PRASARANA AIR BAKU AIR MINUM SUMBER AIR TANAH

I. 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 air tanah.

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.

II. 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. Air Tanah: adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau batuan di bawah

permukaan tanah. Atau air yang belum muncul ke permukaan tanah.

4. Sumur dangkal: Pengambilan air tanah melalui sumur/pompa bor yang kedalamannya

relatif dangkal

5. Sumur dalam: Pengambilan air tanah melalui sumur/pompa bor yang dalam.

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

berupa tanki plasti, beton, embung, waduk.

7. Debit air tanah : besarnya air yang keluar ke permukaan hasil pemompaan.

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

jumlah maksimum yang harus di suplai atau terhadap stabilitas konstruksi.

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

merencanakan kapasitas suplai.

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

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

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

debit air dari sumbernya. Biasanya dinyatakan dalam persen.

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

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

evaporasi.

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

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

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

16. 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.

.

III. 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.

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.

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.

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

- Kompetisi dengan Kepentingan lain (conflict interest)

Gambar.3 adalah menggambarkan prosedur pemilihan sumber air untuk pemenuhan

kebutuhan air minum masyarakat.

3.4 Air Tanah

Air Tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau batuan di bawah

permukaan tanah. (UU No. 7 Tahun2004 tentang Sumber Daya Air).

Air tanah adalah sejumlah air di bawah permukaan bumi yang dapat dikumpulkan

dengan sumur-sumur, terowongan atau sistem drainase atau dengan pemompaan.

Dapat juga disebut aliran yang secara alami mengalir ke permukaan tanah melalui

pancaran atau rembesan (Bouwer, 1978; Freeze dan Cherry, 1979; Kodoatie, 1996).

Air tanah adalah air yang menempati rongga-rongga dalam lapisan geologi. Lapisan

tanah yang terletak di bawah permukaan tanah dinamakan daerah jenuh (saturated

zone) (Soemarto, 1989).

Air yang berada pada zona jenuh adalah bagian dari keseluruhan air sub permukaan

yang biasa disebut air tanah (groundwater). Air bawah tanah (underground water dan

sub terranean water) adalah istilah lain yang digunakan untuk air yang berada pada

zona jenuh, namun istilah yang lazim digunakan adalah air tanah (Johnson, 1972).

Catatan: ap = air permukaan (total), at = air tanah (total)

a = soil zone, b = unconfined aquifer, c = confined aquifer

1 = interflow, 2 = groundwater (baseflow) inunconfined aquifer,

3 = groundwater flowing confined aquifer

Gambar.2 Posisi Air Tanah

.

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.

Khusus untuk sumber air tanah, maka pengambilan air dilakukan dengan kelengkapan

sumur bor. Sumur bor terdiri dari sumur bor dangkal, dan sumur bor dalam.

Gambar 3 Prosedur pemilihan sumber air

Pengambilan Air Baku dari Air Tanah

Sumur dangkal

Survai kedalaman dan kualitas air pada sumur yang telah ada disekitar lokasi,

Gunakan cincin sumur beton standard yang berdiameter 0,90 m dengan tinggi sekitar 0,50

m,

Perhitungkan kebutuhan cincin sumur dengan mempertimbangkan ketinggian cincin diatas

permukaan tanah sekurang-kurangnya 0,80 m, Berikan lapisan batu sungai yang

berdiameter 5-10 cm pada dasar sumur setebal 20-40 cm (jika air sumur keruh).

Buat lantai pada sekeliling area sumur dengan semen cor yang diplester dan sumur

dilengkapi dengan dinding,

Buatkan saluran air dari sumur ke saluran air terdekat.

Sumur dalam

Perencanaan sumur dalam meliputi pemilihan material dan dimensi yang benar agar

diperoleh kombinasi optimum dari kinerja dan usia sumur serta biaya pembuatannya.

Pemilihan material pipa selubung maupun saringan harus mempertimbangkan kandungan

mineral dan biologis dari air tanah yang akan dipompa serta besarnya gaya beban yang

ditanggung pada saat berada dalam tanah.

Untuk merencanakan suatu sumur dalam terdapat beberapa faktor yang perlu menjadi bahan

pertimbangan. Adapun faktor-faktor tersebut adalah:

- Jenis-jenis akifer daerah pemboran apakah memiliki permeabilitas rendah atau tinggi,

kenaikan air dan tinggi muka air tanah.

- Jenis pompa, perlu diperhatikan untuk menentukan diameter pipa jambang/casing.

- Debit air yang dibutuhkan.

Konstruksi sumur dalam terdiri dari 4 (empat) bagian utama:

_ Pipa jambangan/casing.

_ Pipa naik.

_ Pipa saringan.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan suatu sumur bor.

_ Diameter Sumur

- Besaran diameter casing pipa yang digunakan sesuai

Diameter Sumur

- Besaran diameter casing pipa yang digunakan sesuai dengan keperluan. Pemilihan diameter

pipa selubung dan saringan adalah sangat penting karena keduanya berpengaruh besar pada

biaya dan efisiensi sumur.

Pemilihan diameter selubung untuk sumur dalam dengan diameter lebih besar dari 4 inchi

(100 mm) adalah untuk mengakomodasi ukuran pompa yang digunakan. Jika yang digunakan

adalah pompa benam (submersible) maka diameter pipa selubung yang digunakan minimum

1,5 kali

ukuran pompa (misalnya ukuran pompa 4 inchi maka ukuran pipa selubung adalah 6 inchi),

hal ini dimaksudkan untuk kemudahan pemasangan dan pengoperasian maupun

pemeliharaan. Jika jarak pompa dan saringan relatif cukup jauh, maka pipa selubung setelah

pompa bisa menggunakan ukuran lebih besar dari diameter pompa.

Jika permukaan air sumur tidak terlalu dalam, dimana pompa yang digunakan adalah bukan

pompa benam dan posisi pompa berada diatas pipa casing, maka diameter pipa selubung

ditentukan berdasarkan diameter pipa sedot dari pompa.

- Jenis casing yang digunakan biasanya PVC atau Low

Carbon Steel, atau Galvanized Iron Pipe (GIP) yang disesuaikan dengan kualitas air tanah

dan kedalamannya (PVC skedul 80 biasanya digunakan .untuk kedalaman sumur kurang dari

60 m).

_ Kedalaman Sumur

- Tergantung pada kedalaman lapisan akifer yang akan digunakan dan jenis akifernya. Secara

umum kedalaman sumur harus mencapai dasar akifer, dengan alasan semakin dalam sumur

maka semakin besar kapasitas pengambilan.

Diameter Sumur

- Besaran diameter casing pipa yang digunakan sesuai dengan keperluan. Pemilihan diameter

pipa selubung dan saringan adalah sangat penting karena keduanya berpengaruh besar pada

biaya dan efisiensi sumur.

Pemilihan diameter selubung untuk sumur dalam dengan diameter lebih besar dari 4 inchi

(100 mm) adalah untuk mengakomodasi ukuran pompa yang digunakan. Jika yangdigunakan

adalah pompa benam (submersible) maka diameter pipa selubung yang digunakan minimum

1,5 kali ukuran pompa (misalnya ukuran pompa 4 inchi maka ukuran pipa selubung adalah 6

inchi), hal ini dimaksudkan untuk kemudahan pemasangan dan pengoperasian maupun

pemeliharaan. Jika jarak pompa dan saringan relatif cukup jauh, maka pipa selubung setelah

pompa bisa menggunakan ukuran lebih besar dari diameter pompa.

Jika permukaan air sumur tidak terlalu dalam, dimana pompa yang digunakan adalah bukan

pompa benam dan posisi pompa berada diatas pipa casing, maka diameter pipa selubung

ditentukan berdasarkan diameter pipa sedot dari pompa.

- Jenis casing yang digunakan biasanya PVC atau Low Carbon Steel, atau Galvanized Iron

Pipe (GIP) yang disesuaikan dengan kualitas air tanah dan kedalamannya (PVC skedul 80

biasanya digunakan .untuk kedalaman sumur kurang dari 60 m).

Kedalaman Sumur

- Tergantung pada kedalaman lapisan akifer yang akan digunakan dan jenis akifernya. Secara

umum kedalaman sumur harus mencapai dasar akifer, dengan alasan semakin dalam sumur

maka semakin besar kapasitas pengambilan yang bisa dilakukan. Akan tetapi jika dasar akifer

terkandung air dengan kualitas yang kurang baik maka sumur bor harus berhenti dikedalaman

dimana terdapat air dengan kualitas yang baik.

- Penentuan Jenis Akifer (Tertekan atau tidak) berdasarkan data log bor.

Saringan

Merupakan tempat masuknya air pada lubang bor dan dianggap berfungsi baik jika mampu

menyaring pasir dengan kehilngan tekanan yang minimum.

Gravel Pack (kerikil)

- Material kasar buatan yang ditempatkan disekitar saringan yang berguna untuk

mempermudah pemompaan air karena material-material pada akifer akan tertahan pada

gravel pack tidak menutupi lubang-lubang saringan.

- Mencegah agar lubang bor stabil atau tidak mudah runtuh.

- Berfungsi sebagai filter.

- Diisikan dalam ruang antara dinding lubang bor dan screen, mulai screen paling atas hingga

paling bawah

Pompa

Alat untuk menghisap air dari lubang bor ke atas permukaan tanah. Pada pemboran air tanah

dalam pompa yang lazim digunakan adalah pompa benam (submersible pump).

-Piezometer

Adalah sebuah alat pengukur muka airtanah yang ditempatkan di dalam sumur pantau. Sumur

pantau ditempatkan disekitar sumur pemompaan (tergantung dana

yang tersedia).

_ Grouting

Suatu lapisan buatan (berupa lapisan semen) yang berfungsi untuk menahan konstruksi

lubang bor (minimum 20 m atau melihat kedalaman sumur dangkal di sekitarnya).

Perencanaan dan konstruksi sumur dalam termasuk kategori pekerjaan dengan resiko

kegagalan yang tinggi serta memerlukan pengetahuan dan peralatan khusus, oleh

karena

itu tidak boleh dilaksanakan oleh masyarakat sendiri dan harus dalam pengawasan

oleh Konsultan. Kontraktor sumur dalam harus mempunyai kualifikasi keahlian di

bidang

pengeboran sumur dalam.

_ Pemilihan lokasi sumur dalam

Pemilihan lokasi sumur harus mempertimbangkan jarak dari sumber pencemar potensial yang

bisa menimbulkan Pedoman Perencanaan Pengadaan Air Bersih pencemaran pada sumur

yang akan dibangun sebagaimana tabel dibawah ini

Table Jarak minimum sumur dari sumber pencemar potensial

Jarak (m)

Sumber Pencemar Potensial

100

Tempat pembuangan sampah, bengkel, pompa bensin, kegiatan industri yang menghasilkan

zat pencemar, penyimpanan bahan B3 dll.

59 Sumur peresapan air limbah

30

WC cubluk, kandang ternak, sawah atau tegal yang diberi pupuk buatan maupun kompos dll.

15 Tangki septik, badan air (sungai, rawa, danau atau embung)

7 saluran drainase, selokan atau rumah.

Sumber: Drilling and Well Construction Manual, Life Water

_ Jika lokasi sumur berada pada daerah tidak datar (miring) maka sumur

tidak boleh terletak bagian bawah dari sumber pencemar.

3.8 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.

3.9 Alat Ukur Debit

Pengukuran debit dapat dilakukan dengan :

Ambang tajam (Cipoletti, V-Notch),

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

SUMBER PUSTAKA

Adhya Tirta Batam, Profil Perusahaan, 2015

Kelompok-JRF, Pedoman Perencanaan Pengadaan Air Bersih Pedesaan.

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001, Tentang Pengelolaan

Kualitas Air Dan Pengendalian Pencemaran Air

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

Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 42 Tahun 2008, Tentang Pengelolaan

Sumber Daya Air Dengan Rahmat Tuhan Yang Maha Esa