SUMUR DAN PARIT RESAPAN

I. PENDAHULUAN Untuk menanggulangi defisit air tanah, telah

banyak pemikir yang mengajukan konsep pengisian buatan (artificial recharge), misalnya dengan genangan buatan dengan sumber air dari sungai, membuat kolam-kolam di sekitar rumah, pemanfaatan pipa jaring-jaring drainase yang porus guna meresapkan air hujan di sekitar rumah, dan menyebarkan air pada lahan yang luas dan sekaligus untuk mengairi daerah pertanian. Cara yang terakhir ini telah lama dipraktikkan di Jawa dan Bali yaitu pada lahan pertanian basah (padi sawah).

04/20/23 2

I. PENDAHULUAN Pengisian air tanah buatan ke dalam waduk bawah

tanah mempunyai kegunaan sebagai berikut:1. Menyimpan kelebihan air permukaan di dalam

waduk bawah tanah.2. Memperbaiki kualitas air tanah lokal melalui

pencampuran dengan pengisian air tanah yang berasal dari air hujan.

3. Pembentukan lapis tekanan (pressure barriers) untuk mencegah intrusi air laut.

4. Meningkatkan produksi air tanah, baik untuk air minum maupun keperluan lainnya.

5. Pengurangan biaya operasi pompa dengan meningginya muka air tanah.

6. Mencegah terjadinya penurunan muka tanah (land subsidence).

04/20/23 3

I. PENDAHULUAN Walaupun kegunaan pengisian air tanah

buatan sangat banyak, namun tidak dapat diterapkan di sembarang tempat. Beberapa persyaratan fisik yang harus dipenuhi dalam pembuatan pengisian air tanah buatan antara lain:

1. Tersedia kapasitas yang memadai.2. Tersedia air yang cukup dengan kualitas

yang memadai (lebih baik dari kualitas air tanah lokal).

3. Tanah atau batuan pada lokasi mempunyai permeabilitas yang cukup.

04/20/23 4

II. SUMUR RESAPAN DANGKAL Sumur resapan sebenarnya telah banyak digunakan

oleh nenek moyang kita, yaitu dengan membuat lubang-lubang galian di kebun halaman serta memanfaatkan sumur-sumur yang tidak terpakai sebagai penampung air hujan.

Konsep dasar sumur resapan pada hakekatnya adalah memberi kesempatan dan jalan pada air hujan yang jatuh di atap atau lahan yang kedap air untuk meresap ke dalam tanah dengan jalan menampung air tersebut pada suatu sistem resapan.

Berbeda dengan cara konvensional dimana air hujan dibuang/dialirkan ke sungai diteruskan ke laut, dengan cara seperti ini dapat mengalirkan air hujan ke dalam sumur-sumur resapan yang dibuat di halaman rumah.

04/20/23 5

II. SUMUR RESAPAN DANGKAL

04/20/23 6Gambar 1. Ilustrasi sumur resapan di halaman rumah tinggal

II. SUMUR RESAPAN DANGKAL

04/20/23 7

Gambar 2. Contoh sumur resapan di halaman rumah tinggal

II. SUMUR RESAPAN DANGKAL

04/20/23 8

Gambar 3. Konstruksi sumur resapan dilengkapi bak kontrol

II. SUMUR RESAPAN DANGKAL Sumur resapan ini merupakan sumur

kosong dengan kapasitas tampungan yang cukup besar sebelum air meresap ke dalam tanah.

Dengan adanya tampungan, maka air hujan mempunyai cukup waktu untuk meresap ke dalam tanah, sehingga pengisian tanah menjadi optimal.

04/20/23 9

II. SUMUR RESAPAN DANGKAL Berdasarkan konsep tersebut, maka

ukuran atau dimensi sumur yang diperlukan untuk suatu lahan atau kapling sangat bergantung dari beberapa faktor berikut:

1. Luas permukaan penutupan2. Karakteristik hujan3. Koefisien permeabilitas tanah4. Tinggi mukai air tanah

04/20/23 10

II. SUMUR RESAPAN DANGKAL1. Metode Litbang Permukiman PU (1990)Pusat penelitian dan Pengembangan

Permukiman, Departemen PU (1990) telah menyusun standar tata cara perencanaan teknis sumur resapan air hujan untuk lahan pekarangan yang dituangkan dalam SK SNI T-06-1990 F. Metode PU menyatakan bahwa dimensi atau jumlah sumur resapan air hujan yang diperlukan pada suatu lahan pekarangan ditentukan oleh curah hujan maksimum, permeabilitas tanah dan luas bidang tanah.

04/20/23 11

II. SUMUR RESAPAN DANGKALa. Dinding sumur porus

04/20/23 12

Gambar 4. keseimbangan air dinding sumur porus

Volume air masuk Vol i = A I TVolume air keluar lewat dasar Vol od =

As T KVolume air keluar lewat samping Vol os = P H

T KVolume tampungan Vol t =

As H

A = Luas AtapI = Intensitas HujanT = Durasi HujanAs = Luas sumurK = Koefisien PermeabilitasP = keliling basah sumur

II. SUMUR RESAPAN DANGKALVolume air masuk Vol i = A I TVolume air keluar lewat dasar Vol od = As T KVolume air keluar lewat samping Vol os = P

H T KVolume tampungan Vol t = As H

Keseimbangan menjadi:Vol t = Vol i – (Vol od + Vol os)As H = A I T - As T K - P H T KH (As + P T K) = A I T – As T K

Maka:04/20/23 13

PKTA

KTAAITH

S

S

………………… (1)

II. SUMUR RESAPAN DANGKALb. Dinding sumur kedap air

Dengan:H : tinggi muka air dalam sumur (m)I : intensitas hujan (m/jam)A : luas atap (m2)AS : luas tampang sumur (m2)

P : keliling sumur (m)K : koefisien permeabilitas tanah (m/jam)T : durasi hujan/pengaliran (jam)04/20/23 14

S

S

A

KTAAITH

………………… (2)

II. SUMUR RESAPAN DANGKAL2. Sunjoto (1988)Secara teoritis, volume dan efisiensi sumur resapan dapat dihitung

berdasarkan keseimbangan air yang masuk ke dalam sumur dan air yang meresap ke dalam tanah (Sunjoto, 1988) dan dapat dituliskan sebagai berikut.

Dengan:H : tinggi muka air dalam sumur (m)F : faktor geometrik (m)K : koefisien permeabilitas tanah (m/jam)T : durasi dominan hujan (jam)R : radius sumur (m)Q : debit air masuk (m3/jam) Q = C I AC : koefisien runoff atap (-)I : intensitas hujan (m/jam)A : luas atap (m2)04/20/23 15

2

exp1R

FKT

FK

QH

………………… (3)

II. SUMUR RESAPAN DANGKALa. Faktor geometrik sumur resapanFaktor geometrik adalah mewakili keliling serta luas tampang sumur, gradien hidraulik, keadaan perlapisan tanah serta kedudukan sumur terhadap perlapisan tersebut serta porositas dinding sumur dinyatakan dalam besaran radius sumuran.

Harga ini dimunculkan oleh Forchheimer (1930). F= 4 R dalam mencari K dari penelitiannya yang menggunakan satu lubang bor saja (tanpa sumur pantau seperti lazimnya > Themes, dll).

04/20/23 16

04/20/23 17

II. SUMUR RESAPAN DANGKALKemudian diikuti oleh:1) Dengan formulasi:Samsioe (1931), Harza (1935), Dachler (1936), Taylor (1948), Hvorslev (1951), Aravin (1965), Sunjoto (1988).2) Dengan grafis:Luthian J.N., Kirkham D. (1949), Hvorslev (1951), Smiles & Youngs (1965), Wilkinson W.B. (1968), Raymond G.P., Azzouz M.M. (1969), Al-Dhahir & Morgenstern (1969), Olson & Daniel (1981).

04/20/23 18

II. SUMUR RESAPAN DANGKALGambar 5. Faktor geometrik yang diekspresikan dalam grafik.

04/20/23 19

Tabel faktor geometrik sumur resapan.

II.1. Konstruksi Sumur Resapan Dangkal Pada dasarnya sumur resapan dapat dibuat dari

berbagai macam bahan yang tersedia di lokasi. Yang perlu diperhatikan bahwa untuk keamanan, sumur resapan perlu dilengkapi dengan dinding (Gambar 5). Bahan-bahan yang diperlukan untuk sumur resapan meliputi:

1. Saluran pemasukan/pengeluaran dapat menggunakan pipa besi, pipa PVC, atau dari pasangan batu.

2. Dinding sumur dapat menggunakan anyaman bambu, drum bekas, tangki fiberglass, pasangan batu bata, atau buis beton.

3. Dasar sumur dan sela-sela antara galian tanah dan dinding tempat air meresap dapat diisi dengan ijuk atau kerikil.

04/20/23 20

II.1. Konstruksi Sumur Resapan Dangkal

04/20/23 21

Gambar 6. Salah satu contoh konstruksi sumur resapan

II.2. Persyaratan Sumur Resapan Dangkal Sekalipun sumur resapan banyak mendatangkan manfaat,

namun pembuatannya harus memperhatikan syarat-syarat yang diperlukan untuk mendapatkan hasil yang optimal.

Persyaratan umum:1. Sumur resapan air hujan dibuat pada lahan yang lolos air

dan tahan longsor.2. Sumur resapan air hujan harus bebas

kontaminasi/pencemaran limbah.3. Air yang masuk sumur resapan adalah air hujan.4. Untuk daerah sanitasi lingkungan buruk, sumur resapan

air hujan hanya menampung dari atap dan disalurkan melalui talang.

5. Mempertimbangkan aspek hidrogeologi, geologi, dan hidrologi.

04/20/23 22

II.2. Persyaratan Sumur Resapan Dangkal Keadaan muka air tanah:Sumur resapan dibuat pada awal daerah aliran yang

dapat ditentukan dengan mengukur kedalaman dari permukaan air tanah ke permukaan tanah di sumur sekitarnya pada musim hujan.

Permeabilitas tanah:Permeabilitas tanah yang dapat digunakan untuk sumur

resapan dibagi menjadi 3 kelas, yaitu:1. Permeabilitas tanah sedang (lanau, 2,0 – 6,5 cm/jam).2. Permeabilitas tanah agak cepat (pasir halus, 6,5 -

12,5 cm/jam).3. Permeabilitas tanah cepat (pasir kasar, lebih besar

12,5 cm/jam)04/20/23 23

II.2. Persyaratan Sumur Resapan Dangkal Penempatan:Untuk memberikan hasil yang baik, serta

tidak menimbulkan dampak negatif, penempatan sumur resapan harus memperhatikan kondisi lingkungan setempat. Penempatan sumur resapan harus memperhatikan letak septik tank, sumur air minum, posisi rumah, dan jalan umum. Tabel 1 memberikan batas minimum jarak sumur resapan terhadap bangunan lainnya.

Sebagai gambaran tata letak serta konstruksi sumur resapan diperlihatkan pada Gambar 7.

04/20/23 24

II.2. Persyaratan Sumur Resapan Dangkal

No. Bangunan/obyek yang ada

Jarak minimal dengan sumur resapan (m)

1 Bangunan/rumah 3,0

2 Batas pemilikan lahan/kapling

1,5

3 Sumur untuk air minum 10,0

4 Septik tank 10,0

5 Aliran air (sungai) 30,0

6 Pipa air minum 3,0

7 Jalan umum 1,5

8 Pohon besar 3,0

04/20/23 25

Tabel 1. Jarak minimum sumur resapan dengan bangunan lainnya

II.2. Persyaratan Sumur Resapan Dangkal

Gambar 7. Tata letak sumur resapan (atas) dan konstruksinya (bawah) untuk resapan air hujan rumah tinggal

04/20/23 26

II.2. Persyaratan Sumur Resapan Dangkal Pemeriksaan:Sumur resapan air hujan perlu diperiksa

secara periodik setiap 6 bulan sekali untuk menjamin kontinuitas operasi sumur resapan. Pemeriksaan yang dilakukan meliputi:

1. Aliran masuk2. Bak kontrol3. Kondisi sumur resapan

04/20/23 27

II.3. Perencanaan Praktis Sumur Resapan Secara analitis untuk menentukan besarnya sumur

resapan memerlukan data dan perhitungan yang cukup rumit, khususnya bagi orang awam, karena banyak faktor yang harus diperhitungkan kemungkinan sangat bervariasi dari satu lokasi dengan lokasi lainnya.

Untuk memasyarakatkan sumur resapan ini, maka tiap-tiap daerah perlu membuat peta sumur resapan, yang memuat data tanah, kedalaman air tanah dan sekaligus dimensi sumur untuk tiap satuan luas lahan.

Tabel 2 menampilkan contoh kebutuhan sumur resapan untuk berbagai luas kapling pada tanah dengan permeabilitas rendah (SK. Gub. No. 17 Th. 1992 dalam Dinas Pertambangan DKI Jakarta dalam Suripin, 2004).

04/20/23 28

II.3. Perencanaan Praktis Sumur Resapan

No. Luas Kapling (m2)

Volume sumur resapan dengan saluran drainase sebagai pelimpasan (m3)

Volume sumur resapan tanpa saluran drainase sebagai

pelimpasan (m3)

1 50 1,3 – 2,1 2,1 – 4,0

2 100 2,6 – 4,1 4,1 – 7,9

3 150 3,9 – 6,2 6,2 – 11,9

4 200 5,2 – 6,2 8,2 – 15,8

5 300 7,8 – 12,3 12,3 – 23,4

6 400 10,4 – 16,4 16,4 – 31,6

7 500 13,0 – 20,5 20,5 – 39,6

8 600 15,6 – 24,6 24,6 – 47,4

9 700 18,2 – 28,7 28,7 – 55,3

10 800 20,8 – 32,8 32,8 – 63,2

11 900 23,4 – 36,8 36,8 – 71,1

12 1000 26,0 – 41,0 41,0 – 79,0

04/20/23 29

Tabel 2. Volume sumur resapan pada tanah dengan permeabilitas rendah

II.4. Sumur Resapan Kolektif Pada rumah tinggal dengan ukuran kapling

yang terbatas, misalnya kompleks perumahan sederhana atau sangat sederhana, penempatan sumur resapan yang memenuhi syarat akan mengalami kesulitan.

Untuk mengatasi hal ini maka perlu dibuat sumur resapan kolektif (bersama), dimana satu sumur resapan kolektif dapat melayani beberapa rumah, misalnya per blok atau per RT, atau kawasan yang lebih luas lagi.

Untuk menjamin air mengalir dengan lancar, maka sumur resapan kolektif sebaiknya diletakkan pada lahan yang paling rendah diantara kawasan yang dilayani.

04/20/23 30

II.4. Sumur Resapan Kolektif Seperti halnya pada sumur resapan individual, sumur

kolektif juga harus memperhatikan tata letak serta jarak yang tepat supaya dapat berfungsi dengan baik dan tidak menimbulkan dampak negatif pada lingkungan.

Berdasarkan lahan yang tersedia, sumur kolektif dapat dibuat dalam bentuk kolam resapan, sumur dalam, atau parit berorak.

Kolam resapan cocok dibuat pada wilayah dimana lahan tersedia cukup dan kondisi air tanahnya dangkal (< 5 m).

Sumur dalam dapat dibuat pada lahan sempit, namun syaratnya air tanah harus dalam (> 5 m).

Sedangkan jika lahannya sempit dan air tanahnya dangkal dapat dibuat parit berorak.

04/20/23 31

II.4. Sumur Resapan Kolektif

04/20/23 32

Gambar 8. Konstruksi kolam resapan dipadukan pertamanan

II.4. Sumur Resapan Kolektif Kolam resapan merupakan kolam terbuka

yang khusus dibuat untuk menampung air hujan dan meresapkannya ke dalam tanah.

Model kolam ini cocok untuk kawasan dimana air tanahnya dangkal namun tersedia lahan yang cukup luas.

Model ini dapat dipadukan dengan pertamanan atau hutan kota/hutan masyarakat.

Dengan demikian kolam resapan dapat mempunyai fungsi ganda, konservasi air dan udara, sekaligus mempunyai nilai estetika.

04/20/23 33

III. SUMUR RESAPAN DALAM Berdasarkan persyaratan yang harus dipenuhi,

sebagaimana tersebut sebelumnya, sumur resapan dangkal tidak dikembangkan di semua daerah, khususnya daerah yang mempunyai muka air tanah yang sangat dangkal.

Dalam kondisi demikian perlu dicari langkah alternatif, salah satunya dengan pengembangan sumur resapan dalam (confined recharge well).

Pada prinsipnya sumur resapan dalam berfungsi sama dengan sumur resapan dangkal. Perbedaan pokoknya adalah bahwa sumur ini diarahkan untuk mengisi air pada akuifer tertekan (confined aquifer) yang biasanya terletak jauh di bawah permukaan tanah.

04/20/23 34

III. SUMUR RESAPAN DALAM Pada daerah yang tidak layak untuk

pembuatan sumur resapan dangkal karena muka air tanah bebasnya sangat tinggi, sementara tekanan piezometrik confined aquifer relatif rendah, maka dapat dicoba dengan sumur resapan dalam.

Muka air rendah disebabkan oleh aktifitas pengambilan (pemompaan) air tanah yang tidak terkendali sehingga muka air mengalami penurunan.

Gambar 9 memperlihatkan penempatan sumur resapan dangkal dan sumur resapan dalam.

04/20/23 35

III. SUMUR RESAPAN DALAM

04/20/23 36

Gambar 9. Penempatan sumur resapan dangkal dan sumur resapan dalam

III. SUMUR RESAPAN DALAM

04/20/23 37

Gambar 10. Sumur resapan untuk mencegah intrusi air laut

III.1. Kapasitas Sumur Resapan Dalam Kapasitas sumur resapan dalam dapat didekati dengan

persamaan dasar yang dikembangkan dari percobaan Darcy, yang menyatakan bahwa kapasitas akuifer untuk meloloskan air tergantung pada permeabilitas lapisan akuifer, tebal akuifer, dan beda potensiometric head.

Secara matematis kapasitas sumur dalam dapat ditulis dalam bentuk:

Dimana:Q : debit (m3/det)K : Permeabilitas akuifer (m/det)B : tebal confined aquifer (m)h1, h2 : ketinggian potensiometric surface sumur pantau (m)

r1, r2 : jarak sumur pantau terhadap pusat sumur pengisian (m)

04/20/23 38

1

2

12

ln

2

rr

hhKBQ

………………… (4)

III.1. Kapasitas Sumur Resapan Dalam

04/20/23 39

Gambar 11. Sumur resapan dalam

III.1. Kapasitas Sumur Resapan Dalam Jika tidak menggunakan sumur pantau,

persamaan dapat ditulis dalam bentuk lain menjadi:

Dimana:Q : debit (m3/det)K : permeabilitas akuifer (m/det)B : tebal confined aquifer (m)H : ketinggian potensiometric surface r : jari-jari pipa (m)04/20/23 40

rBKBH

Qln

2………………… (5)

IV. PARIT RESAPAN1. Sunjoto (1996)Secara analitis Sunjoto menurunkan formula ini dengan asas

kesetimbangan dinamik sebagai berikut:

Dengan:B : panjang parit (m)b : lebar parit (m)f : faktor geometrik parit (m) K : koefisien permeabilitas tanah (m/jam)H : tinggi muka air dalam parit (m)T : durasi dominan hujan (jam)Q : debit masuk (m3/jam) Q = C I AC : runoff coefficient atap (-)I : intensitas hujan (m/jam)A : luas atap (m2)L : tinggi dinding parit porus (m) 04/20/23 41

QfKH

b

fKTB

1ln

………………… (6)

V. LATIHAN SOAL Soal:Rencanakan sumur resapan untuk menampung

air dari luas bangunan (atap) dengan luas 300 m2 dengan data sebagai berikut:

a. K = 1,5 x 10-4 m/detb. I = 100 mm/jamc. A = 300 m2

d. T = 2 jame. F = 2 π Rf. R = 50 cmg. C = 0,95Semua satuan harus disamakan dalam M-K-S

04/20/23 42

V. LATIHAN SOAL

Penyelesaian:Debit air yang masuk sumur adalah:Q = C I AQ = 0,95 x (100/1000) x 300Q = 28,50 m3/jam

Menurut Sunjoto (1988)

04/20/23 43

2

exp1R

FKT

FK

QH

V. LATIHAN SOAL

04/20/23 44

m 8,16

50,014,3

254,014,3exp1

54,014,3

5,282

H

x

xx

xH

Jika digunakan sumur dengan kedalaman 5 m, maka jumlah sumur yang dapat dibuat adalah 4 buah.

04/20/23 45