Download - SPAB BAB II
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Profil Daerah
2.1.1 Kabupaten Sidoarjo
Kabupaten Sidoarjo merupakan kabupaten dengan laus wilayah terkecil di Propinsi Jawa
Timur. Berdasarkan pemetaan tahun 2005 luas wilayah Kabupaten Sidoarjo 71.424,25 Ha.
Kabupaten terletak antara 1125’ dan 1129’ BT dan antara 73’ dan 75’ LS. Adapun batas
wilayah Kabupaten Sidoarjo sebagai berikut :
Bagian Utara : Kota Surabaya dan Kabupaten Gresik
Bagian Selatan : Kabupaten Pasuruan
Bagian Barat : Kabupaten Mojokerto
Bagian Timur : Selat Madura
Ketinggian dari permukaan laut :
0 – 3 meter merupakan daerah pantai dan pertambakan yang berair
asin/payau berada di belahan timur seluas 15.539 Ha atau 29,99 %
4 – 10 meter merupakan daerah bagian tengah sekitar jalan protokol yang
berair tawar seluas 25.889 Ha atau 40,81 %
10 – 25 meter terletak di belahan barat seluas 18.524 Ha atau 29,20 %
Struktur tanahnya terdiri atas tanah alluvial kelabu seluas 6.236 Ha, Assosiasi alluvial
kelabu dan alluvial coklat seluas 4.970 Ha, alluvial hidromart seluas 29.346 Ha, dan Gromosol
kelabu tua seluas 870 Ha.
Kabupaten Sidoarjo beriklim tropis dan mengenal 2 musim yaitu musim kemarau dan
musim penghujan. Musim kemarau berkisar antara Bulan Mei sampai September dan musim
penghujan di Bulam Oktober sampai April. Suhu Udara berkisar antara 20 – 35 derajat Celcius.
Kabupaten Sidoarjo memiliki 18 kecamatan yaitu kecamatan :
1. Sidoarjo 10. Buduran
2. Candi 11. Porong
3. Krembung 12. Tulangan
4. Tanggulangin 13. Jabon
5. Krian 14. Balongbendo
6. Wonoayu 15. Tarik
7. Prambon 16. Taman
8. Waru 17. Gedangan
9. Sedati 18. Sukodono.
2.1.2 Kecamatan Gedangan
Kecamatan Gedangan berada di sebelah utara Kota Sidoarjo. Berjarak 9 km dari pusat
kota Sidoarjo. Wilayah Kecamatan Gedangan dengan luas kurang lebih 24,03 km2 yang
berbatasan dengan :
Sebelah barat : Kecamatan Taman dan Sukodono
sebelah selatan : Kecamatan Buduran
sebelah utara : Kecamatan Waru
sebelah timur : Kecamatan Sedati
Luas wilayah lahan menurut penggunaannya dibedakan menjadi:
Luas pemukiman : 1475,6 ha / m2
Luas persawahan : 492 ha / m2
Luas perkebunan : 40 ha / m2
Luas kuburan : 21 ha / m2
Luas pekarangan : 48 ha / m2
Luas taman : 16 ha / m2
Perkantoran : 204 ha / m2
Luas prasarana umum lainnya : 105,4 ha / m2
Total luas : 2402 ha / m2
Kecamatan Gedangan terdiri atas 15 Desa yaitu :
1. Desa Bangah
2. Desa Ganting
3. Desa Gedangan
4. Desa Gemurung
5. Desa Karangbong
6. Desa Keboananom
7. Desa Keboansikep
8. Desa Ketajen
9. Desa Kragan
10. Desa Punggul
11. Desa Sawotratap
12. Desa Semambung
13. Desa Sruni
14. Desa Tebel
15. Desa Wedi
Jumlah penduduk Kecamatan Gedangan sampai bulan Desember 2008 sebagai berikut :
Laki-laki : 53.475 jiwa
Perempuan : 52.233 jiwa
Jumlah : 105.708 jiwa
Tabel 2.1 Penduduk Menurut Kelompok Umur dan Jenis Kelamin
Tahun 2008- 2010
No. KelurahanJumlah Penduduk Tahun
2008 2009 2010
1. Ganting 1724 3519 4133
2. Karangbong 3132 6393 8948
3. Tebel 6151 12435 14128
4. Kragan 1031 2141 2081
5. Gemurung 1810 37858 5190
6. Punggul 3144 6339 7338
7. Sruni 3279 6648 6150
8. Kebonanom 3772 7656 9037
9. Kebonsikep 5337 10879 13748
10. Gedangan 5032 10091 12283
11. Ketajen 3483 703 8972
12. Wedi 2364 4726 8851
13. Semambung 2872 5995 7159
14. Sawotratap 6478 13207 17578
15. Bangah 3092 6193 8515
Total 54709 136792 136121
Sumber: Badan Pusat Statistik Kecamatan Gedangan Kota Sidoarjo Tahun 2008-
2010
2.2 Proyeksi Penduduk dan Fasilitas
2.2.1 Proyeksi Penduduk
Davis (2011) menjelaskan bahwa kebutuhan air dipengaruhi oleh laju pertumbuhan
penduduk. Oleh karena itu diperlukan proyeksi penduduk untuk beberapa tahun kedepan untuk
merencanakan penyediaan air minum sehingga apa yang direncanakan dapat memenuhi
kebutuhan air minum beberapa tahun mendatang. Dalam proyeksi penduduk terdapat beberapa
faktor yang mempengaruhi diantaranya yaitu
1. Jumlah populasi penduduk dalam suatu area
2. Kecepatan pertambahan penduduk
3. Kurun waktu proyeksi
Penentuan metode proyeksi penduduk sangatlah bergantung pada data penduduk di masa
lampau. Berikut adalah beberapa metode yang digunakan dalam memperkirakan jumlah
penduduk (proyeksi penduduk), adalah sebagai berikut : (Al-Layla, 1978)
1. Metode Perbandingan
Metode ini digunakan bila data penduduk pada daerah tinjauan tidak lengkap,
yaitu dengan cara membandingkan pertambahan penduduk daerah tinajaun dengan
daerah pola. Hal yang harus diperhatikan dalam memilih daerah pola yaitu kebijaksanaan
pembangunan dan perkembangan sosial ekonomi daerah serta kondisi yang relatif sama
selama periode proyeksi.
2. Metode Ekstrapolasi Grafis
Prinsipnya adalah dengan memperpanjang grafis kecenderungan perkembangan
retrospeksi menuju perkembangan prospektif. Metode ini cocok untuk daerah yang
perkembangan penduduk prospektif tidak jauh berbeda dengan perkembangan
retrospektif. Metode ini dilakukan dengan memplotkan data penduduk dan tahun yang
bersesuaian, kemudian ditarik garis kecenderungannya dan diperpanjang sesuai dengan
periode proyeksi.
3. Metode Aritmatik
Metode ini dapat dipakai bila pertumbuhan penduduk relatif konstan setiap
tahunnya. Berikut persamaan yang digunakan dalam metode proyeksi aritmatik :
Pn = Po + r (dn) …………………………. (1)
Keterangan
Po = Jumlah penduduk pada awal proyeksi
Pn = Jumlah penduduk pada akhir tahun periode
r = Rata-rata pertambahan penduduk
dn = Kurun waktu proyeksi (tahun)
4. Metode Geometri
Metode geometri digunakan apabila pertumbuhan penduduk meningkat secara
berganda. Metode ini tidak memperhatikan adanya perkembangan menurun dan
kemudian meningkat, hal ini disebabkan kepadatan penduduk yang mendekati nilai
maksimum. Persamaan yang digunakan dalam metode geometri adalah :
Pn = Po (1+r)n ……………………….... (2)
Keterangan
Pn = Jumlah penduduk mula-mula
Po = Jumlah penduduk pada tahun ke-n
r = Rata-rata persentase pertambahan penduduk
n = Kenaikan tahun (kurun waktu)
5. Metode Least Square
Metode ini digunakan untuk garis regresi linier yang berarti data perkembangan
penduduk masa lampau yang menggambarkan kecenderungan garis linier, meskipun
perkembangan penduduk tidak selalu bertambah. Metode regresi yang dilakukan
bertujuan untuk mendapatkan hubungan antara sumbu y (jumlah penduduk) dengan
sumbu x (tahun). Metode least square dilakukan dengan cara manarik garis lurus atar
data-data tersebut, dengan meminimkan jumlah pangkat dua dari masing-masing
penyimpanan jarak data-data garis yang dibuat. Persamaan yang digunakan dalam
Metode least square adalah :
Y = ax + b ..……........................... (3)
Dimana:
n
ya
..……………………....... (4)
2
)..(
xn
nyxb
………………………..... (5)
Dalam pengggunaan metode perhitungan yang akan digunakan, maka dibagi
berdasarkan harga koefisien yang paling mendekati satu. Sesuai atau tidaknya analisa
yang akan dipilih ditentukan dengan nilai koefisien korelasi yang berkisar antara 0
sampai 1. Persamaan koefisien korelasinya adalah:
)]()(].[)()([
))(().(2222 xxnyyn
yxyxnr
………… (6)
2.2.2 Proyeksi Fasilitas
Jumlah serta jenis fasilitas yang ada pada daerah pelayanan menentukan besarnya
kebutuhan air non domestik. Adanya pertambahan penduduk akan menyebabkan pertumbuhan
fasilitas. Perlu diketahui bahwasanya jumlah fasilitas yang sudah ada tidak dapat diproyeksikan.
Namun jumlah fasilitas yang ada tersebut dapat diperkirakan untuk tahun yang akan datang.
Sehingga tidak ada data proyeksi fasilitas, namun yang ada adalah perkiraan jumlah fasilitas
pada tahun yang akan datang. Selain pertambahan penduduk, pertambahan fasilitas juga
dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut ini:
Jenis fasilitas
Perluasan fasilitas yang ada
Perkembangan sosial ekonomi
Proyeksi fasilitas dapat dilakukan dengan pendekatan perbandingan jumlah penduduk:
…………………(4)
Dalam menentukan kebutuhan air non domestik, selain melalui proyeksi fasilitas, ada
juga yang langsung diasumsikan sebesar 25 % dari kebutuhan domestik yang telah diketahui dari
proyeksi penduduk. Namun cara ini kurang representatif karena tidak memperhatikan jenis
fasilitas yang ada pada daerah pelayanan tersebut, meskipun pertambahan penduduk dianggap
sebanding dengan pertambahan fasilitas.
2.3 Pengertian Air Buangan
Batasan mengenai air buangan yang banyak dikemukakan pada umumnya meliputi
komposisi dan sumber darimana air buangan itu berasal. Metcalf dan Eddy (1981)
mengemukakan batasan air buangan sebagai berikut: “Kombinasi dari cairan dan sampah-
sampah cair yang berasal dari pemukiman, perdagangan, perkantoran dan industri bersama-
sama dengan air tanah, air permukaan dan air hujan yang mungkin ada”.
Secara umum air buangan diartikan sebagai kejadian dimasukkannya benda padat, cair
dan gas kedalam air dengan sifatnya berupa endapan, atau padat, padat tersuspensi, terlarut,
koloid, dan emulsi yang menyebabkan air tersebut harus dipisahkan atau dibuang dengan saluran
air buangan. Air buangan dapat berasal dari buangan rumah tangga, sekolah, perkantoran, hotel
rumah sakit, pasar restoran dan lain-lain (Tjokrokusumo, 1995).
Air limbah rumah tangga terdiri dari buangan tubuh manusia (tinja dan air kemih) dan
buangan dapur dan kamar mandi (sullage) yang berasal dari pembersihan badan, pencucian
pakaian, penyiapan makanan dan pencucian peralatan dapur. Beberapa istilah yang dikenal
dalam air buangan domestik :
Sewage : Air pembawa excreta dalam suspensi yang mengandung bakteri, virus, dan parasit
fekal serta nitrogen.
Sullage : Air yang berasal dari kamar mandi, dapur, cucian dan lainnya, yang banyak
mengandung deterjen dan lemak begitu juga dengan mikroorganisme dari fecal asal.
Prinsip air buangan harus dapat mengalir secara terus menerus dan cepat terbuang,akan
tetapi tidak boleh mengganggu estetika seperti terjadinya endapan di sepanjang saluran buangan
dengan bau dan warna air buangan yang mengganggu kesehatan.air buangan rumah tangga
bersifat organis dan rata-rata mudah dirombak susunan kimianya oleh bakteri aerobic maupun
anaerobic.oleh karena itu di daerah perkotaan rancang dan bangun sistem penyaluran air buangan
sangat penting (Tjokrokusumo, 1995).
2.4 Penyaluran Air Buangan
Kriteria yang dipergunakan pada perencanaan jaringan penyaluran air limbah domestik
untuk daerah yang akan direncanakan, didasarkan dan disesuaikan dengan keadaan dan kondisi
daerahnya, yang merupakan batasan serta parameter dalam perencanaan teknis cara pengaliran
air limbah domestik dan perhitungan lainnya. Ada beberapa sistem penyaluran air buangan,
yaitu:
1. Sistem Shallow Sewer
Sistem sewerage yang dipasang secara dangkal, dengan kemiringan yang lebih landai
dibandingkan dengan sistem sewerage konvensional. Sistem ini mengandalkan air pembilas,
sedangkan sistem sewerage konvensional mengandalkan kecepatan untuk membersihkan
sendiri.
2. Sistem konvensional (Conventional Sewerage)
Sistem pengelolaan air limbah dengan perpipaan untuk menampung dan mengalirkan
air limbah ke suatu lokasi untuk selanjutnya diolah di lokasi tersebut.
3. Sistem Small Bore Sewer
Sistem penyaluran air Efluen Tangki Septik (ETS) dan/atau dari air limbah cucian
(grey water). Keadaan pengaliran bertekanan, tetapi gradien hidrolisnya masih dibawah
elevasi tangki septik dan alat-alat saniter daerah pelayanannya, sehingga tidak terjadi aliran
balik (back water). Dengan aliran bertekanan itu, maka diameter salurannya relatif kecil.
2.5 Kriteria Perencanaan Sistem Penyaluran Air Buangan
Dasar perencanaan suatu sistem penyaluran air buangan berpedoman pada kriteria-
kriteria yang paling memungkinkan untuk dapat diterapkan sesuai dengan kondisi dan situasi
setempat. Dalam perencanaan jaringan penyaluran air buangan perlu memperhatikan :
a. Jaringan induk mampu melayani seluruh daerah pelayanan.
b. Pengaliran air buangan harus kontinyu dalam waktu relatif singkat.
c. Keamanan saluran harus terjamin dan tidak mencemari lingkungan.
d. Besar saluran sesuai dengan kuantitas air buangan yang dihasilkan.
e. Pemilihan sistem yang ekonomis.
f. Saluran harus tertutup untuk mencegah kontaminasi.
Dalam perencanaan air buangan ini diperlukan adanya beberapa kriteria sebagai dasar
perencanaan. Kriteria ini perlu ditetapkan untuk mendapatkan suatu perencanaan yang tepat dan
terkondisi pada suatu daerah tertentu. Kriteria dasar perencanaan sistem penyaluran air buangan
harus memperhatikan hal berikut :
1. Daerah pelayanan
Daerah pelayanan sistem penyaluran air buangan disesuaikan dengan daerah pelayanan
distribusi air bersih dengan tujuan agar pada daerah yang dilayani sarana sanitasinya baik.
Selain itu pembagian jalur pelayanan pengumpulan air buangan ini juga disesuaikan dengan
faktor-faktor yang dapat mempengaruhi, seperti :
- Tinggi rendahnya tanah sehingga dapat diketahui garis kemiringan
wilayah
- Kepadatan penduduk yang ada di wilayah tersebut
- Tata guna lahan
- Jumlah aktivitas bangunan-bangunan domestik
- Daerah yang terendam banjir
- Perencanaan jalan
Daerah pelayanan diterapkan berdasarkan :
- Jumlah penduduk yang dilayani pada suatu jalur pipa dan mengikuti pola penjumlahan
komulatif dari hilir saluran.
- Jumlah aktivitas bangunan-bangunan domestik.
- Pembagian jalur pengumpulan ini juga disesuaikan dengan faktor-faktor yang dapat
mempengaruhi, antara lain :
Sungai, rawa, kolam yang ada.
Tinggi rendah muka tanah.
Daerah yang terendap air.
Perencanaan jalan.
Kepadatan penduduk.
Kepadatan bangunan yang ada.
Ketinggian muka air tanah.
Arah pengaliran sungai serta tinggi maksimum dan minimum.
Jenis tanah.
Tata guna lahan.
2. Debit dan Kuantitas Air Buangan
Dalam menentukan besarnya debit air buangan, ada beberapa hal yang perlu mendapat
perhatian, antara lain :
-Kuantitas pemakaian air bersih.
-Sumber air buangan.
-Besarnya pemakaian air bersih.
-Curah hujan.
-Daya resap air hujan.
-Keadaan air tanah.
-Jenis bahan saluran, cara-cara penyambungan, dan banyaknya bahan pelengkap lainnya.
2.6 Debit Air Limbah
1. Debit Harian
Dari hasil perkiraan besarnya debit penggunaan air bersih untuk rumah tangga,
bangunan umum, institusional dan sebagainya. Untuk mencari besarnya debit air buangan
domestik dapat digunakan rumus :
Qd = (60%-85%) x q d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (8)
Sedangkan untuk mencari besarnya debit air buangan non domestik digunakan rumus :
Qnd = (60%-85%) x q nd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (9)
Sehingga besarnya debit air buangan rata-rata per harinya adalah :
Qave = Qd + Qnd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (10)
Di mana : Qd = debit air buangan domestik (L/det)
Qnd = debit air buangan non domestik (L/det)
Qave = debit rata-rata air buangan per hari (L/det)
q d = kebutuhan air bersih domestik (L/orang/hari)
q nd = kebutuhan air bersih non domestik (L/orang/hari)
(Sumber : Metcalf and Eddy, 1981)
2. Debit Infiltrasi Air Tanah dan Air Hujan
Jika digunakan sistem terpisah, harus diperhitungkan pula debit air yang masuk ke
dalam jalur perpipaan, yaitu infiltrasi air tanah dan air hujan. Infiltrasi ini tidak dapat
dihindarkan karena hal tersebut disebabkan oleh
Pekerjaan sambungan pipa yang kurang sempurna.
Jenis material saluran dan perlengkapan yang dipakai.
Kondisi air tanah dan fluktuasi muka tanah.
Celah-celah yang terdapat pada permukaan saluran (manhole) dari bangunan
pelengkap saluran.
Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut :
Qave inf = ( Finf x Luas Area ) / 86400 . . . . . . . . . (11)
Di mana : Qave inf = debit rata-rata infiltrasi (L/det)
Finf = faktor infiltrasi ( dari grafik average
infiltration allowance)
Luas Area = luas area pelayanan (Ha)
(Sumber : Metcalf and Eddy, 1981)
Dari debit rata-rata infiltrasi, didapatkan Q peak infiltration dengan persamaan berikut :
Qpeak inf = f peak inf x Qave inf . . . . . . . . . . . . . . . . . . (12)
Di mana : Qpeak inf = debit puncak infiltrasi (L/det)
f peak inf = factor peak infiltrasi ( dari grafik peak
infiltration allowance)
2.7 Dimensi Pipa
Perhitungan dimensi sistem penyaluran air buangan didasarkan pada kebutuhan
samapai pada akhir periode desain yang direncanakan. Batasan-batasan yang dijadikan pedoman
dalam merencanakan diameter saluran air buangan :
VMAKS dalam pipa tidak melebihi 2,5 m/dt.
VMIN dalam pipa tidak kurang dari 0,3 m/dt (pada saat debit minimum).
Tinggi renang minimum 50 mm (pada saat QMIN).
Tinggi renang pada saat QMAKS antara 60% sampai 80% dari diameter pipa.
Nilai d/D ditentukan berdasarkan pada grafik perbandingan QMIN/QFULL atau juga
dapat digunakan nilai d/D antara 0,6-0,8
Perhitungan ini berdasarkan pada rumus Manning
.........................................................................(17)
Persamaan yang akan digunakan antara lain :
................................................(18)
Persamaan Slope medan :
.................................................................................(19)
Persamaan Luas penampang :
...........................................................................(20)
Persamaan kecepatan penuh :
.............................................................(21)
Dengan mengusahakan agar : QPEAK = QFULL
QMIN = QSEBAGIAN
Maka :
Q/QFULL = 0,0027/0,024 = 0,114
Dari grafik, maka diperoleh nilai d/D = 0,25
Diameter pipa untuk QFULL dengan n = 0,015 :
................................................................(22)
..........................................................................(23)
(Keliling Basah) ...................................................(24)
.............................................................(2)
Sedangkan untuk QMIN dengan n = 0,015 :
..........................................................(26)
……………………………………..(27)
………….....(28)
2.7 Bangunan Pelengkap
1. Manhole
Merupakan lubang untuk memeriksa, memlihara dan memperbaiki saluran. Manhole
dilengkapi dengan tutup dari beton dan cast iron galvanized, beserta anak tangga untuk
menuruninya.
2. Syphon
Syphon merupakan bangunan perlintasan pada saat saluran harus melintasi
sungai,lembah dan rel kereta. Yang harus diperhatikan pada menentukan syphon :
Kehilangan Energi
Mudah dilakukan pembersihan
Persamaan Headloss pada syphon :
1. Kehilangan energi akibat gesekan
Hf = Q 1,85 . L ………………………………(34) (C.D2,63)1,85
2. Kehilangan energi pada peralihan
a. Saat masuk Hf = masuk . (Va - V1) 2 ...................................(35)
III.g b. Saat Keluar
Hf = keluar (Va - V1) 2 ………………………(36) III.g
c. Kehilangan energi pada 2 belokan
Hfb = 2xVa x VI 2 ……………………….……. .(37) III.g
Persamaan menghitung Diameter masing-masing pipa syphon
Qrata-rata = ½(Qpeak + Qmin)………………………..(38)
Vrata-rata = ½(Vpeak + Vmin)………………………..(39)
Vsiphon = 0,9 ~ 1,0 m/dt
Dmin = (4 .Qmin / Vmin. )1/2...............................(40)
Drata = (4 .Qrata / Vrata. )1/2...............................(41)
Dpeak = (4 .Qpeak / Vpeak. )1/2............................(42)
3. Building Sewer
Building sewer atau disebut juga house connection adalah cabang antara saluran air
buangan dengan saluran rumah-rumah penduduk. Sebaiknya, sambungan rumah dibuat
pada saat pemasangan saluran air buangan silakukan, sehingga akan mengurangi
ataumenghindarkan adanya kemungkinan-kemungkinan akibat yang kurang baik terhadap
pekerja atau kerusakan pada saluran.
4. Rumah Pompa
Dalam perencanaan sistem penyaluran air buangan adakalanya air buangan tidak
dapat dialirkan secara gravitasi, misalnya karena pembenaman pipa sudah melebihi 7
meter atau ketika pipa harus melintasi prasarana lain sedangkan cara pengaliran lain tidak
memungkinkan. Keadaan tersebut walau tidak disukai terpaksa harus dicari
pemecahannya yaitu dengan memasang instalasi pompa pada tempat tersebut.