PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR SUNGAI BAWAH TANAH BRIBIN DI KECAMATAN SEMANU KABUPATEN GUNUNG KIDUL DIY

Transkripsi

1 PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR SUNGAI BAWAH TANAH BRIBIN DI KECAMATAN SEMANU KABUPATEN GUNUNG KIDUL DIY AMF. Subratayati Jurusan Teknik Sipil FT-UNS, Jl. Ir Sutami 36 A Telp subratayati@yaoo.co.id Abstract Bribin society in Sub District Semanu Regency Gunung Kidul encounters water deficiency. For overcoming suc deficiency, te subsystem Bribin of PDAM Gunung Kidul uses Bribin underground river wit 60 l/s rate of flow. On te implementation, it as not sufficiently catered te ± consumers. Te government cooperates wit Karlsrue University in increasing te discarge to 80 l/s. Te water uptake was conducted using pump turbine micro-ydro tecnology and te water was stored in reservoir in Kaligoro (RB-2) at al.of m. Te researc aims is to find out te capability of 80l/s rate in catering te consumer s. Te ig level of karst solubility and te potential contaminated experienced by te river, would terefore lead to te need for conducting te water quality test. Te determination analysis of RB-2 inflow was conducted by te use of routing reservoir. Te result of water quality test sows tat te Bribin underground river is categorized to be class II. Te water distribution from RB-2 wic use gravitation mode and old network are still conducted. Te 80l/s rate in RB-2 was able to cater 91% of consumers. In order to make 100% of services, te rate sould be increased to 84l/s. Tus R-6 and R-4 volumes sould also increased to 300m 3 and 350 m 3. Keywords: Water distribution, underground river, water quality, pump turbine micro-ydro, gravitation system PENDAHULUAN Air merupakan unsur yang sangat penting dan begitu besar peranannya bagi keidupan semua makluk di bumi. Ole sebab itu makluk idup tersebut berak mendapatkan air untuk kelangsungan idupnya. Pasokan air di alam dalam jumla yang besar, berasal dari air ujan. Air yang jatu ke bumi akan terdistribusi dalam bentuk air permukaan (sungai, danau, dll), air limpasan permukaan (run off) dan air bawa permukaan tana. Tingginya tingkat kelarutan tana karst menyebabkan tana porus, banyak lubang (dolina), luweng (sinkole) dan terbentuknya sungai bawa tana (Kappler, 2003). Perbedaan besar kecilnya keluaran air sungai bawa tana dipengarui ole ukuran rekaan ( Bambang, S.,2002). Proses rembesan air yang sangat tinggi di tana karst, berakibat air permukaan tidak dapat tertampung dengan baik dan menimbulkan ketidakseimbangan antara kebutuan air dengan ketersediaan air (Wite,W.B.,&Wite, E.L., 1989). Ole karena itu ketidak seimbangan ini menyebabkan terjadinya kekurangan air pada masyarakat Bribin di Kecamatan Semanu Kabupaten Gunung Kidul. Untuk mengatasi kekurangan air tersebut dilakukan pengembangan sumber daya air ( Koesnadi, 2005 & UU No.7, 2004), yaitu pemanfaatan Sungai Bawa Tana Bribin. Keberadaan Sungai Bawa Tana (SBT) Bribin dengan debit antara 800 l/ dt 1500 l/dt dimanfaatkan dan dikelola ole PDAM Gunung Kidul Sub Sistem Bribin untuk menangani kekurangan air. Debit pengambilan 60 l/dt ternyata belum dapat mencukupi kebutuan konsumen orang. Ole sebab itu debit sebesar 60 l/dt tersebut perlu ditingkatkan. Sifat larut yang tinggi dari tana karst yang didominasi batu gamping dan kemungkinan adanya pencemaran di ulu aliran perlu dilakukan uji kualitas air. Menurut APHA (American Public Healt Association) bawa air yang layak untuk keidupan ditentukan berdasarkan kualitas secara fisik, kimia, dan biologis (Unus 2005). Menurut Soetijo dan Eling (2003), kualitas air bersi ditinjau berdasarkan kandungan bakterinya (coliform) dan dibagi dalam 5 kategori yaitu : Klas A, B, C, D dan E. Pemerinta Indonesia bekerjasama dengan Universitat Karlsrue merencanakan penggunakan debit 80 l/dt dari sungai Bribin bagian ilir. Pengambilan dengan teknologi mikro-idro turbin pompa yang kemudian ditampung ole reservoir MEDIA TEKNIK SIPIL/ JULI 2008/115

2 baru di Kaligoro (RB-2). Pendistribusian air dari RB-2 dilakukan dengan cara gravitasi. Untuk mengetaui kemampuan pelayanan pada debit 80 l/dt maka diperlukan suatu penelitian. Analisis penentuan inflow RB-2 sebagai reservoir utama dilakukan dengan metode routing reservoir. Persamaan tentang ubungan masukan (inflow) dan keluaran (outflow) reservoir dengan memasukkan factor waktu t, menurut Radianto (2000) adala : (I-O) dt = dv... [1] dengan : I = debit suplai (m 3 /dt) O = debit kebutuan (m 3 /dt) dt = selang waktu dv = perubaan volume air dalam reservoir Diamater (d) pipa, keilangan tenaga (f) dan debit aliran (Q) didapat dengan menggunakan persamaan Hazen-Williams sebagai berikut : A.1. Radianto ( 2000 ) : f = π 1,85.. V 1,17 4(0,2785) D C HW L 1,85..[2] dengan : f = keilangan tenaga (m) L = panjang pipa (m) D = diameter pipa (m) V = kecepatan aliran (m/dt) C HW = koefisien kekasaran Hazen- William A.2. Garg dan Santos Kumar (1982) dalam Radianto (2000) : 1 Q L f =.. 4,87 0,094 C... [3] H D dengan : Q = debit aliran (m 3 /dt) C H = koefisien kekasaran Hazen- William A.3. Menurut Bambang Triatmojo (1993) dan Cadwic, S & Morfect, J (1993), untuk cecking asil peritungan menggunakan persamaan Darcy-Weisbac sebagai berikut : 8 fl 2 f = Q... [4] 2 5 gπ D dengan : f = koefisien gesekan g = percepatan gravitasi (m/dt 2 ) B. Besar daya pompa (DP) adala : Q. Heff. γ DP =. HP... [5] 75η p dengan : ηρ = efisiensi pompa C. Eli Dai, 1990 : 2,63 0,54 Q = 279. C. D.( H / L)...[6] dengan : C = koefisien kekasaran Hazen- William H = keilangan tenaga (m) METODE Metode terapan pada penelitian ini mengasumsikan banyaknya konsumen berdasarkan pada jumla Sambungan Ruma (SR) dan Hidran Umum (HU) yang terpasang. Perkiraan total kebutuan air ratarata adala suatu metode perencanaan teknis yang ditentukan ole banyaknya konsumen dan standar pemakaian air dalam liter / orang / ari. Mengacu pada metode tersebut maka volume minimum reservoir dapat ditentukan antara 15%-30% dari kebutuan total air rata-rata. Analisis penentuan besarnya inflow RB-2 di Kaligoro dilakukan dengan Routing Reservoir. Selanjutnya untuk mengitung diameter (d) pipa distribusi air yang baru dan lama, kecepatan aliran (v) dalam pipa, keilangan tenaga (f) yang terjadi serta Daya Pompa (DP) dilakukan dengan menggunakan persamaan Hazen-William dan Darcy-Weisbac. HASIL DAN PEMBAHASAN Kualitas Air Hasil uji kualitas air dari Laboratorium PUSAT MIPA UNS secara fisik, kimia, dan biologis dari air SBT Bribin didapat asil seperti ditunjukkan dalam Tabel 1. Tabel 1. Hasil uji kualitas air SBT Bribin No Item Hasil analisis (mg/l) Baku mutu PP no 82 t 2001 (mg/l) Klasifikasi 1 BOD Kelas III 2 COD Kelas II 3 E.Coli Kelas II 4 Total Kelas II coliform 5 Nitrit (N) Kelas II 6 Besi (Fe) Tidak - - terdeteksi 7 Calsium Kelas II (CaCO3) 8 Magnesium (Mg) Volume Minimum Reservoir Besarnya volume minimum reservoir diperole dengan asumsi bawa 1 SR untuk melayani 5 orang dengan standar : 90 l/ orang / ari. Air dari Hidran Umum (HU) kusus digunakan untuk kebutuan memasak. Ole karena itu diasumsikan 1 HU untuk melayani 100 orang dengan standar : 30 l/ orang/ari (NSPM, Kimpraswil, 2002). Faktor keilangan air (Lo) menurut ketentuan sebesar 20% dari kebutuan air. Hasil analisis secara keseluruan dapat ditunjukkan pada Tabel / MEDIA TEKNIK SIPIL/ JULI 2008

3 Tabel 2. Rekapitulasi volume minimum (sebelum routing) Vol. Reservo N Reser Kebutuan air Vol.minimum o voir total reservoir (m 3 ir; yang ) tersedia (m 3 ) a. R-9 Q9 = 9,0 V9= b. R-6 Q6 = 4,0 V6= c. R-7 Q7= 6,2 V7= d. R-2 Q2= 1,0 V2= e. R-4 Q4= 0,5 V4= f. R-5 Q5= 23,0 V5 = g. R-8 Q8= 16,0 V8= RB-2 QB-2= 58,0 VB-2 = Routing - Reservoir Untuk memprediksi debit inflow yang masuk ke masing-masing reservoir, diperlukan analisis dengan cara penelusuran (routing) pada reservoir tersebut. Routing dimulai dari reservoir yang langsung melayani konsumen sampai pada reservoir utama (RB-2). Analisis besarnya volume maksimum reservoir dengan routing reservoir menurut rumus : (I-O) dt = dv... [7] (Radianto, 2000) H=3 m I I d Gambar 1.Skema inflow-outflow reservoir Tinggi maksimum reservoir sesuai ketentuan adala 3 m. O (I-0) dt = dv (I-0) dt = A. d dengan t = 24 jam didapat: ( I 0 24 ) dt = A 0...[8] 0 persamaannya akan menjadi: I = A...[9] ( )( ) Volume minimum didapat dari selisi inflow dan outflow reservoir tersebut. Analisis volume minimum RB-2 dengan asil 29% dari kebutuan total air rata-rata dapat ditunjukkan pada Gambar 2. Hasil analisis inflow minimum masing-masing reservoir yang menggunakan rumus (1) dapat ditunjukkan pada Tabel 3. Sedangkan jaringan distribusi air bersi BR II secara skematik ditunjukkan pada Gambar 3 dan 4. Inflow - Outflow (l/ari) Inflow Outflow Jam Pemakaian (jam) Gambar 2. Grafik Inflow-Outflow RB-2 Tabel 3. Peritungan I Minimum RB-2 No Reser voir Kebutuan air total Sebelum Routing Kebutuan air total Alt 1 Alt 2 Volume Reservoir Alt 2 (tersedia) (m3) Vol Reservoi r tersedia (m3) Outflow kumulatif Alt 2 (maksimum ) (m) Routing Reservoir Inflow (maksi mum) (minimum ) (m) Inflow (minimum) Volume Reservoir baru (m3) Keterangan Volume reservoir 1 R tetap 2 R * diperbesar 3 R tetap 4 R tetap 5 R * diperbesar 6 R tetap 7 RB tetap 8 RB tetap MEDIA TEKNIK SIPIL/ JULI 2008/117

4 9 l/dt R-9 10,5 l/dt 6,2 l/dt R-7 R-6 7,25 l/dt 4 l/dt 25 l/dt R-4 0,5 l/dt 1 l/dt R-2 1,2 l/dt 30l/dt 23 l/dt R-5 27 l/dt RB l/dt 16 l/dt R-8 18,5 l/dt Gambar 3. Skematik Routing Reservoir BR-II RB-2 Gambar 4. Skematik diagram Sub Sistem Bribin II Sistem Perpipaan Diameter pipa distribusi air yang digunakan dari RB-2 ke R-4, R-5 dan R-8 dengan menggunakan persamaan [3] dan [4] didapat sebesar 20 cm dan kecepatan aliran rerata sebesar 1 m/dt. Hf yang terjadi pada pengaliran dari RB-2 ke R-8 dengan memakai pipa seri dan menggunakan persamaan [6], didapat sebesar : f1 + f2 = 29,99 m < 36,225 m. Daya Pompa Hasil analisis daya pompa dengan menggunakan persamaan [5] didapat asil lebi kecil dari daya pompa yang tersedia. SIMPULAN Sistem jaringan distribusi air bersi BR-II adala penggabungan antara jaringan distribusi air dari RB-2 ke R-4, R-5 dan R-8 yang menggunakan cara gravitasi dan dengan menggunakan jaringan distribusi air lama. 118/ MEDIA TEKNIK SIPIL/ JULI 2008

5 Debit inflow RB-2 sebesar 80 l/dt dari air SBT. Bribin dapat memenui kebutuan air untuk 91% dari banyaknya konsumen orang. Untuk dapat melayani 100% konsumen diperlukan debit inflow 84 l/dt. Hal ini mempengarui Volume R-6 dan R-4 seingga arus diperbesar menjadi 300 m3 dan 350 m3. Analisis besarnya d, v dan f pada sistem perpipaan serta besarnya daya pompa yang akan digunakan, asilnya memenui kriteria. Hasil uji kualitas air SBT Bribin, secara fisik, kimia dan biologis, menunjukkan bawa kualitas rata-rata air SBT Bribin termasuk kelas II, maka aman dan layak untuk di konsumsi sebagai air bersi. REKOMENDASI Agar uji kualitas air lebi teliti, maka pengambilan sampel air selain dari air SBT Bribin juga sampel air tetesan yang berasal dari dolina / rekaan yang berada didalam goa Bribin. Distribusi air dari R-4 dapat langsung ke R-2 melalui jaringan pipa by-pass dengan cara gravitasi. Penelitian selanjutnya agar memfokuskan pada aspek kelayakan ekonomi. REFERENSI Anonim Undang-Undang No.7 Taun Tentang Sumber Daya Air, Bandung : Citra Ambara. Bambang Soenarto Hidrologi Karst Keluaran Air Sungai Bawa Tana, Mata Air dan Air Tana di Daera Karst Tuban. Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pengairan, Volume 16 No. 49, Desember Bambang Triatmojo Hidrolika II, Yogyakarta : Beta Offset. Cadwic, A. & Morfect, J Hydrulics in civil and Environmental Engineering, Publised by E & FN. Spon, an imprint of Capman & Hall, 2-6 Boundary Row, London SE 1, 8 HN, UK. Eli Dai Enviromental Engineering in Developing Countries, Polyteknisk Forlag. Kappler, J Water Resources Management of an Underground River in a karst area in Gunung Kidul, Seminar and Lecture, Surakarta, UNS. Koesnadi Hardjasoemantri Hukum Tata Lingkungan, Yogyakarta : Gaja Mada University Press. Lund, J.R & Guzman, Joel Journal of water resources planning and management, May/June, vol.125, No.23. NSPM, Kimpraswil Pedoman/ Petunjuk Teknik dan Manual (Sistem Penyediaan Air Minum Perdesaan), Departemen Permukiman dan Prasarana Wilaya, Jakarta. Radianto Triatmojo Manual Program Water Net Versi 2.1., Yogyakarta, UGM. Ricard Lee Forest Hydrology, Yogyakarta : University Press, UGM, Setijo Pitoyo & Eling Purwantoyo Deteksi Pencemaran Air Minum, Semarang: Aneka Ilmu. Unus Suriawiria Air Dalam Keidupan dan Lingkungan Seat, Bandung PT. Alumni. Wite, W.B. & Wite, E.L Karst Hydrology, Van Nostrand Reinold, 115 Fift Avenue New York MEDIA TEKNIK SIPIL/ JULI 2008/119

6 120/ MEDIA TEKNIK SIPIL/ JULI 2008