BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1. Pemanenan Air Hujan
Pemanenan air hujan (Rainwater Harvesting) adalah proses pengumpulan air hujan dari atap bangunan dan menyimpannya didalam tangki penampungan yang selanjutnya dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan air bersih (Abdulla dan Al Shareef, 2009). Menurut Abdulla (2009), air hujan merupakan sumber air yang penting, terutama di tempat-tempat yang tidak memiliki sistem penyaluran air bersih, kualitas air permukaan yang buruk, dan tidak ada air tanah.
Berdasarkan Abdulla dan Al Shareef (2009) komponen dari sistem pemanenan air hujan terdiri dari area penangkapan hujan, saluran air hujan, saringan, tangki penyimpanan air hujan, saluran pembuang, dan pompa. Adapun penjelasan mengenai kompenen tersebut sebagai berikut:
1. Area penangkapan hujan (collection area)
Menurut Kementrian Lingkungan Hidup (2010), tempat penangkapan air hujan terdiri dari permukaan atap bangunan, permukaan tanah, serta jalan. Salah satu area penangkapan yang sering digunakan yaitu melalui permukaan atap bangunan (roof catchment areas). Dimana air hujan yang jatuh di permukaan atap akan mengalir melalui talang dan masuk kedalam tangki penampungan.
Gambar 2.1. Permukaan Atap Bangunan
2. Pengaliran air hujan (conveyance)
Terdiri dari saluran atau pipa pengumpul digunakan untuk mengalirkan air hujan dari atap ke tangki penyimpanan. Saluran atau pipa pengumpul memiliki ukuran, kemiring, dan ditempatkan sedemikian rupa sehingga sebanyak mungkin air hujan dapat ditampung (Abdulla dan Al Shareef, 2009).
3. Penyaringan (filter)
Penyaringan berfungsi menyaring air hujan dari kotoran yang ikut bersama air hujan sehingga dapat meningkatkan kualitas air.
4. Penyimpanan air hujan (storage)
Tempat penyimpanan air hujan dapat berupa tangki alami berupa kolam atau dam, dan tangki buatan berupa tong atau bak. Tangki penyimpanan air hujan dapat diletakkan di atas tanah dan di bawah tanah. Berikut jenis penyimpanan yang dapat digunakan yaituu:
a. Tangki Fiberglass
Tangki fiberglass banyak digunakan untuk penyimpanan air hujan karena memiliki kriteria seperti ringan, murah, dapat bertahan lama, serta mudah diperbaiki.
Gambar 2.2. Tangki Fiberglass
Sumber: hazalin89.blogspot.com/2014_06_01
b. Tangki Ferro Semen/Beton
Tangki Ferro Semen/Beton dapat berbentuk kotak atau tabung. Ferro semen adalah bentuk beton bertulang pada dinding tipis yang berbahan dasar mortar semen hidrolik, serta memiliki kriteria ringan, tahan lama, dan kokoh.
Gambar 2.3. Tangki Ferro Semen/Beton
Sumber: arch-fajri.blogspot.com/2009/12/ferrocement
c. Tangki Stainless Steel
Tangki stainless steel digunakan di atas permukaan tanah. Namun tangki ini jarang digunakan karena memiliki kriteria mudah korosi serta perawatan yang cukup sulit.
Gambar 2.4. Tangki Stainless Steel
Sumber: Rainwater Harvesting Handbook, 2014
5. Saluran pembuang
Saluran pembuang digunakan untuk menyalurkan air buangan agar bak penampungan air tetap bersih dan meminimalisir polutan.
6. Pompa
Pemanenan air hujan dapat dilengkapi dengan komponen pendukung seperti pompa air apabila tangki penampungan berada dibawah tanah (Yulistiyorini, 2011).
2.2. Data Kuesioner Menggunakan SPSS
Kuesioner adalah metode pengumpulan data di mana responden diberikan serangkaian pertanyaan atau pernyataan tertulis untuk dijawab (Sugiyono, 2011).
Tujuan dari penggunaan kuesioner adalah untuk mengumpulkan data yang diperlukan dalam penelitian. Untuk menentukan berapa banyak sampel responden yang akan digunakan yaitu dengan menggunakan metode Slovin (Sugiyono, 2011:87). Metode slovin digunakan karena jumlah sampel harus mewakili agar hasil dapat disamaratakan. Adapun rumus dari metode Slovin ini sebagai berikut:
n N ( N (e ) (2.1) Dimana: n = Jumlah sampel N = Ukuran populasi e = Margin of Error
Ketentuan dalam menggunakan nilai e yaitu tergantung pada populasi, jika populasi dalam jumlah besar menggunakan 10%, dan untuk populasi dalam jumlah kecil menggunakan 20%.
Menurut IBM (2018) dalam melakukan pengolahan data kuesioner sering menggunakan software yaitu SPSS (Statistical Package for the Social Sciences). SPSS adalah program pengolahan data statistik yang sederhana sehingga dengan mudah dipahami dalam pengoperasiannya. SPSS sering digunakan dalam riset pasar, kontrol kualitas dan peningkatam, serta riset ilmiah. Cara kerja dari SPSS sangat sederhana yaitu data yang dimasukkan oleh SPSS akan dianalisis oleh program analisis. SPSS menyediakan akses data, persiapan dan pengolahan data, analisis data, dan pelaporan.
2.3. Analisis Hidrologi
Menurut Federal Council for Science and Technology, USA (1959) pengertian hidrologi ialah studi tentang kompleksitas air di bumi, termasuk kejadian, sirkulasi dan distribusinya, karakteristik alami dan kimianya, serta respon terhadap lingkungan, dan hubungan dengan kehidupan.
Analisis hidrologi adalah salah satu langkah pertama dalam mendesain bangunan-bangunan hidraulik. Bangunan hidraulik dalam bidang teknik sipil dapat berupa gorong-gorong, bendung, bangunan pelimpah, tanggul penahan banjir, dan sebagainya. Data yang termasuk dalam kriteria perancangan hidrologi adalah
hujan rencana, analisis frekuensi, intensitas dan debit rencana (Departemen Pekerjaan Umum, 2010).
2.3.1. Analisis Kualitas Data
Langkah pertama dalam perhitungan perencanaan adalah menganalisis kualitas data untuk mendapatkan hasil analisa karakteristik hidrologi dan menentukan apakah data yang diperoleh berasal dari populasi yang sama atau tidak. Ada beberapa uji yang digunakan dalam menganalisis kualitas data diantaranya yaitu: 1. Uji Konsistensi Data
Metode kurva massa ganda (double mass curve) digunakan sebagai uji konsistensi data dalam penelitian ini. Dimana uji konsistensi kurva massa ganda digunakan untuk menilai simpangan data hujan, sehingga selanjutnya dapat ditentukan apakah data tersebut layak digunakan dalam perhitungan analisis hidrologi atau tidak.
Gambar 2.5. Uji Konsistensi Data Kurva Lengkung Massa Ganda Sumber: Soemarto, (1987, p.39)
Pengujian ini dilakukan dengan membandingkan curah hujan tahunan dari stasiun hujan yang diuji dengan akumulasi curah hujan rata-rata dari stasiun hujan terdekat, yang kemudian diplot dalam kurva untuk mendapatkan hasilnya. Jika data curah hujan tidak konsisten, garis yang dihasilkan pada kurva akan memiliki variasi, yang memerlukan koreksi perhitungan. Rumus faktor koreksi sebagai berikut:
S
Dimana:
S1 = Landai sesudah perubahan
S2 = Landai sebelum perubahan
2. Uji Ketidakadaan Trend
Pada uji ketidakadaan trend metode yang di gunakan yaitu metode Spearman. Dimana pada pengujian ini dilihat dari korelasi antara waktu dan varian dari variabel hidrologi dari deret berkala. Apabila hasil uji ini menunjukkan adanya trend maka analisis hidrologi harus mengikuti garis trend yang dihasilkan. Rumus yang digunakan untuk pengujian ketidakadaan trend sebagai berikut:
dt = Rt – Tt (2.3) KP = 1 - ∑ (dt) n i n - n (2.4) t = KP ( - KPn - ) (2.5) Dimana:
KP = Koefisien korelasi peringkat Metode Spearman n = Jumlah data
Tt = Peringkat dari waktu Rt = Peringkat dari variabel t = Uji ketidakaan trend dk = n - 2
α = 5 %
Syarat dari uji ketidakadaan trend yaitu t hitung < t kritis (tcr) pada tabel dengan melihat derajat kebebasan serta derajat kepercayaan yang digunakan, sehingga dapat mengetahui data menunjukkan adanya trend atau tidak.
3. Uji Stasioner
Jika temuan deret data periodik tidak menunjukkan trend sebelum data deret waktu digunakan untuk analisis lebih lanjut, uji stasioneritas ini dilakukan setelah memastikan konsistensi data. Jika nilai parameter statistiknya (rata-rata dan varians) tetap tidak berubah dari satu bagian ke bagian lainnya maka data dikatakan stasioner. Tujuan dari uji stasioner ini adalah untuk melihat apakah varian dan nilai rata-rata dari suatu deret waktu stabil. Ini berarti menentukan apakah sampel berasal dari populasi yang sama dengan populasi lainnya. Dalam
pengujian ini dilakukan uji F yang dapat digunakan untuk menguji kestabilan nilai varian, dan uji T yang dapat digunakan untuk mengevaluasi nilai rata-rata dari suatu deret waktu.
a. Uji F
Uji F digunakan untuk mengetahui kestabilan nilai varian, dimana pengujian ini dilakukan dengan data deret dibagi kedalam 2 (dua) kelompok atau lebih. Rumus yang digunakan untuk menghitung nilai kestabilan varian pada uji F adalah:
F n S (n - )
n S (n - ) (2.6) Dimana:
n1, n2 = Jumlah data kelompok 1 dan 2 S1, S2 = Standar deviasi kelompok 1 dan 2 dk 1 = n1 – 1
dk 2 = n2 – 1 α = 5%
Untuk mengetahui apakah nilai varian yang diuji stasioner atau stabil yaitu dengan melihat hasil F hitung dengan Fcr pada tabel, jika F hitung < Fcr maka nilai varian dari data adalah stasioner atau stabil.
b. Uji T
Uji T digunakan untuk mengetahui kestabilan rata-rata, pengujian sama seperti pada uji F yaitu dengan membagi data menjadi dua kelompok atau lebih. Rumus yang digunakan untuk menghirung nilai kestabilan rata-rata pada uji T adalah:
t = X̅ - X̅ ( n n ) (2.7) (n S n S n n - ) (2.8) Dimana:
n1, n2 = Jumlah data kelompok 1 dan 2 S1, S2 = Standar deviasi kelompok 1 dan 2 X̅ , X̅ = Rata-rata kelompok 1 dan 2 dk = n1 + n2 – 2
α = 5%
Untuk mengetahui apakah nilai rata-rata yang diuji stasioner atau stabil bersifat homogen yaitu dengan melihat hasil T hitung dengan Tcr pada tabel, jika T hitung < Tcr maka nilai varian dari data adalah stasioner atau stabil. 4. Uji Persistensi
Menurut Soewarno (1995) pengertian uji persistensi yaitu setiap nilai dalam suatu deret waktu data hidrologi didefinisikan sebagai independensi masing-masing nilai. Karena data diyakini berasal dari sampel acak, maka data harus diuji. Untuk melakukan pengujian ini harus dihitung besarnya nilai koefisien korelasi serial dengan metode Spearman. Rumus yang digunakan pada pengujian ini yaitu:
KS = 1 - ∑ (di) m i m - m (2.9) t = KS ( m - - KS) (2.10) Dimana:
KS = Koefisien korelasi spearman m = N - 1
N = Jumlah data
di = Perbedaan nilai antara peringkat data ke Xi dan X1 + 1 t = Uji Persistensi
dk = m – 2 α = 5%
Syarat dari uji persistensi yaitu t hitung < t kritis (tcr) pada tabel dengan melihat derajat kebebasan serta derajat kepercayaan yang digunakan, sehingga dapat mengetahui data tidak menunjukkan adanya persistensi atau data independen. 2.3.2. Pemilihan Seri Data
Menurut Sri Harto (2000), pemilihan data yang digunakan untuk analisis frekuensi dapat dilakukan dengan dua cara berdasarkan durasi data hirologi, yaitu: 1. Seri Data Maksimum Tahunan (Maximum Annual Series)
Pada pemilihan seri data menggunakan metode ini hanya satu besaran maksimum yang diambil setiap tahun, yang diperkirakan berdampak pada analisis selanjutnya. Metode ini digunakan apabila data hujan yang tersedia
minimal 10 tahun. Namun besaran data maksimum kedua dalam satu tahun, yang mungkin lebih besar dari jumlah data maksimum di tahun lain, diabaikan dalam penelitian.
2. Seri Parsial (Partial Series)
Pada pemilihan seri data metode ini menetapkan batas bawah yang memperhitungkan faktor-faktor tertentu. Selain itu, setiap jumlah curah hujan/debit yang lebih besar dari batas bawah diambil dan ditambahkan ke bagian seri data, yang selanjutnya dievaluasi sebagai normal. Cara ini biasa disebut dengan ’Peak Over Threshold’ (POT). Selanjutnya dengan menurunkan batas ambang, pendekatan ini dapat digunakan untuk memodifikasi data yang digunakan dalam deret tersebut sehingga bertambah besar. Dalam hal ini, tidak ada batasan jumlah data yang dapat dikumpulkan setiap tahun secara berurutan. Metode ini digunakan apabila data hujan yang tersedia kurang dari 10 tahun.
2.3.3. Analisis Frekuensi
Analisis frekuensi adalah kemungkinan tinggi hujan yang tersedia dalam kala ulang tertentu sebagai hasil dari suatu rangkaian analisis hidrologi. Analisis frekuensi ini didasarkan pada sifat statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas besaran hujan dimasa yang akan datang dengan anggapan bahwa sifat statistik kejadian hujan dimasa akan datang akan sama dengan sifat statistik kejadian hujan masa lalu.
Untuk menentukan jenis distribusi yang akan digunakan maka terlebih dahulu melakukan pendekatan pada parameter statistik yang meliputi koefisien
skewness/penyimpangan (Cs), koefisien varians (Cv), dan koefisien kurtosis (Ck).
Adapun persamaan rumus yang digunakan sebagai berikut: 1. Menghitung curah hujan maksimum rerata (X ):
X̅
n ∑ Xi n
i (2.11)
2. Menghitung simpangan baku (Sx):
S = √n ∑ (Xi- X̅)
n i
3. Menghitung koefisien skewness/penyimpangan (Cs): Cs = n ∑ (Xi- X̅)
n i
(n - )(n - ) S (2.13)
4. Menghitung koefisien varians (Cv):
Cv = XS (2.14)
5. Menghitung koefisien kurtosis (Ck):
Ck = n ∑(Xi- X̅)
(n - )(n - ) (n - ) S (2.15) Dimana:
Xi = Curah hujan (mm) n = Jumlah data
Berdasarkan nilai Cs, Ck dan Cv yang diperoleh maka dapat ditentukan distribusi yang akan digunakan sesuai syarat penentuan distribusi pada tabel 2.1.
Tabel 2.1. Karakteristik Distribusi Frekuensi
Jenis Distribusi Frekuensi Syarat Distribusi
Distribusi Normal Cs ≈ 0 dan Ck
Distribusi Log Normal Cs ≈ Cv Cv dan Ck 5, 8 Distribusi Gumbel Cs ≤ , 9 dan Ck ≤ 5, 00 Distribusi Log-Person III Cs ≠ 0
Sumber: Subarkah, 1980
Metode analisis distribusi frekuensi yang sering digunakan dalam bidang hidrologi yaitu sebagai berikut:
1. Distribusi Normal
Distribusi normal atau kurva normal disebut juga dengan distribusi Gauss. Adapun persamaan yang digunakan yaitu:
XT X̅ KT S (2.16) Dimana:
XT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan X = Nilai rata-rata hitung varian
S = Deviasi standar nilai varian
KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau periode ulang. Nilai KT dapat dilihat pada tabel nilai variabel reduksi Gauss pada lampiran.
2. Distribusi Log Normal
Distribusi Log Normal Jika variabel acak Y = log X terdistribusi secara normal, maka X mengikuti distribusi log normal. Persamaan yang digunakan yaitu:
YT Y KT x S (2.17)
Dimana:
YT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan Y Nilai rata-rata hitung varian
S = Deviasi standar nilai varian
KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau periode ulang Nilai KT dapat dilihat pada tabel nilai variabel reduksi Gauss pada lampiran. 3. Distribusi Log Person III
Persamaan ini hampir sama dengan distribusi Log Normal, namun distribusi ini menggunakan nilai koefisien kemencengan (G) sebagai berikut:
RT = Log X + G × S.log X (2.18) Dimana:
RT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan X = Nilai rata-rata hitung varian
S = Deviasi standar nilai varian
G = Variabel standar yang dapat dilihat pada tabel yang tergantung dari nilai koefisien kemencengan (Cs). Jika nilai G = 0 maka distribusi kembali ke distribusi Log Normal. Tabel koefisien G dapat dilihat pada lampiran.
4. Distribusi Gumbel
Persamaan pada distribusi Gumbel yang digunakan yaitu: K = YTrS - Yn
n (2.19)
Rt = Xr K S (2.20)
Dimana:
Rt = Besarnya curah hujan untuk periode tahun berulang T tahun (mm) Tr = Kala ulang (tahun)
Xr = Curah hujan maksimum rata-rata T tahunan (mm) S = Standard deviasi
YTr = Reduced variate
Yn = Reduced mean yang tergantung pada jumlah data
Sn = Reduced standard deviation yang tergantung pada jumlah data
Besarnya nilai Sn, Yn, dan YTr dapat dilihat dalam tabel yang berada di lampiran.
2.3.4. Uji Kecocokan Sebaran
Uji kecocokan sebaran digunakan untuk menguji kebenaran suatu sebaran data curah hujan. Metode yang digunakan dalam uji kecocokan sebaran yaitu:
1. Uji Chi-Kuadrat (Chi Square Test)
Uji ini dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilih dapat mewakili dari distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Langkah-langkah perhitugan sebaran data curah hujan menggunakan uji ini sebagai berikut:
a. Menghitung jumlah kelas (K)
K = 1 + 3,322 log n (2.21)
b. Menghitung derajat kebebasan (DK)
DK = K – (P + 1) (2.22)
c. Mencari harga X2Cr dilihat dari derajat kebebasan (DK) dan taraf signifiasi (X) dapat dilihat pada tabel distribusi chi-kuadrat pada lampiran.
d. Menghitung nilai yang diharapkan (EF) EF = n
K (2.23)
e. Menghitung X2Cr
X2Cr = ∑(EF - OF)EF (2.24)
f. Membandingkan nilai X2Cr hasil tabel dengan X2Cr hasil perhitungan, dimana syarat nya yaitu nilai X2Cr hasil perhitungan < X2Cr hasil tabel. Dimana:
K = Jumlah kelas n = Jumlah data DK = Derajat Kebebasan P = Parameter hujan (P=1)
EF = Nilai yang diharapkan OF = Nilai yang diamati Cr = Koefisien skewness X = Taraf signifikasi 2. Uji Smirnov-Kolmogorov
Sering disebut dengan uji kecocokan non parametik, dikarenakan pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Adapun proses perhitungan uji smirnov-kolmogor seabgai berikut:
a. Mengurutkan data dari terbesar hingga terkecil dan tentukan besarnya peluang dari masing-masing data.
b. Mengurutkan nilai peluang teoritis dari hasil pengambaran data. c. Dari kedua nilai tersebut, tentukan selisihnya.
Dmaksimum = P(Xn) – P’(Xn) (2.25) d. Menentukan tabel nilai kritis untuk menentukan nilai Do pada tabel yang
berada di lampiran. 2.3.5. Kala Ulang
Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 12 Tahun 2014 pengertian kala ulang ialah waktu hipotetik dimana probabilitas kejadian debit atau hujan dengan besaran tertentu akan disamai atau dilampaui sekali dalam jangka waktu tertentu. Salah satu ketentuan yang dapat digunakan saat menentukan kala ulang yang akan digunakan yaitu berdasarkan luas daerah pengaliran saluran dan jenis kota yang akan direncanakan, dapat dilihat seperti Tabel 2.2. berikut:
Tabel 2.2. Kala Ulang Bedasarkan Tipologi Kota
Tipologi Kota Daerah Tangkapan Air (Ha)
< 10 10 – 100 101 – 500 > 500 Kota Metropolitan 2 Tahun 2 – 5 Tahun 5 – 10 Tahun 10 – 25 Tahun
Kota Besar 2 Tahun 2 – 5 Tahun 2 – 5 Tahun 5 – 20 Tahun Kota Sedang 2 Tahun 2 – 5 Tahun 2 – 5 Tahun 5 – 10 Tahun Kota Kecil 2 Tahun 2 Tahun 2 Tahun 2 – 5 Tahun
Sumber: Permen PU No. 12, 2014
2.3.6. Intensitas Curah Hujan
Intensitas curah hujan dapat dihitung menggunakan metode mononobe, dimana nilai rata-rata hujan maksimum harian yang digunakan dalam menentukan
intensitas hujan yang jatuh pada permukaan atap. Menurut Nazharia dan Maryati (2014) persamaannya yang digunakan sebagai berikut:
I = R ( tc)m (2.26) Dimana:
Tc = Waktu konsentrasi
R24 = Curah hujan harian maksimum dalam 24 jam (mm) I = Intensitas hujan (mm/jam)
L = Panjang saluran (m) S = Kemiringan rerata saluran 2.3.7. Debit Rasional
Metode yang sering digunakan dalam perhitungan debit adalah metode rasional. Adapun persamaan yang digunakan sebagai berikut:
Q = 0,278 × C × I × A (2.27)
Dimana:
A = Luas area tangkapan (km2) C = Koefisien limpasan
I = Intensitas air hujan (mm/jam) 2.4. Perhitungan Pemanenan Air Hujan
Komponen penyediaan sistem yang sama diperlukan dalam sistem pemanenan air hujan pada berbagai skala, termasuk skala individu dan skala yang lebih besar seperti skala kota. Namun, semakin tinggi skala pengumpulan air hujan dan pengoperasian sistem pemanenan air hujan, semakin banyak volume yang dibutuhkaan dalam setiap komponen pembiayaannya (Nazharia dan Maryati, 2014).
Pada perencanaan pemanenan air hujan perlu menentukan volume tangki dengan melihat perhitungan suplai air hujan dan penggunaan air sehari–hari pada masyarakat.
1. Koefisien Limpasan
Nilai koefisien limpasan merupakan nilai pengaliran berdasarkan tata guna lahan yang terdapat pada daerah tersebut. Untuk menentukan nilai koefisien limpasan
(C) dapat dilihat pada tabel koefisien limpasan (Mc Guen, 1989 dalam Suripin 2003) dibawah ini:
Tabel 2.3. Koefisien Limpasan
No Deskripsi Lahan/Karakter Permukaan Koefisien C 1 Bisnis Perkotaan Pinggiran 0,70 – 0,95 0,50 – 0,70 2 Perumahan Rumah tinggal
Multiunit terpisah, terpisah
Multiunit tergabung Perkampungan Apartemen 0,30 – 0,50 0,40 – 0,60 0,60 – 0,75 0,25 – 0,40 0,50 – 0,70 3 Industri Ringan Berat 0,50 – 0,80 0,60 – 0,90 Perkerasan
Aspal dan beton
Batu bata, paving
0,70 – 0,95 0,50 – 0,70
Atap 0,75 – 0,95
Halaman, tanah berpasir
Datar 2 % Rata-rata 2 – 7 % Curam 7 % 0,50 – 0,10 0,10 – 0,15 0,15 – 0,20 Halaman tanah berat
Datar 2 % Rata-rata 2 – 7 % Curam 7 % 0,13 – 0,17 0,18 – 0,22 0,25 – 0,35 Halaman kereta api 0,10 – 0,35 Taman tempat bermain 0,20 – 0,35 Taman, perkuburan 0,10 – 0,25 Hutan Datar, 0 – 5 % Bergelombang, 5 – 10 % Berbukit 10 – 30 % 0,10 – 0,40 0,25 – 0,50 0,30 – 0,60
Sumber: Sistem Drainase Kota Berkelanjutan, 2003
2. Area Tangkapan
Area tangakapan adalah daerah/lokasi atau permukaan yang dirancang untuk menampung air hujan. Besarnya volume air hujan yang dapat ditampung dipengaruhi oleh luas area tangkapannya. Faktor yang mempengaruhi yaitu material atap, kemiringan atap, luas atap. Adapun perhitungan pada luas atap tergantung dari bentuk atap itu sendiri sebagai berikut:
Menentukan panjang sisi miring dari area tangkapan menggunakan rumus
phytagoras berikut:
c2 = a2 + b2 (2.28)
c = Panjang sisi miring (m) b = Panjang alas (m) a = Tinggi (m)
Setelah mendapatkan panjang sisi miring dari atap sehingga dapat mengghitung luas area tangkapan sesuai dengan bentuk atap itu sendiri:
Untuk atap berbentuk persegi panjang:
L = P × L (2.29)
Untuk atap berbentuk segitia:
L = a t (2.30)
3. Suplai Air Hujan
Perhitungan ini diperlukan untuk mengetahui air hujan yang dapat ditampung pada tangki. Adapun rumus untuk menghitung suplai air hujan sebagai berikut:
S = A × R × C (2.31)
Dimana:
S = Suplai air hujan (m3)
A = Luas area tangkapan air hujan (m2) R = Curah hujan (mm)
C = Koefisien limpasan atap 4. Kebutuhan Air
Kebutuhan air adalah volume air yang akan digunakan untuk keperluan sehari-hari. Adapun rumus unutk menghitung kebutuhan air sebagai berikut:
Ka ∑ A KS (2.32)
Dimana:
Ka = Kebutuhan air (liter/hari)
KS = Rata-rata konsumsi air (orang/hari) Σ A = Jumlah jiwa yang beraktifitas (orang) 5. Volume Tangki Penampungan Air Hujan
Dalam menentukan volume tangki penampungan air hujan metode yang digunakan yaitu neraca air dengan cara menyesuaikan dua kondisi musim. Sehingga suplai air yang ditampung pada musim penghujan ada sebagian yang tersimpan pada tangki untuk menutupi air pada musim kemarau. Adapun cara menghitung volume tangki penampungan air sebagai berikut:
Volume Tangki = S – Ka (2.33) Dimana:
S = Suplai air hujan (m3) Ka = Kebutuhan air (m3)
6. Daya Dukung Pemanenan Air Hujan
Daya dukung air adalah potensi yang terkandung dalam air dan atau pada sumber air yang dapat memberikan maanfaat atau pun kerugian bagi kehidupan dan penghidupan manusia serta lingkungannya. Adapun rumus yang digunakan dalam perhitungan sebagai berikut:
DD = N
X × 100 % (2.34)
Dimana:
N = Jumlah hari RWH memenuhi kebutuhan air (hari) X = Jumlah hari dalam 1 tahun (hari)
7. Beban Drainase
Dalam perencanaan sistem pemanenan air hujan ini diperuntukan untuk mengurangain volume limpasan yang terjadi pada drainase sehingga beban pada drainase akan berkurang. Adapun perhitungan volume limpasan dapat menggunakan rumus sebagai berikut:
Volume Limpasan = S – Ka – Vol. Tangki Rencana (2.35) Dimana:
S = Suplai air hujan (m3) Ka = Kebutuhan air (m3) 8. Penghematan Air Tanah
Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau batuan di bawah permukaan tanah. Penghematan penggunaan air tanah merupakan bagian dari upaya konservasi air tanah yang ditujukan untuk menjaga kelangsungan keberadaan, daya dukung, dan fungsi air tanah (Permen ESDM RI No. 15, 2012). Untuk mengetahui penghematan air tanah saat direncanakannya sistem pemanenan air hujan diperlukan beberapa parameter dalam perhitungan, adapun rumus yang digunakan sebagai berikut:
a. Penggunaan air tanah
b. Persentase penggunaan air tanah
% Penggunaan air tanah = ∑Penggunaan Air Tanah∑Ke utuhan Air × 100 (2.37) c. Persentase penghematan air tanah
% Penghematan air tanah = 100 % - % Penggunaan air tanah (2.38) Dimana:
Ka = Kebuthan air (m3) S = Suplai air hujan (m3)
2.5. Perencanaan Dimensi Talang
Pada perencanaan dimensi talang terdapat 2 jenis yang digunakan yaitu talang rambu dan talang tegak.
1. Talang Rambu
Talang rambu merupakan talang yang menampung air hujan dari atap sehingga air dapat dialirkan menuju talang tegak. Adapun persamaan yang digunakan sebagai berikut: A Q v (2.39) A = r (2.40) Dimana: A = Luas permukaan (m) Q = Debit air (m3/s) V = Kecepatan aliran (m/s) r = Jari-jari talang rambu (m)
Untuk menentukan kecepatan aliran yang akan digunakan dapat dilihat dari kemiringan dasar saluran yang direncanakan dapat dilihat pada Tabel 2.3. berikut: (Drainase Perkotaan, 1997)
Tabel 2.4. Kecepatan Saluran
Kemiringan Rata-Rata Dasar Saluran (%) Kecepatan Rata-Rata Saluran (m/s) > 1 0,40 1,0 – 2,0 0,60 2,0 – 4,0 0,90 4,0 – 6,0 1,20 6,0 – 10,0 1,50 10,0 – 15,0 2,40
2. Talang Tegak
Talang tegak berfungsi untuk menyalurkan air hujan dari talang rambu menuju tangki penyimpanan. Adapun persamaan yang digunakan sebagai berikut:
V = √ g h (2..41) A Q v (2.42) A = r (2.43) d = 2 r (2.44) Dimana: A = Luas permukaan (m) Q = Debit air (m3/s) V = Kecepatan aliran (m/s) r = Jari-jari talang tegak (m) d = Diameter talang tegak (m)
Berdasarkan PUSKIM (2014) pada diameter talang tegak untuk mengetahui keamaan diameter harus dikalikan oleh faktor keamanan sebesar 3,5 serta diameter minimum pada talang tegak adalah 5,1 cm.
2.6. Rencana Anggaran Biaya (RAB)
Rencana anggaran biaya (RAB) merupakan cara untuk menentukan besaran atau besarnya pengeluaran yang akan digunakan untuk menyelesaikan suatu proyek bangunan. Rencana anggaran biaya berupa perkiraan yang akan dibutuhkan selama proses pembangunan, karena ini adalah perkiraan yang berarti bukan biaya yang pasti tetapi mendekati biaya sebenernya. Beberapa hal yang diperlukan dalam menyusun RAB yaitu gambar rencana, informasi harga bahan dan upah pekerjaan di lapangan, perhitungan volume pekerjaan, dan harga satuan. Adapun persamaan rumus yang digunakan dalam menghitung RAB yaitu:
RAB Σ (Volume Harga Satuan Pekerjaan) (2.45) Harga Satuan Pekerjaan = Bahan + Upah + Alat (2.46) Dimana:
Bahan = Harga satuan bahan × koefisien analisis bahan Upah = Harga satuan upah × koefisien analisis upah Alat = Harga satuan alat × koefisien analisis alat
