STUDI PERENCANAAN SISTEM PENYEDIAAN AIR BERSIH DI DESA NGABEAN KECAMATAN BOJA KABUPATEN KENDAL JAWA TENGAH
JURNAL ILMIAH TEKNIK PENGAIRAN KONSENTRASI PEMANFAATAN DAN PENDAYAGUNAAN SDA
Diajukan untuk memenuhi sebagai persyaratan Memperoleh gelar Sarjana Teknik ( ST )
DANI SATRIO WIBOWO NIM. 0910640030-64
UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK MALANG 2016
LEMBAR PENGESAHAN STUDI PERENCANAAN SISTEM PENYEDIAAN AIR BERSIH DI DESA NGABEAN KECAMATAN BOJA KABUPATEN KENDAL JAWA TENGAH
JURNAL ILMIAH
TEKNK PENGAIRAN KONSENTRASI PEMANFAATAN DAN PENDAYAGUNAAN SDA
Diajukan untuk memenuhi sebagai persyaratan Memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST)
DANI SATRIO WIBOWO NIM. 0910640030 – 64
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Sumiadi,ST.,MT. NIP. 19731001 200003 1 001
Dr.Eng. Tri Budi Prayogo,ST.,MT. NIP. 19720320 199512 1 001
Studi Perencanaan Sistem Penyediaan Air Bersih di Desa Ngabean Kecamatan Boja Kabupaten Kendal Jawa Tengah 1
Dani Satrio Wibowo1, Sumiadi2, Tri Budi Prayogo2 Mahasiswa Jurusan Teknik Pengairan Fakulitas Teknik Universitas Brawijaya 2 Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakulitas Teknik Universitas Brawijaya Teknik Pengairan Universitas Brawijaya - Malang, Jawa Timur, Indonesia Jalan MT.Haryono 167 Malang 65145 Indonesia e-mail:
[email protected] ABSTRAK
Desa Purwosari kecamatan Sukorejo Kabupaten Kendal adalah salah satu desa yang kebutuhan air bersihnya sampai saat ini masih belum dapat terpenuhi karena belum tersedianya infrastruktur penyediaan air bersih.
Kajian ini bertujuan untuk mengetahui ketersediaan air sumber sampai dengan tahun 2030 serta mengetahui kondisi hidrolis yang ada. Simulasi jaringan pipa dilakukan dengan bantuan program WaterCAD V8i. Besarnya kebutuhan air disesuaikan dengan permintaan daerah yang dilayani. Dapat diketahui total debit yang tersedia hanya 3,51 liter/detik, dan berdasarkan analisa hasil perhitungan diketahui bahwa besar total debit yang harus ada untuk bisa melayani 100% kebutuhan penduduk sebesar 8,09 liter/detik. Dan dari hasil analisa didapatkan tingkat pelayanan kebutuhan air bersih sesuai standar pelayanan minimal yaitu 37% dengan faktor kehilangan air sebesar 15 %. Berdasarkan hasil akhir simulasi, dengan bantuan program WaterCAD V8i, dapat dilihat bahwa sistem jaringan pipa dapat berjalan dengan baik. Hal ini berdasarkan kondisi tekanan yang sudah sesuai dengan syarat perencanaan dan kondisi reservoir yang mampu untuk memenuhi kebutuhan air bersih di daerah studi. Kata kunci: Air Bersih, Jaringan Pipa, Simulasi Program. ABSTRACT
Ngabean Village District of Boja Kendal is one of the villages water needs until now still not been met due to the unavailability of water supply infrastructure. This study aims to determine the availability of water resources by 2030 as well as determine the condition of existing hydraulic. Simulations carried out with the aid pipeline WaterCAD program V8i. The amount of water needs adjusted to the demand areas served. Knowable total debit provided only 3.51 liters / sec, and based on the analysis of the calculation results is known that a large total discharge should be there to be able to serve 100% of the population of 8.09 liters / sec. And the analysis results obtained from the service level needs of clean water as minimum service standards by a factor that is 37% water loss by 15%. Based on the simulation final results, with the help of WaterCAD V8i program, it can be seen that the pipeline system can run well. It is based on the pressure conditions are in accordance with the terms of planning and reservoir conditions are able to meet the water needs in the study area. Keywords: Water , Pipelines, Simulation Program.
1.
PENDAHULUAN Desa Ngabean Kecamatan Boja Kabupaten Kendal Jawa Tengah adalah salah satu desa yang kebutuhan akan air bersih cukup besar sampai saat ini masih belum dapat terpenuhi. Maka dengan permasalahan tersebut perlu adannya penanganan segera dengan melakukan penyediaan air bersih yang sasaran utamanya adalah untuk memenuhi kebutuhan air bersih untuk masyarakat baik secara kuantitas, kualitas dan kontinuitas. Dengan bertambahnya jumlah penduduk di Kabupaten Kendal, maka bertambah pula kebutuhan penduduk akan ketersediaan air baku. Sedangkan air baku yang tersedia di Desa Ngabean Kecamatan Boja Kabupaten Kendal sangat kurang sekali. Untuk itu pemerintah merancang bagaimana cara agar air yang berada dibawah daerah studi tersebut dapat mengalir memenuhi kebutuhan masyarakat akan air baku. Dengan memperhatikan keadaan tersebut, maka dapat kita ketahui bahwa telah terjadi kekurangan air di berbagai daerah, sehingga dibutuhkan upaya penanganan dengan segera berupa peningkatan sarana dan prasarana air, terutama air baku. Kebutuhan pelayanan air baku untuk masyarakat khususnya di Desa Ngabean, masih jauh jika dibandingkan dengan sasaran pelayanan kebutuhan air baku. Dalam perencanaan operasi sistem distribusi air baku diperlukan identifikasi ketersediaan air baku pada sumber air yang akan dimanfaatkan adalah sumber mata air Kali Wayang yang belum dimanfaatkan secara maksimal. Dengan mengidentifikasi sumber air maka kita dapat mengetahui debit dan besar tekanan yang digunakan untuk menaikkan air sampai tandon yang telah ditentukan. Kemudian, air dari tandon didistribusikan dengan pompa pada daerah yang dituju. Tujuan dari diadakannya studi ini adalah untuk :
1.
2.
3.
4.
5.
Mengetahui debit kebutuhan air bersih di Desa Ngabean Kecamatan Boja Kabupaten Kendal hingga tahun 2030. Dapat mengetahui perencanaan sistem jaringan distribusi air bersih sampai tahun 2030 dengan menerapkan model simulasi dengan bantuan program WaterCAD V8i. Mengetahui kondisi hidrolis sistem jaringan distribusi air bersih untuk memenuhi kebutuhan di Desa Ngabean Kecamatan Boja Kabupaten Kendal. Mengetahui anggaran biaya yang diperlukan untuk membuat membuat sistem jaringan distribusi air bersih di Desa Ngabean. Mengetahui harga air yang harus dibayarkan warga per m3 untuk mendapatkan air.
2.
METODOLOGI PENELITIAN Lokasi studi skripsi ini berlokasi di Desa Ngabean Kecamatan Boja, Kabupaten Kendal Jawa Tengah. Gambar 1. Peta Wilayah Kecamatan Boja
Sumber: BAPPEDA Kabupaten Kendal
Metode proyeksi jumlah penduduk yang digunakan dalam studi ini adalah metode aritmatik. Proyeksi jumlah penduduk dilakukan hingga tahun 2030.
Untuk mencapai tujuan yang diharapkan maka diperlukan suatu langkah pengerjaan secara sistematis. Adapun langkah-langkah pengerjaan studi sebagai berikut: 1. Melakukan pengumpulan data-data primer yang berupa data debit mata air dan data elevasi, sedangkan data sekunder yaitu Data penduduk, dan data teknis pendukung lainnya yang digunakan dalam analisa sistem jaringan distribusi air bersih. 2. Mengolah data penduduk dan jumlah layanan. 3. Menghitung kebutuhan air bersih. 4. Melakukan simulasi dengan program WaterCAD V8i. 5. Menghitung rancangan anggaran biaya pembangunan sistem jaringan distribusi air bersih untuk mengetahui harga air yang harus dibayarkan warga . 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Proyeksi Jumlah Penduduk Perhitungan proyeksi penduduk dapat dilakukan metode aritmatik. Pada studi ini perhitungan proyeksi penduduk dilakukan sampai dengan tahun 2030 dengan hasil proyeksi yaitu sebanyak 8808 jiwa. Tabel 1. Proyeksi Jumlah Penduduk Desa Ngabean Dengan Metode Aritmatik. Tahun
Jumlah Penduduk
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
5651 5938 5327 5574 5763 5784 5825 5888 5973 6081 6212 6368 6552 6764 7008 7285 7600 7956 8357 8808
Sumber: Hasil Perhitungan
3.2 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih Perhitungan Proyeksi kebutuhan air bersih pada unit Desa Ngabean Kecamatan Boja Kabupaten Kendal sebagai berikut A. Kebutuhan Domestik dan Non Domestik Macam kebutuhan air bersih terdiri dari 2 macam yaitu, kebutuhan domestik dan kebutuhan non domestik. Berdasarkan beberapa faktor dari letak geografis maupun kondisi sosial ekonominya Desa Ngabean Kecamatan Boja termasuk dalam golongan Desa kecil dengan asumsi kebutuhan air bersih sebesar 60 ltr/orang/hari. Sedangkan kebutuhan non domestik ditujukan untuk berbagai fasilitas umum, berdasarkan Permen PU Tentang Penyelenggaraan Pengembangan SPAM tingkat pelayanan air untuk kebutuhan non domestik sebesar 15% dari kebutuhan domestik. B. Fluktuasi Kebutuhan Air Besarnya pemakaian air pada daerah studi berbeda pada setiap jamnya, hal ini dikarenakan terjadinya fluktuasi pada setiap jam yang dipengaruhi oleh pemakaian /faktor beban konsumen. Dalam perhitungan proyeksi kebutuhan air bersih ini didapat: Kebutuhan air rata-rata = Kebutuhan domestik + Kebutuhan non domestik Kebutuhan air maksimum = 1,15x Kebutuhan air rata-rata Kebutuhan jam puncak = 1,56 x Kebutuhan air rata-rata C. Kehilangan air Merupakan besar air yang hilang selama proses pendistribusian air. Berdasarkan Permen PU Tentang Penyelenggaraan Pengembangan SPAM kehilangan air karena faktor teknis maksimal sebesar 25% dan faktor nonteknis mendekati nol. Berikut ini adalah contoh perhitungan proyeksi kebutuhan air bersih Desa Purwosari pada tahun 2030.
Tabel 2.Kebutuhan Air Bersih Desa Ngabean. No
Uraian
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Satuan
Jumlah Penduduk Total Jumlah Jiwa per Rumah Jumlah Rumah Prosentase Jumlah SR Jumlah Sambungan Rumah Terlayani jumlah penduduk terlayani Kebutuhan air untuk 1 orang per hari Kebutuhan air domestik Kebutuhan Air non domestik ( 15% kebutuhan domestik ) Total kebutuhan air Kehilangan air Kebutuhan Air baku rata-rata ( dengan kebocoran 15% ) Kebutuhan harian maksimum ( 1,15. x keb air baku ) Kebutuhan air pada jam puncak ( 1,56 x keb.air baku )
jiwa jiwa unit % unit jiwa ltr/dtk ltr/dtk ltr/dtk ltr/dtk ltr/dtk ltr/dtk ltr/dtk ltr/dtk
Tahun 2015 5763 5 1153 80% 426 2132 60 1,48 0,22 1,7 0,3 1,96 2,25 3,05
2020 6081 5 1216 80% 450 2250 60 1,56 0,23 1,8 0,3 2,07 2,38 3,22
2025 7008 5 1402 80% 519 2593 60 1,80 0,27 2,1 0,3 2,38 2,74 3,71
2030 8808 5 1762 80% 652 3259 60 2,26 0,34 2,6 0,4 2,99 3,44 4,67
Sumber: Hasil Perhitungan 3.3 Evaluasi Hasil Simulasi Program WaterCAD V8i Dari hasil simulasi, menunjukkan debit yang keluar dari reservoir menuju tandon sebesar 3 ltr/dtk, dengan debit yang keluar dari tandon berfluktuatif mengikuti Load Factor hasil simulasi dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 3. Kondisi Pipa ID
Label
32 34 36 38 40 42
P-1 P-2 P-3 P-4 P-5 P-6
Panjang (m) Titik Awal Titik Akhir 4 2 19 16 13 11
R-1 PMP-1 J-1 J-2 J-3 J-4
PMP-1 J-1 J-2 J-3 J-4 J-5
Diameter Material (in) 4 HDPE 4 HDPE 4 HDPE 4 HDPE 4 HDPE 4 HDPE
HazenWilliams C 150 150 150 150 150 150
Debit Kecepatan Headloss (Ltr/dtk) (m/dtk) Gradient (m/km) 3 0,37 1,459 3 0,37 1,467 3 0,37 1,454 3 0,37 1,455 3 0,37 1,456 3 0,37 1,458
Sumber: Hasil Perhitungan Tabel 4. Kondisi Pada Junction Desa Ngabean ID
Label
Elevasi (m)
Demand (L/s)
Hydraulic Grade (m)
Tekanan (atm)
Pressure Head (m)
33
J-1
393,31
0
421,19
3
27,88
35
J-2
396
0
421,16
2
25,16
37
J-3
403,59
0
421,14
2
17,56
39
J-4
413,22
0
421,12
1
7,91
41
J-5
418,17
3
421,11
0
2,94
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan Hasil simulasi diatas dapat dilihat bahwa kecepatan aliran, tekanan, dan headloss gradient pada sistem jaringan air bersih memenuhi syarat. Dan dari Hasil trial error pada simulasi didapatkan dimensi tandon adalah ( 3.5m x 3.5 m x 2,25 m )
Tabel 5. Kondisi Tandon Desa Ngabean Jam ke 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Multiplier Continuous Inflow (faktor beban Multipliers konsumen) l/det 0,25 0,31 0,37 0,45 0,64 1,15 1,4 1,53 1,56 1,42 1,38 1,27 1,2 1,14 1,17 1,18 1,22 1,31 1,38 1,25 0,98 0,62 0,45 0,37 0,25
Outflow Desa Layanan
3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51 3,51
Net Inflow
Net Inflow
l/det
l/det
m³
0,84 1,02 1,2 1,64 2,69 3,83 4,40 4,64 4,47 4,20 3,98 3,71 3,51 3,47 3,53 3,60 3,80 4,04 3,95 3,35 2,40 1,61 1,23 0,93 0,84
2,670 2,490 2,280 1,875 0,825 -0,315 -0,885 -1,125 -0,960 -0,690 -0,465 -0,195 0,000 0,045 -0,015 -0,090 -0,285 -0,525 -0,435 0,165 1,110 1,905 2,280 2,580 2,670
9,612 8,964 8,208 6,750 2,970 -1,134 -3,186 -4,050 -3,456 -2,484 -1,674 -0,702 0,000 0,162 -0,054 -0,324 -1,026 -1,890 -1,566 0,594 3,996 6,858 8,208 9,288 9,612
Volume air Volume air eff dalam tandon Tot. Dalam Tandon m³ m³ 22,663 22,663 22,663 22,663 22,663 22,663 21,529 18,343 14,293 10,837 8,353 6,679 5,977 5,977 6,139 6,085 5,761 4,735 2,845 1,279 1,873 5,869 12,727 20,935 22,663
24,500 24,500 24,500 24,500 24,500 24,500 23,366 20,180 16,130 12,674 10,190 8,516 7,814 7,814 7,976 7,922 7,598 6,572 4,682 3,116 3,710 7,706 14,564 22,772 24,500
Tinggi Air Dalam Tandon m
Surplus Volume Air m³
2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 1,907 1,647 1,317 1,035 0,832 0,695 0,638 0,638 0,651 0,647 0,620 0,536 0,382 0,254 0,303 0,629 1,189 1,859 2,000
7,88 8,96 8,21 6,75 2,97 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 7,88
Sumber: Hasil Perhitungan Gambar 2. Grafik Fluktuasi Muka Air Dalam Tandon
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 6. Perhitungan RAB Pekerjaan Pipa
Sumber: Hasil Perhitungan
3.4 Rencana Anggaran Biaya Perhitungan rencana anggaran biaya meliputi biaya pekerjaan pipa dan biaya pekerjaan tandon. Berdasarkan Analisa, maka rencana anggaran biaya adalah sebagai berikut.
Tabel 7. Perhitungan RAB Pekerjaan Tabel 7. Perhitungan RAB Pekerjaan Tandon Tandon
Sumber:Hasil Perhitungan
Total rencana anggaran biaya adala biaya pekerjaan pipa ditambah dengan biaya pekerjaan tandon yaitu sebesar Rp34.514.067,66 dan ditambah PPN 10% sehingga menjadi Rp 37.965.474,43. 3.5 Perhitungan Harga Air Perhitungan harga air dilakukan dengan kondisi memasukan biaya konstruksi dan O&P.
Biaya Konstruksi (dengan PPN10%) = Rp 37.965.474,43 Biaya O&P selama 1 Bulan = Rp 3,000.000,00 Biaya O&P selama 1 Tahun = Rp 36.000.000,00 Total Kebutuhan air = 3,51 ltr/dtk = 110691,4m3/thn Nilai Sekarang Biaya Konstruksi Faktor Konversi (F/P,9,1) = P(1+i)n = Rp 41.382.367.12 Nilai Sekarang Biaya O&P Faktor Konversi (P/A,9,15) = A{[(1+i)n-1]/i(1+i)n} = Rp 290.184.783,47 Total biaya tahunan = nilai sekarang biaya konstruksi + nilai sekarang biaya O&P = Rp 331.567.150,59
4.
Harga Air = Total Biaya Tahunan / Total Kebutuhan Air selama 15 tahun = Rp 199,69/m3 Dibulatkan menjadi Rp 200,00/m3
KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisa yang dilakukan pada bab sebelumnya, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Berdasarkan hasil bab sebelumnya pada tahun 2030 kebutuhan air pada Desa Ngabean sebesar 8,09 liter/detik namun jumlah debit pada pengukuran di sumber sebesar 3,51 liter/detik sehingga tidak terlayani secara 100%. Berdasarkan kemampuan debit pada pengukuran di sumber dapat melayani kebutuhan air pada Desa Ngabean pada Tahun 2030 sebesar 37%. 2. Dalam perencanaan sistem jaringan air bersih ini menggunakan pipa HDPE dan mengambil dari Sumber Kalibandung dengan menggunakan satu tandon berukuran ( 3,5 m x 3,5 m x 2,25 m). 3. Total biaya yang diperlukan untuk membangun sistem penyediaan air bersih di Desa Ngabean ini adalah Rp.
34.514.067,66 belum termasuk PPN 10%. Dan harga air yang harus dibayarkan oleh warga pengguna air jika dihitung menggunakan nilai biaya 15 Tahun mendatang dan ditambah dengan biaya O&P adalah sebesar Rp. 200 / m3 5.
SARAN Untuk mendapatkan hasil yang baik dalam suatu perencanaan sistem jaringan pipa, maka perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut : 1. Ketersediaan data yang ada sangat membantu dalam perencanaan sistem distribusi jaringan pipa. 2. Adanya kerjasama antara pihak yang bertanggung jawab serta penduduk sekitar unuk menjaga kelestarian sumber air dan fasilitas yang ada untuk menjaga kontinuitas dan kualitas mata air tersebut. DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2007. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No: 18/PRT/M/2007 Tentang Penyelenggaraan Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum. Bentley Methods. 2007. User’s Guide WaterCAD v8 for Windows WATERBUY CT. USA: Bentley. Press. Dejan, Anto. 1974. Pengantar Metode Statistik jilid II. Jakarta: LP3ES. Joko, Tri. 2010. Unit Air Baku dalam Sistem Penyediaan Air Minum. Yogyakarta: Graha Ilmu. Linsley, Ray K, dan Yoseph B. Franzini. 1996. Teknik Sumber Daya Air. Jilid I. Jakarta: Erlangga. http://kendalkab.go.id/index.php. (diakses 27 Februari 2016)
