Analisis Kebutuhan Air Bersih Sistem Perpipaan
Dalam Kabupaten Muara Enim
Oleh :
Drs. Ishak Yunus, ST.,MT.
NIP. 195902031986031009
Dosen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Bina Darma Palembang
Abstrac
Urban affairs citizen growth at the moment evoke problem aloof for clean water distribution pipe network PDAM dyke regency Muara Enim, capacity that provided by long network not serve society need a region in an optimal fashion, bot to mention leakage factor existence that will decrease optimasi service from pipe network. housing area development existence in urban affairs region at regency Muara Enim in district capital, automatically demand PDAM dyke regency Muara Enimfor network increase perpipaan. network increasing perpipaan this must be espoused with current pressure enhanced so that can reach out for area far from water processing installation. to overcome troubleshoot.
Urban affairs citizen data analysis is taken based on estuary regency citizen source regency Muara Enim that stay in district capital and sub-district, then percentage based on condition in this time and projection appropriate projection regency citizen growth rate. amount of water required rate of flow analysis drinks used standard domestic amount of water required for house connection appointeds as big as 130 litre/day/souls, this matter is based on urban affairs society need analysis that belongs to little because stay in district city. while general hydrant is determined as big as 30 litre/day/souls.
Clean amount of water required perpipaan biggest in regency Muara Enim in district Lawang Kidul with district capital Keban Agung, and cape sub-district Tanjung Enim, cape market district Muara Enim, cape district Muara Enim south, colossus village, bon irigated dry field village Tegal Rejo, urban affairs amount of water required in the year 2012 as big as 94,32 litre/second, year 2020 as big as 105,83 litre/second and year 2025 as big as 113,73 litre/second clean amount of water required pipes smallest in regency Muara Enim in district Muara Belida with capital Patra Tani, urban affairs amount of water required in the year 2012 as big as 1,92 litre/second, year 2020 as big as 2,15 litre/second and year 2025 as big as 2,31 litre/second. clean amount of water required service zone at least 10 year to the fore or until year 2025, appointed service zone with 8 (eight) zones in regency Muara Enim.
keyword: citizen, drinking water, need, service zone
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pesatnya pertumbuhan penduduk Kabupaten Muara Enim akan berdampak pada meningkatnya kebutuhan air minum yang merupakan kebutuhan primer masyarakata, khususnya masyarakat perkotaan.
Pertumbuhan penduduk perkotaan pada saat ini menimbulkan masalah tersendiri bagi jaringan pipa distribusi air bersih PDAM Lematang Enim Kabupaten Muara Enim, kapasitas yang disediakan oleh jaringan lama sudah tidak dapat melayani kebutuhan masyarakat suatu daerah secara optimal, belum lagi adanya faktor kebocoran yang akan mengurangi optimasi pelayanan dari jaringan pipa tersebut.
Adanya pembangunan kawasan perumahan pada daerah perkotaan di Kabupaten Muara Enim dalam ibukota Kecamatan, secara otomatis menuntut PDAM Lematang Enim untuk menambah jaringan perpipaan. Penambahan jaringan perpipaan ini harus disertai dengan peningkatan tekanan aliran agar dapat menjangkau wilayah yang jauh dari Instalasi Pengolahan Air. Untuk mengatasi permasalahan tersebut.
1.2. Perumusan Masalah
Pertumbuhan penduduk perkotaan dalam setiap ibukota kecamatan terus meningkat, tapi belum diiringi dengan keseimbangan peningkatan sarana dan prasaran air minum, sehingga penyediaan air bersih yang ada kurang terlayani secara optimal.
Untuk itu perlu dilakukan analisis kebutuhan air minum perkotaan dengan sistem jaringan distribusi air bersih perpipaan yang sudah ada, untuk masa 15 tahun kedepan, apakah dengan sistem jaringan distribusi yang sudah ada masih bisa memberikan kebutuhan air yang semakin meningkat atau tidak untuk masa yang akan datang.
1.3. Maksud dan Tujuan Penelitian
Penelitian dimaksudkan untuk memberikan masukan bagi pemerintah Kabupaten Muara Enim tentang besarnya debit kebutuhan air minum untuk perkotaan dakam Kabupaten Muara Enim. Sedangkan penelitian ini dilakukan bertujuan :
a. Menganalisis pertumbuhan penduduk perkotaan dalam setiap kecamatan dalam Kabupaten Muara Enim.
b. Menganalisis kebutuhan air minum penduduk perkotaan sampai untuk masa 15 tahun kedepan
c. Menganalisis sambungan rumah setiap penduduk perkotaan untuk masa 15 tahun kedepan.
d. Menganalisis kebutuhan hidran umum yang dalam melayani kebutuhan penduduk perkotaan.
e. Menetapkan pembagian zona pelayanan pada setiap ibukota kecamatan.
1.4. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah Sebagai bahan masukan pemerintah kabupaten Muara Enim tentang pertumbuhan penduduk setiap kecamatan dan memprediksi besarnya kebutuhan air bersih selama 15 (lima belas) tahun kedepan.
1.5. Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini adalah mengkaji tentang pertumbuhan penduduk ibukota kecamatan dalam Kabupaten Muara Enim, mengkaji pertumbuhan kebutuhan air bersih, baik air bersih domestik maupun kebutuhan air bersih non domestik serta menentukan zonasi pelayanan setiap kecamatan yang ada.
1.6. Batasan Masalah
Perkembangan pertumbuhan penduduk perkotaan, biasanya lebih besar dari perkembangan penduduk perdesaan, oleh sebab itu kajian penelitian ini hanya memprediksi pertumbuhan penduduk dan kebutuhan air bersih dalam lingkup penduduk ibukota kecamatan.
II. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1. Jaringan Pipa
Pipa adalah saluran tertutup yang biasanya berpenampang lingkaran, yang digunakan untuk mengalirkan fluida dibawah tekanan, (Bambang Triatmojo, 1993). Apabila tekanan di dalam pipa sama dengan tekanan atmosfer (zat cair di dalam pipa tidak penuh) maka aliran termasuk dalam pengaliran saluran terbuka.
Jaringan yang digunakan untuk distribusi air minum di daerah urban (perkotaan), biasanya mempunyai banyak cabang, dengan pipa-pipa saling dihubungkan setiap lebih kurang 500 m, (Bambang Triatmojo, 1993).
2.2. Sistem Distribusi Air
Sistem distribusi air bersih adalah pendistribusian atau pembagian air melalui sistem jaringan pipa yang berasal dari bangunan pengolahan air (reservoir) ke daerah pelayanan (konsumen).
Sistem jaringan distribusi dibedakan menjadi 2 macam :
a. Sistem Jaringan Terbuka
Sistem jaringan terbuka dibedakan menjadi dua kategori yaitu sistem percabangan dan sistem petak (grid).
1.) Sistem Percabangan
Pada sistem ini ujung pipa percabangan dari pipa utama biasanya tertutup, sehingga menyebabkan tertutupnya kotoran yang mengganggu pendistribusian air, pada waktu perbaikan dipangkal dari pipa utama akan menghentikan distribusi air untuk ujung dari pipa tersebut. Persamaan rumus perhitungan hidrolis dapat menggunakan persamaan Darcy-weisbach, Manning Stikler ataupun Hazen William.
Gambar .2.1. Sistem Distribusi Percabangan
2.) Sistem Petak (grid)
Sistem jaringan petak lebih dari satu sistem percabangan, karena ujung-ujung dari pipa cabang disambungkan satu sama lain, sehingga sirkulasi airnya baik dan kemungkinan kecil akan tertutupnya pengaliran. Penggunaan perhitungan hidrolis sama dengan sistem percabangan.
Gambar .2.2. Sistem Distribusi Petak
3). Sistem Jaringan Tertutup atau Berbingkai
Pada sistem ini jaringan pipa dibuat melingkar, sirkulasi air yang lebih baik dan jika ada perbaikan terhadap kerusakan maka distribusi air tidak akan berhenti. Sistem jaringan ini lebih baik untuk melayani sambungan air minum.
Gambar .2.3. Sistem Distribusi Berbingkai
Dalam analisa suatu jaringan pipa komponen-komponen yang penting dan persamaan yang dipakai adalah (Robert J Kodoatie, 2002) :
a. Pipa : Persamaan energi
b. Fitting : Persamaan energi dan kontinuitas
c. Valve (katup) dan meter : Persamaan energi
d. Penampungan / reservoir : Persamaan kontinuitas
e. Pompa : Persamaan energi
2.3. Koefisien Aliran
Menurut Bambang Triatmojo, 1993, partikel zat cair yang melalui lubang berasal dari segala arah, maka beberapa partikel yang mempunyai lintasan membelok akan nengalami kehilangan tenaga. Setelah
2.4. Kehilangan Energi
Salah satu faktor yang dominan untuk diperhatikan pada aliran didalam pipa adalah tinggi hilang energi.
Secara umum, tinggi kehilangan energi dapat dikelompokkan menjadi kehilangan energi utama atau major loss akibat gesekan dengan dinding pipa dan kehilangan energi minor akibat sambungan-sambungan, belokan-belokan, valve dan aksesoris lainnya.
2.5. Proyeksi Penduduk
2.5.1. Proyeksi Penduduk Metode Aritmatik
Metode ini masih dianggap baik untuk waktu yang tidak panjang dan biasanya digunakan untuk daerah yang baru berkembang serta tidak begitu cepat tingkat perkembangan penduduknya.
Rumus :
Pn = P0 + nR ………………………………………..2.1
Dimana : Pn = Jumlah Penduduk setelah n tahun
Po = Jumlah Penduduk awal tahun
n = Jumlah tahun
r = Persentase pertambahan penduduk
2.5.2. Proyeksi Penduduk Metode Geometrik
Proyeksi dengan metode ini menganggap bahwa perkembangan penduduk secara otomatis berganda dengan pertambahan penduduk (Laju pertumbuhan cepat) dengan tidak memperhatikan adanya penurunan jumlah penduduk.
Rumus :
………………….…………………2.2
………………….…………………2.3
………………….…………………2.4
Dimana :
Pn : Jumlah Penduduk setelah n tahun
Po : Jumlah Penduduk awal tahun
n : Jumlah tahun
r : Persentase pertambahan penduduk
Gm : rata – rata
2.5.3. Proyeksi Penduduk Metode Square
Metode least Square (selisih kuadrat minimum), biasanya dipakai untuk meramalkan jumlah penduduk dengan kenaikan linear :
Rumus :
………………….…………………2.5
………………….…………………2.6
………………….…………………2.7
Dimana :
x = tambahan tahun terhitung dari tahun dasar
y = Jumlah penduduk
a.b = Konstanta yang diperoleh dengan rumus
n = Jumlah Tahun
2.5.4. Proyeksi Penduduk Metode Eksponensiel
Untuk bilangan eksponen sebesar 2,718281828
………………….…………………2.8
………………………………….2.9
Dimana :
B = Konstanta
e = Bilangan Eksponensial ( e = 2,718281828 )
Tn = Tahun ke-n
To = Tahun dasar
P1 = Jumlah Penduduk yang diketahui pada tahun pertama
P2 = Jumlah Penduduk yang diketahui pada tahun terakhir
T1 = Tahun pertama yang diketahui
T2 = Tahun terakhir yang diketahui
2.6. Metode Proyeksi Fasilitas
Memproyeksi pengembangan fasilitas pendidikan, fasilitas kesehatan dan fasilitas perdagangan dan jasa ditentukan berdasarkan standar permukiman yang ada dalam wilayah perencanaan.
Standar sarana dan prasarana disesuaikan dengan standar kebutuhan yang berdasarkan jumlah jiwa pada wilayah tertentu. Proyeksi pengembangan fasilitas ditentukan dengan proyeksi perkembangan penduduk kedepan. Standar kebutuhan fasilitas pendidikan, fasllitas kesehatan dan fasilitas perdagangan dan jasa dapat terurai sebagaimana tabel 2.1, tabel 2.2 dan tabel 2.3 di bawah ini.
Tabel 2.1
Standar Kebutuhan Fasilitas Pendidikan
NO. FASILITAS STANDAR KEBUTUHAN
(JIWA)
1 TK 1,000
2 SD 1,600
3 SLTP 4,800
4
SLTA 4,800
Tabel 2.2
Standar Kebutuhan Fasilitas Kesehatan
NO. FASILITAS STANDAR KEBUTUHAN
(JIWA)
1 BALAI PENGOBATAN 3000
2 BKIA 10000
3 PUSKESMAS 30000
4 RUMAH SAKIT WILAYAH 240000
5 PRAKTIK DOKTER 5000
6
APOTEK 10000
Tabel 2.3
Standar Kebutuhan Fasilitas Perdagangan dan Jasa
NO. FASILITAS STANDAR KEBUTUHAN (JIWA)
1 WARUNG 250
2 PERTOKOAN 2500
3 PUSAT BELANJA (TOKO+PASAR) 30000
4 PUSAT PERBELANJAAN DAN NIAGA (TOKO+PASAR+BANK+KANTOR+ INDUSTRI KECIL) 120000
5
PUSAT PERBELANJAAN DAN NIAGA (TOKO+PASAR+BANK+KANTOR+ INDUSTRI MENENGAH) 480000
2.7. Kehilangan Air
Kehilangan air dapat dibagi menjadi 3 kategori yaitu
a. Kehilangan air rencana (unacounted for water)
Kehilangan air rencana memang dialokasikan khusus untuk kelancaran operasi dan pemeliharaan fasilitas, faktor ketidaksempurnaan komponen fasilitas dan hal lain yang direncanakan beban biaya.
b. Kehilangan air insidentil
Penggunaan air yang sifatnya insidentil, misalnya penggunaan air yang tidak dialokasikan khusus, seperti pemadam kebakaran.
c. Kehilangan air secara administratif
Kehilangan air secara administratif adalah dapat disebabkan oleh:
• Kesalahan pencatatan meteran
• Kehilangan air akibat sambungan liar
• Kehilangan akibat kebocoran dan pencurian illegal
Kehilangan energi akibat gesekan dengan dinding pipa di aliran seragam dapat dihitung dengan persamaan Darcy-Weisbach sebagai berikut :
………………………………………2.10
dimana :
hf = hilang tinggi tekanan karena gesekan (friction) (m)
f = koefisien gesek (friction factor)
L = panjang pipa (m)
v = kecepan aliran fluida (m/dt)
D = diameter pipa (m)
g = gravitasi (m/dt2)
Diantara faktor-faktor diatas, faktor gesek (f) merupakan salah satu faktor yang sulit penentuannya. Kesulitan ini karena faktor gesek f juga sangat tergantung pada kondisi aliran di dalam pipa tersebut. Secara umum, faktor gesek f dapat dihitung dengan persamaan Colebrook-White sebagai berikut:
……………………………..2.11
dimana:
k = kekasaran efektif dinding dalam pipa
D = diameter pipa (m)
Re = bilangan Reynolds
f = koefisien gesek
Untuk analisa jaringan pipa secara menyeluruh dipakai gabungan persamaan kontinuitas dan persamaan energi.
Gambar 2.4. Potongan Memanjang Pipa
Dimana:
EL = Garis Energi
HGL = Garis Gradien Hidrolik (Hydraulic Gradient Line)
H1 = H2 = Total Energi
HL = Kehilangan energi (m)
P1 = P2 = Tekanan pada pipa (N/m2)
γ = Berat jenis air (N/m3)
L = Jarak titik 2 ke titik 2 (m)
z1 = z2 = Jarak titik berat diameter terhadap bidang datum (m)
v1 = v2 = Kecepatan rata-rata aliran (m/dt)
g = Gravitasi (m/dt2)
Bila melihat dari seluruh sistem suatu jaringan pipa maka titik 1 dan titik 2 pada gambar 2.4. merupakan bagian pertemuan (node) dari seluruh sistem (global system), maka :
………………………………………2.12
Dimana :
H1 = Total tinggi energi (m)
H2 = Tinggi energi dititik 2 (m)
HL = Kehilangan energi (m)
Dan arah aliran adalah dari 1 ke 2 yang berarti debit Q adalah positif dari 1 ke 2 (lihat gambar 4.1.) atau dengan kata lain HL harus mempunyai tanda yang sama dengan Q. Hal ini dimaksudkan karena pada jaringan pipa yang besar, arah aliran dan besarnya kehilangan energinya harus jelas. Dengan memakai pernyataan bahwa HL harus mempunyai tanda yang sama dengan Q sesuai dengan arah aliran di dalam pipa, dapat membantu