pengembangan pemanenan air hujan dan sumur

J. Tek. Ling
Edisi Khusus “Hari Bumi”
Hal. 101 - 113
Jakarta, April 2012
ISSN 1441-318X
PENGEMBANGAN PEMANENAN AIR HUJAN
DAN SUMUR RESAPAN
DI DAERAH DEPOK, JAWA BARAT
R. Haryoto Indriatmoko dan Satmoko Yudo
Peneliti pada Pusat Teknologi Lingkungan, TPSA, BPPT
Abstrak
Perubahan penggunaan lahan untuk memenuhi kebutuhan pembangunan di segala
bidang menyebabkan berkurangnya daerah resapan air tanah. Yang paling cepat
dirasakan dari perubahan penggunaan lahan adalah pada saat hujan, banjir lokal dan
banjir akan terjadi lebih cepat dari biasanya. Untuk jangka panjang, cadangan air tanah
akan berkurang, hal ini disebabkan oleh berkurangnya jumlah air hujan yang dapat
menyusup ke dalam tanah, sedangkan pengambilan air tanah sulit terbatas. Untuk
mengatasi kekurangan daerah resapan air, sebagai hasil dari daerah penyerapan
berkurang, harus ada terobosan untuk mengembalikan daerah tangkapan air dengan
menerapkan metode yang disebut pemanenan air hujan dan tabungan air hujan untuk
menyimpan air dan sisanya melalui peresapan buatan. Dari desain telah diterapkan
di SMA Negeri IV Depok yang mempunyai volume 10m3 air bersih dipanen dan laju
air hujan adalah 2 mm perminute menyusup ke dalam tanah. Salah satu peresapan
buatan yang dibangun di Depok dapat mengisi air hujan sebanyak 425 liter dalam 2 jam.
Kata kunci: peresapan buatan, pemanenan air hujan, air tanah, genanganlokal, banjir
Abstract
Changes in land use to meet development needs in all areas cause a reduction in
groundwater recharge area. The most quickly felt of land use change is when it rains,
local inundation and flooding will take place more quickly than usual. For the long term,
ground water reserves will be reduced, this is caused by a reduced number of rain water
that can infiltrate into the ground, whereas groundwater uptake is difficult restricted. To
overcome the shortage of water catchment areas, as a result of reduced absorption
region, there must be a breakthrough to restore the catchment area by applying a
method called harvesting and saving, that is rain water harvesting and saving the rest
through artificial recharge. From the design has been applied in National High School
IV Depok that 10m3 clean water is harvested and the rain water rate is 2 mm perminute
infiltrated into the ground. One of artificial recharge that have built in Depok can fill rain
water as much as 425 liters in 2 hours.
Key words : artificial recharge, rain water harvesting, groundwater, local inundation, flood
Pengembangan Pemanenan Air Hujan,... Edisi Khusus “Hari Bumi”: 101 - 113
101
1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perubahan penggunaan lahan dari suatu
kawasan yang belum terbangun menjadi
kawasan terbangun akan menyebabkan
berkurangnya kawasan terbuka. Perubahan
ini telah nyata memberikan dampak terhadap
berkurangnya zone penyerapan alami,
akibatnya jika hujan turun maka air hujan
akan dengan cepat berubah menjadi
limpasan. Air hujan yang seharusnya
mendapat kesempatan untuk meresap
secara alami kedalam tanah, hilang atau
berkurang karena menjadi limpasan (1).
Untuk alasan ini, maka diperlukan suatu
usaha meresapkan air hujan ke dalam tanah
secara aktif (injeksi) dan pasif (resapan).
Upaya meresapkan air ke dalam tanah
ini bukan tanpa alasan air hujan kedalam
tanah ini bukanlah tanpa alasan, kita patut
bangga bahwa Pemerintah Daerah Khusus
Ibukota Jakarta telah mengeluarkan SK
Gubernur No 68/2005 tentang kewajiban
pembuatan sumur resapan di Propinsi
DKI Jakarta. Keputusan ini bersifat wajib
bagi penanggung jawab bangunan. Yang
dimaksud dengan penanggung jawab
bangunan tersebut adalah pemilik/penyewa
bangunan baik perorangan maupun badan
hukum yang diberi hak atau kuasa untuk
menempati atau mengelola bangunan
tersebut (2).
Sumur resapan adalah sistem resapan
buatan berbentuk sumur dengan dilengkapi
zone resapan, dengan sumber air hujan
sebagai sumber air resapan. Air hujan yang
jatuh di atas atap dialirkan melalui talang
bangunan yang dilengkapi dengan saluran
air beripa pipa air kemudian dimasukkan ke
dalam sumur resapan. Secara alami air yang
berada dalam sumur resapan akan meresap
kedalam tanah melalui zone resapan air
hujan akan masuk kedalam sistem akuifer
air tanah. Proses meresapkan air hujan
dengan sumur resapan disebut juga sebagai
pengisian air tanah buatan.
102
Proses resapan air tanah secara
alami terjadi pada daerah-daerah yang
porus misalnya tegalan, tanah lapangan,
permukaan tanah yang terbuka, hutan,
halaman rumah yang tidak tertutup dan
lainnya. Air hujan yang jatuh ke permukaan
tanah pada awalnya akan membasahi tanah,
bangunan, tumbuh-tumbuhan dan batuan.
Ketika air hujan tersebut jatuh pada daerah
yang berpori maka akan meresap ke dalam
tanah sebagai air infiltrasi, air tersebut
semakin lama akan meresap lebih dalam
lagi sampai memasuki daerah akuifer dan
akhirnya menjadi air tanah.
Belajar dari kondisi masa kini dimana
wilayah resapan air semakin berkurang, serta
keinginan untuk melestarikan lingkungan
maka dipandang perlu untuk mulai
membangun prasarana untuk menampung
air hujan dan meresapkan air hujan melalui
sumur resapan. Kegiatan ini sekaligus untuk
mensukseskan program Pemerintah DKI
sebagaimana yang telah diatur dalam SK
Gub DKI Jakarta 68/2005 tersebut. Perlu
digalakkan pembangunan sumur resapan
sebagai salah satu sarana dan upaya
melakukan konservasi air tanah (2).
1.2. Tujuan dan Sasaran
Tujuan kegiatan ini adalah: 1). Untuk
mengurangi limpasan air permukaan dan
restorasi sumber daya air tanah melalui
sumur resapan buatan, 2). Mengembalikan
zone infiltrasi dan perkolasi yang hilang
karena kepentingan pembangunan melalui
sumur resapan, 3). Melakukan sosialisasi
cara pemanenan air hujan dengan contoh
bangunan sumur resapan di sekolah sebagai
salah satu sarana pendidikan terhadap
siswa.
Sedangkan sasaran kegiatan ini
adalah: 1. Wilayah dengan pemukiman
padat, dimana air hujan tidak atau kurang
mendapat kesempatan meresap. 2.
Meningkatkan kesadaran masyarakat
dengan cara sosialisasi yang efisien melalui
siswa. 3. Efisiensi penggunaan air tanah,
Indriatmoko, R.H dan S. Yudo, 2012
dengan cara mengolah dan memanfaatkan
air hujan sebagai sumber air.
2. METODOLOGI
inilah di wilayah ini diperlukan adanya
bangunan penampung air hujan dan sumur
resapan (Gambar 5)
2.1. Lokasi Kegiatan
Lokasi dipilih sekolah dengan kriteria
terpilih serta adanya kesediaan untuk
memelihara dan memanfaatkan hasil olahan
air hujan untuk menghemat penggunaan
air tanah. Sekolah tersebut merupakan
daerah resapan yang baik dan bukan
merupakan daerah banjir, serta kedalaman
muka air tanahnya cukup dalam, sehingga
memungkinkan untuk dibuat sumur resapan.
Salah satu sekolah yang dipilih
adalah SMA Negeri 4 di Depok. Adapun
penentuan lokasi penempatan sumur
resapan didasarkan atas antara lain :
1. Dilingkungan yang padat penduduk,
2. Sistem pengelolaan sekolah yang relatif
baik,
3. Mempunyai sistem kurikulum yang
menunjang pelestarian lingkungan,
4. Adanya kebutuhan dibangunnya sumur
resapan,
5. Adanya Surat Permintaan dari Pihak
Sekolah.
SMA Negeri 4 Depok merupakan
sebuah sekolah yang sudah berdiri sejak
tahun 1993. Sekolah ini menempati lahan
seluas 9.000 m2 dengan luas bangunan
kurang lebih 4.500 m2 terdiri dari bangunan
sekolah, Masdjid, koperasi, kantin dan
bangunan penjaga sekolah. Lahan hijau
disekolah ini kira-kira 35% dari luas lahan
yang ada, terdiri dari bangunan pertamanan,
trotoar dang lapangan olah raga, sedangkan
15% dari sisanya digunakan untuk bangunan
lapangan basket.
SMAN 4 ini dibangun di wilayah
pemukiman padat dan berada di sekitar
komplek industri kecil peternakan ayam.
Akibat lokasinya yang cukup padat ini maka
pada waktu hujan turun cukup deras maka
air hujan banyak yang mengalir ke halaman
sekolah, sehingga dengan kondisi semacam
Gambar 1. Lokasi SMA Negeri 4 Depok untuk
pemasangan penampung air hujan
dan sumur resapan.
2.2. Disain dan Perencanaan
Air hujan merupakan anugerah Yang
Maka Kuasa yang tidak ternilai, sebagai
sumber air bagi setiap makhluk hidup.
Ketika hujan turun maka wilayah yang kering
menjadi basah, sungai segera dialiri air dan
mata air yang mulai menyusut akan mengalir
air kembali, muka air tanah meningkat,
bahkan sungai yang tadinya sangat kotor
dan banyak sampahnya menjadi bersih
tersapu oleh aliran air. Dengan bertitik
tolak dari pandangan bahwa hujan adalah
anugerah Ilahi, maka pemanfaatan air hujan
merupakan upaya praktis yang paling mudah
dapat dilakukan untuk mendapatkan air
bersih dan sekaligus mengurangi laju aliran
permukaan pada saat hujan lebat.
Air hujan yang jatuh di atas atap rumah
ditampung ke dalam bak penampung, namun
jika air dalam bak penampung tersebut
penuh maka air hujan diresapkan ke dalam
tanah melalui sumur resapan dengan
memanfaatkan kapasitas infiltrasi tanah.
Air hujan dalam bak penampung dapat
dimanfaatkan sebagai sumber air bersih..
Jika air hujan meresap kedalam tanah
maka air tersebut akan bermanfaat baik
bagi tanaman, maupun sebagai sumber air
Pengembangan Pemanenan Air Hujan,... Edisi Khusus “Hari Bumi”: 101 - 113
103
tanah. Jika laju infiltrasi pada suatu area
resapan tinggi, maka air hujan yang akan
menjadi runoff/limpasan di atas permukaan
tanah menjadi sedikit, hal ini juga akan dapat
bermanfaat terhadap pengurangan erosi.
Menurut Arsyad (2006), infiltrasi adalah
peristiwa masuknya air ke dalam tanah, yang
pada umumnya melalui permukaan tanah
dan secara vertikal. Jika cukup air, maka air
infiltrasi akan bergerak terus ke bawah yaitu
ke dalam profil tanah. Gerakan air ke bawah
di dalam profil tanah disebut perkolasi.
Istilah perkolasi dalam digunakan, untuk
menunjukkan perkolasi air jauh ke bawah
daerah perakaran tanaman yang normal (3).
Laju infiltrasi adalah banyaknya air
persatuan waktu yang masuk melalui
permukaan tanah. Laju infiltrasi biasanya
dinyatakan dalam mm/jam atau cm/jam.
Pada saat tanah masih kering, laju infiltrasi
tinggi, akan tetapi setelah tanah menjadi
jenuh, maka laju infiltrasi akan menurun
dan menjadi konstan. Kemampuan tanah
untuk menyerap air infiltrasi pada suatu saat
dinamai kapasitas infiltrasi tanah.
Pergerakan air ke tanah melalui infiltrasi
bisa dibatasi oleh hambatan terhadap aliran
dari air melalui profil tanah. Walaupun
hambatan ini sering terjadi di permukaan
tanah, namun di beberapa tempat aliran
air dalam profil tanah berada pada kisaran
rendah. Kecepatan infiltrasi sangat berkaitan
dengan karakter fisik tanah dan penutupan
permukaan tanah, sedangkan faktor dari
luar meliputi kelembaban tanah, suhu dan
intensitas curah.
Ada dua parameter penting berkaitan
dengan infiltrasi yaitu laju infiltrasi dan
kapasitas infiltrasi. Laju infiltrasi (f) menurut
Sinukaban adalah kecepatan masuknya
air ke dalam tanah pada waktu tertentu.
Laju infiltrasi dinyatakan dalam mm/jam
atau cm/jam. Pada saat tanah kering laju
infiltrasi tinggi, setelah tanah menjadi jenuh
air maka laju infiltrasi akan menurun dan
menjadi konstan. Parameter infiltrasi lainnya
adalah kapasitas infiltrasi (fp), didefinisikan
sebagai kemampuan tanah untuk menyerap
104
air infiltrasi pada suatu waktu tertentu.
Infiltrasi dibatasi oleh karakteristik tanah
dan ketersediaan air (R) untuk infiltrasi, bila
ketersediaan air R< fp maka f=R; f<fp dan jika
R>fp maka f=fp; R>f.
Sri Harto (1993) mengilustrasikan
keterkaitan antara infiltrasi dengan perkolasi
dalam suatu sketsa hubungan antara
infiltrasi dan perkolasi pada suatu profil tanah
pada Gambar 2. Pada kondisi antara laju
infiltrasi dan perkolasi yang tidak seimbang.
Kondisi semacam ini sama-sama tidak
menguntungkan terutama untuk masuknya
air sebagai sumber air tanah. Gambar 2.a.
profil tanah lapisan atas mempunyai laju
infiltrasi kecil tapi lapisan bawah mempunyai
laju perkolasi tinggi, sebaliknya pada gambar
2.b. lapisan atas dengan laju infiltrasi tinggi
sedangkan laju perkolasi pada lapisan
bawah rendah. Pada Gambar 2.a., meski
laju perkolasi tinggi tapi laju infiltrasi yang
memberikan masukan air terbatas. Dalam
keadaan seimbang kedua kenyataan ini
ditentukan oleh laju infiltrasi. Sebaliknya
pada Gambar 2.b. laju perkolasi yang
rendah menentukan keadaan seluruhnya.
Dalam kenyataannya, proses yang terjadi
tidak sesederhana itu, karena adanya
kemungkinan aliran antara (4).
(a)
(b)
Gambar 2. Skema infiltrasi dan perkolasi pada
dua lapisan tanah. a. Infiltrasi kecil
& perkolasi besar b. Infiltrasi besar
dan perkolasi kecil. (4)
Infiltrasi air hujan ke dalam tanah yang
pada mulanya dalam keadaan tanah tidak
jenuh, terjadi dibawah pengaruh sedotan
matriks dan gaya gravitasi. Jika infiltrasi
Indriatmoko, R.H dan S. Yudo, 2012
terus terjadi, maka semakin banyak air
infiltrasi yang masuk tanah dan lebih dalam
profil tanah yang basah, maka sedotan
matriks akan berkurang. Berkurangnya
sedotan matrik disebabkan karena dengan
semakin jauhnya jarak antara bagian tanah
yang kering dan yang basah. Jika proses
infiltrasi terus berjalan dan seluruh lapisan
tanah menjadi basah, maka sedotan matrik
menjadi dapat diabaikan, sehingga gerakan
air ke bawah di dalam profil tanah hanya
disebabkan oleh gaya gravitasi. Kejadian
inilah yang menjelaskan mengapa laju
infiltrasi air ke dalam tanah akan semakin
berkurang sesuai dengan bertambahnya
waktu (lamanya) hujan. Ilustrasi keadaan
tersebut dapat dijelaskan seperti yang
terlihat dalam Gambar 3.
Gambar 3. Laju infiltrasi sebagai fungsi waktu
pada kondisi tanah basah dan
kering (1)
Untuk membangun suatu sumur
resapan agar dapat memberikan kontribusi
yang optimum diperlukan metoda perhitungan
sebagai berikut (6).
1.Menghitung debit masuk sebagai
fungsi karakteristik luas atap bangunan
dengan formula rasional (Q=CIA, Q=debit
masuk, C=Koefisien Aliran(jenis atap),
I=Intensitas Hujan, A=Luas atap).
2.Menghitung kedalaman sumur
optimum, yang diformulakan sebagai berukut
(12):
Keterangan:
H = Kedalaman air (m),
Q = Debit masuk (m3/dt),
F = Faktor geometrik (m),
K = Permeabilitas tanah (m/dt),
R = Radius sumur (m),
T = Durasi aliran (dt),
3. Evaluasi jenis fungsi dan pola letak
sumur pada jarak saling pengaruh guna
menentukan kedalaman terkoreksi dengan
menggunakan multi well system.
4.Jika membuat sumur resapan
dengan bentuk yang berbeda seperti di
atas, maka dapat menggunakan perhitungan
rumus seperti pad Tabel 1.
Adapun manfaat yang dapat diambil
dari pembuatan sumur resapan adalah:
1. Sumur resapan mempunyai manfaat
untuk menambah jumlah air yang masuk ke
dalam tanah.
2.Sumur resapan dapat menambah
jumlah air yang masuk kedalam tanah
sehingga dapat menjaga kesetimbangan
hidrologi air tanah sehingga dapat mencegah
intrusi air laut.
3.M e r e d u k s i d i m e n s i j a r i n g a n
drainase.
4. M e n u r u n k a n k o n s e n t r a s i
pencemaran air tanah.
5.Mempertahankan tinggi muka air
tanah.
6. Sumur resapan mempunyai manfaat
untuk mengurangi limpasan permukaan
sehingga dapat mencegah banjir.
7.Mencegah terjadinya penurunan
tanah.
8. Melestarikan teknologi tradisionil
Beberapa langkah yang dilakukan
untuk mengaplikasikan teknik penangkapan
air hujan dan sumur resapan adalah sebagai
berikut :
1. Melakukan survai untuk menentukan
lokasi percontohan.
2.Lokasi percontohan dipilih adalah
lokasi sekolah, yang mempunyai atap
luas, tidak banyak terganggu pepohonan,
Pengembangan Pemanenan Air Hujan,... Edisi Khusus “Hari Bumi”: 101 - 113
105
2.2.
lokasinya baik untuk wilayah resapan dan
curah hujannya memadai, serta bersedia
untuk dijadikan lokasi percontohan.
3.P e r s i a p a n a d m i n i s t r a s i d a n
pembangunan fisik
4.P e m b u a t a n t a l a n g u n t u k
menangkap/ mengumpulkan air hujan.
5.Pembuatan tempat penampungan
air hujan (PAH) dan Sumur Resapan.
6.P e m a s a n g a n I n s t a l a s i u n t u k
pemanfaatan air hujan, termasuk pompa
dan saringannya.
7. Perapihan Lahan.
8. Pengujian sumur resapan.
Disain dan Perencanaan
Lokasi dipilih sekolah dengan kriteria
terpilih serta adanya kesediaan untuk
memelihara dan memanfaatkan hasil olahan
air hujan untuk menghemat penggunaan
air tanah. Sekolah tersebut merupakan
daerah resapan yang baik dan bukan
merupakan daerah banjir, serta kedalaman
muka air tanahnya cukup dalam, sehingga
memungkinkan untuk dibuat sumur resapan.
Salah satu sekolah yang dipilih
adalah SMA Negeri 4 di Depok. Adapun
penentuan lokasi penempatan sumur
Tabel 1. Tabel faktor geometrik sumur resapan
KONDISI
106
F (M)
REFERENSI
4πR
Samsioe (1931)
Dachler (1936)
Aravin (1965)
2πR
Samsioe (1931)
Dachler (1936)
Aravin (1965)
4R
Forcheimer (1930)
Dachler (1936)
Aravin (1965)
2πL
----------ln[L/R+√((l/r)2+1)]
Dachler (1936)
Indriatmoko, R.H dan S. Yudo, 2012
resapan didasarkan atas antara lain :
1. Dilingkungan yang padat penduduk,
2.Sistem pengelolaan sekolah yang
relatif baik,
3. Mempunyai sistem kurikulum yang
menunjang pelestarian lingkungan,
4.Adanya kebutuhan dibangunnya
sumur resapan,
5. Adanya Surat Permintaan dari Pihak
Sekolah.
SMA Negeri 4 Depok merupakan
sebuah sekolah yang sudah berdiri sejak
tahun 1993. Sekolah ini menempati lahan
seluas 9.000 m2 dengan luas bangunan
kurang lebih 4.500 m2 terdiri dari bangunan
sekolah, Masdjid, koperasi, kantin dan
bangunan penjaga sekolah. Lahan hijau
disekolah ini kira-kira 35% dari luas lahan
yang ada, terdiri dari bangunan pertamanan,
trotoar dang lapangan olah raga, sedangkan
15% dari sisanya digunakan untuk bangunan
lapangan basket.
SMAN 4 ini dibangun di wilayah
pemukiman padat dan berada di sekitar
komplek industri kecil peternakan ayam.
Akibat lokasinya yang cukup padat ini maka
pada waktu hujan turun cukup deras maka
air hujan banyak yang mengalir ke halaman
sekolah, sehingga dengan kondisi semacam
inilah di wilayah ini diperlukan adanya
bangunan penampung air hujan dan sumur
resapan (Gambar 5).
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Penerapan Sistem Pemanenan Air
Hujan Di Indonesia Dan Dunia
Indonesia adalah daerah tropis yang
cukup tinggi curah hujannya, bahkan di
dunia, Indonesia termasuk dalam 5 negara
yang terbanyak potensi air tawarnya. Namun
demikian potensi yang besar sering menjadi
masalah di banyak tempat, luapan air dari
sungai sering menimbulkan banjir, hujan
yang lebat menimbulkan tanah longsor dan
genangan air akibat saluran tidak mampu
menampung air hujan.
Makoto Murase, bersama Kelompok
Raindrops, dalam Air Hujan dan Kita,
menyampaikan 100 cara untuk memanfaatkan
air hujan, yang biasanya dilakukan oleh
masyarakat Jepang (117) dan masyarakat
dunia (7), negara yang pernah dikunjungi
antara lain Bostwana, Kenya, Hawaii dan
Tanzania. Tujuan Kelompok Raindrops
adalah mengubah struktur kota di Jepang
saat ini menjadi suatu tempat warga kota
dapat hidup selaras dengan hujan (5).
Pada tanggal 1-6 Agustus 1994,
Tokyo Internasional Rainwater Utilization
Conference mengadakan Konfenrensi
dengan tema Rainwater Utilization
Saves the Earth – Form a Friendship
with Raindrops in Cities. Diperkirakan
bahwa pada pertengahan abad 21, enam
puluh persen (60%) penduduk dunia akan
terkonsentrasi di perkotaan. Konferensi ini
mencoba menyatukan kearifan dunia dalam
pemanfaatan air hujan dan berpegangan
tangan mencari cara untuk mengamankan
bumi dengan air hujan.
Di musim panas 1994, Jepang
menderita kekurangan air serius, sehingga
konferensi ini menerima banyak publikasi
di media dan peserta konferensi mencapai
hampir 8.000 orang dari seluruh wilayah
Jepang. Dari luar negeri, ada 26 peserta
yang aktif mempromosikan pemanfaatan
air hujan di negara mereka, warga negara,
wakil organisasi kemasyarakatan, pegawai
pemerintah lokal, peneliti dan ilmuwan
dari Botswana, Kenya, Tanzania, China,
Indonesia, Singapura, Sri Lanka, Thailand,
Denmark, Perancis, Jerman, Netherlands
dan Amerika Serikat. Mereka dengan
sungguh-sungguh berdiskusi mencari jalan
untuk untuk menyelaraskan hujan dengan
rencana pembangunan kota.
Sebagai hasilnya, lima poin berikut
ditetapkan:
1. Penduduk di Asia, Amerika Latin dan
Afrika akan terus memadati kota besar dan
sebagai hasilnya, kota akan menghadapi
masalah “Kekeringan Kota dan Banjir Kota”
seperti yang dihadapi Tokyo sekarang;
Pengembangan Pemanenan Air Hujan,... Edisi Khusus “Hari Bumi”: 101 - 113
107
2. Pelajaran bahwa Tokyo telah belajar
sepenuhnya menolak hujan dan membuang
air hujan ke got, dan kearifan baru Tokyo
dalam teknik pemanfaatan air hujan tidak
diragukan akan mengatasi “Kekeringan Kota
dan Banjir Kota”
3. Pemanfaatan air hujan adalah
tanggung jawab internasional bersama
yang mem-pertimbangkan pembangunan
berkelanjutan kota-kota;
4.Pemanfaatan air hujan secara
langsung dihubungkan dengan polusi udara
dan hujan asam;
5. Menciptakan budaya air hujan baru
di mana kota dapat hidup dengan lebih
harmonis dimana hujan diperlukan.
3.2. Konsep Kombinasi Pemanenan Air
Hujan Dan Sumur Resapan
Desain kombinasi pemanenan air
hujan dan sumur resapan, ditujukan untuk
menangkap air hujan yang jatuh pada
atap bangunan agar tidak menjadi aliran
permukaan (run off) pada saat hujan dan
dapat dimanfaatkan untuk kepentingan
mandi, cuci dan kakus (MCK), jika hujan
berlebih air dari kolam pemanenan akan
mengalir ke sumur resapan dan meresap
kedalam tanah (Gambar 4).
Prov. DKI Jakarta sudah menetapkan
rancangan desain volume sumur resapan
yang didasarkan atas luas bangunan
(6), sehingga masyarakat yang hendak
menerapkan sumur resapan di seputar
tempat tinggal dapat menyesuaikan dengan
luas atas yang dimiliki (lihat Tabel 2.)
Pemanenan air hujan akan mampu
menahan air dalam jumlah besar dan
sangat siknifikan dalam mengurangi jumlah
aliran permukaan. Jika dilakukan dalam
jumlah besar dan missal dapat mengurangi
banjir atau genangan pada suatu wilayah.
Pemanenan air hujan juga mengantisipasi
limpasan air pada wilayah-wilayah yang
sangat lambat dalam peresapan atau
pada tempat-tempat yang mempunyai
air permukaan yang tinggi, disamping itu
108
air hasil tangkapan sangat bermanfaat
untuk keperluan sehari-hari, mengurangi
ketergantungan pada air tanah dan PAM.
Air yang tidak tertampung dalam
bak pemanenan akan diresapkan pada
sumur resapan biasa, dengan volume yang
disesuaikan dengan kondisi di lapangan,
namun jika hujan sangat lebat dan sumur
resapan penuh, air bisa meluap kesaluran
melalui pipa pembuangan. Kondisi ini jarang
terjadi, karena penampungan cukup besar,
yaitu 10 m3 sampai 12 m3 sehingga air yang
tersisa cukup untuk diresapkan dalam sumur
resapan.
Hasil pengamatan dilapangan pada
curah hujan cukup besar, kira-kira pada
intensitas 60 mm/jam dengan lama hujan
2 jam maka, penampungan penuh dalam
tiga hari hujan. Jika air digunakan untuk
keperluan sekolah sehari-hari, cukup
memadai terutama untuk siram tanaman,
MCK dan keperluan pembersihan sekolah
ketika musim hujan. Namun air hujan ini bisa
juga digunakan untuk keperluan pencucian
kendaraan, terutama pada saat musim hujan.
Diharapkan pembuatan Penampungan Air
Hujan ini dapat memberi gambaran kepada
siswa melalui sosialisasi pelajaran sekolah,
bahwa air hujan dapat dimanfaatkan untuk
keperluan sehari-hari, mengubah wacana
bahwa air hujan itu sebagai rahmat Tuhan
yang harus disyukuri dan memberi manfaat,
tidak hanya sebagai penyebab banjir.
3.3. Pelaksanaan Pembangunan Alat
Pembangunan diawali dengan
penggalian lubang sumur resapan dan
penampungan air hujan. Sumur resapan
digunakan untuk meresapkan sumur yang
berasal dari atap bangunan dan juga
meresapkan air yang berasal dari limpasan
penampungan air setelah penuh.
Kedalaman lubang sumur resapan
sekitar 3 meter, dengan kontruksi terbuat
dari bis beton, sepanjang 2,5 meter dan
resapan sekitar 0,5 meter. Bidang resapan
terletak dibagian dasar, tanpa bis beton,
Indriatmoko, R.H dan S. Yudo, 2012
agar bis beton di atasnya tidak melorot diberi
penyangga batubata. Bidang resapan diisi
dengan kerikil dan ijuk, sebagai penyaring
agar tidak terjadi kebuntuan (Gambar 6).
Penampungan Air Hujan (PAH) atau
bak pemanenan air hujan ini didesain
dengan volume 10 s.d. 12 m3, dilengkapi
dengan sistem penyaringan yang berupa
saringan pasir dan kerikil dan flotasi. Sistem
penyaringan ini diharapkan mampu menyaring
daun-daun, debu atau pasir yang jatuh di atap
genting, sehingga tidak masuk kedalam PAH.
Jika hujan yang jatuh cukup lebat, maka PAH
sudah penuh, airnya akan mengalir kedalam
sumur resapan (Gambar 7).
PAH kontruksinya terbuat dari beton,
bentuk kotak, panjang 500 cm, dalam 235
cm dan lebar 110 cm dilengkapi dengan
pompa dan filter untuk pemanfaatan air
yang telah ditampung (Gambar 8). Air yang
sudah tertampung kedalam tangki PAH
dapat dimanfaatkan sebagai air bersih yang
dapat digunakan untuk keperluan mandi,
cuci, kakus (MCK) (Gambar 9). Untuk
itu dilengkapi dengan pompa sedot, filter
dan kontrol panel. Filter digunakan untuk
menyaring air dari kotoran dan bau (Gambar
10). Kontrol panel berfungsi untuk mengatur
jalannya pompa, memberikan tanda kepada
operator apakah dalam tangki PAH ada air
atau kosong. Indikasi adanya air dalam
tangki PAH ditandai dengan lampu yang
menyala hijau.
3.4. Pengujian Sumur Resapan
Pengujian sumur dilakukan dengan
tujuan untuk mengetahui kemampuan sumur
resapan memasukan air dalam satuan waktu
tertentu dan mengetahui kemampuan tanah
dalam meresapkan air. Pengujian dilakukan
dengan dua cara, yaitu cara langsung dan
tidak langsung.
Pengujian langsung dengan cara
memasukkan air PDAM dengan mobil tangki
ke dalam sumur resapan (Gambar 11).
Ketinggian posisi awal air diukur, kemudian
secara berkala dengan selang waktu 5 menit
diukur besarnya penurunan air di dalam
sumur resapan.
Pengukuran dilakukan sampai air
di dalam sumur resapan habis. Dengan
menggunakan peralatan yang dinamakan
“ring infiltrator”. Alat yang digunakan untuk
Tabel 2. Volume sumur resapan pada kondisi tanah permeabilitas rendah (2)
NO LUAS KAVLING (M2)
VOLUME RESAPAN ADA
SALURAN DRAINASE
SEBAGAI PELIMPAHAN = V1
(M3)
VOLUME SUMUR RESAPAN
TANPA ADA SALURAN
DRAINASE SEBAGAI
PELIMPAHAN =V2 (M3)
2,1 - 4
1.
50
1,3 - 2,1
2.
100
2,6 - 4,1
4,1 - 7,9
3.
150
3,9 - 6,2
6,2 - 11,9
4.
200
5,2 - 8,2
8,2 - 15,8
5.
300
7,8 - 12,3
12,3 - 23,4
6.
400
10,4 - 16,4
16,4 - 31,6
7.
500
13 - 20,5
20,5 - 39,6
8.
600
15,6 - 24,6
24,6 - 47,4
9.
700
18,2 - 28,7
28,7 - 55,3
10.
800
20,8 - 32,8
32,8 - 63,2
11.
900
23,4 - 36,8
36,8 - 71,1
12.
1.000
26 - 41
41 - 79
Pengembangan Pemanenan Air Hujan,... Edisi Khusus “Hari Bumi”: 101 - 113
109
Gambar 4. Kombinasi pemanenan air hujan dan
sumur resapan.
Gambar 7. Kegiatan pembangunan bak
pemanenan dan sumur resapan
Gambar 8. Bak penyaring, bak penampungan
air hujan
Gambar 5. Lokasi kegiatan di SMA N 4 Depok
Gambar 9. Air produk digunakan untuk siram
tanaman dan cuci-cuci
Gambar 6. Pemasangan sumur resapan
110
Gambar 10. Filter air dari bak penampungan air
hujan
Indriatmoko, R.H dan S. Yudo, 2012
mengukur infiltrasi adalah sebagai berikut:
Ring Infiltrometer sebanyak dua buah
dengan dimensi diameter ring besar 60 cm
dan ring kecil 20 cm. Tinggi ring adalah 25
cm.
1. Alat ukur panjang dengan ketelitian
sampai 0,1 mm.
2. Kayu Balok, Pemukul.
3.Stopwatch.
4. Ember berisi air untuk diisikan di dalam
ring infiltrometer.
5. A l a t t u l i s u n t u k m e n c a t a t d a n
perlengkapan dokumentasi.
Gambar 11. Pengujian memasukkan air PAM ke
bak penampungan air hujan
Cara pengukuran infiltrasi dilakukan
tahap-tahap sebagai berikut:
1. Pemilihan lokasi pengukuran meliputi
kesesuaian lokasi, tujuan pengukuran,
aksesibilitas (mudah/sukarnya untuk
di jangkau) dan kondisi yang mewakili
lokasi.
2. Pasang kedua ring dengan kedalaman
10 cm dengan cara memukul /atau
menancapkan ring kedalam tanah.
Untuk melingdungi ring dari kerusakan
pemukulan maka kedua ring di alasi
dengan kayu balok.
3. Setelah ring terpasang rapikan dengan
kedudukan vertikal.
4. Pastikan bahwa kedua ring tertancap
dengan baik dan dan tidak ada
kebocoran air antar kedua ring.
5. Pasang alat ukur ketinggian air.
6. Isi dengan air sampai kedalaman yang
7.
8.
9.
telah ditentukan terlebih dahulu. Ini
dimaksudkan agar dapat diukur waktu
pengukuran (start) dengan tepat.
Untuk diperhatikan bahwa setelah air
diisikan didalam kedua ring, maka tidak
terjadi kebocoran antar ring dan air dari
ring luar tidak bocor keluar dari ring luar.
Catat dengan interval waktu tertentu,
ukur posisi muka air dengan alat ukur
ketinggian. Interval waktu untuk setiap
pengukuran dicatat setiap 5 menit.
Lakukan analisa dengan menggunakan
data hasil pengukuran tersebut
untuk mengetahui laju peresapan air
disetiapsumur resapan dan atau lahan
disekitar sumur resapan.
Hasil Pengujian di SMAN 4 Depok,
a d a l a h s e b a g a i b e r i k u t : Vo l u m e
Penampungan Air Hujan (PAH) adalah 10
m3, dapat penuh dalam waktu 1 – 2 kali
hujan dengan intensitas sedang (15 – 20
mm/jam), Pompa Air untuk pemanfaatan air
PAH mempunyai kasistas 25 – 30 liter/menit,
air dapat digunakan untuk keperluan MCK
dan siram-siram tanaman. Hasil pengujian
peresapan menunjukkan kemampuan
inlfiltrasi sumur resapan adalah tertinggi
sekitar 12 mm/menit dan rekatif stabil
(steady) pada menit ke 140 (2 mm/menit).
Satu Sumur Resapan mampu meresapkan
air 450 liter dalam waktu 140 menit.
Gambar 12. Alat ukur infiltometer sederhana
yang digunakan untuk mengukur
laju peresapan, pada tanah di
sekitar sumur resapan.
Data pengukuran infiltrasi tersebut
kemudian diolah untuk mendapatkan informasi
tentang laju infiltrasi dalam ring-infiltrometer dan
sumur resapan. Pengolahan data dilakukan
dengan tahap sebagai berikut:
Pengembangan Pemanenan Air Hujan,... Edisi Khusus “Hari Bumi”: 101 - 113
111
1.
Catat data penurunan muka air pada
setiap waktu interval 5 (lima) menit.
2. Buat grafik hubungan antara komulatif
dari waktu pengukuran (menit) dengan
komulatif penurunan muka air (cm atau
mm). Akumulasi infiltrasi adalah total
jumlah air yang masuk kedalam tanah
pada selang waktu tertentu. Rumus dari
akumulasi infiltrasi adalah: F =k t n
3. Dengan menggunakan Software
Microsoft Excel lakukan analisis
trendline untuk mendapatkan rumus
persamaan dan koefisien regresinya
dengan menggunakan tool Trend /
Regression Type dan sajikan rumus
persamaam dan koefisien regresinya
kedalam grafik.
4. Untuk menghitung besarnya laju
infiltrasi maka persamaan laju infiltrasi
dideferensialkan, sehingga rumus
persamaan menjadi I = dF/dt = knt n-1.
5. Rumus laju infiltrasi yang sudah didapat
dari deferensial dari dF/dt digunakan
membuat tabel hubungan antara
kumulatif waktu (t) dengan I.
6. Buat grafik hubungan antara t dengan
I, kemudian tarik garis laju infiltrasi
pada garis konstan untuk mendapatkan
besarnya laju infiltrasi pada percobaan
menggunakan ring infiltrometer (mm/
menit) atau laju volume peresapan
pada sumur resapan (liter/menit).
7. H a s i l a n a l i s i s d e n g a n m e t o d e
perhitungan Kostiakov (7) terhadap
Tabel 3. Hasil analisis sumur resapan dan
percobaan laju infiltrasi di lokasi
penelitian
No L o k a s i Metode
Penelitian
Gambar 13. Perkembangan laju infiltrasi pada
sumur resapan di SMA 4, Depok.
Gambar 14. Kumulatif infiltrasi air yang meresap
kedalam satu sumur resapan di SMA
4, Depok.
4. KESIMPULAN DAN SARAN
4.1.Kesimpulan
1.
L a j u L a j u
Infiltrasi Volume
mm/mnt (ltr/mnt)
1.
SMA N4 Depok S u m u r 2,4
(Air hujan)
Resapan
Perc-1
1,88
2.
SMA N4 Depok S u m u r 2,7
(Air Bersih)
Resapan
Perc-2
2,12
112
laju infiltrasi di lahan disekitar sumur
resapan dan Laju volume peresapan
pada Sumur resapan, dapat dilihat
pada Tabel 3. Perkembangan laju
infiltrasi dan Kumulatif infiltrasinya
dapat dilihat pada Gambar 13 dan
Gambar 14.
2.
3.
Pemanenan Air Hujan (PAH) yang
dibangun dengan kapasitas 10 - 12 m3,
dapat dimanfaatkan untuk keperluan
sehari-hari, seperti cuci tangan, mengisi
bak kamae mandi dan menyiram
tanaman, sehingga pemakaian air
berlangganan dari PDAM bisa dihemat.
Jika sumur resapan telah penuh,
maka limpasannya (overflow) dialirkan
kedalam sumur resapan.
Hasil pengujian resapan yang dilakukan
Indriatmoko, R.H dan S. Yudo, 2012
untuk karakterisasi sumur resapan
di SMAN 4, Depok, adalah sebagai
berikut :
a. Kecepatan permeabilitas tanah
rata-rata setempat 2,4 – 2,7 mm/
menit.
b. Kegiatan ini secara nyata telah
mengurangi genangan air yang
terjadi di halaman sekolah dan
sekitarnya serta luapan saluran
air didepan kelas.
c. Air hasil penampungan bermanfaat
untuk keperluan kamar mandi dan
penyiraman tanaman.
d. Kegiatan ini memberi edukasi
positif kepada para siswa dan
orang tua murid dengan harapan
mereka melakukan replikasi
dan diseminasi teknologi secara
mandiri.
4.2.Saran
Perlu diadakan sosialisasi secara
intensif dan melibatkan sebanyak mungkin
unsur pemerintah, swasta dan masyarakat
Disetiap gedung perkantoran dan
gedung gedung yang mengokupasi lahan
dan dengan tutupan lahan yang menghalangi
meresapnya air kedalam tanah diwajibkan
membuat sumur resapan yang dilengkapi
dengan pemanenan air hujan
Program konservasi air tanah pada
khususnya dan konservasi sumberdaya
air pada umumnya perlu dijadikan bagian
dari kurikulum disekolah dari seluruh
tingkatan agar setiap murid dapat memahami
perlunya mengelola sumberdaya air sesuai
dengan tingkatan kemampuannya. Dengan
demikian pada gilirannya, pengetahuan ini
akan dibawa ke lingkungan sekitar tempat
tinggalnya dan diharapkan berbuat sesuatu
untuk mengkonservasi sumberdaya air
DAFTAR PUSTAKA
1. Cordery, I.1976. Evaluation And
Impprovement of Quality Characteristics
of Urban Stormwater. New South
Wales, Australia, The University of
New South Wales School of Civil
Engineering.
2.
Pemerintah Daerah Khusus Ibukota
Jakarta, Brosur, Sumur Resapan
Buatan Air Hujan. Jakarta. Dinas
Pertambangan DKI.
3.
Arsyad, S. 2006. Konservasi Tanah dan
Air. IPB Press. Bogor
4.
Sri Harto, 1993. Analisis Hidrologi,
Gramedia, 1993.
5.
Makoto Murase, 2008, Panduan Praktis
Pemanfaatan Air Hujan, Environmental
Service Program, USAID, 2008.
6.
Peraturan Gubernur Provinsi Daerah
Khusus Ibukota Jakarta Nomor 68
Tahun 2005 Tentang Perubahan
Keputusan Gubernur Provinsi Daerah
Khusus Ibukota Jakarta Nomor 115
Tahun 2001 Tentang Pembuatan
Sumur Resapan.
Chow, V.T, 1988, Applied Hidrology,
McGrow Hill, New York, 1988.
7.
Pengembangan Pemanenan Air Hujan,... Edisi Khusus “Hari Bumi”: 101 - 113
113