ANALISIS POTENSI PEMANFAATAN AIR HUJAN SEBAGAI SUMBER AIR BERSIH DI KOMPLEK KANTOR BUPATI
LABUHANBATU UTARA
TUGAS AKHIR
diajukan untuk memenuhi persyaratan mencapai gelar Sarjana S1 pada Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
FADILAH AMINI MUNTHE 17 0404 198
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2021
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, yang telah memberi karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada program Studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik.
Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:
“Analisis Potensi Pemanfaatan Air Hujan Sebagai Sumber Air Bersih di Komplek Kantor Bupati Labuhanbatu Utara”
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :
1. Orang tua saya, Ayah Buyung Munthe dan Mama Tety Chairiah Sihombing, Abang saya Fachrurozi Alhakim Munthe dan Fauzi Azmi Munthe , kakak saya Fachrunnisa Malini Munthe, dan Adik saya Faisal Amir Munthe yang selalu memberikan doa, kasih sayang, finansial, motivasi hidup, dukungan semangat, bantuan dan nasihat dalam hidup penulis.
2. Bapak Ir. Makmur Ginting, M.Sc selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan, dukungan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Ibu Nurul Ika Putri Dalimunthe, S.T., MPSDA selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak mendukung, memberi masukan, bimbingan dan menyempatkan waktu dalam proses tugas akhir penulis.
4. Bapak Ivan Indrawan, S.T., M.T. dan Bapak Muhammad Faisal, S.T., MT selaku Dosen Penguji, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.
5. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc. selaku Koordinator KBK Teknik Sumberdaya Air Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
6. Bapak Dr. Ir. M. Ridwan Anas, S.T., M.T. selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Bapak Muhammad Agung Putra Handana, S.T., M.T. selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
8. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
9. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini.
10. Kepada Kepala Dinas Perumahan Kawasan Permukiman Kabupaten Labuhanbatu Utara, yang telah memberikan bantuan dan data-data dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. Terima kasih untuk masukan dan arahan yang sangat bermanfaat dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
11. Kepada Ibu Kepala Sekolah SMA saya, Ibu Siti Rahma Tanjung, dan Seluruh Guru SMA Negeri 1 Kualuh Selatan yang tidak bisa saya sebutkan satu-persatu.
12. Untuk diri saya sendiri, terimkasih sudah terus berjuang, telah sabar ketika jatuh dan bangkit lagi dengan kedua tangan sendiri, dan maaf keluh kesahku setiap hari, maaf untuk tangis yang kubuat sendiri, semangat ya, masih banyak hal yang harus di lalui.
13. Untuk Bang Azzedi, Bang Fariz, Kak Qismi yang telah menyempatkan waktu di sela-sela kesibukan untuk membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, Serta Kak Aisyah dan Kak Louis yang rela Bergadang membantu penulis.
14. Untuk teman seperdopingan penulis Jessica, Indah dan Egi terima kasih sudah berjuang bersama.
15. Untuk Rabiah, Elsa, Ainun, Ria, Pamela serta teman-teman stambuk 2017 yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu terima kasih selalu membantu dan memberikan dukungan kepada penulis selama perkuliahan.
16. Untuk saudara saya di HMI yang telah berjuang sampai RAK sekaligus tempat saya berdiskusi Indah, Rozi Eqqi, Ria,Udin, Intan, Anggi dan teman- teman lainnya yang tidak bisa saya sebutkan satu-persatu.
17. Untuk Sahabat saya dari SMA sampai sekarang, Erna, Herlina, Novi dan Nora yang selalu berbagi gelak tawa walaupun virtual.
18. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segiapapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Mengingat adanya keterbatasan yang dimiliki penulis, maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi bara pembaca.
Medan, 29 Desember 2021 Penulis,
Fadilah Amini Munthe 170404198
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR NOTASI ... ix
ABSTRAK ... i
BAB I ...1
PENDAHULUAN ...1
1.1. Latar Belakang ...1
1.2. Perumusan Masalah...2
1.3. Tujuan Penelitian...3
1.4. Pembatasan Masalah ...3
1.5. Manfaat Penelitian...4
1.6. Sistematika Penulisan...4
BAB II ...5
TINJAUAN PUSTAKA...5
2.1. Air...5
2.2. Konservasi Air...6
2.3. Siklus Hidrologi...8
2.4. Hujan...10
2.4.1. Tipe Hujan...11
2.4.2. Parameter Hujan...12
2.4.3. Sprektum Curah Hujan...14
2.4.4. Hujan Andalan...16
2.4.5. Hujan Rata rata...16
2.4.6. Kualitas Air Hujan...17
2.5. Kebutuhan Air...17
2.5.1. Kebutuhan Domestik...18
2.5.2. Kebutuhan Non Domestik...18
2.5.3. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Air...19
2.5.4. Perkiraan Pemakaian Air...21
2.6. Fluktuasi Kebutuhan Air Bersih...22
2.7. Pemanfaatan Air Hujan...23
2.7.1. Komponen Panen Air Hujan...24
2.7.2.Area Tangkapan Hujan...26
2.7.3. Keseimbangan Air dan Penentuan Ukuran Cistern...26
2.8. Metode Cistern...27
2.8.1. Langkah Langkah Pembuatan Cistern...27
2.8.2. Keuntungan Cistern...29
2.8.3. Keterbatasan Cistern...29
2.8.4. Perhitungan Volume Cistern...30
BAB III...32
DATA DAN INFORMASI OBJEK PENELITIAN...32
3.1. Lokasi Penelitian...32
3.2. Proyeksi Penambahan Pembangunan...33
3.3. Total Bangunan...35
3.4. Curah Hujan...35
3.5. Jumlah Pegawai dan Cleaning Services...36
3.6.1. Penafsiran Jumlah Penghuni...37
BAB IV...39
METODE PENELITIAN...39
4.1. Metode dan Tahap Penelitian...39
4.1.1. Survey Pendahuluan dan Studi Pustraka...40
4.1.2. Pengumpulan Data...41
4.1.3. Analisis Data dan Pembahasan...42
4.2. Diagram Alur Penelitian...43
BAB V...44
ANALISIS DATA, PEMBAHASAN DAN HASIL PERHITUNGAN ...44
5.1. Analisis Curah Hujan ...44
5.2. Analisis Kebutuhan Air...49
5.3 wadah Penampung Air Hujan...50
5.4.2 Volume Ketersediaan Air...51
5.4.3 Volume Bak Penampung Air Hujan...54
5.4.4 Penempatan Bak Penampungan...54
BAB V...63
KESIMPULAN DAN SARAN...63
6.1. Kesimpulan...63
6.2. Saran ...65
DAFTAR PUSTAKA ... viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Volume Air di Permukaan Bumi ... 5
Tabel 2.2 Keadaan Hujan dan Intensitas Hujan ... 13
Tabel 2.3 Kebutuhan Air Bersih untuk Domestik Berdasarkan Kategori Kota ... 18
Tabel 2.4 Kebutuhan Air Non Domestik Untuk Kota Kategori I,II,III,IV ... 18
Tabel 2.5 Kebutuhan Air Non DomestikUntuk Kota Kategori V... 19
Tabel 2.6 Kekurangan dan Kelebihan dar Berbagai Jenis Cistern ... 28
Tabel 3.1 Curah Hujan ... 36
Tabel 3.2 Jumlah Pegawai Eksisting... 36
Tabel 3.3 Luas Lantai... 37
Tabel 3.4 Jumlah Penghuni ... 38
Tabel 5.1 Curah Hujan Rata-rata Bulanan... 44
Tabel 5.2 Perhitungan Curah Hujan Andalan ... 45
Tabel 5.3 Perhitungan Hari Hujan ... 46
Tabel 5.4 Perhitungan Curah Hujan Perhari ... 47
Tabel 5.5 Kebutuhan Air Perhari...49
Tabel 5.6 Luas Atap dan Jenis Atap...50
Tabel 5.7 Volume Air Hujan yang Terpanen...51
Tabel 5.8 Perbandingan Volume Kebutuhan Air dengan Air yang Terpanen..52
Tabel 5.9 Dimensi Bak Penampungan...54
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Siklus Hidrologi ... 9
Gambar2.2 Tipe Hujan ... 11
Gambar 2.3 Hytrograf ... 16
Gambar 2.4 Distribusi Hujan Kumulatif ... 14
Gambar 2.5 Kemungkinan Penggunaan Air Hujan... 23
Gambar 2.6 Sistem Penampungan Air Hujan ... 26
Gambar 3.1 Peta Layout Komplek Kantor Bupati ... 32
Gambar 3.2 Rencana Layout Bangunan Pada Komplek Kantor Bupati...34
Gambar 4.1 Diagram Alir Penelitian ... 42
Gambar 5.1 Grafik Perbandingan Volume Ketersediaan dan Kebutuhan...52
Gambar 5.2 Bak Penampungan Kantor Bupati L.1.1...55
Gambar 5.3 Bak Penampungan Kantor Bupati L.1.2...55
Gambar 5.4 Bak Penampungan BKD...56
Gambar 5.5 Bak Penampungan Aula Dwi Syukur...56
Gambar 5.6 Bak Penampungan Kantor Satpol PP ...57
Gambar 5.7 Bak Penampungan Kantor Bappeda...57
Gambar 5.8 Bak Penampungan Aula Terbuka...58
Gambar 5.9 Bak Penampungan Mushollah...58
Gambar 5.10 Bak Penampungan Kantor PPKB...59
Gambar 5.11 Bak Penampungan Kantor Dinas Perhubungan...59
Gambar 5.12 Bak Penampungan Kantor BPKAD...60
ANALISIS POTENSI PEMANFAATAN AIR HUJAN SEBAGAI SUMBER AIR BERSIH DI KOMPLEK KANTOR BUPATI
LABUHANBATU UTARA
Fadilah Amini Munthe 170404198
ABSTRAK
Kebutuhan air perkotaan semakin besar akibat dari peningkatan jumlah penduduk dan perubahan fungsi lahan menyebabkan tidak adanya lagi lahan penyerapan air hujan sehingga limpasan air hujan meningkat. Selama ini di Komplek kantor Bupati Labuhanbatu Utara, air hujan yang melimpas hanya dialirkan ke saluran pembuangan untuk kemudian dibuang ke saluran perkotaan.
Untuk mencegah hal tersebut maka perlu dilakukan upaya konservasi air.
Metode panen air hujan dengan cistern merupakan salah satu upaya konservasi air tersebut, dimana air hujan yang dipanen dapat digunakan untuk semua keperluan pada komplek kantor Bupati Labuhanbatu Utara, sehingga dapat memenuhi kebutuhan air bersih pada komplek kantor Bupati. Penelitian yang dilakukan adalah dengan memanfaatkan potensi air hujan sebagai alternatif sumber air pertamanan yang ada pada gedung komplek kantor Bupati Labuhanbatu Utara. Dengan menggunakan metode panen hujan, air hujan yang jatuh pada luasan atap gedung komplek kantor Bupaa dan tertahan di dalam wadah penampung yang berupa cistern dapat dihitung untuk selanjutnya dimanfaatkan sebagai alternatif sumber air dalam memenuhi kebutuhan air pada gedung komplek kantor Bupati Labuhanbatu Utara. Hasil dari penelitian bahwa kebutuhan air bersih pada komplek kantor Bupati sebesar 9,81 m3/hari, dan potensi air hujan yang dapat tertampung sebesar 36,2 m3/hari. Dari analisi ini maka potensi air hujan yang tertampung mampu memenuhi kebutuhan air pada komplek kantor Bupati Labuhanbatu Utara.disamping itu, pemanfaatan air hujan ini dapat memberikan nilai tambah terhadap upaya konservasi sumber daya air.
Kata kunci: Panen Air Hujan, Cistern, Gedung Komplek Kantor Bupati Labuhanbatu Utara.
1.1 Latar Belakang
BAB I PENDAHULUAN
Air merupakan salah satu kebutuhan primer bagi kehidupan manusia yang dapat dimanfaatkan ke dalam beberapa fungsi, baik untuk keperluan sehari-hari maupun untuk pemanfaatan energi.Dalam Undang-Undang No.23 tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup disebutkan bahwa konservasi sumber daya alam adalah pengelolaan sumber daya alam tak terbaharui untuk menjamin pemanfaatannya secara bijaksana dan sumber daya alam yang terbaharui untuk menjamin kesinambungan ketersediaannya dengan tetap memelihara dan meningkatkan kualitas nilainya.
Konservasi sumber daya air adalah upaya memelihara keberadaan dan keberlanjutan keadaan, sifat, dan fungsi air agar senantiasa tersedia dalam kuantitas dan kualitas yang memadai untuk memenuhi kebutuhan makhluk hidup, baik pada waktu sekarang maupun yang akan datang. Selanjutnya Arsyad (2000);
menyatakan bahwa konservasi air dan konservasi tanah merupakan dua kegiatan yang berhubungan sangat erat satu sama lainnya. Setiap perlakuan yang dilakukan pada sebidang tanah akan memengaruhi tata air pada tempat itu (on site) dan areal-areal di hilirnya (off site).
Dalam pembangunan suatu gedung tak lepas juga dari peranan akan kebutuhan air bersih. Kebutuhan air pada suatu bangunan berarti air yang dipergunakan baik oleh penghuni bangunan tersebut ataupun untuk keperluan- keperluan lain yang berkaitan dengan fasilitas bangunan. Kebutuhan air suatu bangunan tergantung pada fungsi kegunaan dari bangunan tersebut dan jumlah penghuninya (Tjouwardi, 2015). Hal ini mendasari bahwa setiap jenis bangunan memiliki kebutuhan air bersih yang berbeda dan memanfaatkan sumber-sumber air yang ada secara efektif dan efisien terhadap kesejahteraan masyarakat.
Kegiatan ini diperlukan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat yang semakin meningkat.
Air yang dapat dimanfaatkan oleh manusia untuk konsumsi adalah hanya yang berupa air tawar. Sedangkan volume terbesar dari air tersedia dilaut berupa air asin sehingga untuk memenuhi kebutuhan air manusia perlu di lakukan
manipulasi daur hidrologi agar tersedia air tawar yang cukup banyak. Atas dasar pemikiran bahwa air dapat dimanfaatkan dalam salah satu wujud siklus hidrologi dengan mengurangi nilai aliran limpasan air permukaan yang terjadi. Untuk itulah dibutuhkan manajemen air yang terpadu sehingga dapat tercipta keseimbangan dalam pemanfaatan air. Salah satu cara untuk mewujudkan gagasan tersebut adalah dengan menerapkan konsep panen air hujan (rainwater harvesting), yaitu konsep pengumpulan air hujan yang di tampung dalam suatu reservoir untuk kemudian air yang telah dikumpulkan dapat dimanfaatkan sebagai salah satu alternatif sumber air sehingga dapat mengurangi air tanah dan air permukaan.
Kantor Bupati Labuhanbatu Utara merupakan kantor Pemerintahan dimana kantor tersebut digunakan untuk melakukan kegiatan Administrasi dan manajerial oleh Bupati dan para staf nya. Didirikan pada Bulan Agustus 2013. Dan mulai beroperasi pada Tahun 2017. Seiring berjalannya waktu, pembangunan dikawasan kantor Bupati Labuhanbatu Utara terus bertambah, Seperti Pembangunan Aula ruang pertemuan didirikan pada Tahun 2015, Serta Kantor Bappeda dan Satpol PP yang didirikan pada Tahun 2019. Air yang dugunakan untuk keperluan sehari-hari merupakan air PAM. Air tersebut digunakan untuk semua kegiatan seperti air untuk toilet, menyiram tanaman dan perawatan gedung, untuk kegunaan itu, maka dapat digunakan air hujan sebagai alternatif untuyk memenuhi kebutuhn air bersih pada komplek kantor Bupati.
Dari permasalahan diatas, penulis mencoba untuk menganalisis kebutuhan dan ketersediaan air bersih di kawasan tersebut serta memberikan solusi sumber air alternatif dengan memanfaatkan metode panen air hujan. Metode ini dilakukan dengan mengumpulkan air hujan pada suatu daerah tangkapan yang dalam skripsi ini berupa atap dari gedung di komplek kantor Bupati Labuhanbatu Utara.
1.2 Rumusan Masalah
Untuk memenuhi kebutuhan air bersih pada kantor Bupati salah satu cara yang dapat dilakukan dengan menampung air hujan yang biasa disebut dengan panen air hujan atau Rainwater Harvasting.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini antara lain sebagai berikut :
1. Mengetahui debit kebutuhan air bersih di kawasan kantor Bupati Labuhanbatu Utara
2. Menganalisis potensi air hujan yang dapat dimanfaatkan sebagai alternatif sumber air toilet pada tiap tiap gedung di komplek Kantor Bupati Labuhanbatu Utara.
3. Merencanakan desain bangunan panen air hujan 1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada penelitian ini antara lain :
1. Studi kasus berada di kawasan Komplek Kantor Bupati Labuhanbatu Utara, yang mencakup gedung Kantor Bupati, Aula Ruang Pertemuan, Kantor Bappeda, kantor Satpol PP, Aula Terbuka, Mushollah, kantor PPKB, Kantor Dishub, kantor BPKAD.
2. Sumber air alternatif berasal dari air hujan.
3. Daerah tangkapan hanya berupa atap gedung.
4. Dalam analisa perhitungan diasumsikan bahwa faktor penguapan dan faktor angin diabaikan.
5. Air diasumsikan memenuhi syarat kualitas untuk pemanfaatan air non domestik.
6. Kebutuhan air yang diperhitungkan sesuai dengan standard kantor dari Ditjen Cipta karya 1997.
7. Tidak membahas kelayakan pemakain air hujan terpanen.
8. Tidak melakukan perencanaan jaringan distribusi.
9. Tidak membandingkan antara ketersediaan air PAM dan air hujan yang terpanen.
1.5 Manfaat Penelitian
Tugas akhir ini diharapkan bermanfaat untuk :
1. Mempertahankan kelangsungan ketersediaan air bersih di komplek Kantor Bupati Labuhanbatu Utara
2. Memberikan masukan kepada instansi/institusi terkait, alternatif yang dapat dilakukan untuk mengembangkan pelayanan air bersih
3. Memberikan referensi bagi pihak – pihak yang membutuhkan 1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan ini adalah sebagai berikut:
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini memuat teori mengenai hal-hal yang berkaitan dengan penelitian.
BAB III. DATA DAN INFORMASI PENELITIAN
Bab ini berisi uraian tentang data dan informasi mengenai penelitian yang berfungsi sebagai bahan utama untuk analisis tugas akhir ini.
BAB IV. METODELOGI PENELITIAN
Bab ini berisi uraian tentang persiapan mengenai metodelogi yang digunakan, tahapan-tahapan dalam pengumpulan dan pengolahan data hingga pelaksanaan analisis.
BAB V. ANALISIS DATA, PEMBAHASAN DAN HASIL PERHITUNGAN Bab ini berisi analisis data ketersediaan dan kebutuhan air serta perencanaan desain tampungan air hujan di komplek kantor Bupati Labuhanbatu Utara.
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh kegiatan tugas akhir ini dengan menitik beratkan pada kebutuhan dan ketersediaan air bersih yang ada serta perencanaan desain tampungan air hujan di komplek kantor Bupati
Labuhanbatu Utara
2.1 Air
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Air menjadi salah satu aspek yang paling menentukan dalam kelangsungan bumi beserta isinya. Air merupakan kandungan zat terbesar di bumi yaitu sekitar sepertiga dari kandungan bumi. Air mempunyai sifat dan bentuk yang berbeda – beda, tergantung dalam kondisi apa air itu berada. Dengan kondisi itulah maka secara umum air di bumi pada dasarnya jumlahnya tetap, yang berbeda adalah bentuknya. Tabel 2.1 berikut ini menggambarkan bentuk – bentuk air beserta komposisinya. Dari tabel terlihat bahwa komposisi air di bumi ini memang bervariasi. Masing – masing penampung air (reservoir) mempunyai jumlah air yang berbeda – beda. Namun demikian, dimanapun air berada akan berputar sesuai siklusnya.
Tabel 2.1 Volume Air di Permukaan Bumi
Reservoir Volume (mil kubik) Persentase (%)
Lautan 317.000.000 97,25
Kutub Es dan Glacier
7.300.000 2,05
Air Tanah 2.000.000 0,68
Danau Tawar 30.000 0,01
Danau Asin 25.000 0,005
Atmosfer 3.100 0,001
Sungai 280 0,0001
Sumber : Water Environment Federation, 2001
Air sepenuhnya menjadi kebutuhan mutlak bagi manusia serta makhluk hidup lainnya di bumi. Terutama bagi manusia, air berperan sangat vital bagi semua aspek kehidupan manusia, untuk konsumsi langsung, pertanian, perikanan, transportasi, konstruksi, dan lain – lain. Dengan pesatnya tingkat pertumbuhan populasi manusia, maka kebutuhan akan air pun meningkat dan hanya merupakan masalah waktu hingga suatu saat di berbagai belahan bumi air akan menjadi sangat langka dan kebutuhan akan air tidak akan dapat terpenuhi lagi.
Permasalahan air di Indonesia telah dalam kondisi memprihatinkan.
Permasalahan air di Indonesia tidak hanya berkaitan dengan krisis air bersih semata tetapi krisis air secara umum. Di Indonesia muncul kecenderungan terjadinya ketidakseimbangan volume air yang sangat kontras antara musim hujan dan musim kemarau. Pada saat musim hujan, volume air sangat besar sehingga sering menyebabkan timbulnya banjir. Sebaliknya pada saat musim kemarau terjadi kekeringan akibat volume air yang sangat kecil. Hal ini diperburuk dengan adanya fakta bahwa tingkat resapan air tanah semakin kecil akibat perubahan fungsi lahan sebagai lahan pemukiman karena air hujan yang jatuh tidak dapat langsung meresap ke dalam tanah sehingga air hujan akan menjadi limpasan.
Untuk mengatasi permasalahan tersebut, maka perlu dilakukan aktivitas konservasi air. Konservasi air merupakan upaya yang komprehensif untuk pengamanan, pelestarian air, sumber daya air, lingkungan ekosistem terkait serta upaya – upaya penghematan konsumsi. Konservasi air berdasarkan upaya yang diambil dalam penggunaan air secara efisien terdiri dari dua bagian :
Konservasi sumber daya air – pengelolaan yang efisien, penyimpanan, alokasi dan penyaluran air baku.
Konservasi pasokan air – distribusi dengan kehilangan air minimum dan penghematan air.
Untuk melakukan upaya – upaya konservasi air, maka kebutuhan air siklus hidrologi sangat penting untuk diketahui.
2.2 Konservasi Air
Konservasi air pada prinsipnya adalah penggunaan air hujan yang jatuh ke atas permukaan tanah seefisien mungkin dengan pengaturan waktu aliran yang tepat sehingga tidak terjadi banjir pada musim hujan dan tersedia cukup air pada musim kemarau (Arsyad.2000).Konservasi air dapat dilakukan dengan meningkatkan pemanfaatan komponen hidrologi berupa air permukaan dan air tanah serta meningkatkan efisiensi pemakaian air irigasi (Subagyono, 2007).
Teknologi konservasi air dirancang untuk meningkatkan masuknya air kedalam tanah melalui proses infiltrasi dan pengisian kantong-kantong air di daerah cekungan serta mengurangi kehilangan air melalui proses evapotranspirasi dan
menguap ke atmosfir. Keuntungan yang diperoleh melalui strategi konservasi air yang diarahkan untuk peningkatan cadangan air pada lapisan tanah dan disekitar zona perakaran tanaman pada wilayah pertanian adalah: terwujudnya pengendalian aliran permukaan, peningakatan infiltrasi dan pengurangan evaporasi. Ada dua pendekatan yang dapat ditempuh untuk mengefisienkan penggunaan air pada wilayah perkebunan yaitu: melalui pemilihan jenis tanaman sesuai dengan kondisi iklim dan melalui teknik konservasi air dengan penggunaan mulsa, gulud, dan teknik tanpa olah tanah (Santoso et al, 2004).
Untuk menjamin terselenggaranya pengelolaan sumber daya air yang dapat memberikan manfaat yang sebesar-besarnya bagi kepentingan masyarakat dalam segala bidang kehidupan diperlukan pola pengelolaan sumber daya air yang didasarkan pada prinsip keseimbangan antara upaya konservasi dan pendayagunaan sumber daya air.Pola pengelolaan sumber daya air disusun berdasarkan wilayah sungai dengan prinsip keterpaduan antara air permukaan dan air tanah.
Penerapan teknologi konservasi air lebih efektif dan luwes dilakukan di wilayah hulu suatu DAS karena wilayah tersebut merupakan daerah menerima, menampung dan mengalirkan air lebih banyak dan lebih luas sehingga berpengaruh besar terhadap wilayah hilirnya.Ada banyak pilihan tenoklogi konservasi air yang tersedia dan telah menjadi pengetahuan umum para petani dapat menjadi pertimbangan menurut kondisi fisik wilayahnya. Oleh karena itu dibutuhkan pemahaman yang utuh dari seluruh masyarakat untuk mendukung program-program nasional dalam beberapa bentuk seperti: penyelamatan tanah dan air, pencegahan lahan kritis, pembangunan dam-dam yang semuanya diarahkan untuk konservasi air dan tanah di wilayah hulu suatu DAS.
Pengelolaan sumber daya air adalah upaya merencanakan, melaksanakan, memantau, dan mengevaluasi penyelenggaraan konservasi sumber daya air, pendayagunaan sumber daya air, dan pengendalian daya rusak air.Pola pengelolaan sumber daya air adalah kerangka dasar dalam merencanakan, melaksanakan, memantau, dan mengevaluasi kegiatan konservasi sumber daya air, pendayagunaan sumber daya air, dan pengendalian daya rusak air.Di alam, air hanya dapat dikendalikan melalui wadah daerah tangkapan (catchment area) atau
Daerah Aliran Sungai.Oleh karena daerah ini mampu menerima air yang masuk seberapapun, dan dapat menyimpannya, dan mengalirkannya ke laut.
Aliran permukaan merupakan komponen penting dalam konservasi air, sehingga tindakan-tindakan yang berhubungan dengan pengendalian dan pengelolaan aliran permukaan dapat diformulasikan dalam strategi konservasi air (Arsyad, 2000). Konservasi tanah dengan metode vegetatif yang dikenal murah dan mudah dilakukan oleh petani; Konservasi sumberdaya air di daerah tangkapan dengan cara kombinasi konservasi tanah dan air; dan peningkatan efisiensi pemanfaatan air dengan teknologi budidaya tepat guna. Hutan masih diakui berbagai pihak sebagai penjaga kesuburan tanah dan perbaiakan tata air (Gintings, 2007; Junaidi dan Tarigan, 2011).
2.3 Siklus Hidrologi
Siklus hidrologi merupakan bagian penting dari alam yang sangat berpengaruh terhadap kelangsungan hidup manusia. Siklus ini merupakan suatu proses perpindahan air dari suatu tempat ke tempat lain, yang mana mempengaruhi ketersediaan air pada suatu daerah. Meskipun jumlah air di bumi (relatif) tidak berubah dari tahun ke tahun, tetapi ketersediaan air pada suatu area merupakan bagian dari pendistribusian air pada siklus hidrologi ini, yang mempengaruhi terjadinya siklus hidrologi.
Dalam siklus hidrologi, matahari terus menerus menguapkan air ke atmosfir.
Sebagian dari air yang diuapkan itu kembali ke bumi sebagai hujan dan salju.
Sebagian dari hujan ini diuapkan kembali ke atmosfir, ada juga yang mengalir ke danau dan sungai sebelum kembali ke laut. Selain itu, air juga meresap ke dalam tanah menjadi air tanah. Secara alami, perlahan – lahan air tanah akan muncul kembali menjadi air permukaan dan menjadi sumber utama dari aliran sungai.
Tumbuhan menyatukan sebagian dari air tanah di dalam jaringannya kemudian melepaskan sebagian dari air tersebut ke atmosfir dalam proses transpirasi.
Gambar 2.1 Siklus Hidrologi (sumber : www.ebiologi.net )
Pada Gambar 2.1 siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda:
Evaporasi / transpirasi – Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan sebagainya. Kemudian akan menguap ke atmosfir dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air akan menjadi bintik – bintik air yang selanjutnya akan turun (presipitasi) dalam bentuk hujan, salju, dan es.
Infiltrasi / perkolasi ke dalam tanah – Air bergerak ke dalam tanah melalui celah – celah dan pori – pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal di bawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.
Air permukaan – Air bergerak di atas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori - pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai – sungai bergabung satu sama lain yang kemudian membentuk sungai utama yang membawa seluruh aliran permukaan di sekitar daerah aliran sungai menuju laut
2.4 Hujan
Presipitasi adalah turunnya air dari atmosfer ke permukaan bumi, yang bisa berupa hujan, hujan salju, kabut, embun, dan hujan es. Di daerah tropis, termasuk Indonesia, yang memberikan sumbangan paling besar adalah hujan, sehingga sering kali hujanlah yang dianggap sebagai presipitasi. Untuk selanjutnya digunakan istilah hujan untuk menggantikan presipitasi. Hujan berasal dari uap air di atmosfer sehingga bentuk dan jumlahnya dipengaruhi oleh faktor klimatologi seperti angin, temperatur dan tekanan atmosfer. Uap air tersebut akan naik ke atmosfer sehingga mendingin dan terjadi kondensasi menjadi butir-butir air dan kristal-kristal es yang akhirnya jatuh sebagai hujan.
Atmosfer bumi mengandung uap air. Meskipun jumlah uap air di atmosfer sangat kecil dibanding dengan gas gas lain, tetapi merupakan sumber air tawar yang sangat penting bagi kehidupan di bumi. Air berada di udara dalam bentuk gas (uap air), zat cair (butir –butir air) dan kristal kristal es. Kumpulan butir-utir air dan kristal-kristal es tersebut, yang mempunyai ukuran yang sangat halus (diameter 2-40 mikron), membentuk awan yang melayang di udara. Awan tersebut sebagai hasil pendinginan (kondensasi dan sublimasi) dari udara basah (yang mengandung uap air) yang bergerak ke atas. Proses pendinginan terjadi karena menurunnya suhu udara tersebut secara adiabatis dengan bertambahnya ketinggian, partikel debu, kristal garam dan kristal es yang melayang di udara dafatr berfungsi sebagai inti kondensasi yang dapat mempercepat proses pendinginan. Dengan demikian ada dua syarat penting terjadinya hujan yaitu massa udara harus mengandung cukup air. Dan massa udara harus naik keatas sedemikian sehingga menjadi dingin. Proses terjadinya hujan banyakl dipelajari oleh ahli meterologi dan klimatologi. Ahli hidrologi lebih banyak mempelajari jumlah dan distribusi hujan baik dalam ruang maupun waktu.
Jumlah air yang jatuh dipermukaan bumi dapat dapat diukur dengan menggunakan alat penakar hujan. Distribusi hujan dalam ruang dapat diketahui dengan mengukur hujan dibeberapa lokasi pada daerah yang ditinjau. Sedang distribusi waktu dapat diketahui dengan mengukur hujan sepanjang waktu.
Hujan merupakan dari semua air yang mengalir disenyagi dan didalam tampunga baik diatas maupun dibawah permukaan tanah. Jumlah dan variasi debit
sungai tergantung pada jumlah, intensitas dan distribusi hujan. Terdapat hubungan antara debit sungai dan curah hujan yang jatuh di DAS yang bersangkutan.
Apabila data pencatatan debit tidak ada, data pencatatan hujan dapat digunakan untuk memperkirakan debit aliran.
2.4.1 Tipe Hujan
Hujan terjadi karena udara basah yang naik ke atmosfer mengalami pendinginan sehingga terjadi proses kondensai. Naiknya udara ke atas dapat tgerjadi secara siklonik, orografik dan konvektif. Tipe hujan dibedakan menurut cara naiknya uadara ke atas.
Gambar 2.2. Tipe Hujan
1. Hujan konvektif
Di daerah tropis pada musim kemarau udara yang berada didekat pemukaan tanah mengalami pemanasan yang intensif. Pemanasan tersebut menyebabkan rapat massa udara berkurang, sehingga udara basa baik keatas dan mengalami pendinginan sehingga terjadi kondensasi dan hujan. Hujan yang terjadi karena
proses ini disebut hujan konvektif, yang biasanya bersifat setempat, mempunyai intensitas tinggi dan durasi singkat.
2. Hujan Siklonik
Jika udara panas yang relatif ringan bertemu dengan massa udasa dinbgin yang relatif berat. Maka udara panas tersebut akan bergerak diatas udara dingin.
Udara yang bergerak keatas tersebut mengalami pendinginan sehingga terjadi kondensasi dan terbentuk awan dan hujan. Hujan yang terjadi disebut hujan siklonik, yang mempunyai sifat tidak terlalu lebat dan berlangsung dalam waktu lebih lama.
3. Hujan Orografis
Uadara lembab yang tertiup angin dan melintasi daerah pegunungan akan naik dan mengalami pendinginan, sehingga terbentuk awan dan hujan. Sisi gunung yang dilalui udaratersebut banyak mendapatkan hujan dan disebut lereng huan, sedang sisi belakangnya dilalui udara kering (uap air telah menjadi hujan dilereng hujan) disebut lereng bayangan hujan. Daerah tersebut tidak permanen dan dapat berubah tergantung musim (arah angin). Hujan ini terjadi di daerah pegunungan ( hulu DAS), dan merupakan pemasok air tanah, danau, bendungan, dan sungai.
Dari ketiga tipe hujan diatas, yang banyak terjadi di Indonesia adalah hujan konvektif dan orografis.
2.4.2 Parameter Hujan
Jumlah hujan yang jatuh dipermukaan bumi dinyatakan dalam kedalaman air (biasanya mm), yang dianggap terdistribusu secara merata pada seluruh daerah tangkapan air. Intnsitas hujan adalah jumlah curah hujan dalam suartu satuan waktu, yang biasanya dinyatakan dalam mm/jam. Mm/hari, mm/minggu, mm/bulan, mm/tahun, dan sebagainya, yang berturut turut seing disebut hujan jam-jaman, harian, migguan, bulanan, tahunan, dan sebagainya.
Tabel 2.2 keadaan hujandan intensitas hujan
Keadan Hujan Intensitas Hujan
1 jam 24 jam
ujan sangat ringan < 1 <5
ujan ringan 1-5 5-20
ujan normal 5-10 20-50
ujan lebat 10-20 50-100
ujan sangat lebat >20 >100
Sumber : Susyono Sosrodarsono, 1985
Tabel 2.2 adalah keadaan hujan dan intesitas hujan (Susyono Sosrodarsono, 1985). Tabel tersebut menunjukkan bahwa curah hujan tidak bertambah sebanding dengan waktu. Jika durasi waktu lebih lama, penambahn curah hujan adalah lebih kecil dibanding dengan penambahan waktu, karena hujan tersebut bisa berkurang atau berhenti.
Durasi hujan adalah waktu yang dihitung dari saat hujan mulai turun sampai berhenti, yang biasanya dinyatakan dalam jam. Intensitas hujan rerata adalah perbandingan antara kedalaman hujan dan durasi hujan. Misalnya hujan selama 5 jam menghasilkan kedalaman 50 mm, yang berarti intensitas hujan rerata adalah 10 mm/jam. Demikian juga hujan selama 5 menit sebesar 6 mm, yang berarti intensitas hujan adalah 72 mm/jam. Tetapi untuk daerah tangkapan kecil perlu ditinjau durasi hujan yang sangat singkat seperti 5 menit, 10 menit, dsb.
Sebaliknya untuik daerah tangkapan yang besar sering digunakan durasi hujan yang lebih lama, misalnya 1 hari, 2 hari, dst.
Distribusi hujan sebagai fungsi waktu menggambarkan variasi kedalaman hujan selama terjadinya hujan, yang dapat dinyatakan dalam bengraph, yaitu histogram kedalam hujan atau intensitas hujan dengan pertambahan waktu sebagai absis dan kedalaman hujan atau intensitas hujan sebagai ordinat.
kumulatif
Gambar 2.2. Hytograph Gambar 2.3. Distribusi hujan
Sumber : buku Hidrologi Terapan, Bambang Triadmojo, 2008
Gambar 2.3 sedang yang bentuk kontinyu menggambarkan hubungan laju hujan kumulatif sebagai fungsi waktu. Durasi hujan (absis) dan kedalaman hujan (ordinat) dapat dinyatakan dalam presentasi dari kedua nilai tersebut, seperti diberikan dalam Gambar 2.4.
Intensitas hujan bervariasi dalam ruang dan waktu , yang tergantung pada lokasi geografis dan iklim.
2.4.3 Spektrum Curah Hujan
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya pada bagian siklus hidrologi air hujan yang jatuh ke permukaan bumi (presipitasi) akan bergerak secara kontinu melalui tiga cara yang berbeda. Setiap terjadinya hujan, intensitas yang terjadi tidak selalu sama (konstan) karena dipengaruhi oleh faktor penguapan, kelembaban dan tekanan udara, angin dan sebagainya.
Hujan yang terjadi memiliki distribusi intensitas curah hujan yang berbeda – beda. Distribusi intensitas curah hujan ini dapat digolongkan menjadi kelompok tertentu yang biasa disebut dengan spektrum curah hujan. Penggolongan spektrum curah hujan ini dibagi menjadi tiga golongan, yaitu :
Hujan kecil dengan intensitas sebesar 75% (0 – 20 mm)
Hujan besar, dengan intensitas sebesar 20% (21 – 51 mm)
Hujan sangat besar (ekstrim), dengan intensitas sebesar 5% (>50 mm)
Dari sebaran hujan ini sebenarnya tidak semuanya hujan yang jatuh dibiarkan
begitu saja menjadi aliran permukaan lalu mengalir ke laut, sebenarnya dapat dilakukan beberapa manajemen praktis berdasarkan spektrum curah hujan yang terjadi.
Untuk hujan kecil dengan intensitas sebesar 75% (0 – 20 mm), hujan ini dapat dimanfaatkan sebagai pengisian kembali air tanah dalam (deep ground water) melalui proses infiltrasi dan juga penerapan Low Impact Development (LID) yang salah satunya metode panen air hujan (rain water harvesting) guna mengurangi volume limpasan yang terjadi.
Untuk hujan besar dengan intensitas sebesar 20% (21 – 50 mm), hujan ini memiliki laju limpasan permukaan yang besar sehingga tidak dapat dimanfaatkan untuk pengisian sumber air tanah dalam sehingga harus dikendalikan laju limpasan permukaan yang terjadi dengan melakukan penyimpanan air pada badan – badan air (storaging).
Untuk hujan sangat besar (ekstrim) dengan intensitas sebesar 5% (>50 mm), hujan ini memiliki laju limpasan permukaan yang sangat besar sehingga tidak dapat dimanfaatkan untuk pengisian sumber air tanah dalam dan juga jika hujan seperti ini tidak dikendalikan dapat menyebabkan banjir sehingga diperlukan upaya pengendalian laju limpasan permukaan yang terjadi dengan sistem drainase, reservoir alam/danau yang baik.
Karena air yang dimanfaatkan untuk konsumsi oleh manusia hanya jenis air tawar yang jumlahnya terbatas, maka manusia harus melakukan modifikasi dalam siklus hidrologi dengan membangun sumur – sumur dari lubang bor, waduk, sistem suplai air, sistem drainase, jaringan irigasi, dan fasilitas sejenis.
Seiring dengan perkembangan zaman, maka terjadilah ledakan jumlah penduduk yang mengakibatkan peningkatan kebutuhan manusia akan air. Maka timbullah fenomena eksploitasi sumber daya air akibat modifikasi siklus hidrologi tanpa memperhatikan kelestariannya dan manajemen air yang buruk sehingga menyebabkan kondisi kelangkaan air. Hal ini diperparah dengan banyaknya perubahan dalam siklus hidrologi.
2.4.4 Hujan Andalan
Menurut Susana (2012), Curah hujan andalan merupakan curah hujan yang memiliki tingkat peluang untuk terjadi paling tinggi dimana pada periode tertentu yang peluang terjadinya mencapai 90%. Data curah hujan andalan adalah digunakan selain karena memiliki peluang terjadinya cukup besar, juga dengan hujan andalan dapat terlihat penyebaran curah hujan sehingga dapat diketahui saat-saat terjadinya musim penghujan dan musim kemarau yang ditandai besarnya curah hujan yang terjadi setiap bulannya. Dengan denikian hujan andalan dapat diebut juga sebagai debit minimum pada tingkat peluang tertentu yang dapat dipakai pada keperluan penyediaan air.
Perhitungan hujan andalan dilakukan melalui pengolahan data curah hujan bulanan yang ada dengan mengurutkan peringkat data curah hujan berdasarkan besar curah hujan rata – rata bulanan. Lalu diperhitungkan peluang masing – masing dengan rumus:
P = m/n=1 (2.1)
Dimana:
P (%) = Peluang curah hujan (%) m = rangking data curah hujan n = Jumlah data curah hujan
2.4.5 Curah Hujan Rata Rata
Curah hujan bulanan yang terdiri dari dua metode perhitungan, yaitu metode rata – rata (average) dan metode nilai tengah (median). Metode rata – rata merupakan metode perhitungan curah hujan dengan menjumlahkan seluruh data curah hujan selama sebulan dibagi dengan jumlah hari dalam sebulan. Metode nilai tengah adalah metode perhitungan yang mengurutkan besarnya nilai curah hujan dari data terkecil hingga data curah hujan yang terbesar dan kemudian diambil nilai yang tengah - tengah urutan tersebut.
2.4.6 Kualitas Air Hujan
Air hujan bersifat lunak karena tidak mengandung garam dan zat-zat mineral , air hujan juga relatif lebih bersih jika dibandingkan dari air permukaan, tetapi secara fisik, air hujan mengandung debu, daun dan kotoran burung yang melekat di atap / musim kemarau.
Air hujan bersifat korosif karena mengandung NH3, C02 agresif, dan SO2 .
Oleh karena itu air hujan perlu disaring /filtrasi sebelumdikonsumsi oleh masyarakat.
Secara umum proses pemanfaatan air hujan menjadi sumber air bersih pada daerah rawan bencana kekeringan dan rawan banjir.
2.5 Kebutuhan Air Bersih
Air adalah sumber kehidupan, tanpa ada air maka kehidupan akan berakhir.
Semua mahluk hidup memerlukan air agar dapat bertahan hidup dengan jumlah dan kualitas air yang dibutuhkan oleh tiap mahluk hidup tersebut berbeda-beda.
Pemenuhan kebutuhan air akan sangat penting sehingga segala cara dilakukan untuk mendapatkan air agar dapat bertahan hidup. Diperkirakan bahwa beberapa puluh tahun kedepan peperangan yang terjadi adalah akibat dari perebutan sumber daya air.
Kebutuhan air yang utama bagi manusia adalah untuk minum agar tubuh selalu mendapatkan cairan untuk menjaga metabolisme tubuh. Selain untuk minum air juga diperlukan pada hampir seluruh kegiatan manusia terutama untuk kebersihan dan kesehatan. Pemakaian air secara tidak langsung juga dilakukan,misalnya untuk irigasi lahan pertanian bagi sumber makanan manusia dan pada proses produksi yang menghasilkan barang-barang pemenuh kebutuhan hidup manusia.
Pada umumnya, penggunaan air untuk berbagai macam tujuan dapat dibagi dalam beberapa kebutuhan, antara lain :
2.5.1 Kebutuhan domestik
Kebutuhan domestik yaitu kebutuhan pemakaian air bersih untuk rumah tangga yang biasanya ditentukan berdasarkan banyaknya penduduk dan persentasi kebutuhan air.
Kebutuhan air bersih untuk domestik berdasarkan kategori kota, dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 2.3 Kebutuhan Air Bersih untuk Domestik Berdasarkan Kategori Kota No Kategori Kota Jumlah Penduduk Kebutuhan
(Jiwa)
(liter/org/hari)
1 Metropolitan
1 .000.000 0 – 190
2 kota besar 0.000 – 1.000.000 0 – 170
3 kota sedang 0.000 – 500.000 0 – 150
4 kota kecil .000 – 100.000 0 – 130
5 kota kecamatan 0.000 0– 100
Sumber : Ditjen Cipta Karya, Dep PU, 1997
2.5.1 Kebutuhan non domestik
Kebutuhan non domestik merupakan kebutuhan air bersih yang sudah ditentukan berdasarkan pemakaian tiap – tiap orang di tempat – tempat tertentu.
Untuk lebih jelsanya, kebutuhan air non domestik dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 2.4 Kebutuhan Air Non Domestik Untuk Kota Kategori I,II,III,V
Sumber : Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU,1996
Tabel 2.5 Kebutuhan Air Non Domestik Untuk Kota Kategori V (Desa) emakaian air rata –
No ategori
rata per hari (liter) Keterangan 1 S ekolah 5 Liter//murid/hari 2 Rumah sakit 200 Liter//bed/hari 3 P uskesmas 1200 Liter/unit/hari 4 M asjid 3000 Liter/unit/hari 5 M ushola 2000 Liter/unit/hari 6 P asar 12000 Liter/hektar/hari 7 Komersial / Industri 10 Liter/hari
Sumber : Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU,1996
2.5.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pemakaian Air
Besarnya pemakaian air untuk berbagai keperluan berbeda-beda di tiap daerah. Hal ini tergantung dari karakteristik lokal daerah yang bersangkutan, yang terdiri dari beberapa faktor seperti luas kota/daerah dan jumlah penduduk, keberadaan industri, kualitas air, iklim karakteristik penduduk, perhitungan pemakaian dan efisiensi dari pengelolaan sistem.
Luas daerah tidak berpengaruh langsung terhadap pemakaian air pada masyarakat dengan jumlah warga sedikit yang cenderung lebih sedikit menggunakan air. Pada sisi lain, keberadaan industri yang sangat berkepentingan dengan pemakaian air akan menyebabkan naiknya pemakaian air perkapita.
Masyarakat dengan jumlah warga yang sedikit biasanya menempati wilayah yang tidak sepenuhnya dilengkapi dengan sistem jaringan air bersih dan sistem pembuangan limbah, sedangkan penambahan/pemakaian sistem pembuangan limbah dapat menyebabkan meningkatnya pemakaian air.
Industri dan perdagangan mempunyai efek yang nyata terhadap pemakaian total. Pemakaian pada industri tidak berhubungan langsung dengan jumlah penduduk. Seringkali industri menggunakan suplai air tambahan untuk beberapa keperluan, sehingga dapat dapat menjadi salah faktor yang mengurangi pemakaian mereka dari suplai jaringan kota. Pemakaian komersial/perdagangan sangat tergantung dari jumlah karyawan yang bekerja pada suatu kawasan bisnis dan tidak dapat diperkirakan berdasarkan jumlah rumah tinggal. Pemakaian air untuk sanitasi pada fasilitas bisnis adalah sekitar 55 liter per orang untuk 8 jam kerja tiap hari. Perkiraan kadang-kadang dilakukan berdasarkan luas lantai kerja atau berdasarkan luas tanah.
Karakteristik penduduk, terutama tingkat ekonomi dapat menciptakan keragaman mendasar dari pemakaian rata-rata per orang setiap hari. Pada kawasan pemukiman mewah di tengah kota maupun di pingir kota, pemakaian per orang akan tinggi hanya untuk keperluan rumah tangga. Penyiraman rumput dan tanaman juga mempertinggi pemakaian pada daerah ini. Pada kawasan pemukiman yang tergolong kumuh, pemakaian air akan sangat rendah. Pemakaian yang rendah juga terjadi pada kawasan menengah yang tidak memiliki sistem pembuangan limbah dan pasokan air bersih yang tidak mencukupi.
Tanpa keberadaan meteran pengukur, para pemakai tidak terdorong untuk menghemat pemakaian air dan pembuangan limbah menjadi sangat banyak.
Pengukuran juga dapat juga dipakai sebagaia analisa pemakaian berdasarkan kelas pemakaian serta untuk analisa kehilangan akibat kebocoran pada sistem disrtibusi.
Program penghematan pemakaian dapat dilakukan untuk jangka pendek (selama musim kering dan kurang hujan) maupun untuk jangka panjang dan permanen. Program tersebut dapat berupa pembatasan atau pelarangan menyiram rumput; menggalakan penanaman tumbuhan yang tahan kondisi kurang hujan; membiasakan pemakaian pancuran air yang dapat diatur, toilet hemat air, dan peralatan lain yang hemat air. Cara lain adalah dengan menetapkan harga satuan air yang lebih mahal untuk pemakaian yang lebih besar.
2.5.3 Perkiraan Pemakaian Air
Dalam perhitungan perkiraan kebutuhan air, jumlah penduduk (populasi) merupakan faktor yang paling penting. Sudah jelas bahwa jumlah penduduk yang besar akan memakai air lebih banyak dari pada jumlah penduduk yang kecil.
Perhitungan perkiraan pemakaian air juga mempertimbangakan faktor-faktor lain seperti luas daerah, industri dan perdagangan, karakteristik masyarakat, iklim, biaya, dan kualitas pasokan air.
Perhitungan kebutuhan air diperlukan untuk merencanakan sistem pasokan air. Perhitungan dilakukan untuk perencanaan pelayanan masa yang akan datang.
Analisa kebutuhan masa depan suatu wilayah dimulai dengan memperhatikan kondisi masyarakat yang ada sekarang. Pemakaian sekarangdapat diperoleh berdasarkan data pencatatan pada stasiun pemompaan dan dengan melakukan survei. Dari data pencatatan dan survei ini kita dapat menentukan besar kebutuhan per kapita untuk perencanaan.
Setelah perhitungan kebutuhan rata-rata perkapita, maka kita harus menghitung jumlah penduduk pada masa yang akan datang sesuai dengan waktu rencana, untuk menentukan kebutuhan total. Aspek ekonomi dalam permasalahan ini adalah dalam mempertimbangkan jangka waktu proyeksi jumlah penduduk.
Pertanyaan mendasar yang harus dijawab adalah : apakah lebih murah untuk jangka waktu yang panjang untuk merencanakan dan membangun sistem untuk memenuhi kebutuhan yang diperkirakan pada suatu waktu dimasa yang akan datang atau dengan membangun sekarang untuk jangka waktu yang pendek dan merencanakan dan merencanakan penambahan yang sesuai dengan kebutuhan yang berkembang di masa yang akan datang? Jawabannya sering kali merupakan suatu kompromi. Beberapa bagian dari sistem mungkin lebih ekonomis jika dibangun secara utuh dengan segera sesuai ukurannya, sementara bagian lain ditunda dulu untuk pengembangan selanjutnya.
Karena adanya ketidakpastian dalam perkiraan jumlah penduduk, suatu perkiraan yang dapat diperluas perlu disiapkan, dan rencana rencana awal harus dikembangan untuk dapat disesuaikan dengan berbagai kemungkinan. Rencana terbaik adalah menawarkan kemudahan untuk disesuaikan dengan perkembangan
masa yang akan datang dan pada saat yang bersamaan tetap cocok dengan permasalahan yang tengah dihadapi.
Di Indonesia perhitungan kebutuhan air dilakukan berdasarkan metode yang tedapat dalam petunjuk teknis yang diterbitkan oleh Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jendral Cipta Karya, termasuk di dalamnya adalah tata cara survey dan pengkajian kebutuhan dan pelayanan air minum.
Kebutuhan akan air bersih oleh masyarakat bervariasi yang dinyatakan dalam persentase terhadap konsumsi rata – rata harian selama setahun. Kebutuhan air tidak akan selalu sama, tetapi akan berfluktuasi.
2.6 Fluktuasi Kebutuhan Air Bersih
Jumlah pemakaian air oleh masyarakat untuk setiap waktu tidak berada nilai yang sama. Aktivitas manusia yang berubah – ubah untuk setiap waktu menyebabkan pemakaian air selama satu hari mengalami perubahan naik dan turun atau dapat disebut fluktuasi kebutuhan air.
Pada umumnya kebutuhan air dibagi dalam tiga kelompok : 1. Kebutuhan rata – rata
Pemakaian air rata – rata menggunakan persamaan berikut :
Dimana :
Qh = Pemakaian air rata – rata (m3/jam) Qd = Pemakaian air rata – rata sehari (m3) T = Jangka waktu pemakaian (jam) 2. Kebutuhan harian maksimum
Kebutuhan air harian dengan menggunakan rumus :
Kebutuhan air per hari = jumlah penduduk x kebutuhan rata – rata per hari
3. Kebutuhan pada jam puncak
Jam puncak merupakan jam dimana terjadi pemakaian air terbesar. Faktor jam puncak mempunyai nilai yang berbalik dengan jumlah penduduk. Semakin tinggi jumlah penduduk maka besarnya faktor jam puncak akan semakin kecil. Hal terjadi karena dengan bertambahnya jumlah penduduk maka
aktivitas penduduk tersebut semakin beragam sehingga fluktuasi pemakaian air semakin kecil (Soufyan, Takeo. 2005).
Kebutuhan air harian maksimum dan jam puncak dihitung berdasarkan kebutuhan dasar dan nilai kebocoran dengan pendekatan sebagai berikut : Dimana :
C1 = Konstanta (1,2 – 2,0)...(2.3) 2.7 Pemanfaatan Air Hujan
Pemanfaatan air hujan dapat dilakukan dengan mengumpulkan air di atap (roof catchment), dan mengumpulkan air di tanah (ground catchment). Air hujan yang disimpan dapat digunakan untuk binatu, bilas toilet dan urinal, mencuci mobil, serta penggunaan air dekoratif (misalnya air mancur). Pemanfaatan ini bahkan dapat digunakan untuk make – up menara pendingin. Kegunaan utama d
ari pemanfaatan air hujan ada dua. Pertama, mengurangi kebutuhan pasokan PDAM atau ekstraksi air tanah. Kedua, juga mengurangi limpasan air hujan ke sistem drainase kota sehingga mengurangi masalah banjir.
AIR HUJAN (Hanya Atap)
AIR BADAI (Atap & Tanah) Fasilitas/kamar mandi
Dapur/persiapan makanan
Sistem air panas Penyiram toilet Binatu
Pengairan
Pencucian kendaraan Menara pendingin Kolam air top up Air proses lainnya
Gambar 2.5 Kemungkinan Penggunaan Air Hujan untuk Bangunan Komersial
Keterangan :
Dapat diterima Memungkinkan
Tidak direkomendasikan
2.7.1 Komponen Panen Air Hujan
Panen air hujan merupakan proses penangkapan, diversi, dan penyimpanan air hujan untuk beragam tujuan, irigasi, sumber air minum, kebutuhan rumah tangga, dan pengisian kembali akifer.
Pada aplikasi dengan skala kecil, panen air hujan dapat dibuat sederhana dengan menyalurkan aliran air hujan dari atap yang tidak menggunakan talang langsung menuju sebuah daerah lansekap dengan memanfaatkan kontur pada daerah lansekap tersebut. Sistem yang lebih kompleks meliputi talang, saluran pengelontor air hujan pertama (first flush diverters), pipa, penampungan, penyaring, pompa dan unit pengolahan air.
Komponen dasar dari sistem ini tergantung dengan kerumitan dari sistem tersebut. Namun secara umum, sistem panen air hujan memiliki enam komponen dasar, yaitu:
1. Permukaan daerah tangkapan air hujan
Atap bangunan merupakan pilihan sebagai area penangkapan hujan. Jumlah air yang dapat ditampung dari sebuah atap tergantung dari material atap tersebut, dimana semakin baik jika permukaan semakin halus.
2. Talang dan pipa downspout
Sistem drainase atau pengiriman air hujan dari permukaan atap ke wadah penyimpanan adalah dengan menggunakan talang dan pipa vertikal. Saat pemilihan talang dan pipa vertikal penting untuk mempertimbangkan 3 faktor yaitu ukuran, pemasangan yang tepat dan estetika.
Ukuran talang sebaiknya berukuran sedemikian rupa sehingga cukup memindahkan air hujan dengan intensitas tinggi. Sebagai aturan umum talang yang digunakan berukuran minimal 3 – 5 inch.
Ukuran pipa air vertikal yang digunakan dengan diameter 3 – 8-inch yang akan diteruskan ke tangki penyimpanan/reservoir.
Jumlah pipa pengaliran dapat dihitung dengan menggunakan rumus kontinuitas :
Q = v.A (2.7) di mana:
Q = Debit Pengaliran (m3/detik) v = Kecepatan Pengaliran (m/detik) A = Luas Lingkaran Pipa (m2)
3. Saringan daun, saluran pengelontor air hujan pertama (first flush diverters), dan pencuci atap
Komponen penghilang kotoran dari air yang ditangkap oleh prmukaan penangkap sebelum menuju penampungan. Umumnya sebelum air hujan masuk ke dalam penampungan air hujan yang pertama kali turun dialirkan terlebih dahulu melalui saluran pengelontor air hujan pertama (first flush diverters). Karena air hujan yang pertama kali jatuh membasahi atap membawa berbagai kotoran, zat kimia berbahaya, dan beberapa jenis bakteri yang berasal dari sisa – sisa organisme.
4. Bak/unit penampungan
Bagian ini merupakan bagian termahal dalam sistem panen air hujan.
Ukuran dari unit penampungan ditentukan oleh berbagai faktor, antara lain : persediaan air hujan, permintaan kebutuhan air, lama musim kemarau, penampung area penangkap, dan dana yang tersedia.
5. Pemurnian dan penyaringan air
Komponen ini hanya dipakai pada sistem panen air hujan sebagai sumber minum.
Gambar 2.6 Sistem Penampungan Air Hujan (PAH) dan Sumur Resapan
ngkan 2.7.2 Area Tangkapan Air Hujan
Ukuran area tangkapan air pada atap akan menentukan berapa banyak air hujan yang dapat dimanfaatkan. Area tersebut berdasarkan pada “jejak” dari atap, yang dapat dihitung dengan mencari luas gedung ditambah area teritisan.
Gambar 2.7 Jejak Atap
Persamaan dibawah ini memperlihatkan perhitungan untuk potensi menangkap air hujan. Faktor konversi 0,623 dimasukkan untuk memperhitu 28 efisiensi dari sistem karena sebagian air hujan hilang melalui penguapan, luberan, atau sebab lainnya.
Air yang sudah dipanen (m3) = curah hujan rata – rata (m) x area tangkapan (m2) x 0,623 faktor konversi
2.7.3 Keseimbangan Air dan Penentuan Ukuran Cistern
Aturan utama dalam penentuan ukuran cistern adalah volume air hujan yang dapat ditangkap harus sama dengan atau melebihi permintaan kebutuhan air.
Variabel dari air hujan dan kebutuhan air menggambarkan hubungan antara daerah tangkapan yang dibutuhkan dan kapasitas penyimpanan. Pada beberapa kasus, diperlukan perluasan daerah tangkapan air seiring dengan penmbahan kapasitas penampungan untuk memenuhi permintaan kebutuhan air. Sistem
penampungan haris dapat menampung air lebih sebagai antisipasi pemenuhan kebutuhan air pada saat air hujan tidak turun dalam keadaan yang cukup lama. Hal ini menunjukkan cara untuk menghitung jumlah air hujan, estimasi permintaan kebutuhan air, dan besar kapasitas penyimpanan air yang dibutuhkan sebagai persediaan air.
Secara teori, diperkirakan air yang dapat ditampung sebesar 0,62 galon per kaki persegi area penangkapan (1 galon = 0,003785 m3, 1 kaki = 0,3048 m).
Tetapi pada praktiknya, sejumlah air hujan hilang menuju saluran pengelontor air hujan pertama (first flush diverters), melimpas dari talang saat hujan deras atau kemungkinan mengalami kebocoran. Hal ini berdampak cistern tidak dapat mencapai efisiensi yang maksimal dalam menangkap semua air pada saat hujan puncak. Apalagi pada saat penampungan sudah penuh maka air hujan akan hilang sebagai air limpasan. Untuk keperluan perencanaan, inefisiensi yang terjadi dalam sistem ini harus diperhitungkan.
2.8 Metode Cistern
Metode cistern merupakan metode penampaungan air hujan yang menampung langsung air hujan yang jatuh di atap dengan melalui komponen – komponen sistem panen air hujan seperti talang (gutter), pipa downspout, saluran pengelontor air hujan pertama (first flush diverters), dan unit penampung air.
2.8.1 Langkah – Langkah Pembuatan Cistern
Agar cistern yang dibuat memenuhi efisiensi semaksimal mungkin sesuai dengan yang diinginkan, maka langkah – langkah yang harus dijalankan dalam pembuatan cistern adalah :
1. Menghitung ukuran cistern
Dalam tahap ini, dilakukan perhitungan volume air hujan tertampung sebagai air limpasan yang dialirkan melalui talang dan kemudian dikumpulkan ke dalam suatu uni penampungan air dalam hal ini cistern. Dari perhitungan ini kemudian ditentukan volume cistern yang haru dibuat agar mampu menampung air hujan.
2. Pemilihan jenis cistern
Pemilihan jenis cistern yang akan digunakan merupakan langkah yang sangat penting dengan mempertimbangkan kelebihan dan kekurangan yang ada pada setiap bahan cistern. Pada dasarnya cistern harus memenuhi kriteria : tidak tembus air, tahan lama, dapat dibersihkan, dan memiliki permukaan bagian dalam yang halus.
Adapun kelebihan dan kekurangan jenis – jenis cistern adalah :
Tabel 2.6 Kelebihan dan Kekurangan dari Berbagai Jenis Cistern
Sumber : Energy Technical Bulletin
Penempatan cistern
Cistern dapat diletakkan di dalam tanah ataupun di atas tanah. Cistern yang
Jenis Cistern Kelebihan Kekurangan
Fiberglass tank
Mencegah timbulnya algae Mencegah evaporasi Tahan karat
Tahan lama
Dana awal besar Terjadi penurunan
Polyethylene tank
Ukuran beragam Tipis
Mudah diganti Tidak mahal Mudah dipindah
Dapat merusak jika terkena sinar UV
55 gallon steel drums
Banyak tersedia Tahan lama
Mudah dipindahkan Cocok untuk cistern yang kecil
Mudah karat
Galvanized tanks
Murah
Menarik dilihat Mudah dipindahkan Mudah untuk diganti
Biaya investasi dan perawatan tinggi
Concrete tank/block, ferrocement
Tahan lama Permanen
Berpotensi retak Perawatan rumit
: diletakkan di atas tanah menghabiskan biaya yang lebih murah daripada cistern di dalam tanah. Cistern yang terletak di dalam tanah membutuhkan desain yang lebih rumit karena dalam menyalurkan air membutuhkan pompa untuk melawan gaya gravitasi. Pada cistern yang terletak di atas tanah, dengan memanfaatkan ketinggian maka air hujan dari dalam penampungan disalurkan dengan bantuan gaya gravitasi.
Pembuatan sistem penyaluran air menuju cistern
Dalam tahap ini yang dilakukan adalah membuat talang, downspout dan pipa saluran pengelontor air hujan pertama (first plush diverters) sesuai dengan volume air yang lewat sehingga memperkecil limpasan dari saluran dan membuat pipa saringan untuk mencegah kotoran atau daun masuk menuju cistern.
2.8.2 Keuntungan Cistern
Metode cistern dipilih karena pada dasarnya cistern lebih mudah untuk diterapkan, jumlah air yang tertampung cukup besar, dan tidak membutuhkan lahan yang luas. Secara lebih rinci keuntungan dari penggunaan cistern adalah 31 1. Dapat mengurangi jumlah permintaan air untuk penggunaan air yang tidak
diminum seperti menyiram tanaman, sehingga dapat terjadi penghematan biaya dan penghematan air guna konservasi air.
2. Dapat mengurangi volume limpasan air hujan, sehingga air dapat ditahan dan digunakan untuk memenuhi permintaan kebutuhan akan air.
3. Air yang tertampung dapat disimpan untuk nantinya digunakan pada saat musim kemarau atau pada saat hujan tidak turun dalam waktu cukup lama, dan pada saat suplai air tanah berkurang.
2.8.3 Keterbatasan Cistern
Metode cistern memiliki keterbatasan, yaitu :
1. Ketergantungan nilai efisiensi cistern dengan volume cistern yang harus disediakan. Jadi untuk mencapai efisiensi maksimal, volume cistern harus semakin besar.
2. Jika volume air telah melebihi, volume yang mampu ditampung oleh cistern akan menjadi air limpasan yang terbuang.
3. Air yang dihasilkan dari cistern memiliki kualitas yang rendah karena tidak adanya fasilitas pengolahan air primer yang dapat menghilangkan polutan.
2.8.4 Perhitungan Volume Cistern
Ukuran kapasitas cistern harus dapat memenuhi permintaan kebutuhan air sepanjang tahun atau minimal sepanjang musim hujan. Untuk itu, sebelum melaksanakan pembuatan cistern perlu dilakukan perhitungan volume air hujan yang dapat tertampung oleh atap dengan memperhitungkan terjadinya kebocoran dan limpasan dengan asumsi efisiensi air yang tertampung sebesar 75 – 90% dari volume keseluruhan air yang dapat tertampung.
Penentuan ukuran penampung/cistern dapat dilakukan dengan bebrapa cara, yaitu :
1. Metode 1 – Pendekatan dari segi kebutuhan air
Metode ini merupakan metode perhitungan paling sederhana dimana hanya menghitung volume air yang dibutuhkan yang langsung dianggap sebagai volume cistern yang harus disediakan. Adapun persamaan yang berlaku adalah:
Vdemand = Vcistern (2.8) Metode ini mengambil asumsi bahwa curah hujan dan daerah tangkapan memadai secara konsisten seperti kondisi di atas. Untuk itu dilakukan pengembangan pemodelan perhitungan yaitu metode pendekatan dari segi ketersediaan air.
1. Metode 2 – Pendekatan dari segi ketersediaan air
Metode ini hanya memperhitungkan jumlah air yang bisa ditangkap oleh suatu daerah tangkapan dengan mengetahui jumlah kebutuhan air sebagai pedoman bahwa volume ketersediaan air harus lebih besar daripada kebutuhan air yang dianggap sama setiap hari sepanjang tahun.
Vsupply = Vcistern (2.9) 2. Metode 3 – Perhitungan neraca air
Pada metode ini, perhitungan volume cistern ditentukan dengan mempertimbangkan keseimbangan antara ketersediaan air dan kebutuhan air yang terjadi. Ketersediaan air berasal dari atap sedangkan kebutuhan air merupakan volume air yang dibutuhkan.
V = R x A x k (2.10)
Dimana :
V = volume air tertampung (m3) R = curah hujan (m)
A = luas daerah tangkapan (m3) K = koefisien limpasan air
BAB III
DATA DAN INFORMASI OBJEK PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian
Kantor Bupati Labuhanbatu Utara merupakan kantor Pemerintahan dimana kantor tersebut digunakan untuk melakukan kegiatan Administrasi dan manajerial oleh Bupati dan para staf nya. Didirikan pada Bulan Agustus 2013. Dan mulai beroperasi pada Tahun 2017. Seiring berjalannya waktu, pembangunan dikawasan kantor Bupati Labuhanbatu Utara terus bertambah, Seperti Pembangunan Aula ruang pertemuan didirikan pada Tahun 2015, Serta Kantor Bappeda dan Satpol PP yang didirikan pada Tahun 2019.
Lokasi Komplek Labuhanbatu Utara dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut:
Gambar 3.1. Peta Layout komplek kantor Bupati Labuhanbatu Utara
Lokasi penelitian ini adalah di komplek kantor Bupati Labuhanbatu Utara, yang berada di Aek Kanopan Timur, Kecamatan Kualuh Hulu, Kabupaten Labuhanbatu Utara. Gambar diatas merupakan peta wilayah Kantor Bupati Labuhanbatu Utara. Dengan luas lahan 8,84066 Ha. Di komplek Kantor Bupati Labuhanbatu Utara terdiri dari 5 Gedung yaitu seperti berikut :
1. Gedung Kantor Bupati Labuhanbatu Utara 2. Gedung Kantor Badan Kepegawaian Daerah 3. Gedung Aula Dewi Syukur
4. Gedung Kantor Badan Perencanaan Pembangunan Daerah 5. Gedung Kantor Satuan Polisi Pamong Praja.
3.2 Proyeksi Penambahan Bangunan.
Di dalam wilayah komplek Labuhanbatu Utara, ada 5 rencana bangunan yang akan di bangun, yaitu pembangunan Aula Terbuka, kantor dinas pengendalian penduduk dan keluarga berencana, Mushollah, Kantor dinas perhubungan, dan kantor badan pengelolaan keuangan dan aset aderah.
Berikut Gambar 3.2 Rencana Layout Bangunan pada komplek Labuhanbatu Utara.
Gambar 3.2 Rencana Layout Bangunan pada komplek Labuhanbatu Utara.
3.3 Total Bangunan
Dalam tugas akhir ini bangunan yang akan dihitung kebutuhan air nya adalah bangunan eksisting dan bangunan yang akan direncanakan. Adapun bangunan tersebut adalah :
1. Gedung Kantor Bupati Labuhanbatu Utara L.1.1 2. Gedung Kantor Bupati Labuhanbatu Utara L.1.1 3. Gedung Kantor Badan Kepegawaian Daerah
