MODUL X CALINE4 1. Tujuan Praktikum Praktikan mampu menggunakan model Caline4 untuk memprediksi sebaran gas karbon monoksida akibat emisi gas kendaraan bermotor. Praktikan mampu menganalisa dampak dari pencemaran gas karbon monoksida terhadap kegiatan masyarakat di sekitar sumber. Praktikan mampu memberikan solusi teknik terhadap permasalahan yang terjadi. 2. Dasar Teori Caline4 merupakan model kualitas udara sumber garis yang dikembangkan oleh California Department of Transportation (Caltrans). Model ini dijalankan berdasarkan model difusi Gaussian dan menggunakan konsep zona pencampuran untuk memperkirakan dispersi polutan dekat jalan raya dengan beberapa parameter penting, seperti kekuatan sumber (volume lalu lintas per link dan faktor emisi), meteorologi, dan geometri lokasi. Caline4 dapat memprediksi konsentrasi polutan di titik reseptor (titik estimasi/ perkiraan konsentrasi tersebut diterima) yang berlokasi 500 meter dari jalan raya (Benson, 1989). Polutan yang diprediksi merupakan polutan yang secara relatif bersifat inert, seperti Karbon Monoksida (CO), Nitrogen Dioksida (NO2), dan partikel tersuspensi. Caline4 membagi jaringan kota yang berisi sejumlah jalan menjadi link-link, dimana setiap link merupakan garis lurus dari suatu jalan yang memiliki karakteristik emisi yang bervariasi. Link tersebut diperlakukan sebagai sumber garis (line source) dalam perhitungan konsentrasi pada reseptor dengan konsentrasi total berupa penjumlahan kontribusi berdasarkan link individual dan konsentrasi ambien akibat gambaran dispersi tertentu yang tidak terakomodasi oleh metode Gaussian sederhana (Colls, 2002). Gambar 2.1 memperlihatkan seri elemen yang didasarkan pada sudut antara jalan dan arah angin.
Gambar 2.1 Seri Elemen yang Digunakan Caline4 Tiap elemen dimodelkan sebagai sumber garis terhingga (Finite Line Source-FLS) ekuivalen yang diposisikan normal (tegak lurus) terhadap arah angin dan berpusat di titik tengah elemen. Sistem koordinat x-y dapat disejajarkan dengan arah angina dan berpusat di tengah elemen. Tingkat emisi yang terjadi di setiap elemen bersumber dari sepanjang FLS yang terdispersi secara Gaussian dari elemen-elemen tersebut. Panjang dan orientasi FLS merupakan fungsi dari ukuran elemen dan sudut antara angin jalan (Benson, 1989). Gambar 2.2 Seri Elemen yang Diwakilkan oleh Sumber Garis Terhingga yang Ekivalen Untuk mendistribusikan emisi ke dalam bentuk yang dapat dirumuskan maka tiap elemen dibagi menjadi 3 sub elemen, yakni sub elemen pusat dan 2 sub elemen tambahan
(ZON1, ZON2, dan ZON3). Geometri sub elemen merupakan fungsi dari ukuran elemen dan sudut angin jalan. Tingkat rata-rata emisi diasumsikan sama pada semua elemen agar dapat dikomputasi. Gambar 2.3 Representasi Elemen Sumber Garis Terbatas Emisi untuk sub elemen tambahan dimodelkan berkurang secara linier (menuju nol) pada titik akhir FLS (Benson, 1989). Hal ini dijelaskan melalui Gambar 2.3. 3. Langkah Pengerjaan 3.1 Pengambilan Data Data yang diperlukan dalam praktikum ini antara lain : Konsentrasi background gas karbon monoksida Peta wilayah studi Spesifikasi jalan (panjang dan lebar jalan) Arah dan kecepatan angin Traffic-counting (kecepatan minimum kendaraan, jenis kendaraan, dan jumlah kendaraan/jam)
3.2 Penentuan Parameter Kerja
3.3 Penentuan Kondisi Lingkungan
3.4 Pembuatan Geometri Jalan
3.5 Penentuan Aktivitas Jalan
3.6 Penentuan Titik Reseptor 3.7 Analisis Spasial Analisis spasial dilakukan untuk mengetahui pola distribusi konsentrasi CO hasil pemodelan dengan Caline4. Hasil dari Caline4 berupa nilai konsentrasi dimasing-masing titik reseptor. Nilai dari titik reseptor tersebut divisualisasikan untuk mendapatkan gambar kontur atau isopleth konsentrasi CO dengan menggunakan Surfer.
4. Tugas Praktikum Lakukan survey lapangan ke Jalan Merdeka, Jalan Cihampelas, dan Jalan HOS Cokroaminoto. Ambil data yang dibutuhkan untuk input model per sepuluh menit. Waktu pengukuran adalah satu hari weekday dan satu hari weekend. Dalam satu hari, pengukuran dilakukan dua kali, yaitu pada pagi hari (09.00-10.00) dan sore hari (16.00-17.00). Kemudian amati beberapa pusat kegiatan masyarakat (hotel, restaurant, mall, dll.) untuk dijadikan titik reseptor. Jalankan model Caline4 dengan mode Standard dan mode Worst Case Wind Direction. Buat isopleth persebaran CO menggunakan Surfer, bandingkan serta analisis hasilnya, dan berikan solusi teknik yang dapat mengurangi dampak dari pencemaran gas CO. ~Success is not final, failure is not fatal~
LAMPIRAN Data Faktor Emisi Jenis Kendaraan CO (gram/km) Sepeda motor 14 Mobil 32,4 Bis 11 Truk 8,4 Perhitungan Faktor Emisi Rata-rata q = faktor emisi rata-rata (gram/km) EF = faktor emisi kendaraan berdasarkan jenis kendaraan (gram/km) V = volume kendaraan (kendaraan/jam) T = total kendaraan dalam 1 jam I = jenis kendaraan Perhitungan Standar Deviasi Arah Angin