DAFTAR ISI
DAFTAR ISI...1
DAFTAR GAMBAR...2
DAFTAR TABEL...3
DAFTAR ISTILAH...4
DAFTAR LAMPIRAN...5
BAB I PENDAHULUAN...6
1.1 Latar Belakang...6
1.2 Maksud dan Tujuan...7
1.3 Metodologi Penelitian...7
1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah...8
1.5 Sistematika Penelitian...9
1.6 Kerangka Pemikiran Tugas Akhir...10
BAB II...11
TINJAUAN PUSTAKA...11
2.1 Air...11
2.1.1 Pemakaian Air Untuk Beragam Keperluan...12
2.2 Hujan...14
2.2.1 Siklus Hidrologi...15
2.3 Rainwater harvesting...17
2.3.1 Komponen sistem pemanenan air hujan...19
2.3.2 Kuantitas pemanenan air hujan...22
2.4 Analisa hidrologi...23
2.4.1 Analisa frekuensi curah hujan metode distribusi gumbel...23
2.4.2 Analisa intensitas hujan...24
3.4 Analisa neraca air...25
4.4 Penelitian terdahulu...25
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 wgwwrw...12 Gambar 2. 2 vfvvfrv...12
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Tingkatan Hujan Berdasarkan Intensitas...11 Tabel 2. 26uyyyyy...12
DAFTAR ISTILAH
DAFTAR LAMPIRAN
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan yang vital bagi kehidupan. Musim kemarau dengan durasi waktu yang panjang merupakan salah satu dari beberapa faktor yang mempengaruhi menipisnya pasokan sumber air yang ada di alam. Di daerah perkotaan seiring pesatnya pembangunan, kebutuhan air bersih selalu meningkat sementara air bersih semakin langka. Hasil survei Direktorat Pengembangan Air Minum Ditjen Cipta Karya pada tahun 2006 menyatakan bahwa setiap manusia di Indonesia mengkonsumsi air rata–rata sebanyak 144 liter per hari, penggunaan terbanyak yakni sebagai kebutuhan air bersih selebihnya untuk keperluan air bersih yang lain. Seiring perkembangan zaman dan jumlah populasi penduduk semakin tinggi maka pemenuhan kebutuhan air baku juga semakin tinggi.
Sebagian besar wilayah Indonesia berada digaris katulistiwa hal tersebut mengakibatkan Indonesia beriklim tropis dan dengan memiliki curah hujan yang cukup tinggi disetiap tahunnya. Walaupun demikian, sebagian wilayah di Indonesia mengalami kekurangan air pada saat musim kemarau dan mengalami kelebihan air hingga terjadi banjir pada musim penghujan. Masih didapatkan daerah yang sumber air bersihnya mengalami kekurangan karena kuantitas air tanahnya sedikit, atau sungai dengan debit air yang tidak banyak. Disisi lain sistem jaringan PDAM belum bisa melayani kebutuhan air bersih masyarakat secara maksimal. Salah satu cara untuk mewujudkan gagasan tersebut adalah dengan menerapkan konsep pemanenan air hujan (Rain Water Harvesting).
Rainwater Harvesting adalah proses pemanenan air hujan yang ditampung melalui atap sebuah bangunan yang kemudian air hujan tersebut disimpan di dalam sebuah bak atau tangki penampungan (Maryono dan Santoso, E.N., 2006).
Dengan adanya pemanenan air hujan potensi sumber daya air yang sebelumnya terbuang sia-sia kemudian dapat dialirkan di dalam tangki penyimpanan dan nantinya bisa dimanfaatkan untuk kebutuhan sehari - hari terutama sebagai keperluan air bersih disaat musim kemarau.
Universitas Pakuan, sebagai salah satu institusi pendidikan tinggi di Indonesia, juga menyadari pentingnya menjaga dan menggunakan sumber daya air dengan bijak. Oleh karena itu, penerapan rainwater harvesting di Universitas Pakuan
merupakan salah satu langkah strategis dalam upaya menjaga keberlanjutan lingkungan kampus dan mengurangi ketergantungan terhadap sumber air yang terbatas. Penerapan rainwater harvesting di Universitas Pakuan memberikan banyak manfaat yang signifikan. Pertama, dengan mengumpulkan dan memanfaatkan air hujan, universitas dapat mengurangi beban terhadap sumber daya air publik, terutama pada musim kemarau yang cenderung mengalami kekeringan. Hal ini membantu menjaga ketersediaan air bersih bagi seluruh warga kampus. Selain itu, rainwater harvesting juga memberikan kontribusi positif terhadap upaya pengelolaan air limbah di kampus. Dengan menggunakan air hujan untuk keperluan non-potable, penggunaan air bersih dapat dikurangi, sehingga mengurangi volume air limbah yang dihasilkan. Hal ini sejalan dengan prinsip-prinsip keberlanjutan dan pengelolaan sumber daya yang efisien.
1.2Maksud dan Tujuan
a. Maksud dari pada penelitian ini ialah:
Maksud dilakukannya penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi penerapan Rain Water Harvesting sebagai salah satu langkah strategis dalam upaya menjaga keberlanjutan lingkungan kampus dan mengurangi ketergantungan terhadap sumber air yang terbatas. PDAM dan air tanah b. Tujuan dari pada penelitian ini ialah :
1. Menganalisis jumlah kebutuhan penggunaan air.
2. Menganalisis potensi volume air hujan. beserta variabelitas temporal 3. Menghitung penghematan dari pengelolaan air hujan. pemanenan
1.3Metodologi Penelitian
Untuk melengkapi pembahasan dalam penulisan tugas akhir digunakan metode sebagai berikut :
1. Metode pengumpulan data
Pengumpulan data ditempuh dengan cara : a. Studi Pustaka (Library Research)
Pengumpulan data teoritis dilakukan melalui buku referensi dari perpustakaan dan buku panduan lainnya yang berhubungan dengan permasalahan dalam tugas akhir ini.
b. Studi Lapangan
Dalam pengumpulan data di lapangan diperlukan beberapa data sekunder, yaitu :
No Data Sumber Keterangan
1 Curah Hujan Stasiun / Data online BMKG
2013 – 2022
2 Jumlah Populasi Universitas Pakuan 2018 – 2022
3 Gambar Bangunan Universitas Pakuan 2023
4 Penggunaan Air PDAM Universitas Pakuan 2018 – 2022
2. Metode analisis data
Dalam menganalisa data digunakan metode : a. Analisa Hidrologi
Digunakan untuk menganalisis curah hujan dan intensitas hujan yang terjadi pada periode tertentu.
b. Analisa Neraca Air
Digunakan untuk mengetahui jumlah air mengalami kelebihan (surplus) ataupun kekurangan (defisit) pada periode tertentu.
1.4Ruang Lingkup dan Batasan Masalah
Pada penelitian ini penulis memberikan beberapa batasan masalah yang di ambil agar sesuai dengan lingkup dan fokus penyelesaian penelitian, berikut adalah :
1. Objek penelitian adalah seluruh atap gedung Universitas Pakuan.
2. Menggunakan 3 stasiun hujan terdekat.
3. Fokus penelitian hanya pada potensi penerapan dengan cakupan aspek yaitu intensitas curah hujan, potensi volume air hujan, dan penghematan biaya.
1.5Sistematika Penelitian
Adapun sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan tentang abstraksi, latar belakang penulisan, maksud dan tujuan penulisan, metode penulisan, sistematika penulisan, dan kerangka pemikiran.
2. BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menguraikan tentang teori-teori dan referensi yang digunakan serta berhubungan dengan permasalahan penulisan.
3. BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini membahas tentang data umum, langkah-langkah kerja yang akan dilakukan dalam pengambilan data serta langkah-langkah kerja dalam menganalisis data dan hasil penelitian.
4. BAB IV. ANALISIS PEMBAHASAN
Bab ini menguraikan analisa dan hasil penelitian dari pengelolahan data yang berupa “Studi Potensi Penerapan Sistem Rainwater Harvesting Di Universitas Pakuan”. Meliputi intensitas curah hujan, kebutuhan air bersih, potensi volume air hujan, dan penghematan dari pengelolaan air hujan tersebut.
5. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang berisi kesimpulan dari hasil analisis dan pembahasan keseluruhan serta beberapa saran yang direkomendasikan oleh penulis.
6. DAFTAR PUSTAKA
Menuliskan beberapa referensi yang dipakai oleh penyusun dalam menyelesiakan tugas akhir ini.
7. LAMPIRAN
Terdiri dari gambar–gambar dan keterangan data–data yang mendukung penulisan tugas akhir ini.
1.6 Kerangka Pemikiran Tugas Akhir
MULAI LATAR BELAKANG
MAKSUD DAN TUJUAN BATASAN MASALAH STUDI PUSTAKA
PENGUMPULAN DATA
STUDI LITERATUR DATA SEKUNDER
1. Buku-buku referensi 1. Data curah hujan 2. Jurnal-jurnal
3. SNI
2. Data jumlah populasi 3. Data gambar bangunan 4. Data penggunaan air PDAM
PENGOLAHAN DATA PENYUSUNAN
LAPORAN KESIMPULAN DAN
SARAN SELESAI
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Air menjadi salah satu aspek yang paling menentukan dalam kelangsungan bumi beserta isinya. Air merupakan kandungan zat terbesar dibumi 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 dibumi pada dasarnya jumlahnya tetap, yang berbeda adalah bentuknya.
Masing-masing penampung air (reservoir) mempunyai jumlah air yang berbeda- beda. Namun demikian dimanapun air berada akan berputar sesuai dengan siklusnya.
Berikut ini menggambarkan bentuk-bentuk air beserta komposisinya.
Tabel 2.1: Volume air dipermukaan bumi
Reservoir Volume (km³ x 109) Persentase (%)
Lautan 1370 97,25
Kutub Es dan Glaciers 29 2,05
Air Tanah 9,5 0,68
Danau 0,125 0,01
Kelembaban Tanah 0,065 0,005
Atmosfer 0,013 0,001
Sungai 0,0017 0,0001
Biosfer 0,0006 0,00004
Sumber: Water Environment Federation, 2001.
Air sepenuhnya menjadi kebutuhan mutlak manusia serta mahluk hidup lainnya dibumi. 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 yang 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 permukiman karena air hujan yang jatuh tidak dapat langsung meresap kedalam tanah sehingga air hujan akan menjadi air limpasan. Untuk mengatasi 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, penyimpaan, 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.
2.1.1 Pemakaian Air Untuk Beragam Keperluan
Pemakaian air bersih diperkotaan biasanya digolongkan sesuai dengan lingkungan penggunaannya. Secara umum kebutuhan air bersih digolongkan sebagai:
a. Rumah Tangga (Domestic)
Yaitu air yang digunakan didalam rumah, hotel, dll untuk keperluan pribadi sehari hari seperti minum, mandi, mencuci serta kegiatan dengan tujuan kebersihan dan kesehatan, sanitasi, memasak, dan penggunaan lainnya. Pemakaian air pada jenis ini bervariasi sesuai dengan tingkat ekonomi pengguna, yakni berkisar 50 liter sampai 250 liter per orang tiap hari (Metcalf dan Eddy 2004). Besar pemakaian ini sudah termasuk untuk menyiram rumput dan tanaman. Pemakaian rumah tangga ini sekitar 50% dari pemakaian total, dan menjadi lebih besar jika pemakaian totalnya kecil.
b. Industri dan perdagangan (Commercial and Industrial)
Air yang dipergunakan untuk memenuhi kebutuhan kegiatan industri dan perdagangan seperti pabrik, kantor dan pusat perbelanjaan. Kebutuhan ini berbeda- beda pada tiap tempat sesuai dengan ukuran dan jenis industri serta tingkat
ketergantungannya dari sistem air kota yang ada. Jumlah air yang dibutuhkan untuk keperluan industri dan perdagangan berhubungan dengan beberapa faktor, seperti unit produksi, jumlah tenaga kerja, atau luas lantai yang dibangun. Pada kota dengan jumlah penduduk lebih dari 25.000 orang, pemakaian industri dan perdagangan adalah sekitar 15% dari pemakaian total.
c. Penggunaan Umum (Public Use)
Air yang digunakan untuk bangunan umum dan digunakan untuk pelayanan masyarakat. Termasuk dalam jenis ini adalah air untuk bangunan-bangunan kota, sekolah, pengelontoran, dan perlindungan terhadap kebakaran. Air yang digunakan untuk keperluan ini adalah sekitar 50 sampai 75 liter per orang tiap hari.
d. Hilang dan Terbuang (loss and waste)
Air yang digunakan untuk pemakaian yang tidak spesifik dan tidak terduga serta bukan untuk pemakaian tertentu. Pemakaian ini dapat ditimbulkan oleh karena kesalahan dalam pembacaan meteran, sambungan yang tidak tercatat pemakaiaannya atau sambungan yang tidak resmi serta kebocoran pada sistem distribusi.
Tabel 2.2 pemakaian air rata – rata setiap hari
No Jenis gedung Pemakaian air Satuan
1 Rumah 120 Liter/Penghuni/Hari
2 Rumah susun 100 Liter/Penghuni/Hari
3 Asrama 120 Liter/Penghuni/Hari
4 Rumah sakit 500 Liter/Penghuni/Hari
5 Sekolah dasar 40 Liter/Penghuni/Hari
6 Sltp 50 Liter/Penghuni/Hari
7 Sma/smk dan perguruan
tinggi 80 Liter/Penghuni/Hari
8 Ruko/rukan 100 Liter/Penghuni/Hari
9 Kantor/pabrik 50 Liter/Penghuni/Hari
10 Toserba, toko pengecer 5 Liter/Penghuni/Hari
11 Restoran 15 Liter/Penghuni/Hari
12 Hotel berbintang 250 Liter/Penghuni/Hari
13 Hotel Melati/penginapan 150 Liter/Penghuni/Hari
14 Gedung pertunjukan,
bioskop 10 Liter/Penghuni/Hari
15 Gedung serba guna 25 Liter/Penghuni/Hari
16 Stasiun, terminal 5 Liter/Penghuni/Hari
17 Tempat ibadah 10 Liter/Penghuni/Hari
Sumber: SNI 03-7065-2005
2.2 Hujan
Presipitasi merupakan air yang turun dari atmosfer ke permukaan bumi berupa hujan, hujan salju, kabut, embun, dan hujan es. Dimana maka digunakan istilah hujan untuk menggantikan presipitasi tersebut. Di atmosfer uap air tersebut akan naik sehingga terjadi kondensasi menjadi kristal-kristal es dan butir-butir air yang akhirnya jatuh sebagai hujan (Triatmodjo, 2008). Curah hujan merupakan tingginya air hujan yang terkumpul kedalam tempat yang tidak meresap, datar, tidak mengalir dan tidak menguap. Curah hujan satu mm artinya yaitu luasan 1 m di tempat yang datar tertampung air setinggi 1 mm atau dapat ditampung air sebanyak 1 liter. Intensitas curah hujan berupa ukuran jumlah hujan per satuan waktu selama hujan berlangsung.
Dapat dikatakan intensitasnya besar berarti hujan lebat dan kondisi tersebut sangat berbahaya karena berdampak dapat menimbulkan longsor , banjir dan efek negatif terhadap tanaman. Hujan dibagi menjadi lima tingkatan sesuai tingkat intensitasnya seperti pada tabel berikut :
Tabel 2.1 Tingkatan Hujan Berdasarkan Intensitas Tingkatan Intensitas (mm/menit)
Sangat Lemah < 0,02
Lemah 0,02 – 0,05
Sedang 0,05 – 0,25
Deras 0,25 – 1
Sangat Deras > 1
Sumber : Mori ett all, 1997 2.2.1 Siklus Hidrologi
Pada prinsipnya, jumlah air di alam ini tetap dan mengikuti suatu aliran yang dinamakan siklus hidrologi. Siklus hidrologi adalah suatu proses yang berkaitan, dimana air diangkut dari lautan ke atmosfir (udara), ke darat dan kembali lagi ke laut.
Hujan yang jatuh ke bumi baik langsung menjadi aliran maupun tidak langsung yaitu melalui vegetasi atau media lainnya akan membentuk siklus aliran air mulai dari tempat yang tinggi (pegunungan) menuju ke tempat yang rendah baik di permukaan tanah maupun didalam tanah yang berakhir di laut.
Siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi, dan transpirasi.
Air di bumi mengalami suatu siklus melalui serangkaian peristiwa yang berlangsung terus-menerus, dimana kita tidak tahu kapan dan darimana berawalnya dan kapan pula akan berakhirnya (Suripin, 2004). Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut. Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah.
Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontiniu dalam tiga cara yang berbeda :
Evapotranspirasi: Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan sebagainya kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfir) dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) 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 vertical atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.
Air permukaan: Air bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau, makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah aliran sungai menuju laut. Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa) dan sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir ke laut.
Gambar 2.1 Siklus Hidrologi
Sumber : Siklus Hidrologi (Soemarto, 1987).
Dengan adanya penyinaran matahari, maka semua air yang ada dipermukaan bumi akan berubah wujud berupa gas/uap akibat panas matahari dan disebut dengan penguapan atau evaporasi dan transpirasi. Uap ini bergerak di udara (atmosfir), kemudian akibat perbedaan temperatur di udara dari panas menjadi dingin maka air akan terbentuk akibat kondensasi dari uap menjadi cairan (from air to liquid state).
Hujan jatuh ke bumi baik secara langsung maupun melalui media misalnya melalui tanaman (vegetasi). Di bumi air mengalir dan bergerak dengan berbagai cara. Pada retensi (tempat penyimpanan) air akan menetap untuk beberapa waktu. Retensi dapat berupa retensi alam seperti daerah – daerah cekungan, danau tempat-tempat yang rendah. Maupun retensi buatan seperti tampungan, sumur, embung, waduk.
Secara gravitasi, air mengalir dari daerah yang tinggi ke daerah yang rendah, dari gunung – gunung, pegunungan ke lembah, lalu ke daerah yang lebih rendah, sampai ke daerah pantai dan akhirnya akan bermuara ke laut. Aliran air ini disebut aliran permukaan tanah karena bergerak diatas muka tanah. Aliran ini biasanya akan memasuki daerah tangkapan atau daerah aliran menuju ke sistem jaringan sungai, sistem danau atau waduk. Dalam sistem sungai aliran mengalir mulai dari sistem sungai kecil ke sistem sungai yang besar dan akhirnya menuju mulut sungai atau sering disebut estuari yaitu tempat bertemunya sungai dengan laut.
Air hujan sebagian mengalir meresap kedalam tanah atau sering disebut dengan infiltrasi, dan bergerak terus kebawah. Air hujan yang jatuh ke bumi sebagian menguap (evaporasi dan transpirasi) dan membentuk uap air. Sebagian lagi mengalir masuk kedalam tanah (infiltrasi, perkolasi, kapiler). Air tanah adalah air yang bergerak didalam tanah yang terdapat didalam ruang-ruang antara butir-butir tanah dan didalam retak-retak dari batuan. Dahulu disebut air lapisan dan yang terakhir disebut air celah (fissure water). Aliran air tanah dapat dibedakan menjadi aliran tanah dangkal, aliran tanah antara dan aliran dasar (base flow). Disebut aliran dasar karena aliran ini merupakan aliran yang mengisi sistem jaringan sungai. Hal ini dapat dilihat pada musim kemarau, ketika hujan tidak turun untuk beberapa waktu, pada suatu sistem sungai tertentu aliran masih tetap dan kontiniu.
Sebagian air yang tersimpan sebagai air tanah (groundwater) yang akan keluar ke permukaan tanah sebagai limpasan, yakni limpasan permukaan (surface runoff), aliran intra (interflow) dan limpasan air tanah (groundwater runoff) yang terkumpul di sungai yang akirnya akan mengalir ke laut kembali terjadi penguapan dan begitu seterusnya mengikuti siklus hidrologi. Penyimpanan air tanah besarnya tergantung dari kondisi geologi setempat dan waktu. Kondisi tata guna lahan juga berpengaruh terhadap tampungan air tanah, misalnya lahan hutan yang beralih fungsi menjadi daerah permukiman dan curah hujan daerah tersebut. Sebagai permulaan dari simulasi harus ditentukan penyimpangan awal (initial storage).
Hujan jatuh ke bumi baik secara langsung maupun melalui media misalnya melalui tanaman (vegetasi), masuk ke tanah begitu juga hujan yang terinfiltrasi. Sedangkan air yang tidak terinfiltrasi yang merupakan limpasan mengalir ke tempat yang lebih rendah, mengalir ke danau dan tertampung. Dan hujan yang langsung jatuh diatas sebuah danau (reservoir) air hujan (presipitasi) yang langsung jatuh di atas danau menjadi tampungan langsung. Air yang tertahan didanau akan mengalir melalui sistem jaringan sungai, permukaan tanah (akibat debit banjir) dan merembes melalui tanah. Dalam hal ini air yang tertampung di danau adalah aliran intra (inflow), sedangkan yang mengalir atau merembes adalah (outflow).
2.3 Rainwater harvesting
Rainwater harvesting adalah proses pemanenan air hujan yang ditampung melalui atap sebuah bangunan yang kemudian air hujan tersebut disimpan di dalam sebuah
bak atau tangki penampungan (Maryono dan Santoso, E.N. 2006). Penghematan air hujan dan penggunaan kembali adalah hal yang penting pada saat ini. Menurut ekologis ini adalah alasan mengapa memanen air hujan penting untuk konservasi air (Worm, Janette dan Hattum, Tim Van, 2006), yaitu:
a. Sistem pemanenan air hujan merupakan alternatif yang baik dan bermanfaat dikarenakan peningkatan kebutuhan terhadap air berakibat meningkatnya pengambilan air tanah sehingga mengurangi cadangan air tanah yang tesedia.
b. Keberadaan air dari sumber air seperti danau, sungai, dan air bawah tanah sangat fluktuatif. Mengumpulkan dan menyimpan air hujan dapat menjadi solusi saat kualitas air permukaan, seperti air danau atau sungai, menjadi rendah selama musim hujan.
c. Mengumpulkan dan melakukan penyimpanan air di dekat rumah akan meningkatkan akses terhadap persediaan air dan berdampak baik pada kesehatan serta memperkuat rasa kepemilikan pemakai terhadap sumber air alternatif.
d. Kegiatan industri dapat mencemari air dan menimbulkan limbah dari kegiatan manusia misalnya masuknya mineral seperti arsenic dan garam.
Maryono dan Santoso (2006) menyebutkan bahwa teknik pemanenan air hujan atau disebut juga dengan istilah rainwater harvesting berupa suatu cara menampung air hujan pada saat curah hujan tinggi untuk selanjutnya digunakan disaat hujan sedang rendah. Dilihat dari ruang lingkup implementasinya, Teknik ini bisa digolongkan dalam 2 (dua) penggolongan, yaitu :
1. Teknik pemanenan air hujan dengan atap bangunan (roof top rainwater harvesting).
2. Teknik pemanenan air hujan (dan aliran permukaan) dengan bangunan reservoir, seperti parit, embung, kolam, situ, waduk, dan sebagainya.
Teknik pemanenan air hujan dengan menggunakan atap sebagai daerah tangkapan airnya (catchment area) dimana air hujan yang jatuh di atas atap kemudian disalurkan melalui talang untuk selanjutnya dikumpulkan dan ditampung ke dalam tangki atau bak penampung air hujan. Al Amin et al (2008) menyebutkan bahwa konstruksi untuk bangunan pemanen air hujan dapat dibuat dengan cepat karena cukup sederhana dan mudah dalam pembuatannya.
2.3.1 Komponen sistem pemanenan air hujan
Komponen dasar dari suatu pemanen air hujan terdiri dari 3 (tiga) komponen dasar yaitu :
1. Catchment atau area penangkapan air hujan ini merupakan permukaan (atap) untuk menangkap air hujan yang kemudian dikumpulkan untuk disimpan. Secara teoritis, untuk setiap meter persegi area tangkapan atap, 1 liter air hujan bisa ditangkap per milimeter curah hujan. semakin besar tangkapan air, semakin besar jumlah air hujan yang bisa dikumpulkan per milimeter curah hujan.
Berikut hubungan antara tangkapan air (atap) dan volume air hujan yang terkumpul.
Gambar 2.2 Hubungan daerah tangkapan air hujan dan volume air hujan Sumber: Christopher Despins, M.Sc., P. Eng., 2012
2. Delivery system atau sistem pengaliran air hujan. Biasanya terdiri atas saluran pengumpul, atau pipa yang mengalirkan air hujan yang turun dari atap ke tangki penyimpanan melalui pipa atau talang. Agar mampu mengalirkan air hujan semaksimal mungkin, saluran pengumpul atau pipa dibuat dengan ukuran, kemiringan, serta disesuaikan dengan kebutuhan.
Gambar 2.3 desain sistem pemanenan dan pengaliran air hujan (tambak) Sumber: Husnna Aishah Zabidi, 2020
Gambar 2.3 desain sistem pemanenan dan pengaliran air hujan (atap). (a) penyimpanan di atas tanah. (b) penyimpanan di bawah tanah.
Sumber: Husnna Aishah Zabidi, 2020.
3. Storage reservoir merupakan tempat penyimpanan atau penampungan air hujan ini bisa berupa tanki alami seperti kolam atau dam, maupun tangki buatan seperti tong, bak, atau bangunan beton. Dalam storage reservoir, kita juga bisa membuat filter sendiri yang bertujuan untuk menyaring sampah (daun, plastik, dll) yang mungkin ikut terbawa air hujan. dalam kondisi tertentu, filter harus bisa dilepas dengan mudah dan dibersihkan dari sampah.
Tabel 2.3 Kelebihan dan Kelemahan Letak Tangki Penyimpanan Letak Tangki
Penyimpanan Kelebihan Kelemahan
Di atas permukaan tanah
mudah perawatan (retak atau bocor).
Ektrasi air lebih mudah, dapat dengan sistem gravitasi.
Dapat dibuat lebih tinggi agar meningkatkan tekanan air yang dikeluarkan.
Membutuhkan luas / tempat lebih banyak.
Biasanya lebih mahal
Rentan terhadap dampak cuaca.
Kegagalan konstruksi lebih berbahaya.
Di bawah permukaan tanah
Mudah memerlukan luas / tempat yang lebih sedikit bahkan kadang tidak terlihat, sehingga tidak menggangu luasan yang ada.
Tidak mengganggu tampilan rumah atau visual bangunan,
Air yang dihasilkan lebih dingin,
Ekstrasi air lebih kompleks.
Kebocoran dan
kerusakan lebih susah untuk dideteksi.
Kemungkinan
kontaminasi dari air tanah atau runoff
Struktur rentan terhadap akar tanaman atau kenaikan air.
Susah untuk
dibersihkan.
Tidak sesuai untuk wilayah yang tinggi muka air tanahnya di atas dasar tangki Sumber: Jurnal Teknik sipil dan perencanaan studi Teknik sipil, 2019
2.3.2 Kuantitas pemanenan air hujan
Untuk menentukan ukuran air hujan yang dibutuhkan, ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan antara lain volume air yang dibutuhkan per hari,ukuran tangkapan air hujan, tinggi rendahnya curah hujan, kegunaan air hujan sebagai alternatif air bersih, dan tempat yang tersedia. Untuk mengetahui kebutuhan air secara total, harus ditentukan kuantitas air yang diperlukan untuk keperluan outdoor seperti: irigasi, reservoir (liter/hari) dan indoor seperti: mandi, cuci, toilet, kebocoran (liter/hari).
Jika volume air yang dibutuhkan sudah ditentukan, maka volume air hujan yang dapat ditangkap akan menentukan ukuran sistem pemanenan air hujan yang dibutuhkan. Menurut Maryono, A., (2016) dalam Ariyanto, D., (2017), jumlah air yang dapat dipanen dirumuskan sebagai berikut
∑Q = a x R24 X A
Keterangan :
∑Q = Jumlah air yang dapat di panen(liter/hari) A = Luas atap bangunan ( m2)
a = Koefisien run off (0,8)
R24 = Rata-rata curah hujan harian maksimum (mm/hari)
Effisiensi air hujan yang ditangkap ditentukan oleh koefisien tangkapan air hujan, dimana koefisien ini merupakan presentase air hujan yang ditangkap dari sistem PAH yang memperhitungkan kehilangan air. Koefisen ini bergantung dari desain sistem PAH dan pemanfaatan air hujan untuk memenuhi kebutuhan air. Untuk kebutuhan indoor koefisien efisiensi sebesar 75-90%, sedangkan untuk kebutuhan outdoor sebesar 50% (UNEP, 2001).
2.4 Analisa hidrologi
Analisis hidrologi merupakan bidang yang sangat rumit dan kompleks. Hal ini dikarenakan oleh ketidakpastian siklus hidrologi itu sendiri, rekaman data dan kualitas data. Karena hujan adalah kejadian yang tidak adapat diprediksi secara pasti seberapa besar curah hujan yang akan terjadi pada suatu periode waktu, maka diperlukan analisis hidrologi (Triatmodjo, 1998).
2.4.1 Analisa frekuensi curah hujan metode distribusi gumbel
Analisa frekuensi curah hujan menggunakan metode distribusi Gumbel dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
XT= ´X+k . Sx ...
(2.1)
X´ =
∑
1 nXi n
...
(2.2)
Sx=
√ ∑(n−1Xi− ´X) ...
. (2.3)
r=YT−YN
Sn ...
(2.4) Dimana:
XT = Besarnya curah hujan rencana untuk periode ulang T tahunan X´ = Harga rata-rata dari data
Sx = Standar Deviasi
r = Faktor frekuensi yang merupakan fungsi dari periode ulang (return period) dan tipe frekuensi
YT = Faktor reduksi sebagai fungsi dari periode ulang T
Yn = Fungsi n dari banyak data
Sn = Standar deviasi reduksi sebagai fungsi dari banyaknya data
2.4.2 Analisa intensitas hujan
Intensitas hujan adalah ketinggian curah hujan yang terjadi pada suatu kurun waktu di mana air tersebut terkonsentrasi (Joesron Loebis, 1992). Untuk mendapatkan nilai intensitas hujan, alat penakar hujan harus mampu mencatat besarnya volume hujan dan waktu mulai berlangsungnya hujan sampai hujan tersebut berhenti. Durasi adalah lamanya suatu kejadian hujan. Intensitas hujan yang tinggi pada umumnya berlangsung dengan durasi pendek dan meliputi daerah yang tidak luas. Hujan yang meliputi daerah luas, jarang sekali dengan intensitas tinggi tetapi dapat berlangsung dengan durasi cukup panjang. Kombinasi dari intensitas hujan yang tinggi dengan durasi panjang jarang terjadi, tetapi apabila terjadi berarti sejumlah besar volume air bagaikan ditumpahkan dari langit (Sudjarwadi, 1987)
Untuk menghitung intensitas hujan dengan data curah hujan harian dapat menggunakan metode Mononobe sebagai berikut :
I = R24 24 (
24 t
¿ ¿
2 3
)...(2.7)
dengan:
I = intensitas hujan (mm/jam), t = lamanya hujan (jam),
R24 = Curah hujan maksimum selama 24 jam (mm).
3.4 Analisa neraca air 4.4 Penelitian terdahulu
Aliran permukaan (run off) adalah bagian dari curah hujan yang mengalir diatas permukaan tanah menuju sungai, danau, dan lautan. Air hujan yang jatuh ke permukaan tanah yang ada langsung masuk ke dalam tanah atau disebut air infiltrasi.
Sebagian lagi tidak sempat masuk ke dalam tanah dan oleh karenanya mengalir di atas permukaan tanah ke tempat yang lebih rendah. Ada juga bagian dari air hujan yang telah masuk ke dalam tanah, terutama pada tanah yang hampir atau telah jenuh, air tersebut ke luar ke permukaan tanah lagi dan lalu mengalir ke bagian yang lebih rendah. Aliran air permukaan yang disebut terakhir sering juga disebut air larian atau limpasan.
Pemilihan nilai C yang tepat memerlukan pengalaman hidrologi yang luas. Faktor utama yang mempengaruhi C adalah laju infiltrasi tanah atau presentase lahan kedap air, kemiringan lahan, tanaman penutup tanah, dan intensitas hujan. permukaan kedap air, seperti perkerasan aspal dan atap bangunan, akan menghasilkan aliran hampir 100% setelah permukaan menjadi basah, seberapa pun kemiringannya (Suripin 2004).
Tabel 2.5 Nilai Koefisien C untuk Metode Rasional Deskripsi lahan / karakter permukaan Koefisien aliran, C Businnes
Perkotaan Pinggiran
0,70 – 0,95 0,50 – 0,70 Perumahan
Rumah Tunggal Multiunit, terpisah Multiunit, tergabung Perkampungan Apartemen
0,30 – 0,50 0,40 – 0,60 0,60 – 0,75 0,25 – 0,40 0,50 – 0,70 Industri
Ringan Berat
0,50 – 0,80 0,60 – 0,90 Perkerasan
Aspal dan beton Batu – bata, paving
0,70 – 0,95 0,50 – 0,70
Atap 0,75 – 0,95
Halaman, tanah berpasir Data, 2%
Rata – rata, 2 – 7%
Curam, 7%
0,05 – 0,10 0,10 – 0,15 0,25 – 0,35
Halaman kereta api 0,10 – 0,35
Taman tempat bermain 0,20 – 0,35
Taman, pekuburan 0,10 – 0,25
Hutan
Datar, 0 – 5%
Bergelombang, 5 – 10%
Berbukit, 10 – 30%
0,10 – 0,40 0,25 – 0,50 0,30 – 0,60 Sumber: Suripin, 2014
