KAJIAN PENERAPAN JARINGAN DISTRIBUSI SISTEM DISTRIC METER AREA (DMA) DI PILOT PROJECT KOTA SAMARINDA PDF

Preview

Summary

PENERAPAN JARINGAN DISTRIBUSI SISTEM DISTRICT METER AREA DALAM OPTIMALISASI PENURUNAN KEHILANGAN AIR DITINJAU DARI ASPEK TEKNIS DAN FINANSIAL (STUDI KASUS : WILAYAH LAYANAN IPA BENGKURING PDAM TIRTA KENCANA KOTA SAMARINDA KALIMANTAN TIMUR) APPLICATION OF DISTRICT METER AREA FOR WATER SUPPLY DISTRIBU...

Description

PENERAPAN JARINGAN DISTRIBUSI SISTEM DISTRICT METER AREA DALAM OPTIMALISASI PENURUNAN KEHILANGAN AIR DITINJAU DARI ASPEK TEKNIS DAN FINANSIAL (STUDI KASUS : WILAYAH LAYANAN IPA BENGKURING PDAM TIRTA KENCANA KOTA SAMARINDA KALIMANTAN TIMUR) APPLICATION OF DISTRICT METER AREA FOR WATER SUPPLY DISTRIBUTION SYSTEM TO REDUCTION OF WATER LOSSES BASED ON TECHNICAL AND FINANCIAL ASPECTS (CASE STUDY : IPA BENGKURING SERVICE AREA, PDAM TIRTA KENCANA IN SAMARINDA CITY, EAST BORNEO PROVINCE) Muhammad Rizki Sya’bani1, Suprihanto Notodarmojo2, dan Yuniati3 Program Magister Pengelolaan Infrastruktur Air Bersih dan Sanitasi Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha Nomor 10, Bandung 40132 E-mail : [email protected], [email protected], [email protected] Abstrak: Permasalahan internal pendistribusian air minum umumnya disebabkan oleh tingginya kehilangan air yang mengakibatkan gangguan layanan serta meningkatnya biaya produksi dan perawatan. IPA Bengkuring merupakan unit pengolahan air tunggal yang mensuplai air di seluruh wilayah bengkuring, puspita dan padat karya. Pada tahun 2013, wilayah layanan IPA Bengkuring memiliki angka kehilangan air sebesar 63 %. Konsep District Meter Area (DMA) merupakan sebuah strategi dalam mengelola kehilangan air, yakni dengan membagi satu jaringan pasokan air terbuka menjadi zona-zona terisolasi bermeter yang lebih kecil dan lebih bisa dikelola, dan tentunya dengan penetapan penanggung jawab masing-masing DMA, agar penyelesaian kehilangan air dapat lebih terorganisir. Tujuan utama dalam penerapan konsep ini ialah menurunkan kehilangan air fisik. Pada penelitian ini, dilakukan kajian teknis dan finansial terkait kelayakan dari penerapan DMA di wilayah layanan IPA Bengkuring. Menurut hasil akhir penyusunan neraca air dalam penelitian ini, didapatkan angka kehilangan air di wilayah layanan distribusi IPA Bengkuring tahun 2015 sebesar 46 %, yang mana terdiri dari 8 % kehilangan air non fisik/komersil dan 38 % kehilangan air fisik. Kemudian berdasarkan hasil analisa teknis dan finansial, DMA skenario 3 terpilih sebagai desain yang paling efektif diterapkan karena memiliki tekanan rata-rata distribusi paling baik di tahun awal dengan keandalan tekanan distribusi paling panjang. Pada prinsipnya, DMA skenario 3 membagi wilayah layanan distribusi Bengkuring menjadi 7 zona DMA dengan zona layanan terbesar meliputi 500 - 600 SR dan zona layanan terkecil meliputi 100 - 200 SR. Tekanan rata-rata distribusi setelah diterapkannya DMA ini meningkat 30 % dari tekanan awal eksisting, yakni dari 17,59 m menjadi 23,31 m, sementara itu berdasarkan simulasi peningkatan kebutuhan air, DMA skenario 3 ini memiliki keandalan hingga tahun ke-13 jika mengacu pada standar tekanan rata-rata minimal yang harus dimiliki sebuah DMA, yakni 5 m. Selain itu ditinjau dari finansial, penerapan DMA ini membutuhkan biaya investasi sebesar Rp 3.112.780.000,- dengan NPV, BCR dan PP selama periode analisis 20 tahun berturut-turut sebesar Rp 22.096.998.512,- ; 1,44 ; dan 5,20 tahun. Desain DMA skenario 3 ini memiliki ukuran zona layanan yang relatif kecil, sehingga proses kontrol dan tindak lanjut oleh masing-masing pertanggungjawab akan lebih fokus, proses peningkatan kesadaran “awarness” kebocoran pipa akan lebih cepat, perbaikan kebocoran secara aktif akan lebih mudah, operasional penurunan kehilangan air fisik akan lebih murah yang pada akhirnya akan mempercepat penurunan angka kehilangan air dengan biaya yang lebih ekonomis. Kata Kunci: DMA, Kehilangan air, Simulasi, Neraca air, Kelayakan teknis, Kelayakan finansial Abstract: Internal problems of distribution drinking water are generally caused by high water losses which resulted in service disruptions and rising costs of production and maintenance. Bengkuring water treatment is a single water treatment plant that supplies water throughout the region of Bengkuring, Puspita and Padat Karya. In 2013, Bengkuring WTP service area has a number of water loss is 63%. District Meter Area (DMA) is a strategy to manage water loss, by dividing the water supply network into isolated zones that smaller and more manageable, and certainly with the determination of the person in charge of each DMA, order completion water loss can be more organized. The main objective in the application of this

3-21

concept is the reduction of physical water loss. In this study, carried out technical and financial studies related to the feasibility of the implementation of DMA in Bengkuring water treatment service area. According to the final results of the water balance in the preparation of this study, obtained figures of water loss in distribution service territory IPA Bengkuring 2015 by 46%, which consisted of 8% of non-physical water losses / commercial and 38% of physical water loss. Then based on the results of the technical and financial analysis, third scenario of DMA was selected as the most effective design applied for has an average pressure distribution of the nicest in the early years with the longest reliability of the pressure distribution. In principle, the third scenario of DMA divide Bengkuring distribution service territory into 7 zones of DMA with the largest service zone covers 500-600 household connection and the smallest service zone covers 100-200 household connection. The average pressure distribution after the implementation of DMA increased 30% from the initial pressure existing, ie from 17.59 m to 23.31 m. Meanwhile, based on simulation of an increased water demand, the third scenario of DMA has the reliability up to the 13th year if the standard refers to the average minimum pressure that must be owned by a DMA, that’s 5 m. Moreover in terms of financial, DMA application requires an investment of Rp 3.112.780.000,- with value of NPV, BCR and PP during the analysis period of 20 years respectively for Rp 22.096.998.512,- ; 1,44 ; and 5,20 years. The third scenario of DMA has a size relatively small service zone, so that the process control and follow-up by the respective overall responsibility will be more focus, awareness raising process of pipeline leak would be faster, actively leak repair will be easier, operational decline of physical water loss will be cheaper, which in turn will accelerate the rate reduction of water loss with a more economical cost. Keywords: DMA, Water Losses, Simulation, Water Ballance, Technical Feasibility, Finance Feasibility

PENDAHULUAN Permasalahan internal pada pendistribusian air minum dalam jaringan pada umumnya disebabkan oleh usia jaringan pipa dan frekuensi kebocoran yang tinggi hingga mengakibatkan gangguan layanan, jumlah kehilangan air yang besar dan memerlukan lebih banyak biaya produksi dan perawatan (Candelieri dkk., 2014). Maryati dan Arika (2008) juga menyebutkan bahwa permasalahan PDAM adalah tingkat kebocoran yang tinggi dan keterbatarsan dana. Saat ini, angka kehilangan air di Indonesia masih cukup tinggi dengan rata-rata sebesar 37%. Bahkan di beberapa PDAM, angka kehilangan air mencapai 70% (Sembiring, 2015). Saat ini, terdapat strategi untuk mengubah pendekatan dalam melakukan analisis kehilangan air dan manajemen jaringan distribusi air dari pendekatan pasif menjadi proaktif, pendekatan cerdas yang didasarkan pada perkembangan teknologi monitoring tersebut adalah sistem komputasi dengan simulasi melalui perangkat lunak (Di Nardo, 2014). Instalasi Pengolahan Air Bengkuring merupakan unit pengolahan dan pendistribusi air dibawah PDAM Tirta Kencana Kota Samarinda yang melayani 3.026 sambungan rumah di seluruh wilayah Bengkuring, Puspita dan Padat Karya. Pada tahun 2013, wilayah layanan distribusi IPA Bengkuring tercatat memiliki kehilangan air sebesar 63 %, yang mana sebagian besar didominasi oleh kehilangan air fisik atau kebocoran pipa (Angga, 2013). Berdasarkan hal tersebut, PDAM Kota Samarinda berencana untuk melaksanakan program penurunan kehilangan air, yakni dengan terlebih dahulu membagi zona pelayanan di wilayah tersebut ke dalam beberapa district bermeter yang lebih kecil dengan masing-masing penanggungjawabnya, sehingga mempermudah dalam program penurunan kehilangan air melalui manajemen kontrol aliran dan tekanan. Konsep inilah yang kemudian dinamakan District Meter Area (DMA) dengan strategi pendekatan proaktif dalam pengendalian kehilangan air. Penerapan konsep ini memungkinkan PDAM Kota Samarinda untuk bisa memahami jaringan secara lebih baik, sehingga lebih mudah menganalisis tekanan dan aliran. Ditinjau dari segi teknis, perencanaan DMA di wilayah layanan IPA Bengkuring ini haruslah memenuhi kriteria, pembentukan DMA harus mempertimbangkan resiko perubahan aliran hidrolis seminimal mungkin, DMA harus terisolasi dengan baik dimana

3-22

suplai inlet harus jelas, DMA harus memiliki tekanan aliran yang cukup (minimal 5-10 meter sesuai Permen PU No.18 Tahun 2007), DMA diwajibkan memiliki penanggungjawab teknis maupun administratif, kontur elevasi di wilayah DMA harus relatif seragam (tidak terlalu ekstrem), karakter pelanggan di wilayah DMA disarankan relatif sama (seragam), selanjutnya yang tidak kalah penting ialah semaksimal mungkin kondisi DMA memenuhi kontinuitas pengaliran selama 24 jam 7 hari (BPPSPAM, 2009). Selanjutnya jika ditinjau dari segi finansial, pengelola penyedia air minum pasti memiliki suatu tingkat keterbatasan dalam pembiayaan. Oleh karenanya, harus diciptakan suatu desain jaringan perpipaan yang optimal terhadap setiap satuan biaya yang telah dikeluarkan (Kamil, 2011). Apabila dibandingkan dengan nilai air yang hilang di lokasi tersebut, terdapat suatu tingkat dimana kehilangan air optimum yang bisa diturunkan. Dibawah tingkat kehilangan air tersebut, tidak ekonomis lagi, dalam artian manfaat yang diperoleh akan lebih kecil dari biaya penurunan kehilangan air. Masalah mendasar yang seringkali dihadapi oleh sebagian besar PDAM di Indonesia (termasuk PDAM Kota Samarinda) dalam merealisasikan program DMA ini ialah PDAM belum secara baik memahami kondisi pengaliran yang telah ada, sehingga sulit untuk pengambilan keputusan dalam mendesain pembentukan DMA. Penelitian ini memiliki beberapa tujuan, yang pertama untuk mengetahui jumlah kehilangan air di wilayah layanan IPA Bengkuring, kemudian yang kedua ialah untuk mengetahui kemungkinan terbaik dalam penerapan District Meter Area, dengan terlebih dahulu membuat simulasi permodelan sistem jaringan distribusi eksisting yang telah ada, kemudian mensimulasikannya ke dalam beberapa pilihan skenario zona (DMA), untuk selanjutnya dilakukan perbandingan masing-masing skenario tersebut berdasarkan aspek teknis dan finansial, sehingga akan diperoleh sebuah skenario desain DMA yang terbaik untuk diterapkan di wilayah layanan IPA Bengkuring. METODOLOGI Penelitian ini terbagi ke dalam beberapa metode analisis, yaitu analisis kehilangan air, analisis hidrolika jaringan distribusi, dan analisis kelayakan finansial. Adapun diagram alir penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1, dengan uraian penjelasan analisis yang dilakukan ialah sebagai berikut : Analisis Kehilangan Air (Simulasi software WB Easycalc) Sebagai langkah awal, dilakukan pengumpulan data sekunder yang didukung dengan data primer hasil pengukuran dan observasi lapangan. Data sekunder yang dikumpulkan terdiri dari data produksi/distribusi IPA Bengkuring, data konsumsi/rekening pelanggan, data laporan air tak berekening, serta data teknis dan finansial distribusi. Adapun data primer yang diukur ialah akurasi meter pelanggan, dan digunakan untuk koreksi data konsumsi pelanggan. Setelah proses pengumpulan data selesai dilaksanakan, dilakukan input data ke dalam software WB Easycalc untuk beberapa kategori, yaitu volume input sistem distribusi, konsumsi bermeter berekening, konsumsi tak bermeter berekening, konsumsi bermeter tak berekening, konsumsi tak bermeter tak berekening, konsumsi tak resmi, ketidakakuratan meter air/kesalahan penanganan data, serta data teknis dan finansial. Setelah proses input selesai, maka software secara otomatis menampilkan tabel hasil perhitungan neraca air sesuai periode analisis data (dalam hal ini selama bulan oktober dan november 2015), kemudian dikonversi menjadi periode tahunan. Hasil ini kemudian dijadikan dasar pertimbangan finansial dalam program penanganan kehilangan air.

3-23

Analisis Hidrolika Jaringan Distribusi (Simulasi software Epanet 2.0) Sistem jaringan distribusi air wilayah layanan IPA Bengkuring disimulasikan ke dalam suatu model menggunakan software Epanet 2.0. Karakteristik model Epanet ini meliputi komponen fisik dan non fisik jaringan distribusi. Komponen fisik jaringan distribusi meliputi : perpipaan, node, tangki dan pompa. Sementara itu komponen non fisik jaringan diantaranya kebutuhan air tiap node (base demand), fluktuasi konsumsi air (demand patern), persamaan hidrolis yang digunakan, dan koefisien kehilangan air (emitter). Setelah simulasi model jaringan distribusi berjalan sukses, penting kemudian untuk dilakukan validasi. Tujuannya ialah untuk mengetahui sejauh mana model tersebut mampu menggambarkan kondisi real di lapangan. Validasi dilakukan dengan membandingkan hasil pengukuran tekanan lapangan dengan tekanan hasil simulasi epanet pada lokasi dan waktu yang sama. Semakin kecil selisih dan perbedaan pola sebaran data, semakin baik model tersebut dalam menggambarkan keadaan sebenarnya di lapangan, sehingga dapat dipahami dan menjadi pertimbangan dalam simulasi jaringan menuju konsep zoning/DMA. Setelah model epanet dikatakan valid, dilakukan simulasi pembentukan DMA yang terbagi pada beberapa skenario desain berdasarkan asumsi ukuran zona pelayanan dan skema perpipaan distribusi eksisting. Pada tahap akhir dilakukan perbandingan teknis seluruh skenario untuk mendapatkan desain yang terbaik. Analisis Finansial (Net Present Value, Benefit Cost Ratio, dan Payback Period) Langkah awal dalam melakukan analisis finansial ialah menginventarisasi kebutuhan biaya dalam penerapan masing-masing skenario DMA, serta menentukan skenario pembiayaan operasional dan pendapatan. Analisis finansial dilakukan selama periode analisis 20 tahun agar diketahui kelayakan proyek masing-masing skenario DMA sebagai pertimbangan menentukan skenario terpilih. Mengacu pada Permen PU Nomor 21 tahun 2009, analisa finansial dalam penelitian ini mencakup rencana investasi proyek; rencana volume air terjual; rencana biaya operasional dan pemeliharaan; Rencana proyeksi pendapatan dan harga air; proyeksi cashflow selama periode operasional; dan valuasi kelayakan proyek berdasarkan parameter Net Present Value (NPV), Benefit Cost Ratio (BCR), dan Payback Period (PP). Perumusan Ide dan Masalah Tujuan Penelitian Persiapan

Studi Literatur Pengumpulan Data

Pengolahan Data Analisis Kehilangan Air

Analisis Hidrolika Jaringan Hasil dan Pembahasan Kesimpulan dan Rekomendasi

Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

3-24

Analisis Finansial

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Analisis Kehilangan Air Wilayah layanan IPA Bengkuring terdiri dari beberapa sub wilayah, yaitu Perumahan Bengkuring (Blok A, B, C, D, dan E), Perumahan Puspita dan kawasan Padat Karya. Total pelanggan terlayani di wilayah ini sebanyak 3.026 SR. Sesuai kriteria pembentukan DMA, wilayah ini telah terisolasi sempurna dengan IPA Bengkuring sebagai unit tunggal pensuplai air bersih. Berdasarkan hasil simulasi software WB Easycalc, didapatkan tabel hasil perhitungan neraca air seperti yang dapat dilihat pada Gambar 2 di bawah ini.

Gambar 2. Hasil perhitungan neraca air di wilayah studi Berdasarkan hasil diatas, secara lebih rinci tingginya kehilangan air fisik disebabkan oleh adanya kebocoran pipa distribusi yang terlihat maupun tidak terlihat (Background Leakage), kebocoran akibat sambungan pipa, serta kebocoran pipa dinas pelanggan. Sementara itu kehilangan air non fisik disebabkan oleh kurang baiknya akurasi meter pelanggan, human error dalam penanganan data, serta pencurian air. Adapun kerugian finansial yang diterima PDAM Kota Samarinda akibat kehilangan air fisik dan non fisik di wilayah layanan IPA Bengkuring berturut-turut sebesar Rp 2.173.852.206,- dan Rp 556.110.936,-. Hasil Analisis Hidrolika Jaringan Analisis hidrolika jaringan dari hasil simulasi model epanet dilakukan berdasarkan parameter tekanan dan kecepatan aliran (Permen PU No.18 Tahun 2007), yakni pada jamjam kritis konsumsi air seluruh pelanggan di wilayah layanan IPA Bengkuring, yaitu pada saat jam konsumsi minimum pukul 02.00 malam dan jam konsumsi puncak pukul 07.00 pagi, maka didapatkan hasil seperti yang terlihat pada Gambar 3 dan Gambar 4.

Pukul 02.00 Gambar 3. Hasil simulasi tekanan model Epanet

3-25

Pukul 07.00

Pukul 02.00 Pukul 07.00 Gambar 4. Hasil simulasi kecepatan aliran model Epanet Berdasarkan hasil simulasi epanet, tekanan pada jam konsumsi air minimum (pukul 02:00) di seluruh wilayah layanan IPA Bengkuring rata-rata masih memenuhi standar Permen PU No.18 Tahun 2007 (>10 m), hanya sebagian wilayah Padat Karya dan Perumahan Puspita saja yang memiliki tekanan dibawah standar. Hal ini dikarenakan pada lokasi tersebut memiliki kontur elevasi yang lebih tinggi, sehingga sisa tekan di wilayah tersebut akan lebih kecil dibandingkan dengan lokasi lain dengan ketinggian kontur yang lebih rendah. Selanjutnya pada jam konsumsi air puncak (pukul 07:00), terjadi penurunan tekanan di seluruh wilayah studi, dapat dilihat penurunan tekanan paling signifikan terjadi di wilayah Blok E hingga mencapai tekanan di bawah standar (10 m). Kemudian jika ditinjau dari nilai kecepatan aliran, sebanyak 88 % ruas perpipaan distribusi di wilayah ini berada di bawah standar kecepatan aliran dalam pipa PVC menurut Permen PU No.18 Tahun 2007 (0,3 – 3 m/detik) saat jam konsumsi air minimum malam hari, dan menurun menjadi 76 % pada jam puncak. Pukul 02:00

Pukul 07:00

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

(m)

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

(m) 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Tekanan Epanet TEKANAN EPANET

TekananLAPANGAN Lapangan TEKANAN

Gambar 5. Hasil validasi tekanan model Epanet Setelah mendapatkan hasil simulasi model epanet, selanjutnya dilakukan validasi. Adapun hasil validasi pada Gambar 5 menunjukkan perbedaan yang tidak terlalu signifikan antara tekanan lapangan dengan tekanan hasil simulasi, terlihat pula memiliki pola sebaran data yang cukup seragam, sehingga model epanet dapat dikatakan valid untuk kemudian dilakukan simulasi pembentukan DMA dengan 3 skenario berdasarkan ukuran zona pelayanan. Adapun gambaran ketiga skenario ini dapat dilihat pada Gambar 6 di bawah ini.

3-26

Skenario 1

Skenario 2

Skenario 3

3 Gambar 6. Desain DMA Skenario 1, 2, dan 3 Berdasarkan hasil simulasi software epanet, penerapan tiap skenario DMA akan menyebabkan perubahan tekanan dan kecepatan aliran distribusi. Terjadi penurunan tekanan akibat penerapan DMA skenario 1, 2 dan 3 berturut-turut sebesar 26 %, 31 %, dan 1 %. Dapat diketahui bahwa, DMA skenario 3 memiliki resiko penurunan tekanan paling rendah. Ditinjau dari kecepatan aliran, penerapan ketiga skenario ini menghasilkan peningkatan kecepatan aliran berturut-turut untuk DMA skenario 1, 2 dan 3 sebesar 2 %, 1 % dan 3 %. Dapat diketahui bahwa, DMA skenario 3 juga memiliki peningkatan kecepatan aliran yang paling baik (Gambar 7). Selanjutnya untuk meningkatkan kualitas DMA, direncanakan beberapa skenario upgrade pipa berdiameter lebih besar dan pompa dengan head lebih besar, sehingga didapatkan peningkatan kualitas tekanan distribusi untuk menjaga keandalan sistem, yang mana hal tersebut menjadi pertimbangan utama dalam penerapan jaringan distribusi sistem DMA. Menurut pedoman BPPSPAM, syarat minimum tekanan dalam penerapan DMA ialah 5-10 m. Adapun rata-rata tekanan setelah dilakukan upgrade pipa dan pompa untuk masing-masing skenario DMA secara berturutturut untuk DMA skenario 1, 2 dan 3 ialah 21,75 m ; 19,76 m ; dan 23,31 m. Berikut ini juga dapat dilihat gambar...