14
METODE PENELITIAN Kerangka Pemikiran Target penduduk Kota Bogor yang terlayani air bersih pada tahun 2031 adalah 87.71% (Bappeda Kota Bogor 2011). Ketersediaan sumber air dalam memenuhi kebutuhan semakin terbatas. Kapasitas penyadapan air baku di intake dan kapasitas instalasi pengolahan air mempunyai ambang batas tertentu. Sementara jumlah penduduk semakin meningkat dan kebutuhan air minum terus meningkat. Untuk mengimbangi peningkatan kebutuhan air minum Kota Bogor, dan kapasitas pelayanan air minum maka perlu dilakukan analisis estimasi kebutuhan dan ketersediaan air masa yang akan datang agar kebutuhan penduduk dapat terpenuhi. Penyediaan air minum 20 tahun yang akan datang (tahun 2031) dianalisis secara spasial untuk mengetahui wilayah yang penduduknya dilayani PDAM dan non PDAM. Analisis spasial dilakukan dengan analisis pemetaan pelayanan air minum PDAM dan simulasi hidrolika pelayanan perpipaan PDAM untuk melihat kemampuan kapasitas infrastruktur yang ada. Selanjutnya dilakukan analisis persepsi masyarakat yang pemenuhan kebutuhan air minumnya berasal dari non PDAM, untuk mengetahui sistem pelayanan yang paling tepat dan cocok dalam pemenuhan kebutuhan air minum masyarakat tersebut. Rencana penyediaan air minum PDAM dan Non PDAM mengacu pada RTRW Kota Bogor 2011-2031, Master Plan SPAM Kota Bogor Tahun 2008, dan Review Rencana Induk SPAM Kota Bogor Tahun 2011. Berbagai rencana yang disusun untuk memenuhi kebutuhan air minum hingga tahun 2031 perlu ditentukan prioritas arahan yang tepat sasaran dengan menghimpun pendapatpendapat stakeholders. Analisis Hirarki Proses (AHP) digunakan untuk mendukung proses pengambilan keputusan dengan pilihan terbaik dari beberapa alternatif rencana dan arahan pengembangan SPAM Kota Bogor. Rencana dan arahan pengembangan SPAM prioritas akan menjadi masukan untuk review rencana tata ruang wilayah khususnya dalam rencana struktur ruang, rencana sistem jaringan air minum. Kerangka pemikiran penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.
Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan objek Kota Bogor yang terletak diantara 106 43’30”BT-106051’00”BT dan 6030’30”LS–6041’00”LS. Kota Bogor mempunyai ketinggian rata-rata minimal 190 meter dan maksimal 350 meter di atas permukaan laut dengan jarak dari ibukota kurang lebih 60 kilometer dan mempunyai luas wilayah 118.50 km2. Kota Bogor dikelilingi morfologi perbukitan di bagian timur dan barat, serta lereng gunung api di bagian selatan (Gunung Salak dan Gunung Pangrango) dan Kota Bogor terletak di cekungan yang terbuka kearah utara. Kota Bogor dilalui 2 sungai besar yaitu: Sungai Ciliwung dan Cisadane dengan 7 anak sungai yang berasal dari lereng Gunung Salak dan Gunung Pangrango. Pengumpulan data, pengolahan dan analisis data hingga penulisan penelitian dilakukan dari Bulan Mei sampai Oktober 2012. 0
15
Kondisi aktual: -Pertumbuhan dan kebutuhan penduduk semakin meningkat -Ketersediaan air baku ekonomis semakin menurun -Proporsi penduduk terlayani SPAM belum mencapai target
RTRW & Rencana induk SPAM
Analisis kebutuhan dan ketersediaan air 20 tahun akan datang
Analisis spasial pelayanan air minum perpipaan PDAM 20 tahun akan datang
Wilayah tidak terlayani
Wilayah terlayani
Persepsi masyarakat tentang SPAM yang representatif
Pengembangan SPAM non PDAM
Pengembangan SPAM PDAM
Pencarian sumber
Efisiensi operasional&
baru
maintenance
Penambahan jaringan distribusi
Pengelolaan SPAM berbasis masyarakat
Analisis AHP untuk arahan pengembangan sistem penyediaan air minum
Gambar 3 Kerangka pikir penelitian
Sistem komunal
16
Tabel 3 Tujuan, jenis data, sumber data, teknik pengumpulan data, teknik analisa data dan output yang diharapkan No 1
Tujuan Menganalisis kebutuhan dan ketersediaan air
Jenis data • Jumlah penduduk • Jumlah pelanggan per zona • Data debit mata air • Data debit Sungai Cisadane
2
Menganalisis wilayah terlayani air bersih yang dikelola PDAM melalui perpipaan
• • • •
3
Menyusun arahan untuk pengembangan SPAM Kota Bogor
• Rencana induk SPAM • RTRW • Data studi EHRA
Peta jaringan air bersih Peta citra Kota Bogor Peta struktur ruang Data panjang &diameter pipa
Sumber data • • •
Teknik pengumpulan data
BPS Pengumpulan PDAM data sekunder Balai Pendayagunaan Sumber Daya Air CiliwungCisadane
Teknik analisis data
Output yang diharapkan
a.Prediksi kebutuhan air • Analisis hingga tahun 2031 pertumbuhan penduduk (growth) b. Prediksi ketersediaan air baku • Analisis debit bangkitan untuk ketersediaan air baku
• Output 1 • PDAM • Bappeda
Pengumpulan data sekunder
a. Peta wilayah yang • Analisis spasial terlayani PDAM perpipaan PDAM • Simulasi EPANET b. Peta wilayah yang distribusi perpipaan tidak terlayani PDAM 20 th yad
• • • • •
•Wawancara persepsi masyarakat •Wawancara AHP
• Analisis persepsi masyarakat • Analisis AHP
Output 2a Output 2b PDAM Bappeda Dinas Pengawasan Bangunan dan Permukiman
Arahan pengembangan SPAM
17 Metode Pengumpulan Data Metode pengumpulan data dilakukan dengan mengumpulkan data sekunder dan primer. Data sekunder diperoleh dari instansi terkait seperti data dari PDAM Tirta Pakuan, BPS, Bappeda Kota Bogor, Balai Pendayagunaan Sumber Daya Air (PSDA) Wilayah Sungai Ciliwung-Cisadane maupun literatur-literatur dari perpustakaan, internet dan jurnal. Adapun data primer diperoleh dari wawancara dengan masyarakat yang tidak terlayani oleh PDAM, dan kuesioner AHP dengan stakeholders yang terkait dengan sistem penyediaan air minum. Jenis data, sumber data, dan metode analisis yang digunakan pada penelitian ini ditampilkan pada Tabel 3. Bahan dan Alat Bahan dalam penelitian ini berupa data sekunder dan data primer. Data sekunder dikumpulkan dari instansi terkait serta data-data lainnya yang terkait dengan penelitian ini. Data primer didapatkan dari wawancara dan kuesioner dari masyarakat dan para pakar. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini berupa komputer dengan perangkat lunak Python, ArcGIS, AutoCad, MapInfo dan EPANET 2.0, dan peralatan penunjang lainnya. Metode Analisis Data Penyediaan air minum perkotaan diprioritaskan pelayanan dengan sistem perpipaan yang dikelola oleh PDAM karena lebih andal dan sehat (Bappenas 2007), sehingga analisis pertama yang dilakukan adalah terhadap wilayah pelayanan PDAM dengan sistem perpipaan.
Analisis Kebutuhan Air Minum Analisis kebutuhan air minum untuk memprediksi kebutuhan 20 tahun mendatang diawali dengan memproyeksikan jumlah penduduk dengan analisis pertumbuhan, kemudian memperkirakan jumlah penduduk yang akan dilayani sesuai target RTRW. Selanjutnya prediksi kebutuhan domestik dihitung dari perkalian jumlah jiwa terhadap kebutuhan domestik Model pertumbuhan penduduk menggunakan persamaan pertumbuhan (persamaan 1 sampai 4), dengan menggunakan software pemograman Phyton. Software ini dipilih karena mampu mengeksekusi persamaan yang cukup banyak, jumlah persamaan yang dieksekusi dalam penelitian ini sebanyak 272 persamaan (4 persamaan model proyeksi jumlah penduduk di 68 kelurahan). Discrete Time Model
: Pt = Po (1 + r)
…..….…….……1
Continuous Time Model
: Pt = Po + αt
……….…………2
Exponensial
: Pt = Po exp (αt) W exp(α + β t) : Pt = 1 + exp(α + β t)
………....………3
Kurva Gompertz/Saturation
..…………..……4
18 Pt merupakan prediksi jumlah penduduk pada tahun yang ditentukan dalam satuan jiwa. Po merupakan jumlah penduduk tahun awal. R merupakan pertumbuhan penduduk. t merupakan titik tahun yang akan dihitung prediksinya (selisih tahun antar Pt dan Po). W, α, β adalah konstanta. Model yang digunakan adalah model pertumbuhan dengan nilai R2 tertinggi, yaitu mendekati nilai 1. Analisis Debit Bangkitan untuk Prediksi Ketersediaan Air Baku Prediksi ketersediaan air dari Sungai Cisadane dan empat mata air yang dikelola oleh PDAM Tirta Pakuan 20 tahun akan datang dianalisis dengan debit bangkitan menggunakan pemodelan stokastik Thomas Fiering. Data debit historis yang dipakai adalah data debit bulanan. Langkah awal yang dilakukan adalah pengecekan kenormalan data debit dilihat dari koefisien skewness (Cs), jika nilai Cs tidak mendekati nol maka data asli harus ditransformasi terlebih dahulu menjadi data yang mendekati normal dengan nilai Cs mendekati nol. Transformasi dilakukan dengan menggunakan metode Probability Plot of Correlation Coefficient (PPCC) dengan rumus: X tm λ ( j ) =
( X mλ ( j ) − 1)
λ≠0
λ
X tmλ ( j ) = log X m ( j ) dimana : X tmλ ( j )
λ=0
λ
= Debit hasil transformasi = Parameter transformasi
X m( j)
= Debit historis
Selanjutnya adalah melakukan pembangkitan data debit bulanan, persamaan model stokastik dengan metode Thomas Fiering dengan rumus sebagai berikut:
Qx i +1 = q j +1 + b j (Qx i − q j ) + ξ i σ b j = rj .
j +1
(1 − r 2 )
σ j +1 σj
Dimana :
Qx i+1 , Qxi q j , q j +1
= nilai sintetik pada bulan ke i+1 dan ke-i = nilai rata-rata bulanan pada saat bulan ke j dan j+1
bj ξi σj+1 rj
= koefisien regresi least square = nilai acak pada saat ke i = simpangan baku pada saat bulan ke j+1 = koefisien korelasi data bulanan pada saat bulan ke j
Untuk mendapatkan pemodelan stokastik menggunakan Formula Thomas Fiering maka diperlukan suatu nilai acak (ξ) yang mengikuti fungsi normal. Bilangan acak tersebut berdistribusi seragam antara 0 dan 1, dapat diperoleh dengan program komputer Excel atau Python dan diubah menjadi bilangan acak berdistribusi normal baku dengan dengan nilai tengah 0 dan variasi 1.
19 Berikutnya melakukan re-transformasi debit bulanan hasil metode Thomas Fiering untuk menghasilkan data debit sebenarnya dengan rumus sebagai berikut: X = ( Xt.λ +1)1/λ Dimana :
X Xt λ
= Debit re-transformasi = Debit transformasi = Parameter transformasi
Analisis Spasial terhadap Wilayah Pelayanan Air Minum Analisis spasial wilayah pelayanan air minum dilakukan pada wilayah pelayanan yang dikelola PDAM Tirta Pakuan, untuk mengetahui wilayah yang terlayani PDAM dan persentase penduduk yang terlayani. Wilayah pelayanan dengan sistem perpipaan dibagi menjadi 6 zona. Pembagian zona ini berdasarkan kemampuan debit dan tekanan air dari reservoir, karena sistem pengaliran mengandalkan sistem gravitasi. Jaringan perpipaan yang telah dibangun dalam bentuk sistem informasi geografis (Geographic Information System atau GIS) dibentuk jaringan topologi setiap zonanya. Pengecekan fitur line dan point pada koneksi pipa perlu diperhatikan dalam pembentukan GIS network topologi. Topologi tersebut merupakan aturan yang membentuk relasi spasial antar fitur. Setelah topologi terbentuk data GIS tersebut ditransfer ke perangkat lunak EPANET 2.0. Dengan EPANET 2.0 pengecekan fitur dan topologi dapat dilakukan, semua node pipa dipastikan saling terhubung, dan diidentifikasi kemiripan 2 node berdekatan dengan syarat diameter pipa tepat, tidak ada pipa paralel yang overlap dan pompa atau asesoris pipa terkoneksi dengan fitur line (Edwards 2009) Dalam menjalankan program EPANET 2.0 data-data yang diperlukan antara lain: 1. Koordinat X dan Y, digunakan untuk menentukan posisi node pada arah horizontal dan vertikal. 2. Titik elevasi node, dimana digunakan untuk perhitungan sisa tekanan. 3. Kebutuhan rata-rata air untuk suplai atau besar debit suplai dari sumber. 4. Pola kebutuhan. 5. Tinggi tekanan pada titik reservoar yang biasanya dimasukkan adalah nilai tinggi elevasi titik reservoar. 6. Titik awal node pipa, dalam pembuatan titik awal sebaiknya dimulai dari titik perkiraan arah aliran dalam pipa. 7. Titik akhir node pipa. 8. Panjang pipa dan diameter pipa. 9. Koefisien kekasaran pipa. 10. Koefisien kehilangan tekanan di aksesoris pipa, jika dimasukan "0" maka minor losses diabaikan. 11. Status keadaan pipa, tertutup, terbuka atau aliran pipa hanya satu arah. Penggunaan aplikasi EPANET 2.0 urutannya adalah membuat gambar jaringan yang akan dimodelkan kemudian memberikan penomoran node-node dan pipanya. Tahapan selanjutnya adalah mengisi properti data masukan model jaringannya sesuai tabel input. Tahap sebelum simulasi adalah memeriksa ulang kemungkinan adanya node atau pipa yang belum masuk ke dalam model.
20 Analisis Deskriptif Kuantitatif terhadap Persepsi Masyarakat Penentuan persepsi responden terhadap prioritas sistem penyediaan air minum Kota Bogor dilakukan dengan sejumlah pertanyaan melalui wawancara. Responden akan ditanyakan tentang sistem penyediaan air minum yang paling tepat diterapkan di wilayah permukiman mereka. Masing-masing kategori jawaban akan diberi nilai dari 0 sampai 9, dimana nilai terbesar adalah “Sangat Setuju” (SS) dengan nilai 9 dan yang terkecil adalah “Sangat Tidak Setuju” (STS) dengan nilai 0. Hasil dari kuesioner dicari nilai rata-rata dari tiap butir pernyataan dengan menjumlahkan nilai dari tiap jawaban dan membaginya dengan jumlah responden, sehingga dapat diperoleh nilai yang menggambarkan tingkat persepsi responden. Interval nilai rata-rata dari pernyataan/tanggapan untuk tingkat persepsi dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4 Tingkat persepsi berdasarkan interval nilai tanggapan Interval nilai tanggapan
Tingkat persepsi
6,00 – 9,00 3,00 – 5,99 0,00 – 2,99
Tinggi Sedang Rendah
Metode analisis yang digunakan adalah metode analisis deskriptif untuk mengkaji persepsi masyarakat terhadap pengembangan sistem penyediaan air minum. Daftar pertanyaan yang akan diajukan kepada responden disusun dengan alternatif jawaban yang sekiranya sesuai dengan pendapat, pengetahuan dan pandangan dari responden. Analisis Hirarki Proses (AHP) untuk Arahan Pengembangan SPAM Prioritas arahan pengembangan SPAM Kota Bogor ditentukan dengan menggunakan AHP dalam menentukan pilihan terbaik dari beberapa alternatif yang diambil. Peralatan utama dari model ini adalah sebuah hirarki fungsional dengan input utamanya persepsi manusia. Dalam penelitian ini memuat dua level hirarki seperti yang terlihat pada Gambar 4.
Prioritas Pengembangan SPAM di Kota Bogor
Non PDAM
PDAM
Penambahan Jaringan Distribusi
Penambahan Sumber Air Baku Baru
Efisiensi operasional& maintenance
Pengelolaan Air Minum Berbasis Masyarakat
Pengelolaan Sistem komunal
Gambar 4 Hirarki AHP penyusunan prioritas arahan pengembangan SPAM
21 Menentukan prioritas dari setiap kriteria dilakukan dengan perbandingan berpasangan. Penilaian kepentingan dua elemen berlaku aksioma reciprocal, artinya jika elemen i memiliki salah satu angka tingkat kepentingan pada skala dasar, misalnya dinilai 3 kali lebih penting dibandingkan elemen j, maka elemen j harus sama dengan 1/3 kali (kebalikannya) ketika dibandingkan elemen i. Disamping itu, perbandingan dua elemen yang sama akan menghasilkan angka 1, artinya, sama penting. Untuk mengkuantifikasi pendapat tersebut, digunakan skala penilaian sehingga diperoleh nilai pendapat dalam bentuk angka (kuantitatif). Saaty menetapkan skala 1 sampai 9 untuk menilai perbandingan berpasangan (paired comparison). Skala perbandingan berpasangan tersebut disajikan pada Tabel 5. Tabel 5 Nilai skala dasar perbandingan Saaty dalam AHP Nilai skala 1 3 5 7 9 2,4,6,8
Keterangan Kriteria/alternatif A sama penting dengan B A sedikit lebih penting dari B A jelas lebih penting dari B A sangat lebih penting dari B A mutlak lebih penting dari B Apabila ragu-ragu dari dua nilai yang berdekatan
Nilai-nilai perbandingan kemudian konsisten sesuai dengan suatu kriteria yang logis. Apabila rasio konsistensi (consistency ratio atau CR) sudah memenuhi syarat dibawah 0.10 maka dilakukan penggabungan pendapat dari setiap pengambil keputusan untuk dibuat matriks pendapat gabungan dan dilakukan perhitungan bobot prioritas masing-masing sub-elemen, lalu dilakukan pengolahan vertikal untuk memperoleh vektor prioritas sistem. Untuk mengetahui prioritas pengembangan SPAM Kota Bogor, disusun sejumlah pertanyaan yang terstruktur dan berhirarki, melibatkan responden berasal dari pemerintah, PDAM, akademisi dan tokoh masyarakat. Pemilihan responden dilakukan secara purposive (sengaja) dari stakeholder tersebut. Prinsip penilaian AHP adalah membandingkan tingkat kepentingan prioritas antara satu elemen dengan elemen lain yang berbeda, pada tingkatan hirarki yang sama berdasarkan pertimbangan tertentu. Data diolah dan dianalisis dengan bantuan program Expert Choice 2000, analisis yang dilakukan mencakup analisis pendapat individu dan analisis pendapat gabungan.
