Analisis Kebutuhan Air Pada Sistem Penyediaan Air Minum Kota Tebing Tinggi
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Siklus Hidrologi
Siklus Hidrologi adalah suatu proses yang berkaitan, dimana air diangkut dari
lautan ke atmosfer (udara), ke darat dan kembali lagi ke laut.
Air di lautan menguap sebagai akibat penyinaran surya, dan awan uap air
bergerak melewati daratan. Pencurahan terjadi sebagai salju, butiran es, dan hujan
di atas daratan, dan air pun mulai mengalir kembali ke laut. Salju dan es di daratan
adalah air dalam simpanan sementara. Hujan yang tercurah di permukaan darataan
mungkin tercegat oleh tumbuhan dan menguap kembali ke udara. Ada sedikit yang
meresap ke dalam tanah dab bergerak ke bawah atau meneus masuk ke dalam jalur
tanah dibawah yang jenuh, dibwah muka air tanah atau muka freatik. Air dalam
jalur ini mengalir perlahan lahan melalui akuifer atau lapisan pembawa air ke alur
sungai atu kadang kadang langsung ke laut. Air yang meresap juga memberi makan
kepada kehidupan tumbuhan yang di permukaan dan ada pula air yang tersedot ke
atas tumbuhan itu, dan disanalah berlangsunng pemeluhan dari permukaan
tumbuhan berdaun.( Wilson, 1993).
Air yang tertinggal di permukaan ada sebagian yang menguap kembali
menjadi uap, tetapi bagian terbesar bergabung ke dalam anak air dan melimpas
sebagai larian atau limpasanpermukaaan ke alur sungai. Permukaan sungai dan
danau pun menguap, dan makin banyak lagi yang dipindahkan dari sini. Akhirnya,
air yang tersisa yang tidak meresap atau menguap tiba kembali di laut lewat alur
sungai. Air tanah, bergerak lebih perlahan lahan, mungkin muncul kembali ke
dalam alur sir atau sungai di dekat garis pantai dan merembes ke dalam laut, dan
seluruh daur pun berulang lagi.(Wilson, 1993).
Air yang jatuh di permukaaan tanah terpisah menjadi dua bagian, yaitu bagian yang
mengalir di permukaan yang selanjutnya mejadi aliran limpasan (overland flow) yang
selanjutnya dapat menjadi limpasan (run-off), yang seterusnya merupakan aliran sungai dan
ke laut. Aliran limpasan sebelum mencapai saluran dan sungai, mengalir dan tertahan di
permukaan tanah dalam cekungan cekungan dan sampai jumlah tertentu merupakan bagian
air yang hilang karena proses infiltrasi, yang disebut sebagai tampungan-cekungan
(depression storage). (Harto, 1993).
Bagian lainnya masuk ke dalam tanah melalui proses infiltrasi (infiltration).
Tergaantung dari stuktur geologinya, dapat terjadi aliran mendatar yang disebut aliran antara
Universitas Sumatera Utara
(interflow, subsurface flow). Bagian air ini juga mencapai sungai dan atau laut. Bagian lain
dari air yang terinfiltrasi dapat diteruskan sebgai air perkolasi yang mencakup akuifer
(aquifer, ground water storage). Air ini selanjutnya juga mengalir sebagai aliran air tanah
mencapai sungai/laut (Harto, 1993).
Sebagian air hujan yang tiba ke permukaan tanah akan masuk ke dalam tanah
(infiltrasi). Bagian lain yang merupakan kelebihan akan mengisi lekuk lekuk permukaan
tanah, kemudian mengalir ke daerah daerah yang rendah, masuk ke sungai sungai dan
akhirnya ke laut. Tidak semua butir air yang mengalir akan tiba ke laut. Dalam perjalanan ke
laut sebagian akan menguap dan kembali ke udara. Sebagian air yang masuk ke dalam tanah
keluar kembali segera ke sungai sungai (disebut aliran intra=interflow). Tetapi sebagian besar
akan ersimpan sebgai air tanah (groundwater) yang akan keluar sedikit demi sedikit dalam
jangka waktu yang lama ke permukaan tanah di daerah daerah yang rendah (disebut
groundwater runnof= limpasan air tanah). Jadi sungai itu mengumpulkan 3 jenis limpasan,
yakni limpasan permukaan (surface runoff), aliran imntra (interflow) dan limpasan air tanah
(groundwater runoff) yang akhirnya akan mngalir ke laut. (Suryono, 2003)
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut ini :
Gambar 2.1. Proses perjalanan air dalam siklus hidrologi (Kodoatie & Sjarief, 2007) dengan
modifikasi)
Perjalanan air tersebut berada dalam ruang baik; ruang darat, ruang laut dan
ruang udara termasuk ruang didalam bumi. Dikaitkan dengan istilah dalam
penataan ruang, air dalam proses perjalanannya ada berinteraksi dan dalam tata
ruang yang berupa wujud struktur ruang dan pola ruang. Dalam wujud struktur
ruang, air mengalir pada/dalam susunan pusat-pusat permukiman dan sistem
Universitas Sumatera Utara
jaringan prasarana dan sarana (infrastruktur). Dalam wujud pola ruang, perjalanan
air melalui dan berinteraksi dengan distribusi peruntukan ruang untuk
fungsilindung dan peruntukan ruang untuk fungsi budi daya. Di daerah
tangkapan/imbuhan (recharge area) air tanah, air dari permukaan tanah meresap ke
dalam tanah mengisi akuifer bebas (unconfined acuifer) maupun akuifer tertekan
(confined acuifer). Di daerah pelepasan/luahan (discharge area) air tanah keluar
dengan berbagai cara, misalnya menjadi mata air, air dalam sumur dangkal maupun
air dalam sumur bor (sumur dalam) tau menjadi aliran dasar (base flow).
2.2.Air
Air adalah sumber daya berupa air yang berguna atau potensial bagi manusia.
Kegunaan air meliputi penggunaan di bidang pertanian, industri, rumah tangga,rekreasi, dan
aktivitas lingkungan.
Air bersih adalah salah satu jenis sumber daya berbasis air yang bermutu baik dan
bisa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau dalam melakukan aktivitas mereka
sehari-hari termasuk diantaranya adalah sanitasi.Untuk konsumsi air minum menurut
departemen kesehatan, syarat-syarat air minum adalah tidak berasa, tidak berbau, tidak
berwarna, dan tidak mengandung logam berat. Walaupun air dari sumber alam dapat
diminum oleh manusia, terdapat risiko bahwa air ini telah tercemar oleh bakteri (misalnya
Escherichia coli) atau zat-zat berbahaya. Walaupun bakteri dapat dibunuh dengan memasak
air hingga 100 °C, banyak zat berbahaya, terutama logam, tidak dapat dihilangkan dengan
cara ini. Ada beberapa sumber air bersih yang bias di manfaatkan antara lain yaitu sungai.
Sungai rata-rata lebih dari 40.000 kilometer kubik air segar diperoleh dari sungai-sungai di
dunia. Karena pentingnya kebutuhan akan air bersih, maka adalah hal yang wajar jika sektor
air bersih mendapatkan prioritas penanganan utama karena menyangkut kehidupan orang
banyak.
Sangat jelas terlihat bahwa seluruh manusia membutuhkan air tawar. 97% air di bumi
adalah air asin, dan hanya 3% berupa air tawar yang lebih dari 2 per tiga bagiannya berada
dalam bentuk es di glasier dan es kutub. Air tawar yang tidak membeku dapat ditemukan
terutama di dalam tanah berupa air tanah, dan hanya sebagian kecil berada di atas permukaan
tanah dan di udara. Air tawar adalah sumber daya terbarukan, meski suplai air bersih terus
berkurang.
Universitas Sumatera Utara
Permintaan air telah melebihi suplai di beberapa bagian di dunia dan populasi
dunia terus meningkat yang mengakibatkan peningkatan permintaan terhadap air bersih.
Perhatian terhadap kepentingan global dalam mempertahankan air untuk pelayanan ekosistem
telah bermunculan, terutama sejak dunia telah kehilangan lebih dari setengah lahan
basah bersama dengan nilai pelayanan ekosistemnya.
Ekosistem air tawar yang tinggi biodiversitasnya saat ini terus berkurang lebih cepat
dibandingkan dengan ekosistem laut ataupun darat.Air adalah unsur yang tidak dapat
dipisahkan dari umat manusia, yakni demi perdaban manusia. Bahkan dapat dipastikan, tanpa
pengembangan sumber daya air secara konsisten peradaban manusia tidak akan mencapai
tingkat yang dinikmati sampai saat ini. Oleh karena itu pengembangan dan pengelolaan
sumber daya air merupakan dasar peradaban manusia. (Sunaryo,Walujo dan Aris,2004)
2.2.1. Perkiraan Volume Air Secara Global Di Bumi
Secara garis besar total volume air yang ada yaitu air asin dan air tawar di dunia adalah
1.385.984.619 km3, terdiri atas (UNESCO, 1978 dalam Chow dkk.,1988) :
•
•
Air laut (air asin)
: 1.338.000.000 km3 atau 96,54 %
Lainnya (air tawar+asin)
: 47.984.610 km3 atau 3,46 %
•
Air asin diluar air laut
: 12.955.400 km3 atau 0,93 %
Air tawar
: 35.029.210 km3 atau 2,53 %
•
Jumlah total air tawar di dunia, diluar es di kutub, diluar es lainnya dan salju
adalah 10.665,11 x 103 km3 dengan rincian air tanah tawar 98,73% dan air tanah
dangkal 0,15%. Sisanya sebanyak 1,11% terdiri dari: danau tawar (0,85%),
rawa/payau (0,11%), sungai (0,02%), air biologi (0,01%), dan air udara
(0,12%). Perinciannya ditunjukkan dalam tabel 2.1
N
Tempat
o
Ar
Volume
ea
3
%
%
Thd.
Thd.
Total
Total
06
Air
Air
K
Yang
Tawa
Ada
r
(1
(10
3
Km )
2
m
)
1
Laut
3
1.338.0
96,5
6
00
379
-
1,
3
Universitas Sumatera Utara
2
Air
tanah
1
10.530
0,75
30,0
a.tawar
3
12.870
97
61
b.asin
4,
0,92
8
86
1
3
4,
8
3
Air
di
tanah
8
16,50
2
0,00
0,04
12
7
dangka
l
(soil
moistur
e
4
5
Es
di
1
24.023,
1,73
68,5
kutub
6
50
33
81
Es
0,
340,60
0,00
0,97
lainnya
3
66
2
di salju
6
7
8
Danau
a.tawar
1,
91,00
0,00
0,26
b.asin
2
85,40
66
0
0,
0,00
8
62
Rawa/p
2,
ayau
7
sungai
1
11,47
2,12
4
0,00
0,03
08
3
0,00
0,00
02
6
0,00
0,00
01
3
8,
8
9
Air
5
biologi
1
1,12
Universitas Sumatera Utara
0
1
Air
0
udara
di
5
12,90
1
0,00
0,03
09
7
100
-
100
0
Total
5
1.385.9
air
1
84,61
yang
0
ada
Total
1
35.029,
2,52
air
4
21
74
tawar
8,
8
Tabel 2.1 Jumlah Air Di Dunia (UNESCO, 1978 dalam Chow dkk, 1988)
Tabel 2.1 menunjukkan es di kutub (baik utara maupun selatan) merupakan
sumber terbesar air tawar lalu diikuti air tanah.
Dari tabel 2.1 bila hanya dilihat jumlah air tawar di luar kutub dan diluar es
lainnya maka perinciannya ditunjukkan dalam tabel 2.2
L
Vol
Ked
%T
N
Tem
u
um
ala
hd.T
T
o
pat
a
e
man
otal
o
/
Air
t
Km
Keti
Taw
a
2
nggi
ar
l
s
A
(10
)
6
r
an
e
(M)
%
a
(
1
0
6
K
m
2
)
Universitas Sumatera Utara
1
2
Air
1
10.
78.
98.
tana
3
53
12
73
h
4
0
tawa
,
r
8
Air
8
16.
0.2
0.1
tana
2
50
0
5
Dan
1
91
75.
0.8
au
.
83
5
air
2
9
8
h
.
8
9
dang
kal
3
tawa
r
4
5
Raw
2
11.
4.2
0.1
a/pa
.
47
5
1
yau
7
Sung
1
2.1
0.0
0.0
1
ai
4
2
1
2
.
8
1
.
1
8
6
7
Air
5
1.1
0.0
0.0
biolo
1
2
022
1
gi
0
Air
5
12.
0.0
0.1
di
1
90
253
2
udar
0
100
a
Tota
5
10.
158
l air
1
66
,44
tawa
0
5,1
1
0
0
Universitas Sumatera Utara
r
1
Tabel 2.2 Jumlah Air Tawar Diluar Kutub Dan Diluar Es Lainnya Dan Salju
(UNESCO, 1987 dalam Chow dkk., 1988)
Tabel 2.2 menunjukkan bahwa air tanah diluar es merupakan sumber air
terbesar, yaitu 98.89% dibandingkan dengan total air permukaan yang hanya
1.11%.
2.3. Sumber Daya Air
Menurut Sutrisno (2004) sumber-sumber air ada empat yaitu:
1. Air laut
Mempunyai sifat asin, karena mengandung garam NaCl, dimana kadar garam NaCl dalam air
laut 3%. Dengan keadaan ini, maka air laut tidak memenuhi syarat untuk diminum.
2. Air atmosfir, air meteriologik
Dalam keadaan murni, sangat bersih, karena dengan adanya pengotoran udara yang
disebabkan oleh kotoran-kotoran industri/debu dan lain sebagainya. Maka untuk menjadikan
air hujan sebagai sumber air minum hendaknya pada waktu menempung air hujan jangan
dimulai pada saat hujan mulai turun, karena masih banyak mengandung kotoran.
Selain itu air hujan mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun
bak-bak reservoir, sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi (karatan).
3. Air permukaan
Adalah air hujan yang mengalir dipermukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan
mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu,
daun-daun, kotoran industri kota dan sebagainya.
Beberapa pengotoran ini, untuk masing-masing air permukaan akan berbeda-beda, tergantung
pada daerah pengaliran air permukaan ini. Jenis pengotorannya adalah merupakan kotoran
fisik, kimia dan bakteriologi. Setelah mengalami suatu pengotoran, pada suatu air permukaan
itu akan mengalami suatu proses pembersihan sendiri yang dapat dijelaskan sebagai berikut :
udara yang mengandung Oksigen atau gas O2 akan membantu mengalami proses
pembusukan yang terjadi pada air permukaan yang telah mengalami pengotoran, karena
selama dalam perjalan , O2 akan meresap ke dalam air permukaan.
Panjangnya daerah perusakan ini tergantung pada :
• Sifat dan banyak pengotoran
- Aliran sungai (cepat atau lambat)
- Suhu/temperature
Universitas Sumatera Utara
• Kadar Oksigen yang terlarut
Air permukaan ada 2 macam yaitu :
Air sungai
Dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu pengolahan
yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya mempunyai derejat
pengotoran yang tinggi sekali. debit yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan akan air
minum pada umumnya dapat mencukupi.
Air rawa/danau
Kebanyakan air rawa ini berwarna yang disebabkan oleh adanya zat-zat organis yang telah
membusuk, misalnya asam humus yang larut dalam air yang menyebabkan warna kuning
coklat. Dengan adanya pembusukan kadar zat organis tinggi, maka kadar Fe dan Mn akan
tinggi dan dalam keadaan kelarutan O2 sangat kurang (anaerob), maka unsur-unsur Fe dan
Mn ini akan larut. Pada permukaan air akan tumbuh algae (lumut) karena adanya sinar
matahari dan O2.
Untuk pengambilan air, sebaiknya pada kedalaman tertentu di tengah-tengah agar endapanendapan Fe dan Mn tak terbawa, demikian pula pada lumut yang ada pada permukaan
rawa/telaga.
4. Air Tanah
Menurut Soemarto (1995) Yang dimaksud dengan air tanah adalah air yang menempati
rongga-rongga dalam lapisan geologi. Lapisan tanah yang terletak di bawah permukaan air
tanah dinamakan daerah jenuh (saturated zone), sedangkan daerah tidak jenuh terletak di atas
daerah jenuh sampai ke permukaan tanah, yang rongga-rongganya berisi air dan udara.
Karena air tersebut meliputi lengas tanah (soil moisture) dalam daerah perakaran (root zone),
maka air mempunyai arti yang sangat penting bagi pertanian,botani dan ilmu tanah. Antara
daerah jenuh dan daerah tidak jenuh tidak ada garis batas yang tegas, karena keduanya
mempunyai batas yang independen, di mana air dari kedua daerah tersebut dapat bergerak ke
daerah yang lain atau sebaliknya. Air tanah merupakan sumber daya penting dalam
penyediaan air di seluruh dunia. Penggunaannya dalam irigasi, industri dan air minum makin
meluas.
Sedangkan menurut Sutrisno (2004) air tanah terbagi atas :
•
Air tanah dangkal
Terjadi karena adanya proses peresapan air dari permukaan tanah, lumpur akan tertahan,
demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air tanah akan jernih tetapi lebih banyak
Universitas Sumatera Utara
mengandung zat kimia (garam-garam yang terlarut) karena melalui lapisan tanah yang
mempunyai unsur-unsur kimia tertentu untuk masing-masing lapisan tanah. Lapisan tanah di
sini berfungsi sebagai saringan. Di samping penyaringan, pengotoran juga masih terus
berlangsung, terutama pada muka air yang dekat dengan muka tanah, setelah menemui
lapisan rapat air, air akan terkumpul merupakan air tanah dangkal di mana air tanah ini
dimanfaatkan untuk sumber air minum melalui sumur-sumur dangkal.
•
Air tanah dalam
Terdapat setelah lapis rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam, tak semudah
pada air tanah dangkal. Dalam hal ini harus digunakan bor dan memasukkan pipa
kedalamnya sehingga dalam suatu kedalaman (biasanya antara 100-300 m) akan didapatkan
suatu lapis air.
Jika tekanan air tanah ini besar, maka air dapat menyembur ke luar dan dalam keadaan ini,
sumur ini disebut dengan sumur artetis. Jika air tak dapat ke luar dengan sendirinya, maka
digunakan pompa untuk membantu pengeluaran air tanah dalam ini.
•
Mata Air
Adalah air tanah yang ke luar dengan sendirinya ke permukaan tanah. Mata air yang berasal
dari tanah dalam, hamper tidak terpengaruh oleh musim dan kualitas/kualitasnya sama
dengan keadaan air dalam.
Berdasarkan keluarnya ( mata air) terbagi atas :
o Rembesan, dimana air ke luar dari lereng-lereng gunung.
o Umbul, di mana air ke luar ke permukaan pada suatu dataran.
2.4. Potensi Sumber Daya Air
Air yang mengalir ke bawah di lereng bukit dapat memutarkan roda roda air, yang
mengahsilkan tenaga yang berguna. Air pada sutu lereng dapat kehilangan sebagian
kapasitasnya untuk kerja dan mempunyai sutu kandungan energy bebas yang lebih rendah
daripada air di puncaknya. Jadi kita mempunyai satu aliran air yang bertenaga penggeraknya
adalah perbedaan dalam energy bebas di antara puncak, leeng dan dasar lereng.
Karena potensial air bertambah dengan naiknya suhu, adalah penting
mempertahankan suhu konstn selama satu seri pengukuran. Sebaliknya potensial air adalah
Universitas Sumatera Utara
lebih rendah daripada air murni oleh terlarutnya bahan dan juga oleh ikatan air ke permukaan
oleh kekuatan matrik.
Sirkulasi yang kontinu antara air laut dan air daratan berlangsung terus. Sirkulasi ini
dinamakan sirklus hidrologi. Tapi sirkulasi air ini tidak merata, karena kita melihat perbedaan
besar persipitasi dari tahun ke tahun, dari musim ke musim dan juga dari wilayah ke wilayah
yang lain. Sirkulasi ini dipengaruhi oleh kondisi meteorology (suhu, tekanan atmosfir, angin
dan lain-lain) dan kondisi topografi; kondisi meteorology adalah factor factor yang
menentukan.
Air permukaan tanah yang dibutuhkan untuk kehidupan dan produksi adalah air yang
terdapat dalam proses sirkulasi ini. Jadi jika sirkulasi ini tidak merata, maka akan terjadi
bermacam macam kesulitan. Jika terjadi sirkulasi yang lebih, seperti banjir, maka harus
diadakan pengendalian banjir. Jika terjadi sirkulasi yang kurang, maka kekurangan air ini
harus ditambah dalam suatu usaha pemanfaatan air.
Untuk lebih jelasnya mengenai potensi air dari masing masing jenissumber air, maka
dapat kita lihat sebagai berikut :
2.4.1. Estimasi Potensi Air Hujan Pada Suatu Wilayah
Air hujan juga merupakan sumber air baku untuk keperluan rumah tangga, pertanian,
dan lain-lain. Air hujan dapat diperoleh dengan cara penampungan, air hujan dari atap rumah
dialirkan ke tempat penampungan yang kemudian dapat dipergunakan untuk keperluan rumah
tangga. Air hujan tidak selalu dapat digunakan secara langsung, diakibatkan kandungan
elektrik yang dikandung awan serta tidak terjaminya sterilisasi wadah penampungan yang
terbuka.
Pemanenan air hujan (rainwater harvesting) sudah banyak dilakukan sejak lama,
khususnya di pedesaaan dimana sumber air lainnya, yaitu air tanah tidak mencukupi, atau
pengadaanya terlalu mahal. Pemanenean air hujan digunakan untuk memenuhi kebutuhan
rumah tangga dan ternak, terutama menjelang dan selama musim kemarau panjang. Cara
yang dilakukan yaitu dengan pengumpulan air hujan yang mengucur dari atap rumah. Untuk
skala besar pemanenan air hujan dilakukan di daerah tangkapan air.(Kodoatie dan Sjarief,
2005).
Curah hujan yang diperlukan untuk penyusunan suatu rancangan pemanfaatan air dan
rangkaian pengendalian banjir dalah curah hujan rata rata di seluruh daerah yang
bersangkutan, bukan curah hujan pada suatu titik tertentu. Curah hujan ini disebut curah
hujan wilayah/daerah dan dinyatakan dalam mm.curah hujan suatu daerah harus diperkirakan
Universitas Sumatera Utara
dari beberapa titik pengamatan curah hujan. Cara perhitungan curah hujan yang paling sering
digunakan adalah cara Thiessen. Cara thiessen digunakan jika titik titik pengamatan di dalam
suatu daerah itu tidak tersebar merata, maka cara perhitungan curah hujan rata rata itu
dilakukan dengan memperhitungkan daerah pengaruh tiap titik pengamatan. Berikut
rumusnya :
=
=
=
Di mana :
: curah hujan daerah
: curah hujan di tiap titik pengamatan dan n adalah jumlah titik titik
pengamatan.
: bagian daerah yang mewakili tiap titik pengamatan.
:
,
…
Bagian bagian daerah
ditentukan dengan cara seperti berikut :
1) Cantumkan titik titik pengamatan di dalam dan di sekitar daaerah itu pada peta
topografi skala 1:50.000, kemudian hubungkan tiap titik yang berdekatan dengan
sebuah garis lurus (dengan demikian akan terlukis jaringan segi tiga yang
menutupi seluruh daerah).
2) Daerah yang bersangkutan itu dibagi dalam polygon-poligon yang didapat dengan
menggambar garis bagi tegak lurus pada tiap sisi segitiga tersebut di atas. Curah
hujan dalam tiap polygon itu dianggap diwakili oleh curah hujan dari titik
pengamatan dalam tiap polygon itu. Luas tiap polygon itu diukur dengan
planimeter atau dengan cara lain.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2. Pembagian daerah dengan cara Thiessen
2.4.2. Estimasi Potensi Air Sungai Pada Suatu Wilayah
Debit air sungai adalah tinggi permukaan air sungai yang terukur oleh alat
ukur permukaan air sungai. Pengukuran dilakukan tiap hari, atau dengan pengertian
yang lain debita tau aliran sungai adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air)
yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu. Debit air
sungai dapat dimanfaatkan dalam pembuatan PAM, saluran irigasi bahkan
pembangkit listrik tenaga air. Debit aliran dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor,
seperti : besar kecilnya aliran dalam sungai, angin, hujan dan lain sebagainya.
Untuk kebutuhan usaha pemanfaatan air, pengamatan permukaan air sungai dilakukan
pada tempat tempat di mana akan dibangun bangunan seperti bendungan, bangunan bangunan
pengambilan air dan lain lain. Untuk kebutuhan usaha pengendalian sungai atau pengaturan
sungai, maka pengamatan itu dilaksanakan pada tempat yang dapat memeberikan gambaran
mengenai banjir termasuk tempat tempat perubahan tiba tiba dari penampang sungai.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3. Wilayah Sungai
Salah satu langkah perhitungan untuk mendapatkan debit air sungai bias kita
peroleh berdasarkan data curah hujan dengan potensi luasan area sungai tersebut.
Dalam Statistik dikenal beberapa jenis distribusi frekuensi dan yang banyak
digunakan dalam hidrologi yaitu :
1.
2.
3.
4.
Distribusi Normal
Distribusi Gumbell
Distribusi Log- Normal
Distribusi Log – Person Type III
(Ersin, 1990).
Distribusi Normal
Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi gauss. Distribusi ini
mempunyai probability density function sebagai berikut :
exp
dimana :
P (X) = Fungsi densitas peluang normal (ordinat kurva normal)
X
= Variabel acak kontinu
µ
= Rata-rata nilai X
σ
= Simpangan baku dari X
Analisis kurva normal cukup menggunakan statistik µ dan σ . Bentuk
kurvanya simetris tehadap X = µ, dan grafiknya selalu diatas sumbu datar X serta
mendekati sumbu X dan di mulai dari X = µ + 3 σ dan X = µ - 3 σ,nilai mean =
median = modus.
Universitas Sumatera Utara
Gambar. 2.4. Kurva distribusi frekuensi normal
Dari gambar kurva diatas dapat diterangkan bahwa :
1)
Kira-kira 68,27 % terletak di daerah satu deviasi standart sekitar nilai rata-rata yaitu
antara (µ - σ ) dan (µ + σ).
2)
Kira-kira 95,45% terletak didaerah dua deviasi standart sekitar nilai rata-ratanya yaitu
antara (µ - 2σ ) dan (µ + 2σ)
3)
Kira-kira 99,73 % terletak di daerah tiga deviasi standart sekitar nilai rata-ratanya yaitu
antara (µ - 3 σ ) dan (µ - 3 σ ).
Rumus yang umum digunakan untuk distribusi normal adalah :
=
.S
Di mana :
XT
= Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang Ttahun
= Nilai rata-rata hitung sampel
s
= Deviasi standard nilai sampel
KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau yang digunakan
periode ulang dan tipe model matematik distribusi peluang yang digunakan untuk
analisis peluang. (Suripin, 2004).
Menurut Harto (2000), menyatakan bahwa masing-masing distribusi
mempunyai sifat yang khas, sehingga data curah hujan harus diuji kecocokannya
dengan sifat statistik masing-masing distribusi tersebut. Pemilihan distribusi yang
tidak benar dapat menimbulkan kesalahan prkiraan yang cukup besar, baik over
estimate maupun under estimate.
Metode yang umum diterapkan untuk menetapkan debit sungai adalah
metode profil sungai (cross section). Pada metode ini debit merupakan hasil
perkalian antara luas penampang vertical sungai (profil sungai) dengan kecepatan
aliran air.
Universitas Sumatera Utara
Q=AxV
Keterangan :
Q = Debit aliran (m/s)
A = Luas Penampang vertical (m)
V = Kecepatan aliran sungai (m/s)
Luas penampang diukur dengan menggunakan meteran dan piskal (tongkat
bambu atau kayu) dan kecepatan aliran diukur dengan menggunakan ‘current
meter’.
Rumus DAS
Peubah acak khusus luahan banjir sungai sudah menarik para insiyur dan
hidrologiwan sejak awal adanya ilmu hidrologi. Sejak itu pula, orang telah mengajukan
banyak rumus yang menentukan ‘banjir terbesar’ yang kiranya dapat terjadi di DAS tertentu.
Semua rumus itu sifatnya empiris, dan diturunkan dari banjir yang teramati di DAS tertentu
dan biasanya berbentuk
Q = CAn
Di sini Q = luahan banjir dalam m3/det. (atau kaki3/det.)
A = luas DAS, dalam km2 (atau mil2)
n = angka penunjuk, biasanya antara 0,5 dan 1,25
C = koefisien yang bergantung pada iklim, DAS dan satuan
Untuk kejadian yang tidak dibenarkan penggunaan banjir bencana karena bahaya
terhadap hidup manusia dan keamanan bendungan. Rumus serupa dari jenis yang sama,
usulan Fuller, banyak digunakan orang di Amerika Serikat :
Qav = CA0,8
Di sini A adalah luas DAS dalam mil persegi
C koefisien, yang sering diambil sebesar 75
Qav nilai rerata luahan banjir tahunan dalm kaki3/det.
Nilai Qav kemudian disulihkan dalam rumus ini
Qm = Qav(1+0,8 log7)
Di sini T ialah masa ulang dalam tahun dan Qm ialah banjir tahunan terbesar ‘yang paling
mungkin’.
Universitas Sumatera Utara
2.4.3. Estimasi Potensi Air Tanah Pada Suatu Wilayah
Selain air sungai dan air hujan, air tanah juga mempunyai peranan yang sangat
penting terutama dalam menjaga keseimbangan dan ketersediaan bahan baku air untuk
kepentingan rumah tangga maupun untuk kepentingan industri. Dibeberapa daerah,
ketergantungan pasokan air bersih dan air tanah telah mencapai ± 70%. Sebenarnya di bawah
permukaan tanah terdapat kumpulan air yang mempersatukan kumpulan air yang ada di
permukaan.
Kumpulan air inilah yang disebut air tanah. Air bawah tanah atau sering disangka
dengan air tanah, adalah air yang terdapat pada ruang antar butir batuan atau celah-celah
batuan. Letak air tanah dapat mencapai beberapa puluh bahkan beberapa ratus meter di
bawah permukaan bumi. Lapisan batuan ada yang lolos air atau biasa disebut permeable dan
ada pula yang tidak lolos atau kedap air yang biasa disebut impermeable. Lapisan lolos air
misalnya terdiri dari kerikil, pasir, batuapung, dan batuan yang retak-retak, sedangkan lapisan
kedap air antara lain terdiri dari napal dan tanah liat atau tanah lempung. Sebetulnya tanah
lempung dapat menyerap air, namun setelah jenuh air, tanah jenis ini tidak dapat lagi
menyerap air.
Potensi air tanah di dalam cekungan sangat beragam tergantung dimensi cekungan,
karakteristik hidrolika akuifer, iklim dan curah hujan serta kondisi lahan penutup. Secara
alamiah potensi air tanah tidak sama di setiap tempat dan bahkan ada daerah yang karena
kondisi geologinya dapat dikategorikan merupakan daerah yang sulit air tanah atau tidak
mungkin dapat ditemukan air tanah.
Curah hujan yang masuk ke dalam tanah dan meresap ke lapisan yang dibawahnya
disebut air tanah. Banyaknyan air yang dapat tertampung di bawah permukaaan bergantung
pada kesarangan lapisan di bawah tanah. Lapisan pembawa air, disebut akuifer atau pehantar,
dapat terdiri dari bahan lepas seperti pasir dan kerikil atau bahan yang mnegras seperti batu
pasir dan batu gamping. Batu gamping nisbi kedap, tetapi dapat larut dalam air ajdi sering
meiliki kekar dan ‘lorong’ yang lebar lebar yang membuat batuan itu secara keseluruhan
serupa dengan batuan sarang dalam kemampuannya untuk memgang air dan bertindak
sebagai lapisan pembawa air.(Wilson, 1993).
Lapisan geologi yang dapat mengandung air dan dapat melepaskannya dalam jumlah
besar disebut sebagai akuifer (akuifer). Apabila akuifer ini di sebelah atas dibatasi oleh muka
air itu sendiri adan bagian bawah dibatasi oleh lapisan kedap air, maka akuifer ini disebut
sebagai akuifer bebas (unconfined aquiper). Bila akuifer tersebut terletak diantara dua buah
lapisan kedap air, maka disebut sebagai akuifer terkekang (confined aquifer). Jumlah air yang
Universitas Sumatera Utara
terkandung dalam akuifer maupun tebal lapisan akuifer sangat tergantung dari formasi
geologi, porositas, ‘recharge’ dari perkolasi. Jumlah ‘recharge’ ini jelas merupakan fungsi
kedalaman hujan, distribusi, sifat tanah dan sifat tutup tumbuhan.(Harto, 1993).
Gambar 2.5. Lapisan Air Tanah
Air tanah berada dalam formasi geologi yang tembus air (permeable) yang dinamakan
akuifer, yaitu formasi-formasi yang mempunyai struktur yang memungkinkan adanya
gerakan air melaluinya dalam kondisi medan (field- condition) biasa. Sebaliknya formasi
yang sama sekali tidak tembus air (impermeable) dinamakan aquiclude. Formasi tersebut
mengandung air tetapi tidak memungkinkan adanya gerakan air yang melaluinya, sebagai
contoh air dalam tanah liat.
Akuifer merupakan suatu formasi geologi yang terpenting dalam
penyediaan air tanah, jika konsisi memungkinkan air dapat mengalir
melewatinya. Menurut fetter (1994) akuifer didefinisikan sebagai suatu
formasi geologi yang dapat menyimpan dan meneruskan air dalam jumlah
yang cukup.
Sebagai lapisan kulit bumi, maka akuifer membentang sangat luas,
menjadi semacam reservoir bawah tanah. Pengisian akuifer ini dilakukan
oleh resapan air hujan kedalam tanah. Sesuai dengan sifat dan lokasinya
dalam siklus hidrologi, maka lapisan akuifer mempunyai fungsi ganda
sebagai media penampung (storage fungtion) dan media aliran (conduit
fungtion). Aliran air bawah tanah dapat di bedakan dalam aliran akuifer bebas
(unconfined aquifer) atau akuifer terkekang (confined aquifer).
Universitas Sumatera Utara
Unconfined Aquifer
Akifer tidak tertekan (unconfined aquifer) adalah akifer ini (disebut juga akifer bebas, freatik
atau non artesis) batas-batasnya adalah muka air tanah. Kelengkungan dan kedalaman muka
air tanah beragam tergantung pada kondisi kondisi permukaan, luas pengisian kembali, debit,
pemompaan dari sumur, permeabilitas, dan lain-lain. Tipe akifer ini sangat umum dijumpai
sebagai lapisan air tanah dangkal (Shallow Groundwater).
Akuifer tertekan/terkekang (confined aquifer) adalah lapisan rembesan air yangmengandung
kandungan air bawah tanah yang bertekanan lebih besar dari tekanan udara bebas/tekanan
atmosfir, karena bagian bawah dan atas dari akuifer ini tersusun dari lapisan kedap air
(biasanya tanah liat). Muka air bawah tanah dalam kedudukan ini disebut pisometri, yang
dapat berada di atas maupun di bawah muka tanah. Apabila tinggi pisometri berada di atas
muka tanah, maka air sumur yang menyadap akuifer jenis ini akan mengalir secara bebas. Air
bawah tanah dalam kondisi demikian disebut artoisis atau artesis. Dilihat dari kelulusan
lapisan pengurungnya akuifer tertekan/terkekang dapat dibedakan menjadi akuifer setengah
tertekan (semi-confined aquifer) atau tertekan penuh (confined aquifer).
Gambar 2.6. Jenis akuifer
Confined Aquifer
Akifer tertekan (confined aquifer) adalah akifer ini juga akifer artesis dimana air tanah
tertutup antara 2 strata yang relatif kedap air. Airnya ada dibawah tekanan dan bagian atasnya
dibatas oleh permukaan piezomeetrik. Jika suatu sumur dimasukkan kedalam akifer ini air
Universitas Sumatera Utara
akan menaik sampai aras piezometrik dan akan membentuk suatu sumur yang mengalir,
contoh : Air tanah dalam (Deep ground water).
Akuifer bebas/tak tertekan (unconfined aquifer) adalah lapisan rembesan air yang
mempunyai lapisan dasar kedap air, tetapi bagian atas muka air bawah tanah lapisan ini tidak
kedap air, sehingga kandungan air bawah tanah yang bertekanan sama dengan tekanan udara
bebas/tekanan atmosfir. Ciri khusus dari akuifer bebas ini adalah muka air bawah tanah yang
sekaligus juga merupakan batas atas dari zona jenuh akuifer tersebut.
Dalam analisis kebutuhan air pada sistem penyediaan air minum kota
tebing tinggi PDAM tirtA BULIAN SELAKU pengelola sistem penyediaan
air minum kota tebing tinggi belum mengoptimalkan sumber air tanah ini
sebagai sumber air baku untuk kebutuhan air minum kota tebing tinggi.
2.4.4. Mata Air
Mata air merupakan air tanah yang keluar dengan sendirinya ke
permukaan tanah. Mata air yang berasal dari dalam tanah hampir tidak
terpengaruh oleh musim dan kualitasnya sama dengan air tanah dalam.
Berdasarkan keluarnya (muncul kepermukaan tanah) mata air, dapat
dibedakan menjadi: mata air rembesan, yaitu mata air yang keluar dari lerenglereng dan mata air umbul, yaitu mata air keluar dari suatu daratan (Sutrisno
dan Suciastuti, 2002).
Mata air (spring) adalah keluaran terpusat dari air bawah tanah yang
muncul di permukaansebagai suatu aliran air. Mata air dilihat dari penyebab
kemunculannya dapat digolongkan menjadi dua (Bryan vide Tood, 1980),
yakni:
• Akibat dari kekuatan non gravitasi
• Akibat dari kekuatan- kekuatan gravitasi
Yang termasuk dalam golongan pertama adalah mata air yang
berhubungan dengan rekahan yang meluas hingga jauh ke dalam kerak bumi.
Mata air jenis ini biasanya berupa mata air panas.
Mata air gravitasi adalah hasil dari aliran air di bawah tekanan
hidrostatik. Secara umum jenis-jenisnya dikenal sebagai berikut:
• Mata air depresi (depression springs) terbentuk karena permukaan tanah
memotong muka air bawah tanah.
Universitas Sumatera Utara
• Mata air sentuh (countact springs) terbentuk karena lapisan yang lulus air yang
dialasi oleh lapisan yang relatif kedap air teriris oleh muka tanah.
• Mata air artesis (artesian springs) terbentuk oleh pelepasan air di bawah tekanan
dari akuifer tertekan pada singkapan akuifer atau melalui bukaan dari lapisan
penutup.
• Mata air pipaan atau rekahan (tubular of fracture springs) muncul dari saluran,
seperti lubang pada lava atau saluran pelarutan, atau muncul dari rekahanrekahan batuan padu yang berhubungan dengan air bawah tanah..
Munculan air bawah tanah ke permukaan karena budidaya manusia
lewat sumur bor dapat dilakukan dengan menembus saluran tebal akuifer
(fully penetrated) atau hanya menembus sebagian tebal akuifer (partially
penetrated).
Kualitas air dari mata air akan sangat tergantung dari lapisan mineral
tanah yang dilaluinya. Hal ini menunjukkan karakter-karakter khusus dari
mata air tersebut. Kebanyakan air yang bersumber dari mata air kualitasnya
baik sehingga umumnya digunakan sebagai sumber air minum oleh
masyarakat sekitarnya. Sebagai sumber air minum masyarakat, maka harus
memenuhi beberapa aspek yang meliputi kuantitas, kualitas dan kontinuitas
(Arthana, 2007).
2.5. Air Minum/Bersih
Bagi manusia kebutuhan akan air sangat mutlak karena sebenarnya zat pembentuk
tubuh manusia sebagian besar terdiri dari air yang jumlahnya sekitar 73% dari bagian tubuh.
Air di dalam tubuh manusia berfungsi sebagai pengangkut dan pelarut bahan-bahan makanan
yang penting bagi tubuh. Sehingga untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya manusia
berupaya mendapatkan air yang cukup bagi dirinya.
Menurut suripin (2002) penyediaan air bersih (public water supply) pada dasarnya
memerlukan air yang langsung dapat diminum (potable water). Air yang dimaksud harus
aman (sehat) dan bagus nuntuk diminum, tidak berwarna, tidak berbau, dengan rasa yang
segar. Air yang aman (sehat) tidak sama dengan air murni. Air murni, misalnya air suling,
adalah tidak berasa. Rasa air berasal dari terlarut nya garam mineral atau bahan campuran
lain.
Universitas Sumatera Utara
Air bersih harus mempunyai kualitas tinggi secara fisik, kimiawi maupun biologi
untuk mencegah timbulnya penyakit. Secara umum kualitas air untuk keperluan air bersih
dapat dilihat dibawah ini :
2.5.1 Kualitas Air
2.5.1.1 Standar Kualitas Air
Dengan adanya standard kualitas air, orang dapat mengukur kualitas dari berbagai
macam air. Setiap jenis air dapat diukur konsentrasi kandungan unsur yang tercantum
didalam standard kualitas, dengan demikian dapat diketahui syarat kualitasnya, dengan kata
lain standard kualitas dapat digunakan sebagai tolak ukur.
Standard kualitas air bersih dapat diartikan sebagai ketentuan-ketentuan berdasarkan
Permenkes RI No. 416/Menkes/per/IX/1990 yang biasanya dituangkan dalam bentuk
pernyataan atau angka yang menunjukkan persyaratan–persyaratan yang harus dipenuhi agar
air tersebut tidak menimbulkan gangguan kesehatan, penyakit, gangguan teknis, serta
gangguan dalam segi estetika. Peraturan ini dibuat dengan maksud bahwa air yang memenuhi
syarat kesehatan mempunyai peranan penting dalam rangka pemeliharaan, perlindungan serta
mempertinggi derajat kesehatan masyarakat. Dengan peraturan ini telah diperoleh landasan
hukum dan landasan teknis dalam hal pengawasan kualitas air bersih.
Demikian pula halnya dengan air yang digunakan sebagai kebutuhan air bersih sehari-hari,
sebaiknya air tersebut tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, jernih, dan mempunyai suhu
yang sesuai dengan standard yang ditetapkan sehingga menimbulkan rasa nyaman. Jika salah
satu dari syarat tersebut tidak terpenuhi maka besar kemungkinan air itu tidak sehat karena
mengandung beberapa zat kimia, mineral, ataupun zat organis/biologis yang dapat mengubah
warna, rasa, bau, dan kejernihan air (Azwar, 1990 dalam Putra).
2.5.1.2. Syarat – syarat kualitas air
1. Syarat Fisik
Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416/Menkes/per/IX/1990, menyatakan bahwa air yang
layak dikonsumsi dan digunakan dalam kehidupan sehari - hari adalah air yang mempunyai
kualitas yang baik sebagai sumber air minum maupun air baku (air bersih), antara lain harus
memenuhi persyaratan secara fisik, tidak berbau, tidak berasa, tidak keruh, serta tidak
Universitas Sumatera Utara
berwarna. Pada umunya syarat fisik ini diperhatikan untuk estetika air. Adapun sifat-sifat air
secara fisik dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor diantaranya sebagai berikut :
1) Suhu
Temperatur air akan mempengaruhi penerimaan masyarakat akan air tersebut dan dapat pula
mempengaruhi reaksi kimia dalam pengolahannya terutama apabila temperatur sangat tinggi.
Temperatur yang diinginkan adalah ± 30C suhu udara disekitarnya yang dapat memberikan
rasa segar, tetapi iklim setempat atau jenis dari sumber-sumber air akan mempengaruhi
temperatur air. Disamping itu, temperatur pada air mempengaruhi secara langsung toksisitas
banyaknya bahan kimia pencemar, pertumbuhan mikroorganisme, dan virus.
2) Bau dan Rasa
Bau dan rasa biasanya terjadi secara bersamaan dan biasanya disebabkan oleh adanya bahanbahan organik yang membusuk, tipe-tipe tertentu organisme mikroskopik, serta
persenyawaan-persenyawaan kimia seperti phenol. Bahan bahan yang menyebabkan bau dan
rasa ini berasal dari berbagai sumber. Intensitas bau dan rasa dapat meningkat bila terdapat
klorinasi. Timbulnya rasa yang menyimpang biasanya disebabkan oleh adanya bahan kimia
yang terlarut, dan rasa yang menyimpang tersebut umunya sangat dekat dengan baunya
karena pengujian terhadap rasa air jarang dilakukan. Air yang mempunyai bau yang tidak
normal juga dianggap mempunyai rasa yang tidak normal (Moersidik, 1999).
Untuk standard air bersih sesuai dengan Permenkes RI No. 416/Menkes/per/IX/1990
menyatakan bahwa air bersih tidak berbau dan tidak berasa.
3) Kekeruhan
Air dikatakan keruh apabila air tersebut mengandung begitu banyak partikel bahan
yang tersuspensi sehingga memberikan warna/rupa yang berlumpur dan kotor. Bahan-bahan
yang menyebabkan kekeruhan ini meliputi tanah liat, lumpur, bahan bahan organik yang
tersebar dari partikel-partikel kecil yang tersuspensi. Kekeruhan pada air merupakan satu hal
yang harus dipertimbangkan dalam penyediaan air bagi umum, mengingat bahwa kekeruhan
tersebut akan mengurangi segi estetika, menyulitkan dalam usaha penyaringan, dan akan
mengurangi efektivitas usaha desinfeksi (Sutrisno, 2002).
Tingkat kekeruhan air dapat diketahui melalui pemeriksaan laboratorium dengan
metode Turbidimeter. Untuk standard air bersih ditetapkan oleh Permenkes RI No.
416/Menkes/per/IX/1990, yaitu kekeruhan yang dianjurkan maksimum 25 NTU (Depkes RI,
1995 dalam Putra).
Universitas Sumatera Utara
4) Jumlah Zat Padat Terlarut atau Total Dissolved Solid/TDS
Padatan terlarut total (Total Dissolved Solid - TDS) adalah bahan – bahan terlarut (diameter <
10-6) dan koloid (diameter < 10-6 – 10-3 mm) yang berupa senyawa – senyawa kimia dan
bahan – bahan lain. Bila TDS bertambah maka kesadahan akan naik. Kesadahan yang tinggi
dapat mengakibatkan terjadinya endapan/kerak pada system perpipaan (Mulia, 2005).
2. Syarat Kimia
Air bersih yang baik adalah air yang tidak tercemar secara berlebihan oleh zat-zat
kimia yang berbahaya bagi kesehatan antara lain Air raksa (Hg), Aluminium (Al), Arsen
(As), Barium (Ba), Besi (Fe), Flourida (F), Calsium (Ca), Mangan ( Mn ), Derajat keasaman
(pH), Cadmium (Cd), dan zat-zat kimia lainnya. Kandungan zat kimia dalam air bersih yang
digunakan sehari-hari hendaknya tidak melebihi kadar maksimum yang diperbolehkan seperti
tercantum dalam Permenkes RI 416/Menkes/per/IX/1990. Penggunaan air yang mengandung
bahan kimia beracun dan zat-zat kimia yang melebihi kadar maksimum yang diperbolehkan
berakibat tidak baik bagi kesehatan dan material yang digunakan manusia. Contohnya pH;
pH Air sebaiknya netral yaitu tidak asam dan tidak basa untuk mencegah terjadinya pelarutan
logam berat dan korosi jaringan. pH air yang dianjurkan untuk air minum adalah 6,5–9. Air
merupakan pelarut yang baik sekali maka jika dibantu dengan pH yang tidak netral dapat
melarutkan berbagai elemen kimia yang dilaluinya (Soemirat, 2000 dalam Putra).
3. Syarat Bakteriologis
Sumber-sumber air di alam pada umumnya mengandung bakteri, baik air angkasa, air
permukaan, maupun air tanah. Jumlah dan jenis bakteri berbeda sesuai dengan tempat dan
kondisi yang mempengaruhinya. Penyakit yang ditransmisikan melalui faecal material dapat
disebabkan oleh virus, bakteri, protozoa, dan metazoa. Oleh karena itu air yang digunakan
untuk keperluan sehari-hari harus bebas dari bakteri patogen. Bakteri golongan Coli
(Coliform bakteri) tidak merupakan bakteri patogen, tetapi bakteri ini merupakan indikator
dari pencemaran air oleh bakteri patogen (Soemirat, 2000 dalam Putra).
Menurut Permenkes RI No. 416/Menkes/per/IX/1990, bakteri Coliform yang memenuhi
syarat untuk air bersih bukan perpipaan adalah < 50 MPN.
2.6. Standar Kebutuhan Air Bersih/ Minum
Universitas Sumatera Utara
Penyediaan air bersih untuk masyarakat mempunyai peranan yang sangat penting
dalam meningkatkan kesehatan lingkungan atau masyarakat, yakni mempunyai peranan
dalam menurunkan angka penderita penyakit, khususnya yang berhubungan dengan air, dan
berperan dalam meningkatkan standar atau taraf/kualitas hidup masyarakat. Sampai saat ini,
penyediaan air bersih untuk masyarakat diindonesia masih dihadapkan pada beberpa
permasalahan yang cukup kompleks dan sampai saat ini belum dapat diatasi sepenuhnya.
Salah satu masalah yang masih dihadapi sampai saat ini yakni masih rendahnya tingkat
pelayanan air bersih untuk masyarakat. Kebutuhan air bersih adalah banyaknya air yang
diperlukan untuk melayani penduduk yang dibagi dalam dua klasifikasi pemakaian air, yaitu
untuk keperluan domestik (rumah tangga) dan non domestik.Target pelayanan harus mengacu
pada Millenium Development Goals (MDGs) Kotamadya Tebing Tinggi di mana daerah
perkotaan harus sudah terlayani 60% dari jumlah penduduk. Dalam melayani jumlah cakupan
pelayanan penduduk akan air bersih sesuai target, maka direncanakan kapasitas sistem
penyediaan air bersih yang dibagi dalam dua klasifikasi pemakaian air, yaitu untuk keperluan
domestik (rumah tangga) dan non domestic.
Menurut kodoatie dan sjarief (2005) kebutuhan air yang dimaksud adalah kebutuhan
air yang digunakan untuk menunjang segala kegiatan manusia, meliputi air bersih domestic
dan non domestik, air irigasi baik pertanian maupun perikanan, dan air untuk penggelontoran
kota. Air bersih digunakan untuk memenuhi kebutuhan :
a.
Kebutuhan air domestik : keperluan rumah tangga
b.
Kebutuhan air non domestik : untuk industri, pariwisata, tempat ibadah, tempat
social serta tempat komersial atau tempat umum lainnya
Kebutuhan Air Domestik
Kebutuhan air domestik sangat ditentukan oleh jumlah penduduk dan konsumsi per
kapita.kecendrungan populasi dan sejarah populasi dipakai sebagai dasar perhitungan
kebutuhan air domestic terutama dalam kecendrungan laju pertumbuhan (growth rate trance).
Pertumbuhan ini juga tergantung dari perkembaangan tata ruang kabupaten. (Kodoatie Dan
Sjarief,2005) Estimasi populasi untuk masa yang akan dating merupakan salah satu parameter
utama dalam penentuan kebutuhan air domestik. Laju penyambungan juga menjadi parameter
yang dipakai untuk analisis. Propensitas untuk penyambungan perlu dilakukan untuk
mengetahui survey kebutuhan nyata terutama di wilayah yang sudah ada sistem
penyambungan penyediaan air bersih dari PDAM. Hal ini akan memberikan dampak terhadap
Universitas Sumatera Utara
perubahan harga dan otorirtas public terhadap otoritas suplai air. Untuk penentuan
penyambungan di masa yang akan dating maka laju penyambungan yang ada saat ini dapat
dipakai sebagai dasar analisis. (Kodoatie Dan Sjarief,2005).
Kebutuhan air domestik untuk kota dibagi dalam beberapa kategori, yaitu :
Kota kategori I ( Metropolitan )
Kota kategori II ( Kota Besar )
Kota kategori III ( Kota Sedang )
Kota kategori IV ( Kota Kecil )
Kota kategori V ( Desa )
Kategori kota berdasarkan jumlah penduduk (jiwa)
>
100.000
s/d
1.
s/d
1.
00
00
0.
Uraian
<
500.000
100.000
0.0
00
0
s/d
50
0.
00
20.000
00
0
.
0
0
Kota
Kota
Kota
Metropolita
B
Se
n
es
da
ar
ng
3
4
2
0
0
Kota
1
2
D
e
Ke
s
cil
a
5
6
1. Konsumsi Unit
6
Sambungan Rumah
15
(SR)
>
0
(liter/org/
15
-
hari)
0
12
0
90
80
–
-
12
12
0
0
0
–
8
0
2. Konsumsi Unit
20
20
20
20
2
Universitas Sumatera Utara
Hidran (HU)
-
-
–
-
(liter/org/hari)
40
40
40
40
0
–
4
0
3. Konsumsi unit
non domestik
a. Niaga Kecil
600 – 900
600 – 900
600
1000–5000
1000– 5000
1500
0.2 – 0.8
0.2 – 0.8
0.2 – 0.8
d. Pariwisata
0.
0.
0.
(liter/deti
1
1
1
k/ha)
–
–
–
0.
0.
0.
3
3
3
(liter/unit/hari)
b. Niaga Besar
(liter/unit/hari)
c. Industri Besar
(liter/detik/ha)
2
4.
Kehilang
an Air
(%)
0
20
20
20
20
-
-
–
-
30
30
30
30
-
3
0
1.15–1.25
5. Faktor
Hari
Maksimu
m
1.15 – 1.25
1.15 – 1.25
*
*
ha
ha
ri
ria
an
n
1.15 – 1.25
*
har
ian
1.15 – 1.25
*
*
ha
h
ria
a
n
r
i
Universitas Sumatera Utara
a
n
1.75 – 2.0
1.75 – 2.0
*h
6.Faktor
ar
Jam
i
Puncak
m
ak
s
1.75 – 2.0
*h
ari
m
ak
s
1.75 – 2.0
*h
ari
ma
ks
1.75 – 2.0
*h
ari
m
ak
s
*
h
a
r
i
m
a
k
s
7. Jumlah Jiwa Per
SR (Jiwa )
5
5
5
8. Jumlah Jiwa Per
5
10
HU
10
10
10
0-
(Jiwa)
0
0
0
20
0
5
2
0
0
9. Sisa Tekan Di
penyediaan
Distribusi
10
10
10
10
24
24
24
24
1
0
(Meter)
10.
Jam
Operasi
(jam)
11.
2
4
Volume
1
Reservoir ( % Max
5
Day Demand )
15
15
15
15
-
-
–
-
25
25
25
25
-
2
5
Universitas Sumatera Utara
12. SR :
HU
13.
50 : 50
50 : 50
s/d
s/d
80
80
:
:
20
20
90
90
7
80
70
:
:
20
30
:
3
0
Cakupan
Pelayanan
0
90
90
(%)
7
0
Tabel 2.3. Kategori Kota berdasarkan Jumlah Penduduk
(Sumber : Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU, 1996)
Kebutuhan Air Non Domestik
Kebutuhan air non-domestik meliputi : pemanfaatan komersial, kebutuhan institusi,
dan kebutuhan industri. Kebutuhan air komersil untuk satu daerah cenderung meningkat
sejalan dengan peninhkatan penduduk dan perubahan tatguna lahan. Kebutuhan ini bisa
mencapai 20 sampai 25% dari total suplai (produksi air). (Kodoatie Dan Sjarief,2005)
Kebutuhan institusi antar lain meliputi kebutuhan kebutuhan air untuk sekolah, rumah sakit,
gedung, gedung pemerintah, tempat ibadah dan lain-lain. Untuk penentuan besaran besaran
kebutuhan ini cukup sulit karena sangat tergantung dari perubahan tata guna lahan dan
populasi. Pengalaman menyebutkan angka 5% cukup representative. (Kodoatie Dan
Sjarief,2005).
Kebutuhan air non domestik menurut kriteria perencanaan pada Dinas PU dapat dilihat dalam
Tabel berikut ini :
Universitas Sumatera Utara
SEKTOR
NILAI
SATUAN
Sekolah
10
liter/murid/hari
Rumah Sakit
200
liter/bed/hari
Puskesmas
2000
liter/unit/hari
Masjid
3000
liter/unit/hari
Kantor
10
liter/pegawai/hari
Pasar
12000
liter/hektar/hari
Hotel
150
liter/bed/hari
Rumah Makan
100
liter/tempat duduk/hari
Kompleks Militer
60
liter/orang/hari
Kawasan Industri
Kawasan
Pariwisata
0,2 – 0,8
liter/detik/hektar
0,1 –
liter/detik/hektar
0,3
Tabel 2.4. Kebutuhan Air Non Domestik Untuk Kota Kategori I, II, III, IV
(Sumber : Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU, 1996)
SEKTOR
NILAI
SATUAN
Sekolah
5
liter/murid/hari
Rumah Sakit
200
liter/bed/hari
Puskesmas
1200
liter/unit/hari
Masjid
3000
liter/unit/hari
Musholla
2000
Liter/unit/hari
Pasar
12000
Liter/hektar/hari
Komersial /
10
Liter/hari
Industri
Tabel 2.5. Kebutuhan Air Non Domestik Untuk Kategori V ( Desa )
(Sumber : Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU, 1996)
Universitas Sumatera Utara
SEKTOR
NILAI
SATUAN
Lapangan Terbang
10
liter/orang/detik
Pelabuhan
50
liter/orang/detik
StasiunKA dan
10
liter/orang/detik
Terminal bus
0,75
Kawasan
liter/detik/hektar
Industri
Tabel 2.6. Kebutuhan Air Non Domestik Untuk Kategori lain
(Sumber : Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU, 1996)
2.6.1. Standard Kebutuhan Air Di Negara Lain
Perbedaan pemakaian air domestik sangat ditentukan oleh karakteristik komponen
yang ada di dalamnya. Sebagai contoh kebutuhan air domestik penduduk kota industri besar
di Amerika Serikat sebesar 600 sampai dengan 800 liter/orang/hari, sementara kebutuhan air
beberapa kota besar dan daerah perkotaan di dunia sebesar 300 sampai dengan 550
liter/orang/hari. Di Inggris dan Wales sebesar 288 liter/orang/hari tahun 1998/1999.
Sementara pada tahun 1997/1998 penggunaan air rata-rata di Skotlandia sudah mencapai 460
liter/orang/hari dan di Irlandia Utara pada saat yang sama sudah mencapai 407
liter/orang/hari. Di negara –negara yang sudah maju keb
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Siklus Hidrologi
Siklus Hidrologi adalah suatu proses yang berkaitan, dimana air diangkut dari
lautan ke atmosfer (udara), ke darat dan kembali lagi ke laut.
Air di lautan menguap sebagai akibat penyinaran surya, dan awan uap air
bergerak melewati daratan. Pencurahan terjadi sebagai salju, butiran es, dan hujan
di atas daratan, dan air pun mulai mengalir kembali ke laut. Salju dan es di daratan
adalah air dalam simpanan sementara. Hujan yang tercurah di permukaan darataan
mungkin tercegat oleh tumbuhan dan menguap kembali ke udara. Ada sedikit yang
meresap ke dalam tanah dab bergerak ke bawah atau meneus masuk ke dalam jalur
tanah dibawah yang jenuh, dibwah muka air tanah atau muka freatik. Air dalam
jalur ini mengalir perlahan lahan melalui akuifer atau lapisan pembawa air ke alur
sungai atu kadang kadang langsung ke laut. Air yang meresap juga memberi makan
kepada kehidupan tumbuhan yang di permukaan dan ada pula air yang tersedot ke
atas tumbuhan itu, dan disanalah berlangsunng pemeluhan dari permukaan
tumbuhan berdaun.( Wilson, 1993).
Air yang tertinggal di permukaan ada sebagian yang menguap kembali
menjadi uap, tetapi bagian terbesar bergabung ke dalam anak air dan melimpas
sebagai larian atau limpasanpermukaaan ke alur sungai. Permukaan sungai dan
danau pun menguap, dan makin banyak lagi yang dipindahkan dari sini. Akhirnya,
air yang tersisa yang tidak meresap atau menguap tiba kembali di laut lewat alur
sungai. Air tanah, bergerak lebih perlahan lahan, mungkin muncul kembali ke
dalam alur sir atau sungai di dekat garis pantai dan merembes ke dalam laut, dan
seluruh daur pun berulang lagi.(Wilson, 1993).
Air yang jatuh di permukaaan tanah terpisah menjadi dua bagian, yaitu bagian yang
mengalir di permukaan yang selanjutnya mejadi aliran limpasan (overland flow) yang
selanjutnya dapat menjadi limpasan (run-off), yang seterusnya merupakan aliran sungai dan
ke laut. Aliran limpasan sebelum mencapai saluran dan sungai, mengalir dan tertahan di
permukaan tanah dalam cekungan cekungan dan sampai jumlah tertentu merupakan bagian
air yang hilang karena proses infiltrasi, yang disebut sebagai tampungan-cekungan
(depression storage). (Harto, 1993).
Bagian lainnya masuk ke dalam tanah melalui proses infiltrasi (infiltration).
Tergaantung dari stuktur geologinya, dapat terjadi aliran mendatar yang disebut aliran antara
Universitas Sumatera Utara
(interflow, subsurface flow). Bagian air ini juga mencapai sungai dan atau laut. Bagian lain
dari air yang terinfiltrasi dapat diteruskan sebgai air perkolasi yang mencakup akuifer
(aquifer, ground water storage). Air ini selanjutnya juga mengalir sebagai aliran air tanah
mencapai sungai/laut (Harto, 1993).
Sebagian air hujan yang tiba ke permukaan tanah akan masuk ke dalam tanah
(infiltrasi). Bagian lain yang merupakan kelebihan akan mengisi lekuk lekuk permukaan
tanah, kemudian mengalir ke daerah daerah yang rendah, masuk ke sungai sungai dan
akhirnya ke laut. Tidak semua butir air yang mengalir akan tiba ke laut. Dalam perjalanan ke
laut sebagian akan menguap dan kembali ke udara. Sebagian air yang masuk ke dalam tanah
keluar kembali segera ke sungai sungai (disebut aliran intra=interflow). Tetapi sebagian besar
akan ersimpan sebgai air tanah (groundwater) yang akan keluar sedikit demi sedikit dalam
jangka waktu yang lama ke permukaan tanah di daerah daerah yang rendah (disebut
groundwater runnof= limpasan air tanah). Jadi sungai itu mengumpulkan 3 jenis limpasan,
yakni limpasan permukaan (surface runoff), aliran imntra (interflow) dan limpasan air tanah
(groundwater runoff) yang akhirnya akan mngalir ke laut. (Suryono, 2003)
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut ini :
Gambar 2.1. Proses perjalanan air dalam siklus hidrologi (Kodoatie & Sjarief, 2007) dengan
modifikasi)
Perjalanan air tersebut berada dalam ruang baik; ruang darat, ruang laut dan
ruang udara termasuk ruang didalam bumi. Dikaitkan dengan istilah dalam
penataan ruang, air dalam proses perjalanannya ada berinteraksi dan dalam tata
ruang yang berupa wujud struktur ruang dan pola ruang. Dalam wujud struktur
ruang, air mengalir pada/dalam susunan pusat-pusat permukiman dan sistem
Universitas Sumatera Utara
jaringan prasarana dan sarana (infrastruktur). Dalam wujud pola ruang, perjalanan
air melalui dan berinteraksi dengan distribusi peruntukan ruang untuk
fungsilindung dan peruntukan ruang untuk fungsi budi daya. Di daerah
tangkapan/imbuhan (recharge area) air tanah, air dari permukaan tanah meresap ke
dalam tanah mengisi akuifer bebas (unconfined acuifer) maupun akuifer tertekan
(confined acuifer). Di daerah pelepasan/luahan (discharge area) air tanah keluar
dengan berbagai cara, misalnya menjadi mata air, air dalam sumur dangkal maupun
air dalam sumur bor (sumur dalam) tau menjadi aliran dasar (base flow).
2.2.Air
Air adalah sumber daya berupa air yang berguna atau potensial bagi manusia.
Kegunaan air meliputi penggunaan di bidang pertanian, industri, rumah tangga,rekreasi, dan
aktivitas lingkungan.
Air bersih adalah salah satu jenis sumber daya berbasis air yang bermutu baik dan
bisa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau dalam melakukan aktivitas mereka
sehari-hari termasuk diantaranya adalah sanitasi.Untuk konsumsi air minum menurut
departemen kesehatan, syarat-syarat air minum adalah tidak berasa, tidak berbau, tidak
berwarna, dan tidak mengandung logam berat. Walaupun air dari sumber alam dapat
diminum oleh manusia, terdapat risiko bahwa air ini telah tercemar oleh bakteri (misalnya
Escherichia coli) atau zat-zat berbahaya. Walaupun bakteri dapat dibunuh dengan memasak
air hingga 100 °C, banyak zat berbahaya, terutama logam, tidak dapat dihilangkan dengan
cara ini. Ada beberapa sumber air bersih yang bias di manfaatkan antara lain yaitu sungai.
Sungai rata-rata lebih dari 40.000 kilometer kubik air segar diperoleh dari sungai-sungai di
dunia. Karena pentingnya kebutuhan akan air bersih, maka adalah hal yang wajar jika sektor
air bersih mendapatkan prioritas penanganan utama karena menyangkut kehidupan orang
banyak.
Sangat jelas terlihat bahwa seluruh manusia membutuhkan air tawar. 97% air di bumi
adalah air asin, dan hanya 3% berupa air tawar yang lebih dari 2 per tiga bagiannya berada
dalam bentuk es di glasier dan es kutub. Air tawar yang tidak membeku dapat ditemukan
terutama di dalam tanah berupa air tanah, dan hanya sebagian kecil berada di atas permukaan
tanah dan di udara. Air tawar adalah sumber daya terbarukan, meski suplai air bersih terus
berkurang.
Universitas Sumatera Utara
Permintaan air telah melebihi suplai di beberapa bagian di dunia dan populasi
dunia terus meningkat yang mengakibatkan peningkatan permintaan terhadap air bersih.
Perhatian terhadap kepentingan global dalam mempertahankan air untuk pelayanan ekosistem
telah bermunculan, terutama sejak dunia telah kehilangan lebih dari setengah lahan
basah bersama dengan nilai pelayanan ekosistemnya.
Ekosistem air tawar yang tinggi biodiversitasnya saat ini terus berkurang lebih cepat
dibandingkan dengan ekosistem laut ataupun darat.Air adalah unsur yang tidak dapat
dipisahkan dari umat manusia, yakni demi perdaban manusia. Bahkan dapat dipastikan, tanpa
pengembangan sumber daya air secara konsisten peradaban manusia tidak akan mencapai
tingkat yang dinikmati sampai saat ini. Oleh karena itu pengembangan dan pengelolaan
sumber daya air merupakan dasar peradaban manusia. (Sunaryo,Walujo dan Aris,2004)
2.2.1. Perkiraan Volume Air Secara Global Di Bumi
Secara garis besar total volume air yang ada yaitu air asin dan air tawar di dunia adalah
1.385.984.619 km3, terdiri atas (UNESCO, 1978 dalam Chow dkk.,1988) :
•
•
Air laut (air asin)
: 1.338.000.000 km3 atau 96,54 %
Lainnya (air tawar+asin)
: 47.984.610 km3 atau 3,46 %
•
Air asin diluar air laut
: 12.955.400 km3 atau 0,93 %
Air tawar
: 35.029.210 km3 atau 2,53 %
•
Jumlah total air tawar di dunia, diluar es di kutub, diluar es lainnya dan salju
adalah 10.665,11 x 103 km3 dengan rincian air tanah tawar 98,73% dan air tanah
dangkal 0,15%. Sisanya sebanyak 1,11% terdiri dari: danau tawar (0,85%),
rawa/payau (0,11%), sungai (0,02%), air biologi (0,01%), dan air udara
(0,12%). Perinciannya ditunjukkan dalam tabel 2.1
N
Tempat
o
Ar
Volume
ea
3
%
%
Thd.
Thd.
Total
Total
06
Air
Air
K
Yang
Tawa
Ada
r
(1
(10
3
Km )
2
m
)
1
Laut
3
1.338.0
96,5
6
00
379
-
1,
3
Universitas Sumatera Utara
2
Air
tanah
1
10.530
0,75
30,0
a.tawar
3
12.870
97
61
b.asin
4,
0,92
8
86
1
3
4,
8
3
Air
di
tanah
8
16,50
2
0,00
0,04
12
7
dangka
l
(soil
moistur
e
4
5
Es
di
1
24.023,
1,73
68,5
kutub
6
50
33
81
Es
0,
340,60
0,00
0,97
lainnya
3
66
2
di salju
6
7
8
Danau
a.tawar
1,
91,00
0,00
0,26
b.asin
2
85,40
66
0
0,
0,00
8
62
Rawa/p
2,
ayau
7
sungai
1
11,47
2,12
4
0,00
0,03
08
3
0,00
0,00
02
6
0,00
0,00
01
3
8,
8
9
Air
5
biologi
1
1,12
Universitas Sumatera Utara
0
1
Air
0
udara
di
5
12,90
1
0,00
0,03
09
7
100
-
100
0
Total
5
1.385.9
air
1
84,61
yang
0
ada
Total
1
35.029,
2,52
air
4
21
74
tawar
8,
8
Tabel 2.1 Jumlah Air Di Dunia (UNESCO, 1978 dalam Chow dkk, 1988)
Tabel 2.1 menunjukkan es di kutub (baik utara maupun selatan) merupakan
sumber terbesar air tawar lalu diikuti air tanah.
Dari tabel 2.1 bila hanya dilihat jumlah air tawar di luar kutub dan diluar es
lainnya maka perinciannya ditunjukkan dalam tabel 2.2
L
Vol
Ked
%T
N
Tem
u
um
ala
hd.T
T
o
pat
a
e
man
otal
o
/
Air
t
Km
Keti
Taw
a
2
nggi
ar
l
s
A
(10
)
6
r
an
e
(M)
%
a
(
1
0
6
K
m
2
)
Universitas Sumatera Utara
1
2
Air
1
10.
78.
98.
tana
3
53
12
73
h
4
0
tawa
,
r
8
Air
8
16.
0.2
0.1
tana
2
50
0
5
Dan
1
91
75.
0.8
au
.
83
5
air
2
9
8
h
.
8
9
dang
kal
3
tawa
r
4
5
Raw
2
11.
4.2
0.1
a/pa
.
47
5
1
yau
7
Sung
1
2.1
0.0
0.0
1
ai
4
2
1
2
.
8
1
.
1
8
6
7
Air
5
1.1
0.0
0.0
biolo
1
2
022
1
gi
0
Air
5
12.
0.0
0.1
di
1
90
253
2
udar
0
100
a
Tota
5
10.
158
l air
1
66
,44
tawa
0
5,1
1
0
0
Universitas Sumatera Utara
r
1
Tabel 2.2 Jumlah Air Tawar Diluar Kutub Dan Diluar Es Lainnya Dan Salju
(UNESCO, 1987 dalam Chow dkk., 1988)
Tabel 2.2 menunjukkan bahwa air tanah diluar es merupakan sumber air
terbesar, yaitu 98.89% dibandingkan dengan total air permukaan yang hanya
1.11%.
2.3. Sumber Daya Air
Menurut Sutrisno (2004) sumber-sumber air ada empat yaitu:
1. Air laut
Mempunyai sifat asin, karena mengandung garam NaCl, dimana kadar garam NaCl dalam air
laut 3%. Dengan keadaan ini, maka air laut tidak memenuhi syarat untuk diminum.
2. Air atmosfir, air meteriologik
Dalam keadaan murni, sangat bersih, karena dengan adanya pengotoran udara yang
disebabkan oleh kotoran-kotoran industri/debu dan lain sebagainya. Maka untuk menjadikan
air hujan sebagai sumber air minum hendaknya pada waktu menempung air hujan jangan
dimulai pada saat hujan mulai turun, karena masih banyak mengandung kotoran.
Selain itu air hujan mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun
bak-bak reservoir, sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi (karatan).
3. Air permukaan
Adalah air hujan yang mengalir dipermukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan
mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu,
daun-daun, kotoran industri kota dan sebagainya.
Beberapa pengotoran ini, untuk masing-masing air permukaan akan berbeda-beda, tergantung
pada daerah pengaliran air permukaan ini. Jenis pengotorannya adalah merupakan kotoran
fisik, kimia dan bakteriologi. Setelah mengalami suatu pengotoran, pada suatu air permukaan
itu akan mengalami suatu proses pembersihan sendiri yang dapat dijelaskan sebagai berikut :
udara yang mengandung Oksigen atau gas O2 akan membantu mengalami proses
pembusukan yang terjadi pada air permukaan yang telah mengalami pengotoran, karena
selama dalam perjalan , O2 akan meresap ke dalam air permukaan.
Panjangnya daerah perusakan ini tergantung pada :
• Sifat dan banyak pengotoran
- Aliran sungai (cepat atau lambat)
- Suhu/temperature
Universitas Sumatera Utara
• Kadar Oksigen yang terlarut
Air permukaan ada 2 macam yaitu :
Air sungai
Dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu pengolahan
yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya mempunyai derejat
pengotoran yang tinggi sekali. debit yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan akan air
minum pada umumnya dapat mencukupi.
Air rawa/danau
Kebanyakan air rawa ini berwarna yang disebabkan oleh adanya zat-zat organis yang telah
membusuk, misalnya asam humus yang larut dalam air yang menyebabkan warna kuning
coklat. Dengan adanya pembusukan kadar zat organis tinggi, maka kadar Fe dan Mn akan
tinggi dan dalam keadaan kelarutan O2 sangat kurang (anaerob), maka unsur-unsur Fe dan
Mn ini akan larut. Pada permukaan air akan tumbuh algae (lumut) karena adanya sinar
matahari dan O2.
Untuk pengambilan air, sebaiknya pada kedalaman tertentu di tengah-tengah agar endapanendapan Fe dan Mn tak terbawa, demikian pula pada lumut yang ada pada permukaan
rawa/telaga.
4. Air Tanah
Menurut Soemarto (1995) Yang dimaksud dengan air tanah adalah air yang menempati
rongga-rongga dalam lapisan geologi. Lapisan tanah yang terletak di bawah permukaan air
tanah dinamakan daerah jenuh (saturated zone), sedangkan daerah tidak jenuh terletak di atas
daerah jenuh sampai ke permukaan tanah, yang rongga-rongganya berisi air dan udara.
Karena air tersebut meliputi lengas tanah (soil moisture) dalam daerah perakaran (root zone),
maka air mempunyai arti yang sangat penting bagi pertanian,botani dan ilmu tanah. Antara
daerah jenuh dan daerah tidak jenuh tidak ada garis batas yang tegas, karena keduanya
mempunyai batas yang independen, di mana air dari kedua daerah tersebut dapat bergerak ke
daerah yang lain atau sebaliknya. Air tanah merupakan sumber daya penting dalam
penyediaan air di seluruh dunia. Penggunaannya dalam irigasi, industri dan air minum makin
meluas.
Sedangkan menurut Sutrisno (2004) air tanah terbagi atas :
•
Air tanah dangkal
Terjadi karena adanya proses peresapan air dari permukaan tanah, lumpur akan tertahan,
demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air tanah akan jernih tetapi lebih banyak
Universitas Sumatera Utara
mengandung zat kimia (garam-garam yang terlarut) karena melalui lapisan tanah yang
mempunyai unsur-unsur kimia tertentu untuk masing-masing lapisan tanah. Lapisan tanah di
sini berfungsi sebagai saringan. Di samping penyaringan, pengotoran juga masih terus
berlangsung, terutama pada muka air yang dekat dengan muka tanah, setelah menemui
lapisan rapat air, air akan terkumpul merupakan air tanah dangkal di mana air tanah ini
dimanfaatkan untuk sumber air minum melalui sumur-sumur dangkal.
•
Air tanah dalam
Terdapat setelah lapis rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam, tak semudah
pada air tanah dangkal. Dalam hal ini harus digunakan bor dan memasukkan pipa
kedalamnya sehingga dalam suatu kedalaman (biasanya antara 100-300 m) akan didapatkan
suatu lapis air.
Jika tekanan air tanah ini besar, maka air dapat menyembur ke luar dan dalam keadaan ini,
sumur ini disebut dengan sumur artetis. Jika air tak dapat ke luar dengan sendirinya, maka
digunakan pompa untuk membantu pengeluaran air tanah dalam ini.
•
Mata Air
Adalah air tanah yang ke luar dengan sendirinya ke permukaan tanah. Mata air yang berasal
dari tanah dalam, hamper tidak terpengaruh oleh musim dan kualitas/kualitasnya sama
dengan keadaan air dalam.
Berdasarkan keluarnya ( mata air) terbagi atas :
o Rembesan, dimana air ke luar dari lereng-lereng gunung.
o Umbul, di mana air ke luar ke permukaan pada suatu dataran.
2.4. Potensi Sumber Daya Air
Air yang mengalir ke bawah di lereng bukit dapat memutarkan roda roda air, yang
mengahsilkan tenaga yang berguna. Air pada sutu lereng dapat kehilangan sebagian
kapasitasnya untuk kerja dan mempunyai sutu kandungan energy bebas yang lebih rendah
daripada air di puncaknya. Jadi kita mempunyai satu aliran air yang bertenaga penggeraknya
adalah perbedaan dalam energy bebas di antara puncak, leeng dan dasar lereng.
Karena potensial air bertambah dengan naiknya suhu, adalah penting
mempertahankan suhu konstn selama satu seri pengukuran. Sebaliknya potensial air adalah
Universitas Sumatera Utara
lebih rendah daripada air murni oleh terlarutnya bahan dan juga oleh ikatan air ke permukaan
oleh kekuatan matrik.
Sirkulasi yang kontinu antara air laut dan air daratan berlangsung terus. Sirkulasi ini
dinamakan sirklus hidrologi. Tapi sirkulasi air ini tidak merata, karena kita melihat perbedaan
besar persipitasi dari tahun ke tahun, dari musim ke musim dan juga dari wilayah ke wilayah
yang lain. Sirkulasi ini dipengaruhi oleh kondisi meteorology (suhu, tekanan atmosfir, angin
dan lain-lain) dan kondisi topografi; kondisi meteorology adalah factor factor yang
menentukan.
Air permukaan tanah yang dibutuhkan untuk kehidupan dan produksi adalah air yang
terdapat dalam proses sirkulasi ini. Jadi jika sirkulasi ini tidak merata, maka akan terjadi
bermacam macam kesulitan. Jika terjadi sirkulasi yang lebih, seperti banjir, maka harus
diadakan pengendalian banjir. Jika terjadi sirkulasi yang kurang, maka kekurangan air ini
harus ditambah dalam suatu usaha pemanfaatan air.
Untuk lebih jelasnya mengenai potensi air dari masing masing jenissumber air, maka
dapat kita lihat sebagai berikut :
2.4.1. Estimasi Potensi Air Hujan Pada Suatu Wilayah
Air hujan juga merupakan sumber air baku untuk keperluan rumah tangga, pertanian,
dan lain-lain. Air hujan dapat diperoleh dengan cara penampungan, air hujan dari atap rumah
dialirkan ke tempat penampungan yang kemudian dapat dipergunakan untuk keperluan rumah
tangga. Air hujan tidak selalu dapat digunakan secara langsung, diakibatkan kandungan
elektrik yang dikandung awan serta tidak terjaminya sterilisasi wadah penampungan yang
terbuka.
Pemanenan air hujan (rainwater harvesting) sudah banyak dilakukan sejak lama,
khususnya di pedesaaan dimana sumber air lainnya, yaitu air tanah tidak mencukupi, atau
pengadaanya terlalu mahal. Pemanenean air hujan digunakan untuk memenuhi kebutuhan
rumah tangga dan ternak, terutama menjelang dan selama musim kemarau panjang. Cara
yang dilakukan yaitu dengan pengumpulan air hujan yang mengucur dari atap rumah. Untuk
skala besar pemanenan air hujan dilakukan di daerah tangkapan air.(Kodoatie dan Sjarief,
2005).
Curah hujan yang diperlukan untuk penyusunan suatu rancangan pemanfaatan air dan
rangkaian pengendalian banjir dalah curah hujan rata rata di seluruh daerah yang
bersangkutan, bukan curah hujan pada suatu titik tertentu. Curah hujan ini disebut curah
hujan wilayah/daerah dan dinyatakan dalam mm.curah hujan suatu daerah harus diperkirakan
Universitas Sumatera Utara
dari beberapa titik pengamatan curah hujan. Cara perhitungan curah hujan yang paling sering
digunakan adalah cara Thiessen. Cara thiessen digunakan jika titik titik pengamatan di dalam
suatu daerah itu tidak tersebar merata, maka cara perhitungan curah hujan rata rata itu
dilakukan dengan memperhitungkan daerah pengaruh tiap titik pengamatan. Berikut
rumusnya :
=
=
=
Di mana :
: curah hujan daerah
: curah hujan di tiap titik pengamatan dan n adalah jumlah titik titik
pengamatan.
: bagian daerah yang mewakili tiap titik pengamatan.
:
,
…
Bagian bagian daerah
ditentukan dengan cara seperti berikut :
1) Cantumkan titik titik pengamatan di dalam dan di sekitar daaerah itu pada peta
topografi skala 1:50.000, kemudian hubungkan tiap titik yang berdekatan dengan
sebuah garis lurus (dengan demikian akan terlukis jaringan segi tiga yang
menutupi seluruh daerah).
2) Daerah yang bersangkutan itu dibagi dalam polygon-poligon yang didapat dengan
menggambar garis bagi tegak lurus pada tiap sisi segitiga tersebut di atas. Curah
hujan dalam tiap polygon itu dianggap diwakili oleh curah hujan dari titik
pengamatan dalam tiap polygon itu. Luas tiap polygon itu diukur dengan
planimeter atau dengan cara lain.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2. Pembagian daerah dengan cara Thiessen
2.4.2. Estimasi Potensi Air Sungai Pada Suatu Wilayah
Debit air sungai adalah tinggi permukaan air sungai yang terukur oleh alat
ukur permukaan air sungai. Pengukuran dilakukan tiap hari, atau dengan pengertian
yang lain debita tau aliran sungai adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air)
yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu. Debit air
sungai dapat dimanfaatkan dalam pembuatan PAM, saluran irigasi bahkan
pembangkit listrik tenaga air. Debit aliran dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor,
seperti : besar kecilnya aliran dalam sungai, angin, hujan dan lain sebagainya.
Untuk kebutuhan usaha pemanfaatan air, pengamatan permukaan air sungai dilakukan
pada tempat tempat di mana akan dibangun bangunan seperti bendungan, bangunan bangunan
pengambilan air dan lain lain. Untuk kebutuhan usaha pengendalian sungai atau pengaturan
sungai, maka pengamatan itu dilaksanakan pada tempat yang dapat memeberikan gambaran
mengenai banjir termasuk tempat tempat perubahan tiba tiba dari penampang sungai.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3. Wilayah Sungai
Salah satu langkah perhitungan untuk mendapatkan debit air sungai bias kita
peroleh berdasarkan data curah hujan dengan potensi luasan area sungai tersebut.
Dalam Statistik dikenal beberapa jenis distribusi frekuensi dan yang banyak
digunakan dalam hidrologi yaitu :
1.
2.
3.
4.
Distribusi Normal
Distribusi Gumbell
Distribusi Log- Normal
Distribusi Log – Person Type III
(Ersin, 1990).
Distribusi Normal
Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi gauss. Distribusi ini
mempunyai probability density function sebagai berikut :
exp
dimana :
P (X) = Fungsi densitas peluang normal (ordinat kurva normal)
X
= Variabel acak kontinu
µ
= Rata-rata nilai X
σ
= Simpangan baku dari X
Analisis kurva normal cukup menggunakan statistik µ dan σ . Bentuk
kurvanya simetris tehadap X = µ, dan grafiknya selalu diatas sumbu datar X serta
mendekati sumbu X dan di mulai dari X = µ + 3 σ dan X = µ - 3 σ,nilai mean =
median = modus.
Universitas Sumatera Utara
Gambar. 2.4. Kurva distribusi frekuensi normal
Dari gambar kurva diatas dapat diterangkan bahwa :
1)
Kira-kira 68,27 % terletak di daerah satu deviasi standart sekitar nilai rata-rata yaitu
antara (µ - σ ) dan (µ + σ).
2)
Kira-kira 95,45% terletak didaerah dua deviasi standart sekitar nilai rata-ratanya yaitu
antara (µ - 2σ ) dan (µ + 2σ)
3)
Kira-kira 99,73 % terletak di daerah tiga deviasi standart sekitar nilai rata-ratanya yaitu
antara (µ - 3 σ ) dan (µ - 3 σ ).
Rumus yang umum digunakan untuk distribusi normal adalah :
=
.S
Di mana :
XT
= Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang Ttahun
= Nilai rata-rata hitung sampel
s
= Deviasi standard nilai sampel
KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau yang digunakan
periode ulang dan tipe model matematik distribusi peluang yang digunakan untuk
analisis peluang. (Suripin, 2004).
Menurut Harto (2000), menyatakan bahwa masing-masing distribusi
mempunyai sifat yang khas, sehingga data curah hujan harus diuji kecocokannya
dengan sifat statistik masing-masing distribusi tersebut. Pemilihan distribusi yang
tidak benar dapat menimbulkan kesalahan prkiraan yang cukup besar, baik over
estimate maupun under estimate.
Metode yang umum diterapkan untuk menetapkan debit sungai adalah
metode profil sungai (cross section). Pada metode ini debit merupakan hasil
perkalian antara luas penampang vertical sungai (profil sungai) dengan kecepatan
aliran air.
Universitas Sumatera Utara
Q=AxV
Keterangan :
Q = Debit aliran (m/s)
A = Luas Penampang vertical (m)
V = Kecepatan aliran sungai (m/s)
Luas penampang diukur dengan menggunakan meteran dan piskal (tongkat
bambu atau kayu) dan kecepatan aliran diukur dengan menggunakan ‘current
meter’.
Rumus DAS
Peubah acak khusus luahan banjir sungai sudah menarik para insiyur dan
hidrologiwan sejak awal adanya ilmu hidrologi. Sejak itu pula, orang telah mengajukan
banyak rumus yang menentukan ‘banjir terbesar’ yang kiranya dapat terjadi di DAS tertentu.
Semua rumus itu sifatnya empiris, dan diturunkan dari banjir yang teramati di DAS tertentu
dan biasanya berbentuk
Q = CAn
Di sini Q = luahan banjir dalam m3/det. (atau kaki3/det.)
A = luas DAS, dalam km2 (atau mil2)
n = angka penunjuk, biasanya antara 0,5 dan 1,25
C = koefisien yang bergantung pada iklim, DAS dan satuan
Untuk kejadian yang tidak dibenarkan penggunaan banjir bencana karena bahaya
terhadap hidup manusia dan keamanan bendungan. Rumus serupa dari jenis yang sama,
usulan Fuller, banyak digunakan orang di Amerika Serikat :
Qav = CA0,8
Di sini A adalah luas DAS dalam mil persegi
C koefisien, yang sering diambil sebesar 75
Qav nilai rerata luahan banjir tahunan dalm kaki3/det.
Nilai Qav kemudian disulihkan dalam rumus ini
Qm = Qav(1+0,8 log7)
Di sini T ialah masa ulang dalam tahun dan Qm ialah banjir tahunan terbesar ‘yang paling
mungkin’.
Universitas Sumatera Utara
2.4.3. Estimasi Potensi Air Tanah Pada Suatu Wilayah
Selain air sungai dan air hujan, air tanah juga mempunyai peranan yang sangat
penting terutama dalam menjaga keseimbangan dan ketersediaan bahan baku air untuk
kepentingan rumah tangga maupun untuk kepentingan industri. Dibeberapa daerah,
ketergantungan pasokan air bersih dan air tanah telah mencapai ± 70%. Sebenarnya di bawah
permukaan tanah terdapat kumpulan air yang mempersatukan kumpulan air yang ada di
permukaan.
Kumpulan air inilah yang disebut air tanah. Air bawah tanah atau sering disangka
dengan air tanah, adalah air yang terdapat pada ruang antar butir batuan atau celah-celah
batuan. Letak air tanah dapat mencapai beberapa puluh bahkan beberapa ratus meter di
bawah permukaan bumi. Lapisan batuan ada yang lolos air atau biasa disebut permeable dan
ada pula yang tidak lolos atau kedap air yang biasa disebut impermeable. Lapisan lolos air
misalnya terdiri dari kerikil, pasir, batuapung, dan batuan yang retak-retak, sedangkan lapisan
kedap air antara lain terdiri dari napal dan tanah liat atau tanah lempung. Sebetulnya tanah
lempung dapat menyerap air, namun setelah jenuh air, tanah jenis ini tidak dapat lagi
menyerap air.
Potensi air tanah di dalam cekungan sangat beragam tergantung dimensi cekungan,
karakteristik hidrolika akuifer, iklim dan curah hujan serta kondisi lahan penutup. Secara
alamiah potensi air tanah tidak sama di setiap tempat dan bahkan ada daerah yang karena
kondisi geologinya dapat dikategorikan merupakan daerah yang sulit air tanah atau tidak
mungkin dapat ditemukan air tanah.
Curah hujan yang masuk ke dalam tanah dan meresap ke lapisan yang dibawahnya
disebut air tanah. Banyaknyan air yang dapat tertampung di bawah permukaaan bergantung
pada kesarangan lapisan di bawah tanah. Lapisan pembawa air, disebut akuifer atau pehantar,
dapat terdiri dari bahan lepas seperti pasir dan kerikil atau bahan yang mnegras seperti batu
pasir dan batu gamping. Batu gamping nisbi kedap, tetapi dapat larut dalam air ajdi sering
meiliki kekar dan ‘lorong’ yang lebar lebar yang membuat batuan itu secara keseluruhan
serupa dengan batuan sarang dalam kemampuannya untuk memgang air dan bertindak
sebagai lapisan pembawa air.(Wilson, 1993).
Lapisan geologi yang dapat mengandung air dan dapat melepaskannya dalam jumlah
besar disebut sebagai akuifer (akuifer). Apabila akuifer ini di sebelah atas dibatasi oleh muka
air itu sendiri adan bagian bawah dibatasi oleh lapisan kedap air, maka akuifer ini disebut
sebagai akuifer bebas (unconfined aquiper). Bila akuifer tersebut terletak diantara dua buah
lapisan kedap air, maka disebut sebagai akuifer terkekang (confined aquifer). Jumlah air yang
Universitas Sumatera Utara
terkandung dalam akuifer maupun tebal lapisan akuifer sangat tergantung dari formasi
geologi, porositas, ‘recharge’ dari perkolasi. Jumlah ‘recharge’ ini jelas merupakan fungsi
kedalaman hujan, distribusi, sifat tanah dan sifat tutup tumbuhan.(Harto, 1993).
Gambar 2.5. Lapisan Air Tanah
Air tanah berada dalam formasi geologi yang tembus air (permeable) yang dinamakan
akuifer, yaitu formasi-formasi yang mempunyai struktur yang memungkinkan adanya
gerakan air melaluinya dalam kondisi medan (field- condition) biasa. Sebaliknya formasi
yang sama sekali tidak tembus air (impermeable) dinamakan aquiclude. Formasi tersebut
mengandung air tetapi tidak memungkinkan adanya gerakan air yang melaluinya, sebagai
contoh air dalam tanah liat.
Akuifer merupakan suatu formasi geologi yang terpenting dalam
penyediaan air tanah, jika konsisi memungkinkan air dapat mengalir
melewatinya. Menurut fetter (1994) akuifer didefinisikan sebagai suatu
formasi geologi yang dapat menyimpan dan meneruskan air dalam jumlah
yang cukup.
Sebagai lapisan kulit bumi, maka akuifer membentang sangat luas,
menjadi semacam reservoir bawah tanah. Pengisian akuifer ini dilakukan
oleh resapan air hujan kedalam tanah. Sesuai dengan sifat dan lokasinya
dalam siklus hidrologi, maka lapisan akuifer mempunyai fungsi ganda
sebagai media penampung (storage fungtion) dan media aliran (conduit
fungtion). Aliran air bawah tanah dapat di bedakan dalam aliran akuifer bebas
(unconfined aquifer) atau akuifer terkekang (confined aquifer).
Universitas Sumatera Utara
Unconfined Aquifer
Akifer tidak tertekan (unconfined aquifer) adalah akifer ini (disebut juga akifer bebas, freatik
atau non artesis) batas-batasnya adalah muka air tanah. Kelengkungan dan kedalaman muka
air tanah beragam tergantung pada kondisi kondisi permukaan, luas pengisian kembali, debit,
pemompaan dari sumur, permeabilitas, dan lain-lain. Tipe akifer ini sangat umum dijumpai
sebagai lapisan air tanah dangkal (Shallow Groundwater).
Akuifer tertekan/terkekang (confined aquifer) adalah lapisan rembesan air yangmengandung
kandungan air bawah tanah yang bertekanan lebih besar dari tekanan udara bebas/tekanan
atmosfir, karena bagian bawah dan atas dari akuifer ini tersusun dari lapisan kedap air
(biasanya tanah liat). Muka air bawah tanah dalam kedudukan ini disebut pisometri, yang
dapat berada di atas maupun di bawah muka tanah. Apabila tinggi pisometri berada di atas
muka tanah, maka air sumur yang menyadap akuifer jenis ini akan mengalir secara bebas. Air
bawah tanah dalam kondisi demikian disebut artoisis atau artesis. Dilihat dari kelulusan
lapisan pengurungnya akuifer tertekan/terkekang dapat dibedakan menjadi akuifer setengah
tertekan (semi-confined aquifer) atau tertekan penuh (confined aquifer).
Gambar 2.6. Jenis akuifer
Confined Aquifer
Akifer tertekan (confined aquifer) adalah akifer ini juga akifer artesis dimana air tanah
tertutup antara 2 strata yang relatif kedap air. Airnya ada dibawah tekanan dan bagian atasnya
dibatas oleh permukaan piezomeetrik. Jika suatu sumur dimasukkan kedalam akifer ini air
Universitas Sumatera Utara
akan menaik sampai aras piezometrik dan akan membentuk suatu sumur yang mengalir,
contoh : Air tanah dalam (Deep ground water).
Akuifer bebas/tak tertekan (unconfined aquifer) adalah lapisan rembesan air yang
mempunyai lapisan dasar kedap air, tetapi bagian atas muka air bawah tanah lapisan ini tidak
kedap air, sehingga kandungan air bawah tanah yang bertekanan sama dengan tekanan udara
bebas/tekanan atmosfir. Ciri khusus dari akuifer bebas ini adalah muka air bawah tanah yang
sekaligus juga merupakan batas atas dari zona jenuh akuifer tersebut.
Dalam analisis kebutuhan air pada sistem penyediaan air minum kota
tebing tinggi PDAM tirtA BULIAN SELAKU pengelola sistem penyediaan
air minum kota tebing tinggi belum mengoptimalkan sumber air tanah ini
sebagai sumber air baku untuk kebutuhan air minum kota tebing tinggi.
2.4.4. Mata Air
Mata air merupakan air tanah yang keluar dengan sendirinya ke
permukaan tanah. Mata air yang berasal dari dalam tanah hampir tidak
terpengaruh oleh musim dan kualitasnya sama dengan air tanah dalam.
Berdasarkan keluarnya (muncul kepermukaan tanah) mata air, dapat
dibedakan menjadi: mata air rembesan, yaitu mata air yang keluar dari lerenglereng dan mata air umbul, yaitu mata air keluar dari suatu daratan (Sutrisno
dan Suciastuti, 2002).
Mata air (spring) adalah keluaran terpusat dari air bawah tanah yang
muncul di permukaansebagai suatu aliran air. Mata air dilihat dari penyebab
kemunculannya dapat digolongkan menjadi dua (Bryan vide Tood, 1980),
yakni:
• Akibat dari kekuatan non gravitasi
• Akibat dari kekuatan- kekuatan gravitasi
Yang termasuk dalam golongan pertama adalah mata air yang
berhubungan dengan rekahan yang meluas hingga jauh ke dalam kerak bumi.
Mata air jenis ini biasanya berupa mata air panas.
Mata air gravitasi adalah hasil dari aliran air di bawah tekanan
hidrostatik. Secara umum jenis-jenisnya dikenal sebagai berikut:
• Mata air depresi (depression springs) terbentuk karena permukaan tanah
memotong muka air bawah tanah.
Universitas Sumatera Utara
• Mata air sentuh (countact springs) terbentuk karena lapisan yang lulus air yang
dialasi oleh lapisan yang relatif kedap air teriris oleh muka tanah.
• Mata air artesis (artesian springs) terbentuk oleh pelepasan air di bawah tekanan
dari akuifer tertekan pada singkapan akuifer atau melalui bukaan dari lapisan
penutup.
• Mata air pipaan atau rekahan (tubular of fracture springs) muncul dari saluran,
seperti lubang pada lava atau saluran pelarutan, atau muncul dari rekahanrekahan batuan padu yang berhubungan dengan air bawah tanah..
Munculan air bawah tanah ke permukaan karena budidaya manusia
lewat sumur bor dapat dilakukan dengan menembus saluran tebal akuifer
(fully penetrated) atau hanya menembus sebagian tebal akuifer (partially
penetrated).
Kualitas air dari mata air akan sangat tergantung dari lapisan mineral
tanah yang dilaluinya. Hal ini menunjukkan karakter-karakter khusus dari
mata air tersebut. Kebanyakan air yang bersumber dari mata air kualitasnya
baik sehingga umumnya digunakan sebagai sumber air minum oleh
masyarakat sekitarnya. Sebagai sumber air minum masyarakat, maka harus
memenuhi beberapa aspek yang meliputi kuantitas, kualitas dan kontinuitas
(Arthana, 2007).
2.5. Air Minum/Bersih
Bagi manusia kebutuhan akan air sangat mutlak karena sebenarnya zat pembentuk
tubuh manusia sebagian besar terdiri dari air yang jumlahnya sekitar 73% dari bagian tubuh.
Air di dalam tubuh manusia berfungsi sebagai pengangkut dan pelarut bahan-bahan makanan
yang penting bagi tubuh. Sehingga untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya manusia
berupaya mendapatkan air yang cukup bagi dirinya.
Menurut suripin (2002) penyediaan air bersih (public water supply) pada dasarnya
memerlukan air yang langsung dapat diminum (potable water). Air yang dimaksud harus
aman (sehat) dan bagus nuntuk diminum, tidak berwarna, tidak berbau, dengan rasa yang
segar. Air yang aman (sehat) tidak sama dengan air murni. Air murni, misalnya air suling,
adalah tidak berasa. Rasa air berasal dari terlarut nya garam mineral atau bahan campuran
lain.
Universitas Sumatera Utara
Air bersih harus mempunyai kualitas tinggi secara fisik, kimiawi maupun biologi
untuk mencegah timbulnya penyakit. Secara umum kualitas air untuk keperluan air bersih
dapat dilihat dibawah ini :
2.5.1 Kualitas Air
2.5.1.1 Standar Kualitas Air
Dengan adanya standard kualitas air, orang dapat mengukur kualitas dari berbagai
macam air. Setiap jenis air dapat diukur konsentrasi kandungan unsur yang tercantum
didalam standard kualitas, dengan demikian dapat diketahui syarat kualitasnya, dengan kata
lain standard kualitas dapat digunakan sebagai tolak ukur.
Standard kualitas air bersih dapat diartikan sebagai ketentuan-ketentuan berdasarkan
Permenkes RI No. 416/Menkes/per/IX/1990 yang biasanya dituangkan dalam bentuk
pernyataan atau angka yang menunjukkan persyaratan–persyaratan yang harus dipenuhi agar
air tersebut tidak menimbulkan gangguan kesehatan, penyakit, gangguan teknis, serta
gangguan dalam segi estetika. Peraturan ini dibuat dengan maksud bahwa air yang memenuhi
syarat kesehatan mempunyai peranan penting dalam rangka pemeliharaan, perlindungan serta
mempertinggi derajat kesehatan masyarakat. Dengan peraturan ini telah diperoleh landasan
hukum dan landasan teknis dalam hal pengawasan kualitas air bersih.
Demikian pula halnya dengan air yang digunakan sebagai kebutuhan air bersih sehari-hari,
sebaiknya air tersebut tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, jernih, dan mempunyai suhu
yang sesuai dengan standard yang ditetapkan sehingga menimbulkan rasa nyaman. Jika salah
satu dari syarat tersebut tidak terpenuhi maka besar kemungkinan air itu tidak sehat karena
mengandung beberapa zat kimia, mineral, ataupun zat organis/biologis yang dapat mengubah
warna, rasa, bau, dan kejernihan air (Azwar, 1990 dalam Putra).
2.5.1.2. Syarat – syarat kualitas air
1. Syarat Fisik
Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416/Menkes/per/IX/1990, menyatakan bahwa air yang
layak dikonsumsi dan digunakan dalam kehidupan sehari - hari adalah air yang mempunyai
kualitas yang baik sebagai sumber air minum maupun air baku (air bersih), antara lain harus
memenuhi persyaratan secara fisik, tidak berbau, tidak berasa, tidak keruh, serta tidak
Universitas Sumatera Utara
berwarna. Pada umunya syarat fisik ini diperhatikan untuk estetika air. Adapun sifat-sifat air
secara fisik dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor diantaranya sebagai berikut :
1) Suhu
Temperatur air akan mempengaruhi penerimaan masyarakat akan air tersebut dan dapat pula
mempengaruhi reaksi kimia dalam pengolahannya terutama apabila temperatur sangat tinggi.
Temperatur yang diinginkan adalah ± 30C suhu udara disekitarnya yang dapat memberikan
rasa segar, tetapi iklim setempat atau jenis dari sumber-sumber air akan mempengaruhi
temperatur air. Disamping itu, temperatur pada air mempengaruhi secara langsung toksisitas
banyaknya bahan kimia pencemar, pertumbuhan mikroorganisme, dan virus.
2) Bau dan Rasa
Bau dan rasa biasanya terjadi secara bersamaan dan biasanya disebabkan oleh adanya bahanbahan organik yang membusuk, tipe-tipe tertentu organisme mikroskopik, serta
persenyawaan-persenyawaan kimia seperti phenol. Bahan bahan yang menyebabkan bau dan
rasa ini berasal dari berbagai sumber. Intensitas bau dan rasa dapat meningkat bila terdapat
klorinasi. Timbulnya rasa yang menyimpang biasanya disebabkan oleh adanya bahan kimia
yang terlarut, dan rasa yang menyimpang tersebut umunya sangat dekat dengan baunya
karena pengujian terhadap rasa air jarang dilakukan. Air yang mempunyai bau yang tidak
normal juga dianggap mempunyai rasa yang tidak normal (Moersidik, 1999).
Untuk standard air bersih sesuai dengan Permenkes RI No. 416/Menkes/per/IX/1990
menyatakan bahwa air bersih tidak berbau dan tidak berasa.
3) Kekeruhan
Air dikatakan keruh apabila air tersebut mengandung begitu banyak partikel bahan
yang tersuspensi sehingga memberikan warna/rupa yang berlumpur dan kotor. Bahan-bahan
yang menyebabkan kekeruhan ini meliputi tanah liat, lumpur, bahan bahan organik yang
tersebar dari partikel-partikel kecil yang tersuspensi. Kekeruhan pada air merupakan satu hal
yang harus dipertimbangkan dalam penyediaan air bagi umum, mengingat bahwa kekeruhan
tersebut akan mengurangi segi estetika, menyulitkan dalam usaha penyaringan, dan akan
mengurangi efektivitas usaha desinfeksi (Sutrisno, 2002).
Tingkat kekeruhan air dapat diketahui melalui pemeriksaan laboratorium dengan
metode Turbidimeter. Untuk standard air bersih ditetapkan oleh Permenkes RI No.
416/Menkes/per/IX/1990, yaitu kekeruhan yang dianjurkan maksimum 25 NTU (Depkes RI,
1995 dalam Putra).
Universitas Sumatera Utara
4) Jumlah Zat Padat Terlarut atau Total Dissolved Solid/TDS
Padatan terlarut total (Total Dissolved Solid - TDS) adalah bahan – bahan terlarut (diameter <
10-6) dan koloid (diameter < 10-6 – 10-3 mm) yang berupa senyawa – senyawa kimia dan
bahan – bahan lain. Bila TDS bertambah maka kesadahan akan naik. Kesadahan yang tinggi
dapat mengakibatkan terjadinya endapan/kerak pada system perpipaan (Mulia, 2005).
2. Syarat Kimia
Air bersih yang baik adalah air yang tidak tercemar secara berlebihan oleh zat-zat
kimia yang berbahaya bagi kesehatan antara lain Air raksa (Hg), Aluminium (Al), Arsen
(As), Barium (Ba), Besi (Fe), Flourida (F), Calsium (Ca), Mangan ( Mn ), Derajat keasaman
(pH), Cadmium (Cd), dan zat-zat kimia lainnya. Kandungan zat kimia dalam air bersih yang
digunakan sehari-hari hendaknya tidak melebihi kadar maksimum yang diperbolehkan seperti
tercantum dalam Permenkes RI 416/Menkes/per/IX/1990. Penggunaan air yang mengandung
bahan kimia beracun dan zat-zat kimia yang melebihi kadar maksimum yang diperbolehkan
berakibat tidak baik bagi kesehatan dan material yang digunakan manusia. Contohnya pH;
pH Air sebaiknya netral yaitu tidak asam dan tidak basa untuk mencegah terjadinya pelarutan
logam berat dan korosi jaringan. pH air yang dianjurkan untuk air minum adalah 6,5–9. Air
merupakan pelarut yang baik sekali maka jika dibantu dengan pH yang tidak netral dapat
melarutkan berbagai elemen kimia yang dilaluinya (Soemirat, 2000 dalam Putra).
3. Syarat Bakteriologis
Sumber-sumber air di alam pada umumnya mengandung bakteri, baik air angkasa, air
permukaan, maupun air tanah. Jumlah dan jenis bakteri berbeda sesuai dengan tempat dan
kondisi yang mempengaruhinya. Penyakit yang ditransmisikan melalui faecal material dapat
disebabkan oleh virus, bakteri, protozoa, dan metazoa. Oleh karena itu air yang digunakan
untuk keperluan sehari-hari harus bebas dari bakteri patogen. Bakteri golongan Coli
(Coliform bakteri) tidak merupakan bakteri patogen, tetapi bakteri ini merupakan indikator
dari pencemaran air oleh bakteri patogen (Soemirat, 2000 dalam Putra).
Menurut Permenkes RI No. 416/Menkes/per/IX/1990, bakteri Coliform yang memenuhi
syarat untuk air bersih bukan perpipaan adalah < 50 MPN.
2.6. Standar Kebutuhan Air Bersih/ Minum
Universitas Sumatera Utara
Penyediaan air bersih untuk masyarakat mempunyai peranan yang sangat penting
dalam meningkatkan kesehatan lingkungan atau masyarakat, yakni mempunyai peranan
dalam menurunkan angka penderita penyakit, khususnya yang berhubungan dengan air, dan
berperan dalam meningkatkan standar atau taraf/kualitas hidup masyarakat. Sampai saat ini,
penyediaan air bersih untuk masyarakat diindonesia masih dihadapkan pada beberpa
permasalahan yang cukup kompleks dan sampai saat ini belum dapat diatasi sepenuhnya.
Salah satu masalah yang masih dihadapi sampai saat ini yakni masih rendahnya tingkat
pelayanan air bersih untuk masyarakat. Kebutuhan air bersih adalah banyaknya air yang
diperlukan untuk melayani penduduk yang dibagi dalam dua klasifikasi pemakaian air, yaitu
untuk keperluan domestik (rumah tangga) dan non domestik.Target pelayanan harus mengacu
pada Millenium Development Goals (MDGs) Kotamadya Tebing Tinggi di mana daerah
perkotaan harus sudah terlayani 60% dari jumlah penduduk. Dalam melayani jumlah cakupan
pelayanan penduduk akan air bersih sesuai target, maka direncanakan kapasitas sistem
penyediaan air bersih yang dibagi dalam dua klasifikasi pemakaian air, yaitu untuk keperluan
domestik (rumah tangga) dan non domestic.
Menurut kodoatie dan sjarief (2005) kebutuhan air yang dimaksud adalah kebutuhan
air yang digunakan untuk menunjang segala kegiatan manusia, meliputi air bersih domestic
dan non domestik, air irigasi baik pertanian maupun perikanan, dan air untuk penggelontoran
kota. Air bersih digunakan untuk memenuhi kebutuhan :
a.
Kebutuhan air domestik : keperluan rumah tangga
b.
Kebutuhan air non domestik : untuk industri, pariwisata, tempat ibadah, tempat
social serta tempat komersial atau tempat umum lainnya
Kebutuhan Air Domestik
Kebutuhan air domestik sangat ditentukan oleh jumlah penduduk dan konsumsi per
kapita.kecendrungan populasi dan sejarah populasi dipakai sebagai dasar perhitungan
kebutuhan air domestic terutama dalam kecendrungan laju pertumbuhan (growth rate trance).
Pertumbuhan ini juga tergantung dari perkembaangan tata ruang kabupaten. (Kodoatie Dan
Sjarief,2005) Estimasi populasi untuk masa yang akan dating merupakan salah satu parameter
utama dalam penentuan kebutuhan air domestik. Laju penyambungan juga menjadi parameter
yang dipakai untuk analisis. Propensitas untuk penyambungan perlu dilakukan untuk
mengetahui survey kebutuhan nyata terutama di wilayah yang sudah ada sistem
penyambungan penyediaan air bersih dari PDAM. Hal ini akan memberikan dampak terhadap
Universitas Sumatera Utara
perubahan harga dan otorirtas public terhadap otoritas suplai air. Untuk penentuan
penyambungan di masa yang akan dating maka laju penyambungan yang ada saat ini dapat
dipakai sebagai dasar analisis. (Kodoatie Dan Sjarief,2005).
Kebutuhan air domestik untuk kota dibagi dalam beberapa kategori, yaitu :
Kota kategori I ( Metropolitan )
Kota kategori II ( Kota Besar )
Kota kategori III ( Kota Sedang )
Kota kategori IV ( Kota Kecil )
Kota kategori V ( Desa )
Kategori kota berdasarkan jumlah penduduk (jiwa)
>
100.000
s/d
1.
s/d
1.
00
00
0.
Uraian
<
500.000
100.000
0.0
00
0
s/d
50
0.
00
20.000
00
0
.
0
0
Kota
Kota
Kota
Metropolita
B
Se
n
es
da
ar
ng
3
4
2
0
0
Kota
1
2
D
e
Ke
s
cil
a
5
6
1. Konsumsi Unit
6
Sambungan Rumah
15
(SR)
>
0
(liter/org/
15
-
hari)
0
12
0
90
80
–
-
12
12
0
0
0
–
8
0
2. Konsumsi Unit
20
20
20
20
2
Universitas Sumatera Utara
Hidran (HU)
-
-
–
-
(liter/org/hari)
40
40
40
40
0
–
4
0
3. Konsumsi unit
non domestik
a. Niaga Kecil
600 – 900
600 – 900
600
1000–5000
1000– 5000
1500
0.2 – 0.8
0.2 – 0.8
0.2 – 0.8
d. Pariwisata
0.
0.
0.
(liter/deti
1
1
1
k/ha)
–
–
–
0.
0.
0.
3
3
3
(liter/unit/hari)
b. Niaga Besar
(liter/unit/hari)
c. Industri Besar
(liter/detik/ha)
2
4.
Kehilang
an Air
(%)
0
20
20
20
20
-
-
–
-
30
30
30
30
-
3
0
1.15–1.25
5. Faktor
Hari
Maksimu
m
1.15 – 1.25
1.15 – 1.25
*
*
ha
ha
ri
ria
an
n
1.15 – 1.25
*
har
ian
1.15 – 1.25
*
*
ha
h
ria
a
n
r
i
Universitas Sumatera Utara
a
n
1.75 – 2.0
1.75 – 2.0
*h
6.Faktor
ar
Jam
i
Puncak
m
ak
s
1.75 – 2.0
*h
ari
m
ak
s
1.75 – 2.0
*h
ari
ma
ks
1.75 – 2.0
*h
ari
m
ak
s
*
h
a
r
i
m
a
k
s
7. Jumlah Jiwa Per
SR (Jiwa )
5
5
5
8. Jumlah Jiwa Per
5
10
HU
10
10
10
0-
(Jiwa)
0
0
0
20
0
5
2
0
0
9. Sisa Tekan Di
penyediaan
Distribusi
10
10
10
10
24
24
24
24
1
0
(Meter)
10.
Jam
Operasi
(jam)
11.
2
4
Volume
1
Reservoir ( % Max
5
Day Demand )
15
15
15
15
-
-
–
-
25
25
25
25
-
2
5
Universitas Sumatera Utara
12. SR :
HU
13.
50 : 50
50 : 50
s/d
s/d
80
80
:
:
20
20
90
90
7
80
70
:
:
20
30
:
3
0
Cakupan
Pelayanan
0
90
90
(%)
7
0
Tabel 2.3. Kategori Kota berdasarkan Jumlah Penduduk
(Sumber : Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU, 1996)
Kebutuhan Air Non Domestik
Kebutuhan air non-domestik meliputi : pemanfaatan komersial, kebutuhan institusi,
dan kebutuhan industri. Kebutuhan air komersil untuk satu daerah cenderung meningkat
sejalan dengan peninhkatan penduduk dan perubahan tatguna lahan. Kebutuhan ini bisa
mencapai 20 sampai 25% dari total suplai (produksi air). (Kodoatie Dan Sjarief,2005)
Kebutuhan institusi antar lain meliputi kebutuhan kebutuhan air untuk sekolah, rumah sakit,
gedung, gedung pemerintah, tempat ibadah dan lain-lain. Untuk penentuan besaran besaran
kebutuhan ini cukup sulit karena sangat tergantung dari perubahan tata guna lahan dan
populasi. Pengalaman menyebutkan angka 5% cukup representative. (Kodoatie Dan
Sjarief,2005).
Kebutuhan air non domestik menurut kriteria perencanaan pada Dinas PU dapat dilihat dalam
Tabel berikut ini :
Universitas Sumatera Utara
SEKTOR
NILAI
SATUAN
Sekolah
10
liter/murid/hari
Rumah Sakit
200
liter/bed/hari
Puskesmas
2000
liter/unit/hari
Masjid
3000
liter/unit/hari
Kantor
10
liter/pegawai/hari
Pasar
12000
liter/hektar/hari
Hotel
150
liter/bed/hari
Rumah Makan
100
liter/tempat duduk/hari
Kompleks Militer
60
liter/orang/hari
Kawasan Industri
Kawasan
Pariwisata
0,2 – 0,8
liter/detik/hektar
0,1 –
liter/detik/hektar
0,3
Tabel 2.4. Kebutuhan Air Non Domestik Untuk Kota Kategori I, II, III, IV
(Sumber : Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU, 1996)
SEKTOR
NILAI
SATUAN
Sekolah
5
liter/murid/hari
Rumah Sakit
200
liter/bed/hari
Puskesmas
1200
liter/unit/hari
Masjid
3000
liter/unit/hari
Musholla
2000
Liter/unit/hari
Pasar
12000
Liter/hektar/hari
Komersial /
10
Liter/hari
Industri
Tabel 2.5. Kebutuhan Air Non Domestik Untuk Kategori V ( Desa )
(Sumber : Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU, 1996)
Universitas Sumatera Utara
SEKTOR
NILAI
SATUAN
Lapangan Terbang
10
liter/orang/detik
Pelabuhan
50
liter/orang/detik
StasiunKA dan
10
liter/orang/detik
Terminal bus
0,75
Kawasan
liter/detik/hektar
Industri
Tabel 2.6. Kebutuhan Air Non Domestik Untuk Kategori lain
(Sumber : Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU, 1996)
2.6.1. Standard Kebutuhan Air Di Negara Lain
Perbedaan pemakaian air domestik sangat ditentukan oleh karakteristik komponen
yang ada di dalamnya. Sebagai contoh kebutuhan air domestik penduduk kota industri besar
di Amerika Serikat sebesar 600 sampai dengan 800 liter/orang/hari, sementara kebutuhan air
beberapa kota besar dan daerah perkotaan di dunia sebesar 300 sampai dengan 550
liter/orang/hari. Di Inggris dan Wales sebesar 288 liter/orang/hari tahun 1998/1999.
Sementara pada tahun 1997/1998 penggunaan air rata-rata di Skotlandia sudah mencapai 460
liter/orang/hari dan di Irlandia Utara pada saat yang sama sudah mencapai 407
liter/orang/hari. Di negara –negara yang sudah maju keb