Optimasi Pemanfaatan Sumber Mata Air Untuk Air Baku Dengan Metode Program Dinamik (Studi Kasus: Desa Bumiaji Kecamatan Bumiaji) Aditya Wahana Pratama1, Widandi Soetopo2, Pitojo Tri Juwono2 1 Mahasiswa Jurusan Teknik Pengairan 2 Dosen Jurusan Teknik Pengairan Email :
[email protected],
[email protected]
ABSTRAK Dalam pertumbuhan jaman dengan semakin berkembangnya jumlah penduduk dan terbatasnya ketersediaan air, berbagai upaya dilakukan untuk pemanfaatan sumberdaya air sebaik mungkin. Dengan adanya hal tersebut timbulah berbagai cara dan alternatif, salah satunya adalah optimasi pembagian air dengan program dinamik determininstik model alokasi. Hasil dari optimasi akan dijadikan sebagai acuan dalam analisa ekonomi dengan IRR 15% dan B/C = 1 sehingga didapat nilai biaya operasi dan pemeliharaan yang ideal. Ketersediaan air Desa Bumiaji mengalami defisit dan jumlahnya tidak mencukupi untuk kebutuhan air, sehingga optimasinya dilakukan pada kondisi ketersedian yang masih cukup pada tahun 2013 serta pada kondisi penambahan debit ketersediaan. Keuntungan pada tahun 2013 didapatkan sebesar Rp 182.152,15/hari. Pada kondisi penambahan debit ketersedian tahun 2014 didapat keuntungan total sebesar Rp 256.442,94/hari. Analisa ekonomi dilakukan dengan tiga kondisi. kondisi pertama dengan besaran biaya total O&P yang telah ada didapat nilai B/C = 0,3646 NPV= Rp -640.993.626 dengan IRR = 15%. Sedangkan kondisi cobacoba didapat nilai NPV= Rp 23.607.622,00, B/C= 1,0234, serta IRR = 15% dengan O&P sebesar Rp 60.300.000,00/tahun serta harga air sebesar Rp 919,00/m3. Serta kondisi optimasi tahun 2013 dan O&P coba-coba didapat nilai B/C= 1,03246, NPV= Rp 29.788.287,00, IRR= 15% dengan biaya O&P= Rp 106.200.000,00/tahun serta harga air sebesar Rp 950,00/m3. Kata Kunci: Distribusi air, Optimasi, Analisa ekonomi ABSTRACK In the era of growth with the growing population and limited availability of water, various attempts were made to use water resources as possible. Given that timbulah various ways and alternatives, one of which is the optimization of water distribution program determininstik dynamic allocation model. Water availability Bumiaji Village deficit and the amount is not sufficient for the needs of water, so that the optimization is done on the condition of availability is still enough in 2013 as well as the condition of the addition of discharge availability. The advantage obtained in 2013 amounting to IDR 182.152,15 / day. In addition the condition of availability of discharge in 2014 gained a total profit of IDR 256.442,94 / day, and in 2023 was IDR 501.355,2 / day. For the economic analysis carried out by three conditions. The first condition with the amount of O & P costs that have been there, got the B / C = 0,3646, NPV = IDR -640.993.626,00, and IRR = 15%. While the conditions of trial and error obtained NPV = IDR 23.607.622,00, B / C = 1,0234, and IRR = 15% with O & P of IDR 60.300.000,00 / year and the price of water IDR 919,00/m3. Optimization conditions in 2013 and O & P try to obtain the value of B / C = 1,03246 NPV = IDR 29.788.287,00, IRR = 15% at a cost of O & P = IDR 106.200.000,00 / year and the price of water IDR 950,00/m3. Keyword: Water distribution, Optimization, Economic analysis
1. PENDAHULUAN Di saat perubahan iklim, budaya, cara hidup, dan perkembangan jaman terjadi, diperlukan suatu upaya konservasi sumber daya air untuk menjaga ketersediaan air yang berkualitas dan kwantitas yang baik sehingga pemanfaatan air secara efektif dan efisien sangat diperlukan. Manfaat dari konservasi air sangatlah banyak seperti untuk irigasi, pembangkit listrik, air baku, air minum, dan sebagianya. Kewajiban Pemerintah dalam pemenuhan hak-hak dasar manusia, seperti air minum, memotivasi Pemerintah untuk memfasilitasi pembangunan dan pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum (SPAM) khususnya bagi masyarakat pedesaan yang notabebe merupakan masyarakat dengan tingkat pelayanan SPAM terendah. Sesuai dengan data BPS, cakupan pelayanan SPAM di pedesaan hanya 8%. Selain itu pemerintah juga terpacu untuk mencapai target Millenium Development Goals (MDGs) tahun 2015, yaitu menurunkan separuh proporsi penduduk yang belum terlayani fasilitas air minum. Dalam memperoleh air minum, air baku akan diolah menjadi air bersih dan air minum yang memenuhi standard kesehatan sehingga dapat digunakan secara optimal. Dalam pembagian air yang berasal dari debit yang terbatas maka diperlukan optimasi pembagian air, sehingga dapat mengurangi kendala dalam penyaluran air. Program dinamik (dynamic programming) adalah suatu pendekatan untuk mengoptimasi proses-proses keputusan multi tahap. Program deterministik yang memberikan hubungan pasti antar variabel dan tidak memperlihatkan sifat acak. Sifat-sifat dasar yang menjadi karakteristik problem program dinamik diantaranya adalah problem yang dipecah menjadi tahap (stages) dengan variable keputusan (decision) pada setiap tahap. Setelah pembagian air yang dioptimalkan, maka kita dapat menentukan nilai ekonomi dari
kinerja tersebut sehingga mendapatkan keuntungan bagi semua pihak. 2. KAJIAN PUSTAKA A. Analisa Data Penduduk Dalam melakukan perencanaan pemanfaatan air ke depan dibutuhkan untuk mengetahui jumlah penduduk dan kebutuhan air rata-rata setiap hari di masa depan. Maka dilakukanlah proyeksi jumlah penduduk, dalam kajian ini proyeksi atau perkiraan jumlah penduduk dilakukan sampai 10 tahun ke depan. Untuk memperkirakan proyeksi jumlah penduduk dapat dilakukan dengan 3 metode, yaitu : metode aritmatik, metode geometrik, dan metode exponensial. Dari ketiga metode tersebut, kemudian diuji menggunakan uji kesesuaian untuk mendapatkan angka r yang mendekati 1 (keadaan nyata). r=
n (n
X 2 -(
XY-
X
X)2 )n(
Y Y 2 -(
Y)2 )
B. Analisa Ketersediaan dan Kebutuhan Air Sesuai dengan kebutuhan air yang ada, maka dalam memenuhi kebutuhan air tersebut digunakanlah sumber mata air sebagai pemasok utama ketersediaan air bersih. Dalam studi ini dipakai dari 2 sumber mata air, yaitu Sumber Mata Air Gemulo dan Sumber Mata Air Precet dalam perhitungannya dari kedua sumber mata air tersebut akan dikumpulkan atau dikolektifkan sebelum didistribusikan ke desa-desa. Debit rata-rata didapat berdasarkan pengukuran data di lapangan dengan 2 jenis musim. Hasil pengukuran didapatkan debit aktual dan untuk debit andalannnya digunakan debit andalan (Q80). Besarnya pemakaian air bersih pada suatu daerah tidaklah konstan, tetapi mengalami fluktuasi. Hal ini tergantung pada aktifitas keseharian dalam penggunaan air oleh masyarakat, sehingga dibutuhkan nilai dari Load Factor yang besarnya tergantung pada penggunaan air tiap jamnya.
Tabel 1 Load Facktor Terhadap Kebutuhan Air Tiap Jam Jam Load Factor Jam Load Factor Jam Load Factor Jam Load Factor
1 0,3 7 1,53 13 1,14 19 1,25
2 0,37 8 1,56 14 1,17 20 0,98
3 0,45 9 1,42 15 1,18 21 0,62
4 0,64 10 1,38 16 1,22 22 0,45
5 1,15 11 1,27 17 1,31 23 0,37
6 1,4 12 1,2 18 1,38 24 0,25
Sumber : Anonim, 1994 : 24 Kebutuhan air dibagi menjadi 2, yaitu kebutuhan air domestik dan kebutuhan non domestik. Kebutuhan air domestik ialah kebutuhan air yang digunakan untuk keperluan hidup manusia, mulai masak, minum, mandi, cuci, dan keperluan lainnya. Kebutuhan air non domestik ialah kebutuhan air yang digunakan untuk keperluan perkantoran, sekolah, masjid, dan niaga.
b. Kebutuhan Non-Domestik Kebutuhan non domestik merupakan kebutuhan air bersih yang digunakan selain untuk keperluan runah tangga dan sambungan kran/hidran umum, seperti pemakaiana air untuk perkantoran, perdagangan, industri serta fasilitas sosial lainnya seperti tempat ibadah, sekolah, asrama, rumah sakit, militer, serta pelayanan jasa umum lainnya. Besarnya prosentase kebutuhan non domestik terhadap kebutuhan domestic juga harus memperhatikan perkembangan tingkat kebutuhan dari tahun ke tahun. Tabel 3 Klasifikasi dan Struktur Kebutuhan Air
Qtotal = Qdomestik + Qnon domestik a. Kebutuhan Domestik Kebutuhan domestik merupakan kebutuhan air bersih yang digunakan untuk keperluan rumah tangga dan kran/hidran umum, jumlah kebutuhan tersebut ditentukan berdasarkan karakteristik dan perkembangan konsumen pengguna air bersih. Sehingga semakin luas wilayah yang harus dilayani maka akan semakin besar pula kebutuhan air bersih yang digunakan masyarakat. Tabel 2 Kebutuhan Air Berdasarkan Jumlah Penduduk dan Wilayah
Sumber : Kimpraswil : 2003 Desa Bumiaji termasuk dalam kategori desa kecil dengan jumlah penduduk 3000-10000 jiwa serta kebutuhan airnya sebesar 90 lt/jiwa/hari.
Sumber : Anonim C. Analisa Neraca Air Analisa neraca air atau keseimbangan air dimaksudkan untuk mengevaluasi kondisi ketersediaan air dan pemanfaatannya sehingga dapat diketahui saat-saat dimana terjadi kekurangan air (defisit) atau kelebihan air (surplus). D. Analisa Hidrolika Analisa ini digunakan untuk mengukur apakah jaringan yang telah direncanakan telah memenuhi kaidahkaidah hidrolika sehingga air dapat tersalur
dengan baik. Penulis menggunakan paket progam EPANET v2.0, dimana nanti dalam perencanaan jaringan harus memenuhi syarat sebagai berikut : 1. Aliran air di dalam pipa turbulen. 2. Tekanan di tiap junction pada satu hari tidak negatif. 3. Batas tekanan di setiap junction untuk jenis pipa PVC antara (0.1-8 atm), Galvanized Iron (0.1-16 atm) dan Cast Iron (0.1-24.3 atm). 4. Kecepatan yang ideal dalam pipa adalah 0,3-4,5 m/dt. Dimana didalamnya juga menghitungkan tentang minor losses dan major losses, serta Headloss. Paket program EPANET v2.0 memiliki beberapa keunggulan antara lain : 1. Menyediakan segala ukuran jaringan. 2. Permodelan kecepatan konstan atau variasi untuk aliran pipa. 3. Perhitungan energy pompa serta biaya operasinya. 4. Permodelan untuk berbagai variasi tipe katup termasuk didalamnya katup penutup, katup cek, katup pengatur tekanan dan katup pengatur aliran. 5. Merancang beragam ukuran tangki atau bak penyimpanan. 6. Menentukan bermacam-macam kategori kebutuhan pada tipe titik atau node, yang memiliki variasi pola waktu tersendiri. 7. Permodelan tekanan aliran bebas seperti pada sprinkler. 8. Melakukan system yang operasiny berbasis pada tingkatan sederhana atau dengan pengaturan waktu pada system control operasi yang kompleks. E. Analisa Optimasi Program dinamik (dynamic programming) adalah suatu pendekatan untuk mengoptimasi proses-proses keputusan multi tahap. Sifat-sifat dasar yang menjadi karakteristik problem program dinamik diantaranya adalah problem yang dipecah menjadi tahap
(stages) dengan variable (decision) pada setiap tahap.
keputusan
Gambar 1 Diagram Urutan Problem Dinamik Serial Sumber : Montarcih, 2007 : 49
Mengacu pada gambar diatas maka : 1. Tahap /Stage (n) Merupakan bagian dari problem dimana keputusan (decision) diambil. Jika suatu problem dapat dipecah menjadi N subproblem, maka ada N tahap dalam formulasi DP tersebut. 2. Variabel Keputusan/DecisionVariable (dn) Merupakan besaran dari keputusan (decision) yang diambil pada setiap tahap. 3. Variabel Status/State Variable (Sn) Merupakan variabel yang mewakili/menjelaskan status (state) dari sistem yang berhubungan dengan tahap ke n. Fungsi dari variabel status adalah untuk menghubungkan tahaptahap secara berurutan sedemikian sehingga apabila setiap tahap dioptimasi secara terpisah, maka keputusan yang dihasilkan adalah layak (feasible) untuk seluruh problem. 4. Akibat Tahap/Stage Return (rn) Merupakan ukuran skalar dari hasil keputusan yang diambil pada setiap tahap. Akibat tahap (Stage Return) ini merupakan fungsi dari variabelvariabel Sn (status input), Sn+1 (status output), dan dn (keputusan), sehingga dapat dinyatakan sebagai fungsi berikut. rn = r(Sn, Sn+1, dn) 5. Transformasi Tahap/Stage Transformation atau Transisi Status/State Transition (tn) Merupakan suatu transformasi nilai tunggal yang menyatakan hubungan antara variabel-variabel Sn (status
input), Sn+1 (status output), dan dn (keputusan), yang dinyatakan sebagai persamaan berikut. Sn+1 = tn(Sn, dn) F. Analisa Ekonomi Pelaksanaaan proyek-proyek pemerintahan secara esensi memiliki karakteristik maupun tujuan yang berbeda dengan proyek-proyek swasta. Kalau sebelumnya kita mengetahui bahwa proyekproyek swasta senantiasa diukur berdasarka nilai keuntungan yang dijanjikan, maka pada proyek-proyek pemerintahan kriteria kelayakan tidak selamanya bisa atau harus diukur berdasarkan keuntungannya. (Kesuma, 2012: 15), dalam mempertimbangkan kelayakan dari suatu proyek pembangunan aspek yang perlu dikaji terlebih dahulu adalah aspek manfaat (Benefit) dan biaya (Cost). Komponen biaya dalam kajian ini adalah dari dokumen anggaran pemerintah desa dan kecamatan yang telah dialokasikan untuk pembangunan, rehabilitasi, pemeliharaan dan peningkatan jaringan. Serta manfaat ialah, seberapa besar nilai ekonomis hasil produksi yang didapat dibandingkan dengan anggaran yang telah dialokasikan pada suatu jaringan air bersih. a. Perhitungan Benefit Cost Ratio (B/C) Proyek dikatakan layak untuk dibangun jika nilai B/C dari proyek tersebut lebih dari satu. Hal ini menunjukkan nilai benefit proyek. Sehingga dapat dikatakan proyek tersebut tidak mengalami kerugian bila dikerjakan. b. Internal Rate Return (IRR) tingkat bunga yang dapat membuat besarnya nilai nilai sekarang positif bersih sama dengan nol atau suku bunga saat B/C sama dengan satu atau B = C x IRR menunjukkan kemampuan suatu proyek untuk menghasilkan pengembalian atau tingkat keuntungan yang dapat dicapai proyek tersebut. Hal yang perlu dilakukan untuk menganalisa IRR adalah Future Value Facktor (FVF), Precent Value Facktor (PVF) dan Present Value (PV).
3. METODOLOGI PENELITIAN 1. Proyeksi jumlah penduduk Melakukan proyeksi jumlah penduduk dalam 10 tahun kedepan dengan metode aritmatik, geometrik dan eksponensial. Selanjutnya akan dilakukan uji kesesuaian metode proyeksi untuk mengetahui metode mana yang proyekainya mendekati satu. 2. Pengolahan data debit menggunakan debit andalan 80% sebagai acuan ketersediaan air. 3. Perhitungan kebutuhan air konsumen Dalam analisa ini akan dihitung besanya total kebutuhan akan air untuk masyarakat atau daerah layanan. Dalam menghitung kebutuhan air ini ada dua variabel yang menentukan, yaitu kebutuhan air domestik dan non domestik. 4. Perhitungan neraca air untuk mengetahui total besar ketersediaan air dengan kebutuhan air. 5. Pembuatan skema jaringan distribusi air dengan software Proses perencanaan skema sistem distribusi air bersih dalam studi menggunakan bantuan paket program EPANET v2.0. 6. Perhitungan optimasi dengan program dinamik a. Mengitung besarnya volume yang dibutuhkan untuk masing-masing bangunan penampung air. b. Menghitung besarnya volume air yang tersedia dari debit andalan c. Dari volume tersedia dan dibutuhkan, dapat ditentukan banyaknya konsumen dan besar konsumsi air bersih. d. Menentukan keuntungan sebagai fungsi debit yang merupakan fungsi keuntungan bersih dari debit yang dialirkan. e. Membuat tabel yang memuat unsur-unsur : Debit awal (tersedia) untuk dialokasikan.
Debit akhir (setelah debit tersedia dialokasikan). Besar debit yang dialokasikan untuk tahap tersebut (debit awal hingga debit akhir). Keuntungan dari besar debit yang dialokasikan untuk masingmasing tahap. Didapat keuntungan maksimum dari masing-masing tahap. Didapata variable keputusan yaitu debit guna maksimum yang dialirkan. f. Hasil dari tahap pertama ditransformasikan ke tahap berikutnya sampai ke tahap akhir. g. Keuntungan maksimum pada tahap akhir merupakan kebijakan total secara keseluruhan. 7. Analisa Ekonomi a. Manfaat dari hasil optimasi atau dari hasil lapangnan dijadikan besaran keuntungan (benefit) b. Hasil analisa nilai manfaat ekonomi produksi air bersih dipergunakan sebagai nilai keuntungan (benefit). Sedangkan biaya didapat dari besaran alokasi pengelolaan jaringan air bersih yang telah dianggarkan. c. Melakukan analisa ekonomi dengan menghitung nilai B/C, IRR dan NPV dari kegiatan alokasi angaaran biaya pengelolaaan air bersih 4. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data Penduduk Data jumlah penduduk merupakan salah satu komponen yang wajib diketahui untuk mengetahui proyeksi jumlah penduduk di masa kedepan, dan dari 3 metode proyeksi jumlah penduduk dilakukan berdasarkan cara statistik pada koefisien korelasi yang mendekati 1 dimana angka ini mengindikasikan bahwa variabel bersifat positif atau korelasi sangat kuat. Dari perhitungan diketahui metode exponensial mempunyai nilai koef. Korelasi (r) = 0,9422, sehingga metode tersebut digunakan untuk memperkirakan jumlah
penduduk beberapa tahun kedepan dan acuan perhitungan kebutuhan air. Tabel 4 Proyeksi Jumlah Penduduk Metode Exponensial Metode Tahun Eksponensial 2013 7127 2014 7252 2015 7379 2016 7508 2017 7640 2018 7774 2019 7910 2020 8048 2021 8189 2022 8333 2023 8479 Sumber : Perhitungan B. Ketersediaan dan Kebutuhan Air a. Ketersediaan Air Untuk ketersediaan air digunakan sumber mata air dari sumber Gemulo dan sumber Precet dengan pengambilan debit andalan 80%. Tabel 8 Data Sumber Mata Air Nama Sumber
Air Minum
Debit Andalan
(lt/dt)
(lt/dt)
Sumber Gemulo Sumber Precet
3.5 3.5 JML
2.8 2.8 5.6
Sumber : Perhitungan b. Kebutuhan Air Untuk menghitung kebutuhan air digunakan 2 acuan yaitu menghitung kebutuhan air domestik dan kebutuhan air non domestik yang sesuai dengan jumlah penduduk dan prosentase penduduk terlayani.
Tabel 9 Kebutuhan Air Bersih Desa Bumiaji Parameter 1 Pelayanan 2 Faktor Pemakaian Keb. Harian Maximum Keb. Jam Puncak 3 Kehilangan Air 4 Sambungan Rumah 5 Keb. Domestik dan non domestik 6 Jml Penduduk 7 Prosentase Penduduk Terlayani 8 Jumlah Penduduk Terlayani 9 Keb. Air Domestik 10 Keb. Air non domestik 11 Kehilangan air akibat kebocoran 12 Keb. Suplai Air 13 Keb. Harian Maximum 14 Keb. Jam Puncak 15 Keb. Air total Keb. Air total
Satuan jiwa/ sambungan
lt/org/hari % jiwa % jiwa lt/hari lt/hari lt/hari lt/dt lt/dt lt/dt lt/hari lt/dt
Tahun 2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
1.2 1.56 0.2 90 0.25 7,127 0.7 4,989 448,985.1 112,246.3 112,246.3 5.197 6.236 10.133 561,231.3 6.50
1.2 1.56 0.2 90 0.25 7,252 0.8 5,439 489,486.1 122,371.5 122,371.5 5.665 6.798 11.047 611,857.6 7.08
1.2 1.56 0.2 90 0.25 7,379 0.8 5,903 531,268.7 132,817.2 132,817.2 6.149 7.379 11.990 664,085.9 7.69
1.2 1.56 0.2 90 0.25 7,508 0.8 6,006 540,579.4 135,144.8 135,144.8 6.257 7.508 12.201 675,724.2 7.82
1.2 1.56 0.2 90 0.25 7,640 0.9 6,494 584,431.5 146,107.9 146,107.9 6.764 8.117 13.190 730,539.4 8.46
1.2 1.56 0.2 90 0.25 7,774 0.9 6,607 594,673.8 148,668.5 148,668.5 6.883 8.259 13.421 743,342.3 8.60
1.2 1.56 0.2 90 0.25 7,910 0.9 6,723 605,095.7 151,273.9 151,273.9 7.003 8.404 13.657 756,369.6 8.75
1.2 1.56 0.2 90 0.25 8,048 0.9 6,841 615,700.1 153,925.0 153,925.0 7.126 8.551 13.896 769,625.2 8.91
1.2 1.56 0.2 90 0.25 8,189 0.9 7,370 663,342.8 165,835.7 165,835.7 7.678 9.213 14.971 829,178.6 9.60
1.2 1.56 0.2 90 0.25 8,333 0.9 7,500 674,968.1 168,742.0 168,742.0 7.812 9.375 15.234 843,710.1 9.77
2023 5 1.2 1.56 0.2 90 0.25 8,479 0.9 7,631 686,797.1 171,699.3 171,699.3 7.949 9.539 15.501 858,496.4 9.94
Keterangan : 1. Pelayanan 2. Faktor Pemakaian Keb. Harian Maximum Keb. Jam Puncak 3. Kehilangan air 4. Sambungan Rumah 5. Keb. Domestik dan non Domestik 6. Jumlah Penduduk 7. Prosentase Penduduk Terlayani
=
Rata-rata jumlah penghuni per rumah
= = = = = = =
Koefisien kebutuhan harian maksimum Koefisien kebutuhan jam puncak Rata-rata kehilangan air Jumlah pemakaian air/ orang/ hari Prosentase kebutuhan Data hasil proyeksi Prosentase pelayanan
8. Jumlah Penduduk Terlayani 9. Keb. Air Domestik 10. Keb. Air non Domestik 11. Kehilangan Air Akibat Kebocoran 12. Keb. Suplai Air 13. Keb. Harian Maksimum 14. Keb. Jam Puncak 15. Keb. Air Total
= = = = = = = =
[6] x [7] [8] x [4] [9] x [5] [3] x {[9] + [10]} 80% +{ [15]/86400} [12] x [2, Keb. Harian Maksimum] [15] x [2, keb. Jam Puncak]/ 86400 [9] x [10]
Sumber : Perhitungan
C. Analisa Neraca Air Dalam studi ini analisa neraca air atau keseimbangan air dimaksudkan untuk mengevaluasi kondisi ketersediaan air dan pemanfaatannya sehingga dapat diketahui saat-saat dimana terjadi kekurangan air (defisit) atau kelebihan air (surplus). Perhitungan ini menggunakan neraca air jam-jaman, dan dapat diketahui bahwa ketersediaan air di Desa Bumiaji mengalami defisit (kurang). Jumlah debit ketersediaan dari 2 sumber tidak bisa memenuhi kebutuhan air tahun 2014 hingga tahun berikutnya, sehingga membutuhkan penambahan debit mata air dari sumber lain yang dekat dan memiliki kapasitas besar.
D. Permodelan, Analisa dan Simulasi Jaringan Distribusi Air Bersih Dengan Paket Program EPANET v2.0 Dalam analisa ini digunakan paket program EPANET v2.0 untuk memodelkan rencana jaringan, menghitung dan simulasi sehingga memenuhi persyaratan jaringan yang telah ada.
Tabel 10 Penambahan Debit Desa Bumiaji Tiap Tahun Tahun 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 Jumlah Sumber : Perhitungan
Jumlah debit (lt/dt) 0.90 1.48 2.09 2.22 2.86 3.00 3.15 3.31 4.00 4.17 4.34 31.50
Gambar 2 Rencana Skema Jaringan Air Bersih Desa Bumiaji Sumber : Perhitungan
Dari skema diatas akan disimulasikan ke dalam program EPANET v2.0 untuk mendapatkan hasil perencanaan yang sesuai dengan standart.
E. Optimasi Dengan Model Program Dinamik Deterministik Model Alokasi Karena Desa Bumiaji pada tahun 2013 mengalami defisit, maka untuk mengatasi hal tersebut, alternatif yang digunakan ialah dengan optimasi. Optimasi dalam analisa ini menggunakan program dinamik deterministik model alokasi.
Gambar 3 Hasil Running Skema Jaringan Sumber : Perhitungan Tabel 11 Recursive Program Dinamik Tabel 4.24 Alokasi 1 ke Dusun Banaran Tersedia Sisa 1.2 5.6 1,900.58 Maximum 1,900.58 Decision 5.6 Sumber : Perhitungan
Tabel 4.25 Alokasi 2 ke Dusun Beru Tersedia Sisa 0.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 Maximal Decision 2.1 Sumber : Perhitungan
Tabel 4.26 Alokasi 3 ke Dusun Binangun Tersedia Sisa 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 Maximal Decision 0.9 Sumber : Perhitungan
1.3
1.4 1,857.39 1,857.39
1.5 1,814.19 1,814.19
1.6 1,771.00 1,771.00
1.7 1,727.80 1,727.80
1.8 1,684.61 1,684.61
1.9 1,641.41 1,641.41
2 1,598.22 1,598.22
2.1 1,555.02 1,555.02
2.2 1,511.83 1,511.83
2.3 1,468.63 1,468.63
2.4 1,425.44 1,425.44
2.5 1,382.24 1,382.24
2.6 1,339.05 1,339.05
5.6
5.6
5.6
5.6
5.6
5.6
5.6
5.6
5.6
5.6
5.6
5.6
5.6
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
f1*
2,298.67 2,294.81 2,290.96 2,287.11 2,283.25 2,279.40 2,275.55 2,271.69 2,267.84 2,263.99 2,260.13 2,256.28 2,252.43 2,248.58 2,298.67
2,255.47 2,251.62 2,247.76 2,243.91 2,240.06 2,236.21 2,232.35 2,228.50 2,224.65 2,220.79 2,216.94 2,213.09 2,209.23 2,255.47 2.2
2,212.28 2,208.42 2,204.57 2,200.72 2,196.86 2,193.01 2,189.16 2,185.30 2,181.45 2,177.60 2,173.74 2,169.89 2,212.28 2.3
2,169.08 2,165.23 2,161.37 2,157.52 2,153.67 2,149.82 2,145.96 2,142.11 2,138.26 2,134.40 2,130.55 2,169.08 2.4
2,125.89 2,122.03 2,118.18 2,114.33 2,110.47 2,106.62 2,102.77 2,098.91 2,095.06 2,091.21 2,125.89 2.5
2,082.69 2,078.84 2,074.98 2,071.13 2,067.28 2,063.43 2,059.57 2,055.72 2,051.87 2,082.69 2.6
2,039.50 2,035.64 2,031.79 2,027.94 2,024.08 2,020.23 2,016.38 2,012.52 2,039.50 2.7
1,996.30 1,992.45 1,988.59 1,984.74 1,980.89 1,977.03 1,973.18 1,996.30 2.8
1,953.11 1,949.25 1,945.40 1,941.55 1,937.69 1,933.84 1,953.11 2.9
1,909.91 1,906.06 1,902.20 1,898.35 1,894.50 1,909.91 3
1,866.72 1,862.86 1,859.01 1,855.16 1,866.72 3.1
1,823.52 1,819.67 1,815.81 1,823.52 3.2
1,780.33 1,776.47 1,780.33 3.3
1,737.13 1,737.13
2.7 1,295.85 1,295.85
5.6
2.8 1,252.66 1,252.66
5.6
2.9 1,209.46 1,209.46
5.6
3 1,166.27 1,166.27
5.6
3.1 1,123.07 1,123.07
5.6
3.2 1,079.88 1,079.88
5.6
3.3 1,036.68 1,036.68
5.6
3.4 993.49 993.49
5.6
950.29 950.29 5.6
1,900.58 1,857.39 1,814.19 1,771.00 1,727.80 1,684.61 1,641.41 1,598.22 1,555.02 1,511.83 1,468.63 1,425.44 1,382.24 1,339.05 1,295.85 1,252.66 1,209.46 1,166.27 1,123.07 1,079.88 1,036.68 993.49 950.29
3.4
f2*
2,108.24 2,082.28 2,056.33 2,030.37 2,004.41 1,978.45 2,108.24
2,298.67 2,255.47 2,212.28 2,169.08 2,125.89 2,082.69 2,039.50 1,996.30 1,953.11 1,909.91 1,866.72 1,823.52 1,780.33 1,737.13
Sumber : Perhitungan Dari tabel diatas didapat jalur optimal = 5,6 – 2,9 – 0,9 – 0 dan alokasi yang didapat Banaran = 2,7 lt/dt, Beru = 2 lt/dt, Binangun = 0,9 lt/dt, dan keuntungannya sebesar Rp 182.152,15 /hari. F. Analisa Ekonomi Analisa ekonomi digunakan untuk mempertimbangkan kelayakan dari suatu proyek dimana terjadi impas/keadaan seimbang antara pemasukan (benefit) dengan biaya (cost) atau biasa disebut dalam keadaan B/C= 1. Dari analisa ekonomi dengan keadaan B/C= 1 digunakan untuk mencari harga air yang sesuai, maka hasil dari penjualan air
dijadikan sebagai nilai benefit dan biaya pembangunan, pengeluaran O&P, pajak, dan lain-lain dijadikan nilai cost sehingga dari kedua variabel tersebut akan ditentukan harga air ideal. Total pengeluaran untuk pembangunan sebesar Rp 156.392.000,-, proyeknya berlangsung secara bertahap mulai dari tahun 2007 sampai dengan 2009 namun pada tahun 2008 sudah dapat digunakan. Proyek ini memiliki 25 tahun manfaat, maka dari hasil pemasukan dan pengeluaran akan dijumlahkan kedalam tahun 2013 sebagai tahun acuan. Selanjutnya akan dicari nilai Present Value (PV) sampai tahun terakhir, hingga menemukan nilai harga air ideal.
Tabel 12 Analisa Ekonomi Tahun
Manfaat Air Bersih Rp
[1] 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Investasi Awal Rp
[2]
[3] 156,392,000
25,867,000 27,645,000 29,786,500 31,647,000 32,756,900 35,320,320 183,022,720 162,305,004.56 162,305,004.56 162,305,004.56 162,305,004.56 162,305,004.56 162,305,004.56 162,305,004.56 162,305,004.56 162,305,004.56 162,305,004.56 162,305,004.56
Biaya Akhir 2013 Rp
Operasi dan Pemeliharan Rp
[4] 361,744,199
[5] 50,867,400 52,431,600 54,312,300 55,756,900 57,867,500 60,300,000 331,535,700 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000
361,744,199
Total Biaya
Cash Flow
PV
PV Pemasukan
Rp
Rp
Rp
Rp
Rp
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
510,257,179 102,005,005 102,005,005 102,005,005 102,005,005 102,005,005 102,005,005 102,005,005 102,005,005 102,005,005 102,005,005 102,005,005
510,257,179 88,700,004 77,130,438 67,069,946 58,321,692 50,714,515 44,099,578 38,347,459 33,345,617 28,996,189 25,214,077 21,925,284 PV NPV B/C IRR
693,279,899 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000 60,300,000
PV Pengeluaran
183,022,720 693,279,899 141,134,787 52,434,783 122,725,901 45,595,463 106,718,175 39,648,229 92,798,413 34,476,721 80,694,272 29,979,757 70,168,932 26,069,354 61,016,463 22,669,004 53,057,794 19,712,177 46,137,212 17,141,023 40,119,315 14,905,238 34,886,361 12,961,076 1,032,480,345 1,008,872,724 23,607,622 1.02340000 15%
Sumber : Perhitungan Keterangan : [1] = Tahun ke[2] = Pemasukan dari manfaat Air bersih [3] = Biaya Kontruksi = [3]*(1+i)n [4] [5] = Biaya Operasi dan Pemeliharaan
[6] [7] [8]
= [4] + [5] = [2] - [6] = -PV(15% [1],,[7]
PV = Jumlah [9] PV = Jumlah [10] NPV = PV[9] - PV[10]
[9] = -PV(15% [1],,[2] [10] = -PV(15% [1],,[6]
BCR = PV [9] / PV[10] IRR = IRR[7]
Sumber : Perhitungan Dari tabel diatas didapatkan harga air ideal sebesar Rp 919,00/m3, harga ini jauh lebih mahal dari harga sebelumnya yang sebesar Rp 200,00/m3. Pada kondisi
memasukkan hasil optimasi pada tahun 2013 untuk dijadikan acuan pemasukan didapatkan harga air sebesar Rp 950,00/m3.
Tabel 13 Hasil Rekapitulasi Analisa Ekonomi Keterangan
Satuan
Harga
Rp/lt Rp/m3 Rp/bulan Rp/tahun
O&P NPV B/C
Saat O&P eksesting 0.2
Kondisi Saat O&P Coba-coba 0.919046059
Berdasar Optimasi, O&P Coba-coba 0.95
200
919
950
5,025,000 60,300,000 -640,993,626 0.364643714
5,025,000 60,300,000 23,607,622 1.02340000
8,850,000 106,200,000 29,788,287 1.032464519
Sumber : Perhitungan 5. KESIMPULAN Dari perhitungan dan analisa dari bab sebelumnya didapat beberapa kesimpulan, yaitu : 1. Ketersediaan air mengalami penurunan sehingga mengakibatkan berkurangnya pasokan air bersih untuk memenuhi kebutuhan air bersih Desa Bumiaji. Hasil analisa menunjukkan ketersediaan air berbeda dengan jumlah kebutuhan air tiap tahun, sehingga mengalami defisit. Dalam memenuhi kebutuhan air, maka dibutuhkan tambahan debit ketersediaan untuk memenuhi kebutuhan.
2. Opimasi disini dapat dijalankan kapan saja atau saat kita mengalami defisit/kekurangan air, setelah dilakukan analisa dapat disimpulkan pemakaian optimasi deterministik model alokasi pada Desa Bumiaji. Karena ketersediaan air pada Desa Bumiaji mengalami defisit, dan jumlahnya tidak mencukupi untuk kebutuhan air sehingga optimasinya dilakukan pada kondisi ketersedian masih cukup tahun 2013 serta pada kondisi penambahan debit ketersediaan. Tahun 2013 didapat
keuntungan total sebesar Rp 182.152,15/hari. Pada kondisi penambahan debit ketersedian tahun 2014 didapat keuntungan total sebesar Rp 256.442,94/hari, serta tahun 2023 sebesar Rp 501.355,2/hari. Keuntungan tersebut dapat diperoleh dengan kondisi sesegera mungkin untuk dilakukan penambahan debit ketersedian air dari sumber lain. 3. Perhitungan benefit-cost dalam studi ini dilakukan terhadap biaya kontruksi yang telah dialokasikan tahun 2007 untuk mengetahui nilai keuntungan dari biaya konstruksinya yang sebesar Rp 156,392,000.00. Untuk analisa ekonomi dilakukan dengan tiga kondisi yaitu dengan menetukan nilai biaya O&P yang telah ada dan O&P coba-coba sampai memiliki batas keuntungan atau B/C ≈ 1 serta hasil optimasi tahun 2013 dengan O&P coba-coba sampai memiliki batas keuntungan atau B/C ≈ 1. Sebagai acuan semua nilai mannfaat dan biaya proyeksi pada tahun 2013 sehingga: Kondisi pertama dengan besaran biaya total O&P yang telah ada didapat nilai B/C = 0,3646 NPV= Rp -640.993.626 dengan IRR = 15%. Kondisi coba-coba didapat nilai NPV= Rp 23.607.622,00, B/C= 1,0234, serta IRR = 15% dengan O&P sebesar Rp 60.300.000,00/tahun serta harga air sebesar Rp 919,00/m3. Kondisi optimasi tahun 2013 dan O&P coba-coba didapat nilai B/C= 1,03246, NPV= Rp 29.788.287,00, IRR= 15% dengan biaya O&P= Rp 106.200.000,00/tahun serta harga air sebesar Rp 950,00/m3. DAFTAR PUSTAKA Alvinburhani.wordpress.com/2012/06/28/k oefisien-korelasi-signifikasideterminasi, diakses 22 februari 2014.
Anonim. 2007. Studi Perencanaan Teknis Air Bersih Kota Batu. Batu : Cv Adicipta Persada. Anonim. 2007. Studi kelayakan Air Bersih Gunung Biru Kota Batu. Batu : Cv Mega Skala. Anonim. 2011. Potensi dan Pemanfaatan SDA Kota Batu. Batu : Dinas Pekerjaan Umum dan Bina Marga Kota Batu. Badan Pusat Statistik. 2002-2012. Kecamatan Bumiaji Dalam Angka. Batu: BPS Kota Batu. Kesuma, A. W. 2012. Kajian Alokasi Anggaran Biaya Jaringan Irugasi Berbasis Kinerja Irigasi dan Nilai Manfaat Ekonomi (Studi Kasus D.I. Prambatan Kota Batu). Malang Kodoatie, R. J. 1994. Analisi Ekonomi Teknik, Yogyakarta: Andi Offset Limantara, L. M. 2007. Optimasi Distribusi Air Irigasi dengan Program Dinamik. Malang : Cv Asrori. Limantara, L. M & Soetopo, W. 2011. Teknik Sumber Daya Air Manajemen SDA. Bandung : Lubuk Agung Rossman, A. L. 2000. EPANET 2 USER MANUAL Suryanto, A., Sunaryo, T. M., Sjarief, R. 2001. Ekonomi Teknik Sumber Daya Air. Jakarta : MHI Triadmodjo, B. 1996 & 2001. Hidraolika 1 dan 2. Yogyakarta: Beta Offset
