THE FLUCTUATION STUDY OF WATER CONSUMPTION AT
SENIOR HIGH SCHOOLS IN SURABAYA
Tuslahul Barokah Jurusan Teknik Lingkungan e-mail: coklat_tu_maniez @yahoo.com
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi fluktuasi untuk mendapatkan kriteria penentuan volume reservoir pada gedung pendidikan yang sejenis, selain itu untuk memberikan informasi mengenai prosen (%) perbandingan volume reservoir eksisting terhadap volume hasil perhitungan berdasarkan fluktuasi. Penelitian dilakukan dengan memanfaatkan meter air dan mengukur tinggi muka air di reservoir selama 7 hari pada gedung pendidikan yaitu SMA 17 Agustus 1945, SMA Negeri 17 dan SMA Muhamadiyah 2. Analisis dilakukan dengan menggunakan metode deskriptif. Hasil dari analisis yaitu fluktuasi pemakaian air tertinggi SMA 17 Agustus 1945 terjadi pada jam 07.00-08.00 yang merupakan akhir dari jam pelajaran olahraga, sedangkan kedua sekolah lainnya terjadi pada saat melakukan ibadah yang bertepatan dengan jam istirahat yaitu jam 12.00-13.00 untuk SMA Negeri 17 dan jam 11.00-12.00 untuk SMA Muhammadiyah 2 dengan pemakaian air rata-rata sekolah antara 11,71-16,35 L/siswa.hari dengan faktor jam maksimum (Fp) antara 2,05-2,34. Perbedaan fluktuasi dapat disebabkan karena adanya perbedaan karakteristik atau aktivitas yang dilakukan dalam menggunakan air bersih. Perbandingan volume reservoir eksisting terhadap volume hasil perhitungan diperoleh > 92,7% untuk SMA 17 Agustus 1945, untuk SMA Negeri 17 < 50%, sedangkan untuk SMA Muhammadiyah 2 Surabaya > 16,2% untuk reservoir 1 dan < 58,4% untuk reservoir 2 dengan prosentase volume reservoir antara 19,2%-58,2% dari kebutuhan harian rata-rata.
Kata kunci : Air bersih, Fluktuasi, Gedung pendidikan, Reservoir
Abstract
The research on the fluctuation of water counsumption is done by utilizing the water meter and measure the water level in the reservoir for 7 days on educational buildings of SMA 17 Agustus 1945, SMA Negeri 17 dan SMA Muhamadiyah 2.Analysis of fluctuations in the use of clean water is done by using descriptive. The results from the analysis of fluctuations in the highest water consumption for SMA 17 Agustus 1945 occurred at 7 a.m. to 8:00 which is the end of gym class, while the other two schools occurred at the time of worship that coincides with the hours of 12:00 to 13:00 hours for the rest of SMA Negeri 17 and 11:00 to 12:00 hours for SMA Muhamadiyah 2 with an average water usage for the school ranged from 11.71 to 16.35 L/siswa.dayi with maximum-hour factor (Fp) between 2.05 to 2.34. The difference fluctuations can be caused due to different characteristics or activities undertaken in using of clean water. Comparison of the existing reservoir volume with calculation results volume obtained by > 92.7% for SMA 17
Agustus 1945, <50% for SMA Negeri 17, while for the SMA Muhammadiyah 2 > 16.2% for the reservoir 1 and <58.4% for the reservoir 2 with the reservoir volume percentage between 27.2% -34.0% of the average daily requirement.
Key word: Clean Water, Fluctuations, Education Building, Reservoir
1. PENDAHULUAN
Penggunaan air akan berfluktuasi berdasarkan musim, tiap-tiap hari setiap minggu, bahkan dalam tiap-tiap jam setiap satu harinya dikarenakan adanya perbedaan karakteristik penggunaan air dan penduduk dari masing-masing wilayah/tempat tersebut. Fluktuasi penggunaan air adalah keadaan tidak seimbang dari penggunaan air oleh konsumen pada suatu wilayah, pada kondisi penggunaan air akan mencapai maksimum disaat tertentu dan sebaliknya akan mencapai minimum di saat yang lain, di mana kondisi ini tergantung dari variasi kegiatan/aktivitas dari masyarakat pada wilayah tersebut (Hadisoebroto dkk. 2007). Beberapa faktor yang mempengaruhi perbedaan tersebut menurut Steel (1981) yaitu ukuran kota, karakteristik populasi, industri dan komersil, kondisi iklim, dan meter air. Sedangkan kebutuhan air untuk satu gedung diperkirakan dipengaruhi oleh permintaan air yang menggunakan bangunan tersebut. Variable yang dapat mempengaruhi permintaan air adalah jumlah siswa, ukuran gedung, jumlah kelas, konsumsi air, jumlah staff, jumlah siswa laki-laki, jumlah siswa perempuan, ukuran lantai, jumlah urinoir, dan jumlah bak cuci
tangan (Wung dkk. 2005).
Standar penggunaan air bersih dan fluktuasi penggunaan air merupakan suatu dasar dalam merencanakan kebutuhan air bersih pada suatu gedung termasuk gedung yang berfungsi sebagai fasilitas umum. Selain itu, perhitungan fluktuasi penggunaan air bersih akan digunakan sebagai acuan dalam menentukan volume reservoir untuk menampung air bersih yang dibutuhkan dalam menunjang aktivitas sehari-hari. Reservoir digunakan untuk mengontrol distribusi air yang tidak merata untuk sementara dan dan juga meyediakan cukup air untuk memenuhi secara konsisten kebutuhan pada lokasi yang telah ditentukan (Mousavi dan Ramamurty, 1999) dan menurut Cheng dan Hong (2004) penyediaan dan pemanfaatan air disekolah sangat mempengaruhi kesehatan dan
sanitasi lingkungan belajar dengan pendekatan penetapan faktor fluktuasi secara global, memiliki
variasi fhm berkisar 1,5-2,0 dan variasi fjm berkisar 2,0-3,5 (Mangkoedihardjo, 1985) dengan
memperhitungkan kehilangan air akibat kebocoran pipa sebesar 10% dari konsumsi rata-rata (Al-Layla, 1978).
Penelitian ini diharapkan mampu menjawab permasalah yang timbul karena belum adanya kriteria penentuan volume reservoir yang spesifik untuk gedung pendidikan dan dapat memberikan
informasi prosen (%) perbandingan volume reservoir eksisting terhadap volume perhitungan hasil dari data pengamatan fluktuasi yang terjadi dengan belum adanya kriteria penentuan volume reservoir tersebut.
2. METODOLOGI
Lokasi Penelitian: Penelitian mengambil 3 objek studi yaitu SMA 17 Agustus 1945, SMA Negeri 17 dan SMA Muhammadiyah 2 yang terletak di Surabaya dan akan dilakukan selama 7 hari untuk masing-masing sekolah.
Sumber Data: Data yang dikumpulkan meliputi data Primer dan sekunder
a. Primer: volume ground reservoir dan roof tank eksisting, kebutuhan air perjam dengan melihat
meter air dan penurunan muka air pada ground reservoir dan roof tank, dan pola penggunaan
air gedung dengan teknik wawancara dan pengamatan langsung
b. Sekunder: Jumlah hunian dan rekening pembayaran air yang diperoleh dari pengelola gedung
atau sumber terkait lainnya.
Analisis Data: Analisis yang digunakan untuk menghasilkan gambaran dari data yang telah terkumpul berdasarkan penelitian adalah melalui distribusi item data hasil penelitian. Penyajian data yang telah terkumpul pembahasannya secara deskriptif meliputi kebutuhan air rata-rata harian, kebutuhan jam maksimum serta faktor jam maksimum (Fp), kebutuhan rata-rata bulanan dan volume ground reservoir perhitungan dan perbandingannya dengan volume ground reservoir eksisting.
A. Penentuan kebutuhan air rata-rata harian dalam seminggu
qrh = ∑q/7
Dimana: q
rh = debit rata-rata harian dalam seminggu (m
3
/hari) q
= banyaknya kebutuhan air dalam waktu yang sama (m
3
/hari)
B. Penentuan faktor jam puncak
f
(Jam Puncak) = qp/qrh
Dimana : f
(Jam Puncak) = faktor jam puncak
q
C.Penentuan kebutuhan air rata-rata bulanan dalam setahun
qrb = ∑qb/12
Dimana: q
rb = debit rata-rata bulanan dalam setahun (m
3
/bulan)
qb = banyaknya kebutuhan air dalam waktu yang sama (m
3
/bulan)
D. Penentuan kapasitas reservoir
1. Metode analisis
Metode analisis berupa distribusi item dalam tabel yang meliputi waktu, prosentase supply air
yang masuk, prosentase pemompaan, selisih antara supply dengan pemompaan, prosentase
akumulasi (selisih antara supply dengan pemompaan). Kapasitas reservoir diperoleh dari prosentasi
minimum ditambah prosentase maksimum.
2. Metode grafik.
Kalkulasikan kumulatif data dari nilai yang diberikan. Plotkan nilai tersebut vs waktu.
Gambar garis lurus dari awal periode pemompaan sampai akhir periode, menunjukkan
supply(inflow). Jumlah dari selisih maksimum yang diindikasikan dengan ordinat y1 dan
y2 diantara kurva data dan inflow menunjukkan penyimpanan.
E. Penentuan prosentase perbandingan volume reservoir dengan volume hasil perhitungan fluktuasi
%Perbedaan reservoir = [(a-b)/a] x 100% Dimana:
a = kapasitas reservoir eksisting
b = kapasitas reservoir berdasarkan perhitungan fluktuasi
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambaran Umum Wilayah Penelitian: Berdasarkan data sekunder mengenai jumlah penghuni dan juga data primer tentang volume ground reservoir dan rooftank yang dimiliki masing-masing sekolah maka diperoleh gambaran sebagai berikut.
a. SMA 17 Agustus 1945 memiliki gedung berlantai 6 yang memiliki jumlah penghuni 500 orang
sekolah ini memiliki ground reservoir berkapasitas 13,9 m3 yang berfungsi menampung air yang
dialorkan oleh PDAM dan memiliki 2 roof tank yang masing-masing berkapasitas 0,65 m3.
b. SMA Negeri 17 merupakan sekolah yang memiliki gedung maksimal 3 lantai. dengani penghuni
saat ini sebanyak 975 orang yang terdiri dari siswa, guru, dan karyawan dan memiliki 2 ground
reservoir yang berkapasitas 3 m3 (reservoir 1) dan 4 m3 (reservoir 2), rooftank (1,1 m3), 2
elevated reservoir berkapasitas 4 m3 dan 0,55 m3 sebagai penujang pemenuhan kebutuhan
terhadap air bersih. Reservoir 1 merupakan ground reservoir yang berfungsi menampung air dari PDAM.
c. SMA Muhammadiyah 2 merupakan sekolah berbasis islam yang memili gedung berlantai 6.
sekolah ini memiliki jumlah penghuni 937 orang yang terdiri dari siswa, guru, dan karyawan. Kebutuhan air bersih sekolah ini dipenuhi dengan memanfaatkan jasa PDAM yang ditampung
pada 2 ground reservoir berkapasitas 3,7 m3 (reservoir 1) dan 4,4 m3 (reservoir 2). Reservoir 1
berfungsi untuk membantu pengisian reservoir 2, dari reservoir 2 air akan mengisi 2 rooftank
berkapsitas 2,2 m3 dan 3 rooftank berkapasitas 2 m3.
Fluktuasi Penggunaan Air: Berdasarkan hasil perhitungan data dari meter air dan pengkuran
muka air pada ground reservoir dan roof tank serta berdasarkan data sekunder maka debit harian
rata-rata penggunaan air selama 7 hari yang diperoleh dan pemakaian persiswanya adalah sebagai berikut: 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Waktu (jam) q ( m 3) Penggunaan Air
Gambar 1. Fluktuasi Penggunaan Air di SMA 17 Agustus 1945
a. Penggunaan air rata-rata harian SMA 17 Agustus 1945 sebesar 6,62 m3/hari sehingga dengan
junlah hunian yang diketahui yaitu sebanyak 500 orang maka pemakaian untuk perorangnya dapat diketahui yaitu sebesar 13,24 L/siswa.hari. Penggunaan air rata-rata pada SMA 17 Agustus 1945 dapat dilihat pada Gambar 1. Penggunaan tertinggi terjadi pada jam 07.00-08.00 hal ini dapat terjadi karena pada jam tersebut merupakan akhir jam pelajaran olahraga sehingga para muridnya banyak yang menggunakan air untuk membersihkan diri, selain itu masih adanya
kegiatan dari cleaning service.
Penggunaan air rata-rata bulanan berdasarkan data rekening pembayaran air selama 12 bulan (Juli 2009-Juni 2010) untuk SMA 17 Agustus 1945 adalah
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Waktu (Jam) q ( m 3) Penggunaan Air
b. Penggunaan air rata-rata harian SMA Negeri 17 sebesar 11,42 m3/hari dan dengan junlah
penghuni sebanyak 975 orang maka konsumsi untuk perorangnya dapat diketahui sebesar 11,71 L/siswa.hari. Gambar 2 menunjukkan penggunaan tertinggi terjadi pada jam 12.00-13.00, pada jam ini merupakan jam istirahat selain itu ada aktivitas ibadah bagi yang beragama islam. Berdasarkan data yang diperoleh dari
Dinas Pendidikan Kota Surabaya, maka dapat diketahui penggunaan rata-rata bulanan untuk sekolah untuk Tahun 2010
adalah sebesar 334 m3/bulan.
Gambar 3. Fluktuasi Penggunaan Air di SMA Muhammadiyah 2
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 0 1 2 3 4 5 6 7 8 910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Waktu (jam) q ( m 3) Penggunaan Air
Gambar 2. Fluktuasi Penggunaan Air di SMA Negeri 17
c. Penggunaan air rata-rata harian SMA Muhammadiyah 2 1945 15,31m3/hari sehingga dengan
jumlah hunian sebanyak 937 orang, jumlah pemakain perharinya dapat diketahui yaitu sebesar 16,32 L/siswa.hari. Penggunaan tertinggi terjadi pada jam 11.00-12.00 yang merupakan jam istirahat dan dilanjutkan dengan sholat berjamaah oleh seluruh penghuni. Penggunaan tertinggi kedua terjadi pada jam 15.00-16.00, pada jam
ini aktivitas yang dilakukan sama seperti pada saat terjadi pemakaian tertinggi sebelumnya. Berdasarkan data rekening pembayaran air (Oktober 2009-September 2010) diperoleh rata-rata kebutuhan air
sebesar 405 m3/bulan.
Penggunaan air bersih tertinggi terjadi pada SMA Muhammadiyah 2. Perbedaan penggunaan air dari ketiga sekolah tersebut dapat diakibatkan karena adanya perbedaan karakteristik penghuni dari masing-masing sekolah. Berdasarkan data penggunaan perhari dan debit jam puncak selama 7 dhari maka dapat diketahui faktor jam maksimum seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1 menunjukkan bahwa faktor jam maksimum SMA 17 Agustus 1945 adalah 2,20, SMA Negeri 17 2,05 dan SMA Muhammadiyah 2 adalah 2,40, sehingga dari hasil penelitian didapatkan faktor jam maksimum (Fp) untuk sekolah antara 2,05-2,40.
Penentuan Kapasitas Reservoir: Kapasitas reservoir akan dihitung berdasarkan metode analitis dan juga grafik. Pada penentuan kapasitas reservoir melalui metode ini akan diperoleh prosentase kebutuhan volume reservoir yang harus disediakan pada ketiga sekolah.
a. Kapasitas yang dibutuhkan SMA 17 Agustus 1945 berdasarkan metode analisis dan grafik
adalah 19,2 % dari kebutuhan rata-rata dengan menambahkan 10% untuk estimasi kehilangan
air akibat kebocoran pipa maka kapasitas yang diperlukan yaitu 1,01 m3.
b. Kapasitas yang dibutuhkan SMA 17 Agustus 1945 berdasarkan metode analisis dan grafik
adalah 27,2 % (reservoir 1) dari kebutuhan rata-rata dengan menambahkan 10% untuk estimasi
kehilangan air akibat kebocoran pipa maka kapasitas yang diperlukan yaitu 4,5 m3.
c. Kapasitas yang dibutuhkan SMA 17 Agustus 1945 berdasarkan metode analisis dan grafik
adalah 34,0 % dari kebutuhan rata-rata dengan menambahkan 10% untuk estimasi kehilangan
air akibat kebocoran pipa maka kapasitas yang diperlukan yaitu 3,1 m3 untuk reservoir 1 dan
58,2% dari kebutuhan rata-rata dengan menambahkan 10% untuk estimasi kehilangan air akibat
kebocoran pipa maka kapasitas yang diperlukan yaitu 6,97 m3
Perbandingan prosentase volume reservoir eksisting terhadap hasil perhitungan dapat diketahui seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Prosen Perbandingan Volume Reservoir di Ketiga Sekolah
Volume Rata-Rata Sekolah
Perhitungan (m3) Eksisting (m3) % Perbandingan
SMA 17 Agustus 1945 1,01 13,90 >92,7
SMA Negeri 17 Surabaya 4,50 3,00 <50,0
R1 3,10 3,70 >16,2
SMA Muhammadiyah 2 Surabaya
R2 6,97 4,40 <58,4
Prosen perbandingan pada SMA 17 Agustus 1945 lebih besar 92,7% dari hasil perhitungan, hal ini dapat terjadi karena pada sekolah ini air dari PDAM yang digunakan untuk melayani kebutuhan sehari-hari tidak seluruhnya langsung masuk pada ground reservoir yang tersedia, namun aair dari PDAM ada yang langsung dialirkan ke tempat-tempat yang lain seperti kran yang terdapat di area sekolah, Laboratorium yang terletak di lantai 1, dan 2 ruang saniter yang terletak di ruang TU lantai
2. Sedangkan untuk SMA Negeri 17 diperoleh perbandingan 50,0% lebih kecil dari hasil perhitungan dan hal ini sesuai dengan pengamatan di lapangan bahwasanya pada jam-jam tertentu muka air pada ground reservoir tersebut turun sangat drastis sehingga dengan 3 pompa yang dimiliki oleh sekolah ini, pemompaan dari reservoir 1 harus dilakukan secara bergantian begitu juga dengan SMA Muhammadiyah 2 untuk reservoir 2 diperoleh perbandingan lebih kecil 58,4% dari hasil perhitungan namun dengan hanya satu pompa yang bekerja penangan yang dilakukan selama ini yaitu dengan cara mematikan pemompaan sementara waktu karena pompa yang digunakan di reservoir. Penurunan muka air secara drastis ini menunjukkan bahwa penyimpanan dan pelayanan pada reservoir tidak seimbang.
Perhitungan perbadingan rasio antara volume penampung air total (reservoir, rooftank, elevated
reservoir) terhadap volume perhitungan dan terhadap volume reservoir dan rooftank dapat
digunakan untuk mencari kriteria penampung air. Rasio perbandingan antara volume penampung air dapat dilihat pada Tabel 3 dan Tabel 4.
Tabel 3. Rasio Perbandingan Volume
Rasio Perbandingan
Sekolah Vt/Vp Vg/Vt Vrt/Vt
SMA 17 Agustus 1945 15,05 0,91 0,09
SMA Negeri 17 Surabaya 1,92 0,55 0,45
SMA Muhammadiyah 2 Surabaya 1,84 0,44 0,56
Keterangan:
Vg = Volume ground Vrt = Volume roof tank
Vt = Volume ground + Volume roof tank (volume total)
Vp = Volume ground perhitungan
Tabel 4. Volume Eksisting Penampung Air Bersih di Ketiga Sekolah.
Volume Eksisting (m3)
Sekolah Reservoir Rooftank Elevated R
SMA 17 Agustus 1945 13,90 0,65 -
- 0,65 -
SMA Negeri 17 Surabaya 3,00 1,10 4,00
4,00 - 0,55
SMA Muhammadiyah 2 Surabaya 3,70 2,20 -
4,42 2,20 -
- 2,00 -
- 2,00 -
Sumber: SMA 17 Agustus 1945, SMA Negeri 17, dan SMA Muhammadiyah
Rasio perbandingan Vt/Vp pada kedua sekolah menunjukkan nilai > 1 untuk SMA Negeri 17 dan SMA Muhammadiyah 2, sehingga nilai ini dapat digunakan sebagai kriteria perencanaan pada sekolah lain, namun untuk SMA 17 Agustus 1945 ini mempunya rasio yang sangat berbeda yaitu memiliki rasio yang sangat besar, hal ini dikarenakan volume eksisting yang ada di sekolah ini juga memiliki kapasitas yang sangat besar, sehingga rasio ini tidak dapat digunakan. Sedangkan untuk rasio Vg/Vt dan Vrt/Vt dari kedua sekolah yaitu SMA 17 Negeri dan SMA Muhammadiyah 2 meliki perbandingan yang hampir sama antara Vg/Vt dengan Vrt/Vt, sehingga kriteria yang dapat
digunakan untuk menentukan kapasitas rooftank ataupun reservoir sekolah dapat dihitung dengan
perbandingan rasio tersebut dikalikan dengan kebutuhan kapasitas total.
4. KESIMPULAN
1. Fluktuasi pemakaian air tertinggi terjadi pada jam 11.00-13.00 seperti pada SMA
Muhammadiyah 2 Surabaya pemakaian tertinggi terjadi pada jam 11.00-12.00, jam 12.00-13.00 pada SMA Negeri 17 Surabaya. Sedangkan pada SMA 17 Agustus 1945 Surabaya terjadi pada jam 07.00-08.00. Perbedaan yang terjadi dikarenakan adanya budaya dan karakteristik penggunaan terhadap air bersih yang berbeda dari masing-masing tempat.
2. Pemakaian rata-rata harian untuk sekolah antara 11,71-16,35 L/siswa.hari.
3. Faktor jam maksimum (Fp) untuk sekolah berkisar antara 2,05-2,40.
4. Volume reservoir untuk sekolah berkisar antara 19,2%-27,2% yang berkarakterisitik umum
dan 34,0%-58,2% untuk sekolah yang berkarakteristik spesifik (muslim) dari kebutuhan harian rata-rata.
5. Volume reservoir sekolah hasil perhitungan:
SMA 17 Agustus 1945 Surabaya = 1,01 m3
SMA Negeri 17 Surabaya = 4,5 m3
SMA Muhammadiyah 2 Surabaya = 3,1 m3 dan 6,97 m3
6. Perbandingan volume reservoir eksisting terhadap volume perhitungan:
SMA 17 Agustus 1945 Surabaya > 92,7%
SMA Negeri 17 Surabaya < 50%
SMA Muhammadiyah 2 Surabaya
Reservoir 1 > 16,2 %
DAFTAR PUSTAKA
Al-Layla, M.A., Ahmad, S., dan Middlebrooks, E.J. 1978. Water Supply Engineering Design. Michigan: Ann Arbor Science Publisher, Inc.
Cheng, C.L. dan Hong, Y.T. 2004. “Evaluating Water Utilization in Primary School”. Building and
Environment,39: 837-845.
Hadisoebroto, R., Astono, W., dan Rizki, AWP. 2007. “Kajian Pola Pemakaian Air Bersih di Tiga Apartemen di Jakarta”.Jurnal Teknologi Lingkungan Universitas Trisakti Volume 4 NO. 1. Mangkoedihardjo, Sarwoko. 1985. Penyediaan Air Bersih “Dasar-Dasar Perencanaan dan Evaluasi
kebutuhan Air” I dan II. Surabaya: Teknik Penyehatan-FTSP Kampus ITS Keputih Sukolilo
Surabaya.
Mousavi, Hirad dan Ramamurthy, A.S. 2000. “Optimal Design of Multy Reservoir Systems for Water Supply”. Advances in Water Resources, 23: 613-624.
Wung, T.C., Lin, S.H., dan Huang, S.M. 2006. “Rainwater Reuse supply and Demand Response in Urban Elementary School of Different Districts in Taipei. Resources”. Conservation and Recycling, 46: 149-167.
