-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 1 dari
33
PANDUAN PRASARANA AIR BERSIH
BAB I. LATAR BELAKANG
I.1. DEFINISI AIR BERSIH Air yang memenuhi persayaratan
kesehatan untuk kebutuhan minum, masak, mandi dan energi. Air
sebagai salah satu faktor essensial bagi kehidupan sangat
dibutuhkan dalam kriteria sebagai air bersih. Air dikatakan bersih
bila memenuhi syarat sebagai berikut: Jernih/tidak berwarna. Tidak
berbau. Tidak berasa.
I.2. KRITERIA AIR
Air bersih adalah air yang memenuhi ketentuan baku mutu air
besih yang berlaku
Air baku adalah air yang yang memenuhi ketentuan baku mutu air
baku yang dapat diolah menjadi air minum
Air minum adalah Air yang memenuhi ketentuan baku mutu air minum
yang berlaku
I.3. TUJUAN PEMBANGUNAN SARANA AIR BERSIH
Meningkatkan kesehatan masyarakat, terutama untuk masyarakat
miskin.
Meningkatkan dan memberdayaan masyarakat desa dalam pembangunan
sarana air bersih dan kesehatan lingkungan.
Meningkatkan efisiensi waktu dan effektifitas pemanfaatan air
bersih
BAB II. JENIS DAN CARA PENGOLAHAN AIR
II.1. BEBERAPA JENIS SUMBER AIR BERSIH YANG DAPAT DIMANFAATKAN
A. Air Permukaan
Adalah sumber air baku yang berasal dari : sungai, saluran
irigasi, danau, dan waduk. Tiga sisitem pengolahan air permukaan :
a. Pengelolaan air permukaan gravitasi sederhana b. Pengelolaan air
permukaan gravitasi saringan pasir lambat (SPL) c. Pengelolaan air
permukaan non gravitasi B. Mata Air
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 2 dari
33
Adalah sumber air yang berasal dari permunculan air ke permukaan
tanah sebagai akibat dari a. Adanya tekanan hidrolis disebut Aliran
Artetis b. Terhalangnya aliran air oleh lapisan tanah kedap air
disebut Aliran
Gravitasi Kontak Ada (2) alternatif sistem pengolahan mata iar
untuk air bersih, yaitu : a. Mata air gravitasi dan kran umum b.
Mata air non gravitasi dan hidran umum Tabel.1. EVALUASI KUALITAS
AIR PARAMETER MASALAH
KUALITAS PENGOLAHAN KESIMPULAN
Bau Bau Tanah Bau Besi Bau sulfur Bau lain
Kemungkinan dengan saringan karbon aktif Aerasi + saringan pasir
lambat Kemungkinan aerasi Tergantung jenis bau
Mungkin bisa dipakai namun perlu pengolahan percobaan dulu. Bisa
dipakai dengan pengolahanKalau bau sekali tidak bisa dipakai kalau
bau sedikit bisa dipakai dengan pengolahanTidak bisa dipakai
kecuali percobaan pengolahan berhasil
Rasa Rasa asin / payau Rasa Besi Rasa tanah tanpa kekeruhan
Coklat bersama Rasa lain
Tidak mungkin Aerasi + saringan pasir lambat Kemungkinan dengan
saringan karbon aktif Sama dengan kekeruhan Tergantung jenis
rasa
Tergantung kadar CI dan pendapat masyarakat. Bisa dipakai dengan
pengolahanMungkin bisa dipakai perlu pengolahan percobaan dulu Sama
dengan kekeruhan Tidak bisa dipakai kecuali percobaan pengolahan
berhasil
Kekeruhan Kekeruhan Saringhan pasir Bisa dipakai
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 3 dari
33
sedang Kekeruhan tinggi
lambat Dengan pembubuhan
dengan pengolahanBisa dipakai dengan pengolahan
Sambungan Tabel. 1. PARAMETER MASALAH
KUALITAS PENGOLAHAN KESIMPULAN
Kekeruhan Coklat dari lumpur Putih Agak kuning sesudah air
sebentar di ember
Dengan pembubuhan PAC Dengan pembubuhan PAC Dengan pembubuhan
PAC Aerasi + sistem saringan pasir
Pengolahan agak mahal Bisa dipakai dengan pengolahan dulu
Mungkin bisa dipakai perlu pengolahan pecobaan dulu
Warna Coklat tanpa kekeruhan Coklat bersama dengan kekeruhan
Putih Lain
Kemungkinan dengan saringan karbon aktif Sama dengan kekeruhan
Mungkin dengan pembubuhan dengan PAC Tergantung jenis warna
Mungkin dipakai perlu pengolahan pecobaan dulu Sama dengan
kekeruhan Tidak bisa dipakai kecuali percobaan pengolahan berhasil
Tidak bisa dipakai keculai percobaan pengolahan berhasil
Keterangan ; Aerasi = kenaikan kosentrasi gas yang terlarut
dalam air Contoh aerasi : pemompaan air.
C. Air Tanah Adalah sumber air dalam tanah yang tersimpan dalam
lapisan aktifer
yang dibedakan menjadi : a. Air tanah dangkal; kedalaman muka
air tanah kurang dari 20 meter
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 4 dari
33
b. Air tanah dalam; kedalaman muka air tanah lebih besar dari 20
meter Ada tiga sisitem pengolahan air tanah : a. Sumur Gali b.
Sumur Pompa Tangan Dangkal (SPT Dangkal) c. Sumur Pompa Tangan
Dalam (SPT Dalam) D. Air Hujan
Adalah sumber air baku khususnya bagi daerah yang kesulitan
mendapatkan sumber air : Ada dua alternatif sisitem pengolahan air
hujan : a. Penampungan Air Hujan (PAH) Individu; volume sekitar 500
liter (0.5
m3) 1000 liter (1 m3). b. Penampungan Air Hujan (PAH) Komunal;
volume sekitar 30 m3. Parameter Air yang dibutuhkan Kebutuhan air
standar untuk tiap jiwa membutuhkan 30 - 60 liter / hari atau tiap
seribu orang / jiwa di desa membutuhkan debit air 0.35 s/d 1 liter
/ detik. Untuk bahan yang berbau, berasa, kekeruhan dan berwarna
diperlukan pengolahan air. Pada umumnya air yang berasal dari air
permukaan berwarna keruh, sehingga perlu diolah.
II.2. Pengolahan dan Penyaluran A. Cara pengolahan : 1. Saringan
(saringan pasir lambat, saringan karbon aktif) Pengolahan air jenis
ini dapat dilakukan bila kualitas air mempunyai
kondisi : Air yang kondisinya bermasalah dengan bau tanah dan
bau besi. Air dengan kondisi rasa tanah dan besi. Air dengan
kondisi terlalu banyak kapur.
2. Bahan Kimia atau koagulasi Pengolahan air dengan bahan kimia
tergolong lebih sulit dan penentuan pengolahannya harus dilakukan
percobaan dan menguji tingkat keasaman air terlebih dahulu untuk
penentuan bahan koagulan yang harus digunakan. Contoh pengolahan
air dengan koagulan yaitu bila air mengandung mangaan atau ferrum
(besi) yang biasanya ditandai dengan berwarna kuning setelah
ditampung kotoran mengumpal dan tidak mudah larut dalam air
B. Penyaluran air dapat dilakukan sebagai berikut : 1. Secara
Gravitasi
Saluran Perpipaan Saluran terbuka (talang air, dll)
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 5 dari
33
2. Secara mekanis Dengan Pompa
- Tenaga mekanis (listrik atau diesel) - Hidram
C. Pohon Famili untuk Pengolahan Air Baku
BAB III. TAHAP PERENCANAAN
III.1. Data perencanaan air bersih berisi antara lain : 1. Data
umum desa serta peta desa 2. Kondisi kualitas (Kuantitas, Kualitas,
dan Kontinuitas) sarana air
bersih yang ada dan dipergunakan saat ini. 3. Sumber dari air
bersih yang ada dilengkapi dengan perkiraan debit,
ukuran dan kondisi elevasi serta jarak ke desa. 4. Pemilihan
penggunaan teknologi prasarana yang diinginkan
berdasarkan kondisi teknik dan kemampuan masyarakat.
Air Baku
Air Kotor Air Bersih
Bangunan Perlindung
Saringan Pasir Lambat
Proses Netralisasi
Instalasi air bersih
Aerasi (Oksidasi)
Koagulasi-flokulasi-
sedimentasi
Test keasaman air/ph
Bangunan Penampung
Pengendapan & Pengurasan
Penerima Manfaat
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 6 dari
33
5. Melihat alternatif penempatan bak pelepas tekan atau bak
distribusi serta bentuk dan ukurannya.
6. Kesiapan masyarakat untuk menerima prasarana tersebut. 7.
Gambar sketsa jarak, perkiraan ketinggian dan rencana lokasi
prasarana dan daerah pelayanan. III.2. Kriteria Perencanaan
1. Prasarana yang dibangun adalah sistem pembangunan yang
sederhana
2. Memenuhi persyaratan dan perencanaan teknis yang ada. 3.
Memanfaatkan bahan dan sarana setempat / yang tersedia di desa.
BAB IV. BAGIAN BAGIAN CONTOH SARANA AIR BERSIH
IV.1. BAK PENAMPUNG 1. Bak penampung berfungsi sebagai penampung
/ penyimpanan air
untuk mengatasi problem naik turunnya kebutuhan air dan kecilnya
sumber air, juga dapat memperbaiki mutu air melalui pengendapan,
bak ini dapat pula berfungsi sebagai pelepas tekan.
2. Semua sudut dinding dibuat lengkung untuk memudahkan
pembersihan.
3. Pipa keluaran (Outlet) ke pipa transmisi harus dipasang
kira-kira 5 20 cm diatas lantai bak dan harus memakai saringan.
4. Pipa / lubang peluap harus dipasang sedikit lebih tinggi
daripada pipa masukan. Pipa peluap sekaligus bisa berfungsi sebagai
lubang hawa, dan harus berdiameter cukup besar untuk melayani
aliran maksimum yang sudah diperhitungkan. (minimal 50 mm)
5. Atap / plafon bak harus mempunyai kemiringan yang cukup,
sehingga air hujan tergenang diatasnya dan harus mempunyai lubang
(Manhole) yang besarnya cukup untuk dimasuki orang ke dalam
bak.
Gambar 1. Penampungan Air Bersih
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 7 dari
33
IV.2. BAK PENANGKAP AIR A. MATA AIR Bak penangkap air berfungsi
sebagai perlindungan air Direncakan sederhana ekonomis dan bebas
dari pencemaran. Disarankan menggunakan beton campuran 1pc : 2ps :
3 kr karena
bersifat kedap air. Tinggi maksimal bangunan didasarkan pada
tinggi muka air
maksimum ditambah ruang / tinggi bebas minimal 50 cm. Bak
penangkap air di lengkapi dengan pipa pengumpul air. B. AIR
PERMUKAAN Bak penangkap air ditempatkan pada lokasi yang bebas
dari
penggerusan aliran air. Direncanakan sederhana, ekonomis dan
bebas dari pencemaran Disarankan menggunakan konstruksi beton
campuran 1pc : 2ps : 3
kr karena bersifat kedap air. Tinggi maksimal bangunan
didasarkan pada tinggi muka air
maksimum ditambah ruang / tinggi bebas minimal 50 cm. Dilengkapi
dengan saringan kasar dan halus.
IV.3. BAK PELEPAS TEKAN Adalah suatu bangunan yang berfungsi
untuk menurunkan tekanan hidrostatis didalam pipa menjadi nol dan
ditempatkan bilamana selisih tinggi (H) sebagai berikut. - 80 meter
untuk jenis pipa besi (galvanis iron) - 65 meter untuk jenis pipa
PVC (Poly Vinyl Carbonat) Berikut merupakan contoh bak pelepas
tekan pada sarana dan prasarana perdesaan. Gambar. 2. Contoh Bak
Pelepas Tekan
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 8 dari
33
IV.4. BAK PEMBAGI Suatu bangunan yang berfungsi juga sebagai bak
pelepas tekan dan ditempatkan lebih tinggi dari hidran umum yang
disuplaynya untuk memudahkan pelayanan jaringan, kontrol, perbaikan
dan pemeliharaan.
Gambar. 3. Contoh Bak Pembagi
IV.5. PIPA TRANSMISI Suatu jaringan yang berfungsi membawa air
baku dari sumber ke lokasi pengolahan dan atau dari bangunan
pengumpul ke titik awal jaringan distribusi.
Gambar. 4. Pipa Transmisi
IV.6. PIPA DISTRIBUSI Suatu jaringan perpipaan yang berfungsi
mengalirkan air bersih dari titik akhir pipa transmisi menuju
daerah pelayanan.
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 9 dari
33
Gambar. 5. Pipa Distribusi yang salah pemasangan (tidak
ditanam)
IV.7. JEMBATAN PIPA Konstruksi jembatan pipa yang biasa
digunakan untuk air bersih dapat
memberikan beda ketinggian yang kecil, yang dapat mengurangi
tekanan yang terjadi didalam pipa. Hal ini diharapkan umur
konstruksi jaringan pipa akan semakin tinggi. Dari rumus hazzen
william bila I besar maka debit air yang tersupply akan semakin
besar. Jenis konstruksi untuk jembatan pipa : 1. Tiang rangka beton
pasangan batu kali 2. Tiang beton cover pasangan bata 3. Konstruksi
tiang beton 4. Konstruksi tiang kayu Berikut salah satu contoh
konstruksi jembatan pipa.
Gambar. 6. Konstruksi Jembatan Pipa
IV.8. BANGUNAN PELENGKAP UNTUK BEBERAPA JENIS AIR BERSIH
1. Pada Air Permukaan. - Bangunan Penangkap Air Permukaan -
Pengolahan air dengan Instalasi Pengolahan Air Sederhana - Saringan
Pasir Lambat (SPL) dan Bahan Kimia - Perpipaan - Penyaluran air
secara gravitasi - Pompa air - Bak penampung air
2. Pada Mata Air
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 10 dari
33
- Bangunan Perlindungan mata air - Bangunan Penangkap mata air -
Perpipaan - Penyaluran air secara gravitasi - Pompa air - Bak
penampung air
3. Air Tanah - Sumur Gali - Sumur pompa tangan - Pompa air -
Perpipaan - Bak penampung air
4. Air Hujan - Bangunan Penampungan Air Hujan (PAH) - Pompa air
- Perpipaan - Bak penampung air
IV.9. ALTERNATIF SARANA AIR BERSIH Tabel. 2. ALTERNATIF SARANA
AIR SUMBER AIR KONDISI ALTERNATIF SARANA Air Tanah
Air Tanah Dangkal Sumur Gali (SGL) Sumur Pompa tangan (SPT)
Air Tanah Dalam Sumur Gali (SGL) Sumur Pompa tangan (SPT)
Air Tanah Bebas Sumur Gali (SGL) Sumur Pompa tangan
Air Tanah
Aquifer
Sumur Pompa tangan (SPT)
Aquifer Tertekan Sumur Pompa tangan (SPT)
Air Permukaan
Penangkap Air Permukaan (PAP) Instalasi Pengelolaan Air
Sederhana (IPAS) Saringan Kasar Naik Turun saringan pasir lambat
(SKNT-SPL) Perpipaan
Aliran Artetis Terpusat Perlindungan Mata Air
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 11 dari
33
Mata Air
Aliran Artetis Tersebar (PMA) Bangunan Penangkap Mata Air
(Broncaptering) Perpipaan
Aliran Air Vertikal Aliran Air Kontak
Air Hujan Penampungan Air Hujan BAB V. TAHAP PELAKSANAAN
Pelaksanaan pembangunan Sarana Air Bersih sebagai berikut :
1. Pembarsihan lokal dan pengukuran. 2. Persipan material 3.
Pekerjaan konstruksi instalasi 4. Pembersihan dan pemulihan
lokasi
BAB VI. TAHAP OPERASI DAN PEMELIHARAAN
VI.1. Operasi dan Pemeliharaan
Pelaksanaan operasi dan pemeliharaan harus dilaksanakan, Dengan
melibatkan partisipasi seluruh masyarakat Dengan mengikuti prosedur
yang telah ditetapkan
VI.2. Pelatihan dan Penyuluhan Dalam tahap ini perlu pelatihan
dan penyuluhan yang bertujuan : Menjaga kelangsungan dari prasarana
yang dibangun (kontinuitas) Agar masyarakat dapat berpartisipasi
dalam proses pembangunan
dan pemeliharaan prasarana yang telah dibangun, Dapat
meningkatkan kemampuan pengetahuan masyarakat tentang
prasarana yang dibangun.
VI.3. PEMELIHARAAN Agar Prasarana Air Bersih dapat berfungsi
dengan baik, maka
pelengkap Prasarana air bersih harus dipelihara. Contoh-contoh
cara pemeliharaan yang dilakukan antara lain :
Pembersihan sumber air dari kotoran yang masuk dari luar
Pemeriksaan jaringan pipa air bersih dari kebocoran Pembersihan bak
penampung, bak penangkap air, bak pelepas
tekan dan bak pembagi dari lumut atau kotoran-kotoran air
lainnya. Perbaikan kran-kran yang bocor Pemeliharaan alat bantu
penyaluran air (pompa)
VI.4. Perhitungan Hidrostatis dan Penentuan Diameter Pipa
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 12 dari
33
A. Perhitungan Hidrostatis berdasarkan rumus HAZEN - WILLIAM V =
0,354 C D0,63 I0.54 Dengan Q = V A atau
V = AQ
Keterangan : Q = Debit (m3 / detik) V = Kecepatan aliran (m /
detik), Berkisar 0,3 ~ 1,0 m /detik
A = Luas penampang pipa (m2) C = Koefisien Hazen William,
NILAI C JENIS PIPA 140 130 120 110 100 95
60 - 80
Pipa sangat halus Pipa halus, semen dan baja tuang baru
Pipa baja di las baru Pipa baja di kelilingi baru
Pipa besi tua Pipa Baja di kelilingi tua
pipa tua
D = Diameter Pipa (m) I = Kemiringan garis tenaga (m/m)
Kemiringan garis tenaga dapat dihitung dengan Rumus Darcy
Weisbach
I = Lfh = f
gDV2
2
Dimana : L = Panjang pipa (m) V = kecepatan aliran (m/dt) g =
gravitasi bumi (9,81 m/dt2) f = koefisien gesekan pipa koefisien
gesekan pipa tersebut bila dijelaskan secara empiris akan didapat
suatu konstanta yang dapat dihubungkan dengan koefisien dari Hazen
William (C)
B. Kehilangan Energi (tekanan) akibat gesekan sepanjang pipa
berdasarkan : Penelitian Hazen William dan Chezy
Hf1 = 85.1666.10
C 87.4D
L Q1.85
Keterangan :
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 13 dari
33
V1V2
?
A1A2
?V1 V2
A1
A2
Hfl = Kehilangan tinggi tenaga (m) L = Panjang Pipa (m) C =
Koefisien kekasaran Pipa dari Hazen dan William D = Diameter pipa
(m) Q = Debit air (m3 / detik) Hfl dapat juga didekati dengan rumus
:
Hf1 = 0,0826 C 5D
L Q2
C. Kehilangan tinggi tenaga (energi) akibat sambungan-sambungan
pipa dan belokan pipa berdasarkan : Rumus Darcy Weisbach.
Hf2 = k g
V2
2 atau Hf2 = k 0,051 V2
Keterangan : Hfl2 = Kehilangan tinggi tenaga (m) V = Kecepatan
aliran (m/detik)
g = Gravitasi 9,81 m / detik2 k = Koefisien yang besarnya
ditentukan oleh tipe sambungan dan
atau sudut belokan pipa
Gambar. 7.
Perbesaran Pipa Secara Berangsur
Gambar. 8. Pengecilan Pipa secara Berangsur
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 14 dari
33
D
R
Tabel. 4. Nilai k untuk Perbesaran Pipa sebagai fungsi 10 20 30
40 500 60 75 k 0.078 0.31 0.49 0.60 0.67 0.72 0.72
Gambar. 9. Grafik Koefisien k untuk Pengecilan Pipa sebagai
fungsi
Gambar. 10. Belokan Pipa Berangsur-angsur
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 15 dari
33
Bila sudut belokan 90 dan berbelok secara halus maka kehilangan
tenaga tergantung pada perbandingan antara jari-jari (R) belokan
dan
diameter pipa (D) atau fungsi DR
Nilai k yang merupakan fungsi dari R/D dapat dilihat pada tbael
berikut: Tabel. 5. Nilai k untuk Belokan Pipa sebagai fungsi
R/D
R/D 1 2 4 6 10 16 20 k 0.35 0.19 0.17 0.22 0.32 0.38 0.42
Gambar. 11. Belokan Pipa 90 tanpa (Knee)
Tabel. 6. Nilai k untuk Belokan Pipa Mendadak sebagai fungsi
sudut
20 40 60 80 90 k 0.05 0.14 0.36 0.74 0.98
C. Pengaruh Pertambahan Umur Pipa Penelitian Colebrook dan White
menjelaskan bahwa kekasaran pipa bertambah secara linier dengan
umurnya yang berakibat berbanding lurus dengan kehilangan tenaga.
Rumus Colebrook dan White
kt = k0 + t Keterangan : kt = kekasaran pipa setelah t tahun
k0 =kekasaran pipa baru = pertambahan kekasaran tiap tahun t =
jumlah tahun
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 16 dari
33
Nilai didapat dari grafik Moody untuk nilai Re, f, dan
kekentalan relatif
(Dk
) (lihat Gambar. X. Grafik Moody)
D. Anggapan Bernoulli untuk zat cair riil
Menurut bernoulli kehilangan tenaga dapat terjadi karena
andanya
gesekan antara zat cair dan dinding batas (hf) atau karena
adanya
perubahan tampang lintang aliran (he). Kehilangan tenaga
dikelompokkan menjadi : 1. Kehilangan tenaga primer yang disebabkan
oleh gesekan 2. Kehilangan tenaga sekunder yang disebabkan akibat
perubahan
tampang aliran saluran/pipa Untuk pipa yang sangat panjang
kehilangan tenaga primer jauh lebih besar dari kehilangan tenaga
sekunder akibat perubahan tampang aliran dan biasanya sangat kecil
sehingga kehilangan tenaga sekunder diabaikan.
Gambar. 12. Grafik Moody
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 17 dari
33
E. Waktu Pengosongan Tangki Secara teoritis proses perhitungan
untuk pengosongan tangki dapat dilakukan dengan cara : Misal suatu
tangki dengan tampang lintang seperti pada Gambar. XI
dengan tinggi muka air h1 dari lubang penguras maka pengosongan
tangki sampai habis tinggi muka air = 0 = (h2)
Rumus yang digunakan yang merupakan turunan dari interval waktu
volume zat cair yang keluar dari tangki adalah:
t = gadC
HA
2
2/112
Keterangan : T = waktu yang dibutuhkan untuk mengosongakn tangki
(detik) A = Luas tampang melintang tangki air (m2) H1 = Tinggi air
mula-mula Cd = koefisien debit air = 0,62 a = Luas lubang penguras
g = gravitasi bumi (9,81 m2/dt)
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 18 dari
33
H1
H2
a
A
Gambar. 13. Tampang Melintang Tangki Air
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 19 dari
33
H Bak Penangkap/Perlindungan
Bak Distribusi
H1
H2
D2
Hf total
L
12
120
12
1215012
VI.5. Dasar dasar Perencanaan Air Bersih Perpipaan A. Sistem
gravitasi dan Kehilangan Tinggi Tenaga Gambar. 14. Prinsip dan
Sketsa Bak Penangkap Desain Sarana Air Bersih Sistem Gravitasi dan
Kehilangan Tenaga
Sketsa Bak Penangkap Mata Air
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 20 dari
33
A
A
Penjelasan : H = Perbedaan tinggi muka air antara bak penampung
A dengan bak penampung B dengan pengaliran
gravitasi, Hf = Kehilangan tenaga akibat gesekan antara aliran
air dengan dinding pipa meliputi :
a. Gesekan akibat aliran air yang mengalir dengan dinding pipa
pada bagian lurus. b. Gesekan aliran air dengan pipa pada bagian
tikungan atau pada sambungan pipa c. Kehilangan tenaga akibat
perubahan gesekan pada bagian yang mengalami perubahan diameter
pipa/perubahan bentuk pipa. d. Kehilangan tenaga akibat
bertambahnya umur pipa
Kehilangan tenaga dapat didekati dengan rumus :
Hft = f g
VDL
2
2 +
g
V V2
)( 212 + fk Gambar. 15. Sketsa Denah Bak Pembagi Sistem
Gravitasi Gambar. 16 Potongan A-A Bak Pembagi
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 21 dari
33
Dimana : f = koefisien gesekan yang dipengaruhi oleh jenis bahan
pada bagian
pipa lurus V2 = Kecepatan aliran air pada bagian pipa hilir
(m/dt) V1 = Kecepatan aliran air pada bagian pipa hulu (m/dt) fk =
Koefisien kehilangan tenaga akibat aliran air dengan pipa pada
bagian tikungan (knee) lihat tabel I.5. atau I.6. Hft =
Kehilangan tenaga total (total head lost) antara Bak A sampai
dengan Bak B.
B. Tabel. 7. Perkiraan Besarnya Diameter Pipa Jumlah Pemakai
(Orang) Kebutuhan Debit Air
(Liter/dt) Pipa PVC
(inch) 100 (0 0,10) 125 (0,10 0,30) 1 250 0,26 1 375 0,30 1,00
1,5 500 0,53 1,5 750 0,80 1,5
1000 1,00 1,50 2 1500 1,50 3,00 3 2000 2,11 3 3000 3,00 8,00
4
C. Tabel. 8. Contoh Ukuran dan Spesifikasi Pipa Standar SNI
Diameter Luar
(mm)
Ukuran Ketebalan Dinding Pipa (mm) S -10 S 12,5
Kuat Tekan T = 10 kg/cm2 T = 12,5 kg/cm2 T = 10 kg/cm2
32 1,6 - - 40 1,9 - - 50 2,4 - - 63 - 3,0 2,4 75 - 3,6 2,9 90 -
4,3 3,5
110 - 5,3 4,2
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 22 dari
33
D. Perhitungan Contoh Desain Pengadaan Air Bersih Dengan Sisitem
Gravitasi
1. Menghitung Debit Sumber Air
a. Sumber air dibendung sementara, lalu buat pancuran air. b.
Letakkan ember kosong dibawah pancuran, catat waktu muali air
masuk sampai ember penuh c. Misalkan isi ember 20 liter penuh
dalam waktu 5 detik, maka debit
sumber air = (Q)
QSUMBER = 520 = 4,0 liter/detik
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 23 dari
33
d. Ulangi pengukuran tersebut sebanyak minimal 3 kali, lalu buat
rata-ratanya.
2. Menghitung Kebutuhan Air
Kebutuhan air per jiwa diperdesaan (Ds PELITA III) adalah 60
liter/ orang/hari. Dengan memperhitungkan kenaikan penduduk 2,5%
per tahun dalam waktu 15 tahun
P15 = 60 (1 + 1005,2 )15 = 86,89 liter / orang / hari
Kebutuhan untuk 1000 orang = 86,89 1000 = 86.890 liter /
hari.
Debit air yang dibutuhkan untuk 1000 orang = 246060
890.86 = 1,00 lt/dt
Bila jumlah penduduk = C + E + G + H = 1300 + 600 + 1400 + 400 =
3600 jiwa Debit yang dibutuhkan = 3,6 liter/dt < 4,0 liter/dt
(Debit sumber cukup!)
3. Perencanaan Jaringan Sistem Gravitasi a. Beda tinggi A B =
525 425 = 100 m (perlu 1 BPT)
B C = 425 400 = 25 m (tidakperlu BPT) B D = 425 375 = 50 m
(tidak perlu BPT) D E = 375 360 = 15 m (tidak perlu BPT) D F = 375
350 = 25 m (tidak perlu BPT) F G = 350 320 = 30 m (tidak perlu BPT)
F H = 350 340 = 10 m (tidak perlu BPT)
Kesimpulan pada sket contoh perlu 1 buah BPT diantara titik A
B
b. BPT dipasang pada ketinggian 425 + 2
100 = +475 m dengan jarak
1850 m dari titik A c. Ukuran BPT minimal 3 m3 dengan ukuran 1-)
1,5 1,5 1,5 (m)
atau standar untuk BPT 2-) Panjang bersih (Pb) = 1,60 meter
Lebar Bersih (Lb) = 1,00 meter Kedalaman air bersih (db) = 1,00
meter Tinggi ruang bebas = 0,50 meter
d. Bagian atas BPT harus ditutup. Dipilih ukuran 1-)
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 24 dari
33
Gambar. 17. Contoh Sketsa Sarana dan Prasarana Sistem
Gravitasi
4. Bak Pembagi a. Bak pembagi diletakkan pada titik B, D, dan F
dengan alasan:
B lebih tinggi dari C dan D D lebih tinggi dari E dan F F lebih
tinggi dari G dan H b. Bak Pembagi juga diletakkan pada titik C, E,
G, dan H berfungsi
untuk membagikan ke hidran umum disekitar lokasi C, E, G, dan H.
c. Dimensi Bak pembagi minimal 3 m3 atau dengan ukuran 1,5 1,5
1,5 (m) d. Bagian atas bak pembagi harus ditutup e. Jumlah bak
pembagi pada contoh diperlukan 7 buah
5. Hidran Umum a. Satu hidran umum maksimum mampu melayani 400
orang b. Dari hasil survey direncanakan penempatan hidran umum
dengan
kelompok pemakaiannya didapat sebagai berikut Daerah C Daerah E
Daerah G Daerah H 1. 400 orang 2. 300 orang 3. 250 orang 4. 250
orang
1. 375 orang 2. 225 orang 3. 345 orang 4. 175 orang 5. 290
orang
1. 310 orang 2. 280 orang
1. 160 orang 2. 240 orang
c. Dari rencana diatas terdapat 13 hidran umum yang harus
dibangun. d. Satu hidran umum harus mampu menampung kebutuhan air
yang
dilayaninya 10 jam e. Contoh perhitungan ukuran hidran umum yang
melayani 300 orang
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 25 dari
33
f. Debit untuk 300 orang : Bila kebutuhan 1 orang /liter/hari =
30- 60 lt/hari Diambil 60 liter/orang/hari
debit yang dibutuhkan tiap 1 orang = 246060
60 (liter/detik)
Q1 = 6,944 10-4 liter/dt,
Q300 = 300 6,944 10-4 = 0,21 liter/dt
Volume hidran umum untuk menampung air selama 10 jam = 0,21 60
60 10 = 7,560 liter m3 Dibuat ukuran 2 2,5 2 = 10 m3 > 7,56 m3
(cukup) Gambar. 18. Contoh Sketsa Hidran Umum
6. Pipa a. Jika tidak sangat terpaksa, pada pipa utama jangan
dibuat berbelok
tajam (90), karena hal ini akan menambah head lost (tinggi
hilang) b. Tinggi hilang akibat lubang inlet dan outlet serta
sambungan pipa
dari rumus kehilangan tenaga diatas didapat 2 m c. Perhitungan
dimensi pipa dengan asumsi pipa dianggap lurus:
1) Pipa A sampai BPT Debit untuk = (1200 + 600 + 1400 + 400)
orang = 3600 orang Q3600 = 3,6 lt/dt atau 0.0036 m3/dt (H) = 525
475 ; tinggi hilang = 2 m ; H = 50 2 = 48 m
L = 1850 m LH =
185048 = 0,0259
Dari tabel Q = 3,6 liter/dt 4 liter/dt
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 26 dari
33
LH = 0,0259 0,0256 didapat D = 2,62 inch
dipakai pipa diameter D = 2 43 atau 3,00 inch
2) Pipa BPT sampai titik B Q3600 = 3,6 lt/dt atau 0.0036 m3/dt
(H) = 475 425 = 50 m ; tinggi hilang = 2 m ; H = 50 2 = 48 m
L = 1650 m LH =
165048 = 0,029
Dari Box note diatas didapat D = 2,304 inch
Dipakai pipa diameter D = 2 43 inch atau 3,00 inch
3) Pipa B ke C Q1200 = 1,2 liter / dt (H) = 425 400 = 25 m ;
tinggi hilang = 2 m ; H = 25 2 = 23 m
L = 1250 m LH =
165023 = 0,0184
Dari tabeldiatas didapat D = 1,93 inch Dipakai pipa dimeter D =
2 inch 4) Pipa C Hidran C2 Q300 = 0,3 liter / dt
(H) = Hc C2 LH = 400 395 2 = 3 m dengan nilai 2 adalah
tinggi hilang
L = 300 m LH =
3003 = 0,01
Dari tabel diatas didapat D = 1,19 inch dipakai 1 inch
Dipakai pipa dimeter D = 141 inch
5) Untuk Latihan coba hitung diameter pipa yang lain !!!!!!!
7. Penyetelan a. Buka penuh seluruh kran kecuali outlet hidran
umum dan outlet
bak penangkap air. b. Tutup katup penguras air dan katup angin.
c. Buka penuh outlet bak penangkap air.
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 27 dari
33
d. Buka katup pembuangan angin sampai anginnya habis dan yang
keluar air lalu tutup kembali.
e. Stel hidran umum sesuai kebutuhan dengan cara mengecilkan
kran inlet hidran umum Caranya : Misal hidran umum direncanakan
melayani 300 orang Q (Debit)
untuk 300 orang = 1000300 1 = 0,3 liter/dt
Tutup semua kran dan orang yang mengukur masuk kedalam bak
Ukur naiknya air dalam waktu 5 menit Ukur luas dasar bak,
misalnya 2 3 m Dari pengukuran didapat air naik 2 cm dalam waktu 5
menit
Debit = 2 3 0,02 = 0,12 m3 = 120 liter/5 menit
= 560
600 = 0,4 liter/dt > 0,3 liter/detik
Kran dikecilkan lagi sedikit, lalu ulangi pengukuran
Dari pengukuran didapat naik air naik 1,6 cm dalam waktu 5 menit
Debit = 2 3 0,06 = 0,96 m3 = 96 liter/5 detik
= 560
96 = 0,32 liter/dt 0,3 liter/detik
Setelah kran distel, pintu kran inlet ditutup dan digembok Stel
debit seluruh hidran umum dengan cara yang sama
f. Stel bak pembagi Prinsip jumlah air yang masuk dan keluar bak
pembagi harus sama Cara menyetel : kecilkan kran inlet hingga
permukaan air pada bak pembagi tetap (tidak naik atau turun)
g. Stel bak pelepas tekan Cara menyetel BPT persis sama dengan
penyetelan bak pembagi
8. Bagaimana jika debit mata air tidak cukup?
Misal debit yang dibutuhkan untuk 3600 orang = 3,6 liter/dt,
tapi debit yang tersedia hanya 2 liter/dt? Desain dapat diubah
dengan kebutuhan air minimal diperdesaan yaitu 30 liter/orang/hari.
Dengan kenaikan penduduk 2,5% per tahun dalam waktu 15 tahun.
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 28 dari
33
P15 = 30 (1 + 1005,2 )15 = 43,45 liter / orang / hari
Debit yang dibutuhkan untuk 100 orang = 246060
100045,43
= 0,502 liter/dt 0,5 liter/dt
Jadi untuk 3600 orang dibutuhkan 10003600 0,5 = 1,8 liter/dt
(Debit
cukup!) Hitungan selanjutnya dapat dicoba sendiri!!!
BAB VII. POMPA UNTUK AIR BERSIH
VII.1. Jenis Pompa Pada Air Bersih Pompa pada dasarnya dapat
dibagi menurut kedalaman air dan kualitas air : A. KEDALAM AIR YANG
DIAMBIL
a. Pompa sumur dangkal b. Pompa sumur dalam
B. MENURUT JENIS/KUALITAS AIR YANG DIAMBIL a. Pompa air bersih
b. Pompa air kotor
VII.2. Kriteria Dasar Jenis Pompa
Dua kriteria diatas mendasari jenis pompa yang akan digunakan.
Sebelum menentukan pompa yang akan digunakan perlu diadakan survey
dan desain sebagai berikut : A. SURVEY
Untuk pengadaan air bersih data yang diperlukan : a. Jumlah
penduduk yang dilayanai, karena akan digunakan untuk
menghitung debit yang dibutuhkan. b. Beda tinggi (H) antara
permukaan air yang diambil dengan tinggi
permukaan air yang akan dipompa, misal (H) bak pembagi dengan
(H) hidran umum lebih tinggi hidran umum maka digunakan pompa untuk
mensuplay hidran umum.
c. Mengukur panjang pipa yang digunakan d. Menghitung jumlah
belokan dan perubahan penampang e. Melihat jenis air yang akan
dipompa, apakah air bersih atau air
kotor? f. Melihat tata letak dari kondisi :
Pengambilan air
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 29 dari
33
Penempatan pompa Penampungan air
B. DESAIN Dalam proses pembuatan desain sarana dan prasarana air
besih, hal-hal yang harus diperhatikan adalah : a. Mengitung debit
air yang dibutuhkan
Kebutuhan air bersih untuk perdesaan 30 0 liter / orang / hari
Kebutuhan ini harus diperkirakan dengan kenaikan jumlah penduduk
dengan rumus :
Kn = K n
+100
1
Keterangan : K = kebutuhan debit saat ini X = kenaikan jumlah
penduduk n = tahun operasi = diambil 10 15 tahun
Kn = kebutuhan debit tahun ke - n b. Pengukuran beda tinggi
Dihitung antara permukaan air yang dipompa dan permukaan air
yang telah dipompa harus dilakukan dengan cukup teliti, minimal
menggunakan slang ukur Beda tinggi (H) merupakan parameter utama
yang menentukan parameter utama untuk menentukan kapasitas pompa
yang akan digunakan.
c. Mengukur panjang pipa Dimaksudkan unutk menghitung besarnya
head loss akibat gesekan pipa. Untuk memudahkan perhitungan
digunakan table perhitungan kebutuhan pipa untuk perencanaan air
bersih system gravitasi dan dihitung berdasarkan rumus Hazzen
William dengan anggapan C = 130
d. Menghitung jumlah belokan dan perubahan penampang pipa untuk
mengetahui besarnya head loos akibat tikungan dan perubahan
penampang pipa. Untuk memudahkan perhitungan dapat dilihat pada
table terlampir
e. Pemilihan jenis pompa Pemilihan jenis pompa didasarkan atas :
1. Debit yang diinginkan 2. Total head 3. Jenis air yang dipompa 4.
Letak pengambilan : dalam tanah atau terbuka
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 30 dari
33
f. Pengambilan air 1. Untuk air dalam tanah
a) Sumur dalam untuk air bersih Titik letak pengambilan air pada
sumur dalam sebaiknya diserahkan pada ahli pengeboran. Sebelum
dibor biasanya dilakukan analisa geoelektrikal untuk mengetahui
keberadaan air sumber air. Debit sumur harus lebih tinggi dibanding
kapasitas pompa.
b) Sumur dangkal (untuk air bersih dan irigasi) c) Titik letak
pengambilan air pada sumur dangkal dapat
ditentukan dengan melihat kondisi sekitarnya. Pengeborannya
dapat dilakukan oleh masyarakat atau ahli local. Sumur dangkal
dapat berupa sumur gali atau sumur bor dengan peralatan manual.
2. Untuk air ditempat terbuka a) Mata air (air bersih) Pada mata
air harus dibuat perlindungan mata air dan bak
pengumpul yang dapat menampung debit yang dibutuhkan selama 16
jam. Hal ini karena pompa hanya bekerja selama 8 jam sehari.
b) Sungai (unutk irigas) Tempat pengambilan air harus terlindung
sehingga pipa isap aman terhadap sampah besar yang ikut terbawa air
pada saat banjir. Tempat pengambilan haus diberi saringan agar
kotoran tidak ikut terhisap yang daapt menyebabkan kerusakan
pompa.
g. Penempatan pompa Tata letak pompa harus memperhatikan hal
seperti : 1. Pompa harus ditempatkan pada tempat yang stabil dan
datar 2. Pompa tidak dibenarkan menerima berat beban perpipaan,
karena jika pompa terbebani pipa, maka pompa dapat melenting dan
mengganggu putaran as.
3. Ketinggian pompa dari permukaan air pengambilan. a) Untuk
pompa submersible harus terendam. b) Untuk pompa sentrifugal harus
jangan melebihi daya hisap.
Bila melebihi daya hisap maka effisiensi pompa akan menurun atau
pompa tidak dapat bekerja.
4. Pompa harus ditempatkan ditempat pada rumah pompa yang dapat
dikunci sehingga aman dari pencuri.
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 31 dari
33
h. Penampungan air untuk air bersih
1. Bak penampung juga harus berfungsi sebagai bak pembagi yang
melayani hidran umum atau bak pembagi lainya
2. Bak penampung harus lebih tinggi dari hidran umum dan bak
pembagi lain yang dilayani
3. Volume bak penampung minimal 3 m3 dari bak penampung air
dialirkan ke hidran umum.
4. Hidran umum harus mampu menampung kebutuhan air untuk 16 jam
( karena pompa hanya bekerja 8 jam per hari)
i. Penggerak pompa
Pompa air digerakkan oleh motor listrik atau mesin disel.
Penggerak pompa ada yang langsung menyatu dengan pompanya tetapi
ada juga yag terpisah. Unutk penggerak yang tidak menyatu dengan
pompanya kekuatan penggerak pasti sudah disesuaikan dengan pompanya
oleh pabrik. Namun untuk pompa yang terpisah, maka dalam memilih
penggerak harus didasarkan pada tenaga yang dibutuhkan pompa.
Besarnya tenaga penggerak yang dibutuhkan pompa dapat dihitung
dengan rumus :
Daya = 1,76HQ
Dimana : Daya = HP (Horse Power) Q = Liter / detik = BJ air = 1
H = meter
C. Contoh Perhitungan Pompa Untuk Pengadaan Air Bersih
1. Jumlah penduduk yang membutuhkan air bersih 4000 orang
Kebutuhan air per orang diambil 45 liter/orang/hari (antara 30
60 liter/dt) Kenaikan jumlah penduduk = 2,5% / tahun
Kebutuhan pada tahun ke-15 = 45(1+100
5,2 )15 = 65,77
liter/orang/hari 65 liter/orang/hari
Q = 606024
654000 = 3,0009 liter/dt 3 litert/dt
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 32 dari
33
Rumah Pompa Hidran Umum
2. Dari hasil survey geoelektrik air dapat diambil pada
kedalaman 70 m air tersebut dipompa ke menara air dengan ketinggian
35 m dari bibir sumur, sehingga didapat H = 70 + 35 = 105 m
3. Dari hasil survey pengukuran panjang pipa, dari ujung pipa
hisap hingga permukaan air penampungan dibuthkan pipa sepanjang 175
m dengan diameter 3 inch.
4. Berikut adalah contoh sketsa Air Bersih Sistem Pompa
Gambar. 19. Sketsa Air Bersih Sistem Pompa dan Perpiapaan
5. Head Loos (tinggi hilang ) a. Akibat gesekan dengan pipa
Q Pompa = 824 3 liter/dt = 9 liter/dt (pompa
bekerja selama 8 jam per hari) Diameter pipa (D) = 3 inch Dari
perhitungan rumus D = 3 inch dan Q = 9 liter/dt didapat tinggi
hilang per metr = 0,0599 m
Untuk pipa panjang 175 m didapat I atau (Lh ) = 0,0599
175 m = 10,4825 m b. Akibat Belokan
Dari gambar terlihatada 3 belokan 90 dan 2 belokan 45. Dari
perhitungan untuk D = 3 inch dan Q = 9 liter/dt dari perhitungan
didapat hl 90 = 3 0,0547 = 0,1641 m hl 45 = 2 0,0491 = 0,0982 m
0,2623 m
6. Total Head Total Head = H + Hl pipa + HL belokan
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 33 dari
33
= 105 + 10,4825 + 1,2623 = 115,7448 m
7. Pemilihan Pompa a. Harus mempunyai debit 9 liter/dt. b. Pada
total head 115,75 m c. Air yang dipompa bersih d. Kedalaman air 70
m (dalam tanah) Berdasarkan keempat factor tersebur diatas, dipilih
pompa submersible dan mengadakan survey ke toko atau supplier untuk
mencari pompa submersible yang mempunyai debit 9 liter/dt dengan
total head 115,75 m. Di toko atau supplier biasanya terdapat
grafik/petunjuk pompa yang paling efektif untuk Q (debit) = 9
liter/dt TH = 115,75 Sebaiknya jangan memilih pompa yang lebih
besar dari kebutuhan, karena harganya mahal dan biaya
operasionalnya juga mahal. Sebagai contoh, untuk merk Grundfos
untuk Q = 9 liter/dt TH = 115,75 dapat dipakai pompa submersible
TIPE SP8A (Grafik Groundfos terlampir) Untuk pompa lain, seperti
Elbora atau merk lain pasti mempunyai grafik/petunjuk sejenis.
8. Penggerak Pompa
Pompa submersible digerakkan oleh motor listrik. Besarnya daya
motor listrik tergantung pada Q dan total head. Motor listrik
biasanya diproduksi oleh pabrik pembuat pompa, sehingga untuk
mendapatkan motor listrik yang cocok tinggal melihat dalam table.
Sebagai contoh, misal Groundfos Type 8A untuk Q = 9 liter/dt TH =
115,75 harus menggunakan motor No.37 (lihat grafik SP8A). Ini
berarti untuk SP8A 37 digunakan motor MS dengan power 5,5 KW (lihat
table).
9. Bak Penampung
Bak penampung dari pompa berfungsi sebagai bak pembagi, karena
dari bak penampung ini air dibagikan ke hidran atau bak pemabgi
lainnya. Mulai dari bak penampung pengaliran air sampai ke hidran
umum menggunakan system gravitasi.
-
Pengadaad Air Bersih PNPM Mandiri Pedesaan 2008 Halaman 34 dari
33
10. Karena pompa bekerja 8 jam per hari maka hidran umum harus
mampu menampung kebutuhan air selama 16 jam. Contoh hidran umum
untuk 20 orang.
Q = 606024
65200
= 0,1505 liter/dt Dimensi hidran umum = 0,1505 16 60 60 =
8666,66 liter = 8,67 m3. Dipakai hidran umum ukuran 2 2,5 2 = 10
m3.
-------------------------------------------------------------------------------