EVALUASI PEMANFAATAN SUMBER AIR DUSUN KARANGGENENG UNTUK KEBUTUHAN RUMAH TANGGA (039A)

Keairan

EVALUASI PEMANFAATAN SUMBER AIR DUSUN KARANGGENENG UNTUK KEBUTUHAN RUMAH TANGGA (039A) Bambang Sulistiono1, dan Muhammad Taufiq Hidayanto2 1

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia, Jl. Kaliurang Km 14,5, Yogyakarta Email: [email protected]; [email protected] 2 Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia, Jl. Kaliurang Km 14,5, Yogyakarta Email: [email protected]

ABSTRAK Dusun Karanggeneng, Desa Purwo Binangun, Kecamatan Pakem, Kabupaten Sleman, Daerah Istimewa Yogyakarta, merupakan wilayah di kaki selatan gunung Merapi, dengan potensi sumber air cukup melimpah yang kualitasnya memenuhi sebagai air bersih. Oleh karena itu, beberapa kelompok penduduk berusaha untuk memanfaatkan sumber air tersebut. Berkat bantuan dari Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat Mandiri Perkotaan (PNPM-MP) masyarakat merealisasikan pemanfaatan air, dengan cara mengalirkan secara gravitasi ke bak penampungan utama, yang kemudian didistribusikan ke bak-bak penampungan umum untuk beberapa kepala keluarga. Namum, terdapat beberapa permasalahan yang muncul, seperti aliran air yang tidak sama antara warga yang satu dengan yang lain, debit air yang tidak kontinyu, atau bahkan air sama sekali tidak dapat mengalir. Karena permasalahan tersebut sistem perlu dievaluasi dan dianalisis agar pemanfaatan air di dusun tersebut dapat mencukupi kebutuhan. Data-data yang diperlukan untuk analisis meliputi: jumlah penduduk, topografi, ketersediaan air, dan system jaringan yang ada. Data penduduk diambil dari demografi desa, topografi didasarkan pada peta rupabumi, ketersediaan air didasarkan pada pengukuran langsung dengan volumetrik, dan sistem jaringan diukur dengan theodolit, sekaligus untuk mendapatkan ketinggian pada masing-masing titik kontrol pengaliran/jaringan. Berdasarkan data demografi diketahui bahwa jumlah penduduk dusun Karanggeneng yang memanfaatkan air dari system jaringan sejumlah 438 jiwa. Pengukuran yang dilakukan selama 2 (dua) bulan, didapat debit andalan sebesar 2,06 liter/detik. Pada satuan kebutuhan air untuk rumah tangga sebesar 120 liter/orang/hari, debit tersebut mencukupi untuk kebutuhan warga dusun Karanggeneng. Data demografi menunjukkan bahwa pertumbuhan penduduk minus (-1,86%), dalam artian beberapa warga banyak yang migrasi keluar dari dusun, sehingga untuk proyeksi kedepan selama 30 tahun, debit andalan diatas masih mencukupi untuk pemenuhan kebutuhan air warga. Kondisi existing pengaliran dengan system jaringan terbuka, selanjutnya berdasarkan analisis, untuk menjamin kelancaran aliran, jaringan perlu diubah menjadi tertutup. Kata Kunci : Karanggeneng, air, rumah tangga, sistem jaringan.

1. PENDAHULUAN Beberapa kawasan di Kabupaten Sleman merupakan dataran menengah dilereng selatan gunung Merapi, kawasan ini diantaranya kecamatan Cangkringan, Pakem, Turi, dan Kecamatan Tempel. Kawasan yang semakin jauh dari gunung, elevasi permukaan semakin landai, diantaranya kecamatan Ngaglik, Ngemplak, Mlati, Kalasan, Minggir, Gamping, Godean, dan Berbah. Daerah-daerah tersebut sangat berpotensi dalam pemberdayaan masyarakat khususnya pemanfaatan air bersih, walaupun untuk memanfaatkan sumber air, sebagian besar wilayah dan warga perlu melakukan beberapa hal sebagai berikut: 1. mencari dan menggali beberapa titik sumber air, 2. melakukan uji kualitas air, walaupun hanya terbatas pada warna, rasa dan bau (uji fisik), 3. mengalirkan air tersebut dengan menggunakan pipa Polyvinyl Chloride (PVC) secara gravitasi, dan 4. membuat bak penampungan air. Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7) Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013

A-9

Keairan

Dengan adanya Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat Mandiri Perkotaan (PNPM-MP) dan Program Penanggulangan Kemiskinan di Perkotaan (P2KP) pemerintah setempat dan swadaya masyarakat upaya pemenuhan air rumah tangga untuk dusun Karanggeneng tersebut dapat dilaksanakan dengan cara gotong royong. Semua jenis pekerjaan seperti: menggali sumber air, membuat jaringan pemipaan, dan membuat bak penampungan dapat diselesaikan dalam waktu 21 (dua puluh satu) hari. Pelaksanaan pekerjaan sarana pemanfaatan sumber air di dusun Karanggeneng, semuanya dapat terselesaikan dengan lancar. Namun, ada permasalahan yang muncul pada pendistribusian air bersih yaitu air tidak dapat mengalir kebeberapa rumah warga. Hal tersebut disebabkan beberapa hal diantaranya sambungan pada pipa yang tersumbat, terlalu banyak rongga udara dansistem pemipaan yang kurang baik. Semua permasalahan tersebut harus dievaluasi agar pemanfaatan air bersih dusun Karanggeneng dapat dapat berjalan lancar.

2. TUJUAN Tujuan penelitian adalah menganalisis system pengaliran dalam pendistribusian air untuk Karanggeneng, dan imbangan air tersebut.

warga Dusun

3. ANALISIS a. Analisis Potensi Air Sumber air untuk air baku dusun Karanggeneng bersal dari 2 (dua) sumber air diperbatasan sisi utara desa, yang kemudian dialirkan ke bak utama sejauh 750 meter. Aliran terjadi secara gravitasi karena antara sumber air dengan bak penamungan utama mempunyai perbedaan elevasi setinggi + 13,9 meter. Potensi air didasarkan pada debit yang masuk pada bak penampungan utama, dengan pengukuran volumetrik. Pengukuran dilakukan selama 61 hari, setiap pagi hari. Dari hasil pengukuran didapat rerata debit sebesar 2,133 liter/detik, dengan debit minimum sebesar 2,00 liter/detik dan maksimum sebesar 2,26 liter/detik. Hasil pengukuran tersebut memperlihatkan bahwa debit relative konstan. Seri data hasil pengukuran tersebut menghasilkan debit andalan sebesar 2,063 liter/detik. Nilai andalan ini dipakai untuk analisis selanjutnya.

b. Analisis Kebutuhan Air Pemanfaat dari sumber air Karanggeneng terbagi dalam 4 rukun tetangga, dengan system hidran umum yang terdapat pada tiap RT. Berdasarkan data demografi pada dusun tersebut, penduduk pada tahun 2012 sebanyak 438 jiwa. Mengamati data penduduk dari tahun 2001 sampai tahun 2012 jumlah penduduk selalu mengalami penurunan, dengan laju pertambahan penduduk – 1,68%. Untuk itu, kebutuhan air diperhitungkan terhadap jumlah penduduk pada tahun terakhir sejumlah 438 jiwa. Atas dasar satuan kebutuhan sebesar 120 liter/orang/hari, maka kebutuhan air untuk memenuhi air baku pemanfaat sebesar 0,609 liter/detik. Perincian kebutuhan setiap rukun tetangga sebagaimana table berikut ini. Tabel 1. Rincian Kebutuhan Air setiap Rukun Tetangga Wilayah Rt 1 Rt 2 Rt 3 Rt 4 Jumlah

Jumlah penduduk 113 105 63 157 438

Satuan Kebutuhan (liter/orang/hari) 120 120 120 120

Total kebutuhan air (liter/hari) (liter/detik) 13560 0,157 12600 0,146 7560 0,088 18840 0,218 0,609

c. Sistem Pengaliran Eksisting Sumber air baku untuk dusun Karanggeneng diambilkan dari 2 (dua) sumber mata air di perbatasan desa sebelah utara. Dari 2 sumber tersebut air dialirkan secara gravitasi ke bak penampung utama (BPU) dengan pipa PVC diameter 2”, sebagaimana gambar di bawah ini.

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

A - 10

Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013

Keairan

Gambar 1. Sistem Pengaliran dari Sumber Air ke BPU Dari bak penampung utama air didistribusikan ke wilayah pemanfaat (RT1, RT2, RT3, dan RT4) dengan pipa PVC diameter 1,5”, menuju bak hidran umum (HU). Pengaliran dari bak penampung utama sampai hidran umum dengan skema pengaliran sebagaimana gambar di bawah ini.

Gambar 2. Skema Pengaliran dari BPU ke HU Pengukuran debit masing-masing HU yaitu di titik B, C, D, dan E, secara volumetric mndapatkan debit sebagaimana terlihat pada table berikut ini. Tabel 2. Hasil Pengukuran Debit di masing-masing HU Hidran Umum Wilayah Pelayanan B RT II C RT III D RT I E RT IV Jumlah debit terukur

Debit Terukur (liter/detik) 0,424 0,310 0,377 0,186 1,297

Selanjutnya, berdasarkan ketinggian masing-masing tempat, diameter pipa, kekasaran dinding, dan system aliran sebagaimana skema tersebut dilakukan analisis besarnya aliran dari masing-masing pipa. Hasilnya dapat dilihat pada table berikut ini.

Tabel 3. Hasil Analisis Debit berdasar Aliran Mandiri Pipa

Wilayah

Arah Aliran

Debit (liter/detik)

1 2 3 4

RT2 RT3 RT1

AF FB FC AD

1,437 0,883 0,774 1,227

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7) Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013

A - 11

Keairan

5 RT4 AE Jumlah debit total yang keluar dari HU

1,059 3,723

Berdasar analisis aliran didapat total debit yang keluar dari HU sebanyak 3,723 liter/detik, yang melebihi debit maksimum yang masuk dalam BPU (2,26 liter/detik), ataupun debit andalan di BPU sebesar 2,063 liter/detik. Keadaan ini dimungkinkan karena sistem pengaliran yang terpasang sekarang ini adalah system aliran mandiri. Jika ditilik dari hasil analisis kebutuhan, debit yang diperlukan hanya sebesar 0,6083 liter/detik, sehingga debit yang keluar dari BPU sangat cukup, namun dengan system aliran mandiri HU yang lebih jauh dari BPU sering kekurangan aliran, berarti system pengaliran perlu diubah.

d. Analisis System Aliran Tertutup Untuk mengoptimalkan pelayanan air baku di dusun Karanggeneng system diubah menjadi system aliran tertutup, dengan sketsa aliran sebagaimana pada gambar sebagai berikut ini.

Gambar 3. Sistem Jaringan Tertutup Air Baku Dusun Karanggeneng Analisis didasarkan pada debit andalan 2,063 liter/detik dengan titik A sebagai inlet. Selanjutnya karakteristik pipa pada jaringan yang direncanakan seperti diameter pipa (D), panjang pipa (L), dan kekasaran dinding pipa menurut moody (f) dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel 4. Karakteristik Pipa Pada Jaringan Baru Pipa

D (m)

L (m)

f

AB AD BC BD CE DE

0,0508 0,0381 0,0381 0,0381 0,0381 0,0381

133,56 126,43 170,30 125,43 264,91 270,38

0,0625 0,0290 0,0310 0,0290 0,0335 0,0335

Untuk menghitung kehilangan energi (hf), rumus yang digunakan adalah: hf = KQ2, dengan K = (8fL)/(gπ2D5), berdasar data-data panjang, diameter, dan koefisien gesekan pipa, maka nilai K untuk masing-masing pipa sebagai tabel berikut ini. Tabel 5. Besaran nilai K untuk masing-masing Pipa Pipa AB AD BC BD CE DE

K 2040734,67 3777120,98 5438925,96 3747453,26 9142643,12 9331739,37


A - 12


Keairan

Diketahui bahwa debit masuk (inflow) sebesar 2,063 liter/detik yang jauh melibihi dari kebutuhan pemanfaat sebesar 0,608 liter/detik. Analisis didasarkan pada debit masuk 2,063 liter/detik, yang kemudian disebar sesuai proporsi ke masing-masing outlet. Hasil hitungan, mendapatkan nilai debit di masing-masing outlet sebagaimana terlihat pada table berikut ini. Tabel 6. Besaran Debit pada masing-masing Outlet/HU. Wilayah Rt 1 Rt 2 Rt 3 Rt 4 Jumlah

Jumlah penduduk

Nama Titik

113 105 63 157

D B C E

Total kebutuhan air (liter/hari) (liter/detik) 13560 0,157 12600 0,146 7560 0,088 18840 0,218 0,608

Debit (liter/detik) 0,521 0,509 0,451 0,582 2,063

Berdasar data debit dan nilai K masing-masing pipa, maka jaring-jaring pengaliran sebagaimana terlihat pada gambar 4 dibawah ini.

Gambar 4. Jaring-jaring Pengaliran Pertama kali ditentukan debit aliran melalui masing-masing pipa berdasarkan persamaan kontinuitas di setiap titik simpul, seperti terlihat pada gambar 5 di bawah. Hitungan selanjutnya dilakukan secara iteratif dengan memberikan koreksi pada debit yang telah ditetapkan. Hitungan koreksi dilakukan pada setiap jaring tertutup, jaringan dibagi dua yaitu jaring I dan jaring II. Aliran searah jarum jam (terhadap suatu titik di dalam jaringan) diberi tanda positip dan yang berlawanan diberi tanda negatip. Hitungan di dalam dilakukan secara berurutan, mulai dari yang searah jarum jam. Dalam setiap jaring tersebut dihitung nilai K.Q2 dan |2.K.Q|. Koreksi dihitung dengan rumus ΔQ = -(K.Q2)/(|2.K.Q|).

Gambar 5. Distrubsi debit untuk Iterasi Pertama Di dalam iterasi, arah koreksi disesuaikan dengan dengan tanda dari hasil ΔQ. Apabila tandanya positip arah koreksinya searah dengan arah jarum jam, dan sebaliknya jika arahnya negatip. Pada iterasi pertama ini didapat koreksi sebesar 35%, sehingga dilakukan ietrasi kedua, dan akhirnya sampai iterasi ketiga, dengan koreksi 0,1%. Dengan demikian distribusi debit hasil dari iterasi ketiga merupakan hasil akhir. Nilai debit untuk masing-masing pipa sebagaimana terlihat pada gambar 6 tersebut di bawah.

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7) Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013

A - 13

Keairan

Gambar 6. Hasil Akhir Distribusi debit pada masing-masing Pipa.

4. KESIMPULAN Berdasarkan analisis didapat bahwa kebutuhan air sangat tercukupi, ketidak tercukupi beberapa warga disebabkan oleh system pengaliran yang kurang baik. Pada system mandiri pengguna di hilir selalu terkalahkan oleh pengguna di bagian hulu. Dengan system jejaring yang setiap pipa terhubung diharpkan kebutuhan setiap warga dapat terpenuhi.

DAFTAR PUSTAKA Evett, Jack B., Evett, Cheng Liu. (1942). 2500 solved problem in fluid mechanics and hydraulics. Schaum’s Solved Problems Series, McGraw Hill, USA. Featherstone, RE. Nalluri, C. (1983). Civil Engineering Hydraulics. Granada Publishing Limited, London. Ishak, I. S. (2006). Optimalisasi Pemanfaatan Sumber Air Umbul Wadon Untuk Irigasi dan Penyediaan Air Bersih, Tugas Akhir. Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta. Pambudi, S. (2008). Penentuan Kekasaran Absolut dan Pemilihan Formula Praktis Koefisien Gesekan Dinding Pipa PVC pada Aliran Turbulen, Tugas Akhir. Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta. Setyawan, J. B. (2011). Arsip Dusun Karanggeneng. Sleman, Yogyakarta. Triatmojo, B. (1995). Hidraulika II, Beta Offset, Yogyakarta. Triatmojo, B. (2003). Hidraulika II, Soal-Penyelesaian, Beta Offset, Yogyakarta


A - 14


EVALUASI PEMANFAATAN SUMBER AIR DUSUN KARANGGENENG UNTUK KEBUTUHAN RUMAH TANGGA (039A)

Recommend Documents