Faradhila Dwi Septiyana - SPAL B - Tugas Besar PDF [PDF]

Citation preview

TUGAS BESAR SISTEM PENYALURAN AIR LIMBAH MEMBAHAS CONTOH 19-2 (BUKU WATER AND WASTE WATER ENGINEERING)



Dosen Pengampu: Dr. Ir. Endang Setiawati.,M.T. Andika Munandar, S.Si., M.Eng Mutiara Fajar, S.T., M.T.



Oleh : Faradhila Dwi Septiyana (25117074)



PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN JURUSAN TEKNOLOGI INFRASTRUKTUR DAN KEWILAYAHAN INSTITUT TEKNOLOGI SUMATERA LAMPUNG 2020



KATA PENGANTAR Puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas besar ini mengenai bahasan contoh 19-2 dari buku water and waste water engineering guna memenuhi prasyarat tugas dari mata kuliah Sistem Penyaluran Air Limbah (SPAL) ini tepat pada waktunya. Tugas besar ini dapat penulis selesaikan berkat bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh sebab itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Ibu Dr. Ir. Endang Setiawati, M.T., Bapak Andika Munandar, S.Si., M.Eng., dan Ibu Mutiara Fajar, S.T., M.T. selaku dosen pengampu mata kuliah Sistem Penyaluran Air Limbah (SPAL), yang telah membimbing kami selama penyelesaian Tugas Besar ini. 2. Seluruh pihak yang telah berkontribusi memberikan waktu, tenaga, dan fikirannya dalam penyusunan Tugas Besar Sistem Penyaluran Air Limbah (SPAL). Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas besar ini masih jauh dari kata sempurna. Namun, besar harapan semoga tugas besar ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua. Semoga Allah SWT membalas segala amal kebaikan dan ketulusan semua pihak yang telah banyak membantu sehingga mendapat ridho-Nya dalam menyelesaikan tugas besar ini.



Lampung Selatan, 9 Mei 2020



Penulis



i



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR ..................................................................................................................i DAFTAR ISI .............................................................................................................................. ii DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................................. iii BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................................... 1 1.1



Latar Belakang .............................................................................................................. 1



1.2



Tujuan ........................................................................................................................... 2



BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................................. 3 BAB III PEMBAHASAN .......................................................................................................... 7 3.1



Baris Pertama .............................................................................................................. 10



3.2



Baris Kedua................................................................................................................. 13



3.3



Baris Ketiga ................................................................................................................ 13



3.4



Revisi Baris Ketiga ..................................................................................................... 14



BAB IV PENUTUP ................................................................................................................... 17 4.1



Kesimpulan ................................................................................................................. 17



4.2



Saran ........................................................................................................................... 17



DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................ 19 LAMPIRAN .............................................................................................................................. 20



ii



DAFTAR LAMPIRAN Gambar Autocad………………………………………………………………………….….. 20 Gambar Hydraulic Properties of Circular Sewer……………………………………………...….. 23 Tabel Typical Design Criteria for Gravity Sewer……………………………………………. 24 Tabel Recommended Minimum Slopes for Gravity Flow Sewer…………………………..….. 25



iii



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Saat ini bumi semakin tua ditambah dengan kemajuan teknologi yang semakin canggih sudah menambah beban dari bumi. Kehidupan manusia dibumi kian lama semakin menjadi-jadi dengan melakukan berbagai ulah sehingga dapat merusak bumi. Dengan kemajuan teknologi dan jaman mempengaruhi gaya hidup masyarakat yang ada di bumi. Salah satunya seperti melakukan pembangunan rumah, gedung-gedung, dan lain sebagainya dengan melakukan penebangan hutan secara terus menerus. Sehingga mengakibatkan Sumber Daya Alam (SDA) yang ada di bumi berkurang. Misalnnya saja seperti kegiatan rumah tangga, kegiatan industri, perkebunan, pengairan sawah, sekolah, dll membutuhkan air sebagai kebutuhan utama kehidupan yang digunakan sebagai penyambung kehidupan setiap makhluk hidup. Tetapi, karena dengan adanya pembangunan bangunan secara terus menerus mengakibatkan lahan atau tempat peresapan air berkurang dan untuk air limbah tidak dilakukan pengolahan lebih lanjut sehingga dapat mencemari dan merusak lingkungan. Sistem Penyaluran Air Limbah atau yang biasa disebut dengan SPAL ini merupakan suatu sitem jaringan yang mempelajari mengenai penyaluran air limbah dimana air hujan dan air limbah langsung dijadikan satu , baik pada saat musim hujan maupun musim kemarau. Dalam mempelajari Sistem Penyaluran Air Limbah (SPAL), kami dapat lebih mengerti dan paham dari penyaluran air limbah serta dapat mempelajari sendiri secara lebih mendalam dan mendetail mengenai penyaluran air limbah yang ada di lingkungan tempat tinggal. Berkat adanya Sistem Penyaluran Air Limbah (SPAL) ini kami dapat memahami dan mengetahui manfaat dengan di sediakannya jaringan penyaluran air limbah. Manfaat yang di dapat bagi masyarakat terkhusus yang tinggal di pemukiman padat seperti kota-kota besar, dapat menghindari dari segala jenis penyakit dari diare, muntaber, infeksi kulit, dan sebagainya. Karena adanya SPAL ini juga lingkungan perumahan padat dapat tertata dengan rapi sehingga terasa nyaman dan sejuk tanpa adanya limbah yang berserakan. Bagi aparat pemerintah dengan adanya Sistem Penyaluran Air Limbah ini dapat dengan mudah dalam mengatur dan melakukan pengelolaan maupun pengolahan limbahnya secara 1



lebih cepat dan efisien.



Untuk merealisasikan penyaluran air limbah perlu bantuan dan



kerjasama antara masyarakat dan juga aparat pemerintah. Dalam tugas besar ini akan dibahas lebih lanjut mengenai perancangan atau desain sanitasi penyaluran air limbah. 1.2 Tujuan Adapun tujuan dibuatnya tugas besar ini adalah sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui pemahaman mahasiswa mengenai Sistem Penyaluran Air Limbah (SPAL) 2. Untuk mengetahui desain ataupun perancangan yang seharusnya mengenai sanitasi saluran pembuangan air limbah 3. Untuk mengetahui perhitungan dari perancangan desain sanitasi saluran pembuangan air limbah.



2



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum Air limbah adalah air yang berasal dari sisa-sisa yang telah digunakan oleh makhluk hidup sebagai sumber kelangsungan hidup yang utama misalnya seperti air bekas mandi, air cuci pakaian, dan lain sebagainya. Air limbah domestik adalah air limbah yang berasal dari usaha atau kegiatan permukiman, rumah makan, perkantoran, perniagaan, apartemen dan asrama. Beberapa bentuk dari air limbah ini berupa tinja, air seni, limbah kamar mandi, dan juga sisa kegiatan dapur rumah tangga. Perlu dilakukan pendesaian atau perencanaan penyaluran air limbah tersebut supaya tidak mencemari lingkungan dan supaya tidak memberikan penyakit pada makhluk hidup. Dalam pendesaian atau pun perancangan sistem penyaluran air limbah diperlukan beberapa langkah seperti melakukan investigasi awal, survei terperinci, desain aktual, dan persiapan gambar akhir. Sebelum melakukan pembangunan, sebaiknya dilakukan pendiskusian bersama tim atau engineer lain mengenai perancangan saluran pembuangan, peralatan serta masalah keamanan ruang yang terbatas. Salah satu bangunan yang harus dibangun dalam melakukan perancangan saluran pembuangan air limbah ini adalah manhole. Manhole adalah suatu alat yang berfungsi sebagai penyaluran air limbah yang berasal dari air hujan maupun suatu alat yang berfungsi untuk menampung air, membersihan, memperbaiki serta memeriksa saluran pembuangan air limbah dari penyumbat. Manhole biasanya diletakkan pada persimpangan dua atau lebih saluran alir limbah, pada perubahan pada penyelarasan vertikal atau horizontal, pada perubahan ukuran selokan, dan pada akhir setiap baris. Pada manhole sendiri terdapat drop manhole yang digunakan pada saat saluran pembuangan masuk dan keluar pada ketinggian sama dengan atau lebih besar dari 0,6 m. Hal ini dilakukan untuk melindungi pekerja jika sewaktu-waktu harus masuk kedalam manhole tersebut dan melakukan perbaikan serta untuk mengurangi volatilisasi senyawa yang berbau. Lapisan terluar dari drop manhole ini terbungkus oleh beton dan berfungsi untuk meminimalkan tekanan diferensial antara pipa drop yang dapat merusak penyaluran. Penutup manhole kebanyakan berbentuk bulat dan tidak terdapat lubang dikarenakan untuk



3



menghindari penutup tersebut jatuh kedalam manhole ataupun supaya tidak mencemari lingkungan dengan bau yang tidak sedap. Selanjutnya yaitu harus terdapat stasiun angkat dan stasiun pompa, kondisi ini dibangun untuk melakukan pemompaan air limbah dalam sistem pengumpulan ataupun penyaluran air limbah secara gravitasi. Alasan lain dibangunnya stasiun ini disebabkan karena adanya beberapa halangan/rintangan seperti medan datar, medan berbukit, rintangan seperti bedrock dan air tanah (misalnya saluran yang terdapat di danau). Karena beberapa alasan tersebut maka air limbah dapat diangkat menuju ketinggian yang lebih tinggi dengan dilakukan pemompaan. Terdapat sifon terbalik yang digunakan pada saat selokan perlu melewati beberapa tempat yang mungkin berbahaya seperti jalan raya, di bawah sungai atau melintasi lembah dan pipa jatuh di bawah garis kemiringan hidrolik. Bagian saluran limbah ini biasa disebut dengan saluran tertekan (sifon terbalik). Karena beberapa tekanan tersebut maka limbah yang dialirkan sangat sedikit. Sifon terbalik terdiri dari dua atau lebih pipa (sering disebut barel) sebagai ruang masuk dan ruang keluar. Pipa ini dirancang untuk mempertahankan kecepatan dan meminimalkan sedimentasi padatan. Dalam mencegah aliran yang sedikit maka pipa yang melintasi bagian ini akan dirancang sedemikian rupa hingga kecepatan dan jumlah aliran yang melintas sama seperti lintasan pada umumnya. (Metcalf & Eddy, 1981) Sebelum melakukan desain, yang harus dilakukan seorang engineer dalam membangun saluran pembuangan limbah adalah melakukan investigasi awal. Investigasi awal ini meliputi dari pengumpulan data seperti demografi, perkiraan produksi air limbah dan peta. Langkah investigasi awal juga harus mencakup survei bawah tanah untuk mencari hambatan apa saja dalam membangun sistem penyaluran air limbah seperti saluran pembuangan yang ada, saluran air, saluran gas, saluran listrik dan telepon serta fitur lainnya yang menghambat. Selama melakukan peninjauan lapangan, akan dilihat dari beberapa segi potensi seperti potensi kontaminasi tanah yang dimulai dari tempat pembuangan limbah yang ditinggalkan hingga pengolahan terakhir. Selama peninjauan lapangan ataupun lingkungan harus dilakukannya survei dan pemetaan untuk menyiapkan gambaran dari konstruksi, seperti penempatan jalan, right-of-way (ROW), ruang bawah tanah dan ketinggiannya, lokasi fitur alam seperti aliran serta konstruksi profil ketinggian. Peletakan sistem penyaluran ini harus menggunakan atau berpatok pada skala peta 4



yang digunakan yaitu dari 1: 1000 hingga 1: 3000. Sedangkan pada gambar konstruksinya harus digunakan skala peta dari 1: 480 hingga 1: 600. Dalam perancangan desain sistem penyaluran air limbah ini perlu adanya ketinggian persimpangan jalan, perubahan jika sewaktu-waktu nanti terjadi perubahan secara mendadak pada tingkat, fondasi bangunan, dan struktur yang ada (selokan, stasiun angkat, dll). Jika terdapat dua jalan atau dua jalur jalan yang harus dilakukan adalah menggunakan fotogrametri. Selanjutnya adalah melakukan desain sistem gravitasi saluran air limbah. Pembanguanan sistem gravitasi saluran air limbah memerlukan diameter pipa yang berfungsi sebagai jaringan pipa dan berfungsi sebagai analisis hidrolik sehingga perlu dipersiapkan. Dari perancangan sistem saluran pembuangan air limbah ini terdapat begitu banyak masalah sehingga perlu diatasi dengan melakukan antisipasi dalam laju aliran air limbah, pemilihan material pipa, kriteria desain, persamaan desain, tata letak sistem pengumpulan dan desain lateral maupun cabang. Dalam laju aliran air limbah perlu dilakukan, sehingga diperlukannya laju aliran air limbah di awal pelayanan dan pada perencanaan. Pemilihan bahan pipa saluran pembuangan air limbah utama, pipa dengan diameter kecil atau sedang lebih tepat jika menggunakan pipa jenis polivinil klorida (PVC) dan untuk pipa yang berdiameter lebih besar paling tepat jika harus menggunakan pipa jenis besi ulet (DIP), polyethylene (HDPE) dan pipa beton bertulang (RCP). Semakin besar ukuran diameter pipa yang harus digunakan maka semakin mudah mencarinya jenis pipa yang harus digunakan karena pipa yang digunakan tersebut merupakan pipa yang paling sering digunakan. Jenis pipa tanah liat vitrifikasi (VCP) ini merupakan pipa berbahan klasik yang telah menunjukkan ketahanannya dalam penggunaannya. Pipa jenis ini memiliki ketahanan yang tinggi terhadap korosi dan abrasi dan dapat bertahan lama dan pipa ini terbuat dari campuran tanah liat dan serpih (endapan batuan tanah liat) yang telah meengalami pemanasan dengan suhu tinggi untuk mencapai vitrifikasi, sehingga menghasilkan pipa yang keras dan lembam. Sedangkan pipa Polyvinyl Chloride (PVC) adalah produk termoplastik. Pipa ini tersedia dalam diameter 10 mm hingga 1,2 m dan panjang hingga 6 m (ASCE, 1982). Pipa besi ulet (DIP) dalam pengaplikasiannya digunakan untuk saluran pembuangan. Karena pada umumnya air limbah bersifat korosif dan pada lapisan mortar semen dan lapisan luar 5



aspal pada pipa dip ini tahan terhadap korosif. Sedangkan pipa jenis High-Density Polyethylene (HDPE), pipa jenis ini terbuat dari bahan plastik. Penggunaan pipa HDPE ini adalah sebagai pipa tekanan atau pipa yang biasa digunakan sebagai pipa alternatif pipa induk. Pipa Beton Bertulang (RCP) adalah pipa yang diproduksi dengan berbagai teknik termasuk sentrifugal, getaran, pengepakan dan pemadatan yang berfungsi untuk menggabungkan beton menjadi satu bentuk. Penyesuaian ketebalan dinding pipa beton bertulang ini sebagai kekuatan beton dan tulangan memungkinkan menahan berbagai tekanan dari luar. Pipa jenis ini juga tersedia dalam diameter 300 mm hingga 5.0 m, dan panjangnya hingga 7.5 m (ASCE, 1982). Lokasi pembangunan saluran pembuangan biasanya ditempatkan di satu sisi jalan. Selokan atau penyaluran air limbah harus dibangun berdasarkan kedalaman hingga air limbah tersebut dapat mengalir oleh gravitasi. Ketika selokan tidak dapat ditempatkan pada kedalaman yang cukup untuk mencegah pembekuan, misalnya, ketika batuan dasar dekat permukaan, air limbah harus diisolasi (GLUMRB, 2004). Desain alternatif untuk kedalaman saluran pembuangan maksimum adalah sekitar 8 hingga 9 m (Countermarsh, 1998). Ukuran pipa harus sesuai dikarenakan pipa ini digunakan sebagai pembuangan gravitasi umum yang membawa air limbah dengan diameter kurang dari 200 mm (GLUMRB, 2004). Ukuran pipa telah ditentukan yang sesuai sebagai penyaluran dan untuk menghindari bahan asing masuk kedalam pipa dan menyumbat saluran pembuangan. Selanjutnya adalah lereng, semua saluran air limbah harus dirancang dan dibangun untuk memberikan kecepatan rata-rata dan ketika mengalir penuh tidak akan kurang dari 0,6 m / s. Kemiringan yang lebih besar biasanya digunakan untuk mempertahankan kecepatan pembersihan tingkat aliran, tingkat konstruksi atau untuk tingkat pengendalian gas saluran. (GLUMRB, 2004) Penjajaran selokan yang berdiameter sama dengan atau kurang dari 600 mm harus diletakkan sesuai garis lurus antara sistem penyaluran. Penjajaran yang berbentuk melengkung dan berukuran lebih besar dari 600 mm dapat diizinkan jika telah ditentukan. Kemiringan harus ditingkatkan lagi untuk mempertahankan kecepatan minimumnya. Selain itu, untuk ukuran pipa yang lebih kecil bergabung dengan pipa yang lebih besar maka saluran pembuangan yang lebih besar harus diturunkan untuk mempertahankan kecepatan yang sama.



6



BAB III PEMBAHASAN Pada bab pembahasan ini akan dibahas mengenai perancangan saluran pembuangan yang terdapat pada contoh 19-2 buku Water and Waste Water Engineering. Contoh 19-2 memberikan contoh pada dua bisnis yaitu Koffee Au Noir dan Elsie’s Dairy Kreamer, jika kedua nya akan dibangun sebuah sistem saluran pembuangan yang saling berhubungan satu sama lain untuk menuju ke saluran pembuangan utama. Rencana pembangunan sistem saluran pembuangan sudah dilakukan perancangan, rancangan tersebut sudah dibentuk dan rancangan tersebut terdapat pada gambar 19-2 mengenai plan view of sewer.Sebagai catatan bahwa MH yang dimaksud disini adalah manhole.



Gambar 19-2 Plan View of Sewer sebagai contoh 19-2. Ketinggian disebelah kiri Manhole adalah ketinggian permukaan. 7



Kalau dilihat dari gambar bahwa perusahaan Kaffee Au Noir terletak lebih jauh dari perusahaan Elsie’s Dairy Kreamer dan jarak antara bisnis kedua nya sekitar 76.2 m. Manhole yang terdapat pada gambar tersebut merupakan salah satu rancangan yang akan dibangun dan manhole dibangun dapat diharapkan dapat memenuhi persyaratan diameter pipa saluran yang seharusnya kurang dari 375 mm. Apabila dalam pemasangan manhole tidak sesuai dengan framenya ataupun tidak sesuai dengan persyaratan yang seharusnya maka manhole bisa saja hancur dan tidak dapat berfungsi dengan seharusnya. Dalam pembangunan manhole ketinggian beton/permukaan harus disesuaikan dengan ukuran ketinggian manholesnya agar tidak mudah lepas dan ketinggian-ketinggian permukaan di setiap manhole harus diberikan dan disesuaikan. Manhole yang akan di bangun harus dihubungkan dengan saluran pembuangan yang akan menuju ke tempat pembuangan utama (jika pada gambar terdapat pada Manhole 48) agar tidak terjadi penyumbatan di saluran pembuangan tersebut pada ketinggian 177.98 m. Asumsikan bahwa ke dua perusahaan (Koffee Au Noir dan dan Elsie’s Diary Kreamer) memiliki ruang bawah tanah maka aliran penyaluran limbah akan memiliki laju puncak sekitar 20.2 L/s dan 14.5 L/s. pada saluran pembuangan utama, masing-masing bagian penyaringan (filtrasi) dan aliran masuk dapat diabaikan. Otoritas setempat atau pemerintah setempat telah menentukan kriteria dalam kecepatan maksimum dalam pengaliran sekitar 2.5 m/s. Pada sistem penyaluran limbah Manhole 482 tidak ada perusahaan yang terhubung lagi, dalam penyaluran limbah ini di desain menggunakan ppa jenis VCP. Pipa VCP (Vitrified Clay Pipe) merupakan pipa yang terbuat dari campuran tanah liat dan serpih (endapan batuan tanah liat) yang telah meengalami pemanasan dengan suhu tinggi untuk mencapai vitrifikasi, sehingga menghasilkan pipa yang keras dan lembam. Abaikan penggunaan drop 0.03 m dan asumsikan dengan menggunakan cara tradisional yaitu dengan mengalirkan melalui lubang got. Berikut ini akan diberikan solusi dalam melakukan perancangan dan langkah dalam melakukan perancangan tersebut. Solusi: a. Dengan menggunakan ketinggian permukaan dari gambar 19-12 (perancangan rencana penyaluran air limbah), plot profil permukaan tanah pada gambar skala seperti yang ditunjukkan pada gambar 19-13 (profil permukaan dan profil penyalurannya). 8



b. Perhitungan dilakukan pada spreadsheet yang ditunjukkan pada tabel dibawah ini. Perhitungan baris dan kolom dibedakan dengan diberikannya penomoran yang berada dibawah judul kolom. c. Empat kolom pertama cuku jelas karena terdapat pada gambar perencanaan dan juga plot, hanya memindahkan nilai yang terdapat di gamabar ke kolom perhitungan. Karena terdapat pada gambar, kolom pertama sebagai urutan penomoran biasa, kolom 2 dan 3 sebagai alur limbah menuju ke setiap manhole hingga ke saluran pembuangan air, kolom 4 merupakan ukuran dari batas tiap-tiap manhole



Gambar 19-13 Profil sebagai contoh dari (a) Profil Permukaan. (b) Profil Penyaluran/Selokan. Catatan: drop through manhole telah diabaikan



9



Tabel 19-2 Nilai Perhitungan untuk Menentukan Nilai Dalam Penyaluran Limbah



Catatan: (MH/Manhole) diabaikan. Nomor kolom (dalam kurung) berlanjut pada tabel selanjutnya



3.1 Baris Pertama d. Laju pertama dikolom 5, baris pertama adalah laju aliran dari perusahaan Koffee Au Noir yang dikonversi ke unit yang lebih kompatibel untuk mempermudah dalam perhitungan selanjutnya: 20.2 𝐿/𝑠 = 0.0202 𝑚3 /𝑠 1000 𝐿/𝑚3 e. Kolom 6, baris pertama menggunakan tabel 19-2, pada kolom ini disarankan untuk memilih pipa dengan diameter 250 mm karena akan membawa 0.029 m3/s mengalir penuh menuju ke saluran pembuangan akhir pada kemiringan minimum sekitar 0.0025 m/m. f. Kolom 7 dan 8, baris pertama: nilai tersebut merupakan ketinggian permukaan yang terdapat pada peta rencana (Gambar 19-2). g. Kolom 9, baris pertama: kemiringan tanah dihitung dengan menggunakan dua ketinggian lubang got lalu dilakukan pengurangan dan dibagi dengan jarak antara tiap manhole, sehingga didapat: 201.10 𝑚 − 201.80 𝑚 = −0.0092 76.2 𝑚 h. Karena kemiringan menanjak sedikit maka kemiringan minimum dari tabel 19-2 untuk pipa yang telah dipilih adalah VCP dengan diameter 250 mm dan kemudian dimasukkan pada kolom 10, baris pertama: 0.0025 m/m. Karena kemiringan ini 10



menghasilkan kecepatan 0.56 m/s ketika mengalir sebagian penuh. Maka kemiringan disesuaikan menjadi 0.0029 m/m supaya kecepatannya mencapai 0.60 m/s ketika mengalir sebagian penuh. i. Kolom 11, baris pertama menggunakan persamaan 19-6 yang terdapat pada halaman 19.17 karena pipa mengalir penuh, kecepatan di lereng sekitar 0.0029 mm dan koefisien manning nya sekitar -0.013 adalah: 𝑣= =



0.397 (𝐷)2/3 𝑆 1/2 𝑛 2 3 0.397 (0.250 𝑚)3 (0.0029)2 0.013



= 0.65 𝑚/𝑠 Catatan: nilai manning (n) adalah -0.013 karena pipa menggunakan jenis VCP baru



Lanjutan Tabel 19-2



j. Kolom 12, baris 1: Menggunakan Persamaan 19-7 yang terdapat pada halaman 19-17 dan menggunakan persamaan tersebut dikarenakan pipa mengalir penuh, laju aliran terdapat pada kemiringan 0,0029 m/m dan koefisien manning nya sekitar -0.013 adalah: 𝑄=



0.312 (𝐷)2/3 𝑆 1/2 𝑛 =



8 1 0.312 (0.25)3 (0.0029)2 0.013



= 0.0321 𝑚3 /𝑠 11



k. Kolom 13, baris pertama: perhitungan Q / Q penuh menggunakan Q dari kolom 5 (Flow m3/s) dan Qfull dari kolom 12: 0.0202 = 0.63 0.0321 l. Kolom 14, baris pertama: Menggunakan Gambar 19-9 (terdapat pada lampiran) dan prosedur yang diuraikan dalam langkah c pada contoh 19-1, temukan v/vfull: 𝑣 = 0.92 𝑣𝑓𝑢𝑙𝑙 m. Kolom 15, baris pertama: Menghitung kecepatan untuk pipa yang mengalir penuh sekitar 92%, maka: 𝑣𝑓𝑢𝑙𝑙 = (0.92) (0.65



𝑚 ) = 0.60 𝑚/𝑠 𝑠



Catatan: Rasio (0.92) telah dihitung pada kolom 14 dan kecepatan dihitung pada kolom 11. n. Kolom 16, baris pertama: menghitung perubahan elevasi dari manhole atas ke manhole bawah (yang biasa disebut fall) menggunakan jarak antara manhole keluar pada kolom 4 dan kemiringan yang terdapat pada kolom 10: 𝑚 (76.2 𝑚) (0.0029 ) = 0.22 𝑚 𝑚 o. Kolom 17, baris pertama: ketinggian manhole atas adalah perbedaan antara elevasi permukaan yaitu 201.10 m dengan invert selokan yaitu 3.35 m dibawah permukaan tanah karena perusahaan Koffee Au Noir dan perusahaan Elsie’s Dairy Kreamer memiliki ruang bawah tanah (lihat tabel 19-4, terdapat pada lampiran): (201.10 𝑚)(3.35 𝑚) = 197.75 𝑚 p. Kolom 18, baris pertama: ketinggian invert manhole atas terdapat pada kolom 17 dan kejatuhan/fall terdapat pada kolom 16: (197.75 𝑚)(0.22 𝑚) = 197.53 𝑚 q. Kolom 19, baris I: Kolom ini adalah pemeriksaan untuk memastikan bahwa kedalaman pada manhole yang lebih rendah sama dengan atau lebih besar dari kedalaman yang diperlukan untuk ruang bawah tanah.



Pada bagian kolom ini dihitung sebagai



ketinggian permukaan yang terdapat pada kolom 8 minus/dikurang dengan invert manhole yang lebih rendah terdapat pada kolom 18: (201.80 𝑚)(197.53 𝑚) = 4.27 𝑚 12



3.2 Baris Kedua r.



Kolom 5 , baris kedua: Tingkat aliran dihitung dari jumlah perusahaan Koffee Au Noir dan perusahaan Dairy Kreamer Elsie: 14.5 𝐿/𝑠 (0.0202 𝑚3 /𝑠) + ( ) = 0.0347 𝑚3 /𝑠 3 1000 𝐿/𝑚 Catatan: Karena tidak ada aliran tambahan untuk sisa lateral, laju aliran ini diulang pada baris yang tersisa dari kolom ini



s. Kolom 6, baris kedua: Karena 0,0347 m3/s lebih besar dari kapasitas penuh yang mengalir dari pipa berdiameter 250 mm pada kemiringan minimum. Pada kolom ini gunakan Tabel 19-2 (terdapat pada lampiran) dan pilih pipa berdiameter 300 mm untuk mengalirkan aliran. t. Kolom 10, baris kedua: Karena kemiringannya curam, lakukan perhitungan percobaan yang menempatkan ketinggian pembalikan manhole yang lebih rendah pada kedalaman minimum sekitar 3.35 m. Lakukan perhitungan dengan membuat pilihan supaya meminimalkan dalam melakukan penggalian. Dengan demikian, elevasi invert pada manhole 483 adalah: (199.64 𝑚) − (3.35 𝑚) = 196.29 𝑚 Elevasi manhole yang lebih rendah kemudian dimasukkan dalam kolom 18. Kemiringan kemudian dihitung dari ketinggian terbalik yang terdapat pada kolom 17 dan 18 dan dilakukan pembagian dengan menggunakan hasil dari jarak antara manhole, yang terdapat pada kolom 4: 197.53 𝑚 − 196.29 𝑚 = 0.0203 61.0 𝑚 u. Kolom 11 sampai 19, baris kedua: langkah pengerjaannya sama seperti langkah pengerjaan pada baris pertama.



3.3 Baris Ketiga v. Kolom 1 sampai 9: ikuti langkah perhitungan pada baris 1 dan 2. Perhatikan jarak pada kolom 4, MH 483 hingga MH 482 merupakan jarak horizontal. Nilai kolom ini adalah nilai jarak untuk menghitung kemiringan. Panjang pipa yang sebenarnya yang dibutuhkan jelas lebih panjang dari yang kenyataannya.



13



w. Kolom 10, baris ketiga: Nilai untuk kemiringan permukaan tanah telah di tentukan dalam percobaan ini. x. Kolom 11 sampai 19, baris 3: ikuti langkah perhitungan yang sama seperti pada baris pertama. Catatan: Nilai kecepatan pada kolom 15menggunakan nilai kecepatan yang melebihi dari nilai yang diijinkan 2,5 m/s.



3.4



Revisi Baris Ketiga y. Karena kecepatan yang berlebihan, drop manhole pada MH 483 dipilih sebagai pengurangan kemiringan saluran pembuangan. Setelah dilakukan beberapa percobaan, menggunakan kriteria kecepatan 2,5 m/s dalam menentukan penerimaan, digunakan nilai 7.0 m sebagai nilai drop manhole yang telah di tentukan. Sehingga nilai elevasi manhole atas adalah: (196.29 𝑚) − (7.0 𝑚) = 189.29 𝑚 z. Kolom 10, baris 3 direvisi: Untuk menjaga ketinggian manhole yang lebih rendah, gunakan nilai yang sama seperti pada langkah percobaan/perhitungan pertama untuk menentukan baris ketiga, kemiringan yang di dapat adalah: 189.29 𝑚 − 180.80 𝑚 = 0.0933 91.0 𝑚 aa. Kolom 11 hingga 19 untuk baris 3 yang dilakukan revisi langkah perhitungan untuk menentukan nilai digunakan langkah perhitungan yang sama seperti pada baris pertama. bb. Baris 4 dan 5: Karena garis seragam/sejalur/searah dari MH 482 ke MH 48 maka kemiringan dihitung dari invert pada MH 482 ke invert yang telah ditentukan sebagai koneksi pada MH 48, yaitu 177.98 m. seperti perhitungan berikut: 180.80 𝑚 − 177.98 𝑚 = 0.0155 2 (91.0 𝑚) Catatan: Nilai 2 yang terdapat pada penyebut adalah nilai untuk memperhitungkan dua jarak manhole antara MH 482 dan MH 48. cc. Dengan mengasumsikan bahwa kemiringan tetap konstan, nilai kemiringan pada poin bb dimasukkan dalam kolom 10 pada baris 4 dan 5. Perhitungan dalam kolom 11 hingga 19 untuk baris 4 dan 5 dihitung sama seperti pada baris pertama. Kedalaman 14



MH lebih rendah diperiksa untuk memastikan bahwa itu sama dengan atau lebih besar dari 3.35 m. Nilai kedalaman yang telah memenuhi persyaratan sebagai saluran pembuangan dan melengkapi perhitungan untuk lateral ini. dd. Profil saluran pembuangan akhir ditunjukkan pada gambar 19-13b mengenai profil sewer atau profil saluran pembuangan. Komentar: 1. Penjelasan panjang dan membosankan ini mungkin memang memudahkan pembaca dalam melakukan penghitungan dan desainnya juga dimudahkan dengan bantuan spreadsheet. Tetapi solusi ini juga tidak memperburuk keadaan dalam melakukan perhitungan dikarenakan beberapa langkah/cara yang diperkenalkan mempermudah dalam memberikan/menyampaikan contoh sebagai tujuan pengajaran. 2. Kelemahan dari solusi spreadsheet yang digunakan di sini adalah bahwa spreadsheet mengharuskan pengguna untuk melakukannya dalam menentukan rasio penuh seperti v/v secara grafis dan persamaan polinomial yang kompleks dapat diselesaikan, supaya sesuai dengan langkah penentuan secara manual yang sebagian besar dari solusi grafis. 3. Solusi ini hanya satu dari beberapa alternatif. Sisa yang tidak menggunakan solusi alternatif menggunakan langkah sebagai berikut: a. Dalam skala yang lebih besar, rute yang tidak termasuk kebagian kelas curam mungkin tersedia dan memiliki nilai sendiri. b. Pemilihan diameter saluran pembuangan berdasarkan pada kemiringan minimum yang memperkenalkan beberapa kerumitan yang dapat dihindari dengan memilih pipa berdiameter lebih kecil yang ditempatkan pada tingkat yang lebih curam dari titik awal pada perusahaan Koffee Au Noir. c. Gravitasi utama dapat menjadi alternatif yang lebih ekonomis. 4. Dari sudut pandang konstruksi, microtunneling (proses pembangunan terowongan kecil yang menggunakan mesin bor dan dikombinasikan dengan teknik mendorong pipa pracetak ke dalam tanah dari sebuah lubang vertical (jacking pipa) untuk memasang pipa di bawah tanah dalam sekali driving) dapat menjadi alternatif yang hemat biaya daripada penggalian konvensional untuk konstruksi. Sebagai aturan umum, microtunneling seringkali digunakan dalam pembangunan terowongan dikarenakan lebih hemat biaya ketika kedalaman penutup sama dengan atau lebih besar 15



dari 7,5 m. Konstruksi tanpa parit tidak selalu efektif dengan air tanah yang tinggi karena masih ada kebutuhan untuk menangani air. Panjang drive nominal adalah 90 hingga 215 m (Staheli dan Hermanson, 1996). Metode tanpa parit lainnya, seperti jack dan bore, mungkin lebih tepat daripada microtunneling. Pengeboran terarah biasanya tidak digunakan untuk saluran pembuangan gravitasi karena kurangnya kontrol kelas pad pembangunan dan mungkin pengeboran lebih tepat jika digunakan dalam membangun sebuah layanan. 5. Seperti halnya sistem distribusi air, program komputer yang tersedia secara komersial memberikan solusi cepat bagi jaringan pipa besar. Dalam program yang lebih canggih, ada rutinisasi optimasi yang mengatur rute berdasarkan kriteria yang ditentukan serta melakukan semua perhitungan untuk mempermudah dalam menentukan nilai.



16



BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan Dari pembahasan mengenai contoh 19-2 pada buku Water and Waste Water Engineeringtelah didapatkan kesimpulan bahwa: 1. Sistem Penyaluran Air Limbah (SPAL) dibuat untuk mencegah lingkungan dari pencemaran yang tidak diinginkan. Dalam perancangan pembangunan saluran limbah ini memerlukan rancangan dan juga desain perencanaan sebelum dibuat secara langsung supaya terhindar dari kesalahan dan juga kerusakan bangunan itu sendiri. Pembangunan ini harus memperhitungkan ketinggian permukaan, kedalaman saluran yang akan dibangun, kemiringan tanah dan lain sebagainya. 2. Desain ataupun perancangan yang seharusnya mengenai sanitasi saluran pembuangan air limbah harus meliputi beberapa langkah seperti harus melakukan investigasi awal, survei terperinci, desain aktual, dan persiapan gambar akhir. Sebelum melakukan pembangunan, sebaiknya dilakukan pendiskusian bersama tim atau engineer lain mengenai perancangan saluran pembuangan yang akan dibuat, peralatan serta masalah keamanan ruang yang terbatas. Hal-hal tersebut dilakukan untuk mencegah kerugiankerugian yang nantinya akan terjadi. 3. Perhitungan dari perancangan desain sanitasi saluran pembuangan air limbah dengan melakukan perhitungan dengan menggunakan spreadsheet dan nilai pada gambar dari perencanaan saluran pembuangan air limbah serta gambar dari plot profil permukaan dan profil penyalurannya. Nilai yang sudah di dapat, dikelompokkan atau dimasukkan berdasarkan ketentuan dan kriteria di dalam sebuah tabel dan pada tabel tersebut diberikan sebuah penomoran untuk mempermudah dalam menghitung serta membedakannya.



4.2 Saran Penulis tentunya masih menyadari jika tugas besar diatas masih terdapat banyak kesalahan dan jauh dari kesempurnaan. Penulis akan memperbaiki tugas besar tersebut dan akan terus



17



memperbaiki lagi untuk laporan-laporan yang lainnya dengan berpedoman pada banyak sumber serta kritik yang membangun dari para pembaca.



18



DAFTAR PUSTAKA Davis, Mackenzie L. 2003.Water and Waste Water Engineering. United State: McGraw-Hill Companies.



19



LAMPIRAN 1.



Gambar Autocad



20



21



22



2.



Gambar Hydraulic properties of circular sewer



Gambar 19-9 Hydraulic properties of circular sewer Untuk menentukan nilai 𝑣



𝑣



𝑓𝑢𝑙𝑙



23



3. Tabel Typical Design Criteria for Gravity Sewer Tabel 19-4 Typical design criteria for gravity sewer



24



4.



Tabel Recommended Minimum Slopes for Gravity Flow Sewer Tabel 19-2 Recommended Minimum Slopes for Gravity Flow Sewer



25