BAB. atas, ataupun di. air hujan, air tanah. semua air. tanah, dan. adalah air. yang. kehidupan. nya. dikelola. oleh Perusahaan

15

BAB II TIN NJAUAN PUSTAKA P

2.1. Sum mberdaya Air A Penggertian sum mberdaya air a menurutt undang-unndang Reppublik Indo onesia nomor 7 tahun t 2004 tentang Sum mberdaya Air A adalah air, a sumber air, dan day ya air yang terkaandung diddalamnya. Air A adalah semua s air yang y terdappat pada, di atas, ataupun dii bawah perrmukaan tannah, termasu uk dalam peengertian inni air permu ukaan, air tanah, air hujan, dan air lauut yang berrada di darrat. Air peermukaan adalah a p tanah, dann air tanah adalah air yang semua airr yang terdapat pada permukaan terdapat dalam d lapisaan tanah ataau batuan di d bawah peermukaan taanah. Sumb ber air adalah tem mpat atau kolam k air allami dan/atau buatan yang y terdappat pada, dii atas, ataupun di bawah perrmukaan. Daya D air adaalah potensii yang terkaandung dalaam air dan/atau pada p sumbeer air yang dapat d memb berikan mannfaat ataupuun kerugian n bagi kehidupann dan penghhidupan mannusia serta lingkungann l nya. Dalaam pengelollaan suatu kawasan k ind dustri di Inddonesia, sum mber air seebagai air baku inndustri berssumber darii air permuk kaan, PDAM M, air tanahh dalam; deengan prioritas utama u yangg berasal daari air perm mukaan yangg dikelola oleh Perusaahaan Kawasan Industri (W Water Treattment Plantt). Hal ini dinyatakann pada Peraaturan Menteri Perindustria P an RI no. 35/M-IND//PER/3/2010 tentang pedoman teknis t kawasan industri. Mengenai M teeknis pelay yanan padaa kawasan industri, dalam d peraturan tersebut dissebutkan baahwa kapasitas pelayannan air berssih adalah 0,55 0 –

Universitas Sumatera Utara

16

0,75 liter//detik/hektarr5. Berdasaarkan pada Peraturan P P Pemerintah RI no. 42 tahun t 2008 tenntang Penggelolaan Suumberdaya Air, penngelolaan ssumberdayaa air diantaranyya termasuuk pengaw wetan air yang dituujukan unttuk memellihara keberadaaan dan keteersediaan air a atau kuantitas air sesuai denngan fungsii dan manfaatnyya.6 Air tanah dan air permukkaan merup pakan sumbber air paling penting bagi m daratan yaang penggunnaannya saaat ini belum m terkendalii secara opttimal. ekosistem Sebagian besar b kebuttuhan air terrcukupi oleh h air permuukaan dan aair tanah, baaik air tanah danngkal mauppun dalam. Pemanfaattan air henndaknya m mengikuti ko onsep “hasil amaan” (safe yieeld) atau koonsep “hasill tetap” (susstained yieldd). “Hasil aman” a adalah juumlah air yang y dapatt digunakan n untuk kepentingan k manusia tanpa menguras ketersediaaannya samppai batas terttentu, sedanng “hasil tettap” adalah yaitu mun dapat dipertanggu d ungjawabkaan kelangsu ungan jumlah aiir yang diaambil nam pengambillannya. Jum mlah air yanng dimanfaaatkan hendaaknya tidak lebih besarr, atau seimbang,, dengan jum mlah air yanng terbentuk k secara alaamiah. Padda kawasan industri dimana pelak ku industri menggunak m kan pompa untuk u mengambiil air tanahh sebagai suumber air, perbedaan kecepatan pemompaaan air tanah antaara pompa yang y satu deengan pomp pa lainnya berakibat b paada jangka waktu w untuk air tanah t kembbali ke keaddaan seimbaang atau ke titik equilibbrium. Dem mikian juga dalam m hal adanyya perbedaaan debit kelu uarnya air dari d sumberrdaya air deengan debit air yang y masukk kedalam sistem penyiimpanan airr secara alaami, berpeng garuh pada stabbilitas keteersediaan air. a

Dalam m kontekss keberlanjjutan, kebij ijakan

5 6

Permenperinn RI no. 35/M-IIND/PER/3/2010, tabel 4 Stanndar Pelayanan Umum, butir 5, hal. 31 Peraturan Peemerintah RI no. 42 tahun 20008 tentang Penggelolaan Sumbeerdaya Air, pasaal 61 - bab1, hal.. 39


17

mengenai sistem pom mpa air tanaah yang dig gunakan sekkarang, akann mempeng garuhi sistem air tanah untukk jangka pannjang. 2.2. Daya Dukung Ketersedia K aan Air 2.2.11. Konsep daya d dukungg. Konsep daya duukung beraasal dari bid dang biologgi. Konsep daya dukun ng ini pertama kali k digunakkan oleh ahhli biologi Amerika Serikat, S Paark dan Bu urgess (1921) dann diartikan sebagai jum mlah maksim mum suatu spesies terttentu yang dapat dipertahannkan di bawah suatu lingkungan n tertentu (aktivitas kkehidupan, sinar matahari, nutrisi dan sebagainyaa). Selanjutn nya, konsep ini diperkeenalkan ke dalam d bidang yaang berbedaa dan kedaalam beberaapa konsepp yang sesuuai, seperti daya dukung populasi, daaya dukung sumberday ya, daya duukung tanaah, daya du ukung sumberdayya air, dan daya dukunng lingkung gan. Konsepp daya dukkung sumberrdaya air (Wateer Resourcess Carrying Capacity) pertama p kalli mulai dipperkenalkan n pada akhir tahuun 1980 di China (Baoo et al., 20 007;. Feng et e al., 20088). Daya du ukung ketersediaaan

air

pada

s suatu

kaawasan

a adalah

seebuah

ko onsep

dengan duual atribut,, terkait deengan alam m maupun masyarakatt. Daya du ukung tergantungg pada linggkungan allam daerah h, kuantitass sumberdaaya air, strruktur sosial-ekoonomi dan tiingkat keterrampilan tek knis, dan laiin-lain (Fenng et al., 200 03.). Menngadopsi konnsep daya dukung d sum mberdaya airr (Xia et al. , 2002; Li et al. , 2010), maka m daya dukung kettersediaan air a adalah pengukuran p dasar keam manan ketersediaaan air yanng merupakkan komponen pentinng bagi kettahanan paangan, keamanann ekonomi, jaminan soosial, keam manan nasional, dan baahkan keam manan kelangsunngan hidup manusia (Knapp, ( 19 995). Belum m ada defi finisi yang baku mengenai daya dukuung keterseediaan air. Meskipun M p para peneliiti yang berrbeda


18

memiliki pemahamaan yang beerbeda sud dut pandangg dasar daan ide-ide tidak berbeda jauh dan semuanyaa difokusk kan pada implikasi dari kapasitas berkelanjuutan sumberrdaya air (F Feng, 2000; Liu, 2000;. Zhu et al., 2002). Kon notasi dari daya dukung d keteersediaan aiir terutama diwujudkann dalam hal berikut: •

Subjekk utama dayya dukung ketersediaan k n air adalah manusia daan sistem sosialekonom mi dan linggkungan yaang menduk kung kelanggsungan hiddup

man nusia,

atau leebih luas komunitas k b biologis dan kebutuhaan mereka untuk berrtahan hidup. •

Daya dukung d keteersediaan aiir memiliki atribut spassial dan tem mporal

•

Sistem m daya dukkung sumbeerdaya air adalah sisttem yang kkompleks sosial s ekonom mi dan ekkologi yanng terintegrrasi, yang menunjukkkan bahwaa ada hubunngan yang rumit dan kompleks, saling terrgantung dan interakssional antara daya dukkung keterssediaan air,, dengan sistem s sosiial-ekonomii dan dengann ekologi.

Oleh karena itu, meskipun konsep daya dukung sumberdaya air ssecara signiifikan d terkait deengan makkna aslinya dalam biiologi, ada sedikit perbedaan dalam komponenn utama. Lii et al. (2010) menguk kur koefisieen eksploitaasi daya du ukung sumberdayya air suatuu daerah yaang mengalami eksploitasi hinggaa mencapai 85% dari daya dukung ketersediaan k n air di Ch hina. Analisis yang ddilakukan adalah a berdasarkaan

kapasittas

sumbeerdaya

airr

tanah

dan

berdaasarkan

prrinsip

keseimbanngan pasokkan-perminttaan air. Metode M penngali Lagraange digun nakan untuk meenyelesaikaan model. Hasil men nunjukkan bahwa peendekatan yang disajikan dalam pennelitian yanng dilakukan n dapat diggunakan unntuk mengaanalis kapasitas sumberdayya air tanahh pada daerrah irigasi oasis. o Hasill yang dipeeroleh


19

dari aplikkasi ini telah membukttikan bahw wa analisis model m adalah metode yang menjanjikkan untuk menganalisis m s sumberdaaya air yangg berdasarkkan analisiss data air pada suatu daeraah, kapasitaas dan kek kurangan aiir di suatuu daerah diimana sumberdayya air telah dieksploitaasi berlebihaan. Keam manan sum mberdaya air a suatu wilayah w terkait dengaan daya du ukung ketersediaaan air (Miichiel et all., 2000; Zhang, Z 20044). Sumberrdaya air adalah a sumberdayya yang teerbatas dann dengan kaapasitas terrbatas, dalam m jangka waktu w tertentu (B Beuhler, 20003). Sumbeerdaya air diipasok olehh suatu sumbber air, term masuk sungai, daanau dan airr tanah, mem miliki nilai ambang battas. Jika am mbang batas telah terlampauui, lingkunngan ekoloogi akan memasuki siklus yang memb buruk (Ghassem mi et al., 19997;. Falkennmark et all., 1998). Dalam D hal iini daya du ukung ketersediaaan air dappat didefinnisikan seb bagai ruangg lingkup terbesar dalam d pengembaangan dann pemanfaatan sumb berdaya aiir dalam tahap terrtentu perkembanngan sosiaal dan ekoonomi darii suatu wiilayah. Jikaa pembang gunan melebihi kapasitas k daaya dukungg ketersediaaan air, makka lingkunggan ekologi akan hancur, attau dampakk negatif yang y ditimb bulkan bagii pembanguunan akan lebih besar darripada dam mpak positifnya. Un ntuk memppertahankann pembang gunan masyarakaat regional dan ekonom mi, adalah penting unttuk mengannalisis statu us dan pengembaangan perbaaikan dayaa dukung ketersediaan k n air dan ddilakukan kajian k mengenai pengukuraannya. Padda suatu daerah d dimaana sumbeerdaya air telah dikonsumsi secara berlebihan, b sangat pen nting untuk mempelajaari daya du ukung ketersediaaan air untuuk menentukkan skala dan d arah pem mbangunann masyarakaat dan ekonomi.


20

Bebeerapa teroboosan telah dilakukan d dalam d dalam m mempelajjari daya du ukung ketersediaaan air, misalnya sepeerti yang telah t dilakuukan oleh Ofoezie (2 2002). Analisis yang y dilakuukan adalahh berdasark kan pertimbbangan bahw wa potensi daya dukung suuatu wilayaah dapat dieevaluasi den ngan mengggunakan kajian komp paratif mengenai yang berkkaitan

denngan alam, latar belaakang sosiaal-dalam peeriode

sejarah teertentu, missalnya tingkkat pemban ngunan ekonomi, tingkkat pemanffaatan sumberdayya air, prodduktivitas, sttandar hidup p masyarakkat dan lingkkungan ekologis, dan lain-llain. Analissis 'keseimbbangan passokan-permiintaan' diapplikasikan untuk u menentukaan penggunnaan kuota air sesuai dengan juumlah total sumberday ya air wilayah, sumberdaya s a air yang teersedia, dan permintaann sumberdayya air. Daya dukkung ketersediaan air kemudian diperkirakaan berdasarkkan penggu unaan kuota air dan keseim mbangan anntara keterssediaan dann permintaaan. Metod de ini relatif sederhana dan memiliki applikasi luas. Sisttem sumberdaya air dinnamis dan melekat m denngan alam-sosial kinerja dan mencakupp berbagai faktor penngaruh. Tap pi keseimbbangan pasookan-permiintaan tidak dapaat sepenuhnnya mencerm minkan kom mpleksitas daya d dukungg sumberday ya air daerah. Deengan demiikian, metodde ini hanyaa berlaku unntuk estimassi sederhanaa dari kapasitas sumberdayya air suatuu kawasan. Zhang ett al. (20055) menggun nakan metode siimulasi rekkursif untukk menguku ur daya duukung keterrsediaan airr dan menentukaan kelayakaan pengemb mbangan eko onomi dan populasi m melalui tekn nologi simulasi komputer. k Keseimbanngan antaraa pasokan-ppermintaan adalah din namis dalam suaatu periodee waktu teertentu. Namun prosees perhitunggan rekursiif ini terlalu kom mpleks, yanng menyebaabkan sulitn nya pengum mpulan dataa secara len ngkap. Oleh sebaab itu aplikasi penggunnaan metod de rekursif ini belum ddapat digun nakan


21

untuk meengukur daaya dukunng ketersed diaan air (Zhang (

eet al. , 2004). 2

Metode traadisional diiatas umum mnya diterap pkan pada daaya dukungg ketersediaaan air permukaann. 2.2.22. Indikator Daya Dukuung Keterseediaan Air. Indikkator daya dukung d keteersediaan aiir dari suatuu kawasan bbergantung pada aktivitas yang y dilakuukan dikawaasan dan seekitarnya. Setiap S terjaddinya perub bahan aktivitas merupakann panduann untuk mengidentiifikasi batas kemam mpuan ketersediaaan air atauu daya dukuung keterseediaan air. Implikasi ddari penguk kuran indikator perlu p dievalluasi dalam m konteks tu ujuan (objecctive) yang ttelah ditenttukan, demikian juga denggan sensitivvitas dari kawasan. k Inndikator m merupakan faktor f t bukaan satu-satuunya faktorr penting dalam d menngelola kaw wasan penting, tetapi industri. Indikator I yaang dipilih harus dapaat mereflekssikan kompponen-komp ponen dari daya dukung d keteersediaan aiir. Tiga jenis inddikator unttuk mengg gambarkan komponenn daya du ukung ketersediaaan air, meerujuk padda indikatorr daya duukung lingkkungan meenurut Coccosis et e al., 2001,, yaitu : -

Indikaator ekologis-fisik

-

Indikaator sosio-deemografi

-

Indikaator politik-eekonomi Dayaa dukung liingkungan bergantung b pada daya dukung ekoologi lingku ungan

dan sistem m sosio-ekonnomi (Shu et e al. 1992; Oh et al., 2005). 2 Menuurut kakarteeristik dari sumbberdaya allam, serta tingkat perkembang p gan ekonom mi dan ko ondisi ekosistem m daya dukuung lingkunggan, sistem m indikator dari d daya duukung ekosistem dapat dikaategorikan dalam d dua jenis (Yao et e al., 2002 ; Xingfu et al., 2009), yaitu


22

sistem inddikator penndukung prroduktifitass dan sistem indikatoor tekanan pada lingkungaan. Berdasarrkan konseep tersebut, maka sistem indikattor daya du ukung ketersediaaan

air,

yang

merrupakan

komponen k

lingkungaan,

mempu unyai

karakteristtik yang saama dengann sistem in ndikator linngkungan. S Sistem indiikator daya dukuung keterseddiaan air terrdiri dari : 1. Sistem m indikator pendukung p produktifitaas (supportting indicatoor system) , yang mencakup m k ketersediaan n air alam, potensi p sumbberdaya dann pengembaangan yang merefleksika m an daya dukkung ekolog gi ketersediaaan air untuuk perkem mbangan ekkonomi dan sosial. a. Keetersediaan air alam : Curah hujaan, kawasann hijau, perrsentasi kaw wasan hijau pada daaerah yang dibangun, ruang hijauu jalan (roaad green sp pace), dann lain-lain. b. Suumberdaya alam a : Totall sumberday ya air, dan lain-lain. l c. Pootensi peninggkatan : GD DP per capitta, Gross inndustrial outtput, Nilai output o darri perkebunnan, peternnakan dan perikanan,, total ekspport, Keceepatan pem mbuangan limbah l induustri, investtasi pada koonservasi aiir alam, investasi padda proyek penghijauan p n, panjang pipa p drainasee, dan lain-llain. 2. Sistem m indikatorr tekanan pada p keterrsediaan airr atau pennurunan ku ualitas keterseediaan air (depletion ( i indicators system), s meencakup pollusi keterseediaan air, peertumbuhan populasi dan penurun nan sumberddaya alam, menggambarkan tekanaan pada ekkosistem keetersediaan air dari peerkembangaan ekonomii dan sosial.


23

a. Penurunan kuualitas sumbberdaya alaam : volume air yang terjual , vo olume bahhan bakar gas g yang teerjual, supp ply energi listrik, suppply energi panas, p konsumsi energi per kapiita, dll. b. Teekanan padaa ketersediaaan air : produksi p lim mbah cair industri, , total pem mbuangan air a limbah industri, dll..

2.3. Mod del Siklus Ketersediaa K an Air Moddel siklus ketersediaaan air didaalam storaage atau ppenyimpanan n air dipengaruuhi oleh komponen k hidrologi, komponenn meteorollogi, komp ponen geologi, dan d komponen interveensi manussia7. Kompoonen hidrollogi diantarranya adalah evvapotranspiirasi, presiipitasi, dan n perkolasii; komponnen meteorrologi diantaranyya adalah cuuaca, curah hujan, keceepatan dan arah a angin, dan temperratur ; komponenn geologi diantaranyya adalah letak geoografis, keedalaman tanah, t topographhi, elevasi, kontur tanaah dan porrosity. Interrvensi manuusia diantarranya adalah peeruntukan lahan, dann konsumssi air untuuk berbagaai kegiatan n dan menunjangg kehidupaan. Model ketersediaa k n air umum mnya dikem mbangkan untuk u suatu daerrah tangkappan air, sehhingga modeel secara um mum tidak tepat digun nakan untuk daerrah tangkappan pada poosisi geograafis yang beerbeda. Pem milihan param meter umumnyaa dilakukan berdasarkan b n kondisi daan ketersediiaan data daan informasiiyang diperlukann yang terdaapat di suatuu daerah tan ngkapan yanng diteliti. Terddapat dua metode m yangg banyak dig gunakan unttuk mengem mbangkan model m keseimbanngan keterssediaan airr yang pad da umumnyya menyerttakan param meter hidrologi, yaitu penddekatan top-down atau u kebawah dan pendekkatan bottom m-up, reduksioniis, yang merupakan m p paradigma, arus dominan dalam ilmu hidro ologi. 7

Voudouris (2007), ( Advancces in Science and a Research, vol. 1 – 2007, hal. h 3


24

Model topp-down dim mulai dengann identifikaasi parameteer dalam daata yang terssedia, termasuk definisi daari suatu beentuk modeel sederhanna yang meenyertakan fitur. Selanjutnyya pengembbangan moddel, termasu uk identifikkasi struktuur dan param meter model; daan selanjutnnya penyem mpurnaan model m atau “fingering “ ddown” (Kleemes, 1983) dim mana modell selanjutnyya ditingkaatkan dengaan menambahkan inforrmasi atau dengan menambbahkan lebiih banyak faktor f kausaal. Pendekaatan utama untuk u m topp-down dapat dengan pendekatann stokastik, atau pemodelann dengan metode model deterministik konseptual. k Penngembangann dan kajian mengeenai model ketersediaan air sudah s dikembanggkan sejak tahun 19900. Model ketersediaan k n air yang ppaling sederhana awalnya dikembanggkan oleh Mills (20 000), yangg mengembbangkan model m ketersediaaan air pullau Irlandiaa dalam ku urun waktuu 1961-19990. Model yang dikembanggkan tidak menyertakaan siklus hid drologi kareena pada saaat itu belum m ada penelitian atau kajiann hidrologi mengenai m ketersediaan k n air di Irlanndia. Oleh sebab s itu,

variabel

yangg

disertakkan

dalam m

model

ketersediaaan

air

adalah a

evapotranspirasi, pressipitasi, dann limpasan air dengan model sebaagai berikut :

P − E − R = ΔS h evapotransspirasi, dann R adalah runoff r dimana P merupakann presipitasii, E adalah atau limpaasan air8. Evvapotranspiirasi termasuk evaporaasi langsungg dari permu ukaan dan pertuukaran uap air yang terjadi t padaa daun tannaman (trannspirasi) seebagai konsekwensi ekstrakksi air dari tanah oleh h sistem akkar tanamann. Selisih antara a presipitasii dan evapootranspirasi mengakibaatkan volum me air dalaam tanah. Jiika P lebih besaar dari E, maka m ΔS poositif. Artin nya jika tannah jenuh ((saturated), akan 8

Mills (2000) Irish Geograpphy, vol 33 (2) - 2000, hal. 99


25

menyebabbkan surpluus air dan akan a mengh hasilkan lim mpasan.

Nilai kejen nuhan

tanah umuumnya direpresentasikkan oleh kap pasitas areaal atau kaw wasan. Jika tanah berada paada kapasitaas kawasan, kelebihan n air akan mengakir m ceepat di kaw wasan atau secaara perlahaan-lahan mengalami m perkolasi meresap kedalam tanah. t Sebaliknyya, jika E lebih besar dari P, tan naman akann mengambbil cadangaan air dalam tannah dengan kecepatan yang bergantung padda kebutuhaan tanaman n, dan tekanan yang y dibutuhkan oleh sistem akarr tanaman. Mills berrpendapat bahwa b ketersediaaan air air berhubunga b an dengan meteorolog m i, kondisi aalam, dan reaksi r tanaman. Model ketersediaan k n air yan ng dikembangkan diigunakan untuk u mengestim masi keterseediaan air setiap bulan n pada setiapp tahun air. Namun model m ini tidak menyertakan m n validasi, yang y mengo observasi peerbandingann antara esttimasi dengan obbservasi untuuk komponnen tertentu. Moddel keterseddiaan air yang y dikem mbangkan oleh o Mills (2000) terrsebut selanjutnyya diperluass oleh Millls (2001) dengan d mennambahkan validasi model. m Validasi model m dilakkukan dengaan memband dingkan hasil perhitunngan berdasarkan model yanng dikembangkan, deengan obserrvasi. Untuuk melakukkan hal terssebut, model diggunakan menngestimasi ketersediaaan air dalam m 2 waktu aiir, yaitu bullanan, dan tahuunan. Dilakkukan percobaan deengan skennario rumaah kaca untuk u mengestim masi presipiitasi (P), evapotranspirrasi aktual (E E), potensi evapotransp pirasi (Ep) dan surplus (R) dengan menggunak m kan model ketersediaaan air9. Esttimasi surplus aiir (R) menuunjukkan teerdapat kessesuaian deengan ukuraan limpasan n air, tetapi terddapat errorr atau penyyimpangan yang didugga bersumbber dari esttimasi evapotranspirasi dalaam model. Secara S bulan nan diperoleeh bahwa lim mpasan air dapat 999

Mills, Irishh Geography, vol v 34(2) - 20011, hal. 133


26

ditaksir atau a diperkiirakan secaara cukup baik dengaan surplus air pada bulan b berjalan dan pada bullan sebelum mnya. Terddapatnya empat e musim yang berbeda di d sebagiann benua Eropa E menyebabbkan perluu pengembbangan mo odel untukk setiap musim. Model M ketersediaaan air di daerah d tangkkapan Alpin ne, Austriaa yang dilakkukan oleh Eder (2002) terrdiri dari model m keterssediaan air tahunan (annual), moodel keterseediaan air musim man (seasonal), dan moodel keterseediaan air harian h (dailyy). Komplek ksitas model meemerlukan prediksi unntuk variab bilitas limpaasan tahunaan, bulanan n dan harian.

Perhitungaan dan esttimasi keteersediaan air a dilakukkan berdasarkan

ketersediaaan air hariaan, namun model m yang g dikembanggkan diklassifikasikan untuk u tahunan, bulanan b daan harian, berdasarkan n input datta yang digunakan. Untuk U model tahhunan, inputt data adalaah estimasi curah hujaan, potensi eevapotransp pirasi, dan statisstik iklim yang mennggambarkan n variabilittas kuantittas dalam skala tahunan, misalnya m juumlah hari hujan per tahun, dann sebagainyya. Metode yang digunakann adalah penndekatan keebawah (dow wnward appproach).

bilitas Keteersediaan Air A 2.4. Stab Kataa stabilitas merupakan kata bendaa yang beraasal dari kaata sifat “sttabil”. Stabilitas berhubunggan dengann perubahaan yang teerjadi padaa kuantitas atau ketersediaaan air akibbat keluarnyya air dari kolam k penyyimpanan aair, serta ku ualitas air. Stabiilitas keterssediaan airr atau stab bilitas kuanntitas air ditentukan oleh keseimbanngan antaraa air yang masuk m kedallam kolam penyimpana p an air dengaan air yang keluaar dari kolaam air. Perhhitungan kesseimbangann ketersediaaan air memb bantu untuk mennentukan appakah area drainase cukup c besarr atau jika ia memilik ki hak karakteristtik untuk mendukung m kolam penaampungan air a pada suatu kondisi rata-


27

rata atau ekstrim. e Keseimbangann air didefin nisikan sebaagai perubaahan volumee dari wadah penyimpanan air permannen, yang dihasilkann dari total air yang masuk m 10 dikurangi total air yanng keluar (aaktual atau potensial) p .

Terddapat banyaak definisi mengenai stabilitas, tergantung dari sisi mana stabilitas itu i dipandanng. Oleh seebab itu pem mbahasan akkan dimulaii dengan deefinisi mengenai stabilitas ekologi, e dilanjutkan deengan stabilitas ekologgi pada kaw wasan S a formulasii matematik ka untuk menentukan m n titik stab bilitas industri. Selanjutnya ekologi pada p kawaasan industri. Modell matematiika ini diiperlukan untuk u pembahasan pada babb selanjutnyya dalam menentukan m daerah atauu domain diimana setiap keggiatan dalam m rangka peningkatan n ekoefisieensi dapat dilakukan tanpa menguranngi kualitas lingkungan l . Pada dasaarnya teorii

mengenaai stabilitass tergantunng pada baagaimana sistem s

merespon gangguan,, misalnya perubahan n dalam paarameter liingkungan yang memodifikkasi kekuattan dan siffat kualitatif, interakssi inter kom munitas maaupun gangguan eksternal pada suatuu sistem.. Toleransi T dan ketahannan suatu sistem s garuhi tergantungg pada baggaimana siistem mereespon ganggguan yangg mempeng variabel model m dan parameter p ( (Lyapunov, , 1992). Stabilitas yaang mengan ndung banyak arrti yang beerbeda kuraang tepat untuk u dirum muskan padda teori ek kologi secara meenyeluruh, tidak t bisa diterapkan d pada p kebijakkan lingkunngan. (Lewo ontin, 1969; Mayy, 1974 : Mickley M et al., a 2008 ; Nababan ett al., 2011 ) ; Apalagii, jika stabilitas memiliki m arrti yang berrbeda, mak ka teori-teorri yang mennyangkut ko onsep stabilitas akan a mengaakibatkan sttrategi yang berbeda.

10

Water Balaance Calculationn (2008) IOWA A Stormwater Management M Maanual, ver. 5- D Dec.2008


28

Secaara umum dalam ilm mu matemattika untuk ekologi, sttabilitas ek kologi didefinisikkan sebagaii stabilitas Lyapunov, yang beraasal dari naama seorang g ahli matematikka keturunaan yang perrtama-taman mendefinnisikan suattu konsep untuk u menggambbarkan sifaat titik stabbil atau equ ulibrium daari sistem solar (Lyapu unov, 1992). Tiddak seperti definisi-deffinisi umum mnya, definiisi tentang sstabilitas ek kologi memadukaan stabilitass ekologi dengan d pend dekatan teorri matematiika, yang secara s keseluruhaan telah terbbukti dalam m aplikasi illmu alam, khususnya k ppada matem matika fisik. Defiinisi Lyapunnov mengennai stabilitaas ekologi menyatakan m bahwa stab bilitas ekologi saangat bergaantung padda reaksi attau respon komunitass terhadap suatu perubahann atau suatu gangguan. Dalaam konteks ketersediaaan air, perlawanan atauu reaksi atass gangguan dapat terjadi seccara alami,, maupun dengan d inteervensi maanusia, misaalnya tekno ologi. Menurut Peraturan Pemerintaah no. 42 2 tahun 2008 2 tentanng pengellolaan sumberdayya air, keteersediaan aiir adalah ku uantitas air. Terdapat bberbagai deefinisi mengenai yang diimaksud dengan d staabilitas keetersediaan air. Stab bilitas d berrbagai cara,, bergantunng pada ko onteks ketersediaaan air dappat diukur dengan stabilitas yang y dimakksud. Stabiliitas ketersed diaan air dappat dimaksuud sebagai : -

keseim mbangan keecepatan aliiran air yan ng keluar (w water outfloow velocityy) dan kecepaatan aliran air a yang maasuk (water inflow velocity)

-

keseim mbangan voolume air yang keluaar (volume of water discharge)) dan volum me air yangg masuk (vvolume of water w rechaarge) dalam m suatu peeriode waktu.

-

Stabiliitas kandunggan kimia, atau a pH air..


29

Terddapat banyakk faktor yanng dapat meempengaruhhi stabilitas ketersediaaan air, faktor kim mia, faktor geografis, g m maupun fakto or hidrologiis. Kajian tenntang stabiliitas mengennai sistem alliran air perrmukaan daan air tanah dapat dilakukan berdasarkaan pada varriabel terten ntu yang meerupakan enntitas dari sistem hidorlogi sumber air. Stabilitas dapat d dilihaat dari letakk geografis, proses hidrrologi ataupun volume v air tanah. Kajian bahwa stabilitas aliran a air taanah merup pakan suatu sisttem yang dinamik awalnya a diilakukan oleh o Spositto (1994) yang menggambbarkan bahhwa stabiliitas aliran air tanah berubah-ubbah pada setiap s periode waktu w tertenttu. Stabilitaas air tanah yang dikajji adalah airr tanah isottropik pada akuifer yang heterogen. Hasil pen nelitian Spoosito menuunjukkan bahwa b a air taanah berubaah-ubah, naamun tidak dapat dilak kukan meskipun stabilitas aliran pendekataan stokastikk untuk meengembangk kan model aliran air ttanah dimaaksud. Jika mengggunakan pendekatan stokastik, maka m modell stokastik dapat diserrtakan sebagai baatasan atau kendala (coonstrain) pad da model siistem dinam mik dari stab bilitas aliran air tanah. t Secaara geofisikk, Roselle ett al. (2003)) meneliti perkembang p gan dan stab bilitas multi sisttem dari aliran a air tanah t untu uk mendapaatkan gambbaran men ngenai pengendallian stabilitas multi aliiran air tan nah secara geometri. g T Tujuannya adalah a untuk menndapatkan gambaran mengenai m pengaruh p toopografi dann parameterr lain pada stabilitas multii aliran air tanah. Ob bjek observvasi adalah interaksi antara a sistem aliiran topogrrafi dan siistem aliraan hidroterm mal dengann menggun nakan persamaann fungsi varriabel air, transien panaas, dan keceepatan pergeerakan air. Keseeimbangan kuantitas air a menurut Burt (19999), adalah pperhitungan n dari seluruh kuuantitas atauu volume air a yang mem masuki dann meninggallkan suatu ruang r


30

3-dimensi pada suatuu periode waktu. w Men nurut Burt,, perubahann dalam intternal a (internaal storage) juga perllu dipertim mbangkan dalam d kolam peenyimpan air menghitunng keseimbbangan kuantitas air. Batas-batass ruang darri keseimbaangan kuantitas air a juga harrus didefinissikan secaraa jelas untuuk menghituung kuantitaas air. Kuantitas air secara lengkap l tiddak terbatas hanya pada air irigasii, air hujan,, atau air tanah, tetapi menncakup seluuruh air yan ng masuk dan d keluar dari batas--batas a Diperluukan perhitu ungan yangg baik dari ketersediaaan air, ruang pennyimpanan air. perubahann yang terjaadi pada koolam penyim mpanan airr, dan tujuaan keluarny ya air. Pengelolaaan yang baaik adalah jika j pening gkatan konssumsi air tterjadi padaa saat peningkataan evapotrranspirasi, meskipun hal ini dapat d bertenntangan deengan konservasi air. Evapootranspirasi = Kuantitaas air permuukaan yangg masuk ked dalam sistem – kuantitas k airr permukaann yang keluaar dari sisteem11. Perubahann ketersediaaan air dideffinisikan seb bagai ΔV V=ΣI–ΣO dimana Σ I adalah tootal air yangg masuk ked dalam penyiimpanan airr, dan Σ O adalah a total kuanntitas air yaang keluar dari penyiimpanan air. Aliran air yang masuk m (inflow) kedalam kolaam penyimppanan air teermasuk currah hujan (P P), limpasan n (R), dan aliran relatif atauu baseflow (B Bf) kedalam m kolam pennyimpanan air.

11

Burt (1999) Irrigation Waater Balance Funndamental. hall. 7


31

Air

yan gm

asu k

(in flo w)

Air

y an gk

elu ar (

Ou tflo w)

Gambbar 2.1. Keseimbang K an kuantitass air dalam batas ruangg 3-dimensi. Sumber : Burtt (1999)

w) keluar dari d kolam penyimpannan air term masuk Aliran airr yang keluuar (outflow inflitrasi (I), ( evaporaasi (E), evappotranspirasi (Et), dann luapan airr permukaan n (O) yang keluuar dari koolam atau lahan basaah. Sehinggga persamaaan diatas dapat dituliskan sebagai : ΔV =[ P + R + Bf ] – [I + E + Ett + O] a dengan metode inii merupakaan metode yang Model peerhitungan kuantitas air paling sedderhana dann mudah dilakukan. d Namun N dem mikian, terddapat kelem mahan dalam akuurasi hasilnyya dengan keadaan k sebenarnya (Buurt, 1999). Nerraca air (waater balancee) adalah kalkulasi k daari seluruh vvolume air yang memasukii dan keluaar dari ruanng 3-dimen nsi (gambarr 2.1) dalam m suatu peeriode waktu12. Batas B area secara spassial dan tem mporal perluu didefinisiikan secara jelas untuk mennghitung daan mendiskuusikan keseimbangan kuantitas k airr. Keseimbaangan air secara lengkap tiddak terbatas hanya pad da air irigaasi, air hujann atau air tanah, t 12

Burt (1999), Irrigation Waater Balance Fuundamental, hall. 1


32

dan sebaggainya, tetaapi termasuuk semua air a yang maasuk dan kkeluar dari batas kolam airr.Neraca airr atau keteersediaan air stabil jikka jumlah air yang keluar k seimbang dengan jum mlah air yanng masuk. Keterrsediaan airr merupakaan instrumen nt dalam usaha konservvasi air. Evaaluasi tentang keetersediaan air semakkin banyak dilakukan dalam 15 ttahun terak khir13. Ketersediaaan air dappat memperrkirakan ju umlah air yang y dapat digunakan pada suatu lahaan. Jumlah ketersediaan k n dapat dih hitung per hari, h per minnggu, per bulan, b atau per taahun. Jika juumlah keterrsediaan airr diketahui, maka dapatt dikelola berapa b banyak airr yang dapaat dikomsum msi per satuaan waktu. Padaa kawasan industri, tittik stabil dapat d meruppakan keseiimbangan antara a daya dukkung produuktif keterrsediaan aiir dan tekkanan padaa daya du ukung ketersediaaan air, terhadap produuktivitas ketersediaan air. a Evaluassi kuantitatif dari sistem inndikator peendukung, maupun siistem indikkator tekannan dirumu uskan mengikutii konsep yaang daya duukung lingk kungan yanng dirumuskkan oleh Xiingfu, 2009, sebaagai berikutt : n

Fk = ∑ Z i × Wi i =1

Fk : niilai evaluasii Zi : niilai standar dari indikattor ke-i Wi : boobot indikattor ke-i Selanjutnyya koefisienn daya dukuung ketersed diaan air adaalah : K = Ìs ― Ìp Ì K : koefisien nilai darri daya duku ung keterseddiaan air 13 Wilson (20010) Landscapee water budget calculation c . Irrigation & Green Industry. http://www w.igin.com/articlle-1301-landscaape-water-budgget-calculation


33

Ì : kecepattan perubahhan tahunan Ìs n dari sistem m indikator ppendukung produkktifitas atau penyediaan n. Ìp : kecepattan perubahhan tahunan dari sistem m indikator teekanan Pem milihan indikator dilaakukan den ngan metoode analisiis faktor yang menghasillkan indikaator daya dukung d keteersediaan aiir di kawassan. Selanju utnya dicari tittik stabil atau titik keseimbaangan antaara indikattor pening gkatan produktiviitas daya duukung (prodductive) den ngan indikator penurunnan kualitas daya dukung (ddepletion). Titik T stabil adalah a perp potongan anntara titik prroductive deengan titik depleetion. Selisihh produktivvitas dengan n selisih deppletion (Δs - Δp) merup pakan koefisien daya dukuung keterseediaan air yang y meruppakan suattu ukuran untuk u pengendallian dan pem meliharaan daya d dukun ng ketersediaan air. Keteersediaan air dalam keeadaan stabiil jika setelaah terjadi ddischarged akibat a adanya alliran yang keluar k (outf tflow) terjaadi rechargged yaitu air yang masuk m kembali seecara alami (natural inf nflow), yaitu u OUT-FLO OW = IN-FL LOW

Prroses alam setiiap waktu t

inflow

Keadaan awal a T=0

outf tflow

Watter recharge

Kea adaan pada w waktu T=t Watter discharge

IN − FL LOW = OUT − FLO OW Gaambar 2.2. Kondisi stabil keterseediaan air

Stabbilitas keterssediaan air adalah a rasio o antara konndisi keterseediaan air seetelah aktivitas (post ( activiity) dengann keadaan air a sebelum m melakukaan aktivitass (pre activity).


34

KS =

Vol ( postacctivity ) Vol ( preacttivity )

Potensi peenurunan daaya dukung ketersediaaan air pada waktu t adaalah sejumlaah air yang keluar dari sum mber. Jika keecepatan peerubahan voolume air tannah akibat aliran a yang keluuar (water discharge) per waktu t, adalah dVOUTFLOW dan keceepatan pemulihann volume air a tanah yaang mengallir masuk secara s alam mi (natural water recharge) adalah dVINFLOW , maaka kondisi stabil air tanah t adalaah jika koefisien I stabilitas daya d dukung ketersediaaan air tanah h : KD =

dVOUTFLOW vool .outflow O = =1 dV vool . inf low V INFLOW

dimana 0 ≤ K D ≤ 1 .

0

1

KD Makin buruk

Makiin baik

Salah sattu cara unntuk menjaaga stabilittas keterseediaan air adalah deengan meningkattkan efisiennsi pemakaaian air. Peeningkatan efisiensi diiantaranya dapat dilakukan dengan meeningkatkann teknologi mesin penggolahan yanng menggun nakan bahan bakku air, menggurangi tinggkat keboco oran atau teerjadinya aiir yang terb buang dalam prooses pengolaahan; dan menggunaka m an air daur ulang u limbahh cair. Alir gangguan pada ekossistem kaw wasan indusstri merupaakan fungsii dari waktu. Gaangguan dappat terjadi pada p jalur an ntar entitas atau pada eentitas itu seendiri yang diakkibatkan oleeh gangguaan internal maupun eksternal. V Variabel xi dapat didefinisikkan sebagaii variabel kontinu k atau u diskrit yaang mewakiili alir gang gguan dalam suaatu jangka waktu w tertentu.


35

Gangguan

Keendali Keseim mbangan kem mbali

Kesseimbangan awal

w waktu

G Gambar 2.3.. Intervensii Kendali un ntuk kembaali ke kondissi seimbang g Fase distrribusi keseetimbangan terjadi ap pabila ganggguan terjaddi secara terust menerus, misalnya gangguan cuuaca, tempeeratur, alirann energi, attau reaksi kimia. k mbangan berrubah secaara dinamik k dan Dalam haal demikiann, perubahaan kesetim kontinu. Konstanta K k kesetimbang gan dapat dihitung d padda setiap fa fase atau peeriode yang ditenntukan. Fasee dapat beruupa periode waktu, atauu fase simbiiosis. Cara untuk u mendapatkkan keseim mbangan keembali antaara lain adaalah dengann menambaahkan kontrol ataau kendali. Jika param meter kendalli ditambahkkan, sistem akan mereespon untuk

m melawan

k kendali.

Siistem

haru us

mengkkonsumsi,

mengendallikan,

mengontrool dan mengghasilkan prroduk samp pai keseimbaangan baru didirikan. Dalaam kontekks kawasann industri, anggota komunitas adalah semua s komponenn yang terliibat dalam hubungan h rantai r simbiiosis pada kkegiatan ind dustri didalam kawasan, k yaaitu seluruh entitas, pab brik, dan akktivitas yanng terlibat dalam d rantai sim mbiosis didaalam kawaasan dan masyarakat m yang tingggal dilingku ungan kawasan industri. i Sttabilitas darri suatu kom munitas diccirikan denggan karakteeristik berikut (Pims, 1984):


36

a. Stabil : sistem dikkatakan staabil jika seteelah mengaalami ganggguan, kembaali ke a pada nilai awal equ uilibrium. keadaaan semula atau b. Resilieen (daya taahan) : sebberapa cepaat variabel kembali kee keadaan stabil semulaa setelah addanya ganggguan. c. Persistten : berapaa lama nilaii variabel beertahan sebbelum berubbah ke nilai yang baru. d. Resisten (ketahannan / dayaa tahan) : suatu levell dimana vvariabel berrubah mi gangguann setelahh mengalam e. Variabbility (labill) : suatu keadaan atau a level dimana kkeadaan varriabel bervarriasi berganttung pada waktu. w Stabilitas ketahanan komunitass ditentukan n oleh sebberapa cepaat variabel yang diamati keembali ke keadaan k stabbil sebelum m mengalam mi gangguann. Alir gang gguan pada stabiilitas keterseediaan air merupakan m fungsi f dari waktu. w Daaya dukungg ketersediaaan air meerupakan suuatu ukuraan yang beersifat dinamis. Setiap S terjadinya perubbahan padaa ketersediaaan air akann mengakib batkan terjadinyaa perubahann pada dayya dukung g ketersediaaan air. Peerubahan teerjadi seiringan dengan perrubahan wakktu, maka Daya D Dukunng Keterseddiaan air seebagai y merupaakan fungsii dinamik diiskrit. fungsi darri kuantitas aktivitas diddalamnya yang Fase equillibrium terjaadi jika kejaadian gangg guan (perturrbation event) terjadi secara s kontinu. Gangguan yang terjjadi secaraa kontinu misalnya gangguan oleh temperatuur, aliran energi dan reaksi kim mia, dimanaa perubahann terjadi secara s kontinu dan dinamis. Dalam haal ini, konsttanta equiliibrium dihittung pada setiap s fase yang didefinisikaan, misalnyya dalam settiap periodee waktu terttentu, atau dalam d a suatu fase simbiosis. Salah satu cara untuk kembali kee keadaan eqqulibrium adalah


37

dengan menambahka m an faktor keendali. Jika kendali dittambahkan kedalam siistem, maka sisteem akan berreaksi untukk merintang gi kendali. Sistem S akann mengkonssumsi kendali daan menghassilkan sesuaatu hingga dicapai d suattu keadaan equlibrium yang baru.

2.5. Metode Perhitu ungan Neraca Air Neraaca air adaalah cadanngan air attau ketersediaan air

yang bergerak

mengikutii sistem hiddrologi. (Sookolov, 197 74 ; Klemess, 1983; Buurt, 1999; Ritter, R 2006; Willson, 2010)). Neraca aiir bervariassi dalam ukkuran dan kkompleksitaasnya, bergantunng pada keteersediaan daata dan tujuaan dari anallisis. Perhittungan neraaca air bertujuan untuk menngetahui karrakter kuantitas air sehhubungan ddengan iklim m, air permukaann, air tanaah dan perrmintaan attau kebutuhhan konsum men pada suatu daerah. Pada P dasarrnya, tujuaan dari peerhitungan neraca airr adalah untuk u mengetahuui keseimbbangan anntara keterssediaan airr dengan kebutuhan n air. Ketersediaaan air adallah jumlah air a yang maasuk kedalaam tempat ppenyimpanaan air. Tempat peenyimpanann air atau wadah w air dissebut juga “basin” “ atauu cekungan yang dibatasi olleh bukit ataau gundukaan tanah seh hingga air dari d tempat yyang lebih tinggi t akan menngalir kebaawah dan berkumpul b pada cekuungan atau “basin”. Batas cekungan wadah air disebut jugga ‘watersh hed’. Perkirraan neracaa air selanju utnya dievaluasii untuk menngetahui appakah jumlaah air yang keluar (ouutflow) seim mbang dengan jum mlah air yanng masuk (iinflow). Neraaca air menngestimasi kuantitas air a yang maasuk dan kkeluar dari suatu areal atauu kawasan melalui beerbagai jalu ur. Komponnen dari neeraca air dipilih d berdasarkaan fungsi kawasan k daan berdasark kan keterseediaan data yang umum mnya menyertakkan estimasii untuk :


38

-

Presipitasi dan ikllim rata-rataa bulanan attau tahunann.

-

hunan, yaittu kombinassi kehilangaan air Evapootranspirasi secara bulaanan dan tah karenaa evaporasi danterserapp oleh tanam man)

-

Rata-rrata aliran air (stream flow) f yang memasuki batas b air (w watershed) dalam d per buulanan atau per p tahun.

-

Kebutuuhan domesstik dan nonn-domestik.. Padaa Kawasann Industri Oakajee (O Oakajee Inndustrial E Estate) Ausstralia

Barat14, komponen k a yang masuk air m (inflo ow) adalah air permuukaan, air tanah, t presipitasii, dan air daur d ulang dari limbah h cair domeestik dan liimbah cair hasil pengolahaan industri.. Sumber air alternaatif lainnyaa adalah aair hujan, yang jumlahnyaa bervariasii bergantunng pada ikliim. Komponen air yanng keluar adalah a evapotranspirasi, kebbutuhan unntuk seluruh h kegiatan di kawasaan industri yaitu wasan kebutuhann domestik, kebutuhann industri, dan lingkkungan di sekitar kaw termasuk pemukiman p n penduduk. Alokasi air a disesuaikkan dengann ketersediaaan air maksimum m. Kawasaan industri Oakajee dikembangkan untuk berbagai jenis industri sehingga daalam konteks kebutuh han air,

jeenis industtri dikatego orikan

sebagai inndustri beraat (heavy), general (u umum), dann ringan (llight). Kesu ulitan dalam meengestimasii kebutuhann air adalaah karena kawasan industri Oaakajee sedang daalam perkem mbangan, seehingga suliit untuk mem mprediksi industri apa yang akan beropperasi dan kapan k mulaai beroperassi. Akibatnyya, peramalaan kebutuhaan air hanya merrujuk pada pengemban p ngan industrri sejenis dittempat lainn, yaitu Kwiinana, yang menggadopsi asuumsi berikutt : 14

Stovold (20012) Oakajee Inndustrial Estatee Structure Plann (2011) Districtt Water Manageement Strategy. Gov.of Westerrn Australia


39

-

Volum me air yang dibutuhkann merupakan n estimasi volume v kebbutuhan tertiinggi, yang dapat d berubaah apabila terdapat t perrubahan.

-

Terdappat ketidakppastian menngenai kecep patan pembangunan.

-

Estimaasi bergantuung pada caampuran jen nis industri.

-

Estimaasi tidak memperhitu m ungkan eksspansi induustri dimassa datang, atau peninggkatan efisieensi dan peeningkatan teknologi t seeiringan denngan berjalaannya waktu.

-

Estimaasi hanya menyertakan m n operasion nal industrii, tetapi tiddak menyerrtakan kemunngkinan

teerjadinya

peningkatan n

kebutuhhan

air

selama

masa

pembaangunan konnstruksi. Perhhitungan esttimasi neracca air dilaku uan untuk 3 skenario, yyaitu untuk tahun t berjalan (ccurrent state), tahun 20020, dan unttuk tahun 2060. Pada kkawasan ind dustri yang sedaang dikembbangkan di Haiti15, esttimasi neracca air untukk setiap tah hapan sesuai renncana pengembangan, yaitu neraaca air untuuk tahap -11 dan neracca air untuk tahaap – 2. Selanjutnya dibbuat total keebutuhan nerraca air unttuk tahap – 1 dan tahap -2. Komponenn utama air yang dianaalisis adalah h: -

Perminntaan air (w water demannd) yang meruapakan estimasi e kebbutuhan airr pada kawasan industri, termasuk kebutuhan k domestik d daan industri.

-

Kualittas air, yaitu kualitas air untuk memenuhii kebutuhann domestik k dan industrri, serta anttisipasi kuaalitas air peermukaan seebagai akibbat langsung g dari pembuuangan air limbah dom mestik dan lim mbah cair inndustri.

15

Preliminaryy Hydrological Assesment for the Developmeent of an Industtrial park in Haiti – prepared by ENVIRON E Inteernational Corpporation, Washington DC – Auugust 2011


40

-

Keterssediaan air,, yang merrupakan esttimasi aliraan air perm mukaan, evaaluasi resiko banjir, esttimasi hasill dari sumu ur pompa dan d potensi deplesi ak kuifer, aliran ekologi di kawasan inndustri dan n sekitarnyaa, khususnyya dengan pantai p Caracool.

-

Analissis demograafi, yaitu annalisis dam mpak kumullatif dari peengembang gan di sekitarr kawasann, termasuuk perumaahan dan antisipasi pengembaangan infrasttruktur lain. Air untuk kebbutuhan doomestik diiidentifikasii pada settiap perusaahaan

berdasarkaan

jumlahh staf dan staf lokal yang tingggal di lingkkungan kassawan

industri, dan d air untukk kebutuhann industri diiestimasi beerdasarkan kkebutuhan setiap s pelaku inddustri16. Berdasarkan B analisis peerkiraan nerraca air, diiperkirakan akan terjadi keekurangan air a pada taahun 2020 dan pada tahun 20660. Solusi yang diajukan adalah a ketersediaan airr lain selain n air hasil daur d ulang limbah caiir dan waduk peenampung air a hujan pada musim m hujan. Namun N perhhitungan terrsebut dibuat dallam keterbaatasan inforrmasi meng genai curahh hujan sertta ketidakpaastian sentivitas ekologi dii kawasan, sehingga menyimpul m lkan bahwaa air permu ukaan tidak cukuup untuk meemenuhi kebbutuhan kaw wasan indusstri.17 Padaa dasarnya perhitungan p n neraca air adalah perhhitungan juumlah total aliran a air yang masuk, dann jumlah total air yaang keluar dalam seluuruh kegiatan di kawasan industri. Model M neracca air dapaat dihitungg berdasarkkan skala waktu w (Klemes, 1983; Zhanng et al., 2005 2 ; Son n et al., 20007; AquaR Resource, 2011). 2 Metode

perhitungann

dilakukkan

berdassarkan

keetersediaan

data.

Karena K

16 17

Ibid.hal. 8--9 Ibid. hal. 26


41

keterbatassan data, maka m terjadi ketidakpasstian pada beberapa b vaariabel, sehingga model hiidrologi yaang diperoleh dilengk kapi dengaan analisiss ketidakpaastian (uncertainnty analysiis). Upayaa untuk mengurangi m ketidakpaastian dilak kukan diantaranyya dengan cara c menguurangi param mater ketiddakpastian. Son et al.(2 2007) mengembaangkan strruktur moddel neraca air dengaan mengurrangi param meter ketidakpasstian dengan mengguunakan daata tambahaan lain seelain komp ponen hidrologi. Ketidakpasstian dalam parameter yang y diestim masi dievaluuasi dan dib batasi untuk mem mperoleh tinngkat keperrcayaan (con nfidence) daalam predikksi model. Struktur model m yang dikembanggkan terdirii atas tiga model m yangg dibedakan n oleh struktur lapisan l tannah berdassarkan sken nario yangg dibangunn. Model yang dikembanggkan adalahh model unntuk mengh hitung keceepatan evapporasi, keceepatan transpirasii pada aliraan subsurfacce linier daan nonlinierr; pada tigaa struktur laapisan tanah yang berbeda. Seluruh paarameter diaasumsikan berdistribus b si seragam, yang merupakann data intervval. Validasi data d dilakukkan dengan menggunak kan tiga penngukuran (S Son et al., 2007, 2 hal. 5), yaaitu : Reff = 1 −

Σ(Qobs − Qsim ) 2 Σ(Qobs − Qobs ) 2

LogReff e = 1−

(2.1) (

Σ(loog Qobs − logg Qsim ) 2 Σ(loog Qobs − log g Qobs ) 2

(2.2) (

Rcom = Reff .LogReeff jika Rcom ≥0 c Rcom = 0

R2 =

jika Rcoom < 0

n(Σ(QobsQsim ) − (ΣQobs )(ΣQsim ) n(Σ(Q 2 obs − (ΣQobs ) 2 )(nΣQ 2 sim − (ΣQsim ) 2 )

(2.3) (


42

dimana Qobs nilai obbservasi dann Qsim nilai simulasi dari d aliran air pada setiap s tahapan, dan d Qobs adaalah nilai ratta-rata dari Qobs , dan n adalah jum mlah data. Persamaann (2.3) merupakan esstimasi pengukuran effisiensi yanng menggun nakan aliran trannsformasi-loog (log-trannsform). Niilai Reff untuuk menekannkan aliran pada

LogReff lebbih baik ddigunakan untuk bagian attas lapisan akuifer, sedangkan s u menggambbarkan akuurasi dari aliran pad da bagian bawah darri akuifer. Rcom digunakann untuk mem menuhi alirran pada lap pisan atas dan d lapisan bbawah padaa saat bersamaann. Model ini i dapat diadopsi d un ntuk kajiann hidrologi suatu kaw wasan dimana strruktur tanahh dalam telaah diketahuii. Perkkiraan atau estimasi neraca n hid drologi jugaa dapat dilakukan deengan menggunaakan data hiidrometeoroologi dan sistem s inforrmasi geogrrafi (Geographic Informatioon System). Multiregreesi linier daan GIS diguunakan untuuk mengesttimasi distribusi spatial darii curah hujan (Voudorris et al. 20007). Neracca hidrologi dari suatu cekuungan diberrikan dengann persamaan n berikut : P = R + E + I + dw + dq

(2.4)

dimana P = curah huj ujan, R = deebit sungai, E = evapottranspirasi, I = infiltrassi, dw = variasi dari kuanttitas keterseediaan air tanah, dann dq = inteervensi man nusia. Dengan mengabaikan m n dw dan dqq, maka perssamaan (2.44) menjadi : P=R+E+I

(2.5) (

Dengan menggunaka m an data hiddrometeorologi, sistem m informassi geografi, peta geologi, dan d mengguunakan mettode multiregresi linieer, setiap koomponen neraca n hidrologi diestimasi d u untuk setiapp batas air pada p daerah Korinthia. Persamaan yang diperoleh adalah ratta-rata curaah hujan per p tahun pada p suatu lokasi. Namun


43

persamaann yang dihasilkan d hanya un ntuk mengestimasi kketersediaan n air berdasarkaan curah hujan, h evapporasi, infilttrasi dan kelembapan k n tanah di suatu lokasi. Moodel estimasi ketersediiaan air yan ng dihasilkann diharapkaan dapat meenjadi acuan padda suatu daerah dalam memproyek m ksikan kebuttuhan air. Dataa tambahann seperti pembagian p area berddasarkan kkepadatan tanah, t kecepatann aliran airr – cepat dan lambaat, level air tanah ddigunakan untuk u mendapatkkan hasil perhitungan yang diharrapkan menndekati hasiil aktual, deengan error atauu penyimpanngan yang sangat s kecil (Uhlenbroook et al., 19999; Boyle et e al., 2000).

2.6. Siklu us Hidrologi Air Sikluus air atauu siklus hidrologi adaalah sirkulasi air yanng tidak pernah berhenti dari d atmosffir ke bumii, dan kem mbali ke atm mosfir melalui konden nsasi, presipitasii, evaporasii dan transspirasi. Pemanasan aiir laut olehh sinar mattahari merupakann kunci prroses sikluss hidrologi tersebut dapat d berjallan secara terus menerus. Air berevaaporasi, keemudian jattuh sebagaii presipitassi dalam bentuk hujan, saljju, hujan baatu, hujan ess dan salju (sleet), ( hujaan gerimis attau kabut. Pada perjaalanan menuuju bumi beeberapa preesipitasi dappat berevapoorasi kembaali ke atas atau langsung jatuh yangg kemudian n diinterseppsi oleh taanaman seb belum mencapai tanah. Seteelah mencaapai tanah, siklus hidroologi terus bergerak secara s kontinu daalam tiga caara yang berrbeda: •

Evapoorasi / transppirasi - Air yang y ada dii laut, di darratan, di sunngai, di tanaaman, dsb. kemudian k a akan menguuap ke ang gkasa (atm mosfir) dan kemudian akan menjaddi awan. Pada keadaaan jenuh uaap air (awann) itu akan menjadi bintik-


44

bintik air yang selanjutnya s akan turun n (precipitaation) dalam m bentuk hujan, h e salju, es. •

Infiltraasi / Perkollasi ke dalaam tanah - Air bergerrak ke dalam m tanah melalui celah-ccelah dan pori-pori p tannah dan battuan menujuu muka air tanah. Air dapat bergerrak akibat aksi kapileer atau air dapat berrgerak secaara vertikal atau horizoontal dibawaah permukaaan tanah hingga h air tersebut t meemasuki kem mbali sistem m air permukkaan. Air permukaann, baik yangg mengalir maupun m yanng tergenangg (danau, waduk,

rawa), daan sebagiann air baw wah permuk kaan akan terkumpull dan men ngalir membentuuk sungai daan berakhir ke laut. Pro oses perjalaanan air di ddaratan itu teerjadi dalam komponen-koomponen siklus hidrollogi yang membentuk m k sistem Daerah Aliran Suungai (DAS)). Jumlah air a di bumi secara keseluruhan reelatif tetap, yang berubah addalah wujudd dan tempaatnya. Temp pat terbesarr tejadi di lauut. Dalam peerjalanannyaa dari atm mosfer ke lu uar, air meengalami banyak interrupsi. Sebagian dari d air hujaan yang turuun dari awaan menguapp sebelum tibba di permu ukaan bumi, sebbagian lagi jatuh di atas a daun tumbuh-tum t mbuhan (inttercception)) dan menguap dari permukkaan daun-ddaun. Air yang y tiba dii tanah dapaat mengalir terus n ada juga yang meresap dulu d ke dalam tanah ((infiltration)) dan ke laut, namun sampai kee lapisan battuan sebagaai air tanah. Sebagian darri air tanahh dihisap oleh o tumbuhh-tumbuhann melalui daund daunan lallu menguappkan airnya ke udara (trranspirationn). Air yangg mengalir di d atas permukaann menuju sungai keemungkinan n tertahan di kolam m, selokan, dan sebagainyya (surface detention),, ada juga yang semeentara tersiimpan di danau, d tetapi kem mudian meenguap ataau sebalikn nya, sebaggian air m mengalir di atas


45

permukaann tanah melalui parit, sungai, hing gga menujuu ke laut ( ssurface run off ), sebagian lagi infiltraasi ke dasaar danau-danau dan bergabung b di dalam tanah sebagai airr tanah yangg pada akhiirnya ke luaar sebagai mata m air. Siklus hiddrologi dibeddakan ke daalam tiga jen nis yaitu: • Siklus Pendek P : Aiir laut mengguap kemud dian melaluii proses konndensasi berrubah

menjaddi butir-butiir air yang halus atau awan dan selanjutnyaa hujan lang gsung jatuh kee laut dan akan a kemballi berulang. • Siklus Sedang : Air A laut mennguap lalu dibawa d olehh angin mennuju daratan n dan

melaluii proses koondensasi beerubah men njadi awan lalu jatuh ssebagai hujjan di daratann dan selanjjutnya mereesap ke dalam tanah laalu kembalii ke laut melalui sungai--sungai atauu saluran-saaluran air. • Siklus Panjang : Air laut menguap, m setelah s mennjadi awann melalui proses p t yangg lebih tingggi di daratan n dan kondennsasi, lalu teerbawa olehh angin ke tempat terjadillah hujan salju atauu es di pegunungan--pegunungaan yang tiinggi. Bongkaah-bongkahh es mengenndap di pun ncak gunungg dan karenna gaya berratnya melunccur ke tempat yang lebih rendah, mencair m terbbentuk gletsser lalu men ngalir melaluii sungai-sunngai kemballi ke laut. Unsur-unssur utama dalam siklus hidrologi : - Evaporasi

: Ketika air dipanasskan oleh sinar matahhari, permu ukaan

m n ikatan mo olekul molekul--molekul aiir memilikii cukup eneergi untuk melepaskan air tersebbut dan kem mudian terleepas dan mengembang m g sebagai uaap air yang tidak terlihat di d atmosfir. Sekitar 95.000 mil kubik k air menguap m kee angkasa setiap s tahunnyaa. Hampir 80.000 8 mil kubik k meng guapnya darri lautan. H Hanya 15.00 00 mil kubik beerasal dari daratan, d dannau, sungai, dan lahan yang y basah, dan yang paling p


46

penting juga berassal dari traanpirasi oleh daun tannaman yangg hidup. Proses P semuanyya itu disebuut evapotrannspirasi. - Transpirrasi

: Uap air juga j dikelu uarkan dari daun-daun d ttanaman melalui

sebuah proses p yangg dinamakaan transpira asi. Setiap hari tanamaan yang tum mbuh secara aktif a melepaskan uap air 5 samp pai 10 kalii sebanyak air yang dapat ditahan. - Respirassi

t hewann dan manuusia : penguapan air dari tubuh

- Evapotraanspirasi

: perpaduaan evaporassi dan transppirasi

- Kondenssasi

: Kondensasi disebu ut juga penngembunan. Ketika uaap air

asi, biasanyya pada parrtikelmengem mbang, menddingin dan kemudian berkondens b partikel debu kecil di udara. Ketika K kond densasi terjjadi dapat bberubah meenjadi cair kem mbali atau laangsung berrubah menjadi padat (ees, salju, huujan batu (h hail)). Partikel--partikel air ini kemudiian berkump pul dan mem mbentuk aw wan. - Presipitaasi

: Presipitasi pada pembentukan hujan, saljuu dan hujan n batu

(hail) yang y berasaal dari kuumpulan aw wan. Awaan-awan terrsebut bergerak mengelillingi dunia,, yang diatuur oleh aruss udara. Sebagai contooh, ketika awana awan teersebut berrgerak mennuju pegun nungan, aw wan-awan teersebut meenjadi dingin, dan d kemudian segera menjadi m jenu uh air yang kemudian aair tersebut jatuh sebagai hujan, sallju, dan huujan batu (hail), terggantung paada suhu udara u sekitarnyya - Infiltrasii

: air yang jatuh ke perrmukaan tannah dan meeresap ke daalam tanah.

- Perkolassi

: Beberapaa presipitasii dan salju cair c bergeraak ke lapisan n


47

bawah taanah, menggalir secara infiltrasi atau a perkolaasi melalui celah-celah h dan pori-porii tanah dan batuan sehiingga menccapai muka air tanah (w water table) yang kemudiaan menjadi air a bawah taanah. - Run off

: air yang mengalir dii atas permuukaan tanahh melalui paarit,

sungai, hingga h menuuju ke laut. 2.6.1. Model Sistem S Air Tanah. umber Sunngai terbentuuk dengan adanya alirran air dari satu atau bbeberapa su air yang berada b di keetinggian,um mpamanya disebuah d puuncak bukitt atau gunun ng yg tinggi, dim mana air huujan sangat banyak jattuh di daeraah itu, kemuudian terku umpul dibagian yang y cekungg, lama kelamaan dikaarenakan suudah terlalu penuh, akh hirnya mengalir keluar k melaalui bagian bibir ceku ungan yang paling muddah tergeru us air. Selanjutnyya air itu akan a mengaalir di atas permukaan tanah yangg paling rendah, pada awallnya mungkkin merata. Namun kaarena ada bagian- bagiian dipermu ukaan tanah yg tidak t begituu keras dan mudah terk kikis, sehinngga menjaddi alur alur yang tercipta makin m hari makin pannjang. Seirring dengann makin deras dan makin m seringnya air mengaliir di alur ituu, maka sem makin panjaang dan sem makin dalam m, alur itu akan berbelok, b ataau bercabanng apabila air a yang meengalir disittu terhalang g oleh batu sebessar alur itu, atau batu yang y banyak k. Demikiann juga dgn sungai di bawah b permukaann tanah, terrjadi dari aiir yang men ngalir dari atas, a kemuddian menem mukan bagian-baggian yang dapat d di tem mbus ke baw wah permukkaan tanah dan mengaalir ke arah dataran rendah yg y rendah. Lama L kelam maan sungai itu akan sem makin lebarr.


48

energi solar

Gaambar 2.4. Ilustrasi terrbentuknya debit air 2.6.22. Kecepattan pembenttukan kemb bali air tanahh. Air tanah t meruupakan sum mber air paaling pentinng bagi ekoosistem darratan. Dalam skaala abad ataau ratusan tahun, t siklu us hidrologii air merupaakan siklus yang seimbang;; tetapi padda skala waaktu yang berbeda, sikklus air tanaah menjadi tidak seimbang sehubungann dengan kehabisan k caadangan airr akibat berbbagai komp ponen run-off. Siklus S hidroologi adalahh sirkulasi air yang tidak pernaah berhentii dari atmosfir ke k bumi dan d kembaali ke atmo osfir melallui kondenssasi, presip pitasi, evaporasi dansamudra transpi irasi.presipitas Pemannasan air sam oleh matnpirasi ahari pakan evaporassi si panas aliran nmudera air presipitas sih Airsinar permukaan dan merup Evapotransp (air)

tan nah

air tanah

kunci prooses sikluss hidrologii tersebut dapat berjjalan secarra kontinu.. Air berevaporrasi, kemudiian jatuh seebagai presipitasi dalam m bentuk huujan, salju, hujan h batu, hujann es dan sallju (sleet), hujan h gerimis atau kabuut. Pentiingnya cadaangan air tannah untuk ketersediaan k n air bersih aatau disebutt juga mean turnn over time (MTT) ( dapaat dilihat paada tabel berrikut :


49

Tabel 2.1 : Rata-ratta waktu isii ulang padaa tempat pennampungann yang berbeeda Tempat penampungan

R Rata-rata wakttu

Samuderaa

∼ 2500 tahun

Cold glacciers

> 100.000 tahhun

Temperatte glaciers

< 500 tahun

Connate water w

> 1.000.000 taahun

Deep grouund water

> 100 tahun >>

Shallow ground g water

< 100 tahun

Danau

∼ 15 tahun

Sungai

∼ 16 hari

Asmosphere water vapor

∼ 10 hari

Sumber : Seeiler dan Lindnner (1995)

Tabel 2.1 mempperlihatkan bahwa air bawaan b alaam menggam mbarkan su umber air tak teerbarukan (non ( renew wable) dalaam skala waktu w geoloogi. Sebaliknya, atmosfer air a pendukuung, air tannah dangkaal, danau daan sungai ssecara signiifikan diisi ulangg (rechargeed) oleh sikklus air yan ng ada saat ini. Diantaara air tanaah tak terbarukann dan air taanah terbaruukan terdap pat zona perrantara (inteermediate zone), z yaitu air tanah t dalam m atau deepp ground water w (Seilerr dan Lindnner, 1995), yang menerimaa

isi ulangg air tanahh dalam skaala waktu geologis attau skala waktu w

panjang, dan d sedikit saja diserapp untuk isi ulang air tanah. t (Seiler et al., 2007). 2 Terdapat beberapa proses p hidrrologi yang g melakukaan pembenntukan air tanah (water recharge). Komponen K h hidrologi yang y berperran berganttung pada letak geografis serta kondissi alam. mua gletser dan d salju abbadi pada saaat ini meruupakan cadaangan air jaangka Sem panjang, memberikaan kontribuusi untuk pasokan p airr, karena terlalu jauh h dari konsumenn. Dengan pemanasan p global, vollume gletser dan salju akan berku urang untuk janngka waktu lama yangg merupakaan konsekuuensi dari pperubahan iklim terhadap ketersediaan k n air tawar. Air laut mempunyai m l lintang distrribusi yang tidak


50

sama. Seccara umum siklus pem mbentukan kembali airr tanah dappat digambarkan sebagai beerikut :

Gaambar 2.5 : Siklus pem mbentukan air tanah Sumber : Seileer et al. (2007)

Hal ini diisebabkan oleh o distribuusi yang tid dak merataa dari ridiassi sinar mattahari pada perm mukaan buumi, pola sirkulasi attmosfir gloobal, dan modifikasi oleh kapasitas panas, ukuuran dan toopografi keepadatan daaratan, dan interaksi antara a atmosfir dan d panas attau dinginnyya lautan. Mennurut UNES SCO (1999)) mengenaii keseimbanngan air duunia, volum me air yang di eksploitasi dari selurruh daratan n per tahuun kira-kirra 44.800 km3.. Distribusi eksploitasii air tanah pada p setiap p benua padda tahun 1921 hingga tahun t 1985 digam mbarkan seebagai berikkut pada tabel 2.2.


51

Tabbel 2.2. Disstribusi relattif dari sum mber air tanaah terbarukaan di dunia Perseentasi pengam mbilan air t tanah (dischaarge)

Air tanaah terbarukan n (rechhargeable) m3/ kaapita/ tahun

Asia

31.5

3.920

Eropa

6.7

4.200

Afrika

9.8

5.720

Amerika utara u

18.4

117.400

Amerika Selatan S

28.0

338.200

Australia dan Oceaniaa

5.6

883.700

Benua

Sumber : UNESC U O, 1999

Kajian siklus air a tanah secara rinci telah t banyaak dilakukaan oleh paraa ahli ng pada bannyak variabeel, seperti kontur k hidrology.. Silus air taanah sangatt bergantun tanah, lettak geograffis, iklim, kepadatan tanah, currah hujan dan kompo onenkomponenn hidrologi lainnya (S Seiler et al., 2007). Kecepatan K ppembentukaan air tanah (groound waterr recharge velocity) pada p suatu tempat tiddak tetap, sangat lambat dann tidak seim mbang denggan kecepataan kehilanggan air tanahh. Perlindu ungan air tanah adalah meengatur keceepatan kehiilangan air tanah t agar ttidak lebih cepat mukaan taanah. dari keceepatan pembentukan air perm menggambbarkan perrsediaan

Persamaan yang

a dari sisttem awal atau air a predevvelopment dapat

dituliskan sebagai berrikut : Rechargge (water en ntering) = Discharge D ( (water leaviing) Air yang keluar serinng dialirkann ke sungai, dan disebut aliran daasar. Kondidi air uatu sistem air tanah ssecara alam mi dan yang keluuar dan air yang masuuk dalam su merupakann kondisi stabil atau equlibrium m digambarkan dalam m tabel 2.3 3 dan gambar 2.6 dan gambbar 2.7 berikkut ini.


52

T Tabel 2.3. Sumber S air tanah t yang masuk dan keluar dari sistem I INFLOW (rrecharge)

TFLOW (disscharge) OUT

Areal mengisi ulang dari curaah hujan

Dialirkann ke sungaai, danau, lahan

1. yang merembes m meelalui zona taak jenuh 1. basah, teluk, muara, aatau laut dan n mata ke tem mpat air tanahh mengis si ulang dari d aliran sungai, 2. danau dan lahan baasah

SUMBEER AIR

Air masuk

air

2. Evapotraanspirasi airr tanah

WADAH AIR (storage)

Air Keluarr

KETERSSEDIAAN A AIR

Gambar 2.6. Diagrram sumberr air

pom mpa

Peenambahan pada aliiran masuk

Pergerakkan air dalam siistem

Pengurangaan pada aliran keluaar

Kettersediaan Air

Gambar 2.7. 2 Diagram m ketersediaaan air (A) Diagrram predevvelopment menggamba m arkan alirann yang masuuk sama deengan air yang keluar. k (B) Diagram D peersediaan aiir yang mennunjukkan pperubahan dalam d aliran untuuk sistem air a tanah yaang dipomp pa. Sumberr air untuk dipompa adalah a perubahann dalam mengisi m ulanng, debit, dan d jumlahh air yang disimpan. Nilai predeveloppment awall ini tidak laangsung maasuk perhituungan perseddiaan air.


53

Sisttem predeveelopment (siistem alam)) diubah oleeh manusia melalui keg giatan pemompaaan air tanahh air untuk digunakan, mengubahh pola isi uulang oleh irrigasi dan pembaangunan peerkotaan, meengubah jen nis vegetasi, dan kegiattan lainnya. Efek dari penarrikan air tannah, dapat ditulis dalaam bentuk angka a (atauu volume seelama periode waktu tertenttu) sebagai: P=I+W+D P = pengaambilan air I = peninggkatan masuuknya air W = air yaang keluar dari d kolam air a D = penguurangan keluuarnya air Akibat aw wal dari pennarikan air adalah a perub bahan dalam m penyimpaanan. Jika sistem tiba pada kondisi stabil atau ke sebuah ekuilibrium m baru, perubahan dalam d b daan arus maasuk lagi akkan menyeeimbangkan n arus penyimpannan akan berhenti keluar : Pumpagge = Increassed recharg ge + Decreaased discharge Dengan demikian, d pemakaian jangka panjang p sum mber air sumur biassanya tergantungg pada peruubahan padaa jumlah airr yang masuuk atau yanng meningg galkan sistem. Beerapa banyaak air tanahh yang terseedia untuk digunakan tergantung pada bagaimanaa perubahaan dalam inflow dan n outflow mempengar m ruhi lingku ungan sekitar. Dalam menentukan efekk dari pomp pa dan jum mlah air yanng tersedia untuk u digunakann, penting untuk mengetahui m bahwa tidak semuaa air dipompa dikonsumsi. Sebagai contoh, tiddak semua air dipomppa untuk iriigasi dikonssumsi oleh evapotranspirasii. Beberapaa air kemballi ke sistem m air-tanah sebagai infi filtrasi (irigasi aruus balik).


54

100

Persentasi masa waktu air pompa

Air dari aliran alam

50

Air dari penyimpana an

0 Wak ktu Pompa

Gam mbar . 2.8 . Pengaruh pemompaan p air-tanah teerhadap air cadangan untuk dialirrkan ke sungai 2.6.3. Laju perggerakan dann pemulihan n air tanah. Perggerakan airr tanah relaatif lambat dan bergeerak dari peermukaaan yang tinggi ke permukaann rendah. Umur U air taanah, yaitu lamanya aair tanah berada b dibawah permukaan p bervariasi antara pulluhan hinggga ribuan ttahun. Perlahanlahan air tanah t keluarr (dischargee) ke danau,, sungai dann lautan. Dischargee alami ini disebut sebbagai aliran dasar (basse flow) dann merupakaan hal yang pentiing bagi bannyak ekosisstem. Penuru unan permuukaan air tannah dapat diukur d atau dipreediksi pada suatu titik geografi g meelalui sumuur pengawass. Kedalamaan air diukur rellatif terhadaap permukaaan mulut su umur. Penuurunan perm mukaan air tanah kemudian dapat diguunakan untuuk membuaat peta yangg menunjukkkan kemiringan


55

permukaan air tanah. Aliran air tanah tegak lurus dengan kontur permukaan air tanah, dan bergerak dari permukaan yang tinggi ke permukaan yang lebih rendah.

Gambar 2.9. Pengukuran penurunan permukaan air tanah Sumber : http://www.horsleywitten.com/evergreen/mod-1-gw-mov-recharge.html

Laju aliran air tanah sangat bervariasi, dari beberapa meter per tahun pada bahan permeabilitas rendah, seperti lumpur atau tanah liat, hingga beberapa centimeter per hari dalam bahan permeabilitas tinggi, seperti pasir dan kerikil. Laju aliran air tanah dapat lebih cepat dalam batu kapur dan dalam batuan retak.


56

2.6.4. Menghitunng laju aliraan air tanah. Keceepatan alirran dapat diestimasii dengan menggunaakan persaamaan matematikka sederhaana berdasaarkan Huk kum Darcyy (Anonym m, 2011), yang mengatur pergerakann tanah. Keccepatan atau u laju alirann air tanah m merupakan rasio antara perrmiabilitas dari d akuifer terhadap po orositas darri akuifer. P Permiabilitas dari akuifer biiasanya anttara 100 saampai 500 kaki /hari didalam paasir dan keerikil, bergantunng pada kem miringan peermukaan air a atau graadien hidrauulik (diukurr dari peta perm mukaan air tanah, biassanya antarra 0,2 hinggga 0,3 perssen kemirin ngan). Porositas akuifer meerupakan peersen ruang g kosong diisi d dengann air tanah 0.25 hingga 0.335 persen daari pasir dann kerikil. Uppaya yang harus h dilakkukan untuk k keamanann jangka paanjang air tanah antara lainn dengan mengelola m peenarikan airr dari akuiffer (memom mpa air) sehingga tidak meleebihi "batass aman". Batas B aman n adalah jum mlah air yaang dapat ditarik d dari aquiffer tanpa dampak d ekoologis yang g signifikaan. Dampakk ekologis yang signifikann dapat meengakibatkann penurunaan debit suungai dari mana air tanah dibuang ke k sungai menyediakaan aliran dasar. d Penaarikan air ddapat diimb bangi dengan peemasukan keembali air kedalam k aqu uifer, yang dapat menccakup air lim mbah, setelah diiolah dengaan tepat, daan menyusu upkan kem mbali mengiisi ulang buatan b kedalam akuifer.Meenentukan batas-batass aman peenarikan aair tanah perlu dilakukan dengan pem mahaman yang jelas teentang iklim m, hidrogeollogi, dan am mbang batas ekollogi, terutam ma di manna sungai dan d lahan basah yang secara hidrrologi terhubungg ke akuiferr. Ini mem mbutuhkan integrasi i yaang cermat antara ilm mu air tanah dan kebijakan penggunaan p n lahan.


57

Aliran dasar ke sungai dipengaruhi oleh sumur pompa yang terletak di dalam daerah aliran sungai. Memompa air tanah merupakan penyadapan atau pengambilan airyang yang seharusnya mengalir ke sungai sebagai aliran dasar (baseflow), sehingga berdampak mengurangi sumber sungai air untuk tetap mengalir. Selain itu, sumur yang terletak dekat sungai atau anak-anak sungainya dapat menyebabkan pemakasaan terjadinya infiltrasi. Dampak dari pemompaan air tanah akan lebih buruk ketika kawasan industri mengandalkan air tanah sebagai sumber air pada musim kemarau untuk memenuhi permintaan musiman yang tinggi

Gambar 2.10. Sumur pompa yang mencegat aliran air ke sungai Efek memompa sumur adalah menurunnya permukaan air tanah di sekitarnya, dan juga mengubah kemiringan permukaan air tanah menjadi kerucut, sehingga berpotensi menciptakan lereng dari sungai ke arah sumur, yang mengakibatkan : • mencegat air tanah yang seharusnya dibuang ke sungai, sehingga aliran

permukaan berkurang


58 • Mendorong infiltrasi, sehingga menyebabkan air permukaan dari sungai atau

aliran mengalir dari sana melalui bawah tanah dan ke dalam sumur, sehingga mengurangi aliran permukaan, sungai akan kering di sekitar sumur.

Gambar 2.11. Sumur pompa mendorong infiltrasi Meskipun telah banyak dilakukan usaha untuk mengembangkan model pemulihan air tanah, tetapi model yang dihasilkan adalah model untuk lokasi tententu dengan karakteristik geografis dan hidrologis yang sangat spesifik serta pada suatu musim atau masa yang sangat spesifik pula. Hal ini menyebabkan model pemulihan air tanah tidak dapat diterapkan secara umum pada daerah lain. Model air tanah tidak dapat divalidasi (Konikov et al., 1992). Masalah ini kemudian dikaji oleh Gorokhovski et al. (1996) yang menyatakan bahwa model hidrogeologis harus tetap digunakan dan dikembangkan meskipun untuk mengkuantifikasi error atau kesalahan dari model secara tepat tidak mungkin dapat dilakukan. Selain itu, meski validasi model tidak mungkin, tetapi


59

dapat dicaari cara untuuk meningkkatkan reliab bilitas dari model sertaa reliabilitas dari keputusann yang dibuaat berdasarkkan model dimaksud. d Hal yang samaa dinyatakaan oleh Haassan (20044) dalam kkajian men ngenai model air tanah, bahhwa umumnnya model tidak menggungkapkann kebenaran n dari suatu sisteem, tetapi hanya merrupakan alaat untuk meembuat kepputusan. Selain S karena koompleksitas model air tanah semakin meninngkat, terdaapat ‘gap’ antara a hasil modeel dan kemaampuan unttuk mengev valuasi akuraasi simulasii dari modell oleh masyarakaat dan pem mbuat kebijaakan. Hassaan berpendaapat bahwaa validasi model m adalah suaatu proses evaluasi model m dari aspek-aspek a k yang berbbeda dari model m untuk tujuuan mempeerbaiki, meemperluas, dan membbangun keppercayaan dalam d prediksi model sehhingga dappat digunak kan sebagaai instrumeen pengam mbilan keputusann. Validasi model m adalaah suatu proses. Cossgrove et all. (2008) meembuat kajiian mengennai peranan model air tanah sebagai saalah satu ruj ujukan dan/aatau sebagaai alat bantuu dalam mem mbuat kebij ijakan yang berkkaitan dengaan pemakaiian air tanaah. Kajian yang dilakuukan difoku uskan pada variaable ketidakkpastian dann perananny ya dalam peenggunaan model air tanah. t Variabel ketidakpasti k ian yang dianalisis an ntara lain variabel v tekaanan politik k dan variabel tekanan sosial. Dalaam kesimp pulannya dinyatakan d bahwa model m lingkungaan secara um mum, menggandung kettidak pastiaan yang mem mbuat kom mpleks proses peemodelan dengan keeterbatasan penerimaaan model dan kepu utusan administraasi yang berhubunga b an yang beerdampak pada tantaangan men ngenai legitimasi bagi pihhak tertenttu. Sehing gga muncuul pertanyyaan bagaiimana mengembaangkan moodel yang kuat k secara ilmiah unttuk digunakkan sebagaai alat pengambill kebijakan,, tetapi menngalami tekaanan sosial dan politik..


60

Kouutsoyiannis et al. (20009) menco oba mengiddentifikasi vvariabel-varriabel ketidakpasstian untukk mengem mbangkan model hiddrology aiir tanah untuk u keberlanjuutan. Variabbel ketidakppastian yang g diteliti addalah yang bberkaitan deengan cuaca dan dampak daari pemanasan global paada model air a tanah. Wonndzell et all.. (2009) mengemban m ngkan bebeerapa modeel menggun nakan metode yaang berbedaa untuk mem mperkirakan n dua dari parameter p yyang paling tidak pasti - K dan kedalaaman dan bentuk b darii batas batuuan dasar. Hasil peneelitian menunjukkkan bahwa data geomoorfik mungk kin cukup untuk u mempprediksi fluk ks air melalui waktu w perjallanan air dibawah d perrmukaan. Namun, N dipperlukan an nalisis rinci jalurr transportaasi zat terlaarut dan terrobosan, daan samplingg intensif bawah b permukaann mungkin diperlukann. Oleh sebaab itu cara yang palingg efektif saaat ini untuk menngurangi dampak linggkungan airr tanah adaalah dengann mengendaalikan pemakaiann air tanah dengan d caraa lain tanpa mengandalkan model. Berbbagai usahha dilakukkan untuk menguranngi pemakaaian air tanah. t Penguranggan dapat dilakukann dengan berbagai hal, antarra lain deengan mengoptim malkan sisttem distribbusi air misalnya m meelalui penggadaan reseervoir terpusat, atau a dengann pengadaann beberapa reservoir r denngan sistem m zoning. Terdapat empat e metoda yang um mum digunak kan untuk meminimum m mkan jumlah h air yang digunnakan : -

Perubahan prooses

-

Penggunaan kembali k (waater reuse)

-

Meembuat pennggunaan airr ulang (reg generation reeuse)

-

Meenghasilkann air daur ullang


61

Beberapa metode yang y dikem mbangkan untuk u pengggunaan ulang air secara s ( w water reuse)) tanpa meengganggu proses induustri, diantarranya optimum (optimum dengan memodelkan m sistem disstribusi air dalam benttuk optmisaasi kombinaatoril, dimana seemua kemunngkinan darri struktur sistem s untukk penggunaaan ulang (rreuse) air secaraa maksimum m dianalisiis. Terdapaat 2 pendekatan untuuk menghassilkan rancangann dasar daari sistem penggunaaan air 1. Rancangann Grafis secara s konseptuaal (water pinnch). Cara seederhana unntuk dapatt meningkaatkan efisieensi diantarranya adalah denngan analissis ‘water pinch’. p Mettode ‘waterr pinch’ meerupakan metode m yang sedeerhana tetappi memberiikan hasil yang mengguntungkan jika diteraapkan pada induustri yang banyak menggunakan air. a Akan teetapi dengann metode ‘w water pinch’, juumlah kontaaminan menningkat sehin ngga sulit untuk u diterappkan.

Sumber : Yoo Y et al. (2007))

Gambarr 2.12. (a) Water W pinchh untuk mem minimumkaan penggunaaan air bersih. (b) diagram d alir water reusse


62

Pendekatan laain adalah dengan d optim misasi mateematika unttuk mengolaah (to minan atau kendala, ev valuasi biayya, dan layoout pabrik. Akan treat) mulltiple kontam tetapi, meskipun algooritma optim misasi dapatt dibuat, waaktu eksekuusi program m pada komputer (computingg time) perrlu dipertim mbangkan dan d hasilnyya tidak dijjamin merupakann solusi gloobal jika kom mpleksitas rancangan r b bertambah sseiringan deengan penambahhan unit proses, kontam minan dan to opologi jarinngan. Water pinnch merupaakan teknikk sistematis untuk mennganalisis jjaringan airr dan menguranngi biaya pennggunaan air a untuk pro oses industrri. Metode iini menggun nakan metode peerancangan grafis untuuk mengideentifikasi dan mengopptimalkan “w water re-use”, regenerasi dan d salurann pengolahaan air (WaatertargetTM M, 2004). Untuk U m metode ‘w water pinch’ dibagi atas 6 tahapan yang penerapann pada indusstri, diagram diantaranyya evaluasi kontaminann, tahap anaalisa sensitivvitas tekait konsentrasii inlet , dan analiisis biaya daan kelayakaan teknologii (Yoo et al., 2007) Pendekatan laain yang sering digunaakan untuk meminimuukan penggu unaan air bersih dan hasil limbah caiir adalah dengan d mateematika opptimisasi. Teknik matematikka optimisaasi dapat digunakan d sebagai metode m yanng efektif untuk u menganaliisis, dan meengsintesis jaringan j peenggunaan air a untuk peenggunaan ulang u air pada industri i (inddustrial waater reuse) dan meminnimumkan limbah cairr dari sistem peengolahan limbah l unttuk memin nimumkan kecepatan k alir pengolahan limbah caiir. Honggquan (20005) mengem mbangkan model m dayaa dukung ssumber air pada propinsi Hebei H di China. C Mettode yang

digunakaan adalah optimisasi yang

memaksim mumkan jum mlah populaasi pada suaatu level staandar kehiddupan pada suatu dukungan sumberdayya air. Hasiil perhitung gan menunjukkan bahw wa daya du ukung


63

sumber air di propinssi Hebei sanngat rapuh dengan keccepatan oveerloading seebesar k an bisa dilakkukan sebesar 48% sajaa. 400%, yanng pada leveel standar kesejahteraa Yiqiing et al. (2008) mengggunakan glo obal optimisasi untuk m mengemban ngkan model opttimisasi sistem integraasi air, dim mana proses pengolahann air dan proses p distribusi air dikombiinasikan keedalam satu jaringan seehingga biayya pengadaaan air bersih dann biaya penngolahan airr diminimu umkan. Mettode yang ddilakukan adalah a dengan pendekatan p superstruuktur yang g menggabbungkan semua alteernatif rancangann

untuk

pengolahann

limbah

cair,

reuuse

dan

recycle,

yang

dikembanggkankedalaam model prrogram non-linier. Lim et al.. (2010) mengem mbangkan model optim misasi untuuk menghassilkan water netwoork system)) dengan caara meminim mumkan dam mpak sistem jariingan air (w lingkungaan dari WNS. Konsep Life Cycle Assesmentt dipadukann kedalam fungsi f objektif untuk u mengevaluasi nillai dampak k lingkungann dari setiaap variabel yang dominan berdampak b pada lingkkungan WN NS. Batasann atau kenddala disesu uaikan dengan koondisi pada masing-maasing pabrik k industri. Studi S kasuss yang dilak kukan menunjukkkan efek daari fungsi obbjektif padaa kinerja linngkungan daari WNS. Model M yang dikeembangkan dapat diggunakan

untuk u meraancang sisteem jaringaan air

berkelanjuutan. Jianrren et al. (2010) ( menngembangkaan model optimisasi o jaaringan air pada proses inddustri untukk meminimuukan pemak kaian air. Seebagai sumbber air adalaah air yang diam mbil dari setiap s unit pesediaan air yaitu bak-bak b peenampungan n air. Metode yang y dikem mbangkan mengkombi m nasikan prroses pengaambilan airr dan operasi pegolahan p a pada satu air s jaringan tunggall. Model ooptimisasi yang dihasilkann berupa prrogram liniier (LP) deengan keceppatan alirann (flowrate)) dan


64

konsentrassi aliran seebagai batassan atau keendala ; yaang kemudian dioptim malkan dengan applikasi peranngkat lunakk LINGO v.. 9. Hasil peenelitian paada pabrik kertas k menunjukkkan bahwa terjadi pengghematan penggunaan p air bersih ssebesar 18% % dari jumlah pem makaian tannpa model optimisasi. o

2.7. Pen ngendalian Pemakaian n Air Penngendalian, mengacu pada p UU no o. 32 thn 20009, bab 5 pasal 13 ayat a 2 adalah peencegahan, penanggula p angan dan pemulihan. p D Dalam hal ppengendaliaan air, dapat diarrtikan sebaggai pengenddalian dari suatu sisteem melalui suatu perlaakuan terhadap satu s atau lebbih komponnen dalam sistem dengaan tujuan unntuk penceg gahan atau penannggulangann atau pemullihan sistem m berada padda suatu konndisi tertenttu.

input

PROS SES

ou utput

Kendali / control c

Gaambar . 2.133 Diagram taahapan penggendalian Dalaam usaha melakukan m pengendaliian, dibutuhhkan suatu parameterr atau ukuran yaang merupaakan indikaator apakah h kualitas siistem sudahh sesuai deengan baku mutuu yang diteetapkan. Peengendalian n dengan tuujuan penceegahan biassanya dilakukan dengan menambahkaan variabel kendali (coontrol variaable) pada tahap sebelum input, i untuuk pencegahhan dilakuk kan pada tahapan t prooses, dan untuk u tujuan pem mulihan daapat dilakukkan setelah tahapan ouutput. Meskkipun demiikian,


65

pemulihann dapat juuga dilakukkan pada tahapan t inpput maupuun proses suatu produksi. Bagi suatu kaw wasan indusstri yang beroperasi sebelum s ataau tanpa ad danya kajian hiddrologi di kaawasan, maaka kajian mengenai m daaya dukungg ketersediaaan air dapat merrujuk pada ketersediaan k n sumberdaaya air dan stabilitas s anntara outflow w dan inflow sum mber air dii kawasan. Komponeen daya dukkung keterssediaan air yang dapat diguunakan sebagai rujukaan adalah neraca atau keseimbanggan keterseediaan air. Damppak lingkunngan yang ditimbulkaan oleh pennarikan air dari sumbernya dapat dikaji dari sissi keseimbaangan antarra outflow dengan infflow air. Dalam D menghitunng kinerja lingkungaan dengan konsep ekoefisiensi e , daya du ukung ketersediaaan air dann stabilitas ketersediaaan air dapaat disertakaan dalam bagian indikator dampak linngkungan.

Uji hipottesis menuunjukkan addanya hubu ungan

mponen indiikator damp pak lingkunngan, yaitu kkoefisien deeplesi signifikann antara kom sumberdayya air denggan koefisien stabilitas ketersediaaan air dan ddengan koefisien daya dukuung keterseddiaan air. Oleh O sebab itu indikatoor dampak llingkungan pada pengukuraan kinerja dengan d konssep ekoefisiien, dapat berupa b funggsi dari koefisien dampak

lingkungann,

stabilitaas

ketersed diaan

air,

dan

lajuu

outflow air.

mukaan dann air tanah kawasan inndustri yangg baru berop perasi Pengendallian air perm merupakann suatu uppaya penceggahan agar tidak terjaadi penurunnan kuantitaas air. Ketersediaaan air akaan tetap terppelihara jik ka ada keseeimbangan antara air yang keluar (ouutflow) denggan air yanng masuk (iinflow) secaara alami. U Untuk terjadinya keseimbanngan antaraa outflow airr dengan infflow air, dipperlukan suuatu rujukan n atau faktor kenndali. Fakttor pengenddali dapat dipilih darri entitas yyang merup pakan komponenn dalam sisttem air tanah.


66

Penngendalian keseimbang k gan dapat dilakuan d deengan pendeekatan topo ografi (Nelson, 2011). Dalam D konnteks kawaasan industri, selainn kualitas air, keseimbanngan kuanttitas air peerlu dipertaahankan. Keseimbanga K an kuantitaas air dapat dilakkukan jika kuantitas k aiir yang diko onsumsi tidaak lebih bessar dari kuaantitas air yang masuk m secaraa alami sebagai penggaanti air yangg dikonsum msi yaitu :

IN − FL LOW = OUT − FLO OW Pengendallian dapat berupa suuatu besaraan yang merupakan m pembatas agar uakntitas konsumsi k aiir berada daalam korido or batas amaan.

Maks F (x ) x∈X

Min G(x ( ) x∈X

s.t

outflow ≤ C H ( x) ≥ K

F(X) : Prooduksi G(x) : Depplesi keterseediaan air (m merupakan satu diantarra banyak kkomponen dam mpak lingkuungan); H(x) : dayya dukung ketersediaan k n air. Konstantaa C dan K adalah a param meter kendaali agar upayya memakssimumkan output o atau produuksi dapat dilakukan d d dengan men ngkonsumsi sejumlah ttertentu air tanpa melewati batas konsstanta C. Jika terdapaat kekuranggan air, maaka dapat dicari d sumber air a alternatiif untuk menambahka m an kekuranngan air yyang diperlukan. Diagram alir a kebutuhhan konsum msi air untu uk produksii dengan paarameter keendali dapat dilihhat pada gam mbar 2.14 berikut b :


67 AIR DIBUTUHKAN

VAT

AMBAN NG BATA AS

VAT ≤ ΒΑ

YA

BA

AIR A VAT

BAHAN BAKU BB

OUTPU UT

TIDAK SUMBER AIR A LAIN : A VAT - BA

AIR VAT

G Gambar 2.144. Diagram m alir pemak kaian air dann parameterr kendali

2.8. Kaw wasan Indu ustri Berbassis Oleokim mia Kaw wasan indusstri berbasis oleokim mia adalah kawasan industri diimana seluruh keegiatan induustri menghhasilkan pro oduk yang merupakann produk turrunan minyak kelapa k sawitt (Crude Palm P Oil / CPO), yanng berasal dari pengolahan kelapa saw wit. Terdapat 3 kelompokk industri CP PO (Depperrin, 2007) , yaitu : -

Kelom mpok Industtri Hulu Perkebbunan kelappa sawit meenghasilkan buah kelappa sawit / taandan buah segar (hulu) kemudian diolah menj njadi minyak k sawit menntah (hilir pperkebunan sawit h bagi inndustri yanng berbasisskan CPO).. Disampinng menghassilkan dan hulu produkk CPO, penngolahan tanndan buah segar s (TBS)) juga mengghasilkan prroduk PKO (Palm ( Kerneel Oil).

-

Kelom mpok Industtri Antara Dari minyak m keelapa sawitt (CPO) dan d minyakk inti sawiit (PKO) dapat diprodduksi berbaggai jenis prroduk antaraa sawit yanng digunakaan sebagai bahan b


68

baku bagi b industrri hilirnya baik b untuk kategori paangan atauppun non paangan. Diantaara kelompook industri antara sawit termasukk didalamnyya industri olein, o stearinn, oleokimiaa dasar (fattty acid, fattty alcohol, fatty f amines, methyl esther, glycerrol) -

Kelom mpok Industtri Hilir Dari produk p anttara sawit dapat diprroduksi beerbagai jeniis produk yang sebagiian besar adalah a prodduk yang memiliki m paangsa pasarr potensial, baik untuk pangsa pasaar dalam neegeri maupu un pangsa pasar eksporr. Pengembaangan industrri hilir sawiit perlu dilaakukan men ngingat nilaai tambah prroduk hilir sawit yang tinggi. t Jeniss industri hiilir kelapa sawit s spektrrumnya sanngat luas, hingga lebih dari d 100 prooduk hilir yaang telah daapat dihasilkkan pada skkala industrii. Induustri CPO di d Indonesiaa diperkiraan akan meningkat peesat sehubu ungan

dengan seemakin meeningkatnyaa kebutuhan n masyarakkat dunia akan CPO O dan produk tuurunannya (USDA, 2010 ; Deppeerin, 2009). Kawasan iindustri berrbasis oleokimiaa yang pertaama di Indoonesia dan saat ini seddang dikem mbangkan adalah a Kawasan Industri Seii Mangkei, yang juga merupakan m Kawasan E Ekonomi Kh husus (KEK) daan Kawasann Ekonomi Indonesia koridor k 1. Sehubungann dengan PP P RI tahun 2009 no. 24 tenntang kawaasan industrii, prospek perkembang p gan industri CPO di Indoneesia dan Rooadmap CP PO Departeemen Perinndustrian RII – 2009, maka pengelolaaan kawasann industri berbasis b oleo okimia perllu dilakukaan dalam ko oridor daya dukuung lingkunngan yang stabilitasny s a dapat dikkendalikan, khususnya daya dukung ketersediaan k n air. Hal ini i diperluk kan karena dalam prooses pengolahan industri huulu , yaitu pengolahann tandan bu uah segar (TBS) ( diperrlukan air dalam d jumlah cukup c banyyak (Chavvalparit, 20 006; Hayasshi, 2007).

Penguk kuran


69

penggunaaan air untukk proses per ton TBS juga j meruppakan salah satu prinsip p dan kriteria dari d Roundttable Sustaainable Palm m Oil (RS SPO) criterrion 4.4 yaaitu : “monitorinng of mill water w use per p ton FF FB” (RSPO RT8 adn G GA7, Nop 8-11, 2010). Deengan demikkian, pengguunaan air dapat dilakukkan secara ooptimum deengan tetap mennjaga stabiliitas daya dukung d keteersediaan air, a sekaliguus meningk katkan kapasitas produksi p yaang sejalan dengan d perm mintaan prooduk. Daya dukkung keterseediaan air ini i dapat digunakan d s sebagai fakttor kendali pada komponenn dampak lingkungann dalam perhitungan kinerja beerdasarkan ekoefisiensi (N Nababan et al., 2011). 2.8.1. Produk turunan kellapa sawit. m yanng didapat dari Prodduk turunaan kelapa sawit merrupakan manfaat pengolahaan lebih lanj njut dari kellapa sawit yaitu y minyaak dasar yanng dihasilkaannya dari kelappa sawit (Crude Palm m Oil). Olahan lebihh lanjut daaari CPO dapat berbentukk Refined Paalm Oil maaupun produ uk turunan lainnya. Prroduk-produ uk ini dibuat berdasarkan spesifikasi s kelapa saw wit yang di d panen yaaitu berdasarkan m internnasional meeliputi ALB B, air, kotoran, logaam besi, logam standar mutu tembaga, peroksida, dan ukuraan pemucataan. (InfoSaawit, 2010, Hayashi, 2007; 2 Chavalparrit, 2006) Prodduk minyak kelapa saw wit sebagai bahan b makaanan memppunyai dua aspek a kualitas. Aspek A pertama berhubbungan den ngan kadar dan kualittas asam leemak, kelembabaan dan kaddar kotoran.. Aspek kedua berhubbungan denngan rasa, aroma a dan kejernnihan serta kemurnian k produk. Beerdasarkan faktor-faktoor mutu terssebut, maka didaapat hasil pengolahan p n Kelapa Saawit. Selainn sebagai sumber minyak


70

makan, prroduk turunnan kelapa sawit terrnyata masiih banyak manfaatnyaa dan sangat proospektif untuuk dapat lebbih dikembaangkan, anttara lain: 1. Produkk turunan CPO. C Produkk

turunann CPO

seelain miny yak makan,,

dapat dihasilkan juga

margaarine, shorteening, Vanaaspati (Vegeetable gheee), Ice cream ms, Bakery Fats, Instans Noodle, Sabun S dan Detergent, D Cocoa C Butteer Extenderr, Chocolatee dan Coatinngs, Speciaalty Fats, Dry D Soap Mixes, Suggar Confecctionary, Biskuit B Cream m Fats, Fillled Milk, Luubrication, Textiles Oiils dan Bioo Diesel. Kh husus untuk biodiesel, permintaan p akan produ uk ini pada beberapa ttahun mend datang akan semakin s meningkat, terutama deengan diteraapkannya kkebijaksanaan di beberaapa negara Eropa E dan Jepang J untu uk menggunnakan renew wable energ gy. 2. Produkk Turunan Minyak M Intii Sawit. Dari produk p turuunan minyyak inti saw wit dapat dihhasilkan Shhortening, Cocoa C Butterr Substitute, Specialty Fats, Ice Cream, C Coff ffee Whiteneer/Cream, Sugar S Confecctionary, Biiscuit Cream m Fats, Fillled Mild, Imitation Im Crream, Sabun n dan Deterggent, Shamppoo dan Kossmetik. 3. Produkk Turunan Oleokimia O k kelapa sawit. Dari produk p turuunan minyaak kelapa sawit dalam bentuk oleeochemical dapat dihasillkan Lubriccants,

Methhyl Esters, Plastic, Textile T Proccessing, Me Metal Processsing, Emulsifiers,

Detergent,

Glicerinee,

Cosmettic,

Explosives,

Pharm maceutical Products P daan Food Pro otective Coaatings. Gam mbaran tentaang pangsa produksi p daan konsumsi minyak naabati dunia dapat dilihat padda lampirann C. Sejak periode p 199 98-2001 prooduksi minyyak nabati dunia lebih kecil dari konnsumsi minnyak nabati dunia sehingga dipperkirakan harga h


71

minyak nabati n akan meningkatt. Jika ditin njau untuk masing-maasing komo oditas diperoleh gambaran bahwa perrtumbuhan konsumsi yang cukuup tinggi teerjadi terutama pada p tiga jenis j minyaak nabati, yaitu y minyyak kedelai,, minyak kelapa k sawit dan rape seed. Namun dem mikian mulaai periode 2003-2007 2 ppangsa konssumsi minyak kelapa sawitt mengunggguli pangssa konsumssi minyak kedelai, minyak bunga matahari dan minyak m rappe seed. Kon ndisi tersebbut diperkiraakan masih akan s daya saing, s minyyak kelapa sawit terus berlanjut hinggga tahun 20020. Dari segi s yang cukup koompetitif diibanding minyak mempunyyai kemamppuan daya saing nabati lainnnya, karenna: ( a) Produuktivitas perr-hektar cukkup tinggi. (b) Meruppakan tanam man tahunann yang cukup p handal terrhadap berbbagai perubaahan Agrokklimat. (c) Ditinjaau dari aspek gizi, minyyak kelapa sawit s tidak terbukti sebbagai penyeebab meninngkatnya kaddar kolesterrol, bahkan mengandunng beta karooten sebagaii provitamiin A. Indoonesia sebaggai negara produsen p daan eksportirr terbesar keedua mempu unyai peluang untuk u meninngkatkan ekkspornya. In ndonesia dikkenal sebaggai negara paling p efisien daalam mempproduksi minyak m saw wit sehinggga CPO Inndonesia sangat kompetitiff di pasar innternasionaal. Pada tahun 2010, prroduk CPO O Indonesia telah meningkatt melebihi produk CP PO Malayssia. Dengann ketersediiaan lahan yang relatif luass, Indonesiaa berpeluangg untuk men ningkatkan produksi seehingga meemacu pertumbuhhan ekspor.. Untuk lebih meningk katkan dayaa saing prodduk kelapa sawit dan turunaannya agar lebih memppunyai dayaa saing, ketterpaduan ppenanganan sejak


72

dari kegiaatan perenccanaan, keggiatan on-ffarm, off-faarm, dukunngan saranaa dan prasaran serta s jasa-jaasa penunjanngnya sangat diperlukaan. 2.8.2. Dampakk lingkungaan industri CPO. C Paada dasarnyaa, terdapat dua jenis hasil h olahan utama TBS S di pabrik yaitu minyak saawit yang merupakan m hasil peng golahan dagging buah dan minyak k inti sawit yangg dihasilkann dari ekstraaksi inti saw wit. - 1.26 m3 airr - 0.12 liter BBM B - 14.5 kWh listrik - chemical dll d

Bahaan baku 1 toon FFB

CPO 168 kg g Palm Kernel 60 P 0 kg

Pabbrik

Waste/ byy-product

Solid wastee / by-product - Fiber 140 kg - Shell 60 kg k - Empty Fruuit Bunch 240 kg k - Decanter cake c 42 kg - Ash 48 kgg

Waste water : - flow 0.6 4 m3 - BOD 299.7 kg - TKN 0.33 kg - Oil 4.6 kg k

Greennhouse gas: - CH4 : 9 m3 - CO2 : 3.7 m3 - dustt, odor, particullate matteer etc.

Gambbar 2.15. Rata-rata keb butuhan air per p ton TBS S Sumber : Ch havalparit (20066)

Hanya 22% % dari bahaan baku yanng dapat dio olah menjaddi produk bbernilai ekon nomi, yaitu CPO O dan PKO,, sisanya merupakan m by-product b d limbah. Sebagian besar dan dari ‘by-pproduct’ ini dapat dijual atau u digunakaan kembali untuk proses p


73

pengolahaan CPO ataau oleh inddustri lain seperti pennggunaan ccangkang (14%) ( sebagai baahan bakar arang a untukk boiler. Secara ringkaas, tahap-taahap prosess pengolahaan TBS saampai dihassilkan minyak diiuraikan sebbagai berikuut: 1. Penganggkutan TBS S ke Pabrik 2. Perebussan TBS 3. Perontookan dan Peelumatan Buuah 4. Pemeraasan atau Ekkstraksi Minnyak Sawit 5. Pemurnnian dan Pennjernihan Minyak M Sawiit 6. Pengeriingan dan Pemecahan P K Kulit 7. Pemisahhan Inti Saw wit dari Tem mpurung Seluruh prosees CPO tidaak membutu uhkan kanddungan kimiia sebagai bahan b bantu prosses. Tetapi terdapat t maasalah lingk kungan padaa pabrik penngolahan, seeperti konsumsi air yang cuukup banyakk untuk pen ngolahan TB BS menjadi CPO, yaitu u 1.26 m3 per toon TBS, meenghalsilkann limbah padat p dalam m jumlah beesar serta polusi p udara dan bau yang mengganggu m u kenyaman nan masyaraakat sekitar pabrik. Taandan buah kosong (E EFB) sebany yak 24% daapat dijual ke industrii lain. Meskipunn demikian,, cukup baanyak limb bah yang harus h diolaah dengan baik sebelum pembuangan p n akhir (diischarge). Pabrik P kelappa sawit m membutuhkaan air bersih unttuk pengolaahan, untukk kebutuhan n rumah tanngga dan aair umpan boiler b membutuhhkan kemurrnian yang memenuhii persyarataan air minuum. Sumbeer air untuk kuaalitas air terssebut sudahh jarang diju umpai diperrkebunan keelapa sawit,, oleh sebab itu perlu pemuurnian dan perlakuan yang mengghasilkan aiir sesuai deengan b dan n murni hanya h mem merlukan seedikit kebutuhann. Air alaam yang bersih


74

pengawasaan. Berdasaarkan sumbber air alam m, yang sellalu menganndung seny yawasenyawa kimia, makka diperlukkan beberaapa perlakuuan sebelum m digunakaan di pabrik. Peenggunaan air pengolaahan minyaak kelapa sawit s memiliki persyaaratan khusus yaang harus menggunakkan perlaku uan kimia yang amann (food grrade). Kebutuhann air untukk pengolahan minyak kelapa k sawiit mencapaii 0,5-0,6 m3/ ton TBS, seddangkan unntuk uap dibutuhkan d 0,6 m3/ ton t TBS ((Hayashi, 2007; 2 Chavalparrit, 2006 ; Naibaho, N 19996). Sistem penngelolaan air a pada kaw wasan indusstri berbasiss oleokimia dapat dilak kukan dengan beeberapa carra, antara laain dengan sistem zonnasi (Nababban et al., 2011) 2 yaitu denggan memisaahkan zona untuk industri hulu deengan industri hilir, dan n non industri. Dengan D carra ini, selaain efisienssi dalam distribusi d aiir, kolam aerasi a pengolahaan limbah caair juga dappat dilakukaan dengan siistem zonassi. 2.8.3. Industrii CPO berkeelanjutan. Sem makin meninngkatnya keebutuhan du unia akan CPO C dan prooduk turunaannya, maka penningkatan kapasitas k inndustri ini diperlukann. Meskipunn dampak yang ditimbulkaan pada linggkungan cuukup signifikan, namunn karena dessakan kebuttuhan dunia, maaka upaya untuk u menjadikan indu ustri CPO berkelanjuttan telah baanyak dilakukan beberapa taahun terakhhir ini. Chavalparrit et al. (20006) mengannalisis sistem m ekologi industri i saw wit dengan tu ujuan akhir ‘zeroo waste’, yaang dibagi atas a ekosisttem ‘in-plannt’ dengan tteknologi bersih, serta pertuukaran limbbah eksternaal dikaitkan dengan akttivitas ekonnomi di Thaiiland. Pabrik yaang diamatii berada deekat dengan n tempat tiinggal pendduduk, sehingga dikaji juga mengenaii manfaat apa a dari lim mbah hasil pegolahan p T TBS yang dapat m t sekitar in ndustri. Deengan menganalisis proses p dimanfaattkan oleh masyarakat


75

produksi, alir material dan energi pada proses TBS menjadi CPO, kemudian dipilih beberapa alternatif yang sesuai untuk pencegahan dan meminimumkan limbah yang dihasilkan dengan mengidentifikasi potensi daur ulang internal dan eksternal diagram ekosistem proses industri kelapa sawit.

Gambar 2.16. Proses produksi pada pabrik CPO di Indonesia Sumber : Hayashi (2007)

Hayashi (2007) melakukan kajian literatur serta survey lapangan mengenai dampak lingkungan dari industri kelapa sawit di Indonesia. Penelitian dilakukan dengan mengadakan pengamatan langsung pada beberapa pabrik kelapa sawit di Indonesia.

Hal ini dilakukan mengingat banyaknya pabrik kelapa sawit di


76

Indonesia,, tetapi tidakk cukup infformasi men ngenai kinerrja dari setiiap pabrik kelapa k sawit, yanng mana pada umumnyya bersifat rahasia inteernal perusaahaan serta tidak dipublikassikan secaraa umum. Hal ini pula yang y meruppakan salah h satu penyyebab menggapa belum m ada kajian ilm miah mengeenai kinerja lingkung gan industrii kelapa saawit, khusu usnya dalam koonteks kaawasan inddustri di Indonesia. Akibatnyya sulit untuk u mengembaangkan suaatu metodee untuk meningkatkan m n kinerja lingkungan n dari industri kelapa k sawiit di Indonnesia. Mesk kipun demiikian, dari hasil peneelitian langsung ke beberaapa pabrik di Indoneesia serta wawancaraa dengan pihak p pengelola pabrik, diperoleh gam mbaran meng genai jumlahh bio-wastee yang dihassilkan dari prosees pengolahaan TBS di Indonesia serta s adanyaa usaha “zero-waste” dalam d pengelolaaan industri kelapa k sawiit.


BAB. atas, ataupun di. air hujan, air tanah. semua air. tanah, dan. adalah air. yang. kehidupan. nya. dikelola. oleh Perusahaan

Recommend Documents