Penulis juga menyampaikan penghargaan dan terima kasih kepada Rektor Universitas Muhammadiyah Makassar, Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar, Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Makassar yang telah memberikan ijin dan bantuannya kepada penulis. untuk melanjutkan studinya di Program Doktor Teknik Sipil Universitas Hasanuddin. Ucapan terima kasih yang tak terlupa kepada rekan-rekan mahasiswa Program Doktor Teknik Sipil Universitas Hasanuddin khususnya angkatan 2010 serta para dosen lainnya, asisten laboratorium, tenaga administrasi Universitas Muhammadiyah Makassar yang telah memberikan dukungan, doa dan motivasi selama penulis mengikuti perkuliahan, penelitian dan mempersiapkan tesis ini.
Latar Belakang
Hal ini disebabkan karena jaringan dan dimensi saluran drainase kota sudah tidak memadai lagi untuk mendukung perkembangan kota yang semakin pesat. Hal ini diperlukan sebagai upaya preventif, agar debit air yang mengalir ke saluran drainase tidak melebihi kapasitas maksimal yang direncanakan.
Rumusan Masalah
Reka bentuk saluran saliran yang cekap, dengan perspektif alam sekitar, adalah perlu, yang bukan sahaja berfungsi untuk menahan dan mengalirkan air dari badan jalan, tetapi juga bertindak sebagai medium penyerapan air untuk lapisan tanah di bawah. Oleh itu, ia dirancang untuk menjalankan penyelidikan skala makmal untuk mengetahui; jumlah, dimensi, bahan dan jarak lubang pori yang berkesan dalam meresap air dari badan saluran saliran ke lapisan tanah di bawahnya.
Tujuan Penelitian
Kegunaan Penelitian
Membantu mengatasi kekurangan air bersih, karena lubang pori-pori di dasar saluran akan menambah jumlah air yang masuk ke dalam tanah.
Ruang Lingkup
Kebaruan Penelitian (Novelty)
Isu Banjir
Faktor kerusakan konservasi wilayah sungai (DAS), 3. Faktor kesalahan perencanaan pembangunan sungai, 4) Faktor kedangkalan sungai, 5). Data yang relevan meliputi; 1) Analisis frekuensi banjir, 2) Pemetaan ketinggian dan titik rendah permukaan tanah (topografi), 3) Pemetaan luas wilayah sekitar sungai (kontur sekitar sungai). lengkap dengan perkiraan kemampuan sungai dalam menampung kelebihan air, 4) Kapasitas daratan dalam menyerap air, 5) Catatan pasang surut dan gelombang laut (untuk wilayah pesisir/pesisir), 6) Frekuensi badai, 7) Pesisir -/ geografi pesisir, dan 8. Karakteristik banjir (Kodoati dan Sugiyanto, 2002).
Karakteristik Tanah
Tekstur tanah merupakan tingkat kehalusan tanah yang terjadi akibat perbedaan komposisi fraksi pasir, debu, dan lempung yang terkandung di dalam tanah (Landstyrelsen). Tekstur tanah mempunyai pengaruh yang besar terhadap kondisi sifat-sifat tanah lainnya, seperti struktur tanah, permeabilitas tanah, porositas dan lain-lain.
Teori Aliran Air Tanah
Jenis Aliran Air Tanah
Situasi ini dapat ditunjukkan jika ketinggian piezometri yang relatif tinggi tidak berubah seiring bertambahnya waktu dan hanya dapat diamati dalam pengujian pemompaan hingga tercapai tahap stabil. Parameter dasar yang berhubungan dengan pergerakan aliran air melalui media berpori antara lain koefisien permeabilitas, konduktivitas hidrolik (Munir dkk, 2009).
Teori Resapan
Sumur Resapan Air Hujan
Pada ujung atas pipa, fungsi biopori diterapkan dengan menambahkan kompos sehingga mampu menampung air lebih banyak dibandingkan sumur resapan klasik dengan perbandingan 15:1. Sumur resapan merupakan sistem resapan buatan yang dapat menampung air hujan yang sulit dialirkan akibat tanah yang tertutup perkerasan konstruksi atau pekarangan yang diplester.
Lubang Resapan Biopori (LRB)
Bentuk biopori menyerupai lubang (terowongan kecil) di dalam tanah dan bercabang serta sangat efektif dalam menyalurkan air dan udara ke dalam tanah. Pori-pori yang terbentuk dapat meningkatkan kemampuan tanah dalam menahan air dengan cara mensirkulasikan air dan oksigen di dalam tanah.
Perencanaan Sistem Drainase Berkelanjutan
Semakin besar curah hujan yang terjadi, maka semakin besar pula banjir yang dialami dataran rendah akibat transportasi dari daerah yang lebih tinggi atau akibat hujan lokal. Konsep drainase konvensional, dimana air limbah mengalir ke hilir secepat mungkin, perlu direvisi dengan membiarkannya mengalir secara alami (pelan-pelan). Berdasarkan fungsinya, sarana penampungan air hujan dapat dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu tipe penampungan dan tipe resapan (Suripin, 2004).
Konsep perancangan saluran air hujan yang berbasis pada konservasi air tanah pada hakikatnya adalah perancangan sistem drainase yang hanya menampung air dari pekarangan, bukan dari atap.Air hujan yang jatuh ke atap ditampung dalam suatu sistem penampung air.
Kondisi Air Tanah
Setiap tindakan (pemompaan, pencemaran dan pengolahan lainnya) terhadap air tanah akan menimbulkan reaksi terhadap air permukaan dan sebaliknya (M. Khairul Rizal, 2009). Kemampuan suatu formasi dalam menahan air diukur dengan porositas, yaitu perbandingan antara volume pori-pori dengan volume total formasi (Todd, 1980). Ukuran pori-pori bervariasi, mulai dari celah submikroskopis pada tanah liat dan serpih hingga gua dan terowongan pada batu kapur dan lava (Linsley dan Franzini, 1991).
Pengendapan air tanah bersamaan dengan infiltrasi air infiltrasi menyebabkan permukaan air tanah menjadi dangkal sehingga air dapat diambil dengan menggunakan sumur dangkal (Handoyo, 2008).
Resapan Air dan Porositas Tanah
- Faktor Infiltrasi (Infiltration)
- Faktor Perkolasi (Percolation)
- Faktor Permeabilitas (Permeability)
- Faktor Curah Hujan (Precipitation)
- Penambahan Imbuhan Air Tanah
Pori-pori dapat menentukan besar kecilnya porositas tanah.Pori-pori tanah adalah bagian-bagian yang tidak terisi oleh bahan tanah padat (berisi udara dan air).Pori-pori tanah dibedakan menjadi pori-pori kasar (pori-pori makro) dan pori-pori halus (pori-pori mikro) . Pori-pori kasar berisi udara atau air atau air gravitasi (air yang mudah hilang akibat gaya gravitasi), sedangkan pori-pori halus berisi air kapiler atau udara. Tanah berpasir mempunyai pori-pori yang lebih kasar dibandingkan tanah liat. Tanah yang banyak pori-porinya kasar sulit menahan air sehingga tanaman mudah kering. Tanah liat mempunyai pori total (jumlah pori makro + mikro), lebih tinggi dibandingkan tanah berpasir (Hardjowigeno, 1995).
Porositas tanah dipengaruhi oleh kandungan bahan organik, struktur tanah dan tekstur tanah. Porositas tanah tinggi jika bahan organiknya tinggi. Tanah yang berstruktur granular atau gembur mempunyai porositas yang lebih tinggi dibandingkan dengan tanah yang berstruktur masif (padat). Kondisi ini sangat menguntungkan bagi penyediaan air bawah tanah alami, dimana pada musim hujan terjadi pengisian dan penggantian defisit air bawah tanah yang terjadi pada musim kemarau.
Penelitian Terdahulu
Ia melakukan penelitian tentang infiltrasi air tambak yang terserap ke dalam material tanah yang tidak terganggu dan terganggu oleh kondisi basah dan kering. Penelitian ini berfokus pada perubahan arah dispersi udara yang ditangkap dalam sampel yang tidak terganggu dan bagaimana hal ini mempengaruhi laju aliran tunak. Dapat dikatakan bahwa proses infiltrasi air ke dalam tanah tidak terganggu oleh perubahan arah distribusi udara yang terperangkap dalam sampel pada saat air mulai mengalir.
Střelcová, K et.al (2007) mempelajari jaringan biopori di beberapa lokasi di Republik Slovakia dengan menelusuri jejak pergerakan air. Dari penelitian tersebut terlihat bahwa jaringan biopori merupakan wadah penyerapan air dari sumber tertentu pada lapisan tanah di bawahnya.
Jenis, Lokasi dan Waktu Penelitian
Rancang Penelitian 1. Kerangka Pikir
Langkah Penelitian
Lakukan uji model drainase untuk menentukan debit infiltrasi pada berbagai kondisi yang disebutkan di atas. Pada kondisi hidrostatik, model yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 11, terdiri dari dua wadah berbahan akrilik, masing-masing wadah berukuran 1 40 cm x 40 cm x 40 cm dan wadah 2 berukuran 50 x 50 cm. Untuk kondisi hidrodinamik, model yang digunakan juga 2 wadah masing-masing berukuran 40 cm x 40 cm x 200 cm dan wadah 2 berukuran 50 cm x 50 cm x 250 cm seperti terlihat pada Gambar 12.
Desain Penelitian
Definisi Operasional
Pemeriksaan tekstur tanah sampel dilakukan di Laboratorium Tanah Universitas Hasanuddin dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5 di bawah ini. Pada lokasi contoh tanah II di Jalan Perintis Independen, contoh tekstur tanahnya terdiri dari 41% pasir, 30% debu, 20% liat dan pada lokasi contoh tanah III, tekstur tanahnya terdiri dari 35% pasir, 45% debu, dan 20% tanah liat. Berdasarkan hasil pemeriksaan laboratorium terhadap sampel tanah, maka dibuatlah sampel tanah sebagai media infiltrasi dengan menggunakan tanah berdasarkan karakteristik tanah di lokasi sampel. Klasifikasi pasir, debu, dan lempung ditentukan berdasarkan distribusi ukuran per fraksi tanah menurut sistem US Department of Agriculture (USDA) tahun 1938. Dari pengklasifikasian diatas diperoleh hasil karakteristik tanah untuk media infiltrasi seperti pada Tabel 6 dibawah ini.
Berat curah yang diperoleh setelah pemadatan tanah adalah 1,84 gr/cm3 pada kondisi tanah sampel I, 1,544 gr/cm3 pada kondisi tanah sampel II, dan 1,60 gr/cm3 pada kondisi tanah sampel III. Berdasarkan berat jenis tanah contoh yang diperoleh maka berat tanah yang diperlukan untuk kondisi statis dan dinamis dapat dilihat dan dapat dilihat pada Tabel 8 dan Tabel 9 berikut ini.
Faktor Faktor Yang Berpengaruh Terhadap Debit Infiltrasi
Kondisi Hidrostatis
Pengaruh koefisien permeabilitas tanah terhadap debit infiltrasi dengan diameter lubang pori (d) 2 cm pada ketinggian muka air (h) 15 cm. Pengaruh koefisien permeabilitas tanah terhadap debit infiltrasi dengan diameter lubang pori (d) 2 cm pada ketinggian muka air (h) 25 cm. Pengaruh koefisien permeabilitas tanah terhadap debit infiltrasi dengan diameter lubang pori (d) 5 cm pada ketinggian muka air (h) 15 cm.
Pengaruh koefisien permeabilitas tanah terhadap debit infiltrasi dengan diameter pori (d) 5 cm pada tinggi muka air tanah (h) 25 cm. Pengaruh koefisien permeabilitas tanah terhadap debit infiltrasi dengan diameter pori (d) 8 cm pada tinggi muka air (h) 25 cm.
Kondisi Hidrodinamis
Data debit infiltrasi akibat pengaruh jarak disajikan pada Tabel 13. Pengaruh jarak terhadap debit infiltrasi pada model saluran drainase berpori kedalaman 10 cm ditunjukkan pada grafik pada Gambar 23 (a), Gambar 23 (b ) dan Gambar 23 (c). Pengaruh jarak terhadap debit infiltrasi pada model saluran drainase berpori dengan kedalaman 15 cm ditunjukkan pada grafik pada Gambar 24 (a), Gambar 24 (b) dan Gambar 24 (c). Sedangkan Gambar 25 (a), Gambar 25 (b) dan Gambar 25 (c) menunjukkan pengaruh jarak terhadap debit infiltrasi pada model saluran drainase berpori dengan kedalaman lubang 20 cm.
Peningkatan debit limpasan juga menyebabkan peningkatan debit infiltrasi, namun lebih kecil dibandingkan peningkatan debit infiltrasi akibat perubahan jenis tanah dan kedalaman lubang. Debit infiltrasi mempengaruhi tinggi muka air, dimana peningkatan debit infiltrasi menyebabkan peningkatan tinggi muka air.
ANALISA DIMENSI
Dengan terbentuknya bilangan-bilangan tak berdimensi tersebut, dapat dilakukan perbandingan melalui grafik pada Gambar 26 yang menunjukkan hubungan antara empat bilangan tak berdimensi dengan perbandingan antara q ukur dan q darcy. D = diameter pori; h = tinggi permukaan air d = kedalaman lubang pori; T = ketebalan lapisan tanah 𝑞𝐷𝑃= Debit infiltrasi dari drainase berpori.
UJI HUBUNGAN ANTAR PARAMETER
Faktor diameter lubang yang berbeda (2 cm, 5 cm, 8 cm) memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap hasil debit infiltrasi. Faktor kedalaman sumur yang berbeda (10 cm, 15 cm, 20 cm) mempunyai pengaruh yang berbeda nyata terhadap hasil debit infiltrasi. Dan terlihat diameter lubang = 2 cm mempunyai nilai mean (rata-rata) terkecil untuk hasil debit infiltrasi.
Sedangkan diameter lubang = 8 cm mempunyai nilai mean (rata-rata) terbesar untuk hasil debit infiltrasi. Dan terlihat kedalaman lubang = 10 cm mempunyai nilai mean (rata-rata) terkecil untuk hasil debit infiltrasi.
Kesimpulan
Saran
2007. Kinerja Sistem Drainase Berkelanjutan Berdasarkan Partisipasi Masyarakat (Studi Kasus di Perumahan Josroyo Indah Jaten Kabupaten Karanganyar), Jurnal Media Teknik, Sipil, UNS, Surakarta. Busro, 1990 dalam Sucipto dan Agung Sutarto, 2007. Analisis kapasitas tampung sistem drainase Sungai Beringin untuk pengendalian banjir di wilayah drainase Semarang Barat. Kinerja Sistem Drainase Berkelanjutan Berbasis Partisipasi Masyarakat (Studi Kasus Perumahan Josroyo Indah Jaten Kabupaten Karanganyar), Media Teknik Sipil.
Kajian Efektivitas Biopori Sebagai Alternatif Teknologi Drainase Ekologis Dalam Pengendalian Banjir di Kota Malang (Studi Kasus: Sub DAS Metro). 1987. Sistem Drainase Air Hujan Ramah Lingkungan, Makalah Seminar Kajian Sistem Hidrologi dan Hidrolik, Ilmu Teknik PAU, Universitas Gajah Mada.
