1

Topik 1 : Penggunaan dan Permintaan Air

C5305 Kejuruteraan Bekalan Air & Air Sisa

1.0 KEGUNAAN AIR DAN PERMINTAAN AIR

(i) Kegunaan Domestik

Kegunaan domestik adalah antara 40-60 % daripada keseluruhan bekalan air. Contoh kegunaan domestik termasuklah untuk minum, memasak, mandi, mencuci, sanitari serta lain-lain lagi. Tujuan domestik bergantung kepada faktor-faktor iklim, status sosial, kualiti dan kuantiti air, kos air, tekanan air, sistem sanitari dan jenis bekalan air.

Di negara mundur dan maju, nilai purata kegunaan air untuk tujuan domestik ialah di antara 100 350 l/orang/hari. Di Malaysia pula, nilainya ialah 225 l/ orang/hari.

Anggaran asas bekalan air bagi kegunaan domestik

DD = P x F x C

DD = permintaan domestik

P = penduduk yang dibekalkan

F = peratus penduduk yang dibekalkan

C = kegunaan air per kapita

Keperluan air per kapita ialah penggunaan air oleh seorang penduduk sehari. Nilai dibawah digunakan untuk menganggarkan permintaan air. Kawasan bandar (230 hingga 320 liter sehari), kawasan sub bandar/pinggir bandar (180 hingga 230 liter sehari) dan kawasan kampung (135 hingga 180 liter sehari)

Faktor-faktor yang Mempengaruhi keperluan air per kapita

i. Keadaan iklim

ii. Taraf sosio ekonomi

iii. Jenis industri dan perdagangan yang dijalankan

iv. Kualiti air

v. Tekanan air dalam sistem paip agihan

vi. Kos air dan polisi pemasangan meter

vii. Penggunaan tandas pam dan sistem pembetungan

viii. Kesedaran sivik penduduk terhadap pembaziran

(ii) Kegunaan Komersial / Perdagangan

Pembekalan air kepada kawasan perniagaan dan perdagangan seperti kedai dan pejabat. Contoh kegunaan air untuk tujuan komersial adalah termasuk perniagaan yang melibatkan kedai dobi, restoren dan pusat perkhidmatan cuci kenderaan. Taksiran unjuran permintaan air untuk kegunaan perdagangan dibuat adalah berdasarkan bilangan pekerja, penghuni dan keluasan ruang.

Anggaran kegunaan air bagi penggunaan komersial

CD = A x CR

CD = permintaan komersial

A = luas kawasan perdagangan

CR = kadar penggunaan

(iii) Kegunaan Industri

Berbeza daripada industri lain dan juga antara pengeluar-pengeluar sesuatu barangan. Perbezaan ini bergantung kepada jenis industri, saiz organisasi, kualiti, kuantiti dan kos air serta proses edaran semulajadi air.

Jadual menunjukkan contoh perbezaan keperluaan air untuk kegunaan industri

ProdukJisim air/ Jisim Produk

Kapas/ bulu

Keluli/kayu/pulpa/kertas

Penyembelihandan pembungkusan

Pengeluaran petroleum

Pengeluaran tenusu150 750

10 300

15 25

3 10

3 - 35

Anggaran penggunaan air bagi pengguna industri

ID = AI x IR

ID = permintaan industri

AI = luas industri

IR = kadar penggunaan

(iv) Kegunaan Pertanian dan Pertenakan/ Husbandari

Air yang dibekalkan kepada kawasan kebun, ladang dan kawasan penternakan haiwan adalah air yang telah diolah dan bukan air yang disalurkan melalui parit dan tali air untuk kegunaan sawah.

(v) Kegunaan Awam

Air yang dibekalkan untuk tujuan penyiraman pokok dan tanaman di tempat awam, membersih jalanraya dan sumber air pancut. Kadangkala air yang dipam dari paip awam digunakan untuk kegunaan awam bertujuan mengurangkan permintaan air yang telah diproses terutama pada musim kemarau.

(vi) Kerugian

Kehilangan air disebakan oleh kebocoran paip, penyucian takungan/ kolam air dan paip, penggunaannya untuk tujuan pemadaman kebakaran, penyambungan secara haram dan penyejatan dari kolam merupakan satu kerugian dalam sistem bekalan air.

Kerugian sebanyak 15% daripada jumlah penggunaan merupakan satu perkara yang biasa berlaku dalam sistem pembekalan air yang baik. Di Malaysia nilai ini membabitkan 17 57%.

1.1 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEGUNAAN AIR

Kegunaan tempatan bekalan air adalah bergantung kepada faktor-faktor berikut :

a) Saiz masyarakat/ komuniti adalah dipengaruhi oleh kewujudan industri dan institusi lain yang akan menambahkan penggunaan per kapita . Bagi komuniti yang kecil, penggunaan hanya terhad kepada tujuan domestik sahaja. Dalam masa yang sama taraf sosio ekonomi pengguna juga mempunyai pengaruhnya yang tersendiri.

b) Jenis industri dan komersial yang dijalankan memberi kesan langsung kepada kuantiti air yang digunakan.

c) Kualiti air yang meningkat akan menggalakkan penggunaan yang bertambah. Kos dan polisi pemasangan meter air yang mahal akan menyebabkan penggunanya menjadi lebih jimat.

d) Tekanan air dalam sistem paip agihan yang tinggi menggalakkan penggunaannya lebih banyak dan kadang kala berlakunya pembaziran.

e) Keadaan iklim yang panas menyebabkan air lebih banyak digunakan untuk menyucikan diri dari pada keadaan yang sejuk.

f) Kesedaran masyarakat pengguna yang dapat mengurangkan dan mencegah berlakunya pembaziran.

g) Kemudahan sanitari iaitu dengan adanya penggunaan tandas berpam menyebabkan penggunaan meningkat.

1.2 ANGGARAN PERMINTAAN AIR

Anggaran permintaan bekalan air boleh dibuat dengan mengambilkira:

Jumlah penduduk yang dibekalkan air

Penggunaan per kapita

Faktor perkhidmatan

Faktor rekabentuk

Faktor permintaan tambahan

Anggaran kegunaan air selalunya dirancang untuk tahun ufuk kurang dari 20 tahun dengan skim bekalan air bagi setiap 5 tahun. Perancangan yang menelebihi 20 tahun pada kebiasaannya akan menimbulkan masalah kerana anggaran permintaan yang kurang tepat. Namun begitu, had umur komponen-komponen struktur utama seperti empangan dan kolam simpanan biasanya tidak melebihi 50 tahun.

Formula anggaran permintaan bekalan air adalah seperti berikut :

WDn = Pn x q x F1 x F2 ............ + DmDimana:

WDn=permintaan bekalan air pada tahun n

Pn=unjuran bilangan penduduk pada tahun n

q=permintaan bekalan air per kapita

F1=faktor perkhidmatan

F2=faktor rekabentuk

Dm=permintaan tambahan

Permintaan Bekalan Air Per Kapita

Permintaan air per kapita adalah jumlah air yang diperlukan seorang dalam satu hari

Permintaan air per kapita, q = jumlah keperluaan air dalam setahun (liter)365 x bilangan orang hari

Pihak-pihak berkuasa tertentu mempunyai nilai per kapita yang tersendiri. Sebagai panduan, selalunya permintaan per kapita boleh dibahagikan dalam kategori :

Urban ( bandar ) - 230 300 l/orang/hari

Semi-urban - 180 280 l/orang/hari

Kawasan di sekitar sempadan bandar di mana

taraf hidup dan penggunaan air adalah antara

penggunaan di bandar dan luar bandar

Rural - 135 180 l/orang/hari

Faktor Perkhidmatan

Faktor perkhidmatan menggambarkan peratus penduduk yang akan dibekalkan dengan air. Oleh kerana Malaysia adalah sebuah negara yang sedang membangun, maka peruntukan kewangan yang mencukupi menjadi penghalang kepada bekalan air 100%. Jadi pihak berkuasa air menetapkan matlamat dan polisi yang selaras dengan peruntukan yang ada bagi bekalan air yang mencukupi.

Faktor RekabentukWalaupun permintaan per kapita telah pun ditentukan mengikut kategori kawasan dan penggunaan, masih ada terdapat perbezaan penggunaan air dari bulan ke bulan mengikut faktor-faktor musim, cuaca, tabiat masyarakat, aktiviti-aktiviti industri, perdagangan dan pertanian. Untuk mengimbangi perbezaan-perbezaan ini, faktor rekabentuk diperkenalkan bagi memastikan kesinambungan bekalan. Nilai-nilai faktor rekabentuk yang digunapakai adalah :

KegunaanFaktor

Domestik

Komersial/Sekolah

Industri ringan

Industri khusus2.5

2.5

1.5

1.0

Permintaan Tambahan

Permintaan tambahan adalah permintaan yang bertujuan memenuhi keperluan pembangunan baru seperti kawasan perindustrian, kem tentera, institusi pengajian. Kadangkala ia juga digunakan bagi memenuhi permintaan kawasan persekitaran kawasan kajian asal.

Sebagai contoh untuk permintaan tambahan bagi permintaan perindustrian adalah seperti berikut :

Industri ringan - 22,000 l/hektar/hari

Industri berat -45,000 l/hektar/hari

Selain daripada itu permintaan untuk meliputi jumlah bekalan air tanpa pulangan (NRW) dan permintaan tak terisi perlu diadakan bagi mencapai kesempurnaan rekabentuk.

Unjuran Penduduk

Rekod bancian adalah penting sebab darinya satu bentuk unjuran permintaan penggunaan air masa depan dapat dibuat. Rekod bancian penduduk digunakan sebagai asas ramalan pertambahan permintaan penggunaan air dalam tempoh rekabentuk, data-data penduduk dan juga pembangunan industri boleh didapati dari sumber-sumber berikut :

Jabatan Statistik / Perangkaan

Pejabat Daerah

Pejabat Perbadanan Kemajuan Ekonomi Negeri

Pejabat Perancangan Bandar dan Desa

Unit Perancangan Ekonomi Persekutuan dan Negeri

Agensi berkaitan yang lain atau laporan terdahuluKAEDAH RAMALAN UNJURAN PENDUDUK

Contoh

Soalan 1

Jumlah penduduk di antara dekad 1930 1970 diberikan dalam Jadual 1. Tentukan jumlah penduduk dua dekad selepas 1970 dengan kaedah Aritmetik dan Geometrik

Jadual 1

TahunJumlah Penduduk

1930

1940

1950

1960

1970

25000

28000

34000

42000

47000

Penyelesaian

1. Kaedah Pertambahan Arithmetik

Andaian : Penduduk bertambah pada kadar tetap, dp / dt = K

TahunJumlah PendudukPertambahan Penduduk

193025000

3000

194028000

6000

195034000

8000

196042000

5000

197047000

Jumlah Pertambahan22000

Purata / Dekad22000/4 = 5500 (K)

Anggaran jumlah penduduk pada tahun 1990 ialah

P1990 = P1970 + t . K

= 47 000 + 2 (5 500)

= 58 000 orang

2. Kaedah Pertambahan Geometrik

Andaian : Peratus pertambahan penduduk diandaikan tetap

TahunJumlah PendudukPertambahan PendudukPeratus

Pertambahan

193025000

28000 25000 = 3000(3000/25000) x 100 = 12%

194028000

6000(6000/28000) x 100 = 21.4%

195034000

8000(8000/34000) x 100 = 23.5%

196042000

5000(5000/42000) x 100 = 11.9%

197047000

Purata Peratus Pertambahan(12+21.4+23.5+11.9)/ 4 = 17.2%

Anggaran jumlah penduduk pada tahun 1990 ialah

P1990 = P1970 ( 1 + i/100 )n

= 47 000 ( 1 + (17.2/100))2

= 64 558 orang

Soalan 2

Jadual berikut menunjukkan pertambahan penduduk bagi sebuah pekan X. Anggarkan bilangan penduduk bagi tahun-tahun 1981, 1991, 1994 dan 2001 dengan menggunakan kaedah arithmetik dan kaedah geometrik

Tahun19011911192119311941195119611971

Bil.

Penduduk (000 )60656372798997120

Penyelesaian

TahunBil. PendudukPertambahan PendudukPeratus Pertambahan

190160,000

50005000/60000 x 100% = 8.33 %

191165,000

-2000-2000/65,000 x 100 % = -3.08 %

192163,000

90009000/63000 x 100 % = 14.28 %

193172,000

70007000/72000 x 100% = 9.72 %

194179,000

1000010000/79000 x 100% = 12.66 %

195189,000

80008000/89000 x 100 % = 8.99 %

196197,000

2300023000/97000 x 100 % = 23.71 %

1971120,000

Jumlah pertambahan60,00074.61

Purata/ dekad (k)60,000/7 = 8571.4374.61/7 = 10.66

Kaedah Arithmetik

Pn = Po + n k

n = 1 , P = 120,000, k = 8571.43

P1981 = 120,000 + 1 ( 8571.43 ) = 128,571 orang

P1991 = 120,000 + 2 (8571.43 ) = 137,143 orang

P2001 = 120,000 + 3 (8571.43 ) = 145,714 orang

P1994 = 137,143 + 3/10 (8571.43) = 139,714 orang

Kaedah Geometri

Pn = P (1 + i/100 )n

P1981 = 120,000 ( 1 + 10.66/100 ) 1 = 132,792 orang

P1991 = 120,000 ( 1 + 10.66/100 )2 = 146,948 orang

P2001 = 120,000 ( 1 + 10.66/100)3 = 162,612 orang

P1994 = 146,948 + ( (162,612 146, 948) x 3/10 ) = 151,647 orang

Soalan 3

Dengan menggunakan kaedah pertambahan geometri, kira bilangan penduduk bagi sesebuah bandar pada tahun 1990, 2000 dan 2010 berdasarkan data di dalam jadual dibawah:

Tahun19401950196019701980

Penduduk5500060000660007500080000

Penyelesaian

TahunPendudukPertambahan pendudukPeratus Pertambahan Penduduk

Jumlah9.4%/4 =9.9%

Soalan 4

Anggaran penduduk Daerah Kinta pada tahun 2010 adalah 562,500 orang , kirakan keperluan air harian pada tahun tersebut di mana liputan bekalan air adalah 95%. Data-data di bawah telah diperolehi dari Lembaga Air Perak (LAP)

i.Permintaan air penduduk= 275 liter/kapita/hari

ii.Keperluan air industri= 1/3 daripada keperluan penduduk

iii.Faktor rekabentuk

= 1.5

iv.Peratusan NRW = 15%

v. Rumus bagi permintaan

Harian, WDn

= (Pn x q x F1 x F2) + DmPenyelesaian

Daripada data-data yang diberi :

Permintaan air harian, WDn = (Pn x q x F1 x F2) + Dm WD2010 = ( 562,500 x 275 x 0.95 x 1.5 ) + 1/3 (562,500 x 275 x1x 1.5)

+ 0.15[ (562,500 X 275 X 0.95 X 1.5) + 1/3 (562,500 x 275 x 1.5)]

= 220,429,688 + 77,343,750 + 44,660,016

= 342,439,454 liter/hari

= 342.44 x 106 liter/hari

Latihan Kendiri1.Bilangan penduduk bagi Bandar Aman dalam tahun 1985 adalah seramai 68,000 orang. Dengan menggunakan kaedah Arithmetik, anggarkan bilangan penduduk bagi bandar ini pada tahun 2000, 2050 dan 2100. Jadual S1 menunjukkan bilangan penduduk Bandar Aman yang telah direkodkan :

TahunBil. Penduduk ( x 103) orang

193026

194034

195046

196052

197059

198065

2.Berdasarkan data bancian penduduk bagi daerah Bandar Baru, Jadual S2 telah diperolehi. Kirakan kadar pertumbuhan penduduk dan bilangan penduduk pada tahun 2010 dan 2020 dengan menggunakan Kaedah Pertambahan Geometri.

TahunBilangan Penduduk ( orang )

196026,000

197036,500

198048,500

199069,200

PAGE 16=============================== ===============================