telah memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi. 3. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil UNS, 4. Seluruh pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah membantu kelancaran tugas kerja hingga terwujudnya laporan ini. Penyusun menyadari keterbatasan kemampuan dan pengetahuan yang penyusun miliki sehingga masih ada kekurangan dalam penyusunan skripsi ini, untuk itu penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca. Akhir kata semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca umumnya. Surakarta, Januari 2016 Penyusun commit to user viii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id ix DAFTAR ISI Judul .............................................................................................................................i HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................... iii MOTTO ......................................................................................................................iv PERSEMBAHAN .......................................................................................................v ABSTRAK................................................................................................................... v ABSTRACT ............................................................................................................... vii KATA PENGANTAR ............................................................................................. viii DAFTAR ISI ..............................................................................................................ix DAFTAR TABEL ......................................................................................................xi DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................xi DAFTAR NOTASI.................................................................................................. xiii DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................xiv BAB I...........................................................................................................................1 PENDAHULUAN .......................................................................................................1 1.1. Latar Belakang.........................................................................................1 1.2. Rumusan Masalah ................................................................................... 4 1.3. Batasan Masalah ......................................................................................4 1.4. Tujuan Penelitian ......................................................................................5 1.5. Manfaat Penelitian ....................................................................................5 BAB II .........................................................................................................................6 TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI .........................................................6 2.1. Tinjauan Pustaka ......................................................................................6 2.2. Landasan Teori .......................................................................................11 BAB III ...................................................................................................................... 20 METODE PENELITIAN .......................................................................................... 20 3.1. Jenis Penelitian ...................................................................................... 20 3.2. Lokasi Penelitian ................................................................................... 20 3.3. Data........................................................................................................ 21 3.3.1. Data Primer.........................................................................................21 3.3.2. Data Sekunder ..................................................................................... 21 3.4. Alat ........................................................................................................ 22 commit to user ix perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id x 3.4.1. Alat Bantu Survey....................................................................... 22 3.4.2. Alat Bantu Perhitungan dan Penyusunan Tugas Akhir ............... 22 3.5. Tahapan Penelitian ................................................................................ 22 3.5.1. Pengumpulan Data ...................................................................... 22 3.5.2. Analisis Data ............................................................................... 22 3.6. Diagram Alir........................................................................................... 24 BAB IV ...................................................................................................................... 25 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN ............................................................... 25 4.1. Analisis Data Lapangan ..........................................................................25 4.1.1 Instalasi Pengolahan Air .............................................................. 26 4.1.2. Data Hasil Survey ...................................................................... 29 4.1.3. Perpipaan ..................................................................................... 33 4.1.4. Sistem Jaringan Distribusi........................................................... 37 4.2. Pembahasan ............................................................................................38 4.2.1. Proyeksi Pertumbuhan Civitas Akademika ................................ 38 4.2.2. Kebutuhan Air............................................................................. 40 4.2.3. Perhitungan Kebutuhan Air Harian Maksimum ......................... 40 4.2.4. Perhitungan Kebutuhan Air Jam Maksimum ............................. 40 4.2.5 Fluktuasi Kebutuhan Air ............................................................. 43 4.2.6. Kehilangan Air ........................................................................... 44 4.2.7. Simulasi dengan Epanet .............................................................. 44 4.2.8. Simulasi dengan Epanet dengan Ketinggian Reservoir 20 m ..... 47 4.2.9. Simulasi dengan Epanet dengan Ketinggian Reservoir 30 m ..... 51 4.2.10. Simulasi dengan Epanet dengan Ketinggian Reservoir 40 m 55 4.2.8. Penggambaran Grafik................................................................. 59 BAB V .......................................................................................................................62 Kesimpulan dan Saran ............................................................................................... 62 5.1 Kesimpulan .............................................................................................. 62 5.2 Saran ........................................................................................................ 62 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 63 commit to user x perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id xi DAFTAR TABEL Tabel 2. 1. Novelty Penelitian ............................................................................................. 9 Tabel 4. 1. Rekapitulasi Elevasi Gedung........................................................................... 31 Tabel 4. 2. Pertumbuhan Civitas akademika ..................................................................... 39 Tabel 4. 3. Perhitungan Kebutuhan Air ............................................................................. 41 Tabel 4. 4. Proyeksi Oprasional SPAM............................................................................. 42 Tabel 4. 5. Fluktuasi Air pada Kebutuhan Puncak ............................................................ 43 Tabel 4. 6. Data Input Epanet ........................................................................................... 45 Tabel 4. 7. Contoh Tabel Simulasi Tekanan dengan Ketinggian Reservoir 20 m............ 47 Tabel 4. 8. Rekapitulasi Tekanan dengan Ketinggian Reservoir 20 m ............................. 48 Tabel 4. 9. Contoh Tabel Simulasi Tekanan dengan Ketinggian Reservoir 20 m............ 51 Tabel 4. 10. Rekapitulasi Tekanan dengan Ketinggian Reservoir 30 m ........................... 52 Tabel 4. 11. Contoh Tabel Simulasi Tekanan dengan Ketinggian Reservoir 40 m.......... 55 Tabel 4. 12. Rekapitulasi Tekanan dengan Ketinggian Reservoir 40 m ........................... 56 Tabel 4. 13. Sampel Tekanan ............................................................................................ 59 commit to user xi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id xii DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1. Skema Distribusi dengan Reservoir Menara (Putnam Connection,2014) ..... 9 Gambar 2. 2. Pengukuran Beda Tinggi Dengan Cara Tachymetri .................................... 11 Gambar 3. 1. Peta Rencana Tata Kota Surakarta (tanpa skala) ......................................... 20 Gambar 3. 2. Denah Kampus Universitas Sebelas Maret................................................. 21 Gambar 3. 3. Diagram Alir ................................................................................................ 24 Gambar 3. 4. Grafik Pertumbuhan Civitas akademika ...................................................... 39 Gambar 4. 5. Simulasi Epanet Pemetaan Tekanan dengan Reservoir 20 m ...................... 50 Gambar 4. 6. Simulasi Epanet Pemetaan Tekanan dengan Reservoir 30 m ...................... 54 Gambar 4. 7. Simulasi Epanet Pemetaan Tekanan dengan Reservoir 40 m ...................... 58 Gambar 4. 1. Denah Lokasi Pengolahan SPAM ............................................................... 25 Gambar 4. 2. Skema Distribusi Air Minum ...................................................................... 28 Gambar 4. 3. Pemetaan Elevasi dengan Geographical Information System (GIS) ........... 30 Gambar 4. 4.. Peta Jaringan Perpipaan SPAM ................................................................... 37 Gambar 4. 5. Grafik Perbandingan Kebutuhan Air dan Pertumbuhan Konsumen ............ 41 Gambar 4. 6. Gambar Pemetaan Elevasi Hasil Simulasi Epanet....................................... 46 Gambar 4. 7. Grafik Tekanan Terhadap Ketinggian Reservoir ......................................... 60 commit to user xii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id xiii DAFTAR NOTASI Simbol Keterangan Satuan A luas tampang saluran m2 BA bacaan benang atas BB bacaan benang bawah, BT bacaan benang tengah, jarak miring. m Gravitasi m/s2 Headloss m tinggi alat, m Jumlah tahun proyeksi tahun jumlah civitas akademika jiwa Jumlah civitas akademika pada tahun ke n jiwa Jumlah civitas akademika pada tahun awal jiwa tekanan di titik 1 atm tekanan di titik 2 atm massa jenis air Kg/m3 q kebutuhan air civitas akademika L/hari Q Debit m3/s kebutuhan air harian maksimum L/hari Kebutuhan air per hari L/hari D g I n P Pn Po Qhm Qrh commit to user xiii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id xiv Angka pertumbuhan civitas akademika tiap r S % tahun jarak datar m kecepatan aliran titik 1 m/detik kecepatan aliran titik 2 m/detik sudut zenith o elevasi pipa 1 dari distribusi utama m elevasi pipa 2 dari distribusi anak m DHAB beda tinggi antara titik A dan B, m DH beda tinggi, m z xiv commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id xv DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A DATA ...................................................................... L.A.1 – L.A.6 LAMPIRAN B ANALISIS DATA ................................................... L.B.1 – L.B.9 LAMPIRAN C SURAT KELENGKAPAN SKRIPSI ....................... L.C commit to user xv
