Proceeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra,Arsitektur& Sipil) Universitas Gunadarma - Depok18- 19Oktober2011
Vol.4 Oktober2011 ISSN:1858-2559
PENGELOLAAN AIR SECARA EKONOMIS DENGAN PENGGUNAAN TANGGUL BATANG KELAPA SERTA PENJERNIH AIR ALAMI Banu Adhibaswara1 Indah Prasetiya RinP Muhammad Nico3 Zara Muzdalifah4 J,2,3,4Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Gunadarma Jalan Margonda Raya 100 Depok, Jawa Barat 16424 Jbanu
[email protected] Abstrak
Saat ini banyak daerah-daerah di Indonesia yang kekurangan air bersih, padahal air bersih merupakan hal yang vital bagi masyarakat. Indonesia yang terletak di daerah tropis mempunyai potensi yang besar akan sumber air, baik alami maupun buatan. Jadi merupakan hal yang mustahil bagi negara seperti Indonesia bila kekurangan air bersih, Kendala yang dihadapi adalah berupa sistem pengelolaan dan penyaluran air serta kebersihan air itu sendiri. Pada jurnal ini akan dijelaskan tentang bagaimana cara pemanfaatan sumber mata air, baik berupa mata air langsung maupun air sungai untuk dikelola sehingga bisa didistribusikan ke masyarakat setempat. Untuk mempermudah masyarakat dalam pengelolaan air bersih maka perlu diterapkan metode dan material yang sederhana, ekonomis, kuat, serta perawatan yang mudah. Pemanfaatan sumber air terdekat yang paling terjangkau, biasanya berupa aliran sungai. Sumber air tersebut kemudian akan ditampung dengan cara pembuatan tanggul sederhana yang terbuat dari tumpukan batu, batang kelapa, bambu, ijuk, dan batang besi sebagai porosnya. Di tempat penampungan ini nantinya akan dibuat saringan alami berupa eceng gondok sebagai penyaring kimiawi serta tumpukan kerikil, pasir, dan arang batok kelapa sebagai saringan jisis. Hal ini bertujuan untuk menyaring air kotor yang berasal dari sumber air menjadi air bersih yang layak digunakan. Dengan begitu akan dihasilkan air bersih yang bisa diambil langsung oleh masyarakat untuk kebutuhan sehari-hari. Kata Kunci: pengelolaan
air, tanggul batang kelapa, penjernih air.
PENDAHULUAN Begitu banyak masyarakat Indonesia yang belum tersentuh akan air bersih yang layak untuk dikonsumsi. Selain itu mahalnya biaya pengadaan infrastruktur tersebut juga menjadi faktor penghambat dari tersedianya air bagi masyarakat. Oleh karena itu agar infrastruktur itu tetap dapat direalisasikan, digunakan material-material yang mudah didapat tanpa mengurangi kekuatan dari struktur itu sendiri. Hal ini yang mendorong untuk membuat suatu infrastruktur kerakyatan yang berlandaskan pengabdian pada masyarakat, untuk mengelola air agar dapat dikonsumsi secara menyeluruh dalam masyarakat. Pengelolaan serta penyediaan air bersih biasanya ditunjuk oleh pemerintah da-Iam wewenang Perusahaan Daerah Air Mi-num (PDAM). Proses pengolahan yang dilakukan
Adhibaswaradkk,PengelolaanAir Secara...
cukup modem dengan menggu-nakan bahanbahan kimia. Bertolak dari itu, sebenarnya apa yang dilakukan PDAM bisa ditiru dan dipraktekkan dalam skala kecil. Material yang mahal dalam pembuatan ba-ngunan air juga dapat dimodifikasi dengan menggunakan bahan-baban alami dari alamo Banyak sekali bahan yang dapat dengan mudab diperoleh dari alam sebagai pengganti material yang harganya realtif mahal. Berbagai material seperti bambu, batuan, batang kelapa, ataupun tanaman-tanaman liar yang seolah-olah tidak bermanfaat sebenamya mempunyai kegunaan yang sarna pentingnya seperti beton, rangka batang, atau kayu konstruksi. Dari material-material alami seperti itulah infrastruktur perairan ini akan dibuat untuk masyarkat. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk membantu ma-
AT- 79
Vol.4 Oktober2011 ISSN:1858-2559
Proceeding PESAT(Psikologi, Ekonomi, Sastra,Arsitektur& Sipil) Universitas Gunadarma - Depok18- 19Oktober2011 syarakat dalam mewujudkan pencanangan program air ber,sih yang ekonomis.
METODE PENELITIAN Perancangan Pada awalnya hal yang harus dilakukan untuk mengelola air agar dapat didistribusikan ke masyarakat adalah mencari sumber air terdekat yang bisa dimanfaatkan. Secara umum sumber air ini terdiri dari dua jenis, yaitu mata air langsung dan aliran air dari mata air seperti sungai atau parit-parit. Jika sumber airnya berupa mata air, maka airnya akan dapat langsung didistribusikan karena air yang tersedia dari mata air masih jernih, sehingga dapat segera dikonsumsi. Namun bila sumber air adalah sungai, maka perlu dilakukan penyaringan terlebih dahulu mengingat air yang terkandung di sungai masih kotor dan banyak mengendap zat-zat kimia berbahaya. Belum lagi bila sungai tersebut merupakan tempat pembuangan limbah pabrik, air yang terkandung pasti sangat tidak layak untuk digunakan. Maka sebelum air disalurkan ke rumah-rumah warga, sungai yang menjadi sumber air telebih dahulu dilakukan pembuatan anak sungai. Air dari sungai induk akan mengalir ke anak-anak sungai, air dari anak sungai akan ditampung ke penampungan yang sudah dibuat dengan tanggul batang pohon kelapa. Sebelum air sampai penampungan, sampah-sampah yang terbawa arus air dipisahkan terlebih dahulu dengan menggunakan jaring, sehingga air yang tertampung sudah terbebas dari sampah. Di dalam penampungan pertama, air di jernihkan dengan enceng gondok, kemudian air dialirkan ke saringan berlapis. Saringan berlapis ini terbuat dari lapisan pecahan bata atau genting, kerikil, pasir, arang, dan ijuk. Akhirnya akan dihasilkan air bersih yang sudah siap didistribusikan ke masyarakat. Proses distribusi ini adalah dengan memasang kran-kran di bagian akhir pengolahan yang terletak di bawah saringan. Untuk lebih jelas detail dari sistem pengolahan ini dapat dilihat di dalam Gambar 1 dan 2. Pada keadaan tertentu, kolam penampungan akan mengalami luapan air, seperti akibat hujan terus-menerus ataupun pemampatan jalur pengeluaran air. Untuk mencegah terjadinya hal tersebut, maka dibuat kontrol
AT- 80
saluran pembuangan air yang menghubungkan penampungan dengan sungai induk. Dengan begitu air yang berlebih akan dibuang lagi ke sungai induk sehingga tidak mengganggu mekanisme pengolahan ini. Detil saluran terlihat pada Gambar 3.
40 em
60cm Gambar 1. Penampang Saluran Pertama
20cm
20cm
I
Gambar 2. Penampang Saluran Kedua Pecahan bata Batu kerikil
ili!!&
It'"
Arang batok
Pasir
L. !.~m;!~ Gambar 3. Saringan Berlapis
BASIL DAN PEMBAHASAN TanggulSederhana Tanggul sederhana terdiri atas susunan bambu, batuan, ijuk dan batang kelapa. Lapisan bambu berada pada lapisan yang terluar sebagai dinding penahan tanah. Untuk pembuatan susunannya, pertama tama bambu dipancangkan satu-satu disusun rapi mengarah vertikal kemudian disatukan dengan menggunakan potongan bambu arah horizontal. Hal ini bertujuan untuk menambah kekuatan pada bambu dalam menahan
tekanan tanah. Ujung bambu vetikal dan
Adhibaswara dkk,Pengelolaan AirSecara...
Proceeding PESA T (Psikologi, Ekonomi, Sastra,Arsitektur& Sipil) Universitas Gunadarma - Depok18- 19Oktober2011
ujung bambu horizontal yang mengenai tanah, lalu ditancapkan ke dalam tanah hingga benar.benar kokoh. Antara persilangan bambu vetikal dan horizontal digabungkan dengan menggunakan sekrup. Untuk detail lebih jelas dapat dilihat di Gambar 4. ~~ barupmpn
~
eoo..,
1~1~lfIJI
Gambar4. TanggulBakPenampungan Lapisan batuan dan ijuk berada setelah lapisan bambu. Batuan dan ijuk berfungsi untuk menimbulkan lumpur dan lumut, dimana fungsi dari itu sendiri adalah untuk menahan air agar tidak merembes ke dinding tanah. Lapisan batang kelapa berada setelah laipsan batuan dan ijuk. Lapisan batang kelapa yang langsung terkena air memiliki fungsi untuk mencegah rembesan air berlebihan ke dinding tanah. Sehingga air yang sampai pada lapisan batuan dan ijuk jumlahnya tidak terlalu besar. Cara membuatnya adalah dengan menumpuk setengah belahan memanjang batang kelapa hingga tinggi yang diinginkan. Kemudian antar satu batang dengan batang lainnya dikunci tegak lurus dengan baut sekrup dan ujungnya diberi patok agar struktur menjadi kaku, bisa berupa patok kayu atau besi. Detail lebih jelas dapat dilihat di Gambar 5. bambu penabantamh
Gambar 5. Penampang Samping Penampungan
Mekanisme Penjernihan Air Secara umum proses penjemihan yang akan dilakukan meliputi proses penjemihan kimiawi dan fisis. Proses penjemihan kimiawi dilakukan di kolam penampungan dengan
Adhibaswaradkk,PengelolaanAir Secara...
Vol.4 Oktober2011 ISSN:1858-2559
menggunakan enceng gondok. Enceng gondok terbukti dapat menyerap zat-zat kimia berbahaya dan dapat hidup di kondisi air yang tercemar sekalipun. Kandungan zat yang paling berbahaya di dalam air adalah raksa (Hg), dimana enceng gondok mampu menyerap Hg 1,88 mg/g. Bak penampungan yang akan dibuat menampung 30000 It, sedangkan ambang batas kandungan merkuri dalam air hanya 1,00I mg/lt. Kemungkinan terburuk bak penampungan tersebut mengandung = 1,001 mg/lt x 30000 It = 30030 mg merkuri beracun. Berat dari enceng gondok yang dibutuhkan untuk menyerap racun tersebut adalah = 30030/1,88= 15973,4gr. Dari data diketahui bahwa satu tumbuhan enceng gondok dengan beratnya kurang lebih 20 gram[3]. Sehingga berat dari dimensi kolam dengan panjang 6 m, lebar 5 meter, dan tinggi 1 meter kira-kira membutuhkan = 15973,4/20 = 798,67 batang tanaman enceng gondok. Proses selanjutnya dari sistem penjernihan air ini adalah berupa saringan kimiawi, yang menggunakan bahan-bahan alami. Saringan ini dibuat di suatu wadah berbentuk kubus dimana di dalamnya dipasang lapisanlapisan yang dibatasi oleh ijuk mulai dari atas hingga ke bawah. Lapisan pertama diisi dengan pecahan batu batao Lapisan kedua diisi dengan batuan-batuan kerikil. Lapisan ketiga diisi dengan arang batok kelapa. Lapisan terakhir diisi dengan pasir. Fungsi dari lapisan pertama dan kedua hanya untuk menyaring endapan dan zat-zat padat yang tidak lolos saringan sampah. Lapisan ketiga berfungsi untuk mengurangi wama dan bau air kotor. Karena berfungsi sebagai penyerap mikroorganisme dan bahan kimia, setelah beberapa waktu arang batok sudah tidak efektif lagi. Ciri dari itu adalah air yang tersaring sudah tidak begitu jemih lagi. Cara untuk menanggulanginya adalah dengan mencuci arang tersebut dengan air bersih, menggantinya dengan arang yang baru, atau membakamya lagi. Lapisan terakhir adalah pasir yang berfungsi untuk mengurangi kandungan lumpur dan bahan-bahan padat yang ada di air. Untuk detil lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 6.
AT- 81
Vol.4 Oktober2011 ISSN:1858-2559
Proceeding PESAT(Psikologi, Ekonomi, Sastra,Arsitektur& Sipil) Universitas Gunadarma - Depok18- 19Oktober2011 Muka air pasang
\. !
P~!!YMj1Jgsampah
""Iu..~air
~
saluran pengontrol/pipapembuangan k . saringanberlapis
'-
Q,,!":: pena;lPungal1 aIr
j1
~---~~~:~~
I
batas tanah
t
'"
t
~:;:;o/~---Saluran kedua
6m
32m
6m
O,4m
Gambar 6. Tampak Atas Saluran
Perencanaan Saluran, Bak Penampungan, dan Saringan Berlapis Untuk pereneanaan dimensi mulai dari saluran penampang, bak penampungan, hingga saringan berlapis, adalah sebagai berikut: Diasumsikan keadaan desa terdiri dari 33 kepala keluarga (jumlah ideal untuk I Rukun Tetangga), dimana satu kepala keluarga terdiri dari 4 orang anggota. Kebutuhan akan air yang normal sebesar 150 liter!hari/orang. Maka jumlah kebutuhan air = 150 x 4 x 33 =19800 liter!hari = 19,8 m3!hari ::::; 20 m3!hari. Faktor keamanan yang digunakan sebesar 1,5 = 20 x 1,5 = 30 m3/hari. Maka debit yang dihasilkan sebesar = 30/24 = 1,25 m3/jam. Dimensi penampang saluran pertama (60 x 40) em, terbuat dari tanah. Lebar saluran
= 60
em dan tinggi saluran
= 40
em.
Luas penampang = 60 x 40 = 2400 em2 = 0,24 m2. Maka panjang saluran yang dibutuhkan = 1,25/0,24 = 5,2 m::::;6 m. Dimensi penampang kolam penampungan diketahui n = 0,023, karena dasar saluran adalah tanah serta aliran lurus. A = yx P = x + 2y I A 5/3 sehingga Q = ~ 801/2 n.p2/3
30
=
1.(YX)5/3
0,023.(y + 2X)2/3 ( yx )
30 = 7,5306
(003)1/2
'
5/3
(y + 2X)2/3 3 9837
,
=
( yx )
5/3
(y + 2X)213
Dengan meraneang tinggi salurannya adalah 1/5 dari lebar saluran dengan bangunan dengan menggunakan program solver di excel
AT - 82
didapatkan y (tinggi) = 0,99891 m::::;1 m dan x (lebar)= 4,99455 m::::;5 m. Dimensi penampang saluran kedua (20 x 20) em, terbuat dari tanah. Lebar saluran
= 20
em dan tinggi saluran = 20 em. Luas penampang saluran = 20 x 20 = 400 em2 = 0,04 m2. Maka panjang yang dibutuhkan = 1,25/0,04 = 31,25 m::::;32 m. Dimensi saringan berlapis, dari hasil pereobaan yang dilakukan, dimensi yang digunakan ukuran 5 em x 5 em x 10 em dengan lubang keluaran air 2 mm x 2 mm. Volume ukuran 5 em x 5 em x 10 em = 250 em3= 0,00025 m3.Air akan keluar 100% pada saat 9,02::::;9 menit untuk ukuran lubang 2 mm x 2mm. Maka perbandingan lubang saluran dengan volume penampang = 4/250000 = 0,0016. Jika ukuran penampang yang direneanakan 40 em x 40 em x 40 em maka jumlah air 0,064 m3. Ukuran saluran keluar dengan perbandingan 0,0016 sebesar 1,5 em x 1,5 em dengan jumlah produksi 0,576 m3/ jam jauh lebih keeil dari reneana awal 1,25 m3/jam. Hal ini dapat diantisipasi dengan membuat saluran keluar sebanyak 3 - 4 saluran.
Perencanaan Dinding Penahan Bambu Bila kolam yang tersedia terisi penuh oleh air maka gaya tanah ke samping akan diseimbangkan dengan gaya ke samping yang disebakan oleh air. Oleh karena itu dalam keadaan terisi air dinding penahan tanah akan berada dalam keadaan seimbang. Berbeda halnya bila kolam tidak terdapat air, maka gaya geser yang ditimbulkan oleh tanah membuat dinding menjadi tidak seimbang. Maka dari itu perlu dilakukan perhitungan struktur dimensi bambu agar dinding penahan mampu menahan gaya perlawanan dari tanah.
Adhibaswaradkk,PengelolaanAir Secara...
Vol.4 Oktober2011 ISSN:1858-2559
Proceeding PESAT(Psikologi, Ekonomi, Sastra,Arsitektur& Sipil) Universitas Gunadarma - Depok18- 19Oktober2011 ka = 1- sin
~_
1- cos~
1- sin 38 1- eos38
100 = 0,0714h3 31l'R2 Tinggi saluran (h) didapat dari desain penampang
= 0,3843 = 0 238 0,21199 ' Ph = (y h ka)(h)(0,5) = 0,5 y h2ka = 0,5(1,8)(hi (0,238) = 0,2142(hi M = Ph x 1/3 h = 0,2142(h)2 x 1/3 x h = 0,0714 h3 Inersia bambu = 1tR3 t = 3 1tR3 W = IIy = 3 1tR3fR = 3 1tR2 Maka crlentur= My = ~ I W
100 = 0,0714(60)3 31TR2
R2 = 16,37197 R = 4,04623 Jadi diameter bambu yang dibutuhkan untuk membuat dinding penahan tanah adalah = 2R
= 8,092
:::::
8,1 em. Selengkapnya model
perencanaan terlihat pada Gambar 7.
Asumsi studi kasus: y = 1,8
/?0. \ V 1\ "'-/ M = Ph x 1/3h Gambar 7. Model Perencanaan
Perencanaan Biaya dan Material Bak penampungan 1 terdiri dari batang kelapa kurang lebih sebanyak 10 buah dengan ukuran diameter 25 em panjang 6 m; batuan dengan diameter bebas yang diambil dari alam; ijuk yang sudah jadi yang di jual di toko bangunan secukupnya; bambu dengan diameter 8 em dengan panjang kurang lebih 1m lebih sesuai tinggi bak penampungan sebanyak 276 buah; baut sekrup untuk penyambung bambu vertikal dan horizontal 552 buah; eneeng gondok yang diperoleh dari alam 20 bonggol. Bak penampungan 2 (saringan berlapis) terdiri dari peeahan batu bata merah yang diperoleh dari bongkahan bangunan; batu kerikil dengan diameter > 2 em yang diperoleh dari alam; arang batok yang dibuat dari sisa batok kelapa yang dibakar; pasir; bambu untuk sisi bak sebanyak 10 bambu dengan diameter 8 em dan panjang kurang lebih 1m; baut sekrup untuk penyambung bambu vertikal dan horizontal 20 buah. Untuk biaya yang digunakan melalui pembelian adalah: Ijuk 50kg @Rp 1.500/kg = Rp 75.000,00 Bambu 1m diameter 8 em 286 buah
Adhibaswara dkk,Pengelolaan AirSecara...
@ Rp 2.000
= Rp
572.000,00
(kalau tidak ditemukan di daerah setempat) Baut sekrup 572 buah, kira-kira 2 kg @Rp 30.000/kg =Rp 60.000,00 Eeeng gondok 20 bonggol @ 1.000/bonggol = Rp 20.000,00 Total biaya = Rp 727.000,00 SIMPULAN Kontruksi pengolahan air bersih yang diraneang merupakan konstruksi yang mudah terjangkau bagi masyarakat. Dari segi model raneangan, mudah untuk dilaksanakan dan dari segi bahan yang digunakan, mudah didapat di alam bebas. Walaupun demikian, jika tidak memungkinkan terdapat di alam dapat diperoleh dengan membeli, namun biaya yang dikeluarkan tidak terlalu mahal yakni eukup ekonomis senilai Rp 727.000,00. Hal ini membuktikkan bahwa dengan biaya keeil dan material yang mudah diperoleh, bukan berarti tidak dapat menghasilkan infrastruktur yang bermanfaat bagi masyarakat.
AT- 83
Proceeding PESA T (Psikologi, Ekonomi,Sastra,Arsitektur& Sipil) Universitas Gunadarma - Depok18- 19Oktober2011
DAFTAR PUSTAKA Problema Eceng Gondok di Ibu Kola. http://taufikurahman.wordpress.com/200 8/02/06/problema-eceng-gondok-di- ibukota/ Penggunaan Bambu Sebagai Bahan Bangunan.
www.pu.go.idlbalitbang/datapubs/TTG _ Puskim/Bambu.pdf --. Penggunaan Kayu Kelapa Sebagai Bahan Bangunan.
AT- 84
Vol.4 Oktober2011 ISSN:1858-2559 www.pu.go.idlbalitbang/datapubs/TTG
_
Puskim/Kayu_Kelapa.pdf Hasim. 2 Juli 2003. Eceng Gondok Pembersih Polulan Logam Beral. Harian Kompas. Riyono, C. Nugroho S. dan Cahyono, S. Andy. 2004. Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Cakupan, Permasalahan, dan Upaya Penerapannya. Jurnal Teknologi. Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Pertanahan. Untung, Onny. Menjernihkan Air Kolor. Google-book:
Adhibaswaradkk, Penge/o/aanAir Secara...
