48 Profil kecepatan angin pada Gambar 12 menunjukan bahwa tipe angin A di
kota sama dengan tipe angin B di kota sama juga dengan karakteristik tipe angin D di desa. Sedangkan tipe angin A di desa memiliki karakteristik sama dengan
tipe angin B di desa. Kesamaan lain pun terjadi pada profil tipe angin E di kota dengan profil tipe angin F di kota. Adanya kesamaan profil sebaran kecepatan
angin pada beberapa tipe angin di atas dapat mengindikasikan bahwa yang mempengaruhi karakteristik sebaran udara di atmosfer atau stabilitas atmosfer
tidak mutlak hanya faktor regional saja, namun keseragaman sebaran gas udara atau kondisi atmosfer dapat dilihat melalui pendekatan Persamaan Sutton ini. Oleh
karena itu, dari Gambar 8 tampak bahwa karakteristik angin yang paling seragam dimiliki oleh kecepatan angin pada kelas stabilitas A dan B di pedesaan.
Keseragaman kecepatan angin dan arah angin digunakan untuk melakukan simulasi transport gas polutan dengan model Gaussian. Karena menurut teori yang
diungkapkan olehnya dimana asumsi udara yang masuk atau inlet kecepatan udara adalah dianggap seragam, sehingga bentuk sebaran inlet kecepatan angin yang
paling mendekati pola seragam adalah tipe stabilitas kelas A dan B.
B. Model Gaussian
Model Gaussian digunakan untuk menghitung nilai konsentrasi suatu gas polutan yang tersebar di setiap titik koordinat x, y, z yang dipengaruhi oleh
adanya proses transport dan difusi udara yang bergerak berdasarkan pada fungsi dari jarak. Berbicara tentang dispersi gas yang diungkapkan oleh Gaussian tidak
terlepas dari ilustrasi model Gaussian sebagaimana dijelaskan oleh Gambar 6. Dalam model tersebut arah angin selalu searah dengan sumbu x downwind dan
tegak lurus terhadap sumbu y atau dikenal dengan crosswind, sedangkan ketinggian atau elevasi ditunjukan oleh sumbu z. Titik pusat atau centerpoint
koordinat selalu terletak pada titik pusat lingkaran silinder cerobong di permukaan tanah.
Dalam simulasi ini perhitungan dispersi polutan tersebut dilakukan dengan menggunakan program Visual Basic VB. Perhitungan ini merupakan pemetaan
titik-titik yang ingin diketahui nilai konsentrasi sebaran gas polutannya. Nilai jarak yang diinput merupakan nilai maksimal dari variabel jarak yang dihitung.
Karena proses perhitungan ini menggunakan sistem looping dimana nilai sebaran
49 konsentrasi dihitung pada setiap step jarak yang diinput, sehingga didapatkan data
nilai sebaran konsentrasi polutan sejauh jarak x dengan jarak y yang membentuk sebuah luasan bidang x, y. Input nilai jarak x akan menentukan nilai konstanta
dispersi axial
y
terhadap arah crosswind dan konstanta dispersi vertikal
z
terhadap elevasi. Hasil akhir dari program VB ini hanya berupa data sebaran nilai konsentrasi polutan pada sebuah luasan bidang x, y di suatu ketinggian elevasi z.
Untuk mendapatkan data sebaran polutan di permukaan tanah ground level, maka input elevasi z = 0. Secara detail bentuk form sederhana dari sistem
penghitung dispersi gas polutan yang dibangun dengan program VB diperlihatkan oleh Gambar 13.
Gambar 13. Form penghitungan sebaran konsentrasi setiap titik x, y, z.
50 Parameter input pada form yang ditunjukan oleh Gambar 13 dituliskan ke
dalam textbox yang terdiri dari : 1. laju emisi gas polutan dengan satuan gramdetik
2. kecepatan angin atau windspeed dengan satuan meter per detik ms. 3. tipe angin dengan opsi pilihan dari tipe A sampai tipe F
4. ketinggian cerobong dengan satuan meter 5. jarak maksimum x dengan satuan meter
6. jarak maksimum y dengan satuan meter 7. jarak elevasi z atau ketinggian bidang yang ingin diketahui dengan
satuan meter 8. step jarak merupakan interval antar titik-titik yang ingin diketahui nilai
konsentrasinya pada bidang x dan y. Ketika semua nilai variabel input sudah dimasukkan ke dalam textbox yang
sesuai dengan nama variabel disampingnya, maka jika tombol proses diklik artinya proses penghitungan dilakukan. Kemudian akan muncul nilai data hasil
penghitungan pada listbox yang terdiri dari : titik x, y, z, koefisien crosswind atau horizontal, koefisien vertikal, dan nilai konsentrasi gas polutan disetiap titik
x, y, z dengan satuan µgm
3
. Data nilai input variabel yang dimasukkan ke dalam proses penghitungan
berdasarkan pada data nilai yang terdapat pada Tabel 6 dan Tabel 7. Tipe angin yang dipilih sebaiknya adalah tipe angin yang seragam, sebagaimana dilakukan
dalam pendekatan teori Gaussian. Karena itu, pertimbangan ini sebaiknya mengacu pada proyeksi tipe sebaran angin yang terdapat pada Gambar 12.
Algoritma program VB yang dibangun terdapat pada Lampiran 3. Input pada program ini dapat dimodifikasi sesuai dengan perlakuan
perubahan variabel yang diinginkan untuk mengetahui sejauh mana pengaruh dari perubahan variabel tersebut terhadap pola sebarannya. Dengan input data polutan
yang sama atau kontinyu tunggal tetap, ingin diketahui pengaruh perubahan kecepatan angin dan ketinggian cerobong terhadap pola sebaran polutan yang
diemisikan oleh suatu cerobong industri. Dari hasil running program VB di atas,
diperoleh nilai sebaran pol Gambar 14.
Gambar 14. Grafik sebaran konse b. H
2
S, dan c
0.005 0.01
0.015 0.02
0.025 0.03
10
k o
n se
n tr
asi µ
g m
³
20 40
60 80
100 120
140
10
k o
n se
n tr
asi µ
g m
³
polutan terhadap fungsi jarak sebagaimana terli
14.a
14.b
14.c ran konsentrasi gas polutan sepanjang centerline
, dan c. CO, pada bidang permukaan tanah.
10 30
50 70
90 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290
jarak x m CO
10 30
50 70
90 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290
jarak x m SO2
51 rlihat pada
a. SO
2
,
52 Pada Gambar 14, pola sebaran konsentrasi gas SO
2
, H
2
S, dan CO berbentuk eksponensial yang menunjukan terjadinya penurunan kadar konsentrasi di
permukaan tanah secara signifikan terhadap jarak pada sumbu x. Penurunan
konsentrasi polutan terjadi secara signifikan pada jarak awal dari titik sumber emisi serta tidak terjadi peningkatan konsentrasi di sepanjang centerline. Hal ini
terjadi karena nilai kecepatan angin dan ketinggian stack yang diinput adalah sama, yaitu kecepatan angin sebesar 2 ms sedangkan ketinggian stack sama-sama
sebesar 20 m. Data nilai konsentrasi masing-masing parameter sepanjang centerline yang sesuai dengan profil grafik di atas terdapat pada Lampiran 4.
Sementara itu, jika profil sebaran konsentrasi gas polutan dilihat dari sepanjang garis ordinat y atau crosswind, dapat dilihat pada Gambar 15.
15.a
15.b
115.51 115.53
115.55 115.57
115.59 115.61
115.63
-50 -40
-30 -20
-10 10
20 30
40 50
k o
n se
n tr
asi µ
g m
³
jarak y m SO2
10.253 10.255
10.257 10.259
10.261 10.263
10.265
-50 -40
-30 -20
-10 10
20 30
40 50
k o
n se
n tr
asi µ
g m
³
jarak y m H2S
53 15.c
Gambar 15. Profil sebaran gas polutan sepanjang crosswind pada jarak x 10 m, a.SO
2
, b.H
2
S, dan c.CO Pada Gambar 15, terlihat bahwa konsentrasi sebaran gas polutan di
sepanjang sumbu y memiliki pola atau bentuk kuadratik, dimana titik puncak nilai konsentrasi gas polutan terdapat pada titik nol garis sumbu y atau pada centerline
arah sumbu x.
C. Model EFD
