BAB 2
TINJAUAN KEPUSTAKAAN
2.1
Air Tanah Air tanah adalah air yang bergerak di dalam tanah yang terdapat didalam
ruang antar butir-butir tanah yang meresap ke dalam tanah dan bergabung membentuk lapisan tanah yang disebut akuifer. Lapisan yang mudah dilalui oleh air tanah disebut lapisan permeabel, seperti lapisan yang terdahpat pada pasir atau kerikil, sedangkan lapisan yang sulit dilalui air tanah disebut lapisan impermeable, seperti lapisan lempung atau geluh. Lapisan yang dapat menangkap dan meloloskan air disebut akuifer (Herlambang, 1996). Pembentukan air tanah mengikuti siklus hidrologi, yaitu proses alamiah yang berlangsung paada air di alam, yang mengalami perpindahan tempat secara berurutan dan terus menerus. Dalam siklus hidrologi, peredaran air secara umum dari laut ke atmosfer melaui penguapan, kemudian jatuh kepermukaan bumi sebagai hujan. Air hujan yang jatuh ke daratan, sebagian akan diserap tanaman dan sebagian lainnya menguap kembali ke atmosfer, dan selebihnya mengalir di permukaan tanah lalu masuk ke sungai dan mengalir menuju ke laut, serta lainnya meresap ke dalam tanah.
Gambar 2.1 Siklus Hidrologi (Sumber : www.excelwater.com)
5
6 Untuk macam-macam jenis batuan yang terdapat kaitannya dengan air tanah dibagi menjadi 4 jenis (Rudianingsih, 2007), yaitu : 1.
Akuifer Suatu formasi yang mengandung cukup batuan lolos air yang mampu meloloskan air dalam jumlah yang berarti atau dengan kata lain disebut dengan lapisan pembawa atau mengandung air.
2.
Aquilud Suatu lapisan yang mengandung air tetapi tidak mampu melepaskannya dalam jumlah berarti atau disebut juga dengan persekat.
3.
Aquitard Suatu lapisan yang mengandung air yang tidak mampu melepaskan air dalam arah mendatar, tetapi melepaskan air yang berarti secara vertikal disebut juga dengan perlambat
4.
Aquifug Suatu lapisan yang kedap air yang tidak mampu menyimpan atau meneruskan air. Sedangkan
macam-macam
akuifer
berdasarkan
permeabilitas
batu
penyusunnya adalah sebagai berikut: 1.
Akuifer Bebas (Unconfined Aquifer) Yaitu lapisan lolos air yang hanya sebagian terisi oleh air dan berada di atas lapisan kedap air. Permukaan tanah pada aquifer ini disebut dengan water table (preatiklevel), yaitu permukaan air yang mempunyai tekanan hidrostatik sama dengan atmosfer.
2.
Akuifer Tertekan (Confined Aquifer) Yaitu akuifer yang seluruh jumlahnya air yang dibatasi oleh lapisan kedap air, baik yang di atas maupun di bawah, serta mempunyai tekanan jenuh lebih besar dari pada tekanan atmosfer.
3.
Akuifer Semi tertekan (Semi Confined Aquifer) Yaitu akuifer yang seluruhnya jenuh air, dimana bagian atasnya dibatasi oleh lapisan semi lolos air dibagian bawahnya merupakan lapisan kedap air.
4.
Akuifer Semi Bebas (Semi Unconfined Aquifer) Yaitu akuifer yang bagian bawahnya yang merupakan lapisan kedap air, sedangkan bagian atasnya merupakan material berbutir halus, sehingga pada lapisan penutupnya masih memungkinkan adanya gerakan air. Dengan
7 demikian akuifer ini merupakan peralihan antara aquifer bebas dengan akuifer semi tertekan.
2.1.1
Muka Air Tanah Air tanah ditemukan pada dua lapisan tanah, yaitu zona aerasi (zone of
aeration) dimana ruang antar partikel tanah terisi dengan udara dan air, dan lapisan yang lebih ke bawah lagi disebut zona jenuh (zone of saturation) dimana seluruh ruang antar partikel tanahnya terisi oleh air. Batas antara kedua zona di atas dinamakan muka air tanah (water table). Muka air tanah juga dapat didefinisikan sebagai bagian atas permukaan dimana ditemukan air tanah. Keadaan muka air tanah dipengaruhi oleh banyaknya peningkatan atau pengurangan air tanah (Rudianingsih, 2007).
Gambar 2.2 Muka Air Tanah (Sumber : http://myweb.cwpost.liu.edu/vdivener/notes/groundwater.htm)
8 2.1.2
Pergerakan Air Tanah Air meresap ke dalam tanah dan mengalir mengikuti gaya garavitasi bumi.
Akibat adanya gaya adhesi butiran tanah pada zona tidak jenuh air, menyebabkan pori-pori tanah terisi air dan udara dalam jumlah yang berbeda-beda. Setelah hujan, air bergerak kebawah melalui zona tidak jenuh air (zona aerasi). Sejumlah air beredar didalam tanah dan ditahan oleh gaya-gaya kapiler pada pori-pori yang kecil atau tarikan molekuler di sekeliling partikel-partikel tanah. Bila kapasitas retensi dari tanah pada zona aerasi telah habis, air akan bergerak kebawah kedalam daerah dimana pori-pori tanah atau batuan terisi air. Air di dalam zona jenuh air ini disebut air tanah (Linsley dkk., 1989 dalam Susiloputri,2009).
Gambar 2.3 Pergerakan Air Tanah (Sumber : http://glvirtualwater.net)
Secara alamiah, proses akumulasi air tanah terjadi pada suatu wadah yang disebut cekungan air tanah (groundwater basin), yakni tempat berlangsungnya proses pengimbuhan, pengaliran, dan pelepasan air tanah. Pada kenyataannya, pembentukan air tanah, sejak dari daerah imbuhan (recharge area) yang kemudian mengalir menuju daerah lepasan (discharge area) dapat terjadi dalam kurun waktu yang berbeda-beda di berbagai cekungan air tanah, yakni dari hitungan hari, bulan,
9 tahun, bahkan dapat hingga berabad-abad lamanya, tergantung pada kondisi geologi setempat.
Gambar 2.4 Zonasi Air Bawah Permukaan (Sumber : http://pubs.er.usgs.gov)
2.1.3
Aliran Air Tanah Beberapa faktor yang mempengaruhi pergerakan air permukaan tanah,
antara lain adalah (Soetrisno, 1999 dalam Usmar, 2006) •
Perbedaan kondisi energi di dalam air tanah itu sendiri
•
Kelulusan lapisan pembawa air (permeabilty)
•
Keterusan (transmissibility)
•
Kekentalan air tanah (viscosity) Air tanah membutuhkan energi untuk bergerak melalui celah antar butir.
Sumber gerakan adalah energi potensial. Energi potensial air tanah dicerminkan dari tinggi muka airnya (pizometric) pada tempat yang bersangkutan.. Air tanah yang mengalir dari titik energi potensial yang lebih tinggi menuju titik energi potensial yang lebih rendah, tidak ada aliran air tanah antara titik yang memiliki energi potensial yang sama (Soetrisno, 1999 dalam Usmar,2006) Garis khayal yang menghubungkan titik-titik yang sama energi potensialnya disebut garis kontur muka air tanah atau garis isohypse. Sepanjang garis kontur tersebut tidak terdapat aliran air tanah, karena arah aliran air tanah tegak lurus
10 dengan garis kontur. Aliran air tanah tersebut secara umum bergerak dari daerah imbuh (recharge area) ke daerah luah (discharge area) dan dapat muncul ke permukaan secara alami maupun buatan (Usmar dkk, 2006).
Gambar 2.5 Aliran Air (Sumber : http://www.geocities.ws/Eureka/Gold/1577/hg_eng.html)
2.1.4
Munculan Air Tanah Air tanah mungkin muncul secara alami ke permukaan sebagai mata air atau
karena aktivitas manusia melalui sumur (Soetrisno, 1999 dalam Usmar, 2006). Mata air adalah keluarnya terkonsentrasi air tanah muncul di permukaan tanah sebagai arus air yang mengalir. Dilihat dari penyebab kemunculannya, mata air dapat dibagi menjadi dua kategori (Todd, 1980), yaitu: •
yang dihasilkan dari kekuatan non-gravitasi;
•
yang dihasilkan dari gaya gravitasi.
2.1.5
Ketersediaan Air Tanah Penyebaran vertikal air bawah permukaan dapat dibagi menjadi zona tak
jenuh (zone of aeration) dan zona jenuh (zone of saturation). Zona tak jenuh terdiri dari ruang antara sebagian terisi oleh air dan sebagian terisi oleh udara, sementara ruang antara zona jenuh seluruhnya terisi oleh air. Air yang berada pada zona tak jenuh disebut air gantung (vodose water), sedangkan yang tersimpan dalam ruang merambat (capillary zone) disebut air merambat (capillary water).
11
Gambar 2.6 Skema air bawah tanah (Sumber :Usmar dkk, 2006)
Air yang berada pada zona tak-jenuh disebut air gantung (vodose water), dan yang tersimpan dalam ruang merambat (capillary zone) disebut air merambat (capillary water) (Usmar dkk, 2006). Air tanah adalah bagian dari air yang ada di bawah permukaan tanah (subsurface water), yakni yang berada di zona jenuh air (zone of saturation). Keterdapatan air tanah pada zona jenuh mengisi ruang-ruang antara butir batuan rongga-rongga batuan (Usmar dkk, 2006).
2.1.6
Resapan Air Tanah Resapan air tanah diperlukan untuk mengetahui seberapa besar air hujan
yang menyerap kedalam tanah. Jumlah resapan air bawah tanah dihitung berdasarkan besarnya curah hujan dan besarnya derajat infiltrasi yang terjadi pada suatu wilayah, yang kemudian meresap masuk ke dalam tanah sebagai imbuhan air tanah (Usmar dkk, 2006)
12
Gambar 2.7 Resapan Air Tanah (Sumber : http://www.kalkaskacounty.net/planningeduc0019.asp)
2.1.7
Kualitas Air Tanah Karena air tanah terjadi di daerah resapan dan aliran untuk melepaskan
daerah melalui celah batuan pembentuk akuifer, air tanah dapat terlarut mineral batuan dan mungkin dipengaruhi oleh lingkungannya. Oleh karena itu, kualitas air tanah yang berbeda dan bervariasi dari satu tempat ke tempat lain, tergantung di mana infiltrat air tanah, bergerak, terakumulasi, dan kondisi lingkungan. Kualitas air tanah dinyatakan dalam sifat fisik, kimia dan konstituen isi bakteriologis. Kondisi kualitas air tanah telah dibakukan berdasarkan penggunaannya, seperti kualitas air untuk minum, irigasi atau industri.
2.1.8
Faktor – Faktor Penurunan Muka Air Tanah Muka air tanah dapat mengalami penurunan maupun kenaikan yang dapat
terjadi akibat perubahan siklus cuaca, curah hujan, serta dikarenakan aktivitas manusia. Seperti lahan tanah yang semakin sempit sehingga berkurangnya kemampuan tanah untuk menyerap air.
13 Menurut Todd (1959), terdapat beberapa faktor penyebab penurunan muka air tanah, antara lain : 1.
Pemompaan Pada saat pemompaan, tinggi muka air tanah dapat mengalami penurunan secara alamiah. Pemompaan ini berpengaruh pada tinggi muka air di bawah tanah, terutama pada daerah sekitar pemompaan terjadi. Jika pengeluaran air tidak diimbangi dengan infiltrasi air hujan dan pemasukan air dari sungai, maka muka air tanahnya akan berkurang dan hasilnta adalah apa yang disebut dengan cone of depression disekitar sumur. Peristiwa penurunan ini dapat berlangsung dalam jangka waktu tertentu dan penurunannya dapat pula sedikit dan dapat pula mencapai ratusan centimeter.
2.
Perubahan musim Pada musim kemarau dengan curah hujan yang sedikit menyebabkan berkurangnya jumlah pasokan air tanah dikarenakan air yang jatuh ke permukaan bumi hanya cukup untuk membasahi lapisan atas tanah (soil moisture). Air yang sedikit ini tidak sempat untuk mengalami infiltrasi karena sesampainya di permukaan bumi, air banyak yang mengalami penguapan. Ditambah lagi dengan pemakaian air yang cenderung lebih banyak untuk irigasi dan memenuhi kebutuhan sehari-hari dan pada akhirnya akan terjadi penurunan muka air tanah.
3.
Perubahan tutupan tanah Perubahan penggunaan tanah erat kaitannya dengan tutupan tanah. Pada perubahan penggunaan tanah lebih banyak menuju ke arah industri atau pemukiman. Hal ini menyebabkan berkurangnya tutupan vegetasi yang sangat membantu proses infiltrasi. Berubahnya tutupan tanah karena adanya pembangunan, baik perumahan ataupun pembangunan lainnya akan dapat meningkatkan aliran permukaan dan dapat memperkecil infiltrasi. Kecilnya infiltrasi berarti pemasukan air untuk akuifer akan berkurang, sedangkan pemakaiannya cenderung bertambah apalagi jika ditambah dengan pemakaian air oleh industri.
4.
Aliran air sungai Aliran air sungai memiliki kontak langsung dengan unconfined aquifer, sungai tersebut dapat mengisi akuifer dan dapat pula mendapat pasokan air dari akuifer tergantung pada perbedaan ketinggian muka airnya.
14 Sungai influent adalah sungai yang menyediakan air atau mengisi lapisan akuifer. Sedangkan sungai effluent adalah sungai yang mendapat air dari akuifer. Jenis sungai ini dapat berubah menjadi keadaan sebaliknya seiring dengan perubahan tingkatan sungai. Pada masa kering, sungai influent akan berubah menjadi sungai effluent. Karena curah hujan yang sedikit, tinggi muka air sungai turun sehingga air pada akuifer tersebut mengisi atau menjadi sumber air bagi sungai. Hasilnya adalah penurunan muka air tanah pada daerah sekitar sungai 5.
Evapotranspirasi Penurunan muka air tanah yang disebabkan oleh evaporasi dan transpirasi hamper sama, meskipun terkadang tidah begitu signifikan bila dibandingkan dengan besarnya penurunan muka air tanah yang disebabkan oleh faktor lainnya. Penurunan muka air maksimum terjadi pada saat siang hari sampai menjelang malam dimana pemakaian air melampaui pengisian air kembali.
6.
Fenomena meteorologis Fenomena meteorologis yang dapat menyebabkan penurunan muka air tanah adalah tekanan atmosfer dan angina.
2.2
Kandungan Unsur dalam Air Tanah Air hujan yang meresap ke dalam tanah membawa unsur-unsur kimia yang
memberikan beberapa pengarh terhadap berbagai kegiatan. Terdapat empat kelompok komposisi zat terlarut dalam air tanah (Hadipurwo, 2006 dalam Badan Geologi dan Tata Lingkungan, 2013) : 1.
Unsur utama (major constituents), dengan kandungan 1,0-1000 mg/l, yakni: natrium, kalsium, magnesium, bikarbonat, sulfat, klorida, silika.
2.
Unsur sekunder (secondary constituents), dengan kandungan 0,01-10 mg/l, yakni besi, strountium, kalium, kabornat, nitrat, florida, boron.
3.
Unsur minor (minor constituents), dengan kandungan 0,0001-0,1 mg/l, yakni atimon, aluminium, arsen, barium, brom, cadmium, krom, kobalt, tembaga, germanium, jodium, timbal, litium, mangan, molibdiunum, nikel, fosfat, rubidium, selenium, titanium, uranium, vanadium, seng.
4.
Unsur langka (trace constituents), dengan kandungan biasanya kurang dari 0,001 mg/l, yakni berilium, bismut, cerium, cesium, galium, emas, indium, lanthanum, niobium, platina, radium, ruthenium, scandium, perak, thalium, tharium, timah, tungsten, yttrium, zirkon.
15 Kualitas air tanah ditentukan oleh tiga sifat utama, yaitu : sifat fisik, kimia, dan sifat biologi/bakteriologi :
2.2.1
Sifat Fisik
Sifat fisik antara lain warna, bau, rasa, kekentalan, kekeruhan, suhu (Hadipurwo, 2006 dalam Badan Geologi dan Tata Lingkungan, 2013). 1.
Warna air tanah disebabkan oleh zat yang terkandung di dalamnya, baik berupa suspensi maupun terlarut.
2.
Bau air tanah dapat disebabkan oleh zat atau gas yang mempunyai aroma yang terkandung dalam air.
3.
Rasa air tanah ditentukan oleh adanya garam atau zat yang terkandung dalam air tersebut, baik yang tersuspensi maupun yang terlarut.
4.
Kekentalan air dipengaruhi oleh partikel yang terkandung di dalamnya. Semakin banyak yang dikandung akan semakin kental. Di samping itu apabila suhunya semakin tinggi maka kekentalannya akan semakin kecil (encer).
5.
Kekeruhan air disebabkan oleh adanya tidak terlarutkan zat yang dikandung. Sebagai contoh adalah adanya partikel lempung, lanau, juga zat organik ataupun mikroorganisme.
6.
Suhu air juga merupakan sifat fisik dari air. Suhu ini dipengaruhi oleh keadaan sekeliling, seperti musim, cuaca, siang-malam, tempat ataupun lokasinya.
2.2.2
Sifat Kimia Penentuan kualitas air yang termasuk dalam sifat kimia adalah kesadahan,
jumlah garam terlarut atau TDS (Total Dissolved Solids), DHL (Daya Hantar Listrik), keasaman, dan kandungan ion (Hadipurwo, 2006 dalam Badan Geologi dan Tata Lingkungan, 2013). 1.
Kesadahan atau Kekerasan Kesadahan atau kekerasan (total hardness), adanya kandungan Ca dan Mg. Kesadahan ada dua macam, yaitu kesadahan karbonat dan kesadahan non karbonat. Air dengan kesadahan tinggi sukar melarutkan sabun, oleh karenanya air tersebut perlu dilunakkan lebih dahulu.
16 2.
Daya Hantar Listrik Daya Hantar Listrik adalah sifat menghatanrkan listrik dari air. Air yang banyak mengandung garam akan mempunyai DHL tinggi. Pengukurannya dengan alat Electric Conductivity Meter
(EC
Meter),
yang satuannya
adalah
mikromhos/cm atau µmhos/cm atau µsiemens/cm sering ditulis µS/cm. Air tanah pada umumnya mempunyai harga 100 - 5000 µmhos. Besaran DHL dapat dikonversikan menjadi jumlah garam terlarut (mg/l), yaitu: 10 m3 µmhos/cm = 640 mg/l atau 1 mg/l = 1,56 mmhos/cm (1,56 µS/cm). Hubungan antara harga DHL dengan jumlah garam yang terlarut secara tepat perlu banyak koreksi seperti temperatur pengukuran, maupun tergantung juga dengan jenis garam yang terlarut, tetapi secara umum angka tersebut di atas sedikit banyak dapat mewakili. Adapun klasifikasi air berdasarkan harga DHL yang disajikan dalam Tabel 2.1 seperti di bawah ini.
Tabel 2.1 Klasifikasi air berdasarkan harga DHL (Hadipurwo,2006 dalam Badan Geologi dan Tata Lingkungan, 2013) DHL (mmhos/cm pada 25ºC) Macam Air 0,055 Air murni
3.
0,5 – 5,0
Air suling
5 – 30
Air hujan
30 – 2000
Air tanah
35.000 – 45.000
Air laut
Keasaman Air Keasaman air dinyatakan dengan pH, mempunyai besaran mulai dari 1-14. Air yang mempunyai pH 7 adalah netral, sedangkan yang mempunyai pH lebih besar/kecil dari 7 disebut bersifat basa/asam. Jadi air yang mengandung garam kalsium karbonat atau magnesium karbonat, bersifat basa (pH 7,5 - 8), sedangkan yang mempunyai harga pH < 7 adalah bersifat asam, sangat mudah melarutkan Fe, sehingga air yang asam biasanya mempunyai kandungan besi (Fe) tinggi. Pengukuran pH air di lapangan dilakukan dengan pH meter, atau kertas lakmus (Hadipurwo, 2006 dalam Badan Geologi dan Tata Lingkungan, 2013).
17 4.
Kandungan Ion Kandungan ion baik kation maupun anion yang terkandung di dalam air diukur banyaknya, biasanya dalam satuan part per million (ppm) atau mg/l. Ion-ion yang diperiksa antara lain Na, K, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cu, Zn, Cl, SO4, CO2, CO3, HCO3, H2SF, NH4, NO3, , NO2, KMn O4, SiO2, boron, ion-ion logam yang biasanya jarang akan tetapi ion ini bersifat sebagai racun antara lain As, Pb, Sn, Cr, Cd, Hg, Co (Hadipurwo, 2006 dalam Badan Geologi dan Tata Lingkungan,2013).
2.2.3
Sifat Biologi Kandungan biologi di dalam air diukur terutama dengan banyaknya bakteri
coli. Untuk standar air minum ada batas maksimum kandungan coli yang diperbolehkan (Hadipurwo, 2006 dalam Badan Geologi dan Tata Lingkungan, 2013).
2.3
Standar Kualitas Air Tanah Standar kualitas air tanah untuk masing-masing penggunaannya memiliki
persayaratan yang harus dipenuhi, sebagai contoh syarat kualitas air tanah untuk air minum. Adapun standar kualitas untuk air minum yang disajikan pada Tabel 2.2, berdasarkan PERMENKES No. 492/Menkes/Per/IV/2010.
Tabel 2.2 Syarat Kualitas Air Minum menurut PERMENKES No. 492/ Menkes/ Per/ IV/ 2010 Parameter
A.
Fisika
1
Bau
-
TDS
mg/L
Kekeruhan
Skala NTU
5 -
2 3 4
Satuan
Kadar Maksimum diperbolehkan
No
1000
Rasa
-
5
Suhu
⁰C
6
Warna
Skala TCU
B.
Kimia
a.
Kimia Anorganik
1
Air raksa
mg/L
0,001
Alumunium
mg/L
0,2
Arsen
mg/L
0,05
Barium
mg/L
1,0
Besi
mg/L
0,3
2 3 4 5
± 3 ⁰C
yang
18 6
Fluorida
mg/L
1,5
7
Kadnium
mg/L
0,005
8
Kesadahan
mg/L
500
9
Klorida
mg/L
250
10
Kromium
mg/L
0,05
Mangan
mg/L
0,1 200
11 12
Natrium
mg/L
13
Nitrat
mg/L
10
14
Nitrit
mg/L
1,0
15
Perak
mg/L
0,05
16
pH
-
17
Selenium
mg/L
0,01
18
Seng
mg/L
5,0
Sianida
mg/L
0,1 400
19 20
6,5 - 8,5
Sulfat
mg/L
21
Sulfida
mg/L
0,05
22
Tembaga
mg/L
1,0
23
Timbal
mg/L
0,05
b.
Kimia Organik
1
Aldrin dan Dieldrin
mg/L
0,0007
2
Benzena
mg/L
0,01
Benzo
mg/L
0,00001 0,0003
3 4
Chlordane
mg/L
5
Coloroform
mg/L
0,03
6
2,4 D
mg/L
0,10
7
DDT
mg/L
0,03
8
Detergen
mg/L
0,05
9
1,2 Discloroethane
mg/L
0,01
10
1,1 Discloroethane
mg/L
0,0003
Heptaclor
mg/L
0,003 0,00001
11 12
Hexachlorobenzene
mg/L
13
Gamma-HCH
mg/L
0,004
14
Methoxychlor
mg/L
0,03
15
Pentachlorophanol
mg/L
0,01
16
Pestisida
mg/L
0,10
17
2,4,6 urichlorohenol
mg/L
0,01
18
Zat organik
mg/L
10
C.
Mikrobiologi
1
Koliform Tinja
per 100 ml
0
2
Total koliform
per 100 ml
0
D.
Radio Aktivitas
1
Aktifitas Alpha
Bq/L
0,1
2
Aktifitas Beta
Bq/L
1
19 2.4
Sumur Resapan Karena tanah cukup permeabel dan / atau lahan yang cukup area untuk
sistem infiltrasi permukaan tidak tersedia, resapan air tanah juga dapat dicapai dengan vertikal sistem infiltrasi, seperti parit atau sumur resapan. Sumur resapan biasanya dipasang dengan wadah auger, dengan diameter 1 m dan dan sedalam 60 m. Sumur juga ditimbun dengan kasar pasir atau kerikil halus (Bauwer, 2001). Ilustrasi sumur resapan disajikan pada Gambar 2.8 berikut ini.
Gambar 2.8 Sumur Resapan dengan Pasir atau Kerikil sebagai Bahan Pengisi dan Pemakaian Pipa Berlubang (Sumber : Bauwer, 2001)
Sumur resapan adalah sumur atau lubang yang dibuat untuk menampung air hujan atau aliran air permukaan agar mengalir ke tanah sehingga mempertahankan bahkan meningkatkan tinggi muka air tanah dan mengurangi laju air permukaan (surface runoff) karena air langsung terserap (Koosdaryani, 2009). Sumur resapan air merupakan rekayasa teknik konservasi air berupa bangunan yang dibuat sedemikian rupa sehingga menyerupai bentuk sumur gali dengan kedalaman tertentu yang berfungsi sebagai tempat menampung air hujan di atas atap rumah dan meresapkannya ke dalam tanah. Manfaat yang dapat diperoleh dengan pembuatan sumur resapan air antara lain (Kementerian Kehutanan, 1995): a.
Mengurangi air permukaan dan mencegah terjadinya genangan air, sehingga memperkecil kemungkinan terjadinya banjir dan erosi.
b.
Mempertahankan tinggi muka air tanah dan menambah persediaan air tanah.
c.
Mengurangi atau menahan terjadinya intrusi air laut bagi daerah yang berdekatan dengan wilayah pantai.
20 d.
Mencegah penurunan atau amblasan lahan sebagai akibat pengambilan air tanah yang berlebihan.
e.
Mengurangi konsentrasi pencemaran air tanah Air biasanya dialirkan melalui pipa berlubang. Air yang jatuh langsung ke
dalam pipa ini sebaiknya dihindari untuk mencegah udara yang terkandung dalam air dan pembentukan udara yang terperangkap dalam backfill dan tanah di sekitar sumur resapan. Cara kerja dari sumur resapan, air disuplai melalui pipa yang lebih kecil di dalam pipa berlubang dengan jarak yang aman di bawah permukaan air di dalam sumur. Pipa dengan berbagai diameter juga dapat diinstal. Air ini kemudian dialirkan melalui pipa sehingga head loss cukup untuk menghindari air yang jatuh bebas.. Juga, jenis katup dapat ditempatkan di bagian bawah pipa suplai yang dapat disesuaikan untuk membatasi aliran cukup untuk menghindari air yang jatuh bebas (Bauwer, 2001).
2.4.1
Prinsip Kerja Sumur Resapan Prinsip kerja sumur resapan adalah menyalurkan dan menampung air hujan
ke dalam lubang atau sumur agar air dapat memilki waktu tingal di permukan tanah lebih lama sehinga sedikit demi sedikit air dapat meresap ke dalam tanah. Tujuan utama dari sumur resapan adalah memperbesar masuknya air ke dalam akuifer tanah sebagai air resapan (infiltrasi). Dengan demikian, air akan lebih banyak masuk ke dalam tanah dan sedikit yang mengalir sebagai aliran permukan (run of). Di bawah tanah, air yang meresap ini akan merembes masuk ke dalam lapisan tanah yang disebut lapisan tidak jenuh di mana pada berbagai jenis tanah, lapisan ini masih bisa menyerap air. Dari lapisan tersebut, air akan menembus kedalam permukan tanah (water table) di mana dibawahnya ada air tanah (ground water) yang terperangkap dalam lapisan akuifer. Dengan demikian, masuknya air hujan ke dalam tanah akan membuat imbuhan air tanah akan menambah jumlah air tanah dalam lapisan akuifer (Gemilang, 2013). Sebagai media yang secara langsung berhubungan dengan lapisan tanah, dalam pengoperasianya sumur resapan sesunguhnya mengandalkan kemampuan tanah dalam meresapkan air. Oleh karena itu perencanan dimensi sumur resapan berangkat dari sifat fisik tanah khususnya harus bertik tolak pada keadan daya rembes tanahnya.
21 Dengan prinsip kerja dari sumur resapan tersebut, maka jika kita ingin membuat sumur resapan pada area halaman rumah kita, kita akan menyalurkan air hujan yang turun di area rumah kita menuju sumur resapan, termasuk air hujan yang turun pada genting atap rumah yang nantinya mengalir menuju talang air. Dari talang, air kita salurkan ke sumur resapan dengan mengunakan pipa (biasanya mengunakan pipa paralon). Sedangkan air hujan yang turun selain di area genteng atap rumah, dapat kita salurkan menuju sumur resapan dengan cara membuat semacam selokan atau got kecil di area rumah kita, yang dibuat dengan kemiringan tertentu, sehinga nantinya air yang masuk ke dalam selokan atau got ersebut dapat mengalir menuju sumur resapan. Untuk membuang kelebihan air yang masuk kedalam sumur resapan, kita bisa membuat pipa pembuangan, yang nantinya berfungsi mengalirkan kelebihan air di dalam sumur resapan menuju saluran drainase/saluran pembuangan didekat rumah kita (Gemilang, 2013).
Gambar 2.9 Prinsip Kerja Sumur Resapan (Sumber : www.civilianan.blogspot.com)
Semakin banyak air yang mengalir ke dalam tanah berarti akan banyak tersimpan air tanah di bawah permukan bumi. Air tersebut dapat dimanfatkan kembali melalui sumur-sumur atau mata air yang dapat dieksplorasi setiap saat (Gemilang, 2013). Jumlah aliran permukan akan menurun karena adanya sumur resapan. Pengaruh positfnya bahaya banjir dapat dihindari karena terkumpulnya air permukan
22 yang berlebihan di suatu tempat dapat dihindarkan. Menurunya aliran permukan ini juga akan menurunkan tingkat erosi tanah (Gemilang, 2013).
2.4.2
Desain Sumur Resapan untuk Lahan Pekarangan Sumur resapan air hujan adalah prasarana untuk menampung dan
meresapkan air hujan ke dalam tanah. Sedangkan lahan pekarangan adalah lahan atau halaman yang dapat difungsikan untuk menempatkan sumur resapan air hujan. Dalam SNI No. 03-2453-2002 menetapkan data teknis sumur resapan air yang sebagai berikut : 1.
Ukuran maksimum diameter 1,4 meter
2.
Ukuran pipa masuk diameter 110 mm
3.
Ukuran pipa pelimpah diameter 110 mm
4.
Ukuran kedalaman 1,5 sampai dengan 3 meter
5.
Dinding dibuat dari pasangan bata atau batako dari campuran 1 semen : 4 pasir tanpa plester
6.
Rongga sumur resapan diisi dengan batu kosong 20/20 setebal 40 cm
7.
Penutup sumur resapan dari plat beton tebal 10 cm dengan campuran 1 semen : 2 pasir : 3 kerikil.
Persyaratan umum yang harus dipenuhi antara lain sebagai berikut (SNI : 03-2453, 2002) 1.
Sumur resapan air hujan ditempatkan pada lahan yanb relative datar
2.
Air yang masuk ke dalam sumur resapan adalah air hujan tidak tercemar
3.
Penetapan sumur resapan air hujan harus mempertimbangkan keamanan bangunan sekitarnya
4.
Harus memperhatikan peraturan daerah setempat
5.
Hal-hal yang tidak memenuhi ketentuan ini harus disetujui instansi yang berwenang.
Persyaratan teknis yang harus dipenuhi antara lain adalah sebagai berikut: 1.
Ke dalam air tanah minimum 1,50 m pada musim hujan
2.
Struktur tanah yang dapat digunakan harus mempunyai permeabilitas tanah ≥ 2,0 cm/jam
3.
Jarak penempatan sumur resapan air hujan terhadap bangunan, dapat dilihat pada tabel di bawah
23
Gambar 2.10 Contoh Desain Sumur Resapan (Sumber : http://bebasbanjir2025.files.wordpress.com)
Tabel 2.3 Jarak minimum sumur resapan air hujan terhadap bangunan (Sumber : SNI No. 03- 2453-2002) Jarak minimum dari sumur ` Jenis Bangunan resapan air hujan (m) 1
2
3
Sumur resapan air hujan/ sumur air bersih Bangunan lain (pondasi bangunan, pagar, dsb) Bidang
resapan/
sumur
resapan tangki septik
3
1
5
Untuk membangun sumur resapan agar dapat memberikan kontribusi yang optimum diperlukan metoda perhitungan sebagai berikut: •
Debit Rencana
Keterangan : Q = Debit rencana (m3/detik)
24 C = Koefisien limpasan atap (0,70 – 0,9) I = Intensitas hujan (mm/jam) A = Luas atap (m2)
Tabel 2.4 Nilai Koefisien Aliran Permukaan (C) untuk Berbagai Permukaan Jenis Permukaan 1. Bisnis Daerah kota Daerah pinggiran 2. Perumahan Daerah single family Multiunit terpisah-pisah Multiunit tertutup Sub-urban Daerah rumah-rumah apartemen 3. Kawasan Industri Industri ringan Industri berat 4. Atap 5. Taman, kuburan 6. Jalan 7. Aspal 8. Beton 9. Batu •
Koef. Aliran Permukaan (C) 0,70 - 0,95 0,50 - 0,70 0,30 - 0,50 0,40 - 0,60 0,60 - 0,75 0,25 - 0,40 0,50 - 0,70 0,50 - 0,80 0,60 - 0,90 0,75 - 0,95 0,10 - 0,25 0,70 - 0,95 0,75 - 0,95 0,80 - 0,95 0,70 - 0,85
Kedalaman Sumur Resapan (Sunjoto,1991 dalam Indramaya,2013)
Keterangan : H = Kedalaman sumur resapan (m) Q = Debit rencana (m3/detik) T = Durasi hujan dominan (detik) F = Faktor Geometrik K = Nilai permeabilitas (m/detik) s = Luas tampang sumur (m2)
25
Tabel 2.5 Faktor Geometrik Sumur Berdasarkan Penelitian Sebelumnya (Amin, 2010) No
Condition
Value of F when R=1; H=0; L=0, except for F1, L=1
References
2,980
Sunjoto (2002)
4πR
12,566
Samsioe (1931) Dachler (1936) Aravin (1965)
18R
18,000
Sunjoto (2002)
Shape Factor of Well (F)
1
2a
2b
3a 2πR
3b
4R
4a
4b
5a
6,283
4,000
Samsioe (1931) Dachler (1936) Aravin (1965)
Forchheimer (1930) Dachler (1936) Aravin (1965)
9,870
Sunjoto (2002)
5,5R
5,500
Harza (1935) Taylor (1948) Hvorslev (1951)
2πR
6,283
Sunjoto (2002)
6,277
Sunjoto (2002)
0/0
Dachler (1936)
3,964
Sunjoto (2002)
26
6a
9,870
Sunjoto (2002)
0/0
Dachler (1936)
6,283
Sunjoto (2002)
13,392
Sunjoto (2002)
8,525
Sunjoto (2002)
6b
7a
7b
•
Volume Sumur Resapan Rumus volume sumur resapan yang digunakan adalah rumus volume sumur rsapan berdasarkan Sunjoto (2002) sebagai berikut.
Keterangan : V = Volume sumur resapan (m3) R = Radius hidrolik atau jari- jari sumur resapan (m) H = Kedalaman sumur resapan (m) Untuk analisis selanjutnya dijelaskan di Bab 4 dalam laporan ini.
