Optimasi Pemanfaatan Sumber Mata Air Untuk Air Baku Dengan ...

  • Published on
    22-Jan-2017

  • View
    212

  • Download
    0

Transcript

<ul><li><p>Optimasi Pemanfaatan Sumber Mata Air Untuk Air Baku Dengan Metode Program </p><p>Dinamik (Studi Kasus: Desa Bumiaji Kecamatan Bumiaji) </p><p> Aditya Wahana Pratama</p><p>1, Widandi Soetopo</p><p>2, Pitojo Tri Juwono</p><p>2 </p><p>1Mahasiswa Jurusan Teknik Pengairan </p><p>2Dosen Jurusan Teknik Pengairan </p><p>Email : aditya_seep@yahoo.co.id, adityawahana0019@gmail.com </p><p>ABSTRAK </p><p> Dalam pertumbuhan jaman dengan semakin berkembangnya jumlah penduduk dan </p><p>terbatasnya ketersediaan air, berbagai upaya dilakukan untuk pemanfaatan sumberdaya air </p><p>sebaik mungkin. Dengan adanya hal tersebut timbulah berbagai cara dan alternatif, salah </p><p>satunya adalah optimasi pembagian air dengan program dinamik determininstik model </p><p>alokasi. Hasil dari optimasi akan dijadikan sebagai acuan dalam analisa ekonomi dengan IRR </p><p>15% dan B/C = 1 sehingga didapat nilai biaya operasi dan pemeliharaan yang ideal. </p><p>Ketersediaan air Desa Bumiaji mengalami defisit dan jumlahnya tidak mencukupi untuk </p><p>kebutuhan air, sehingga optimasinya dilakukan pada kondisi ketersedian yang masih cukup </p><p>pada tahun 2013 serta pada kondisi penambahan debit ketersediaan. Keuntungan pada tahun </p><p>2013 didapatkan sebesar Rp 182.152,15/hari. Pada kondisi penambahan debit ketersedian </p><p>tahun 2014 didapat keuntungan total sebesar Rp 256.442,94/hari. Analisa ekonomi dilakukan </p><p>dengan tiga kondisi. kondisi pertama dengan besaran biaya total O&amp;P yang telah ada didapat </p><p>nilai B/C = 0,3646 NPV= Rp -640.993.626 dengan IRR = 15%. Sedangkan kondisi coba-</p><p>coba didapat nilai NPV= Rp 23.607.622,00, B/C= 1,0234, serta IRR = 15% dengan O&amp;P </p><p>sebesar Rp 60.300.000,00/tahun serta harga air sebesar Rp 919,00/m3. Serta kondisi optimasi </p><p>tahun 2013 dan O&amp;P coba-coba didapat nilai B/C= 1,03246, NPV= Rp 29.788.287,00, IRR= </p><p>15% dengan biaya O&amp;P= Rp 106.200.000,00/tahun serta harga air sebesar Rp 950,00/m3. </p><p>Kata Kunci: Distribusi air, Optimasi, Analisa ekonomi </p><p>ABSTRACK </p><p> In the era of growth with the growing population and limited availability of water, </p><p>various attempts were made to use water resources as possible. Given that timbulah various </p><p>ways and alternatives, one of which is the optimization of water distribution program </p><p>determininstik dynamic allocation model. Water availability Bumiaji Village deficit and the </p><p>amount is not sufficient for the needs of water, so that the optimization is done on the </p><p>condition of availability is still enough in 2013 as well as the condition of the addition of </p><p>discharge availability. The advantage obtained in 2013 amounting to IDR 182.152,15 / day. </p><p>In addition the condition of availability of discharge in 2014 gained a total profit of IDR </p><p>256.442,94 / day, and in 2023 was IDR 501.355,2 / day. For the economic analysis carried </p><p>out by three conditions. The first condition with the amount of O &amp; P costs that have been </p><p>there, got the B / C = 0,3646, NPV = IDR -640.993.626,00, and IRR = 15%. While the </p><p>conditions of trial and error obtained NPV = IDR 23.607.622,00, B / C = 1,0234, and IRR = </p><p>15% with O &amp; P of IDR 60.300.000,00 / year and the price of water IDR 919,00/m3. </p><p>Optimization conditions in 2013 and O &amp; P try to obtain the value of B / C = 1,03246 NPV = </p><p>IDR 29.788.287,00, IRR = 15% at a cost of O &amp; P = IDR 106.200.000,00 / year and the price </p><p>of water IDR 950,00/m3. </p><p>Keyword: Water distribution, Optimization, Economic analysis </p><p>mailto:aditya_seep@yahoo.co.idmailto:adityawahana0019@gmail.com</p></li><li><p>1. PENDAHULUAN Di saat perubahan iklim, budaya, </p><p>cara hidup, dan perkembangan jaman </p><p>terjadi, diperlukan suatu upaya konservasi </p><p>sumber daya air untuk menjaga </p><p>ketersediaan air yang berkualitas dan </p><p>kwantitas yang baik sehingga pemanfaatan </p><p>air secara efektif dan efisien sangat </p><p>diperlukan. Manfaat dari konservasi air </p><p>sangatlah banyak seperti untuk irigasi, </p><p>pembangkit listrik, air baku, air minum, dan </p><p>sebagianya. </p><p>Kewajiban Pemerintah dalam </p><p>pemenuhan hak-hak dasar manusia, seperti </p><p>air minum, memotivasi Pemerintah untuk </p><p>memfasilitasi pembangunan dan </p><p>pengembangan Sistem Penyediaan Air </p><p>Minum (SPAM) khususnya bagi </p><p>masyarakat pedesaan yang notabebe </p><p>merupakan masyarakat dengan tingkat </p><p>pelayanan SPAM terendah. Sesuai dengan </p><p>data BPS, cakupan pelayanan SPAM di </p><p>pedesaan hanya 8%. Selain itu pemerintah </p><p>juga terpacu untuk mencapai target </p><p>Millenium Development Goals (MDGs) </p><p>tahun 2015, yaitu menurunkan separuh </p><p>proporsi penduduk yang belum terlayani </p><p>fasilitas air minum. Dalam memperoleh air </p><p>minum, air baku akan diolah menjadi air </p><p>bersih dan air minum yang memenuhi </p><p>standard kesehatan sehingga dapat </p><p>digunakan secara optimal. Dalam </p><p>pembagian air yang berasal dari debit yang </p><p>terbatas maka diperlukan optimasi </p><p>pembagian air, sehingga dapat mengurangi </p><p>kendala dalam penyaluran air. </p><p>Program dinamik (dynamic </p><p>programming) adalah suatu pendekatan </p><p>untuk mengoptimasi proses-proses </p><p>keputusan multi tahap. Program </p><p>deterministik yang memberikan hubungan </p><p>pasti antar variabel dan tidak </p><p>memperlihatkan sifat acak. Sifat-sifat dasar </p><p>yang menjadi karakteristik problem </p><p>program dinamik diantaranya adalah </p><p>problem yang dipecah menjadi tahap </p><p>(stages) dengan variable keputusan </p><p>(decision) pada setiap tahap. Setelah </p><p>pembagian air yang dioptimalkan, maka </p><p>kita dapat menentukan nilai ekonomi dari </p><p>kinerja tersebut sehingga mendapatkan </p><p>keuntungan bagi semua pihak. </p><p>2. KAJIAN PUSTAKA A. Analisa Data Penduduk </p><p> Dalam melakukan perencanaan </p><p>pemanfaatan air ke depan dibutuhkan untuk </p><p>mengetahui jumlah penduduk dan </p><p>kebutuhan air rata-rata setiap hari di masa </p><p>depan. Maka dilakukanlah proyeksi jumlah </p><p>penduduk, dalam kajian ini proyeksi atau </p><p>perkiraan jumlah penduduk dilakukan </p><p>sampai 10 tahun ke depan. Untuk </p><p>memperkirakan proyeksi jumlah penduduk </p><p>dapat dilakukan dengan 3 metode, yaitu : </p><p>metode aritmatik, metode geometrik, dan </p><p>metode exponensial. Dari ketiga metode </p><p>tersebut, kemudian diuji menggunakan uji </p><p>kesesuaian untuk mendapatkan angka r </p><p>yang mendekati 1 (keadaan nyata). </p><p>r=n XY- X Y</p><p> (n X2-( X)2)n( Y2-( Y)2) </p><p>B. Analisa Ketersediaan dan Kebutuhan Air </p><p> Sesuai dengan kebutuhan air yang </p><p>ada, maka dalam memenuhi kebutuhan air </p><p>tersebut digunakanlah sumber mata air </p><p>sebagai pemasok utama ketersediaan air </p><p>bersih. Dalam studi ini dipakai dari 2 </p><p>sumber mata air, yaitu Sumber Mata Air </p><p>Gemulo dan Sumber Mata Air Precet dalam </p><p>perhitungannya dari kedua sumber mata air </p><p>tersebut akan dikumpulkan atau </p><p>dikolektifkan sebelum didistribusikan ke </p><p>desa-desa. Debit rata-rata didapat </p><p>berdasarkan pengukuran data di lapangan </p><p>dengan 2 jenis musim. Hasil pengukuran </p><p>didapatkan debit aktual dan untuk debit </p><p>andalannnya digunakan debit andalan </p><p>(Q80). </p><p> Besarnya pemakaian air bersih pada </p><p>suatu daerah tidaklah konstan, tetapi </p><p>mengalami fluktuasi. Hal ini tergantung </p><p>pada aktifitas keseharian dalam penggunaan </p><p>air oleh masyarakat, sehingga dibutuhkan </p><p>nilai dari Load Factor yang besarnya </p><p>tergantung pada penggunaan air tiap </p><p>jamnya. </p></li><li><p>Tabel 1 Load Facktor Terhadap Kebutuhan </p><p>Air Tiap Jam </p><p> Sumber : Anonim, 1994 : 24 </p><p> Kebutuhan air dibagi menjadi 2, </p><p>yaitu kebutuhan air domestik dan </p><p>kebutuhan non domestik. Kebutuhan air </p><p>domestik ialah kebutuhan air yang </p><p>digunakan untuk keperluan hidup manusia, </p><p>mulai masak, minum, mandi, cuci, dan </p><p>keperluan lainnya. Kebutuhan air non </p><p>domestik ialah kebutuhan air yang </p><p>digunakan untuk keperluan perkantoran, </p><p>sekolah, masjid, dan niaga. </p><p> Qtotal = Qdomestik + Qnon domestik a. Kebutuhan Domestik </p><p> Kebutuhan domestik merupakan </p><p>kebutuhan air bersih yang digunakan untuk </p><p>keperluan rumah tangga dan kran/hidran </p><p>umum, jumlah kebutuhan tersebut </p><p>ditentukan berdasarkan karakteristik dan </p><p>perkembangan konsumen pengguna air </p><p>bersih. Sehingga semakin luas wilayah </p><p>yang harus dilayani maka akan semakin </p><p>besar pula kebutuhan air bersih yang </p><p>digunakan masyarakat. </p><p>Tabel 2 Kebutuhan Air Berdasarkan Jumlah </p><p>Penduduk dan Wilayah </p><p> Sumber : Kimpraswil : 2003 </p><p> Desa Bumiaji termasuk dalam </p><p>kategori desa kecil dengan jumlah </p><p>penduduk 3000-10000 jiwa serta kebutuhan </p><p>airnya sebesar 90 lt/jiwa/hari. </p><p>b. Kebutuhan Non-Domestik Kebutuhan non domestik </p><p>merupakan kebutuhan air bersih yang </p><p>digunakan selain untuk keperluan runah </p><p>tangga dan sambungan kran/hidran umum, </p><p>seperti pemakaiana air untuk perkantoran, </p><p>perdagangan, industri serta fasilitas sosial </p><p>lainnya seperti tempat ibadah, sekolah, </p><p>asrama, rumah sakit, militer, serta </p><p>pelayanan jasa umum lainnya. Besarnya </p><p>prosentase kebutuhan non domestik </p><p>terhadap kebutuhan domestic juga harus </p><p>memperhatikan perkembangan tingkat </p><p>kebutuhan dari tahun ke tahun. </p><p>Tabel 3 Klasifikasi dan Struktur Kebutuhan </p><p>Air </p><p> Sumber : Anonim </p><p>C. Analisa Neraca Air Analisa neraca air atau </p><p>keseimbangan air dimaksudkan untuk </p><p>mengevaluasi kondisi ketersediaan air dan </p><p>pemanfaatannya sehingga dapat diketahui </p><p>saat-saat dimana terjadi kekurangan air </p><p>(defisit) atau kelebihan air (surplus). </p><p>D. Analisa Hidrolika Analisa ini digunakan untuk </p><p>mengukur apakah jaringan yang telah </p><p>direncanakan telah memenuhi kaidah-</p><p>kaidah hidrolika sehingga air dapat tersalur </p><p>Jam 1 2 3 4 5 6</p><p>Load Factor 0,3 0,37 0,45 0,64 1,15 1,4</p><p>Jam 7 8 9 10 11 12</p><p>Load Factor 1,53 1,56 1,42 1,38 1,27 1,2</p><p>Jam 13 14 15 16 17 18</p><p>Load Factor 1,14 1,17 1,18 1,22 1,31 1,38</p><p>Jam 19 20 21 22 23 24</p><p>Load Factor 1,25 0,98 0,62 0,45 0,37 0,25</p></li><li><p>dengan baik. Penulis menggunakan paket </p><p>progam EPANET v2.0, dimana nanti dalam </p><p>perencanaan jaringan harus memenuhi </p><p>syarat sebagai berikut : </p><p>1. Aliran air di dalam pipa turbulen. 2. Tekanan di tiap junction pada satu </p><p>hari tidak negatif. </p><p>3. Batas tekanan di setiap junction untuk jenis pipa PVC antara (0.1-8 atm), </p><p>Galvanized Iron (0.1-16 atm) dan </p><p>Cast Iron (0.1-24.3 atm). </p><p>4. Kecepatan yang ideal dalam pipa adalah 0,3-4,5 m/dt. </p><p> Dimana didalamnya juga </p><p>menghitungkan tentang minor losses dan </p><p>major losses, serta Headloss. Paket </p><p>program EPANET v2.0 memiliki beberapa </p><p>keunggulan antara lain : </p><p>1. Menyediakan segala ukuran jaringan. 2. Permodelan kecepatan konstan atau </p><p>variasi untuk aliran pipa. </p><p>3. Perhitungan energy pompa serta biaya operasinya. </p><p>4. Permodelan untuk berbagai variasi tipe katup termasuk didalamnya katup </p><p>penutup, katup cek, katup pengatur </p><p>tekanan dan katup pengatur aliran. </p><p>5. Merancang beragam ukuran tangki atau bak penyimpanan. </p><p>6. Menentukan bermacam-macam kategori kebutuhan pada tipe titik </p><p>atau node, yang memiliki variasi pola </p><p>waktu tersendiri. </p><p>7. Permodelan tekanan aliran bebas seperti pada sprinkler. </p><p>8. Melakukan system yang operasiny berbasis pada tingkatan sederhana </p><p>atau dengan pengaturan waktu pada </p><p>system control operasi yang </p><p>kompleks. </p><p>E. Analisa Optimasi Program dinamik (dynamic </p><p>programming) adalah suatu pendekatan </p><p>untuk mengoptimasi proses-proses </p><p>keputusan multi tahap. Sifat-sifat dasar </p><p>yang menjadi karakteristik problem </p><p>program dinamik diantaranya adalah </p><p>problem yang dipecah menjadi tahap </p><p>(stages) dengan variable keputusan </p><p>(decision) pada setiap tahap. </p><p> Gambar 1 Diagram Urutan Problem </p><p>Dinamik Serial Sumber : Montarcih, 2007 : 49 </p><p>Mengacu pada gambar diatas maka : </p><p>1. Tahap /Stage (n) Merupakan bagian dari problem </p><p>dimana keputusan (decision) diambil. </p><p>Jika suatu problem dapat dipecah </p><p>menjadi N subproblem, maka ada N </p><p>tahap dalam formulasi DP tersebut. </p><p>2. Variabel Keputusan/DecisionVariable (dn) </p><p>Merupakan besaran dari keputusan </p><p>(decision) yang diambil pada setiap </p><p>tahap. </p><p>3. Variabel Status/State Variable (Sn) Merupakan variabel yang </p><p>mewakili/menjelaskan status (state) </p><p>dari sistem yang berhubungan dengan </p><p>tahap ke n. Fungsi dari variabel status </p><p>adalah untuk menghubungkan tahap-</p><p>tahap secara berurutan sedemikian </p><p>sehingga apabila setiap tahap </p><p>dioptimasi secara terpisah, maka </p><p>keputusan yang dihasilkan adalah </p><p>layak (feasible) untuk seluruh </p><p>problem. </p><p>4. Akibat Tahap/Stage Return (rn) Merupakan ukuran skalar dari hasil </p><p>keputusan yang diambil pada setiap </p><p>tahap. Akibat tahap (Stage Return) ini </p><p>merupakan fungsi dari variabel-</p><p>variabel Sn (status input), Sn+1 (status </p><p>output), dan dn (keputusan), sehingga </p><p>dapat dinyatakan sebagai fungsi </p><p>berikut. </p><p> rn = r(Sn, Sn+1, dn) </p><p>5. Transformasi Tahap/Stage Transformation atau Transisi </p><p>Status/State Transition (tn) </p><p>Merupakan suatu transformasi nilai </p><p>tunggal yang menyatakan hubungan </p><p>antara variabel-variabel Sn (status </p></li><li><p>input), Sn+1 (status output), dan dn </p><p>(keputusan), yang dinyatakan sebagai </p><p>persamaan berikut. </p><p> Sn+1 = tn(Sn, dn) </p><p>F. Analisa Ekonomi Pelaksanaaan proyek-proyek </p><p>pemerintahan secara esensi memiliki </p><p>karakteristik maupun tujuan yang berbeda </p><p>dengan proyek-proyek swasta. Kalau </p><p>sebelumnya kita mengetahui bahwa proyek-</p><p>proyek swasta senantiasa diukur berdasarka </p><p>nilai keuntungan yang dijanjikan, maka </p><p>pada proyek-proyek pemerintahan kriteria </p><p>kelayakan tidak selamanya bisa atau harus </p><p>diukur berdasarkan keuntungannya. </p><p>(Kesuma, 2012: 15), dalam </p><p>mempertimbangkan kelayakan dari suatu </p><p>proyek pembangunan aspek yang perlu </p><p>dikaji terlebih dahulu adalah aspek manfaat </p><p>(Benefit) dan biaya (Cost). Komponen </p><p>biaya dalam kajian ini adalah dari dokumen </p><p>anggaran pemerintah desa dan kecamatan </p><p>yang telah dialokasikan untuk </p><p>pembangunan, rehabilitasi, pemeliharaan </p><p>dan peningkatan jaringan. Serta manfaat </p><p>ialah, seberapa besar nilai ekonomis hasil </p><p>produksi yang didapat dibandingkan </p><p>dengan anggaran yang telah dialokasikan </p><p>pada suatu jaringan air bersih. </p><p>a. Perhitungan Benefit Cost Ratio (B/C) Proyek dikatakan layak untuk dibangun </p><p>jika nilai B/C dari proyek tersebut lebih </p><p>dari satu. Hal ini menunjukkan nilai </p><p>benefit proyek. Sehingga dapat </p><p>dikatakan proyek tersebut tidak </p><p>mengalami kerugian bila dikerjakan. </p><p>b. Internal Rate Return (IRR) tingkat bunga yang dapat membuat </p><p>besarnya nilai nilai sekarang positif </p><p>bersih sama dengan nol atau suku bunga </p><p>saat B/C sama dengan satu atau B = C x </p><p>IRR menunjukkan kemampuan suatu </p><p>proyek untuk menghasilkan </p><p>pengembalian atau tingkat keuntungan </p><p>yang dapat dicapai proyek tersebut. Hal </p><p>yang perlu dilakukan untuk menganalisa </p><p>IRR adalah Future Value Facktor (FVF), </p><p>Precent Value Facktor (PVF) dan </p><p>Present Value (PV). </p><p>3. METODOLOGI PENELITIAN 1. Proyeksi jumlah penduduk </p><p>Melakukan proyeksi jumlah </p><p>penduduk dalam 10 tahun kedepan </p><p>dengan metode aritmatik, geometrik </p><p>dan eksponensial. Selanjutnya akan </p><p>dilakukan uji kesesuaian metode </p><p>proyeksi untuk mengetahui metode </p><p>mana yang proyekainya mendekati </p><p>satu. </p><p>2. Pengolahan data debit menggunakan debit andalan 80% sebagai acuan </p><p>ketersediaan air. </p><p>3. Perhitungan kebutuhan air konsumen Dalam analisa ini akan dihitung </p><p>besanya total kebutuhan akan air </p><p>untuk masyarakat atau daerah </p><p>layanan. Dalam menghitung </p><p>kebutuhan air ini ada dua variabel </p><p>yang menentukan, yaitu kebutuhan air </p><p>domestik dan non domestik. </p><p>4. Perhitungan neraca air untuk mengetahui total besar ketersediaan </p><p>air dengan kebutuhan air. </p><p>5. Pembuatan skema jaringan distribusi air dengan software </p><p>Proses perencanaan skema sistem </p><p>distribusi air bersih dalam studi </p><p>menggunakan bantuan paket program </p><p>EPANET v2.0. </p><p>6. Perhitungan optimasi dengan program dinamik </p><p>a. Mengitung besarnya volume yang dibutuhkan untuk masing...</p></li></ul>