11
u Gedung
= leeward = windward
angin hasil pengukuran observasi. Tapi jika arah angin semakin mendekati sudut 90° atau
270° tegak lurus dengan ruas jalan, maka besar kemungkinan angin yang masuk ke
dalam kotak semakin kecil menjauhi nilai kecepatan angin observasi.
Box Model layak digunakan untuk gas CO, SO
2
dan partikulat debu yang secara kimia stabil. Namun asumsi ini tidak tepat
digunakan untuk Hidrokarbon HC dan Nitrogen Oksida NO
x
yang mendorong terbentuknya photochemical smog.
Masing-masing model punya kelebihan dan kekurangan. Model Gauss memerlukan
data meteorologi lebih dari satu unsur, perhitungan pendugaan konsentrasi polutan
harus melewati beberapa tahap perhitungan. Namun hasil pendugaan konsentrasi polutan
selama ini hampir mendekati dengan nilai hasil pengukuran. Selain itu Model Gauss
dapat menduga konsentrasi serta dispersi berbagai jenis polutan yang bersifat inert atau
non-inert.
Box-Model tersebut mempunyai
beb erapa kelemahan, antara lain : •
Model ini tidak memperhitungkan dispersi atmosferik polutan pada arah vertikal
maupun horizontal. •
Model ini mengasumsikan bahwa emisi polutan bukan merupakan reaksi kimia
selama periode waktu yang digunakan dalam analisis.
II.8. Efek Gedung pada ‘ Street Canyon’
Menurut Nicholson 1975 dalam Hassan dan Crowther 1998 di dalam box-model
untuk ’street canyon’ jika aliran angin diatas gedung tegak lurus dengan ruas jalan, maka
akan terjadi sirkulasi pusaran vortex di dalam kotak. Dengan sirkulasi pusaran angin
sebelah atas searah dengan arah angin dan pusaran bawahnya berlawanan dengan arah
angin. Ini terjadi karena angin yang datang tegak lurus dengan ruas jalan mengalami
turbulensi dengan gedung-gedung yang berada diantara jalan.
Buckland 1998 menyatakan bahwa pada ’street canyon’ reseptor terletak pada
dua sisi jalan, yaitu leeward dan windward. Windward didefinisikan sebagai sisi dimana
reseptor terletak pada posisi angin berhembus, sedangkan
leeward mendefinisikan bahwa letak reseptor berada
pada posisi arah asal angin berhembus. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 7 .
Beberapa penelitian mengenai ’street canyon’
menyimpulkan bahwa sirkulasi pusaran menyebabkan transport ke arah atas
Gambar 7. Ilustrasi Penampang Melintang Reseptor
pada sisi leeward dan transport ke bawah pada sisi windward . Ini yang menyebabkan
polusi pada sisi leeward lebih besar dari pada sisi windward. Nicholson, 1975 dalam
Hassan dan Crowther, 1998.
Riain 1998 menyatakan bahwa sirkulasi pusaran juga bergantung kepada
aspek rasio antara lebar jalan dan tinggi gedung lh. Jika rasio lh mendekati 1,
pusaran berbentuk lingkaran, tapi jika rasio lh menurun kemungkinan pusaran
memanjang secara horizontal, seperti terlihat pada Lampiran 2. Oke 1987 membagi tipe
sirkulasi pusaran berdasar kan susunan gedung dan rasio lh . Seperti pada Gambar
8.
III. BAHAN DAN METODE III.1. Waktu dan Tempat Penelitian.
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April dengan lokasi di Jl. M.H. Thamrin,
Jakarta Pusat. Peta lokasi Jl. M.H. Thamrin dapat dilihat pada Lampiran 3. Pengolahan
data dilakukan di Badan Pengendalian Dampak Lingkungan DKI Jakarta.
III.2. Bahan dan Alat III.2.1. Bahan
1. Data meteorologi yang diperlukan da lam Box-Model ini adalah berupa data arah
dan kecepatan angin rata-rata tiap jam selama 24 jam di ruas Jalan M.H. Thamrin
pada tanggal 1-7 April 2005. Data tersebut di dapat dari Badan Pengendalian
Lingkungan Hidup Daerah BPLHD DKI Jakarta, berupa data per 30 menit
Lampiran 4 yang kemudian rata-ratakan menjadi per jam untuk di serasikan
12
Gambar 8. Sirkulasi Pusaran pada Rasio Lebar Jalan dan Tinggi Gedung Berbeda. Sumber : Oke, 1987.
dengan data traffic volume yang didapat per 1 jam Lampiran 5.
2. Data Traffic Volume Volume Lalu- lintas, kendaraan yang melewati ruas
jalan M.H Thamrin Jakarta Pusati di dapat dari
Swiss Contact, sebuah Lembaga Sosial Masyarakat LSM yang
bergerak di bidang emisi. Data berupa perhitungan rata-rata 1 jam Lampiran 6
dan 7.
3. Data konsentrasi background CO hasil observasi di dapat dari Badan
Pengendalian Dampak Lingkungan Daerah BPLHD DKI Jakarta hasil
pengukuran langsung pada ruas jalan M.H Thamrin road side dengan
menggunakan mobile stat ion . Lampiran 8.
4. Data ruas jalan berupa panjang dan lebar yang diamati di dapat dari Seksi Survey
Pendataan Dinas Pekerjaan Umum DPU DKI Jakarta. Data ruas jalan yang di
dapatkan adalah sebagai berikut panjang jalan 800 meter, lebar jalan 35 meter dan
tinggi gedung rata-rata 52 meter.
5. Data tinggi bangunan di sisi ruas jalan yang di amati sebagai masukan nilai H
dalam model di dapat dari Dinas Penataan dan Perizinan Bangunan P2B Sub
Bagian Arsip Dinas Pekerjaan Umum DPU. Data yang ada berupa data jumlah
lantai dalam gedung, yang kemudian di asumsikan tinggi tiap lantai gedung
sebesar 3 m. Maka di dapatkan data tinggi beberapa tipe bangunan, seperti pada
Tabel 2.
Tabel 2. Tinggi Rataan Gedung di Sisi Jln. M.H Thamrin Jakarta Pusat
Sumber : Arsip DPU 2003 . 6. Faktor emisi adalah suatu faktor yang
dipakai untuk menghitung prediksi jumlah emisi yang dikeluarkan dari suatu
sumber pencemar. Faktor emisi
dipengaruhi oleh jenis bahan bakar dan performa kendaraan. Dalam hal ini
sumber pencemarnya adalah sumber bergerak mobile sources dari kendaraan
bermotor. Jenis mesin kendaraan yang bermesin besar maupun kecil akan
berpengaruh terhadap emisi yang dikeluarkan. Pemakaian jenis bahan bakar
yang berbeda juga berpengaruh pada kandungan komposisi pencemar yang
diemisikan. Kendaraan bermotor berbahan bakar bensin akan mengem isikan CO dan
NOx yang lebih besar dibandingkan kendaraan dengan bahan bakar solar,
tetapi kendaraan yang berbahan bakar solar akan mengemisikan SO2 dan
partikulat yang lebih besar. Faktor emisi Jln. M.H.
Thamrin
JakartaPusat
Jumlah Rataan
Banyak Lantai
Tinggi H m
Gedung Duta Besar
4 2
6 Perkantoran
2 10
30 Hotel dan
Penginapan 5
30 90
Plaza 5
20 60
Rataan 52
13
di dapatkan dari hasil penelitian BPPT dan Forchungzentrum Ju elich GmbH dari
release AP-42 Volume II US EPA yang sudah disesuaikan dengan kondisi jalan di
Kota Jakarta. Seperti tampak pada Tabel 3.
Tabel 3 . Faktor Emisi CO grkm untuk berbagai jenis kendaraan
Sumber : US EPA 1998 III.2.2. Alat
Alat yang digunakan untuk penunjang pengolahan data penelitian yaitu seperangkat
Personal Computer PC didukung dengan software Microsoft Office 2003, Microsoft
Excel 2003, Minitab 14, Wind rose dari enviroware dan Map Street Guide of
Jakarta. III.3. Metode
III..3.1. Pengamatan 1. Data Meteorologi diukur dengan
menggunakan mobile station,
yang dilengkapi dengan beberapa alat
meteorologi untuk mengukur arah dan kecepatan angin, radiasi, suhu dan
kelembaban. Gambar mobile station dapat dilihat pada Lampiran 9. Mobile station
sendiri diletakkan di depan Hotel Indonesia mulai dari tanggal 1 sampai 7
April 2005. Data di amati per 30 menit, mulai dari pukul 00.00 hingga 24.00.
2. Data Traffic Volume. Ø Lokasi Pengukuran di Jalan M.H
Thamrin, Jakarta Pusat. Lokasi dan titik sampling pengukuran volume
lalulintas ini sama dengan lokasi dan titik sampling pengukuran kualitas
udara ambien road side, yang telah ditetapkan berdasarkan Standar
Operasi Prosedur SOP yang ada.
Ø Waktu pengukuran awal dimulai pukul 08.00 dan berakhir pada pukul 08.00
hari berikutnya. Lamanya pengambilan sampling gambar adalah 10 menit dari
rata-rata 1 jam traffic volume
kendaraan. Teknis waktu pengambilan sampling gambar seperti ini,
berdasarkan hasil evaluasi data lama, hasil pengukuran traffic volume yang
dilakukan oleh DLLAJ DKI -Jakarta pengukuran tahun 2001, dan data
Pusarpedal tahun 2003. Dari hasil evaluasi disimpulkan bahwa profil
distribusi volume lalu lintas selama 5 hari dan selama 2 hari libur dan juga
profil distribusi volume lalu lintas selama 24 jam di Jakarta tidak
berfluktuasi yang sangat tajam. Perhitungan dilakukan selama 2 hari,
yaitu hari Minggu tanggal 3 April 2002 dan Senin tanggal 4 April 2005.
Kemudian dari data tersebut di asumsikan hari Minggu mewakili hari
libur sabtu dan hari Senin mewakili hari kerja Selasa-Jumat.
Ø Prosedur pelaksanaan dalam pengukuran volume lalu lintas adalah
secara otomatis menggunakan video camera, untuk merekam sampling
gambar volume lalu lintas dalam video cassete, kemudian sampling gambar
yang telah terekam tersebut diputar di TV, dan volume lalu lintas dihitung
dengan menggunakan counter. Alasan menggunakan video camera dalam
perhitungan jumlah kendaran ialah dapat memperkecil resiko kesalahan,
karena dengan adanya video camera perhitungan volume kendaraan bisa
dilakukan secara teliti, bila terjadi kesalahan perhitungan bisa diputar
ulang. Selain itu alasan penghematan tenaga manusia. Jarak video camera
dari bibir jalan raya sama dengan jarak stasiun bergerak peralatan pengukur
kualitas udara ambien road side secara otomatis, yaitu
± 4 meter. Gambar
posisi video camera dalam sampling gambar traffic volume untuk Jl. M.H. :
Thamrin dapat di lihat pada Gambar 9. Ø Perhitungan dan Analisis Volume Lalu
Lintas dilakukan dengan cara Sampling gambar yang terekam dalam beberapa
buah video casette, kemudian diputar ulang di media TV. Kemudian dengan
menggunakan counter dan form isian untuk jumlah kendaraan maka volume
lalu lintas dihitung. Kendaraan yang dihitung volumenya dibagi dalam
jenis: Bajaj, Mobil pribadi , Taksi, Metro Bus metro mini, kopaja dan
Jenis Kendaraan Faktor Emisi
grkm Mobil pribadi
Bensin Diesel
24 5,2
TrukBus Kecil Bensin
Diesel 41
5,3 TrukBus Besar
Diesel 2.5
Motor 4-tak
2-tak 20
17
14
lain-lain, Bus Mayasari Bakti,
Bianglala dan lain-lain, Small Truck, Big Truck, Large Truck dan Sepeda
motor. Ø
Dimensi kotak, terdiri dari panjang p kotak merupakan panjang jalan yang
telah ditentukan. Lebar l kotak mengikuti lebar jalan sedangkan tinggi
h kotak merupakan tinggi gedung yang ada pada sisi jalan. Sisi depan dan
sisi belakang kotak ditentukan dengan melihat arah angin yang dominan. Pada
asumsi angin masuk dari sisi kotak depan.
= mobile station
T =
video camera U S B
Gambar 9. Posisi Mobile Station dan Video camera.
Gambar 10. Ilustrasi ‘street canyon’ Jl. M.H
Thamrin Ø
Sisi depan maupun belakang kotak mengikuti ruas jalan. Penampang ruas
Jalan M.H Thamrin menghadap utara- selatan U-S, maka sisi depan dan
belakang kotak antara utara dan selatan. Batasan panjang jalan ini yaitu
dari bundaran HI depan Hotel Indonesia mengarah ke utara hingga
Sarinah.
Gambar 10 merupakan karakteristik fisik penampang
melintang dimensi Jalan M.H Thamrin.
III.3.2. Pendugaan Konsentrasi CO
Prediksio Konsentrasi CO dilakukan 1 – 7 April 2005.
Tahapan perhitungan
konsentrasi CO adalah sebagai berikut : 1.
Perhitungan Beban Emisi Emission Load pada Sumber Garis.
Beban emisi adalah banyaknya zat pencemar yang dipancarkan oleh suatu
sumber. Biasanya dihitung dalam satuan gram per satuan waktu. Dalam tugas akhir
ini zat pencemar udara hanya diperhitungkan dari sumber emisi gas CO
yang merupakan gas buangan dari kendaraan bermotor. Beban emisi zat
pencemar dalam studi ini dihitung berdasarkan jenis bahan bakar
yang digunakan oleh kendaraan bermotor.
Faktor emisi dan panjang jalan dibutuhkan dalam perhitungan total beban
emisi emission load dari sumber garis. Hamonagan 2004 melakukan
perhitunga n total emisi dari kendaraan bermotor dengan menggunakan rumus :
E =
3600 xTxp
F F
s b
+
6 E = Beban Emisi mgs.
F
b
= Faktor emisi kendaraan yang menggunakan bahan bakar bensin.
mgm. F
s
= Faktor emisi kendaraan yang menggunakan bahan bakar
solar.mgm. T = Jumlah kendaraan yang melintasi
jalan kendaraan jam p = Panjang jalan m.
2. Perhitungan Konsentrasi CO
Perhitungan konsentrasi karbon monoksida CO dengan menggunakan
box-model dengan beberapa rumus dan asumsi yang digunakan. Ilustrasi box-
model ”street canyon” dapat dilihat pada Gambar 11.
52 m 15 m
5 m 15 m
35 m
15
Gambar 11. Ilustrasi Box-M odel ”street canyon”
Rumus Prinsip Konservasi Massa dalam box model:
t plhC
∂ ∂
= Qpl – Cuhl 7 Dimana: h = ketinggian polutan
bercampur m p = panjang kotak m
l = lebar kotak m C = konsentrasi rata-rata CO di
dalam kotak gm
3
Q = laju emisi per unit area gm
2
s u = kecepatan angin konstan di
dalam kotak, diukur pada stasiun meteorologi
terdekat. ms
Untuk kodisi stedy-state :
dt dc
= 0; C =
uh Qp
. 8 Rumus 7 dan 8 berlaku untuk
skala meso atau regional. Sedangkan pada perhitungan kali ini penulis menggunakan
tipe box-model ‘street canyon’ skala mikro yang dimensi kotaknya berupa
ruas jalan p,l dan tinggi gedung h. Rumus perhitungan yang digunakan
dalam perhitungan Box-Model ‘street canyon’ dengan memperhitungkan arah
angin yang tidak selalu sejajar dengan jalan, dipergunakan koreksi trigonometri
Hassan dan Crowther, 1998. Persamaan 7 menjadi :
t hplC
∂ ∂
= Qpl – C-Cou
E
lh – C- Cov
E
pl – k
3
C-Co 9 C = Konsentrasi dalam kotak mgm
3
Co = Konsentrasi background mgm
3
Q = Laju emisi mgm
2
s v
E
= Kecepatan Ventilasi angin ke arah atas kotak; u.sin ã ms
u
E
= Kecepatan bilas angin k e sisi belakang kotak; u.cos ã ms
Diasumsikan keadaan steady state, C t = 0, total kehilangan polutan yang
melalui atas dan sisi belakang kotak sama dengan nilai yang polutan yang dihasilkan
dalam kotak. E = Qpl dan persamaan 9 menjadi:
C = C +
sin .
. cos
.
3 2
1
k pl
u k
h l
u k
E +
+ γ
γ
10
k
1
= Parameter konstan komponen angin yang membujur
k
2
= Parameter konstan komponen angin yang melintang
k
3
= Parameter konstan untuk kondisi calm m
3
s
3. Penentuan Parameter Konstan
Penentuan parameter konstan k
1
,k
2
,k
3
dilakukan dengan metode regresi kuadrat terkecil least square
dengan bantuan software Minitab 14. Rumus Persamaan Box-model
disubsitusukan ke dalam bentuk regresi linear berganda :
y = aX
1
+bX
2
+c; 11 y = EC;
E = Total Beban Emisi mgs C = Konsentrasi CO hasil observasi
mgm
3
X
1
= u. Cos ã.l.h X
2
= u. Sin ã p.l; u = Kecepatan angin ms
ã = Arah Angin ° l = Lebar jalan m
h = T inggi gedung bangunan yang
mengapit jalan m . p = Panjang jalan m
a = k
1
; b = k
2
; c = k
3
. Parameter k
1
.k
2
,k
3
akan berbeda di setiap waktu dan tempat. Ini sangat
berhubungan dengan pola lalu-lintas pada jalan dan juga kondisi cuaca. Hassan dan
Crowther 1979 mengemukakan bahwa parameter k bervariasi tiap bulan ini
u u
. .
c c
o o
s s
ã ã
u u
. .
s s
i i
n n
ã ã
16
mungkin menunjukkan variasi kondisi cuaca, seperti stabilitas atmosfer yang
tidak di perhitungkan dalam model. Parameter
k akan berbeda sangat significant pada musim hujan dan
kemarau. Setelah itu dilakukan uji sensitivitas parameter k, untuk melihat
efeknya terhadap perubahan konsentrasi CO.
III.4. Asumsi
Dalam penerapan model kotak ini diperlukan beberapa asumsi sebagai berikut :
Ø Pemukaan kotak berukuran panjang p, lebar l diantara gedung-gedung.
dan ketinggian gedung h Ø Konsentrasi polutan yang masuk ke
kotak pada x=0 adalah konstan. Ø Tidak ada polutan yang masuk atau
keluar kedua sisi yang sejajar dengan arah angin. Melainkan keluar melalui
sisi belakang kotak dan atas atap kotak.
Ø Konsentrasi polutan seragam di sepanjang jalan.
Ø Kondisi yang selalu tetap steady state, baik emisi, kecepatan angin
dan karakteristik udara untuk pengeceran yang nilainya tidak
bervariasi terhadap ketinggian
tempat. Ø Sifat polutan adalah stabil, tidak
terurai selama berada di udara
dalam kotak. Ø Tidak ada endapan yang terjadi
dalam kotak. Selanjutnya diagram alir penelitian dapat
dilihat pada Gambar 12.
Gambar 12. Diagram Alir Metode Penelitian
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1. Kondisi Meteorologi