MODUL 7. PRASARANA AIR BAKU AIR MINUM SUMBER AIR MATA AIR

Modul 7. Perencanaan Air Baku dari mata Air. 1

MODUL 7. PRASARANA AIR BAKU AIR MINUM

SUMBER AIR MATA AIR

1 PENDAHULUAN

1.1 Umum

Manusia dan makluk hidup memerlukan air dan bahkan florapun tumbuh karena adanya air.

Indonesia memiliki potensi ketersediaan air mencapai 690 milyar meter kubik (m3) per tahun

dan baru dimanfaatkan sekitar seperempat dari jumlah tersebut (Adhya Tirta Batam-ATB, 29

Januari 2015). Artinya, masih banyak yang belum termanfaatkan. Air sangat vital dalam

kehidupan dan oleh karena itu air perlu dirawat dan dihemat. Air Baku adalah air sebagai

bahan untuk diolah, yang dapat dimanfaatkan untuk keperluan: Air minum, peternakan,

industri , dll. Air baku air minum adalah air yang memenuhi syarat tertentu (keasaman,

kandungan bakteri, bau dll), yang dapat langsung diminum dan atau diolah terlebih dahulu.

Air baku untuk air minum, berdasar sumbernya dapat berasal dari:

1. Mata Air , 2. Air Tanah, 3.Air Permukaan, dan 4. Air Hujan.

Untuk memanfaatkan air tersebut sebagai air minum perlu bangunan infrastruktur dari

sumbernya sampai ke Pengolahan/Reservoir, baru kemudian di distribusi ke konsumen (Lihat

Gambar 1). Air baku untuk air minum harus memenuhi Baku Mutu tertentu sebagai air

minum (PP No.16 Th 2005, tentang Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum).

Modul ini akan membahas infrastruktur air minum yang sumbernya dari Mata Air.

Gambar.1 Prasarana Air Baku Berdasarkan Jenis Sumber Air nya


1.2 Standar Kompetensi

Setelah selesai kursus, diharapkan peserta akan dapat merencana dan mengaplikasikan

(membangun) infrastruktur untuk keperluan air minum yang bersumber dari mata air.

1.3 Kompetensi Dasar

Untuk mencapai terget yang diharapkan, maka pada sessi ini peserta dibekali hal-hal sbb:

1. Mengetahui karakteristik sumber

2. Mengetahui volume/kapasitas sumber

3. Mengetahui komponen infrastruktur yang diperlukan dan mekanisme alirannya

(macamnya, banyaknya, lokasinya, alirannya)

4. Mengetahui Jumlah potensi konsumennya

5. Mampu menggambar konstruksinya.

1.4 Ruang Lingkup Modul

Modul ini meliputi: Ceramah Tatap muka, Diskusi tanya jawab, studi kasus lapangan,

tugas menghitung, dan menggambar.


2 PENGERTIAN DAN ISTILAH

Referensi yang digunakan, pengertian dan istilah yang terkait dengan permasalah sesi ini

antara lai adalah:

2.1 Peraturan/UU/ Standard

1. PP No.16 Tahun 2005, Tentang Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum.

2. UU No.7 Tahun 2004 Tentang Pengelolaan Sumber Daya Air

3. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum

Nomor : 18/PRT/M/2007, Tentang Penyelenggaraan Pengembangan

Sistem Penyediaan Air Minum

4. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum , Nomor: 20/PRT/M/2006

Tentang Kebijakan Dan Strategi Nasional Pengembangan Sistem Penyediaan Air

Minum(Ksnp-Spam)

5. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia, Nomor 42 Tahun 2008

Tentang Pengelolaan Sumber Daya Air

2.2 Pengertian dan Istilah

1. Air baku: bahan baku air olahan (air industri, air minum,dll)

2. Air Minum: Air hasil olahan atau air langsung dari sumber yang dapat diminum dan

memenuhi persyaratan baku mutu.

3. Mata air : air yang muncul ke permukaan tanah / dari bumi secara alami.

4. Tandon air: Konstruksi, alat atau kubangan yang dibuat untuk menando air.

5. Saluran terbuka: Saluran untuk mengalirkan air yang terbuka dan bersifat aliran

bebas.

6. Saluran tertutup: Saluran untuk mengalirkan air yang tertutup dan alirannya dapat

bersifat aliran bebas dan atau tertekan

7. Reservoir: Tempat wadah air, atau konstruksi yang berfungsi menando air. Dapat

berupa tanki plasti, beton, embung, waduk.

8. Debit mata air : besarnya air yang keluar ke permukaan dan atau mengalir pada alur

atau saluran yang besarnya dalam satuan volume / waktu

9. Debit Rencana : besarnya debit yang digunakan untuk merencana yang terkait dengan

jumlah maksimum yang harus di suplai atau terhadap stabilitas konstruksi.


10.Debit andalan: besarnya debit yang diandalkan (ada) yang digunakan untuk

merencanakan kapasitas suplai.

11. Debit Kebutuhan : besarnya debit yang harus di suplai/dipenuhi.

12. Neraca Air: keseimbangan debit antara debit andalan dan debit kebutuhan.

13. Efisiensi saluran : besarnya debit air yang sampai tujuan dibagi dengan besarnya

debit air dari sumbernya. Biasanya dinyatakan dalam persen.

14. Kehilangan air: besarnya debit air sebesar Debit dari sumbernya dikurangi besarnya

debit pada titik tujuannya. Kehilangan air dapat berupa bocoran, rembesan/infiltrasi,

evaporasi.

15. Bocoran : keluarnya air dari saluran atau reservoir yang tidak direncanakan, yang hal

ini bisa jadi karena saluran/reservoir yang bocor atau dicuri/diambil.

16. Infiltrasi: aliran masuknya air ke dalam tanah secara alami yang besarnya tergantung

properties tanah. Besarnya dalam satuan tinggi/waktu, atau volume/waktu.

17. Evaporasi : penguapan air dari muka tanah, muka air saluran, muka air tandon.

18. Waking/tinggi jagaan: tinggi antara muka air saluran dan tinggi atas tanggul saluran.

19. Unit Air Baku: satuan unit bangunan dan konstruksi yang berada di bagian hulu dari

SPAM yang secara umum terdiri dari: intake/pengambilan, penangkap pasir, alat

pengukuran, dan pemantauan, saluran/sarana pembawa ke unit pengolahan.

.


3 MATERI MODUL DAN SOAL SOAL

3.1 Siklus Hidrologi

Siklus Hidrologi, adalah mekanisme atau gambaran perjalanan air yang permanen, yaitu

urutan yang menerus dan berulang yang berawal dari air yang menguap (dari laut, daratan,

tumbuhan) menjadi awan, kemudian awan terkonsasi dan jatuh sebagai hujan. Hujan

kemudian berubah sebagian menjadi aliran permukaan, sebagian masuk ke dalam tanah

sebagai infiltrasi, sebagian tertangkap di dedauan, tampungan, dan sebagain lain langsung

menguap. Aliran permukaan (dimuka tanah atau di sungai) akan berakhir di Danau, embung

atau laut dan menguap. Infiltrasi mengisi air tanah dan mengalir sebagai aliran air tanah, dan

muncul sebagai mata air atau keluar mengisi sungai atau langsung ke laut. Air hujan yang

terjebak pada dedaunan, tampungan akan menguap menjadi awan. Awan akan menjadi hujan,

dan seterusnya merupakan siklus hidrologi. Gambar.2 menunjukkan siklus hidrologi.

The Hydrologic Cycle

Infiltration = Groundwater System

Runoff = Surface Water System

Gambar.2 Siklus Hidrologi

3.2 Pemilihan Sumber Air Baku Air Minum

Pemilihan sumber air baku untuk air minum –secara umum- harus mempertimbangkan dari

sisi:

1.Kualitas,

2.Kuantitas dan


3.Kontinyuitas.

1. Kualitas Mata Air

Pada umumnya mata air mempunyai kualitas yang sangat baik sebagai air baku air

minum.

Karena, kualitas mata air melalui proses penyaringan secara alamiah memiliki

kekeruhan yang rendah dan tidak mengandung zat- zat kimia yang membahayakan

tubuh manusia.

Biasanya memiliki kandungan oksigen cukup tinggi, jernih, segar.

Bahkan dijumpai mata air yang sudah memenuhi persyaratan bakteriologis, artinya

tidak terdapat kandungan bakteri yang membahayakan tubuh manusia. Jadi air dapat

langsung diminum tanpa pengolahan apapun.

2. Kuantitas

Kuantitas debit mata air jarang di jumpai yang mempunyai kapasitas besar.

Memperkirakan debit andalan pada mata air secara hidrologi susah. Untuk menentukan

besarnya debit mata air biasanya di ukur dengan waktu yang panjang. Hal ini karena

faktor yang mempengaruhi besarnya debit antara lain, musim, luas DAS, Luas dan

kedalaman CAT, sifat struktur geologi (aquifer), dll yang beberapa hal susah

diketahui/diprediksi.

3. Kontinyuitas

Kontinyuitas debit mata air sangat tergantung pada hal-hal yang sama seperti pengaruh

kuantitasnya, yaitu musim, luas DAS, Luas dan kedalaman CAT, sifat struktur geologi

(aquifer), dll.

3.3 Prosedur Pemilihan Sumber Air Baku Air Minum

Dalam penentuan pilihan sumber air baku, disamping pertimbangan seperti hal diatas,

beberapa hal perlu dipertimbang juga antara lain:

- Kemudahan pengambilan,

- Jarak trasmisi ke pelanggan/pemakai

- Kemahalan konstruksi

Gambar.3 adalah menggambarkan prosedur pemilihan sumber air untuk pemenuhan

kebutuhan air minum masyarakat.


3.4 Mata Air

Mata air adalah tempat air tanah muncul di permukaan tanah. Perlu kehati-hatian dalam

merencanakan bangunan penangkap mata air agar tidak menimbulkan tekanan yang

berlebihan sehingga mata air hilang atau bergeser dan muncul di lain tempat karena

mendapatkan celah atau retakan tanah yang lebih mudah diterobos.

Unit air baku merupakan sarana pengambilan dan atau penyedia air baku.

Gambar.3 Mata Air

Untuk menjamin kuantitas dan kontinuitas pasokan air baku maka diperlukan suatu

sistem air baku atau disebut Unit Air Baku, yang pada umumnya terdiri dari komponen

sebagai berikut: intake/bangunan sadap/pengambilan, penangkap pasir, alat pengukuran

dan pemantauan, saluran/sarana pembawa ke unit pengolahan , dan bangunan

pendukung lainnya.

3.5 Komponen Unit Air Baku

Untuk menjamin kuantitas dan kontinuitas pasokan air baku maka diperlukan suatu sistem

air baku atau disebut Unit Air Baku pada umumnya terdiri dari komponen sebagai berikut:

intake/pengambilan, penangkap pasir, alat pengukuran dan pemantauan, saluran/sarana

pembawa ke unit pengolahan , dan bangunan pendukung lainnya.

Sungai Rawa


Gambar 3 Prosedur pemilihan sumber air

3.5.1 Bangunan Sadap/Intake

Bangunan Sadap atau sering juga disebut Intake adalah suatu struktur yang dibangun

pada sumber air, yaitu: sungai, danau, atau waduk untuk mengarahkan air ke suatu kolam

di dalamnya agar dapat diteruskan ke komponen lain dengan andal. Keandalan kuantitas

dan kualitas merupakan faktor penting dari fungsi suatu intake. Pada sistem air baku

dengan kapasitas pasok yang kecil maka intakenya cukup sederhana, misalnya hanya

sebuah pipa dengan saringan yang dibenamkan ke dalam badan air. Namun untuk sistem

air baku dengan kapasitas besar yang melayanai sistem penyediaan air minum skala

besar atau banyak sistem penyediaan air minum maka bangunan intake tidak sederhana

lagi. Pada Intake yang berkapasitas besar, sistem masuknya air ke dalam intake dapat

berupa suatu bangunan besar seperti menara atau bangunan besar yang terbenam di

dalam badan air.

Pada unit intake –pada umumnya- dilengkapi dengan pintu air untuk menyekat (schot

balk) ketika kolam intake dirawat dan saringan kasar (Trash rack) untuk mencegah

masuknya sampah dan barang – barang kasar lainnya ke dalam kolam intake. Manhole


atau pintu dan tangga serta lampu penerang dapat dilengkapkan pada unit ini untuk

penunjang operasional. Pada khusus pengambilan air dari mata air, trash rack mungkin

tidak diperlukan karena airnya relatif bersih dan tidak ada polutan sampah atau kotoran

limbah tumbuhan.

Tipe – tipe Intake Mata air:

Tipe Intake untuk Sumber Air “Mata Air” dari beberapa sumber antara lain Direktorat

Pengembangan Air minum dan menurut Pedoman Perencanaan Pengadaan Air Bersih

Pedesaan Program JRF-Rekompak sbb:

Panduan Direktorat Pengembangan Air Minum Dirjen Cipta Karya:

Pedoman Perencanaan Pengadaan Air Bersih Pedesaan Program JRF-Rekompak:

Gambar. 4 Intake Mata Air Pada Rembesan/aquifer Jelas

Gambar.5 Intake Mata Air Pompa 3 Dimensi


Gambar.6 Intake Mata Air Dengan Pompa - Denah dan Potongan

Gambar.7 Intake Mata Air Tipe B-Denah dan Potongan

Aliran artesis kontak gravitasi


Gambar. 9 Intake Mata Air Denah dan Potongan

Gambar.8 Intake Mata Air Denah dan Potongan

Aliran artesis terpusat


Gambar. 10 Intake Mata Air Tipr IB

Artesis Kontak Gravitasi

Gambar. 11 Intake Mata Air-Tipe IC

Aliran Artesis Vertikal


Gambar. 13 Potongan A-A Tipe I D

Gambar. 12 Intake Mata Air-Tipe ID

Aliran Artesis Tersebar


Pengoperasian Intake dilengkapi dengan alat ukur yang dipasang dihilir pengambilan,

untuk memonitor dan menjamin bahwa debit air yang disadap sesuai dengan yang sudah

diijinkan dan direncanakan, atau bilamana ada penyimpangan kapasitas debit, maka

diambil langkah-langkah untuk perbaikan dan penyesuaian.

Selain pada alat ukur, khusus untuk intake yang menggunakan pompa, dilakukan

pemantauan terus menerus atas kondisi pompa selama beroperasi agar kinerja pompa

diketahui terus menerus, dan bilamana ada gangguan dapat dilakukan tindakan

penyetopan sementara untuk perbaikan dan penyesuaian seperlunya.

3.6 Besarnya Debit

Salahsatu metode yang sering dipakai adalah Rasional:

𝑄 = 𝐶𝐼𝐴 m3/dt, atau liter

Dimana:

Q : besarnya debit dalam m3/dt

C : koefisien pengaliran

I : intensitas hujan mm/hari

A : luas DAS m2 (lihat Gambar.1)

Besarnya debit pada sungai/saluran bisa diukur dengan alat ukur:

a. Current Meter

b. Pelampung

c. Peil schaal

d. Alat ukur (Thomson, Pelimpah tajam, dll)

3.7 Debit Andalan:

Debit andalan adalah debit yang dapat diandalkan, atau debit yg digunakan sebagai

acuan perencanaan kemampuan mensuplai kebutuhan. Debit andalan sering disebut

Q80, yaitu selama 5 tahun debit besarnya sama atau dilampau selama 4 tahun, dan

hanya gagal (kurang) selama 1 tahu.

Formula yang sering digunakan adalah:

a. Bsic Year (Tahun Dasar)

Hujan yang dialih ragamkan menjadi debit, atau Debit tahunan di urutkan dari

terbesar ke terkecil, dan urutan yang ke 80% ( misalnya debit data tahun 2001)

adalah debit yang digunakan sebagai acuan perhitungan selanjutnya.


b. Flow Characteristic (Bulan sebagai dasar)

Data debit bulanan sepanjang data yang ada, diurutkan dari yang besar ke yang

kecil pada bulan yang sama, dan debit urutan ke 80% yang digunakan sebagai

acuan perencanaan

Gambar.14 Contoh Luas DAS

3.8 Besarnya Kebutuhan Air

Besarnya kebutuhan air, atau besarnya debit yang harus di distribusi tergantung

kebutuhan untuk apa. Air baku dapat digunakan untuk: kebutuhan hidup masyarakat,

peternakan, industri dll.

Hal khusus untuk kebutuhan masyarakat: mandi Cuci kakus (MCK), sekolah, mesjid,

kantor, rumah sakit dll, telah disediakan Tabel yang memuat kebutuhan air per hari per

orang.

Kebutuhan Domistik: meliputi masyarakat setempat.

Kebutuhan Non Domisti: Sekolah, kantor, Rumah sakit dll.

Kebutuhan lain: Air kemasan, Industri,dll.

Besarnya debit: 𝑄 = 𝐶 𝑁

Dimana:

C : koefisien kebutuhan perhari per orang/unit

N : banyaknya orang/unit.

Satuan dalam volume per waktu (m3/dt, liter/hari).


3.9 Standard Kebutuhan Air Penduduk

Standar kelayakan kebutuhan air bersih adalah 49,5 liter/kapita/hari.

Badan dunia UNESCO sendiri pada tahun 2002 telah menetapkan hak dasar manusia atas

air yaitu sebesar 60 ltr/org/hari.

Direktorat Jenderal Cipta Karya Departemen Pekerjaan Umum membagi lagi standar

kebutuhan air minum tersebut berdasarkan lokasi wilayah.

a. Pedesaan dengan kebutuhan 60 liter/per kapita/hari.

b. Kota Kecil dengan kebutuhan 90 liter/per kapita/hari.

c. Kota Sedang dengan kebutuhan 110 liter/per kapita/hari.

d. Kota Besar dengan kebutuhan 130 liter/per kapita/hari.

e. Kota Metropolitan dengan kebutuhan 150 liter/per kapita/hari.

Berdasarkan pada Peraturan Menteri Dalam Negeri Nomor 23 Tahun 2006 tentang

Pedoman Teknis dan Tata Cara Pengaturan Tarif Air Minum pada Perusahaan Daerah

Air Minum BAB I ketentuan umum Pasal 1 ayat 8 menyatakan bahwa: “Standar

Kebutuhan Pokok Air Minum adalah kebutuhan air sebesar 10 meter kubik/kepala

keluarga/bulan atau 60 liter/orang/hari.

3.10 Neraca Air

Perimbangan antara debit andalan dan debit kebutuhan. Perimbangan tersebut dapat

dilihat dari grafik neraca air seperti contoh Pada Gambar.15.

Gambar.15 Grafik Neraca Air


3.11 Alat Ukur Debit

Pengukuran debit dapat dilakukan dengan :

Ambang tajam (Cipoletti, V-Notch),

Langsung di saluran (pelampung), atau

Sederhana, ditakar dengan ember yang diketahui volume dan waktu aliran.

1. Ambang Tajam / Metode Weir Trapezoid (Cipoletti)

Penghitungan Debit Aliran :

Q = 0,0186 bh3/2

Dimana : Q = Debit Aliran (l/det)

h = Ketinggian (Cm)

b = lebar ambang (cm)

Kondisi Pengukuran :

• Debit aliran di daerah hulu dan aliran sungai harus konstan

• Debit aliran harus hanya melewati weir, tidak boleh ada kebocoran di dasar atau

pada sisi weir.

• Limpasan harus aliran sempurna

Gambar.16 Alat Ukur Cipoletti

2. Ambang Tajam / Metode Weir Trapezoid V-Nocth (Thomson)

Penghitungan Debit Aliran :

Q = 0,0134 h3/2

Dimana : Q = Debit Aliran (l/det)

b = (cm)


h = ketinggian (cm)

Kondisi Pengukuran :

– Debit aliran di daerah hulu dan hilir harus tenang

– Debit aliran harus hanya melewati V-notch, tidak boleh ada kebocoran di dasar

atau pada sisi Weir

– Limpasan harus aliran sempurna

Gambar.17 Alat Ukur Thomson

4 STUDI KASUS

4.1 Kolam Tando Mata Air di Kupang-NTT:

Dengan maksud agar penampungan lebih banyak, tembok tampungan di naikkan kurang lebih

1 meter, ternyata air hilang tidak keluar lagi. Diduga, mata air pindah karena ada rembesan

lain yang lebih rendah dari elevasi setelah ditinggikan.

4.2 Mata air/Sendang di daerah Blora ( hulu Lusi):

Semula sendang digunakan untuk penduduk keperluan sehari-hari disaat kenmarau, setelah

ada pengeboran air dalam didekatnya, tidak lama kemudian mata air sendang kering.

Walaupun pengeboran gagal atau tidak keluar air seperti yang diharapkan.


4.3 Tugas/latihan:

Tugas/latihan:

Alat Ukur

1.Buat grafik “elevasi – debit” pada alat ukur Chipoleti, bila diketahui:

B=2,00 m. Berapa tinggi h (m) bila debit yang melimpas Q=0,030 m3/dt?

2.Hitung besarnya debit yang keluar dari kolam tando, bila air yang melimpas pada alat ukur

V-Notch h=0,80 m?

Jawaban Latihan/Soal:

1.Garfik “elevasi-Debit”

Formula : Q = 0,0186 bh3/2

Dengan cara coba-coba nilai h, akan di dapat Q. Dari Grafik El-Q, akan dapat

diketahui ketinggian h berapa bila Q diketahui.

2.Besarnya debit yang melimpas V-Notch:

Formula V-Notch:

Q = 0,0134 h3/2

h = 0,80 m

Q= 0,0134 (0,80)3/2= 0,00343 m3/dt= 3,43 liter/dt

H


5 SUMBER PUSTAKA

1) Adhya Tirta Batam, Profil Perusahaan, 2015

2) Kelompok-JRF, Pedoman Perencanaan Pengadaan Air Bersih Pedesaan.

3) Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001, Tentang

Pengelolaan Kualitas Air Dan Pengendalian Pencemaran Air

4) Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor : 18/Prt/M/2007, Tentang

Penyelenggaraan Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum

5) Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 42 Tahun 2008, Tentang

Pengelolaan Sumber Daya Air Dengan Rahmat Tuhan Yang Maha Esa

MODUL 7. PRASARANA AIR BAKU AIR MINUM SUMBER AIR MATA AIR

Documents

Transcript of MODUL 7. PRASARANA AIR BAKU AIR MINUM SUMBER AIR MATA AIR