TUGAS AKHIR
STUDI PEMANFAATAN AIR HUJAN SEBAGAI SUMBER AIR BAKU UNTUK AIR BERSIH PADA KAMPUS UNIVERSITAS
BOSOWA MAKASSAR
Disusun Oleh : ANANDHA MAULINA
45 18 041 113
JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BOSOWA
MAKASSAR
2023
I -0
I - 1
I - 2
I - 3
Studi Pemanfaatan air hujan sebagai sumber air baku untuk air bersih pada Kampus Universitas Bosowa Makassar
Anandha Maulina1, Andi Rumpang Yusuf2, Burhanuddin Badrun3
1 Teknik Sipil, Mahasiswa S1 Universitas Bosowa
2, 3 Tenik Sipil Lingkungan dan Keairan, Dosen Fakultas Teknik Prodi Sipil Universitas Bosowa.
Abstract. The rapid development of development has caused many land conversions that have been changed to new buildings and settlements, resulting in a decrease in water catchment areas. Rainwater that cannot seep directly into the soil will result in inundation. If the inundation is not overcome, it will trigger flooding, so a rain catchment area is needed. This research is a study that presents field survey data aimed at planning water catchment buildings and clean water treatment plants at the Bosowa University Campus in Makassar. The area of rainwater catchment is 0.4477 ha and the rainfall intensity is 39.613, hence the rainwater discharge of 0.0469 m3 / second. From the results of data analysis, a rainwater harvesting system can be planned to be accommodated using a reservoir. The reservoir is planned from the results of data analysis of clean water needs at the Bosowa University Campus.
Abstrak. Perkembangan pembangunan yang cenderung pesat menyebabkan banyaknya alih fungsi lahan yang berganti menjadi bangunan gedung-gedung dan permukiman baru yang berakibat pada semakin berkurangnya area resapan air. Air hujan yang tidak dapat meresap secara langsung ke dalam tanah akan mengakibatkan genangan. Apabila genangan tersebut tidak di atasi akan memicu terjadinya banjir, sehingga di perlukannya daerah tangkapan hujan. Penelitian ini merupakan penelitian yang menyajikan data survey lapangan yang bertujuan merencanakan bangunan tangkapan air dan instalasi pengolahan air bersih pada Kampus Universitas Bosowa Makassar. Luas daerah tangkapan air hujan yaitu 0,4477 Ha dan intensitas curah hujan yaitu 39,613 maka di peroleh debit air hujan sebesar 0,0469 m3/detik. Dari hasil analisa data dapat di rencanakan sistem pemanenan air hujan ditampung menggunakan reservoir. Adapun reservoir direncanakan dari hasil analisa data kebutuhan air bersih pada Kampus Universitas Bosowa.
Kata Kunci: Air Bersih, Air Baku, Pemanenan Air Hujan.
v
I - 4
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, kasih karunia yang berlimpah sehingga Penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “STUDI PEMANFAATAN AIR HUJAN SEBAGAI SUMBER AIR BAKU UNTUK AIR BERSIH PADA KAMPUS UNIVERSITAS BOSOWA”. Tugas akhir ini disusun berdasarkan hasil analisa dan pengamatan yang dilakukan di lokasi penelitian. Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Bosowa.
Penulisan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan-bantuan pihak lain yang memberi bantuan dan bimbingan. Sehingga Penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan Tugas Akhir. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa tempat meminta dan memohon pertolongan.
2. Orang tua saya yang telah memberikan dukungan moral dan materi yang tidak terhitung jumlahnya, sehingga Tugas Akhir ini dapat rampung seperti saat ini. Ruang lingkup keluarga adik, kakek, nenek, tante, om, serta para sepupu – sepupu saya.
3. Bapak Dr. Ir. A. Rumpang Yusuf, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Bosowa dan Ketua Kelompok Dosen Bidang Kajian Keairan.
vi
I - 5
4. Bapak Dr. Ir. A. Rumpang Yusuf, M.T. selaku Dosen Pembimbing 1 yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing dan mengarahkan saya hingga penyususunan Tugas Akhir ini terselesaikan.
5. Bapak Dr. Ir. Burhanuddin Badrun, M.Sp. selaku Dosen Pembimbing 2 yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing saya hingga penyususunan Tugas Akhir ini terselesaikan.
6. Ibu Ir. Hj. Satriawati Cangara, M.Sp. yang telah banyak membantu dan membimbing saya seperti orang tua saya.
7. Ibu Marlina Alwi, S.T., Bapak Hasrullah S.T., dan Bapak Ali Baba yang telah banyak memberikan bantuan dan dukungan.
8. Seluruh jajaran dosen dan staff Teknik Sipil Universitas Bosowa.
9. Teman – teman dekat saya dan anggota grup HMG, Dilla, Anggi, Risma, Nisa, Kiki yang telah banyak memberikan dukungan dan semangat serta membagikan pengalaman yang menarik.
10. Teman – teman seangkatan Teknik Sipil Universitas Bosowa 2018 yang telah banyak bertukar cerita, saran, dan semangat kepada saya selama hampir 5 tahun. Semoga kalian juga cepat menyusul.
11. Teman – teman sekolah saya SD – SMP – SMA yang masih setia menemani dan memberikan dukungan yang tidak dapat saya sebutkan.
12. Teman – teman Army saya yang tidak dapat saya sebutkan satu – persatu yang telah memberikan dukungan dan menghibur saya.
vii
I - 6
13. BTS atau yang biasa di sebut Bangtan Boys yang telah menemani saya selama hampir 9 tahun.
14. Kim Seokjin yang telah memberikan semangat dan motivasi yang sangat berdampak pada diri saya.
15. Serta semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu yang telah membantu dan memberikan dukungan selama penyusunan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan guna melengkapi segala kekurangan dan keterbatasan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis berharap bahwa Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan dapat dijadikan referensi demi pengembangan ke arah yang lebih baik. Sekian.
Makassar, Maret 2023
Anandha Maulina
viii
I - 7 DAFTAR ISI SAMPUL
LEMBAR PENGAJUAN UJIAN TUTUP HALAMAN PENGESAHAN
SURAT PERNYATAAN ABSTRAK
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiii BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Rumusan Masalah ... I-4 1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... I-4 1.4 Pokok Bahasan ... I-5 1.5 Sistematika Penulisan ... I-5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA……….…….. II-1 2.1 Siklus Hidrologi ... II-1 2.2 Presipitasi ... II-10 2.3 Konservasi Air ... II-16 2.3.1 Definisi Konservasi Air ... II-16 2.3.2 Tujuan Konservasi Air ... II-19 2.3.3 Langkah Konservasi Air ... II-24
ix
I - 8
2.3.4 Strategi Konservasi Air ... II-27 2.4 Kualitas Air Hujan ... II-29 2.5 Pengelolaan Air Hujan ... II-30 2.6 Pemanenan Air Hujan………... ... .II-33 2.6.1 Manfaat Pemanenan Air Hujan ... II-34 2.6.2 Limitasi Yang Timbul Dari Pemanenan Air ... II-39 2.6.3 Teknologi Dalam Pemanenan Air Hujan ... II-41 2.7 Komponen Sistem Pemanenan Air Hujan ... II-43 2.8 Tipe Sistem Pemanenan Air Hujan ... II-43 2.9 Karakteristik Curah Hujan Kota Makassar ... II-44 2.10 Penelitian Terdahulu ... II-46 BAB III METODE PENELITIAN ... III-1 3.1 Lokasi Penelitian ... III-1 3.2 Rancangan Penelitian ... III-1 3.3 Jenis Penelitian ... III-2 3.4 Subjek Penelitian ... III-2 3.5 Pengumpulan Data……….. ... III-4 3.6 Pengolahan dan Analisis Data……….. ... III-4 BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ... IV-1 4.1 Daerah Tangkapan Air Hujan ... IV-1 4.2 Debit Air Hujan ... IV-2 4.2.1 Curah Hujan...………... ... IV-2 4.2.2 Debit Air Hujan...……… ... IV-9
x
I - 9
4.3 Volume Tampungan Air Hujan………... IV-9 4.4 Analisis Kebutuhan Air Harian……….…. ... IV-10 4.5 Sistem Pemanfaatan Air Hujan……….. ... IV-12 4.6 Perencanaan Bangunan Penangkap Air Hujan…………... IV-11 4.6.1 Penampungan Awal ... IV-13 4.6.2 Reservoir ... IV-13 4.6.3 Pompa Distribusi ... IV-14 4.6.4 Tempat Penyaringan ... IV-14 4.6.5 Jaringan Pipa Distribusi ... IV-15 4.7 Sistem Distribusi Air ... IV-15 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... V-1 5.1 Kesimpulan ... . V-1 5.2 Saran ... V-1 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
I - 10
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Gambar Skema Siklus Hidrologi ... II-3 Gambar 2.2 Komposisi Air di Bumi. ... II-4 Gambar 2.3 Hujan Konvektif ... II-12 Gambar 2.4 Hujan Siklonik ... II-13 Gambar 2.5 Hujan Orografis ... II-14 Gambar 2.6 Hujan Konvergensi ... II-14 Gambar 2.7 Grafik curah hujan kota Makassar 1993-2012... II-45 Gambar 2.8 Grafik curah hujan tahunan kota Makassar 1993-2012 . II-46 Gambar 2.9 Curah Hujan Ekstrim Kota Makassar ... .II-47 Gambar 3.1 Lokasi Universitas Bosowa hasil Pencitraan Google
Earth ... III-1 Gambar 3.2 Alur Penelitian ... III-3 Gambar 4.1 Denah Lokasi ... IV-1 Gambar 4.2 Grafik Curah Hujan Tahunan (2010 - 2019) ... .IV-3 Gambar 4.3 Grafik Intensitas Curah Hujan ... IV-7 Gambar 4.4 Layout Sistem Pemanenan Air Hujan ... IV-14 Gambar 4.5 Potongan Sistem Pemanenan Air Hujan ... IV-14
xii
I - 11 DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Luas Daerah Tangkapan Air Hujan ... II-2 Tabel 2.2 Curah Hujan Harian Maksimum ... II-4 Tabel 2.3 Data Periode Ulang Hujan (PUH)
...
II-5 Tabel 2.4 Intensitas Curah Hujan ... II-6 Tabel 2.5 Analisis Kebutuhan Air Harian ... II-10xiii
I -1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air adalah salah satu sumber alam paling penting bagi makhluk hidup namun sering menjadi permasalahan dalam keberadaannya (occurance), peredaran/sirkulasinya (circulation) dan penyebarannya (distribution).
Selain itu karena sifat-sifatnya, air sangat mudah terkontaminasi dengan zat-zat kimia lainnya melalui pencemaran lingkungan. Oleh karena itu diperlukan upaya konservasi melalui sistem pengelolaan yang efektif dan efisien sehingga terjadi kemanfaatannya secara berkelanjutan sampai ke generasi mendatang.(1) Air juga rentan mengalami kerusakan. Rusaknya air bisa berupa mengeringnya mata air dan juga menurunnya kualitas air.
Penyebabnya adalah erosi dan masuknya limbah-limbah pertanian maupun industri.
Penyediaan air bersih merupakan perhatian utama di banyak negara berkembang termasuk Indonesia, karena air merupakan kebutuhan dasar dan sangat penting untuk kehidupan dan kesehatan umat manusia.(2)
Konservasi sumber daya air dalam arti penghematan dan penggunaan kembali (reuse) menjadi hal yang sangat penting pada saat ini. Hal ini disebabkan oleh beberapa masalah yang berkaitan dengan ketersediaan air bersih seperti penurunan muka air tanah, kekeringan maupun dampak dari perubahan iklim. Pengelolaan sumber daya air yang berkelanjutan
I - 2
didasarkan pada prinsip bahwa sumber air seharusnya digunakan sesuai dengan kuantitas air yang dibutuhkan.(3)
Kebijakan Lingkungan menetapkan bahwa melakukan upaya konservasi sumber daya air dengan menggunakan air secara efisien dan mencegah pencemaran air. Sesuai dengan “Rencana Hijau 2021.
Perkembangan pembangunan yang cenderung pesat menyebabkan banyaknya alih fungsi lahan yang berganti menjadi bangunan gedung- gedung dan permukiman baru yang berakibat pada semakin berkurangnya area resapan air. Air hujan yang tidak dapat meresap secara langsung ke dalam tanah akan mengakibatkan genangan. Apabila genangan tersebut tidak di atasi akan memicu terjadinya banjir, sehingga di perlukannya daerah tangkapan hujan. Daerah tangkapan air merupakan wilayah daratan yang terhubung dengan sungai dan anak – anak sungainya yang dapat menampung dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan.
Dengan pesatnya pertumbuhan penduduk terutama di wilayah perkotaan, terdapat konsekuensi bahwa permintaan air bersih bertambah.
Selain air bersih yang disuplai oleh PDAM, masyarakat juga menggunakan air tanah. Pengambilan air tanah yang berlebihan yang diperparah oleh meningkatnya konversi lahan menjadi areal pemukiman, perkantoran, maupun komersial akan memicu terjadinya kelangkaan air tanah. Dalam kondisi seperti ini, alternatif sumber air seperti pemanfaatan air hujan perlu dipertimbangkan sebagai pilihan menarik yang murah.
I - 3
Kelebihan air permukaan pada musim penghujan dapat dimanfaatkan untuk persediaan air baku dan kehidupan aquatik dengan meresapkan air permukaan sebanyak-banyaknya ke dalam tanah (mempertimbangkan konservasi air). Sebaliknya dengan mengolah air kelebihan pada musim hujan dapat memberikan paradigma baru dalam pengelolaan air hujan (surface run-off), pendekatannya dengan cara mereduksi kecepatan dan debit puncak runoff sehingga tidak terjadi genangan/banjir dan erosi badan air serta menggunakan sarana alamiah sebagai sumber air.
Pemanfaatan air hujan sebagai sumber air bersih alternatif pada Kampus Universitas Bosowa, merupakan suatu terobosan baru dengan mengurangi penggunaan air PDAM dengan membangun dan menggunakan system instalasi pengolahan air bersih.
Memanfaatkan air hujan sebagai sumber air baku dan mengolah menjadi air bersih dapat menurunkan penggunaan air PDAM sampai 50%
pertahun dari penggunaan seperti biasanya. Terutama pada musim hujan, kelebihan air permukaan dapat dimanfaatkan serta sumber air baku lainnya pada musim kemarau seperti air tanah dapat diolah dengan adanya bangunan system instalasi air bersih.
Berdasarkan uraian tersebut diatas, saya mencoba mengajukan usulan skripsi sebagai tugas akhir dalam studi program strata satu di Progran Studi Teknik Sipil Unibos : “Studi Pemanfaatan Air Hujan sebagai Sumber Air Baku untuk Air Bersih pada Kampus Universitas Bosowa Makassar”
I - 4 1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian yang telah dipaparkan pada latar belakang maka dapat dirumuskan
1. Berapa banyak debit air hujan pada musim hujan di kawasan kampus Universitas Bosowa?
2. Bagaimana sistem instalasi pemanenan air hujan pada kawasan kampus Universitas Bosowa?
3. Bagaimana sistem instalasi pengolahan air hujan pada kawasan kampus Universitas Bosowa?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui debit air hujan yang dapat dipanen dengan lama hujan 1, 2, 4 jam tiap hari pada musim hujan pada Kawasan kampus Universitas Bososwa.
2. Merencanakan sistem pemanenan air hujan untuk kebutuhan air baku dalam pengolahan air bersih Universitas Bosowa pada musim hujan.
3. Merencanakan sistem pengolahan dan bak penampungan (reservoir) air bersih Kampus Universitas Bosowa.
I - 5 1.4 Pokok Bahasan
Sebagaimana tema penulisan ini yakni “Studi Pemanfaatan Air Hujan sebagai Sumber Air Baku untuk Air Bersih pada Kampus Universitas Bosowa Makassar” maka penulisan ini meliputi lingkup pembahasan aspek – aspek yang terkait dengan pengolahan air bersih dengan mengacu pada kondisi di Kawasan Kampus Universitas Bosowa.
1. Sistem Pemaneman air hujan
2. Bangunan Instalasi pengolahan air bersih 3. Bak penampungan air bersih
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan merupakan gambaran umum dari keseluruhan penulisan secara sistematis diuraikan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini merupakan latar belakang penulisan, rumusan masalah, tujuan penelitian, pokok bahasan serta sistematika penulisan.
BAB II KAJIAN PUSTAKA
Bab ini membahas tentang dasar-dasar teori tentang siklus hidrologi, presipitasi, kualitas air hujan, teknologi pengolahan air hujan, prinsip- prinsip pemanenan air hujan, tipe sistem pemanenan air hujan, dan karakteristik curah hujan Makassar.
I - 6 BAB III METODE PENELITIAN
Cara memperoleh data yang relevan pada penulisan skripsi ini digunakan dua sumber data yaitu data primer dan data sekunder.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil yang diuraikan yaitu analisis debit air hujan, analisa curah hujan, analisis kebutuhan air bersih, dan analisa pengelolaan air hujan.
BAB V PENUTUP
Kesimpulan dan saran dari tugas akhir.
II - 1 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Siklus Hidrologi
Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari air di bumi dalam segala bentukannya baik yang berupa cairan, padat, dan gas. Lebih lanjut, hidrologi juga mempelajari karakteristik air tersebut, baik sifat-sifat air, bentuk penyebarannya dan siklus air berlangsung di muka bumi.
Beberapa ahli berpendapat mengenai pengertian hidrologi.
Konsep dasar dari siklus hidrologi adalah dimana diawali saat air berubah dari cair menjadi padat, padat menjadi cair, cair menjadi uap, uap menjadi cair, dan uap menjadi padat. Radiasi matahari, percepatan gravitasi, kemampuan air untuk mengalir dan beberapa sifat air lainnya, membuat transformasi ini lebih efektif dan teratur. Masukan dasar untuk massa air dunia berasal dari curah hujan. Hujan yang diendapkan (atau) salju turun ke darat. Proses seperti infiltrasi dan perorasi memindahkan air ke sistem air tanah. Sebagian air mengalir menuju laut sebagai limpasan.
Air permukaan yang terkumpul di danau, kolam, rawa, laut, dan samudra menguap ke atmosfer. Vegetasi mentranspirasikan air yang dikumpulkan dari kelembaban tanah. Air yang diuapkan dan diangkut masuk ke atmosfer sebagai uap. Uap air yang terkumpul akan terkondensasi membentuk awan.(4)
II - 2
Selanjutnya, awan lebih ke arah daratan dan mulai mengendap lagi.
Proses-proses ini berlanjut. Sirkulasi air yang tak berujung ini dikenal sebagai siklus hidrologi. Ada dua macam siklus hidrologi terestrial dan siklus hidrologi global. Siklus hidrologi terestrial memiliki kepentingan khusus sebagai mekanisme pembentukan sumber daya air pada suatu wilayah tertentu dari tanah, seperti daerah aliran sungai atau daerah aliran sungai. Siklus hidrologi global berkaitan dengan perannya pada iklim global dan proses geologi dan fisik lainnya. Jelas bahwa peran berbagai proses yang terlibat dalam siklus hidrologi dan deskripsinya harus bergantung pada skala spasial-temporal yang dipilih.(4)
Sirkulasi massa air yang terlihat di semua bidang bumi melibatkan beberapa faktor dan komponen penyebab. Komponen utama (atau) elemen dari siklus hidrologi adalah (5) :
1. Curah hujan 2. Penguapan 3. Transpirasi 4. Evapotranspirasi 5. Limpasan Permukaan 6. Kondensasi
7. Infiltrasi
8. Aliran dasar air tanah 9. Sublimasi
II - 3 10. Intersepsi
Siklus Hidrologi adalah siklus air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi, dan transpirasi.
Gambar 2.1. Gambar Skema Siklus Hidrologi
Permukaan bumi sebagian besar tertutupi oleh air sebanyak 70,9 % baik berupa perairan darat maupun perairan laut. Perairan darat adalah semua bentuk perairan yang terdapat di darat. Bentuk perairan yang terdapat di darat meliputi, mata air, air yang mengalir di permukaan dan bergerak menuju ke daerah-daerah yang lebih rendah membentuk sungai, danau, telaga, rawa, dan lain-lain yang memiliki suatu pola aliran yang dinamakan Daerah Aliran Sungai (DAS).
II - 4
Gambar 2.2. Komposisi Air di Bumi
Sebagian besar massa air bumi berada di lautan. Air benua membentuk sekitar 3,5 persen dari air bumi. Sekitar tiga perempat dari jumlah ini (29 juta kilometer kubik) hadir sebagai lapisan es kutub dan gletser. Sekitar 5,3 juta kilometer kubik sebagai air tanah dalam. Dengan demikian, hanya fraksi yang tersisa yang dapat mengambil bagian dalam pertukaran air antara lautan, atmosfer, dan benua. Bagian yang tersisa ini meliputi air tanah dangkal dan kelembaban tanah, air di danau, waduk, dan rawa, penyimpanan air di saluran sungai, air biosfer. Jumlahnya di atmosfer hanya 0,013 juta kilometer kubik. Tapi itu memainkan peran yang sangat penting dalam siklus air global.(5)
Komponen kunci dari siklus hidrologi terestrial adalah pembentukan aliran sungai dan pergerakan air di jaringan sungai. Sebagaimana dinyatakan sebelumnya, satuan luas daratan utama dapat berupa daerah aliran sungai dan daerah aliran sungai. Mereka adalah unit hidrologi yang
II - 5
ideal. Luas area ini bervariasi dari puluhan sw.kms hingga beberapa ribu km persegi. Dalam unit hidrologi ini, perbedaan spasial yang berbeda, dalam topografi, iklim, geologi, struktur, vegetasi, sifat tanah, penggunaan lahan, tutupan lahan dan fitur lainnya dapat terjadi. Siklus hidrologi terestrial mempertimbangkan semua aspek proses utama, dan faktor- faktor yang mengontrol proses.(6)
Berikut ini adalah faktor-faktor utama yang terlibat dalam mengendalikan pergerakan massa air dalam siklus hidrologi (6):
1. Penerapan energi yang mendorong transformasi dari satu keadaan materi ke keadaan lain
2. Sifat-sifat yang melekat pada materi, yaitu air 3. Dimensi dan pengaturan lingkungan geo reservoir 4. Gravitasi yang mendorong aliran
5. Udara yang meningkatkan mobilitas molekul air
6. Pencabutan dan rotasi bumi, yang bertanggung jawab atas siklus iklim dan cuaca
Energi radiasi matahari menguapkan air dari sumber daya air permukaan, termasuk laut dan samudera. Air ini naik ke atas sebagai uap air dan mencapai atmosfer. Proses penguapan berlanjut sampai udara menjadi jenuh penuh dengan jumlah kelembaban maksimum. Ini disebut sebagai Kelembaban Saturasi. Ini berbanding lurus dengan suhu udara.
Dinyatakan dalam gram/meter kubik udara. Pada 0 derajat C, kelembaban udara adalah 4,874 gm/m3 dan pada 30 derajat C adalah 30,38 gm/m3.
II - 6
Kelembaban relatif adalah istilah yang digunakan untuk menunjukkan rasio kandungan uap air di udara dengan kapasitas uap air di udara.
Istilah kelembaban mutlak digunakan untuk menyatakan jumlah gram air per m3 udara. Jika massa udara mencapai titik embun, maka proses kondensasi dimulai. Kelembaban diukur dengan menggunakan higrometer. Melalui proses kondensasi awan terbentuk dan bergerak menuju batas daratan.(6)
Kondensasi di atmosfer terjadi di sekitar partikel kecil zat yang ada di udara, yang memiliki afinitas terhadap air. Ini membentuk inti higroskopis yang mengelilingi inti kondensasi. Massa uap air yang terkondensasi ini diendapkan dalam bentuk molekul air. Curah hujan adalah proses di mana transformasi ini terjadi di atmosfer, di bawah kondisi tertentu tertentu.
Kondensasi tergantung pada beberapa faktor. Area yang menonjol adalah (6):
1. Pendinginan adiabatik
2. Campuran dua massa udara yang berbeda suhu 3. Pendinginan kontak
4. Pendinginan radiasi.
Di antaranya, proses kondensasi yang paling penting adalah pendinginan adiabatik yang mengarah ke semua jenis presipitasi.
Kondensasi menyebabkan pembentukan awan. Awan yang mengembun dengan ukuran yang lebih kecil dapat menghilang dengan cepat pada hari yang panas. Inti kondensasi awan, yang ukurannya bervariasi dari 10-5
II - 7
hingga 10-1 mm, diperlukan untuk mengembunkan uap air pada titik embun. Inti kondensasi awan yang khas adalah debu meteorik, tanah liat dan lanau yang tertiup angin, material vulkanik, garam laut, dan produk pembakaran. Konsentrasi alami inti kondensasi awan bervariasi dari 100 hingga 300 cm-3, tetapi secara lokal dapat menjadi 10 hingga 100 kali lebih besar karena aktivitas manusia. (7)
Ketika uap mengembun, panas dilepaskan. Kondensasi juga mengarah pada pembentukan kabut. Sebelum presipitasi terjadi, tetesan awan berukuran 0,001-0,2 mm harus tumbuh menjadi 0,4-4 mm untuk mencapai kecepatan jatuh yang melebihi tingkat pengangkatan. Tetesan awan dapat tumbuh pada suhu di atas 0 derajat Celcius. Tabrakan droplet terjadi karena perbedaan kecepatan jatuh dan gaya angkat yang disebabkan oleh perbedaan ukuran droplet. Uap air dunia rata-rata sama dengan ketebalan sekitar 2,5 cm, jika didistribusikan ke seluruh permukaan dunia. (7)
Dalam satu kondisi, siklus hidrologi yang ada juga memiliki kaitan dengan terjadinya banjir yang ada. Banjir adalah bahaya alam utama yang timbul dari limpasan permukaan cekungan besar dan sungai-sungainya.
Banjir menyebabkan kerusakan server pada kehidupan dan properti.
Mereka juga merusak tanaman yang ditanam dan pemukiman pedesaan/perkotaan. Ini adalah bagian dari proses hidrologi yang terjadi dalam waktu singkat setelah hujan deras, di sepanjang aliran sungai.
II - 8
Dataran banjir adalah zona yang terkena dampak parah karena bahaya ini (7):
1. Badai petir adalah bahaya lain yang datang karena proses hidrologi di atmosfer. Ini adalah masalah yang membutuhkan metode manajemen bencana yang tepat.
2. Curah hujan yang tiba-tiba dan deras dapat menyebabkan kerusakan parah pada populasi.
3. Kekeringan adalah masalah utama yang timbul dari kegagalan monsun yang terus menerus di setiap daerah atau daerah aliran sungai.
4. Tanah longsor adalah bahaya yang terjadi setelah hujan deras di daerah perbukitan.
5. Hujan es dan Hujan Salju menciptakan banyak masalah di daerah pegunungan dan kutub untuk transportasi, budidaya, dan aktivitas lainnya.
6. Siklon adalah depresi yang dibuat di teluk dan lautan karena sabuk tekanan atmosfer. Mereka bergerak menuju massa air yang terkondensasi.
7. Baik angin maupun badai menciptakan kerusakan pada sabuk pantai.
8. Rencana penanggulangan bencana yang tepat diperlukan untuk mengurangi dampak dari bahaya alam yang berhubungan dengan air ini.
II - 9
Saat membahas tentang komponen-komponen siklus hidrologi, perlu diketahui istilah-istilah teknis yang digunakan. Istilah aliran sungai, limpasan, debit dan hasil dari cekungan drainase hampir digunakan secara sinonim. Limpasan, di sini, mengacu pada limpasan permukaan.
Aliran air tanah disebut aliran dasar. Istilah debit air tanah mengacu pada aliran dasar dan pemompaan air dari sistem air tanah. Satuan di mana semua besaran ini dinyatakan selalu dalam kaitannya dengan volume per satuan waktu. Di bawah ini adalah satuan umum yang digunakan saat mengacu pada komponen siklus hidrologi (7):
1. Meter kubik per detik (m/s)
2. Kubik kilometer per hari (atau) bulan (atau) tahun.
3. Acre kaki per hari, bulan, (atau) tahun.
4. Kedalaman CM pada cekungan drainase per hari 5. Juta galon per bulan (atau) hari atau tahun (mgd).
6. Juta meter kubik per hari (mmc)
Siklus hidrologi adalah siklus utama planet bumi. Ini menjadi konsep fokus dan mekanisme makan untuk bagian dari siklus batuan, siklus geokimia dan siklus sedimen dari siklus biogeokimia. Dalam siklus batuan, aspek pelapukan, pemborosan massa, erosi, transportasi dan pengendapan sedimen dilakukan oleh komponen siklus hidrologi. Siklus belerang dan fosfor dari siklus biogeokimia didorong oleh komponen siklus hidrologi. Semua elemen jejak dan motilitasnya di antara batuan, tanah, air, tumbuhan dan hewan semuanya dikendalikan oleh siklus hidrologi.(7)
II - 10
Planet bumi mengandung sejumlah besar air di permukaannya. Air ada di semua bidang bumi. Hidrosfer adalah bola air di bumi. Ini adalah lapisan terputus-putus yang mengandung air tawar dan air asin. Air memiliki kemampuan unik untuk berubah menjadi berbagai wujud materi seperti cair, padat, dan uap. Air bergerak dari satu reservoir ke reservoir lainnya. Energi radiasi matahari memainkan peran penting dalam gerakan ini. Tekanan atmosfer, pukulan pikiran, suhu dan jumlah uap air memainkan peran dominan dalam proses ini. Laju pergerakan air dan kuantitas yang terlibat dalam proses siklus adalah aspek utama yang terlibat dalam ilmu hidrologi. Siklus hidrologi adalah roda penggerak semua sumber daya air yang tersedia di planet bumi. Penting untuk mengidentifikasi rute sirkulasi siklus air di semua bidang bumi. Beberapa proses dan mekanisme penyebab terlibat dalam mendorong sirkulasi air global, yang disebut sebagai siklus air besar.(7)
2.2 Presipitasi
Presipitasi merupakan curah hujan yang merupakan proses mengubah uap air menjadi bentuk cair atau padat, tergantung pada suhu udara di dekat awan. Istilah presipitasi adalah istilah umum. Ini mencakup berbagai bentuk presipitasi. Ini termasuk kabut, hujan, hujan es, hujan es dan salju.
Istilah curah hujan dan curah hujan selalu digunakan secara sinonim.
Curah hujan terutama tergantung pada uap air yang ada di atmosfer.
II - 11
Ketika suhu udara jauh di bawah titik beku, awan dapat membentuk kristal es kecil. Agar presipitasi terbentuk, urutan empat proses harus terjadi (8):
1. Atmosfer harus memiliki uap air yang cukup, yang didinginkan sampai titik embun
2. Pengembunan uap air pada inti kondensasi awan 3. Pertumbuhan tetesan air
4. Pemasukan uap air
Hujan terjadi karena udara basah yang naik ke atmosfer mengalami pendinginan sehingga terjadi proses kondensasi. Naiknya udara ke atas dapat terjadi secara siklonik, orografis, dan konvektif. Jenis hujan dibedakan berdasarkan proses terjadinya. Beberapa jenis hujan antara lain:
a. Hujan Konvektif (Convectional Storms)
Pada daerah tropis saat musim kemarau, udara yang berada di dekat permukaan tanah mengalami pemanasan yang intensif.
Pemanasan tersebut menyebabkan kerapatan massa udara berkurang. Udara basah naik ke atas dan mengalami pendinginan sehingga terjadi kondensasi dan hujan. Proses kondensasi membentuk awan cumulonimbus. Hujan yang terjadi karena proses ini disebut hujan zenithal, mempunyai intensitas tinggi, durasi singkat dan cakupan wilayah yang tidak terlalu luas. Hujan konvektif biasanya terjadi pada akhir musim kering. Hujan konvektif disebut juga dengan hujan zenithal.
II - 12
Gambar 2.3. Hujan Konvektif b. Hujan Siklonik (Frontal/Cyclonic Storms)
Jika massa udara panas yang relatif ringan bertemu dengan massa udara dingin yang relatif berat, maka udara panas tersebut akan bergerak di atas udara dingin.
Tergantung pada tipe hujan yang dihasilkan, hujan siklonik dapat dibedakan menjadi hujan siklonik dingin dan hujan siklonik hangat.
Hujan siklonik dingin biasanya mempunyai kemiringan permukaan frontal yang besar sehingga gerakan massa udara ke tempat yang lebih tinggi menjadi cepat dan menghasilkan hujan lebat dalam waktu singkat. Sedangkan hujan siklonik hangat, kemiringan permukaan frontal tidak terlalu besar sehingga gerakan massa udara ke tempat yang lebih tinggi berangsur perlahan, pembentukan awan lambat.
II - 13
Gambar 2.4. Hujan Siklonik c. Hujan Orografis
Udara lembab yang tertiup angin yang melintasi daerah pegunungan akan naik mengalami pendinginan, sehingga terbentuk awan dan hujan. Sisi gunung yang dilalui oleh udara, akan banyak mendapatkan hujan maka disebut lereng hujan. Sisi belakangnya yang dilalui udara kering disebut lereng bayangan hujan.
Daerah tersebut tidak permanen, dapat berubah tergantung musim (arah angin). Hujan ini terjadi di daerah pegunungan (hulu DAS), merupakan pemasok air tanah, danau, bendungan, dan sungai.
Besarnya intensitas hujan orografis cenderung lebih besar sebanding dengan ketebalan lapisan udara lembab di atmosfer yang bergerak ke tempat yang lebih tinggi.
II - 14
Gambar 2.5. Hujan Orografis d. Hujan Konvergensi
Hujan ini terjadi karena adanya pertemuan dua massa udara yang tebal dan besar sehingga udara tersebut naik dan menyebabkan pembentukkan awan lalu hujan.
Gambar 2.6. Hujan Konvergensi
II - 15
Curah hujan adalah bentuk presipitasi yang paling umum terjadi di hampir semua bagian dunia. Di daerah tropis, curah hujan diharapkan sepenuhnya sebagai curah hujan. Di daerah kutub, curah hujan diperkirakan akan sepenuhnya seperti hujan salju. Di lintang tengah, di zona ketinggian tinggi, presipitasi terjadi sebagai hujan salju, hujan es dan es. Semua ini disebut sebagai bentuk presipitasi. Empat kondisi diperlukan untuk mendapatkan curah hujan yang cukup, yaitu (8):
1. Mekanisme untuk menghasilkan pendinginan udara 2. Mekanisme untuk menghasilkan kondensasi
3. Mekanisme untuk menghasilkan pertumbuhan tetesan awan
4. Mekanisme untuk menghasilkan akumulasi kelembaban dengan intensitas yang cukup untuk menghasilkan curah hujan. Besarnya curah hujan yang terjadi di suatu tempat diukur dengan menggunakan alat pengukur hujan. Jaringan pengukur hujan diperlukan untuk menganalisis curah hujan di wilayah yang lebih luas.
5. Total curah hujan di permukaan tanah bumi berjumlah 110.000 km3. Ia kembali ke atmosfer melalui evaporasi dan evapo- transpirasi.
Hujan salju adalah bentuk lain dari presipitasi. Itu datang sebagai persentase curah hujan tahunan. Ini menyumbang 5% secara global. Salju mencair dan menciptakan aliran sungai. Di padang rumput, pencairan salju menyumbang sekitar 80% dari aliran sungai dan air yang tersimpan
II - 16
dalam slough. Salju yang turun diukur menggunakan alat pengukur salju.
Pengukur salju dilindungi dan dipasang pada braket sehingga pengukur dapat dinaikkan saat salju menumpuk di dalam dan dapat diukur. Metode yang paling akurat untuk menentukan jumlah hujan salju, membutuhkan pengukuran yang sering terhadap perubahan kedalaman salju di tanah ( karena salju cenderung cepat mengendap dan mengalami metamorfosis).
Itu diukur dalam kedalaman salju. Arti penting hidrologis salju adalah (8):
1. Total hujan salju tahunan hanya salah satu faktor yang menentukan kontribusi salju untuk anggaran air
2. Salju pertama disimpan selama berhari-hari sampai berbulan-bulan sebelum berpartisipasi dalam siklus hidrologi
2.3 Konservasi Air
2.3.1 Definisi Konservasi Air
Ketersediaan air dan sumber daya air dikendalikan oleh berbagai faktor yang mengarahkan iklim mikro lokal tertentu dan sistem penampungan air yang saling berhubungan. Tinggi dan rendahnya muka air dihasilkan dari jumlah curah hujan dan drainase berikut melalui saluran air alami dan buatan di suatu DAS tertentu. Dalam sistem perkotaan tertentu, jumlah curah hujan dan masukan air dari hulu melalui sungai dan sistem air tanah mengontrol ketersediaan air tetapi juga risiko banjir sedangkan perubahan penggunaan lahan, penyegelan area dan pengendalian lembah sungai (misalnya penyempitan dan pelurusan dasar
II - 17
sungai) dapat secara substansial meningkatkan banjir risiko. Meskipun banjir dapat dimitigasi dengan berbagai strategi seperti pemasangan bendungan, waduk banjir, restorasi dasar sungai dan tindakan pengendalian banjir lainnya, tindakan tersebut sendiri juga berdampak pada ketersediaan air dan stabilitas ekosistem di hilir.(9)
Air adalah sumber daya yang berharga dan tak tergantikan yang memungkinkan lansekap dan pembangunan perkotaan. Secara teoritis, berbagai kebutuhan dan fungsi dapat diselaraskan, misalnya melalui pengelolaan DAS terpadu. Air hujan, sebelum menyentuh permukaan bumi adalah sumber air murni, dan pemanfaatan air hujan adalah praktik umum setua masyarakat manusia. Pemanenan air hujan telah diterapkan selama berabad-abad dan di banyak negara. Baru pada abad ke-19 reservoir air tanah dapat dimanfaatkan dalam skala yang lebih besar mengikuti perkembangan teknik pengeboran dan pemompaan dan penemuan mesin listrik dan bahan bakar. Akibatnya, eksploitasi sumber daya air tanah menjadi target yang lebih disukai untuk pasokan air tawar.
Namun, sifat sumber daya air tanah yang disadap seringkali tidak pasti dan stabilitas sumber daya terancam oleh eksploitasi air tanah yang berlebihan yang melampaui tingkat pengisian ulang air tanah setempat.(9)
Dengan meningkatnya kebutuhan air dan berkurangnya reservoir air tanah, pasokan air minum muncul sebagai peluang bisnis baru seperti yang diwujudkan dengan gaya hidup baru untuk menggunakan botol plastik untuk air minum di mana-mana di planet ini. Dengan adanya
II - 18
kecenderungan untuk mendorong investasi dari pihak swasta untuk mendukung fungsi publik, diharapkan pihak swasta semakin aktif dalam usaha penyediaan air minum. Selain itu, privatisasi yang berkembang juga dapat memicu bahwa akses ke air mungkin tidak lagi dianggap sebagai hak asasi manusia, tetapi dapat menjadi fungsi pasar ekonomi. Skenario ini sesuai dengan kenaikan harga air, sedangkan biaya tambahan untuk pasokan air dapat terjadi karena peningkatan upaya rehabilitasi sumber daya air, pengolahan air, dekontaminasi atau impor air. Impor air untuk menggantikan layanan pasokan air publik yang tidak dapat diandalkan sudah diterima di banyak kota, misalnya pasokan air botolan yang mahal.
(10)
Hal inilah yang kemudian menimbulkan urgensi yang kuat dari proses konservasi air secara umum. Konservasi air dapat didefinisikan sebagai (10) :
1. Setiap pengurangan yang bermanfaat dalam kehilangan, penggunaan, atau pemborosan air
2. Pengurangan penggunaan air yang dicapai dengan penerapan konservasi air atau langkah-langkah efisiensi air
3. Peningkatan praktik pengelolaan air yang mengurangi atau meningkatkan manfaat penggunaan air. Tindakan konservasi air adalah tindakan, perubahan perilaku, perangkat, teknologi, atau peningkatan desain atau proses yang diterapkan untuk mengurangi kehilangan, pemborosan, atau penggunaan air. Efisiensi air adalah
II - 19
alat konservasi air. Itu menghasilkan penggunaan air yang lebih efisien dan dengan demikian mengurangi kebutuhan air. Nilai dan efektivitas biaya dari ukuran efisiensi air harus dievaluasi dalam kaitannya dengan pengaruhnya terhadap penggunaan dan biaya sumber daya alam lainnya. (misalnya energi atau bahan kimia)
2.3.2 Tujuan Konservasi Air
Tujuan dari upaya konservasi air antara lain (10) :
1. Keberlanjutan. Untuk memastikan ketersediaan untuk generasi mendatang, pengambilan air tawar dari suatu ekosistem tidak boleh melebihi tingkat penggantian alaminya
2. Konservasi energy Pemompaan air, pengiriman, dan fasilitas pengolahan air limbah mengkonsumsi sejumlah besar energi. Di beberapa wilayah di dunia, lebih dari 15% total konsumsi listrik digunakan untuk pengelolaan air
3. Konservasi habitat. Meminimalkan penggunaan air oleh manusia membantu melestarikan habitat air tawar untuk satwa liar setempat dan unggas air yang bermigrasi, serta mengurangi kebutuhan untuk membangun bendungan baru dan infrastruktur pengalihan air lainnya. Proses konservasi mungkin identik dengan pelestarian terhadap kehilangan atau pemborosan. Dinyatakan secara singkat itu berarti menempatkan sumber daya air negara untuk penggunaan yang bermanfaat terbaik dengan semua teknologi di
II - 20
bawah komando kami. Konservasi air pada dasarnya bertujuan untuk mencocokkan permintaan dan pasokan. Strategi untuk konservasi air mungkin berorientasi pada permintaan atau pasokan dan/atau berorientasi pada pengelolaan. Strategi dapat bervariasi tergantung pada bidang penggunaan air, domestik, irigasi atau penggunaan industri (10) :
1. Pemanenan air hujan. Pemanenan air hujan pada dasarnya berarti mengumpulkan air hujan di atap bangunan dan menyimpannya di bawah tanah untuk digunakan nanti. Pengisian ulang ini tidak hanya menahan penipisan air tanah, tetapi juga meningkatkan tabel air yang menurun dan dapat membantu menambah pasokan air.
Pemanenan air hujan dan pengisian ulang buatan menjadi isu yang sangat penting. Sangat penting untuk menghentikan penurunan muka air tanah, menahan masuknya air laut, yaitu mencegah air laut bergerak ke darat, dan menghemat limpasan air permukaan selama musim hujan. Keuntungan dari proses ini ialah (11):
a) Menyediakan swasembada untuk pasokan air b) Mengurangi biaya pemompaan air tanah
c) Menyediakan air berkualitas tinggi, lembut dan rendah mineral
d) Meningkatkan kualitas air tanah melalui pengenceran saat diisi ulang
e) Mengurangi erosi tanah & banjir di perkotaan
II - 21
f) Pemanenan air hujan di atap lebih murah & mudah dibangun, dioperasikan, dan dirawat.
g) Di daerah asin atau pesisir & Kepulauan, air hujan memberikan kualitas air yang baik
2. Praktik Irigasi yang Lebih Baik- Konservasi air di sektor pertanian sangat penting karena air diperlukan untuk pertumbuhan tanaman dan tanaman. Tabel air yang menipis dan kenaikan salinitas karena penggunaan pupuk kimia dan pestisida yang berlebihan telah membuat masalah menjadi serius. Berbagai metode pemanenan dan pengisian air telah dan sedang diterapkan di seluruh dunia untuk mengatasi masalah tersebut. Di daerah yang curah hujannya rendah dan airnya langka, masyarakat setempat telah menggunakan teknik sederhana yang sesuai dengan wilayah mereka dan mengurangi kebutuhan akan air. Untuk irigasi tanaman, efisiensi air yang optimal berarti meminimalkan kerugian karena penguapan, limpasan atau drainase bawah permukaan.
Panci penguapan dapat digunakan untuk menentukan berapa banyak air yang dibutuhkan untuk mengairi lahan. Irigasi banjir, jenis yang paling tua dan paling umum, seringkali sangat tidak merata dalam distribusi, karena bagian dari suatu lahan mungkin menerima kelebihan air untuk mengirimkan jumlah yang cukup ke bagian lain. Irigasi di atas kepala, dengan menggunakan sprinkler yang bergerak ke tengah atau ke samping, memberikan pola
II - 22
distribusi yang lebih merata dan terkontrol. Irigasi tetes adalah jenis yang paling mahal dan paling jarang digunakan, tetapi menawarkan hasil terbaik dalam mengalirkan air ke akar tanaman dengan kerugian minimal. (11)
3. Penggunaan Air Asin untuk Irigasi. Air asin tersedia secara luas tetapi jarang digunakan untuk pertanian karena membatasi pertumbuhan dan hasil tanaman. Varietas tanaman tahan garam juga telah dikembangkan belakangan ini.(11)
4. Aplikasi bahan organik atau anorganik seperti sisa-sisa tanaman, kompos yang dapat memperlambat aliran permukaan, meningkatkan kelembaban tanah, mengurangi kehilangan penguapan dan meningkatkan kesuburan tanah.(11)
5. Kabut dan embun mengandung sejumlah besar air yang dapat digunakan secara langsung oleh spesies tanaman yang beradaptasi. Permukaan buatan seperti perangkap berpermukaan jaring atau lembaran polietilen dapat terkena kabut dan embun. Air yang dihasilkan dapat digunakan untuk tanaman. (11)
6. Pertanian kontur diadopsi di daerah perbukitan dan di daerah dataran rendah untuk sawah. Petani menyadari efisiensi sistem berbasis kontur untuk melestarikan tanah dan air.(11)
7. Tippy Tap untuk konservasi air. Tippy Tap adalah perangkat sederhana yang mengeluarkan air dalam jumlah terbatas secara perlahan dan memfasilitasi pencucian tangan secara menyeluruh.
II - 23
Dalam hal penyediaan air perpipaan, setiap kali keran dibuka untuk mencuci tangan, rata-rata digunakan 300 - 500 ml air.
Menggunakan Tippy Tap adalah mungkin untuk mencuci tangan dengan baik hanya dengan 60 hingga 80 ml air. (11)
8. Perbanyakan Kebun Kering / Eco Lawns. Sebagai langkah menuju konservasi air dan perbanyakan spesies tanaman asli, penanaman tahan kekeringan (tanaman yang membutuhkan lebih sedikit air) harus dilakukan.(11)
9. Konstruksi lubang perendaman. Aliran air dan genangan air diatasi dengan membangun lubang perendaman di dekat titik air seperti pompa tangan. Ini adalah tindakan sanitasi dan juga membantu dalam mengisi ulang air tanah. (11)
10. Penanaman pohon di daerah resapan air/tepi sungai dan pembersihan di dekat badan air adalah beberapa inisiatif lain yang diambil untuk melestarikan sumber daya air kita.(11)
11. Desalinasi. Untuk menambah penipisan sumber daya air tawar di wilayah pesisir karena abstraksi yang berlebihan, tersedia desalinasi seperti distilasi, elektro-dialisis dan reverse osmosis.
Pemilihan dan penggunaan proses ini adalah spesifik lokasi. (11) 12. Pemindahan Air Jarak Jauh. Pemindahan air dari cekungan surplus
dengan menciptakan penyimpanan di lokasi yang tepat dan menghubungkan berbagai sistem merupakan strategi lain untuk meningkatkan manfaat secara signifikan. (11)
II - 24 2.3.3 Langkah Konservasi Air
Langkah-langkah konservasi air di industri harus mencakup (12) : 1. Tinjauan proses dan teknologi produksi alternatif dari sudut
pandang konsumsi air
2. Memastikan praktik pemeliharaan pabrik yang baik dan pemeliharaan rumah yang baik, meminimalkan tumpahan dan kebocoran
3. Optimalisasi pengolahan untuk mencapai daur ulang yang maksimal. Teknik lain yang mapan untuk pemulihan air maksimum adalah teknik analisis cubitan air. Namun, teknik ini hanya berfokus pada memaksimalkan pengurangan air tawar dan air limbah melalui penggunaan kembali dan regenerasi.
Dalam konservasi air, pengelolaan air itu sendiri merupakan salah satu aspek penting yang juga harus dijaga, diantaranya dengan (12):
1. Hubungan erat antara hutan dan air, dan hubungan tradisional antara pertanian dan air, perlu diakui dan dilindungi untuk memastikan produktivitas yang berkelanjutan
2. Kebijakan pengelolaan air nasional harus memperhitungkan dampak perdagangan barang padat air terhadap ketersediaan air dan integritas ekosistem. Misalnya, di daerah yang sulit air, masyarakat harus bercocok tanam dengan kebutuhan air yang rendah, atau bernilai tinggi dibandingkan dengan air yang digunakan. Pilihan untuk meningkatkan keseimbangan air dengan
II - 25
mengimpor barang-barang yang membutuhkan banyak air dari daerah yang kaya air harus dijajaki, jika sesuai dan hemat biaya 3. Potensi pemanenan air hujan untuk menambah pasokan air
pedesaan dan perkotaan semakin diakui. Alternatif ini harus dieksplorasi dan dimanfaatkan lebih lanjut
4. Penetapan harga air yang tepat harus menjadi bagian integral dari kebijakan air. Namun, perhatian harus diberikan untuk memastikan bahwa orang miskin dan kurang beruntung secara sosial tidak ditolak aksesnya. Selain itu, harus ada pemantauan dan pengendalian mekanisme pasar yang memadai
5. Penting untuk mempelajari dan menganalisis dampak subsidi (pada air, energi, dan input lain yang relevan) terhadap penggunaan air.
Subsidi yang menghambat efisiensi penggunaan air atau menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan harus dikurangi.
6. Pendekatan dan sistem pengelolaan air tradisional kami berkelanjutan dan akuntabel. Ini perlu dihidupkan kembali dan disegarkan. Kebijakan harus mengenali dan membangun ini
7. Prinsip penggunaan kembali dan daur ulang sumber daya air harus dimasukkan ke dalam rencana dan strategi pengelolaan air. Harus ada insentif untuk konservasi air
Selain itu, dalam konservasi air, juga penting untuk menjaga dan juga meningkatkan aspek pendidikan dan kesadaran yang dimiliki oleh masyarakat (12) :
II - 26
1. Kesadaran dan pendidikan masyarakat tentang pentingnya perlindungan lingkungan pesisir dan laut membantu memenuhi kebutuhan dan aspirasi sosial dan ekonomi negara dalam jangka panjang
2. Kampanye kesadaran tentang peraturan yang ada untuk pengelolaan wilayah pesisir perlu dilakukan. Materi edukasi dan komunikasi tentang perlunya konservasi dan perlindungan spesies langka dan terancam punah perlu dikembangkan
3. Temuan penelitian tentang sumber daya laut, pengembangan dan pengelolaannya harus diungkapkan. Materi pendidikan dan komunikasi yang ditujukan kepada masyarakat harus dikembangkan dalam bahasa daerah
4. Peluang interaksi antara masyarakat, pembuat kebijakan, badan pengatur, LSM, ilmuwan, dan lain sebagainya perlu ditingkatkan 5. Strategi yang tepat dan alat pengambilan keputusan yang akan
meningkatkan kemampuan profesional, pemerintah, dan organisasi non pemerintah untuk mengambil program aksi tingkat lokal dan masyarakat perlu dikembangkan
Masalah air tidak akan hilang dengan sendirinya. Sebaliknya, mereka akan memburuk kecuali kita, sebagai komunitas global, menanggapi dan menggunakan air secara bertanggung jawab. Jadi, sebelum terlambat, marilah kita semua, sebagai individu, keluarga, komunitas, perusahaan & institusi, berikrar untuk menggunakan air
II - 27
dengan bijak. Kecerdasan bukan dalam kemewahan tetapi dalam konservasi, sehingga generasi mendatang kita dapat terus menikmati perasaan dan sentuhan air yang bahagia.(12)
2.3.4 Strategi Konservasi Air
Kegiatan utama untuk menghemat air adalah sebagai berikut (13):
1. Setiap pengurangan yang bermanfaat dalam kehilangan air, penggunaan dan pemborosan sumber daya
2. Menghindari kerusakan kualitas air
3. Memperbaiki praktik pengelolaan air yang mengurangi penggunaan atau meningkatkan penggunaan air yang bermanfaat
Salah satu strategi dalam konservasi air adalah pemanenan air hujan. Menggali kolam, danau, kanal, memperluas reservoir air, dan memasang saluran penangkap air hujan dan sistem penyaringan di rumah adalah metode yang berbeda untuk memanen air hujan. Banyak orang di banyak negara menyimpan wadah bersih sehingga mereka bisa merebusnya dan meminumnya, yang berguna untuk memasok air bagi yang membutuhkan. Air hujan yang dipanen dan disaring dapat digunakan untuk toilet, berkebun di rumah, irigasi rumput, dan pertanian dalam skala kecil. (13)
Strategi lain dalam konservasi air adalah melindungi sumber daya air tanah. Ketika curah hujan terjadi, beberapa menyusup ke tanah dan pergi ke bawah tanah. Air di zona jenuh ini disebut air tanah. Pencemaran
II - 28
air tanah menyebabkan pasokan air tanah tidak dapat digunakan sebagai sumber air minum segar dan regenerasi alami air tanah yang terkontaminasi dapat memakan waktu bertahun-tahun untuk mengisi kembali. Beberapa contoh sumber potensial kontaminasi air tanah termasuk tangki penyimpanan, sistem septik, limbah berbahaya yang tidak terkendali, tempat pembuangan sampah, kontaminan atmosfer, bahan kimia, dan garam jalan. Kontaminasi air tanah mengurangi pengisian kembali air tawar yang tersedia sehingga mengambil tindakan pencegahan dengan melindungi sumber daya air tanah dari kontaminasi merupakan aspek penting dari konservasi air.(13)
Strategi tambahan untuk konservasi air adalah mempraktikkan metode berkelanjutan dalam memanfaatkan sumber daya air tanah. Air tanah mengalir karena gravitasi dan akhirnya dibuang ke sungai.
Pemompaan air tanah yang berlebihan menyebabkan penurunan muka air tanah dan jika diteruskan dapat menguras sumber daya. Air tanah dan air permukaan terhubung dan penggunaan air tanah yang berlebihan dapat mengurangi dan, dalam contoh ekstrim, mengurangi pasokan air danau, sungai, dan sungai. Di wilayah pesisir, pemompaan air tanah yang berlebihan dapat meningkatkan intrusi air asin yang mengakibatkan tercemarnya pasokan air tanah. Penggunaan air tanah yang berkelanjutan sangat penting dalam konservasi air.(13)
Sebuah komponen mendasar untuk strategi konservasi air adalah komunikasi dan penyuluhan program air yang berbeda. Mengembangkan
II - 29
komunikasi yang mendidik ilmu pengetahuan kepada pengelola lahan, pembuat kebijakan, petani, dan masyarakat umum adalah strategi penting lainnya yang digunakan dalam konservasi air. Komunikasi ilmu tentang bagaimana sistem air bekerja merupakan aspek penting ketika membuat rencana pengelolaan untuk melestarikan sistem itu dan sering digunakan untuk memastikan rencana pengelolaan yang tepat untuk dilaksanakan.
Konservasi air sangat penting untuk melestarikan habitat satwa liar. Ada banyak organisme di daerah beriklim sedang yang terpengaruh oleh kekurangan air. Selain itu, banyak organisme air tawar semakin merasakan dampak pencemaran air karena mengganggu ekosistem. (13)
2.4 Kualitas Air Hujan
Hujan dikenal sebagai proses presipitasi yang berbentuk cairan hasil dari kondensasi uap air yang turun ke daratan. Presipitasi merupakan proses pengembunan uap air di atmosfer dari proses evaporasi, sehingga terjadi air hujan dengan proses presipitasi berbentuk cairan yang turun sampai ke daratan. Hujan terbentuk apabila terjadi proses kondensasi uap air yang terpisah dari awan dan jatuh kedaratan.(14) Kualitas air hujan yang tergantung dari kondisi cuaca atau kualitas udara serta dipengaruhi oleh bahan atau material penampungan serta waktu penyimpanan di dalam bak penampungnya. Air hujan yang baru turun umumnya mempunyai ph yang agak rendah (asam). Hal ini disebabkan kerena air hujan yang baru turun banyak melarutkan gas CO2
II - 30
atau gas SO2 yang ada di atmosfer. Keasaman air hujan tergantung tingkat konsentrasi gas-gas tersebut. Jika sudah ditampung dalam jangka waktu yang agak lama biasanya pH air akan naik mendekati normal karena gas CO2 yang terlarut akan lepas atau menguap kembali sampai terjadi kesetimbangan.
2.5 Pengelolaan Air Hujan
Terkait dengan pencegahannya dalam banjir, pengelolaan banjir perkotaan kini telah menjadi salah satu prioritas tertinggi dalam pembangunan perkotaan, Banjir perkotaan memiliki dampak besar baik pada sistem transportasi umum maupun rantai pasokan dan merupakan topik penting dalam pengelolaan air hujan (15):
1. Infrastruktur abu-abu-hijau. Penggunaan sistem saluran pembuangan gabungan untuk mengolah limpasan air hujan yang berlebihan adalah umum di daerah perkotaan yang lebih tua.
Combined Sewer System (CSS) mengumpulkan limpasan air hujan, limbah domestik dan air limbah industri ke dalam satu pipa.
Combined sewer overflows (CSO) terjadi ketika air limbah yang tidak diolah dibuang ke air permukaan di luar kapasitas hidroliknya, ketika ini terjadi, air hujan dan air limbah yang tidak diolah dibuang langsung ke sungai, sungai, dan badan air lainnya di sekitarnya.
Gabungan saluran pembuangan meluap (CSO) mengandung limbah manusia dan industri yang tidak diolah atau diolah sebagian,
II - 31
bahan beracun dan puing-puing, dan air hujMasalah yang saat ini menjadi tantangan utama pengelolaan air hujan dan dapat menyebabkan insiden kesehatan masyarakat. Infrastruktur abu- abu-hijau adalah teknologi kunci untuk memecahkan masalah ini dan merupakan teknologi inti dari “kota spons” yang diperkenalkan saat ini. Implementasi infrastruktur abu-abu, seperti peningkatan jaringan drainase, fasilitas penyimpanan atau stasiun pompa dengan pipa berdiameter besar, sangat penting untuk mengalirkan air hujan dari daerah tangkapan air perkotaan, sementara sebagian besar infrastruktur hijau menangani penyimpanan dan infiltrasi air hujan dan drainase infrastruktur abu-abu.(15)
2. Lahan basah buatan. Lahan basah buatan untuk pengolahan luapan saluran pembuangan saat ini merupakan pilihan yang efektif dan lebih murah untuk mencegah air limbah yang tidak diolah meluap dari badan air alami yang tercemar, dan lahan basah buatan yang berfungsi sebagai kolam retensi selama musim hujan dapat mengumpulkan dan mengolah air hujan karena fungsi pemurnian alaminya, dan menghasilkan air berkualitas tinggi untuk digunakan kembali setelah diolah dengan lahan basah buatan dengan sistem aerasi dan sistem peresapan tanah. (15)
3. Sistem saluran pembuangan terpisah. Konversi Sistem Pembuangan Gabungan (CSS) ke sistem saluran pembuangan terpisah dengan kolam retensi tidak hanya akan meningkatkan
II - 32
drainase air hujan dan mengurangi potensi banjir perkotaan, tetapi kolam retensi mereka sendiri juga akan menahan polutan, sehingga mengurangi atau mencegah polusi yang tidak perlu dari satu penerima. Perairan
4. Penggunaan lahan. Rasio permukaan yang tembus air dan kedap air penting dalam pengelolaan banjir. Membangun ruang bervegetasi, seperti taman yang terintegrasi dengan fasilitas perkotaan, dapat meningkatkan jumlah area tembus air. Untuk proyek baru dan pembangunan kembali, kurangi jumlah permukaan kedap air, seperti gedung, jalan, tempat parkir, dan struktur lainnya.
(15)
2.6 Pemanenan Air Hujan
Pemanenan air hujan (PAH) merupakan metode atau teknologi yang digunakan untuk mengumpulkan air hujan yang berasal dari atap bangunan, permukaan tanah, jalan atau perbukitan batu dan dimanfaatkan sebagai salah satu sumber suplai air bersih.(16) Air hujan merupakan sumber air yang sangat penting terutama di daerah yang tidak terdapat sistem penyediaan air bersih, kualitas air permukaan yang rendah serta tidak tersedia air tanah.(16)
Pemananen air hujan atau yang disebut juga dengan Rainwater harvesting (RWH) adalah pengumpulan dan penyimpanan hujan, bukan membiarkannya mengalir. Air hujan dikumpulkan dari permukaan seperti
II - 33
atap dan dialirkan ke tangki, tangki, sumur dalam (sumur, poros, atau lubang bor), akuifer, atau reservoir dengan perkolasi, sehingga merembes ke bawah dan mengembalikan air tanah. Embun dan kabut juga dapat dikumpulkan dengan jaring atau alat lainnya. Pemanenan air hujan berbeda dari pemanenan air hujan karena limpasan biasanya dikumpulkan dari atap dan permukaan lain untuk penyimpanan dan penggunaan kembali selanjutnya. Kegunaannya termasuk menyiram kebun, ternak, irigasi, penggunaan rumah tangga dengan perawatan yang tepat, dan pemanas rumah tangga. Air yang dipanen juga dapat digunakan untuk penyimpanan jangka panjang atau pengisian ulang air tanah. (15)
2.6.1 Manfaat Pemanenan Air Hujan
Pemanenan air hujan didefinisikan sebagai proses mengumpulkan dan menyimpan hujan untuk penggunaan produktif di kemudian hari.
Pemanenan air hujan dapat dilaksanakan dengan berbagai pendekatan tetapi secara umum mengacu pada intervensi teknologi yang bertujuan untuk mengumpulkan air dari curah hujan dengan langkah-langkah struktural. Istilah pemanenan air berarti menangkap curah hujan pada atap tertutup atau permukaan tertutup lainnya. Pemanenan air juga didefinisikan sebagai proses pengumpulan dan penyimpanan air dari suatu daerah yang telah diolah atau dipersiapkan secara khusus untuk meningkatkan limpasan curah hujan untuk pemanfaatan selanjutnya.
II - 34
Mengumpulkan hujan yang jatuh di atap atau permukaan tertutup adalah konsep sederhana. Karena air ini dapat dipanen secara independen dari sistem pusat mana pun, ia mempromosikan swasembada dan memberikan penghargaan atas sumber daya yang penting dan berharga ini. Mengumpulkan air hujan tidak hanya menghemat air, tetapi juga menghemat energi karena pengoperasian pasokan air terpusat membutuhkan input energi yang tinggi untuk pemompaan dan distribusi.
Pasokan air hujan yang terdesentralisasi dapat menggunakan aliran gravitasi jika dirancang dengan cara yang tepat.(17)
Pemanenan air hujan dapat berkontribusi untuk mengurangi erosi lokal dan banjir yang disebabkan oleh drainase dari konstruksi, pembangunan jalan, perubahan penggunaan lahan, penyegelan area, dan lain sebagainya. Sebaliknya, hujan ditangkap, disimpan, dan hanya dilepaskan secara bertahap di kemudian hari. Dengan demikian, limpasan air hujan, konsekuensi normal dari curah hujan, menjadi curah hujan yang ditangkap dan tersedia untuk berbagai penggunaan produktif.
Pemanfaatan air hujan menawarkan banyak keuntungan (17):
1. Air tambahan untuk pertanian, industri, komersial dan penggunaan pribadi
2. Air tambahan untuk layanan publik, lansekap dan tanggap darurat 3. Pasokan air independen dan terdesentralisasi, yang dapat
menerapkan aliran gravitasi biaya rendah jika dibangun dengan benar
II - 35
4. Mengatur drainase dan aliran air sungai
5. Mengurangi erosi tanah, arus puncak dan beban sedimentasi di hilir 6. Mengurangi risiko banjir di jalan dan permukaan tertutup
7. Meningkatkan lanskap perkotaan dan pengelolaan sungai.
Pemanenan air hujan menyediakan pasokan air independen selama pembatasan air regional, dan di negara maju, sering digunakan untuk melengkapi pasokan utama. Ini menyediakan air ketika kekeringan terjadi, dapat membantu mengurangi banjir di daerah dataran rendah, dan mengurangi permintaan sumur yang memungkinkan tingkat air tanah dipertahankan. Pemanenan air hujan meningkatkan ketersediaan air selama musim kemarau dengan meningkatkan tingkat sumur bor dan sumur kering. Pasokan air permukaan sudah tersedia untuk berbagai keperluan sehingga mengurangi ketergantungan pada air bawah tanah. Ini meningkatkan kualitas tanah dengan mengencerkan salinitas. Tidak menimbulkan polusi dan ramah lingkungan. Ini hemat biaya dan mudah terjangkau. Ini juga membantu dalam ketersediaan air minum, karena air hujan secara substansial bebas dari salinitas dan garam lainnya. Aplikasi pemanenan air hujan dalam sistem air perkotaan memberikan manfaat besar bagi subsistem pasokan air dan air limbah dengan mengurangi kebutuhan air bersih dalam sistem distribusi air, lebih sedikit air hujan yang dihasilkan dalam sistem saluran pembuangan, dan pengurangan limpasan air hujan yang mencemari badan air tawar. Sebagian besar pekerjaan telah difokuskan pada pengembangan penilaian siklus hidup
II - 36
dan metodologi penetapan biayanya untuk menilai tingkat dampak lingkungan dan uang yang dapat dihemat dengan menerapkan sistem pemanenan air hujan (17):
1. Pasokan air mandiri. Pemanenan air hujan menyediakan pasokan air independen selama pembatasan air. Di daerah di mana air bersih mahal, atau sulit didapat, pemanenan air hujan merupakan sumber air bersih yang penting. Di negara maju, air hujan sering dipanen untuk digunakan sebagai sumber air tambahan daripada sumber utama, tetapi pemanenan air hujan juga dapat menurunkan biaya air rumah tangga atau tingkat penggunaan secara keseluruhan. Air hujan aman untuk diminum jika konsumen melakukan perawatan tambahan sebelum diminum. Air mendidih membantu membunuh kuman. Menambahkan suplemen lain ke sistem seperti pengalih flush pertama juga merupakan prosedur umum untuk menghindari kontaminan.(17)
2. Tambahan di musim kemarau. Saat kekeringan terjadi, air hujan yang dipanen dalam beberapa bulan terakhir dapat digunakan. Jika hujan jarang terjadi tetapi juga tidak dapat diprediksi, penggunaan sistem pemanenan air hujan dapat menjadi sangat penting untuk menangkap hujan saat turun. Banyak negara dengan lingkungan kering, menggunakan pemanenan air hujan sebagai sumber air bersih yang murah dan dapat diandalkan. Untuk meningkatkan irigasi di lingkungan kering, punggungan tanah dibangun untuk
II - 37
menjebak dan mencegah air hujan mengalir ke bawah. Bahkan dalam periode curah hujan rendah, air yang cukup dikumpulkan untuk tanaman untuk tumbuh. Air dapat dikumpulkan dari atap dan tangki dapat dibangun untuk menampung air hujan dalam jumlah besar. Selain itu, pemanenan air hujan menurunkan permintaan air dari sumur, memungkinkan tingkat air tanah untuk lebih dipertahankan daripada habis.(17)
3. Penilaian siklus hidup. Penilaian siklus hidup adalah metodologi yang digunakan untuk mengevaluasi dampak lingkungan dari suatu sistem dari awal hingga akhir masa pakainya. Untuk mengatasi parameter fungsional sistem pemanenan air hujan, metrik baru dikembangkan, rasio permintaan terhadap pasokan (D/S) yang mengidentifikasi desain bangunan yang ideal (penawaran) dan fungsi (permintaan) dalam kaitannya dengan kinerja lingkungan pemanenan air hujan untuk pembilasan toilet . Dengan gagasan bahwa pasokan air hujan tidak hanya menghemat air minum tetapi juga menghemat air hujan yang masuk ke jaringan saluran pembuangan gabungan (sehingga memerlukan perawatan), penghematan emisi lingkungan lebih tinggi jika bangunan terhubung ke jaringan saluran pembuangan gabungan dibandingkan dengan jaringan terpisah.(17)
4. Efektivitas biaya. Meskipun sistem RWH standar dapat menyediakan sumber air untuk daerah berkembang yang
II - 38
menghadapi kemiskinan, biaya rata-rata untuk pemasangan RWH bisa mahal tergantung pada jenis teknologi yang digunakan.
Bantuan pemerintah dan LSM dapat membantu masyarakat yang menghadapi kemiskinan dengan menyediakan materi dan pendidikan yang diperlukan untuk mengembangkan dan memelihara pengaturan RWH. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa pemanenan air hujan adalah solusi yang dapat diterapkan secara luas untuk kelangkaan air dan penggunaan ganda lainnya, karena efektivitas biaya dan ramah lingkungan. Membangun sistem pasokan air terpusat yang substansial, seperti bendungan, rentan terhadap kerusakan ekosistem lokal, menimbulkan biaya sosial eksternal, dan memiliki penggunaan yang terbatas, terutama di negara berkembang atau masyarakat miskin. Di sisi lain, pemasangan sistem pemanenan air hujan diverifikasi oleh sejumlah penelitian untuk menyediakan sumber air yang berkelanjutan bagi masyarakat setempat, disertai dengan berbagai manfaat lainnya, termasuk perlindungan dari banjir dan pengendalian limpasan air, bahkan di daerah miskin. Sistem pemanenan air hujan yang tidak memerlukan konstruksi besar atau pemeliharaan berkala oleh seorang profesional dari luar masyarakat lebih ramah terhadap lingkungan dan lebih bermanfaat bagi masyarakat setempat untuk jangka waktu yang lebih lama. Dengan demikian, sistem pemanenan air hujan yang dapat dipasang dan dipelihara oleh
