Optimalisasi Sistem Jaringan Distribusi Air Minum (Studi Kasus PDAM Tirta Patriot, Kota Bekasi)
Rizky A. Maulana, Djoko M. Hartono
Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok, 16424, Indonesia
E-mail : [email protected]
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa jaringan distribusi air minum eksisting PDAM Tirta Patriot guna mengetahui ada atau tidaknya masalah desain yang menyebabkan gangguan pelayanan air minum serta memberikan rekomendasi modifikasi yang tepat untuk mengatasi masalah desain jika ada pada jaringan distribusi tersebut. Bahan analisa adalah hasil simulasi pemodelan jaringan distribusi eksisting menggunakan program EPANET 2.0. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, masalah desain yang ditemukan adalah adanya titik sambung atau titik distribusi bertekanan di atas standar maksimum tekanan yang diiizinkan untuk pipa PVC pada jaringan distribusi air minum, yakni 8 atm atau 82,66 meter kolom air, berjumlah 131 titik dari 132 titik sambung yang disimulasikan, dengan nilai rata-rata tekanan sebesar 86,24 meter. Di samping itu, terdapat pipa-pipa pada jaringan distribusi dengan kecepatan aliran air di bawah batas kecepatan minimum yang diizinkan, yakni 0,3 m/s, sebanyak 54 pipa dari 136 pipa yang disimulasikan, dengan rentang kecepatan aliran air dalam pipa pipa sebesar 0,07 m/s – 0,29 m/s. Bentuk modifikasi yang dapat dilakukan untuk mengatasi masalah desain yang ada antara lain pemasangan pressure reducing valve untuk menurunkan tekanan pada jaringan distribusi air minum, serta pemasangan gate valve dan penggantian pipa bermasalah dengan pipa berdiameter lebih kecil untuk meningkatkan kecepatan aliran air dalam pipa.
Optimization Of Drinking Water Distribution Network System(Study Case of PDAM Tirta Patriot, Bekasi)
Abstract
The purpose of this study is to analyze the existing drinking water distribution network of PDAM Tirta Patriot in order to identify the presence of design issue that may cause interference in water service as well as provide recommendations of modifications to address a design issue if it is found on existing drinking water distribution network. Object of analysis is the simulation result of the existing distribution network model using the program EPANET 2.0. Based on research that has been done, the design issues found in the distribution network of PDAM Tirta Patriot are the junctions with the pressure above the maximum allowable limit of 8 atm or 82.66 meter water column , and there are pipes in the distribution network with the velocity below the minimum allowable limit of 0.3 m / s. The number of junctions with the pressure exceed the pressure limit is 131 from 132 simulated junctions, with the average value of pressure of 86.24 meters. The number of pipes with velocity below the standard is 54 from 136 simulated pipes, with velocities range from 0.07 m / s to 0.29 m / s. The modifications that can be performed on existing networks to address the design issues include the installation of a pressure reducing valve to lower the pressure in the water distribution network, and the installation of gate valve and replacing the problematic pipes with the pipes with smaller diameter to increase the velocity.
Keywords: Design issue, EPANET, junction, pipe, pressure, velocity
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
I. Pendahuluan
Saat ini pihak PDAM Tirta Patriot tengah berhadapan dengan keluhan dari
pelanggan atas pelayanan air bersih yang ada. Pelanggan mengeluhkan debit air
yang diterima sangat kecil, bahkan pada daerah tertentu pelanggan mengeluhkan
bahwa mereka sama sekali tidak mendapatkan air. Hal ini tidak hanya terjadi pada
jam puncak pelayanan, tetapi pada waktu-waktu di luar jam puncak pun banyak
pelanggan yang mengeluhkan hal yang sama. Keluhan tersebut sebagian besar
datang dari pelanggan yang berada di daerah pelayanan Bekasi Utara, yakni pada
kelurahan Kaliabang Tengah, Pejuang dan Teluk Pucung, serta ada juga keluhan
serupa dari daerah pelayanan Medan Satria.
Terganggunya kontinuitas pelayanan dan berkurangnya kontinuitas air
yang diperoleh dapat menyebabkan terhambatnya aktivitas sehari-hari pelanggan,
seperti mandi, mencuci dan memasak. Hal ini jika dibiarkan berlarut-larut dapat
mengakibatkan menurunnya tingkat kepuasan pelanggan terhadap pelayanan
PDAM Tirta Patriot. Penurunan tingkat kepuasan pelanggan ini dapat
menyebabkan menurunnya keinginan pelanggan untuk membayar tagihan yang
dapat berujung pada pemutusan sambungan jaringan perpipaan, baik dari pihak
PDAM Tirta Patriot maupun permintaan langsung dari pelanggan. Pemutusan
sambungan ini tentu saja secara langsung menurunkan pendapatan PDAM Tirta
Patriot.
Berdasarkan uraian di atas, maka penyebab gangguan pelayanan air
tersebut harus diketahui secara lebih lanjut untuk kemudian ditangani guna
menghindari berbagai kerugian yang dapat terjadi sebagaimana yang telah
dipaparkan pada paragraf sebelumnya. Selain menyangkut pendapatan PDAM
Tirta Patriot, hal ini juga sangat berpengaruh pada tingkat keandalan PDAM Tirta
Patriot sebagai salah satu operator air minum di Kota Bekasi.
Berdasarkan Laporan Bulanan Teknik PDAM Tirta Patriot Bagian
Distribusi Bulan Desember 2014, diketahui bahwa persentase kebocoran yang
terjadi pada jaringan distribusi adalah 28,8% terhadap tingkat pelayanan secara
keseluruhan. Meskipun persentase kebocoran yang terjadi cukup tinggi, namun
hal tersebut tidak cukup untuk menjadikan kebocoran yang terjadi sebagai
penyebab utama gangguan pelayanan. Maka dari itu, perlu diketahui ada atau
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
tidaknya penyebab lain yang dapat menimbulkan gangguan pelayanan seperti
yang telah dijelaskan pada subbab sebelumnya.
Penyebab lain yang dimaksud yaitu adanya masalah desain pada jaringan
distribusi. Masalah desain ini berupa tidak sesuainya desain satu atau beberapa
komponen jaringan distribusi dengan desain yang diperlukan agar jaringan
distribusi dapat bekerja sebagaimana mestinya sesuai dengan ketentuan atau
peraturan yang berlaku. Dalam hal ini, ketentuan yang dimaksud adalah ketentuan
kecepatan aliran dalam pipa dan tekanan air berdasarkan ketentuan pada Peraturan
Menteri Pekerjaan Umum Nomor 17 Tahun 2007 tentang Penyelenggaraan
Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum.
Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisa jaringan distribusi air
minum eksisting PDAM Tirta Patriot untuk mengetahui ada atau tidaknya
masalah desain yang menyebabkan gangguan pada pelayanan air minum, serta
untuk Memberikan rekomendasi bentuk modifikasi yang tepat untuk mengatasi
masalah desain jika ditemukan pada jaringan distribusi air minum eksisting
PDAM Tirta Patriot. Daerah yang akan menjadi objek studi adalah daerah
pelayanan Bekasi Utara dan Medan Satria. II. Tinjauan Pustaka Hidrolika Perpipaan
Analisis hidrolik sistem distribusi air minum meliputi penentuan debit
aliran air dan kehilangan energi di setiap pipa serta tekanan yang dihasilkan pada
titik-titik kritis dalam sistem dengan kebutuhan air yang berbeda-beda. Analisis
ini dilakukan pada pipa, titik sambungan (node) dan loop (Motley, Qasim Dan
Zhu, 2009).
Persamaan Hazen-Williams merupakan salah satu persamaan yang sering
digunakan dalam analisis jaringan. Dalam menggunakan persamaan ini, ukuran
pipa, panjang pipa, koefisien gesekan, dan laju alir harus diketahui agar
kehilangan energi dapat ditentukan.
𝑄 = 𝐾𝐶𝐷!,!"ℎ!𝐿
!,!"
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
Keterangan :
Q = debit aliran air dalam pipa;
C = koefisien kekasaran pipa;
D = diameter pipa;
Hf = kehilangan energi akibat gesekan dalam pipa;
L = panjang pipa ;
K = konstanta.
Penentuan dimensi pipa distribusi air minum dapat menggunakan
persamaan sebagaimana berikut :
𝑄 = 𝑣𝐴
𝐴 = 0,785𝐷!
Keterangan :
Q = debit aliran air dalam pipa;
v = kecepatan aliran air dalam pipa;
A = luas penampang pipa;
D = diameter pipa.
Sedangkan sisa tekanan dapat diketahui dengan menggunakan persamaan
Bernoulli, sebagai berikut :
𝑧! + 𝐻! +𝑣!!
𝑔 = 𝑧! + 𝐻! +𝑣!!
𝑔 + ℎ!
Keterangan :
z = muka tanah terhadap muka laut;
H = beda tinggi dari muka air ke muka tanah;
v = kecepatan aliran air;
hL = kehilangan energi.
Program Pemodelan Jaringan Distribusi Air
Simulasi jaringan, yang meniru dinamika dari sistem eksisting ataupun
sistem yang diusulkan, umum dilakukan ketika uji coba pada sistem yang
sebenarnya tidak dapat secara praktis dilaksanakan, atau sebagai bahan evaluasi
sistem sebelum sistem dibangun.
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
Simulasi juga dapat digunakan untuk memprediksi tanggapan sistem
terhadap peristiwa dalam berbagai kondisi tanpa perlu mengganggu sistem yang
sebenarnya. Dengan menggunakan simulasi, masalah yang mungkin terjadi pada
sistem eksisting maupun pada sistem usulan, dapat diantisipasi dan solusi terhadap
masalah tersebut dapat dievaluasi lebih lanjut.
Simulasi yang dapat dilakukan dapat berupa simulasi kondisi tunak (steady
state analysis) atau simulasi dengan periode yang diperpanjang (extended period
analysis). Simulasi kondisi tunak merepresentasikan kondisi sistem dalam suatu
waktu tertentu dan digunakan untuk menentukan perilaku operasi dari suatu
sistem dalam kondisi statis. Simulasi dengan periode yang diperpanjang
digunakan untuk mengevaluasi kinerja sistem dari waktu ke waktu.
Model dan simulasi ini sangat penting, terutama bagi PDAM. Hal ini
terkait dengan berbagai kondisi wilayah pelayanan PDAM yang memiliki kondisi
topologi yang kompleks serta pertumbuhan penduduk terlayani yang dinamis.
Simulasi jaringan distribusi air ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan,
seperti:
1. Penyusunan rencana induk, termasuk pengembangan jaringan baru
ataupun rehabilitasi jaringan eksisting
2. Studi penyediaan air untuk penanganan kebakaran
3. Penyelidikan kualitas air
4. Manajemen energi
5. Perancangan sistem
6. Penggunaan operasional
Simulasi secara umum mengacu pada proses penggunaan representasi
matematis dari sistem yang sebenarnya, yang disebut model, Maka parameter-
parameter hidrolis pada model yang dimaksudmaka parameter-parameter hidrolis
pada model tersebut dapat diketahui nilainya dengan menggunakan suatu
algoritma penyelesaian. Secara garis besar, terdapat dua algoritma penyelesaian
yang menjadi algoritma dasar dari berbagai program pemodelan jaringan
distribusi, yakni algoritma penyesuaian loop tunggal atau metode Hardy-Cross
dan algoritma penyesuaian loop simultan.
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
Metode algoritma penyesuaian loop tunggal atau metode Hardy-Cross
menyelesaikan persamaan energi pada loop maupun pseudo-loop dengan
menggunakan koreksi aliran loop. Meskipun rangkaian persamaan loop harus
dipecahkan untuk suatu sistem, namun algoritma ini dikembangkan untuk bisa
diselesaikan dengan perhitungan manual dan penyelesaiannya bertahap satu
persatu hingga selesai seluruh loop. Satu persamaan loop tertutup untuk masing-
masing loop. Untuk loop tertutup yang hanya terdiri dari jaringan pipa, persamaan
loop untuk loop LP adalah:
𝐹!" 𝑄 = 𝐾!|𝑄!|!!∈!!"!"
Kl adalah koefisien untuk pipa yang mengandung informasi tentang
diameter, panjang dan kekasaran pipa, n adalah pangkat dari persamaan headloss, dan Ql adalah debit aliaran pada pipa.
Pada metode Hardy Cross, tiap-tiap koreksi loop ditentukan secara terpisah
(independen) dengan rangkaian loop yang lain. Padahal beberapa loop mungkin
memiliki pipa yang sama sehingga koreksi untuk loop tersebut akan
mempengaruhi energi yang hilangpada lebih dari satu loop. Epp dan Fowler
(1970) mengembangkan sebuah pendekatan yang lebih efisien dengan
perhitungan nilai koreksi untuk semua loop secara simultan. Sebagaimana pada
metode Hardy Cross, dibutuhkan sebuah solusi awal yang memenuhi kontinuitas
pada semua node. Untuk penyelesaian persamaan loop simultan persamaan untuk loop LP menjadi:
𝐹!" 𝑄 = 𝐾! 𝑄!!!! + ∆𝑄!"!"#$%"(!)
!
= 0!∈!!""#
Dengan ncp(l) adalah rangkaian satu atau dua loop pada jaringan yang
memiliki pipa l. Ketetapan tanda pada aliran pipa yang relatif terhadap loop
adalah sama seperti pada metode Hardy Cross.
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
III. Metodologi Penelitian
Skema
Skema metode yang dipakai untuk penelitian tugas akhir ini menggunakan
diagram alir, seperti pada gambar di bawah ini:
Gambar 1 Diagram Alir Metodologi
Sumber : Penulis, 2015
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
Pada penelitian ini tidak dilakukan wawancara atau pengamatan langsung
di lokasi penelitian untuk memperoleh data primer. Sedangkan data sekunder
diperoleh dari instansi yang terkait dengan penelitian ini, yakni PDAM Tirta
Patriot dan BPS Kota Bekasi. Data sekunder ini digunakan untuk analisa jaringan
distribusi eksisting.
Tabel 1 Daftar Data Sekunder
Data Fungsi Data Sumber
Geografis & Wilayah Evaluasi Jaringan Eksisting BPS
Spesifikasi Pipa Distribusi Evaluasi Jaringan Eksisting PDAM Tirta Patriot
Pembacaan Tekanan Air Evaluasi Jaringan Eksisting PDAM Tirta Patriot
Pipa Distribusi
Peta Jaringan Distribusi Evaluasi Jaringan Eksisting PDAM Tirta Patriot
Peta Topografi Evaluasi Jaringan Eksisting Google Earth
Peta Jaringan Jalan Evaluasi Jaringan Eksisting Google Earth
Sumber : Penulis, 2015
Analisa Jaringan Eksisting
Data-data sekunder yang diperoleh, yang secara lebih lanjut akan
dikaitkan dengan informasi-informasi mengenai kondisi eksisting dan
permasalahan yang terjadi pada jaringan pipa distribusi air minum beserta kondisi
umum daerah pelayanan, merupakan bahan evaluasi jaringan eksisting. Acuan
evaluasi adalah kriteria-kriteria desain yang tercantum pada bab dua, yang
sebagian besar diambil dari Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 17 Tahun
2007 tentang Penyelenggaraan Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum.
Berikut adalah kriteria yang digunakan
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
Tabel 2 Kriteria Analisa Jaringan Eksisting
Kriteria Batas
Minimum Maksimum
Tekanan 0,5 atm 8 atm
Kecepatan Aliran Air 0,3 m/s 4,5 m/s
Sumber : Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 17 Tahun 2007 tentang Penyelenggaraan Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum.
Program yang digunakan untuk melakukan evaluasi adalah program
EPANET versi 2.0. Berikut adalah masukan yang diperlukan untuk komponen-
komponen jaringan dan keluaran yang dihasilkan dari simulasi yang akan
dilakukan
Tabel 3 Masukan dan Keluaran Model EPANET 2.0
Komponen Masukan Keluaran
Pipe Panjang Pipa Kecepatan Aliran Air
Diameter Pipa Debit Aliran Air
Koefisien Kekasaran Pipa Head Loss
Junction Elevasi Tekanan
Kebutuhan Air Total Head
Reservoir Total Head Elevasi
Inflow
Pump Kurva Debit dan Head Debit
Head Loss
Sumber : Penulis, 2015
Setelah dilakukan simulasi hidrolis jaringan pipa, maka selanjutnya
adalah melakukan analisa hasil simulasi tersebut. Analisa ini bertujuan untuk
mengetahui ada atau tidaknya masalah desain pada jaringan dan apa penyebab
dari masalah desain tersebut. Kriteria acuan untuk analisa adalah kriteria tekanan
kecepatan aliran air sebagaimana ditampilkan sebelumnya.
Setelah analisa hasil simulasi dilakukan, selanjutnya dilaksanakan
kembali simulasi hidrolis dengan data-data yang sama menggunakan program
pembanding. Program pembanding ini berfungsi sebagai alat validasi hasil
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
simulasi hidrolis menggunakan EPANET 2.0. Program yang dipakai sebagai
program pembanding adalah program WaterGEMS dan PIPE2014.
Perlu diperhatikan bahwa program PIPE2014 yang digunakan merupakan
program versi edukasi, sehingga program tersebut memiliki kemampuan yang
terbatas. Kemampuan terbatas yang dimaksud adalah program hanya dapat
menganalisa jaringan yang terdiri dari 50 pipa saja, sehingga agar hasil yang
dibandingkan berdasarkan kondisi yang seimbang, maka jaringan yang digunakan
untuk simulasi pada EPANET, yang juga merupakan jaringan yang akan menjadi
masukan untuk dua program lainnya, harus disederhanakan dahulu sesuai dengan
batasan yang ada, yakni 50 pipa. Data-data masukan yang diperlukan untuk
komponen-komponen jaringan pada ketiga program ini adalah sama, begitu pula
keluaran yang dihasilkan.
Kemudian setelah analisa perbandingan hasil simulasi dari ketiga
program tersebut dilakukan, selanjutnya adalah melakukan perbandingan nilai
tekanan yang diperoleh dari hasil simulasi dicocokkan dengan hasil pembacaan
tekanan yang rutin dilakukan oleh PDAM Tirta Patriot pada titik-titik tetap
tertentu. Selain untuk memvalidasi hasil simulasi EPANET serta dua program
lainnya, analisa ini juga bertujuan untuk membuktikan ada atau tidaknya
keterkaitan antara masalah desain yang ada dengan gangguan pelayanan yang
terjadi. Modifikasi Jaringan Eksisting
Jika analisa hasil simulasi selesai dilakukan, kemudian terdapat masalah
desain pada jaringan dan penyebabnya sudah diketahui, maka dapat dirumuskan
rekomendasi modifikasi untuk mengatasi masalah desain tersebut. Rekomendasi
modifikasi yang diberikan harus lah menjadikan jaringan distribusi air minum
dapat beroperasi sesuai dengan kriteria desain yang ada, dan rekomendasi
modifikasi tersebut merupakan rekomendasi modifikasi dari segi teknis. Kriteria
acuan untuk modifikasi adalah kriteria tekanan kecepatan aliran air sebagaimana
ditampilkan sebelumnya.
Program yang digunakan untuk melakukan uji coba hasil modifikasi
adalah program EPANET versi 2.0. Hal ini karena bentuk modifikasi yang akan
dilakukan haruslah menyeluruh pada jaringan distribusi, sehingga simulasi perlu
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
dilakukan pada jaringan dengan komponen yang lengkap, yakni satu-satunya pada
program EPANET. Proses simulasi jaringan yang dimodifikasi ini bersifat iteratif. IV. Hasil dan Pembahasan
JalanKaliabang Tengah
JalanRawaSilem
JalanKaliabang
Tengah
JalanRawaSilem
JalanKaliabangRaya
JalanLingkarUtara
JalanKH.MuchtarTabrani
JalanLapangan JalanRawaBugel
JalanPerjuangan JalanTegalPerintis
JalanPerjuangan
Gambar 2 Jaringan Distribusi PDAM Tirta Patriot Hasil Pemodelan EPANET 2.0 Sumber: Hasil Olahan, 2015
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
Pada penelitian ini, setelah seluruh prosedur yang dijelaskan pada subbab
sebelumnya dilaksanakan, simulasi dapat berjalan dan berhasil. Indikasi
keberhasilan simulasi adalah adanya keterangan “run was successful” pada
program EPANET setelah proses simulasi dilakukan. Jika simulasi tidak berhasil
maka akan muncul keterangan “run was unsuccessful” pada program EPANET
setelah proses simulasi dilakukan
Berdasarkan hasil simulasi jaringan distribusi eksisting menggunakan
program EPANET 2.0, masalah desain yang ditemukan adalah adanya titik
sambung atau titik distribusi bertekanan di atas standar maksimum tekanan yang
diperbolehkan untuk pipa PVC pada jaringan distribusi air minum, yakni 8 atm
atau 82,66 meter kolom air serta terdapat pipa-pipa pada jaringan distribusi
dengan kecepatan aliran air di bawah batas kecepatan minimum yang diizinkan
Tekanan yang tinggi pada jaringan distribusi terjadi karena daerah yang
dilayani berada pada elevasi yang lebih rendah dibandingkan dengan elevasi
reservoir berada serta head yang dihasilkan pompa pada aliran air yang
dipompakan cukup tinggi, yakni 65 meter.
Tabel 4 Rangkuman Tekanan Hasil Simulasi EPANET
Jumlah Jumlah Tekanan
Titik Titik Batas Tekanan
Loop Rata-Rata
Pada Bertekanan Maksimum (m)
(m)
Loop Tinggi
A 49 49 86,82 82,66
B 30 29 85,63 82,66
C 26 26 85,81 82,66
D 27 27 86,70 82,66
Sumber: Hasil Olahan, November 2015
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
JalanKaliabang Tengah
JalanRawaSilem
JalanKaliabang Tengah
JalanRawaSilem
JalanKaliabangRaya
JalanKH.MuchtarTabrani JalanRawaBugel
JalanLingkarUtara
JalanLapangan
JalanTegalPerintis JalanPerjuangan
JalanPerjuangan
Gambar 3 Peta Tekanan Titik-Titik Sambung Hasil Simulasi EPANET 2.0
Sumber: Hasil Olahan, Desember 2015
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
Kecepatan aliran air dalam pipa di bawah standar minimum disebabkan
oleh masalah desain berupa ukuran pipa yang melebihi ukuran yang diperlukan
untuk memperoleh kecepatan sesuai standar.
Tabel 5 Rangkuman Kecepatan Aliran Air Dalam Pipa Hasil Simulasi EPANET
Jumlah Jumlah Pipa
Kecepatan
Pipa Aliran Di
Berkecepatan Batas Kecepatan
Loop Pada Bawah
Di Bawah Minimum (m/s)
Loop Standar
Standar
(m/s)
0,07
A 50 9
0,3
0,23
0,25
B 32 6
0,07 0,3
0,12
0,04
0,09
0,14
C 26 26 0,17 0,3
0,19
0,21
0,29
D 28 13 0,26 0,3
Sumber: Hasil Olahan, Desember 2015
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
JalanKaliabang Tengah
JalanRawaSilem JalanKaliabang
Tengah
JalanRawaSilem
JalanKaliabangRaya
JalanLingkarUtara
JalanKH.MuchtarTabrani
JalanLapangan
JalanRawaBugel
JalanTegalPerintis JalanPerjuangan
JalanPerjuangan Gambar 4 Peta Kecepatan Aliran Air Dalam Pipa Hasil Simulasi EPANET 2.0
Sumber: Hasil Olahan, Desember 2015
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
Hasil simulasi dari kedua program pembanding yang ada, yaitu
WaterGEMS dan PIPE 2014 menunjukkan nilai kecepatan aliran air yang sama,
sedangkan nilai tekanan menunjukkan nilai yang sedikit berbeda, sehingga dapat
dikatakan bahwa hasil simulasi jaringan menggunakan program EPANET 2.0
valid. Hal ini dapat terjadi karena tiap program memiliki kompatibilitas
perhitungan yang berbeda
Tabel 6 Rangkuman Tekanan Pada Titik Acuan Hasil Simulasi Perbandingan
TitikDistribusi Tekanan(m)
EPANET WaterGEMS PIPE2014
KaliabangTengah 87,13 87,18 87,22
Sumber: Hasil Olahan, Desember 2015
Tabel 7 Rangkuman Kecepatan Aliran Air Pipa Acuan Hasil Simulasi Perbandingan
Pipa Kecepatan(m/s)
EPANET
WaterGEMS PIPE2014
P-25 0,43 0,43 0,43
P-26 0,09 0,09 0,09
Sumber: Hasil Olahan, Desember 2015
Hasil pengukuran di lapangan menunjukkan nilai tekanan yang rendah,
namun hasil simulasi menunjukkan hal sebaliknya, yaitu nilai tekanan yang tinggi
pada titik-titik yang dibandingkan, sehingga dapat dikatakan bahwa tidak ada
masalah desain yang menyebabkan terjadinya tekanan yang rendah pada jaringan
distribusi. Hal ini membuktikan bahwa rendahnya tekanan pada jaringan distribusi
disebabkan oleh kebocoran pada jaringan.
Tabel 8 Rangkuman Perbandingan Tekanan Titik Distribusi Hasil
Simulasi dengan Hasil Pengukuran Lapangan Tekanan(m)
Titik
Batas Lapangan EPANET WaterGEMS PIPE2014 Batas
Minimum Maksimum
Nusantara 5,17 7,23 74,00 74,22 74,25 82,66
Harapan-Kita 5,17 6,20 76,84 77,05 77,08 82,66
Sumber: Hasil Olahan, Desember 2015
Bentuk modifikasi yang dapat dilakukan pada jaringan eksisting untuk
mengatasi masalah desain yang ada antara lain pemasangan pressure reducing
valve untuk menurunkan tekanan pada jaringan distribusi air minum, serta
pemasangan gate valve dan penggantian pipa bermasalah pipa berdiameter lebih
kecil untuk meningkatkan kecepatan aliran air dalam pipa yang bermasalah.
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
Tabel 9 Rangkuman Lokasi Pipa Pemasangan Gate Valve
Loop Pipa
A P-28 A P-30 B P-68 B P-71 C P-85 C P-94 D P-128 D P-129
Sumber: Hasil Olahan, Desember 2015
Tabel 10 Rangkuman Lokasi Penggantian Pipa
Diameter Diameter Loop Pipa Eksisting Evaluasi
(mm) (mm) A P-42 200 150 A P-43 200 150 A P-44 200 150 A P-45 200 150 A P-46 200 150 B P-95 150 100 B P-96 150 100 C P-100 150 100 C P-101 150 100 C P-102 150 100 C P-103 150 100
C P-104 150 100 C P-105 100 75 C P-106 150 75 C P-107 150 75 C P-108 150 75
Sumber: Hasil Olahan, Desember 2015
Pemasangan PRV pada jaringan berhasil menurunkan tekanan pada
seluruh titik sambung dan titik distribusi sampai dengan di bawah nilai batas
maksimum tekanan, yaitu 82,66 meter kolom air
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
Tabel 11 Rangkuman Tekanan Hasil Simulasi Jaringan Modifikasi
Jumlah Jumlah Tekanan
Titik Titik Batas Tekanan
Loop Rata-Rata
Pada Bertekanan Maksimum (m)
(m)
Loop Tinggi
A 49 1 79,70 82,66
B 30 - 78,50 82,66
C 26 - 76,92 82,66
D 27 - 76,91 82,66
Sumber: Hasil Olahan, Desember 2015
Kombinasi dari pemasangan gate valve dan pengecilan diameter pipa
berhasil meningkatkan kecepatan aliran air dalam pipa pada jaringan distribusi
yang telah disimulasikan. Secara keseluruhan, kecepatan aliran air pada pipa
sudah memenuhi batas minimum kecepatan yang diizinkan, yaitu 0,3 meter/detik,
sebagian lainnya mendekati 0,3 meter/detik
Tabel 12 Rangkuman Kecepatan Hasil Simulasi Jaringan Modifikasi
Jumlah Jumlah Pipa
Kecepatan
Pipa Aliran Di
Berkecepatan Batas Kecepatan
Loop Pada Bawah
Di Bawah Minimum (m/s)
Loop Standar
Standar
(m/s)
A 50 5 0,25 0,3
B 32 2 0,28 0,3
0,26
C 26 5 0,28 0,3
0,29
D 28 5 0,26
0,3
0,27
Sumber: Hasil Olahan, Desember 2015
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
V. Kesimpulan dan Saran Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, berikut adalah kesimpulan
yang dapat diambil, yakni sebagai berikut :
1. Masalah desain yang ditemukan pada jaringan distribusi PDAM Tirta
Patriot adalah adanya titik sambung atau titik distribusi bertekanan di atas
standar maksimum tekanan yang diperbolehkan untuk pipa PVC pada
jaringan distribusi air minum, yakni 8 atm atau 82,66 meter kolom air,
sebanyak 131 titik dari 132 titik sambung yang ada pada jaringan distribusi
PDAM Tirta Patriot, dengan nilai rata-rata tekanan sebesar 86,24 meter
kolom air serta terdapat pipa-pipa pada jaringan distribusi dengan kecepatan
aliran air di bawah batas kecepatan minimum yang diizinkan, yakni 0,3 m/s,
sebanyak 54 pipa dari 136 pipa yang ada pada jaringan distribusi PDAM
Tirta Patriot, dengan rentang kecepatan aliran air dalam pipa pipa sebesar
0,07 m/s – 0,29 m/s.
2. Bentuk modifikasi yang dapat dilakukan pada jaringan eksisting untuk
mengatasi masalah desain yang ada antara lain pemasangan pressure
reducing valve untuk menurunkan tekanan pada jaringan distribusi air
minum, serta pemasangan gate valve dan penggantian pipa bermasalah pipa
berdiameter lebih kecil untuk meningkatkan kecepatan aliran air dalam pipa
yang bermasalah.
Berikut adalah beberapa saran terkait penelitian yang telah dilakukan,
yakni :
1. Umur pipa yang tertanam dalam tiap jalur dalam jaringan distribusi
eksisting perlu diidentifikasi agar hasil simulasi pemodelan jaringan
distribusi eksisting dapat menjadi lebih akurat VI. Referensi
Andika, R.D. dan Kamil, I.M. 2005. Permodelan Sistem Jaringan Distribusi Air
Minum : Studi Kasus Distrik Majasem, Cirebon. Bandung : Institut
Teknologi Bandung
Babbit, H.E. dan Doland, J.J. 1967. Water Supply Engineering. United States of
America : McGraw-Hill Inc.
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
BPS. 2015. Kota Bekasi Dalam Angka 2015
Fatmawati, L. 2008. Analisis Jaringan Pipa PDAM Kabupaten Kudus di
Kelurahan Undaan Kidul dengan EPANET. Semarang : Politeknik Negeri
Semarang
Kodoatie, J.R., dan Sjarief, R 2005. Pengelolaan Sumber Daya Air Terpadu.
Yogyakarta : Andi Offset Kurniawan, A.I. 2010. Evaluasi dan Perencanaan Pengembangan Sistem
Distribusi Air Minum Kota Mojokerto. Surabaya : Institut Teknologi
Sepuluh November
Linsley, R.K. dan Franzini, J.B. 1985. Water Resources Engineering. United
States of America : McGraw-Hill Inc. Motley, E.M., Qasim, S.R., dan Zhu, G. 2009. Waterworks Engineering,
Planning, Design and Operation. United States of America : Prentice Hall
PTR
Nurcahyono dan Putra, T.D. 2008. Perencanaan Pemenuhan Air Baku di
Kecamatan Gunem, Kabupaten Rembang. Semarang : Universitas
Diponegoro
Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 17 Tahun 2007 tentang
Penyelenggaraan Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum
Putra, G.R. 2010. Evaluasi dan Pengembangan Sistem Jaringan Distribusi Air
Minum PDAM Kota Depok, Kantor Cabang 3, Kecamatan Sukmajaya.
Depok : Universitas Indonesia
Rossman, L.A. 2000. EPANET 2 : Users Manual. Ohio : United States
Environmental Protection Agency
Utari, S. 2010. Evaluasi dan Pengembangan Jaringan Distribusi Air Minum
PDAM Pondok Ungu, Bekasi. Depok : Universitas Indonesia
Walski, T. 2003. Advanced Water Distribution Modelling and Management.
United States of America : Haestad Press
Optimalisasi sistem ..., Rizky Ardhy Maulana, FT UI, 2016
Top Related