pemanfaatan air hujan untuk kebutuhan air bersih …

0

PEMANFAATAN AIR HUJAN UNTUK KEBUTUHAN AIR

BERSIH DAN KONSERVASI DENGAN METODE

RAINWATER HARVESTING

(STUDI KASUS KAWASAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

SUMATERA UTARA)

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Mencapai Gelar Sarjana S1 pada

Departemen Teknik Sipil

Disusun Oleh :

VIVI EFRILIANITA

(14 0404 070)

Dosen Pembimbing :

Ivan Indrawan, S.T.M.T

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2018

Universitas Sumatera Utara

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan karunia- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir

dengan judul “Pemanfaatan Air Hujan untuk Kebutuhan Air Bersih dan

Konservasi dengan Metode Rainwater Harvesting” untuk memenuhi salah satu

syarat menyelesaikan studi serta dalam rangka memperoleh gelar Sarjana Teknik

Strata Satu pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Sumatera Utara.

Penghargaan dan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada Ayahanda

tercinta Suryanto dan Ibunda yang kusayangi almarhumah Siti Masitah yang telah

mencurahkan segenap cinta dan kasih sayang serta perhatian moril maupun

materil. Semoga Allah SWT selalu melimpahkan Rahmat, Kesehatan, Karunia

dan keberkahan di dunia dan di akhirat atas budi baik yang telah diberikan kepada

penulis.

Terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan banyak pihak,

sehingga pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati dan penuh rasa

hormat penulis menghaturkan terima kasih yang sebesar-besarnya bagi semua

pihak yang telah memberikan bantuan moril maupun materil baik langsung

maupun tidak langsung dalam penyusunan skripsi ini hingga selesai, terutama

kepada yang saya hormati:

1. Bapak Prof. Dr. Runtung, S.H.,M.Hum., selaku Rektor Universitas

Sumatera Utara.

2. Ibu Ir. Seri Maulina, M.Si.,Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Medis Sejahtera Surbakti, S.T.,M.T.,Ph.D., selaku Ketua

Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc., selaku koordinator sub

jurusan Teknik Sumber Daya Air.

5. Bapak Ivan Indrawan, S.T.,M.T., selaku pembimbing yang telah

membimbing dan memberi arahan penulis dalam menyelesaikan Tugas

Akhir ini.


vi

6. Bapak Hendri Irwandi, S.Si.,M.Si., selaku Peneliti Pertama BMKG Balai

Besar Wilayah I Medan serta pembimbing yang telah memberi informasi

dan masukan dalam pengolahan data.

7. Ibu Riza Inanda Siregar, S.T.,M.T., selaku pembanding I yang terlah

memberi kritik dan saran yang membangun.

8. Bapak Robi Arianta Sembiring, S.T.,M.Eng., selaku pembanding II yang

telah memberi kritik dan saran yang membangun.

9. Seluruh dosen Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara yang

telah memberikan ilmu kepada saya.

10. Teman – teman seperjuangan angkatan 2014 yang telah memberi banyak

dukungan selama saya menuntut ilmu di Teknik Sipil Universitas

Sumatera Utara.

Akhirnya, Penulis mengucapkan rasa terima kasih kepada semua pihak dan

apabila ada yang tidak tersebutkan Penulis mohon maaf, dengan besar harapan

semoga skripsi yang ditulis oleh Penulis ini dapat bermanfaat khususnya bagi

Penulis sendiri dan umumnya bagi pembaca. Bagi para pihak yang telah

membantu dalam penulisan skripsi ini semoga segala amal dan kebaikannya

mendapatkan balasan yang berlimpah dari Allah SWT, Aamiin.

Medan, Juli 2018

Penulis


vii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL DEPAN ..................................................................... i

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii

HALAMAN PERNYATAAN ........................................................................ iv

KATA PENGANTAR .................................................................................... v

DAFTAR ISI ................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii

DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xv

ABSTRAK ...................................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................ 2

1.4 Batasan Masalah ............................................................................. 3

1.5 Manfaat Penelitian .......................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan ..................................................................... 4

1.7 Jadwal Penelitian ............................................................................ 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 6

2.1 Air ................................................................................................... 6


viii

2.2 Konservasi Air ................................................................................ 7

2.3 Siklus Hidrologi .............................................................................. 9

2.4 Spektrum Curah Hujan ................................................................... 11

2.5 Pemanfaatan Air hujan ................................................................... 12

2.5.1 Komponen Panen Air Hujan .............................................. 14

2.5.2 Keseimbangan Air dan Penentuan Ukuran Cistern ............ 16

2.6 Metode Cistern ............................................................................... 17

2.6.1 Langkah – Langkah Pembuatan Cistern ............................ 17

2.6.2 Keuntungan Cistern ............................................................ 19

2.6.3 Keterbatasan Cistern .......................................................... 19

2.6.4 Perhitungan Volume Cistern .............................................. 19

2.6.5 Area Tangkapan Air Hujan ................................................ 21

2.7 Kebutuhan Air Bersih ...................................................................... 22

2.7.1 Kebutuhan Domestik .......................................................... 22

2.7.2 Kebutuhan Non Domestik .................................................. 22

2.8 Fluktuasi Kebutuhan Air Bersih ..................................................... 24

2.8.1 Kebutuhan Rata – Rata ....................................................... 24

2.8.2 Kebutuhan Harian Maksimum ........................................... 24

2.8.3 Kebutuhan Pada Jam Puncak ............................................. 24

2.9 Pertumbuhan Penduduk .................................................................. 25

2.9.1 Metode Aritmatika ............................................................. 25

2.9.2 Metode Geometrik ............................................................. 25


ix

2.9.3 Metode Least – Square ....................................................... 26

2.10 Studi Terdahulu ............................................................................ 27

BAB III METODE PENELITIAN .............................................................. 30

3.1 Umum ............................................................................................. 30

3.2 Wilayah Studi ................................................................................. 31

3.3 Konsep Metodologi Penelitian ....................................................... 33

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................. 36

4.1 Perhitungan Volume Cistern .......................................................... 36

4.1.1 Ketersediaan Air .................................................................... 36

4.1.1.1 Data Curah Hujan di Komplek Gedung Kuliah

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara ....... 36

4.1.1.2 Daerah Tangkapan Hujan ....................................... 40

4.1.1.3 Volume Ketersediaan Air ....................................... 41

4.2.2 Kebutuhan Air ....................................................................... 42

4.2.2.1 Jenis Kebutuhan Pemakaian Air ............................. 44

4.2.2.2 Perhitungan ............................................................. 45

4.2.3 Volume Cistern ...................................................................... 46

4.3 Perhitungan Dimensi Pipa dan Banyaknya Pipa Air Hujan ............ 48

4.3.1 Gedung J07 ............................................................................ 48

4.3.2 Gedung J08 ............................................................................ 49

4.3.3 Gedung J09 ............................................................................ 49

4.3.4 Gedung J12 ............................................................................ 50


x

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 51

5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 51

5.2 Saran ................................................................................................ 52

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 53


xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Volume Air di Permukaan Bumi .................................................... 6

Tabel 2.2 Kelebihan dan Kekurangan dari Berbagai Jenis Cistern ................. 18

Tabel 2.3 Kebutuhan Air Bersih untuk Domestik Berdasarkan Kategori

Kota ................................................................................................ 22

Tabel 2.4 Kebutuhan Air Non Domestik ........................................................ 23

Tabel 4.1 Data Curah Hujan Balai Besar Wilayah I Medan ........................... 37

Tabel 4.2 Peringkat Hujan ............................................................................... 38

Tabel 4.3 Curah Hujan Andalan ...................................................................... 38

Tabel 4.4 Data Curah Hujan Harian Andalan ................................................. 39

Tabel 4.5Luas dan Jenis Atap Gedung Fakultas Teknik Universitas

Sumatera Utara ............................................................................... 41

Tabel 4.6Volume Ketersediaan Air PAM dan Kebutuhan Air Perhari

Berdasarkan Survei di Lapangan ..................................................... 42

Tabel 4.7Volume Ketersediaan Air PAM dan Kebutuhan Air Perhari

Berdasarkan Peraturan Kebutuhan Air Non Domestik Juknis

Perencanaan Sistem Penyedia Air Minum Perkotaan Vol. II, 1998

......................................................................................................... 43

Tabel 4.8 Kebutuhan Air Perhari .................................................................... 44

Tabel 4.9 Volume Pengeluaran Air Perhari vs Kebutuhan Air Perhari ........... 45

Tabel 4.10 Desain Rencana Cistern ................................................................ 46


xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi .......................................................................... 10

Gambar2.2Kemungkinan Penggunaan Air Hujan untuk Bangunan

Komersial ................................................................................... 13

Gambar 2.3 Sistem Penampungan Air Hujan (PAH) ...................................... 16

Gambar 2.4 Jejak Atap .................................................................................... 21

Gambar 3.1 Peta Layout Gedung Fakultas Teknik ......................................... 31

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian .............................................................. 33

Gambar 4.1 Curah Hujan Andalan .................................................................. 38

Gambar 4.2Grafik Perbandingan Volume Pengeluaran dan Volume

Kebutuhan Air Perhari ............................................................... 44

Gambar 4.3 Spesifikasi Teknis Heavyduty Tank ............................................ 46


xiii

DAFTAR NOTASI

Vdemand = Volume Kebutuhan (L)

Vcistern = Volume Cistern (L)

Vsupply = Volume Ketersediaan (L)

V = Volume air tertampung (m3)

R = Curah hujan (m)

A = Luas daerah tangkapan (m3)

K = Koefisien limpasan air

H = Tinggi muka air dalam sumur (m)

Q = Debit air masuk (m3/jam)

v = Kecepatan Aliran (m/detik)

F = Faktor geometrik (m)

T = Durasi dominan hujan

R = Radius sumur (m)

I = Intensitas hujan (m/j)

As = Luas tampang sumur (m2)

P = Keliling sumur (m)

Qh = Pemakaian air rata – rata (m3/jam)

Qd = Pemakaian air rata – rata sehari (m3)

C1 = Konstanta (1,2 – 2,0)

Pn = Jumlah penduduk pada tahun ke n

Pt = Jumlah penduduk yang diketahui pada tahun ke I


xiv

Po = Jumlah penduduk yang diketahui pada tahun terakhir

t = Jumlah tahun yang diketahui

n = Jumlah interval

r = Laju pertumbuhan penduduk

Ŷ = Nilai variabel berdasarkan garis regresi

X = Variabel independen

a = Konstanta

b = Koefisien arah regresi linear

m = Data urutan ke m yang dipakai sbg curah hujan efektif


xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Data Curah Hujan Balai Besar Wilayah I Medan ....................... 55

Lampiran 2. Volume Tangkapan Air Hujan Pada Atap ................................... 56

Lampiran 3. Tabulasi Neraca Air .................................................................... 62

Lampiran 4. Data Survei Volume Pengeluaran Air Perhari ............................ 86

Lampiran 5. Data Hasil Survei Kebutuhan Air Bersih ................................... 90

Lampiran 6. Brosur Penguin Heavyduty Tank ............................................... 106

Lampiran 7. Brosur Filter Air ......................................................................... 112

Lampiran 8. Peta Layout Gedung Fakultas Teknik ........................................ 113

Lampiran 9. Gambar Tampak Samping Penampung Air Hujan 2000 L ......... 114

Lampiran 10. Gambar Tampak Samping Penampung Air Hujan 3000 L........ 115

Lampiran 11. Saluran Penampung Air Hujan Gedung J07 ............................. 116





xvi

ABSTRAK

Universitas Sumatera Utara merupakan salah satu universitas tertua di pulau

Sumatera. Didirikan pada tanggal 4 Juni 1952. Salah satu fakultas tertua yang ada

di universitas ini adalah Fakultas Teknik yang didirikan pada tahun 1957. Seiring

berjalannya waktu, civitas akademik di kawasan Fakultas Teknik semakin

meningkat, baik mahasiswa, dosen, maupun pegawainya. Hal ini tentu berdampak

pada permasalahan mengenai kuantitas dan kontinuitas air bersih yang terjadi

pada gedung – gedung di kawasan tersebut. Metode panen air hujan dengan

cistern merupakan salah satu upaya konservasi air, dimana air hujan yang dipanen

dapat digunakan pada toilet sehingga dapat menutupi kekurangan air yang selama

ini menggunakan air PAM. Penelitian yang dilakukan adalah dengan

memanfaatkan potensi air hujan sebagai alternatif sumber air pada penggunaan

toilet yang ada pada gedung – gedung di kawasan Fakultas Teknik Universitas

Sumatera Utara. Dengan menggunakan metode panen hujan, air hujan yang jatuh

pada luasan atap gedung di kawasan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

dan tertahan di dalam wadah penampung yang berupa cistern dapat dihitung untuk

selanjutnya dimanfaatkan sebagai sumber air alternatif dalam memenuhi

kebutuhan air untuk menyiram toilet. Dari hasil penelitian dapat dilihat beberapa

gedung di kawasan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara mengalami

kekurangan air yang bersumber dari air PAM. Gedung – gedung tersebut adalah

gedung J07, J08, J09, dan J12. Kebutuhan rata – rata harian pada gedung J07

adalah sebesar 2,158 m3 per hari, pada gedung J08 adalah sebesar 3,982 m

3 per

hari, pada gedung J09 adalah sebesar 1,019 m3 per hari, dan pada gedung J12

adalah sebesar 2,188 m3 per hari. Berdasarkan jumlah kekurangan air pada masing

– masing gedung, maka direncanakan desain dan ukuran cistern yang akan

digunakan untuk menampung air hujan. Untuk gedung J07 digunakan tangki

dengan kapasitas 3000 liter sebanyak 1 unit, untuk gedung J08 digunakan tangki

dengan kapasitas 2000 liter sebanyak 2 unit, untuk gedung J09 digunakan tangki

dengan kapasitas 2000 liter sebanyak 1 unit, dan untuk gedung J12 digunakan

tangki dengan kapasitas 3000 liter sebanyak 1 unit dengan penempatan didekat

drainase.

Kata kunci : Panen Hujan, Cistern, Gedung Fakultas Teknik


xvii

ABSTRAK

The University of Sumatera Utara is one of the oldest universities on the island of

Sumatera. Established on June 4, 1952. One of the oldest faculty in the university

is the Faculty of Engineering established in 1957. Over time, the academic

community in the Faculty of Engineering has been increasing, both students,

lecturers, and staff. This certainly has an impact on the issue of the quantity and

continuity of clean water that occurs in buildings in the area. The method of

rainwater harvesting with cistern is one of water conservation efforts, where

rainwater harvested can be used in the toilet so as to cover the shortage of water

that has been using PAM water. The research is conducted by utilizing the

potential of rain water as an alternative source of water on the use of existing

toilets in buildings in the area of the Faculty of Engineering, University of

Sumatera Utara. By using the rain harvesting method, rainwater that falls on the

roof area of the building in the Faculty of Engineering, University of Sumatera

Utara and stuck in a container container in the form of cistern can be calculated

for further utilized as an alternative water source in meeting the needs of water to

flush the toilet. From the research results can be seen several buildings in the

Faculty of Engineering, University of Sumatera Utara experiencing lack of water

that comes from PAM water. The buildings are J07, J08, J09, and J12. The

average daily requirement in the J07 building is 2,158 m3 per day, the J08

building is 3,982 m3 per day, the J09 building is 1,019 m

3 per day, and the J12

building is 2,188 m3 per day. Based on the amount of water shortage in each

building, it is planned the design and size of cistern that will be used to

accommodate rain water. For J07 building used tank with capacity of 3000 liters

as much as 1 unit, for J08 building used tank with capacity 2.000 liters as much as

2 units, for building of J09 used tank with capacity of 2000 liters 1 unit, and for

building J12 used tank with capacity 3000 liters 1 unit with a placement near the

drainage.

Keywords: Rain Harvesting, Cistern, Building of Faculty of Engineering


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan salah satu kebutuhan primer bagi kehidupan manusia yang

dapat dimanfaatkan ke dalam beberapa fungsi, baik untuk keperluan sehari-hari

maupun untuk pemanfaatan energi. Dalam Undang-Undang No.23 tahun 1997

tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup disebutkan bahwa konservasi sumber

daya alam adalah pengelolaan sumber daya alam tak terbaharui untuk menjamin

pemanfaatannya secara bijaksana dan sumber daya alam yang terbaharui untuk

menjamin kesinambungan ketersediaannya dengan tetap memelihara dan

meningkatkan kualitas nilainya.

Konservasi sumber daya air adalah upaya memelihara keberadaan dan

keberlanjutan keadaan, sifat, dan fungsi air agar senantiasa tersedia dalam

kuantitas dan kualitas yang memadai untuk memenuhi kebutuhan makhluk

hidup, baik pada waktu sekarang maupun yang akan datang. Selanjutnya Arsyad

(2000); menyatakan bahwa konservasi air dan konservasi tanah merupakan dua

kegiatan yang berhubungan sangat erat satu sama lainnya. Setiap perlakuan yang

dilakukan pada sebidang tanah akan memengaruhi tata air pada tempat itu (on

site) dan areal-areal di hilirnya (off site).

Dalam pembangunan suatu gedung tak lepas juga dari peranan akan

kebutuhan air bersih. Kebutuhan air pada suatu bangunan berarti air yang

dipergunakan baik oleh penghuni bangunan tersebut ataupun untuk keperluan-

keperluan lain yang berkaitan dengan fasilitas bangunan. Kebutuhan air suatu

bangunan tergantung pada fungsi kegunaan dari bangunan tersebut dan jumlah

penghuninya (Tjouwardi, 2015). Hal ini mendasari bahwa setiap jenis bangunan

memiliki kebutuhan air bersih yang berbeda dan memanfaatkan sumber-sumber

air yang ada secara efektif dan efisien terhadap kesejahteraan masyarakat.

Kegiatan ini diperlukan untuk mengurangi polusi dan pencemaran sumber daya

air akibat perlakuan eksploitasi berlebihan dalam rangka memenuhi kebutuhan

masyarakat yang semakin meningkat.


2

Universitas Sumatera Utara merupakan salah satu universitas tertua di pulau

Sumatera. Didirikan pada tanggal 4 Juni 1952. Salah satu fakultas tertua yang

ada di universitas ini adalah Fakultas Teknik yang didirikan pada tahun 1957.

Seiring berjalannya waktu, civitas akademik di kawasan Fakultas Teknik

semakin meningkat, baik mahasiswa, dosen, maupun pegawainya. Hal ini tentu

berdampak pada permasalahan mengenai kuantitas dan kontinuitas air bersih

yang terjadi pada gedung – gedung di kawasan tersebut.

Dari permasalahan diatas, penulis mencoba untuk menganalisis kebutuhan

dan ketersediaan air bersih di kawasan tersebut serta memberikan solusi sumber

air alternatif dengan memanfaatkan metode panen air hujan. Metode ini

dilakukan dengan mengumpulkan air hujan pada suatu daerah tangkapan yang

dalam skripsi ini berupa atap dari gedung di kawasan Fakultas Teknik.

1.2 Rumusan Masalah

Untuk memenuhi kekurangan air PAM, salah satu cara yang dapat

dilakukan adalah dengan menampung air hujan yang biasa disebut dengan panen

air hujan atau rainwater harvesting.

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini antara lain sebagai berikut :

1. Menganalisis debit kebutuhan air bersih di kawasan Fakultas Teknik

2. Menganalisis debit air hujan yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi

kekurangan kebutuhan air bersih di kawasan Fakultas Teknik

3. Merencanakan desain bangunan panen air hujan


3

1.4 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah pada penelitian ini antara lain :

1. Studi kasus berada di kawasan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara,

yang mencakup gedung J01, J02, J03, J04, J05, J06, J07, J08, J09, J11, J12,

dan J13.

2. Sumber air alternatif berasal dari air hujan.

3. Daerah tangkapan hanya berupa atap gedung.

4. Dalam analisis perhitungan diasumsikan bahwa faktor penguapan dan faktor

angin diabaikan.

5. Air diasumsikan memenuhi syarat kualitas untuk pemanfaatan air non -

domestik.

6. Kebutuhan air yang dilayani dari penelitian ini hanya berupa kebutuhan air

untuk toilet.

1.5 Manfaat Penelitian

Tugas akhir ini diharapkan bermanfaat untuk:

a. Mempertahankan kelangsungan ketersediaan air bersih di kawasan Fakultas

Teknik

b. Memberikan masukan kepada instansi/institusi terkait, alternatif yang dapat

dilakukan untuk mengembangkan pelayanan air bersih

c. Memberikan referensi bagi pihak – pihak yang membutuhkan


4

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan ini adalah sebagai berikut:

BAB I. PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan

penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini memuat teori mengenai hal-hal yang berkaitan dengan penelitian.

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisi uraian tentang persiapan analisis mencakup pengumpulan data

hingga pelaksanaan analisis.

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi hasil pengamatan di lapangan kebutuhan dan ketersediaan air

bersih di kawasan fakultas teknik Universitas Sumatera Utara serta penentuan

ukuran dan jumlah penampung air hujan yang direncanakan.

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh kegiatan tugas akhir

ini dengan menitikberatkan pada kebutuhan dan ketersediaan air bersih yang ada

serta perencanaan sumber alternatif untuk memenuhi kekurangan air pada

gedung – gedung di kawasan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.


5

1.7 Jadwal Penelitian

No. Kegiatan Januari Februari Maret April Mei Juni Juli

1 Studi Literatur

2 Pengumpulan Data Primer dan Data Sekunder

3 Penulisan Proposal TA

4 Pendaftaran Seminar Proposal TA

5 Seminar Proposal TA

6 Revisi Proposal TA

7 Penyusunan TA

8 Pendaftaran Seminar Hasil TA

9 Seminar Hasil TA

10 Revisi TA

11 Pendaftaran Sidang TA

12 Sidang TA


6

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 di bumi 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 di bumi pada dasarnya jumlahnya tetap, yang

berbeda adalah bentuknya. Tabel 2.1 berikut ini menggambarkan bentuk –

bentuk air beserta komposisinya. Dari tabel terlihat bahwa komposisi air di

bumi ini memang bervariasi. Masing – masing penampung air (reservoir)

mempunyai jumlah air yang berbeda – beda. Namun demikian, dimanapun air

berada akan berputar sesuai siklusnya.

Tabel 2.1 Volume Air di Permukaan Bumi

Reservoir Volume (mil kubik) Persentase (%)

Lautan 317.000.000 97,25

Kutub Es dan Glacier 7.300.000 2,05

Air Tanah 2.000.000 0,68

Danau Tawar 30.000 0,01

Danau Asin 25.000 0,005

Atmosfer 3.100 0,001

Sungai 280 0,0001

Sumber : www.e-dukasi.net, 2006

Air sepenuhnya menjadi kebutuhan mutlak bagi manusia serta makhluk

hidup lainnya di bumi. 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


http://www.e-dukasi.net/

7

akan menjadi sangat langka dan kebutuhan akan air tidak akan dapat terpenuhi

lagi.

Permasalahan air di Indonesia telah dalam kondisi 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 pemukiman karena air hujan yang

jatuh tidak dapat langsung meresap ke dalam tanah sehingga air hujan akan

menjadi limpasan.

Untuk mengatasi permasalahan 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, penyimpanan, 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.

2.2 Konservasi Air

Konservasi air pada prinsipnya adalah penggunaan air hujan yang jatuh ke

atas permukaan tanah seefisien mungkin dengan pengaturan waktu aliran yang

tepat sehingga tidak terjadi banjir pada musim hujan dan tersedia cukup air pada

musim kemarau (Arsyad.2000). Konservasi air dapat dilakukan dengan

meningkatkan pemanfaatan komponen hidrologi berupa air permukaan dan air


8

tanah serta meningkatkan efisiensi pemakaian air irigasi (Subagyono, 2007).

Teknologi konservasi air dirancang untuk meningkatkan masuknya air kedalam

tanah melalui proses infiltrasi dan pengisian kantong-kantong air di daerah

cekungan serta mengurangi kehilangan air melalui proses evapotranspirasi dan

menguap ke atmosfir. Keuntungan yang diperoleh melalui strategi konservasi air

yang diarahkan untuk peningkatan cadangan air pada lapisan tanah dan disekitar

zona perakaran tanaman pada wilayah pertanian adalah: terwujudnya

pengendalian aliran permukaan, peningakatan infiltrasi dan pengurangan

evaporasi. Ada dua pendekatan yang dapat ditempuh untuk mengefisienkan

penggunaan air pada wilayah perkebunan yaitu: melalui pemilihan jenis tanaman

sesuai dengan kondisi iklim dan melalui teknik konservasi air dengan

penggunaan mulsa, gulud, dan teknik tanpa olah tanah (Santoso et al, 2004).

Untuk menjamin terselenggaranya pengelolaan sumber daya air yang dapat

memberikan manfaat yang sebesar-besarnya bagi kepentingan masyarakat dalam

segala bidang kehidupan diperlukan pola pengelolaan sumber daya air yang

didasarkan pada prinsip keseimbangan antara upaya konservasi dan

pendayagunaan sumber daya air. Pola pengelolaan sumber daya air disusun

berdasarkan wilayah sungai dengan prinsip keterpaduan antara air permukaan

dan air tanah.

Penerapan teknologi konservasi air lebih efektif dan luwes dilakukan di

wilayah hulu suatu DAS karena wilayah tersebut merupakan daerah menerima,

menampung dan mengalirkan air lebih banyak dan lebih luas sehingga

berpengaruh besar terhadap wilayah hilirnya. Ada banyak pilihan tenoklogi

konservasi air yang tersedia dan telah menjadi pengetahuan umum para petani

dapat menjadi pertimbangan menurut kondisi fisik wilayahnya. Oleh karena itu

dibutuhkan pemahaman yang utuh dari seluruh masyarakat untuk mendukung

program-program nasional dalam beberapa bentuk seperti: penyelamatan tanah

dan air, pencegahan lahan kritis, pembangunan dam-dam yang semuanya

diarahkan untuk konservasi air dan tanah di wilayah hulu suatu DAS.

Pengelolaan sumber daya air adalah upaya merencanakan, melaksanakan,

memantau, dan mengevaluasi penyelenggaraan konservasi sumber daya air,

pendayagunaan sumber daya air, dan pengendalian daya rusak air. Pola


9

pengelolaan sumber daya air adalah kerangka dasar dalam merencanakan,

melaksanakan, memantau, dan mengevaluasi kegiatan konservasi sumber daya

air, pendayagunaan sumber daya air, dan pengendalian daya rusak air. Di alam,

air hanya dapat dikendalikan melalui wadah daerah tangkapan (catchment area)

atau Daerah Aliran Sungai. Oleh karena daerah ini mampu menerima air yang

masuk seberapapun, dan dapat menyimpannya, dan mengalirkannya ke laut.

Aliran permukaan merupakan komponen penting dalam konservasi air,

sehingga tindakan-tindakan yang berhubungan dengan pengendalian dan

pengelolaan aliran permukaan dapat diformulasikan dalam strategi konservasi

air (Arsyad, 2000). Konservasi tanah dengan metode vegetatif yang dikenal

murah dan mudah dilakukan oleh petani; Konservasi sumberdaya air di daerah

tangkapan dengan cara kombinasi konservasi tanah dan air; dan peningkatan

efisiensi pemanfaatan air dengan teknologi budidaya tepat guna. Hutan masih

diakui berbagai pihak sebagai penjaga kesuburan tanah dan perbaiakan tata air

(Gintings, 2007; Junaidi dan Tarigan, 2011).

2.3 Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi merupakan bagian penting dari alam yang sangat

berpengaruh terhadap kelangsungan hidup manusia. Siklus ini merupakan suatu

proses perpindahan air dari suatu tempat ke tempat lain, yang mana

mempengaruhi ketersediaan air pada suatu daerah. Meskipun jumlah air di bumi

(relatif) tidak berubah dari tahun ke tahun, tetapi ketersediaan air pada suatu area

merupakan bagian dari pendistribusian air pada siklus hidrologi ini, yang

mempengaruhi terjadinya siklus hidrologi.

Dalam siklus hidrologi, matahari terus menerus menguapkan air ke atmosfir.

Sebagian dari air yang diuapkan itu kembali ke bumi sebagai hujan dan salju.

Sebagian dari hujan ini diuapkan kembali ke atmosfir, ada juga yang mengalir ke

danau dan sungai sebelum kembali ke laut. Selain itu, air juga meresap ke dalam

tanah menjadi air tanah. Secara alami, perlahan – lahan air tanah akan muncul

kembali menjadi air permukaan dan menjadi sumber utama dari aliran sungai.

Tumbuhan menyatukan sebagian dari air tanah di dalam jaringannya kemudian

melepaskan sebagian dari air tersebut ke atmosfir dalam proses transpirasi.


10

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi

(sumber : www.ebiologi.net )

Pada Gambar 2.1 siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara

yang berbeda:

Evaporasi / transpirasi – Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di

tanaman, dan sebagainya. Kemudian akan menguap ke atmosfir dan

kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air akan menjadi

bintik – bintik air yang selanjutnya akan turun (presipitasi) 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 vertikal

atau horizontal di bawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki

kembali sistem air permukaan.

Air permukaan – Air bergerak di atas permukaan tanah dekat dengan aliran

utama dan danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori - pori tanah,

maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaaan tanah dapat

dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai – sungai bergabung satu sama


http://www.ebiologi.net/

11

lain yang kemudian membentuk sungai utama yang membawa seluruh aliran

permukaan di sekitar daerah aliran sungai menuju laut.

2.4 Spektrum Curah Hujan

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya pada bagian siklus hidrologi air

hujan yang jatuh ke permukaan bumi (presipitasi) akan bergerak secara kontinu

melalui tiga cara yang berbeda. Setiap terjadinya hujan, intensitas yang terjadi

tidak selalu sama (konstan) karena dipengaruhi oleh faktor penguapan,

kelembaban dan tekanan udara, angin dan sebagainya.

Hujan yang terjadi memiliki distribusi intensitas curah hujan yang berbeda –

beda. Distribusi intensitas curah hujan ini dapat digolongkan menjadi kelompok

tertentu yang biasa disebut dengan spektrum curah hujan. Penggolongan

spektrum curah hujan ini dibagi menjadi tiga golongan, yaitu :

Hujan kecil dengan intensitas sebesar 75% (0 – 20 mm)

Hujan besar, dengan intensitas sebesar 20% (21 – 51 mm)

Hujan sangat besar (ekstrim), dengan intensitas sebesar 5% (>50 mm)

Dari sebaran hujan ini sebenarnya tidak semuanya hujan yang jatuh

dibiarkan begitu saja menjadi aliran permukaan lalu mengalir ke laut,

sebenarnya dapat dilakukan beberapa manajemen praktis berdasarkan spektrum

curah hujan yang terjadi.

Untuk hujan kecil dengan intensitas sebesar 75% (0 – 20 mm), hujan ini

dapat dimanfaatkan sebagai pengisian kembali air tanah dalam (deep ground

water) melalui proses infiltrasi dan juga penerapan Low Impact Development

(LID) yang salah satunya metode panen air hujan (rain water harvesting) guna

mengurangi volume limpasan yang terjadi.

Untuk hujan besar dengan intensitas sebesar 20% (21 – 50 mm), hujan ini

memiliki laju limpasan permukaan yang besar sehingga tidak dapat

dimanfaatkan untuk pengisian sumber air tanah dalam sehingga harus

dikendalikan laju limpasan permukaan yang terjadi dengan melakukan

penyimpanan air pada badan – badan air (storaging).

Untuk hujan sangat besar (ekstrim) dengan intensitas sebesar 5% (>50 mm),

hujan ini memiliki laju limpasan permukaan yang sangat besar sehingga tidak


12

dapat dimanfaatkan untuk pengisian sumber air tanah dalam dan juga jika hujan

seperti ini tidak dikendalikan dapat menyebabkan banjir sehingga diperlukan

upaya pengendalian laju limpasan permukaan yang terjadi dengan sistem

drainase, reservoir alam/danau yang baik.

Karena air yang dimanfaatkan untuk konsumsi oleh manusia hanya jenis air

tawar yang jumlahnya terbatas, maka manusia harus melakukan modifikasi

dalam siklus hidrologi dengan membangun sumur – sumur dari lubang bor,

waduk, sistem suplai air, sistem drainase, jaringan irigasi, dan fasilitas sejenis.

Seiring dengan perkembangan zaman, maka terjadilah ledakan jumlah

penduduk yang mengakibatkan peningkatan kebutuhan manusia akan air. Maka

timbullah fenomena eksploitasi sumber daya air akibat modifikasi siklus

hidrologi tanpa memperhatikan kelestariannya dan manajemen air yang buruk

sehingga menyebabkan kondisi kelangkaan air. Hal ini diperparah dengan

banyaknya perubahan dalam siklus hidrologi.

2.5 Pemanfaatan Air Hujan

Pemanfaatan air hujan dapat dilakukan dengan mengumpulkan air di atap

(roof catchment), dan mengumpulkan air di tanah (ground catchment). Air hujan

yang disimpan dapat digunakan untuk binatu, bilas toilet dan urinal, mencuci

mobil, serta penggunaan air dekoratif (misalnya air mancur). Pemanfaatan ini

bahkan dapat digunakan untuk make – up menara pendingin. Kegunaan utama

dari pemanfaatan air hujan ada dua. Pertama, mengurangi kebutuhan pasokan

PDAM atau ekstraksi air tanah. Kedua, juga mengurangi limpasan air hujan ke

sistem drainase kota sehingga mengurangi masalah banjir.


13

Gambar 2.2 Kemungkinan Penggunaan Air Hujan untuk Bangunan

Komersial

(sumber : Panduan Pengguna Bangunan Gedung Hijau Jakarta)

Keterangan :

Dapat diterima

Memungkinkan

Tidak direkomendasikan

AIR HUJAN

(Hanya Atap)

AIR BADAI

(Atap & Tanah)

Fasilitas/kamar mandi

Dapur/persiapan

makanan

Sistem air panas

Penyiram toilet

Binatu

Pengairan

Pencucian kendaraan

Menara pendingin

Kolam air top up

Air proses lainnya


14

2.5.1 Komponen Panen Air Hujan

Panen air hujan merupakan proses penangkapan, diversi, dan penyimpanan

air hujan untuk beragam tujuan, irigasi, sumber air minum, kebutuhan rumah

tangga, dan pengisian kembali akifer.

Pada aplikasi dengan skala kecil, panen air hujan dapat dibuat sederhana

dengan menyalurkan aliran air hujan dari atap yang tidak menggunakan talang

langsung menuju sebuah daerah lansekap dengan memanfaatkan kontur pada

daerah lansekap tersebut. Sistem yang lebih kompleks meliputi talang, saluran

pengelontor air hujan pertama (first flush diverters), pipa, penampungan,

penyaring, pompa dan unit pengolahan air.

Komponen dasar dari sistem ini tergantung dengan kerumitan dari sistem

tersebut. Namun secara umum, sistem panen air hujan memiliki enam komponen

dasar, yaitu:

1. Permukaan daerah tangkapan air hujan

Atap bangunan merupakan pilihan sebagai area penangkapan hujan. Jumlah

air yang dapat ditampung dari sebuah atap tergantung dari material atap

tersebut, dimana semakin baik jika permukaan semakin halus.

2. Talang dan pipa downspout

Sistem drainase atau pengiriman air hujan dari permukaan atap ke wadah

penyimpanan adalah dengan menggunakan talang dan pipa vertikal. Saat

pemilihan talang dan pipa vertikal penting untuk mempertimbangkan 3 faktor

yaitu ukuran, pemasangan yang tepat dan estetika.

Ukuran talang sebaiknya berukuran sedemikian rupa sehingga cukup

memindahkan air hujan dengan intensitas tinggi. Sebagai aturan umum talang

yang digunakan berukuran minimal 3 – 5 inch.

Ukuran pipa air vertikal yang digunakan dengan diameter 3 – 8-inch yang

akan diteruskan ke tangki penyimpanan/reservoir.

Jumlah pipa pengaliran dapat dihitung dengan menggunakan rumus

kontinuitas :


15

Q = v.A (2.1)

Dimana :

Q = Debit Pengaliran (m3/detik)

v = Kecepatan Pengaliran (m/detik)

A = Luas Lingkaran Pipa (m2)

3. Saringan daun, saluran pengelontor air hujan pertama (first flush diverters),

dan pencuci atap

Komponen penghilang kotoran dari air yang ditangkap oleh prmukaan

penangkap sebelum menuju penampungan. Umumnya sebelum air hujan

masuk ke dalam penampungan air hujan yang pertama kali turun dialirkan

terlebih dahulu melalui saluran pengelontor air hujan pertama (first flush

diverters). Karena air hujan yang pertama kali jatuh membasahi atap

membawa berbagai kotoran, zat kimia berbahaya, dan beberapa jenis bakteri

yang berasal dari sisa – sisa organisme.

4. Tangki/unit penampungan

Bagian ini merupakan bagian termahal dalam sistem panen air hujan. Ukuran

dari unit penampungan ditentukan oleh berbagai faktor, antara lain :

persediaan air hujan, permintaan kebutuhan air, lama musim kemarau,

penampung area penangkap, dan dana yang tersedia.

5. Pemurnian dan penyaringan air

Komponen ini hanya dipakai pada sistem panen air hujan sebagai sumber air

minum.


16

Gambar 2.3 Sistem Penampungan Air Hujan (PAH)

(sumber : Rainharvesting System)

2.5.2 Keseimbangan Air dan Penentuan Ukuran Cistern

Aturan utama dalam penentuan ukuran cistern adalah volume air hujan yang

dapat ditangkap harus sama dengan atau melebihi permintaan kebutuhan air.

Variabel dari air hujan dan kebutuhan air menggambarkan hubungan antara

daerah tangkapan yang dibutuhkan dan kapasitas penyimpanan. Pada beberapa

kasus, diperlukan perluasan daerah tangkapan air seiring dengan penambahan

kapasitas penampungan untuk memenuhi permintaan kebutuhan air. Sistem

penampungan haris dapat menampung air lebih sebagai antisipasi pemenuhan

kebutuhan air pada saat air hujan tidak turun dalam keadaan yang cukup lama.

Hal ini menunjukkan cara untuk menghitung jumlah air hujan, estimasi

permintaan kebutuhan air, dan besar kapasitas penyimpanan air yang dibutuhkan

sebagai persediaan air.

Secara teori, diperkirakan air yang dapat ditampung sebesar 0,62 galon per

kaki persegi area penangkapan (1 galon = 0,003785 m3, 1 kaki = 0,3048 m).

Tetapi pada praktiknya, sejumlah air hujan hilang menuju saluran pengelontor


17

air hujan pertama (first flush diverters), melimpas dari talang saat hujan deras

atau kemungkinan mengalami kebocoran. Hal ini berdampak cistern tidak dapat

mencapai efisiensi yang maksimal dalam menangkap semua air pada saat hujan

puncak. Apalagi pada saat penampungan sudah penuh maka air hujan akan

hilang sebagai air limpasan. Untuk keperluan perencanaan, inefisiensi yang

terjadi dalam sistem ini harus diperhitungkan.

2.6 Metode Cistern

Metode cistern merupakan metode penampaungan air hujan yang sederhana.

Pada dasarnya metode cistern memiliki konsep dasar yang sama dengan metode

panen air hujan pada umumnya, yaitu menampung langsung air hujan yang jatuh

di atap dengan melalui komponen – komponen sistem panen air hujan seperti

talang (gutter), pipa downspout, saluran pengelontor air hujan pertama (first

flush diverters), dan unit penampung air.

2.6.1 Langkah – Langkah Pembuatan Cistern

Agar cistern yang dibuat memenuhi efisiensi semaksimal mungkin sesuai

dengan yang diinginkan, maka langkah – langkah yang harus dijalankan dalam

pembuatan cistern adalah :

Menghitung ukuran cistern

Dalam tahap ini, dilakukan perhitungan volume air hujan tertampung

sebagai air limpasan yang dialirkan melalui talang dan kemudian

dikumpulkan ke dalam suatu uni penampungan air dalam hal ini cistern.

Dari perhitungan ini kemudian ditentukan volume cistern yang haru dibuat

agar mampu menampung air hujan.

Pemilihan jenis cistern

Pemilihan jenis cistern yang akan digunakan merupakan langkah yang

sangat penting dengan mempertimbangkan kelebihan dan kekurangan yang

ada pada setiap bahan cistern. Pada dasarnya cistern harus memenuhi

kriteria : tidak tembus air, tahan lama, dapat dibersihkan, dan memiliki

permukaan bagian dalam yang halus.


18

Adapun kelebihan dan kekurangan jenis – jenis cistern adalah :

Tabel 2.2 Kelebihan dan Kekurangan dari Berbagai Jenis Cistern

Jenis Cistern Kelebihan Kekurangan

Fiberglass tank

Mencegah timbulnya algae

Mencegah evaporasi

Tahan karat

Tahan lama

Dana awal besar

Terjadi penurunan

Polyethylene tank

Ukuran beragam

Tipis

Mudah diganti

Tidak mahal

Mudah dipindah

Dapat merusak jika

terkena sinar UV

55 gallon steel drums

Banyak tersedia

Tahan lama

Mudah dipindahkan

Cocok untuk cistern yang kecil

Mudah karat

Galvanized tanks

Murah

Menarik dilihat

Mudah dipindahkan

Mudah untuk diganti

Biaya investasi dan

perawatan tinggi

Concrete tank/block,

ferrocement

Tahan lama

Permanen

Berpotensi retak

Perawatan rumit

Sumber : Energy Technical Bulletin

Penempatan cistern

Cistern dapat diletakkan di dalam tanah ataupun di atas tanah. Cistern yang

diletakkan di atas tanah menghabiskan biaya yang lebih murah daripada

cistern di dalam tanah. Cistern yang terletak di dalam tanah membutuhkan

desain yang lebih rumit karena dalam menyalurkan air membutuhkan

pompa untuk melawan gaya gravitasi. Pada cistern yang terletak di atas

tanah, dengan memanfaatkan ketinggian maka air hujan dari dalam

penampungan disalurkan dengan bantuan gaya gravitasi.


19

Pembuatan sistem penyaluran air menuju cistern

Dalam tahap ini yang dilakukan adalah membuat talang, downspout dan

pipa saluran pengelontor air hujan pertama (first plush diverters) sesuai

dengan volume air yang lewat sehingga memperkecil limpasan dari saluran

dan membuat pipa saringan untuk mencegah kotoran atau daun masuk

menuju cistern.

2.6.2 Keuntungan Cistern

Metode cistern dipilih karena pada dasarnya cistern lebih mudah untuk

diterapkan, jumlah air yang tertampung cukup besar, dan tidak membutuhkan

lahan yang luas. Secara lebih rinci keuntungan dari penggunaan cistern adalah :

Dapat mengurangi jumlah permintaan air untuk penggunaan air yang tidak

diminum seperti menyiram tanaman, sehingga dapat terjadi penghematan

biaya dan penghematan air guna konservasi air.

Dapat mengurangi volume limpasan air hujan, sehingga air dapat ditahan

dan digunakan untuk memenuhi permintaan kebutuhan akan air.

Air yang tertampung dapat disimpan untuk nantinya digunakan pada saat

musim kemarau atau pada saat hujan tidak turun dalam waktu cukup lama,

dan pada saat suplai air tanah berkurang.

2.6.3 Keterbatasan Cistern

Metode cistern memiliki keterbatasan, yaitu :

Ketergantungan nilai efisiensi cistern dengan volume cistern yang harus

disediakan. Jadi untuk mencapai efisiensi maksimal, volume cistern harus

semakin besar.

Jika volume air telah melebihi, volume yang mampu ditampung oleh cistern

akan menjadi air limpasan yang terbuang.

Air yang dihasilkan dari cistern memiliki kualitas yang rendah karena tidak

adanya fasilitas pengolahan air primer yang dapat menghilangkan polutan.

2.6.4 Perhitungan Volume Cistern

Ukuran kapasitas cistern harus dapat memenuhi permintaan kebutuhan air

sepanjang tahun atau minimal sepanjang musim hujan. Untuk itu, sebelum

melaksanakan pembuatan cistern perlu dilakukan perhitungan volume air hujan


20

yang dapat tertampung oleh atap dengan memperhitungkan terjadinya kebocoran

dan limpasan dengan asumsi efisiensi air yang tertampung sebesar 75 – 90% dari

volume keseluruhan air yang dapat tertampung.

Penentuan ukuran penampung/cistern dapat dilakukan dengan bebrapa cara,

yaitu :

1. Metode 1 – Pendekatan dari segi kebutuhan air

Metode ini merupakan metode perhitungan paling sederhana dimana hanya

menghitung volume air yang dibutuhkan yang langsung dianggap sebagai

volume cistern yang harus disediakan. Adapun persamaan yang berlaku

adalah:

Vdemand = Vcistern (2.2)

Metode ini mengambil asumsi bahwa curah hujan dan daerah tangkapan

memadai secara konsisten seperti kondisi di atas. Untuk itu dilakukan

pengembangan pemodelan perhitungan yaitu metode pendekatan dari segi

ketersediaan air.

2. Metode 2 – Pendekatan dari segi ketersediaan air

Metode ini hanya memperhitungkan jumlah air yang bisa ditangkap oleh

suatu daerah tangkapan dengan mengetahui jumlah kebutuhan air sebagai

pedoman bahwa volume ketersediaan air harus lebih besar daripada

kebutuhan air yang dianggap sama setiap hari sepanjang tahun.

Vsupply = Vcistern (2.3)

3. Metode 3 – Perhitungan neraca air

Pada metode ini, perhitungan volume cistern ditentukan dengan

mempertimbangkan keseimbangan antara ketersediaan air dan kebutuhan air

yang terjadi. Ketersediaan air berasal dari atap sedangkan kebutuhan air

merupakan volume air yang dibutuhkan.

V = R x A x k (2.4)

Dimana :

V = volume air tertampung (m3)

R = curah hujan (m)


21

A = luas daerah tangkapan (m3)

K = koefisien limpasan air

Perhitungan hujan andalan dilakukan melalui pengolahan data curah hujan

bulanan yang ada dengan mengurutkan peringkat data curah hujan

berdasarkan besar curah hujan rata – rata bulanan dengan menggunakan

rumus :

( ) ( )

Dimana :

m = Data urutan ke m yang dipakai sbg curah hujan efektif

n = Banyak Tahun Pengamatan

2.6.5 Area Tangkapan Air Hujan

Ukuran area tangkapan air pada atap akan menentukan berapa banyak air

hujan yang dapat dimanfaatkan. Area tersebut berdasarkan pada “jejak” dari

atap, yang dapat dihitung dengan mencari luas gedung ditambah area teritisan.

Gambar 2.4 Jejak Atap

(sumber : Panduan Pengguna Bangunan Gedung Hijau Jakarta)


22

2.7 Kebutuhan Air Bersih

Pada umumnya, penggunaan air untuk berbagai macam tujuan dapat dibagi

dalam beberapa kebutuhan, antara lain :

2.7.1 Kebutuhan domestik

Kebutuhan domestik yaitu kebutuhan pemakaian air bersih untuk rumah

tangga yang biasanya ditentukan berdasarkan banyaknya penduduk dan

persentasi kebutuhan air.

Kebutuhan air bersih untuk domestik berdasarkan kategori kota, dapat

dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel 2.3 Kebutuhan Air Bersih untuk Domestik Berdasarkan Kategori

Kota

No Kategori Kota Jumlah Penduduk Kebutuhan

(jiwa) (ltr/org/hari)

1 Metropolitan >1.000.000 170 – 190

2 Kota besar 500.000 – 1.000.000 150 – 170

3 Kota sedang 100.000 – 500.000 130 – 150

4 Kota kecil 20.000 – 100.000 100 – 130

5 Kota kecamatan <20.000 90 – 100

Sumber : Ditjen Cipta Karya, Dep PU, 1997

2.7.2 Kebutuhan non domestik

Kebutuhan non domestik merupakan kebutuhan air bersih yang sudah

ditentukan berdasarkan pemakaian tiap – tiap orang di tempat – tempat tertentu.

Untuk lebih jelsanya, kebutuhan air non domestik dapat dilihat pada tabel

berikut ini :


23

Tabel 2.4 Kebutuhan Air Non Domestik

No Kategori

Pemakaian air

rata – rata per

hari (liter)

Keterangan

1 Kantor 70 – 100 Tiap karyawan

2 Rumah sakit 250 – 1000 Tiap pasien

3 Gedung bioskop 10 Tiap pengunjung

4 Sekolah dasar, SMP 40 – 50 Tiap siswa

5 SMA dan lebih tinggi 80 Tiap siswa

6 Laboratorium 100 – 200 Tiap karyawan

7 Toserba 3 Tiap pengunjung

8 Industri/pabrik 80 (pria) Tiap orang/shift

100 (wanita) Tiap orang/shift

9 Stasiun dan terminal 3 Tiap penumpang

10 Restoran 30 Tiap tamu

11 Hotel 250 – 300 Tiap tamu

12 Perkumpulan sosial 30 Tiap orang

13 Tempat ibadah 10 Tiap jama’ah

Sumber : Sampe, dkk., di dalam Juknis Perencanaan Sistem Penyediaan Air

Minum Perkotaan Vol.II, 1998.

Kebutuhan akan air bersih oleh masyarakat bervariasi yang dinyatakan

dalam persentase terhadap konsumsi rata – rata harian selama setahun.

Kebutuhan air tidak akan selalu sama, tetapi akan berfluktuasi.


24

2.8 Fluktuasi Kebutuhan Air Bersih

Jumlah pemakaian air oleh masyarakat untuk setiap waktu tidak berada nilai

yang sama. Aktivitas manusia yang berubah – ubah untuk setiap waktu

menyebabkan pemakaian air selama satu hari mengalami perubahan naik dan

turun atau dapat disebut fluktuasi kebutuhan air.

Pada umumnya kebutuhan air dibagi dalam tiga kelompok :

2.8.1 Kebutuhan rata – rata

Pemakaian air rata – rata menggunakan persamaan berikut :

( )

Dimana :

Qh = Pemakaian air rata – rata (m3/jam)

Qd = Pemakaian air rata – rata sehari (m3)

T = Jangka waktu pemakaian (jam)

2.8.2 Kebutuhan harian maksimum

Kebutuhan air harian dengan menggunakan rumus :

Kebutuhan air per hari = jumlah penduduk x kebutuhan rata – rata per hari

2.8.3 Kebutuhan pada jam puncak

Jam puncak merupakan jam dimana terjadi pemakaian air terbesar. Faktor

jam puncak mempunyai nilai yang berbalik dengan jumlah penduduk. Semakin

tinggi jumlah penduduk maka besarnya faktor jam puncak akan semakin kecil.

Hal terjadi karena dengan bertambahnya jumlah penduduk maka aktivitas

penduduk tersebut semakin beragam sehingga fluktuasi pemakaian air semakin

kecil (Soufyan, Takeo. 2005).

Kebutuhan air harian maksimum dan jam puncak dihitung berdasarkan

kebutuhan dasar dan nilai kebocoran dengan pendekatan sebagai berikut :

( )

Dimana :

C1 = Konstanta (1,2 – 2,0)


25

2.9 Pertumbuhan Penduduk

Perkiraan dan pertambahan jumlah penduduk erat sekali hubungannya

dengan perencanaan suatu sistem penyediaan air bersih pada suatu daerah.

Perkembangan dan pertambahan jumlah penduduk akan menentukan besarnya

kebutuhan air bersih dimasa yang akan datang, dimana hasilnya merupakan

pendekatan dari hasil sebenarnya.

2.9.1 Metode Arithmatika

Metode perhitungan dengan cara aritmatik didasarkan pada kenaikan rata-

rata jumlah penduduk dengan menggunakan data terakhir dan rata-rata

sebelumnya. Dengan cara ini perkembangan dan pertambahan penduduk akan

bersifat linier. Perhitungan ini menggunakan persamaan berikut :

Pn = Pt + I ( n ) dan (Po – Pt) / t (2.8)

Dimana :

Pn = Jumlah penduduk pada tahun ke n

Pt = Jumlah penduduk yang diketahui pada tahun ke I

Po = Jumlah penduduk yang diketahui pada tahun terakhir

t = Jumlah tahun yang diketahui

n = Jumlah interval

2.9.2 Metode Geometrik

Perhitungan perkembangan populasi berdasarkan pada angka kenaikan

penduduk rata – rata pertahun. Presentase pertumbuhan penduduk rata – rata

dapat dihitung dari data sensus tahun sebelumnya. Persamaan yang digunakan

untuk metode Geometrik ini adalah :

Pn = Po ( 1 + r )n (2.9)

Dimana :

Pn = jumlah penduduk pada tahun ke n


26

Po = jumlah penduduk pada tahun dasar

r = laju pertumbuhan penduduk

n = jumlah interval

2.9.3 Metode Least-square

Metode ini umumnya digunakan pada daerah yang tingkat pertambahan

penduduk cukup tinggi. Perhitungan pertambahan jumlah penduduk dengan

metode ini didasarkan pada data tahuntahun sebelumnya dengan menganggap

bahwa pertambahan jumlah penduduk suatu daerah disebabkan oleh kematiaan,

kelahiran, dan migrasi. Persamaan untuk metode ini adalah :

Ŷ = a.X + b (2.10)

Dimana :

Ŷ = nilai variabel berdasarkan garis regresi

X = variabel independen

a = konstanta

b = koefisien arah regresi linear


27

2.10 Studi Terdahulu

No. Referensi Topik/Masalah Metode Penelitian Hasil

1 Faez Hussein Buraihia,c,

Abdul Rashid Mohamed

Shariffb. 2015. Selection Of

Rainwater Harvesting Sites

By Using Remote Sensing

And Gis Techniques: A Case

Study Of Kirkuk, Iraq.

Universitas Putra Malaysia.

Malaysia

Di Kota Kirkuk, Irak, penduduk tidak

memiliki akses ke sumber air tetap dan

karenanya bergantung pada air hujan

dan air tanah untuk aktivitas sehari-

hari mereka. Muka air tanah di Kirkuk

secara bertahap turun karena

perubahan iklim dan penggalian sumur

oleh petani secara sembarangan.

Situasi ini menyoroti kebutuhan untuk

membangun sebuah sistem untuk

menyimpan air dari curah hujan, yang

kemudian dapat dimanfaatkan sebagai

sumber air tambahan selama musim

kemarau. Penelitian ini dilakukan

untuk menentukan lokasi optimal

untuk struktur RWH di DAS Pisangan

di Distrik Ajmer.

Dalam penelitian ini, lapisan yang

berbeda diselidiki untuk menilai bobot

kriteria, yang meliputi tekstur tanah,

kemiringan, data curah hujan, LULC,

geomorfologi, litologi, garis aliran, dan

aliran drainase.

Hasil penelitian ini dapat memberi manfaat

bagi pengambil keputusan karena mereka

menetapkan rencana pengelolaan air untuk

Kirkuk dengan bantuan analisis keputusan

multi kriteria (MCDA) dan akhirnya

menyelesaikan kelangkaan air di kota.

Lokasi optimum lokasi konstruksi RWH

ditentukan dalam penelitian ini.

2 Faisal Nurrohman, Satria

Waskita Eka Paksi. 2015.

Perencanaan Panen Air

Hujan sebagai Sumber Air

Alternatif pada Kampus

Universitas Diponegoro.

Volume 4:283 - 292

Seiring dengan perkembangan kampus

Universitas Diponegoro dan semakin

meningkatnya kebutuhan akomodasi

untuk mahasiswa, menjadikan

kawasan sekitar kampus mengalami

perubahan tata guna lahan menjadi

kawasan terbangun berupa

permukiman.

Hal tersebut mengakibatkan

berkurangnya lahan resapan air yang

berakibat pada meningkatnya volume

aliran limpasan air permukaan

sehingga volume air yang mengalami

Metode Penelitian yang dilakukan

adalah :

1. Melakukan pengumpulan data

2. Analisis jumlah air bersih yang

dimanfaatkan dan analisis

hidrologi

3. Analisis kondisi infiltrasi dan

kondisi pengambilan air sumur

terhadap kebutuhan

4. Analisis bangunan panen air hujan

5. Perencanaan dan desain bangunan

panen air hujan

Didapatkan volume kapasitas bangunan

panen air hujan dan volume sumur resapan

serta lokasi pembuatan bangunan panen air

hujan di beberapa titik di kawasan

Universitas Diponegoro


28

infiltrasi dan menjadi air tanah

berkurang. Keadaan tersebut dapat

mengurangi jumlah air tanah yang

merupakan sumber air tawar sebagai

sumber air bersih. Selain itu,

pertambahan jumlah populasi yang

didukung dengan tindakan konsumtif

yang berlebihan serta kurang

kepedulian terhadap lingkungan juga

menyebabkan berkurangnya air bersih.

Tujuan studi ini adalah untuk

menganalisis potensi dan

merencanakan penggunaan air hujan

sebagai sumber air alternatif untuk

mengurangi penggunaan air tanah

dalam usaha kegiatan konservasi di

wilayah kampus Universitas

Diponegoro.

3 Mohamad Suhaily Yusri Che

Ngah, Zainudin Othman,

Mohmadisa Hashim, Nasir

Nayan & Yazid Saleh. 2014.

Rainwater as a Potential

Alternative Source of Water

in Tanjong Malim, Perak.

Geografi Vol. 2 No.1.

Universitas Putra Malaysia.

Malaysia

Sumber air baru seperti air hujan harus

dikembangkan sebagai alternatif untuk

berbagai penggunaan industri, rumah

tangga, dan pertanian, terutama di

kawasan Tanjong Malim karena rata-

rata curah hujan tahunan yang diterima

di atas rata-rata nasional (2.500 mm

per tahun) (Mohamad Suhaily Yusri,

2007). Selain itu, ini memberi

keuntungan untuk menghemat

penggunaan air bersih untuk keperluan

pembilasan toilet, penyiraman tanaman

dan daerah cuci. Biaya yang

dikeluarkan oleh anggota masyarakat

untuk membayar tagihan air ke

Penelitian ini dilakukan di Tanjong

Malim, terletak di selatan Perak.

Lokasi geografisnya di kaki

Pegunungan Titiwangsa merupakan

keuntungan bagi Tanjong Malim

dalam hal curah hujan dan kelembaban

yang diterima. Data curah hujan

tahunan jangka panjang (data

sekunder) diperoleh dari DID dan

dianalisis untuk melihat

kecenderungan curah hujan (data

tahunan) dengan menggunakan grafik

kecenderungan curah hujan.

kecenderungan curah hujan penting

untuk memastikan bahwa Tanjong

Berdasarkan data yang diperoleh dari DID,

curah hujan bulanan tertinggi tercatat di

Tanjong Malim pada bulan November 2003

dengan curah hujan 707 mm per bulan.

Jumlah tertinggi kedua adalah pada bulan

April 2004 dengan curah hujan 628 mm per

bulan (Gambar 4). Dalam sebulan, jumlah

curah hujan maksimum tercatat pada

tanggal 28 April 2001 yang merupakan

curah hujan 140,5 mm dalam sehari.

Sedangkan dalam tiga hari, curah hujan

maksimum tercatat pada April 2001 dengan

total curah hujan 204,8 mm. Berdasarkan

hasil analisis ini, terbukti bahwa tingkat

intensitas curah hujan di Tanjong Malim


29

operator air yaitu Dewan Air Perak

(PAP) dapat dikurangi sekaligus

membuka lembaran pendidikan baru

kepada masyarakat untuk beralih ke

upaya konservasi melalui

pengumpulan air hujan.

Malim memiliki potensi sumber curah

hujan tinggi untuk waktu yang lama.

Ukuran waduk juga dihitung

berdasarkan curah hujan harian /

bulanan yang diterima untuk

mengetahui kapabilitas / kontinuitas

pasokan sambil mempertimbangkan

selang waktu berhari-hari tanpa hujan.

Hal ini untuk memungkinkan

pengguna untuk memiliki ukuran

reservoir yang sesuai untuk

menyimpan air dan dapat digunakan

pada tingkat optimal tanpa hujan.

tinggi dibanding daerah lainnya.

Kemungkinan banjir di Tanjong Malim

sangat hebat namun fenomena ini tidak

terjadi di Tanjong Malim yang mungkin

karena kurangnya kegiatan pembangunan

yang dilakukan. Dari hasil analisis, terlihat

bahwa jumlah curah hujan tahunan, curah

hujan total per bulan, jumlah hari hujan dan

tingkat intensitas curah hujan tinggi. Oleh

karena itu, praktik pemanenan air hujan di

Tanjong Malim sesuai dan tidak

mengganggu penurunan aliran alami sistem

drainase yang ada khususnya sungai.

4 Susana, Tri Yayuk. 2012.

Analisa Pemanfaatan Potensi

Air Hujan dengan

Menggunakan Cistern

sebagai Alternatif Sumber

Air Pertamanan pada

Gedung Perkantoran Bank

Indonesia. Fakultas Teknik.

Universitas Indonesia. Depok

Selama ini, di Komple Perkantoran

Bank Indonesia, air hujan yang

melimpas hanya dialirkan ke saluran

pembuangan untuk kemudian dibuang

ke saluran perkotaan. Untuk mencegah

hal tersebut, maka perlu dilakukan

upaya konservasi air. Metode panen air

hujan dengan cistern merupakan salah

satu upaya konservasi air tersebut,

dimana air hujan yang dipanen dapat

digunakan untuk keperluan menyiram

tanaman di area taman pada Komplek

Perkantoran Bank Indonesia, sehingga

dapat mengurangi kebutuhan air untuk

penyiraman tanaman yang selama ini

menggunakan air PAM yang biayanya

terbilang mahal.

Penelitian yang dilakukan adalah

dengan memanfaatkan potensi air

hujan sebagai alternatif sumber air

pertamanan yang ada pada gedung

Perkantoran Bank Indonesia, Jakarta.

Dengan menggunakan metode panen

hujan, air hujan yang jatuh pada luasan

atap gedung Perkantoran Bank

Indonesia dan tertahan di dalam wadah

penampung yang berupa cistern dapat

dihitung untuk selanjutnya

dimanfaatkan sebagai alternatif sumber

air dalam memenuhi kebutuhan air

untuk menyiram tanaman pada gedung

Perkantoran Bank Indonesia.

Hasil penelitian ini menunjukkan potensi

penghematan air PAM sebesar 65,41% dari

total kebutuhan air pertamanan yang

sebelumnya menggunakan air PAM hanya

untuk menyiram tanaman. Disamping itu,

pemanfaatan air hujan ini dapat

memberikan nilai tambah terhadap upaya

konservasi sumber daya air.


30

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Umum

Pengembangan sumber daya air secara berkelanjutan dalam mengatasi

kelangkaan air untuk keperluan sehari – hari sangat diperlukan. Selama ini,

konsep konservasi air dipahami sebagai kegiatan penanaman pohon atau upaya

vegetatif lainnya agar meningkatkan jumlah air hujan yang masuk ke dalam

tanah. Mekanisme konservasi air dengan cara ini sangat alamiah dan paling

dikehendaki. Tapi, ketika kerusakan alam semakin tidak terkendali hingga

kawasan lindung/konservasi, maka harus ada upaya lain agar air hujan yang

jatuh di kawasan tersebut tidak hilang begitu saja. Upaya lain konservasi yang

dimaksud adalah pembuatan sumur resapan dan pemanenan air hujan (rainwater

harvesting). Sumur resapan sangat efektif dalam upaya konservasi air, tapi

seperti halnya penanaman pohon, tingkat keberhasilannya rendah.

Kemungkinan karena mereka yang membuat sumur resapan tidak secara

langsung memperoleh manfaat dari kegiatan itu. Sebaliknya, sistem pemanen

air hujan akan memberikan manfaat langsung, yaitu air.

Panen hujan merupakan suatu cara menampung air pada musim hujan untuk

dapat dipergunakan pada saat musim kemarau. Dalam hal ini sistem panen

hujan untuk memenuhi kebutuhan non domestik secara sederhana prinsip panen

hujan terdiri atas penampung air hujan, penyalur, dan penyimpan. Pada skala

rumah tangga, hotel, gelanggang olah raga, dan perkantoran, atap dari bangunan

– bangunan tersebut berfungsi sebagai penampung air hujan untuk kemudian

dialirkan ke bak penampung dan siap digunakan.

Salah satu contoh penerapan rainwater harvesting (pemanenan air hujan)

adalah dengan sistem penampungan Cistern. Digunakannya Cistern ini karena

Cistern dapat menampung banyak air, dapat mereduksi polusi dengan

mereduksi air hujan permukaan yang mana mengandung polutan seperti

sedimen, minyak, bakteri, dan nutrien. Dan yang terpenting, Cistern digunakan

karena murah biayanya dan tidak perlu lahan yang besar untuk penempatan

cistern tersebut.


31

Dengan adanya metode rainwater harvesting (pemanenan air hujan) dengan

sistem Cistern diharapkan menjadi alternatif solusi ketika konservasi air dengan

kegiatan penanaman pohon dan pembuatan sumur resapan tidak berhasil karena

kerusakan alam makin tidak terkendali hingga ke kawasan lindung/konservasi

dan para pembuat sumur resapan tidak mendapatkan manfaat secara langsung

dari sumur resapan yaitu air itu sendiri.

3.2 Wilayah Studi

Penelitian ini akan dilakukan langsung di wilayah Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara yang beralamat di jalan Almamater, Medan. Berikut

gambar peta wilayah dan distribusi air bersih Fakultas Teknik Universitas

Sumatera Utara.

Gambar 3.1 Peta Layout Gedung Fakultas Teknik

U


32

Gedung – gedung yang menjadi wilayah studi di Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara yaitu :

1. Gedung J01

2. Gedung J02

3. Gedung J03

4. Gedung J04

5. Gedung J05

6. Gedung J06

7. Gedung J07

8. Gedung J08

9. Gedung J09

10. Gedung J11

11. Gedung J12

12. Gedung J13

Penerapan konsep panen air hujan ini dilakukan di komplek gedung kuliah

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan dengan mempertimbangkan

bahwa penggunaan air masih bersumber dari PAM. Dengan menerapkan sistem

pemanenan air hujan ini diharapkan dapat mengurangi penggunaan air PAM

sebagai salah satu upaya penghematan biaya operasional. Untuk menentukan

optimasi dari penggunaan sistem cistern maka harus diketahui kapasitas air

hujan yang tertampung atap gedung sebagai daerah tangkapan dimana

dibutuhkan data curah hujan di daerah tersebut.


33

3.3 Konsep Metodologi Penelitian

Adapun urutan pelaksanaan pengujian dapat diuraikan sebagai berikut:

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian

Mulai

Studi Literatur

Pengumpulan Data

Data Sekunder

a) Peta layout gedung di

Fakultas Teknik

b) Curah Hujan Harian

Rata – Rata

c) Jumlah civitas

akademika Fakultas Teknik

Universitas

Data Primer

a) Ukuran atap gedung di

wilayah Fakultas Teknik

b) Volume Keluaran Air

Keran

Analisis

a) Analisis kebutuhan air bersih di kawasan Fakultas Teknik

b)Analisis hidrologi dan debit dari tampungan air hujan serta

hubungannya dengan kebutuhan air bersih

c) Analisis perencanaan bangunan panen air hujan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Pengolahan data

a. Menentukan parameter -

parameter debit kebutuhan air

bersih

b. Menentukan debit air yang

didapat dari tampungan air

hujan dan hubungannya dengan

kebutuhan air bersih

c. Merencanakan bangunan panen

air hujan


34

1. Studi Literatur

Dalam bagian ini dilakukan studi literatur mengenai topik yang berkaitan

dengan penulisan skripsi, seperti :

Kebutuhan air bersih

Metode panen air hujan dengan sistem cistern

2. Pengumpulan Data

Dalam bagian ini dilakukan pencarian data – data dari berbagai sumber yang

berkaitan dengan penulisan skripsi ini, seperti :

Data curah hujan wilayah studi

Peta/denah lay – out lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera

Utara

Jumlah civitas akademika Fakultas Teknik yang berada pada gedung J01

sampai J13

3. Pengolahan Data

Pada bagian ini dilakukan pengolahan data, antara lain:

Perhitungan debit kebutuhan air bersih dengan menggunakan data jumlah

civitas akademika Fakultas Teknik

Perhitungan hidrologi, volume limpasan, dan luasan atap

Dalam bagian ini dilakukan pengolahan data curah hujan untuk

memperoleh volume limpasan air hujan yang jatuh di atap – atap gedung

J01 sampai J13 Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah

ditentukan. Dengan menggunakan data curah hujan dan luasan atap –

atap gedung tersebut, didapat volume limpasan air hujan yang jatuh di

atap – atap gedung J01 sampai J13 Fakultas Teknik Universitas Sumatera

Utara.

Neraca air pada kawasan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Dalam bagian ini, dilakukan pengolahan data cuarh hujan untuk

memperoleh volume limpasan air hujan yang jatuh di atap gedung J01

sampai J13 Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dengan


35

menggunakan data curah hujan dan luasan atap gedung, sehingga

selanjutnya dapat dihitung hubungan antara ketersediaan air yang

diperoleh dari air hujan yang ditampung dengan kebutuhan air yang

diperlukan pada gedung – gedung tersebut.

Perhitungan volume limpasan tertampung

Dalam bagian ini, dilakukan pengolahan data untuk memperoleh volume

limpasan air hujan yang jatuh di atap sebagai daerah tangkapan

(catchment area) untuk mengetahui seberapa banyak dari volume

limpasan air hujan yang akan ditampung pada sistem instalasi panen air

hujan yang akan digunakan.

4. Analisis

Dalam bagian ini dilakukan analisis terhadap :

Kebutuhan air bersih di kawasan Fakultas Teknik

Perhitungan hidrologi dan debit dari tampungan air hujan serta

hubungannya dengan kebutuhan air bersih

Perencanaan bangunan panen air hujan

5. Kesimpulan dan Saran

Pada bagian ini, disimpulkan dan diberikan saran dari semua pokok

permasalahan yang telah dianalisa dalam penelitian ini, sebagai pedoman

penelitian di masa yang akan datang yang berkaitan dengan pokok

permasalahan ini.


36

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Perhitungan Volume Cistern

Untuk menentukan volume cistern, seperti dipaparkan pada bab 2, maka

perlu diketahui volume air terpanen dan volume air yang dibutuhkan. Jadi

didalam menentukan volume cistern, maka data dapat digolongkan menjadi dua

jenis, yaitu data ketersediaan air yang berupa data volume air hujan tertampung

dan data kebutuhan air yang berupa data kebutuhan air di komplek gedung

kuliah Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan.

4.1.1 Ketersediaan Air

Ketersediaan air yang dimaksud adalah air hujan yang dapat terkumpul di

atap gedung – gedung di Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Banyaknya air yang dapat terkumpul dipengaruhi oleh besarnya curah hujan

yang terjadi di Medan, luasan daerah tangkapan dalam hal ini adalah atap

gedung – gedung di komplek gedung kuliah Fakultas Teknik dan koefisien jenis

penutup atap masing – masing gedung di wilayah tersebut.

4.1.1.1 Data Curah Hujan di Komplek Gedung Kuliah Fakultas Teknik


Data curah hujan yang tersedia di komplek gedung kuliah Fakultas Teknik

merupakan data curah hujan harian (lampiran 1). Dari data tersebut, dapat diolah

menjadi data curah hujan bulanan yang terdiri dari dua metode perhitungan,

yaitu metode rata – rata (average) dan metode nilai tengah (median). Metode rata

– rata merupakan metode perhitungan curah hujan dengan menjumlahkan

seluruh data curah hujan selama sebulan dibagi dengan jumlah hari dalam

sebulan. Metode nilai tengah adalah metode perhitungan yang mengurutkan

besarnya nilai curah hujan dari data terkecil hingga data curah hujan yang


37

terbesar dan kemudian diambil nilai yang di tengah – tengah urutan tersebut.

Adapun data curah hujan di Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara berupa

data curah hujan harian dan data curah hujan bulanan dengan menggunakan

metode rata – rata dan hanya terdiri dari data sejak tahun 2007 hingga 2017.

Tabel 4.1 Data Curah Hujan Balai Besar Wilayah I Medan

Dari data curah hujan bulanan tersebut, maka akan diolah untuk

menghasilkan suatu data representatif berupa data bulanan dalam satu tahun

yang akan digunakan dalam perhitungan keseimbangan antara ketersediaan air

dalam hal ini air hujan dan permintaan kebutuhan air pada gedung J01 sampai

J13 Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Data curah hujan yang didapat tersebut didapatkan dengan menggunakan

penentuan hujan andalan. Hujan andalan adalah besarnya curah hujan bulanan

yang terjadi pada periode waktu tertentu yang peluang terjadinya mencapai 80%.

Data curah hujan andalan digunakan selain karena memiliki peluang terjadinya

cukup besar, juga dengan hujan andalan dapat terlihat penyebaran curah hujan

sehingga dapat diketahui saat – saat terjadinya musim penghujan dan musim

kemarau yang ditandai besarnya curah hujan yang terjadi setiap bulannya.

Perhitungan hujan andalan dilakukan melalui pengolahan data curah hujan

bulanan yang ada dengan mengurutkan peringkat data curah hujan berdasarkan

besar curah hujan rata – rata bulanan dengan menggunakan persamaan 2.4.

Dan diperoleh hasil pengolahan data hujan seperti terlihat pada tabel 4.2

berikut :

Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agu Sep Okt Nov Des

2008 126,7 16,2 126,8 146 173,5 62 276,8 195,7 294,8 333,5 410,5 245,7

2009 196 95,4 342,6 217 466,7 77,7 183,6 306 374,1 340,2 130,8 46,1

2010 166,1 30,2 142,8 65,4 125 154,4 219,5 382,3 89,4 161,3 246,4 159,2

2011 155,9 81,1 289,2 215,1 217,3 128 135,5 283,3 262,7 419,7 224,7 169,3

2012 61,6 92,9 202,4 206,2 515,2 54,3 230,8 160,3 242,2 362,3 242 270

2013 158,4 267,2 115,7 174,1 156,8 124,8 90,5 420,8 373,7 509,1 242,9 499

2014 19,8 39 126,9 142 324,4 62,3 122,9 196,7 285 288,6 195 299,7

2015 355 152,5 173,7 251,6 249,8 85,7 160,7 173,6 229,2 245,8 378,4 124

2016 187,5 335 164 109 474 125 176 285 585 408 193,5 172,8

2017 202,3 141 242,3 197,8 274,8 155,4 222,9 267,8 542 247 177,7 238,8


38

Tabel 4.2 Peringkat Hujan

TAHUN ΣTOTAL CURAH

HUJAN

2016 3215

2013 3133

2017 2910

2009 2776

2012 2776

2011 2582

2015 2580

2008 2408

2014 2102

2010 1942

Dari pengolahan data tersebut, diperoleh hujan andalan pada tahun 2017

yang akan digunakan sebagai data hujan bulanan yang baru.

Tabel 4.3 Curah Hujan Andalan

Bulan Curah Hujan

Januari 202,3

Februari 141

Maret 242,3

April 197,8

Mei 274,8

Juni 155,4

Juli 222,9

Agustus 267,8

September 542

Oktober 247

November 177,7

Desember 238,8


39

Secara grafik, maka dapat dilihat sebagai berikut :

Gambar 4.1 Curah Hujan Andalan

Dari grafik dilihat saat adanya kemungkinan kekurangan air, yaitu pada saat

bulan kering, dimana curah hujan yang terjadi kecil dan air yang dapat terpanen

kurang dari air yang dibutuhkan.

Selanjutnya, dari hasil perhitungan curah hujan andalan ini dibuat tabel

sebaran hujan harian andalan dari data curah hujan harian stasiun pencatatan

hujan Balai Besar Wilayah I, Medan. Pada Tabel 4.4 dibawah menunjukkan

secara rinci sebaran curah hujan harian sepanjang tahun yang akan digunakan

sebagai sumber air hujan yang akan dipanen untuk menghitung volume

ketersediaan air.

Tabel 4.4 Data Curah Hujan Harian Andalan

Tgl. Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agu Sep Okt Nov Des

1 6 10 1 17 9 0 6 4 0 0 1 0

2 32 63 3 3 12 18 8 0 92 63 0 57

3 6 0 21 9 0 0 2 2 0 0 9 31,4

4 2 0 8 4 2 0 10 49 2 11 63 36

5 1 0 61 0 1 0 73 0 0 0 5 0

6 0 8 0 45 10 0 2 0 0 0 6 0

7 1 1 0 35 55 0 3 7 50 0 6 0

8 0 0 10 17 12 0 1 1 41 13 1 24

202.3 141

242.3 197.8

274.8

155.4 222.9

267.8

542

247 177.7

238.8

0100200300400500600

Cu

rah

Hu

jan

(m

m)

Bulan

Curah Hujan Andalan

Curah Hujan Andalan


40

9 0 0 0 2 0 0 0 15 6 0 0 0

10 0 0 0 8 10 2 31 0 10 13 1 0

11 0 1 0 8 8 0 0 63 6 13 1 0

12 13 0 0 6 6 0 24 1 2 30 12 0

13 32 5 1 22 22 0 28 1 11 15 0 0,4

14 5 0 0 0 0 6 5 0 0 1 0 0

15 36 22 0 3 23 0 0 15 30 11 0 0

16 31 0 0 0 0 0 0 10 33 25 0 0

17 2 2 21 0 0 6 4 0 0 0 0 0

18 5 0 0 2 2 1 0 29 13 0 0 31

19 0 0 38 0 0 1 0 0 11 0 0 2,6

20 0 0 0 0 0 0 0 0 9 0 0 3,1

21 4 0 0 4 2 0 10 0 69 0 0 20,4

22 0 5 0 8 0 1 0 0 0 0 15 0

23 1 0 0 0 17 40 0 1 27 0 0 2

24 0 10 0 0 0 1 0 21 2 0 0 3,6

25 3 8 11 0 45 51 13 40 2 30 0 17

26 7 2 0 2 18 0 0 0 50 0 37 1,7

27 7 1 0 1 5 0 0 1 68 2 7 8,6

28 5 3 0 0 0 13 0 0 0 0 13 0

29 3 0 49 2 10 14 0 6 3 0 1 0

30 0 0 5 0 6 2 3 2 5 16 1 0

31 0 0 12 0 0 0 0 0 0 4 0 0

Total : 202,3 141 242,3 197,8 274,8 155,4 222,9 267,8 542 247 177,7 238,8

4.1.1.2 Daerah Tangkapan Hujan

Daerah tangkapan hujan merupakan jejak kaki (footprint) dari atap, dalam

hal ini atap gedung J01 sampai gedung J13 Fakultas Teknik Universitas

Sumatera Utara. Dengan kata lain, daerah tangkapan hujan efektif adalah luasan

yang diliputi oleh saluran pengumpul. Jadi jika talang hanya berada pada salah

satu sisi atap, maka luasan yang diperhitungkan hanya luasan atap yang terdapat

talang.

Luasan daerah tangkapan yang berupa atap gedung Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara dapat dilihat pada Tabel 4.5 dibawah ini :


41

Tabel 4.5 Luas dan Jenis Atap Gedung Fakultas Teknik Universitas

Sumatera Utara

No Nama Gedung Luas Atap (m2) Jenis Atap

1 Gedung J01 289,04 Genting


3 Gedung J03 1278,19 Dak Beton










4.1.1.3 Volume Ketersediaan Air

Volume ketersediaan air adalah volume air hujan yang tertangkap oleh atap

berupa atap gedung – gedung. Untuk menghitung besarnya volume ini dapat

digunakan persamaan 2.4.

Pada bagian sebelumnya telah disebutkan mengenai luasan atap berupa atap

gedung – gedung Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, jenis penutup,

dan koefisien limpasan air. Dimana koefisien limpasan atap ditentukan dari jenis

atap tersebut. Hasil pengamatan di lapangan bahwa jenis penutup atap dan beton

dan atap genting. Dengan demikian, nilai koefisien yang digunakan setelah

dilakukan penyesuaian koefisien dari referensi adalah untuk atap genting 0,75

dan atap dak beton adalah 0,9.

Dari perhitungan, maka hasil air yang didapatkan/terpanen akan

dibandingkan dengan kebutuhan air yang terjadi di gedung – gedung tersebut


42

setiap bulannya. Jadi, untuk itu perlu diketahui terlebih dahulu jumlah kebutuhan

air di gedung J01 sampai J13 Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4.1.2 Kebutuhan Air

Dasar perencanaan dari perhitungan kebutuhan air dari suatu daerah adalah

banyaknya populasi, kegiatan, serta kebiasaan sehari – hari populasi tersebut.

Kegiatan utama di gedung Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara adalah

kegiatan yang meliputi aktivitas perkuliahan, praktikum, administrasi, serta

perawatan gedung. Perhitungan kebutuhan air ini direncanakan dapat melayani

seluruh kebutuhan air non domestik pada kawasan gedung Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.

Kebutuhan air non domestik untuk area gedung Fakultas Teknik Universitas

Sumatera Utara ditentukan berdasarkan data yang diperoleh dengan melakukan

pencarian data pemakaian air untuk toilet pada masing – masing gedung

tersebut.

Dari analisis kebutuhan air pada kawasan Fakultas Teknik Universitas

Sumatera Utara didapatkan hasil seperti disajikan pada tabel berikut :

Tabel 4.6 Volume Ketersediaan Air PAM dan Kebutuhan Air Perhari

Berdasarkan Survei di Lapangan

No. Gedung

Total volume pengeluaran per

hari (liter)

Kebutuhan Air Perhari

(Liter)

Surplus (liter)

Kekurangan (liter)

Persentase Kekurangan

(%)

1 J01 4264,49 924 3340,488 - -

2 J02 12543,12 105 12438,12 - -

3 J03 24073,20 6669,76 17403,44 - -

4 J04 13104,72 126 12978,72 - -

5 J05 0,00 0 0 0 0,00

6 J06 0,00 0 - - -

7 J07 1995,84 4154 - 2158,16 51,95

8 J08 1016,06 4998 - 3981,936 79,67

9 J09 4440,96 5460 - 1019,04 -

10 J11 0,00 0 - - -

11 J12 723,60 2912 - 2188,4 75,15

12 J13 2658,96 2163 495,96 - -


43

Tabel 4.7 Volume Ketersediaan Air PAM dan Kebutuhan Air Perhari

Berdasarkan Peraturan Kebutuhan Air Non Domestik Juknis Perencanaan

Sistem Penyediaan Air Minum Perkotaan Vol.II, 1998

No. Gedung

Total volume pengeluaran per

hari (liter)


(Liter)

Surplus (liter)

Kekurangan (liter) Persentase Kekurangan

(%)

1 J01 4264,49 3520 744,488 - -

2 J02 12543,12 400 12143,12 - -

3 J03 24073,20 960 23113,2 - -

4 J04 13104,72 480 12624,72 - -

5 J05 0,00 0 - 0 0,00

6 J06 0,00 0 - - -

7 J07 1995,84 32320 - 30324,16 93,82

8 J08 1016,06 19040 - 18023,94 94,66

9 J09 4440,96 34080 - 29639,04 86,97

10 J11 0,00 0 - - -

11 J12 723,60 17840 - 17116,40 95,94

12 J13 2658,96 8240 - 5581,04 67,73

Dari tabel di atas, dapat diketahui kekurangan dan kelebihan air pada tiap

gedung. Dalam hal ini, data yang digunakan adalah data hasil survei di lapangan

dikarenakan tidak semua mahasiswa menggunakan air setiap harinya. Pada

gedung – gedung yang memiliki surplus air, cistern tidak perlu dipasang. Cistern

dipasang pada gedung yang kekurangan air seperti gedung J07, J08, J09, dan

J12. Untuk lebih jelasnya lagi, berikut adalah grafik perbandingan volume

pengeluaran dan volume kebutuhan air per hari.


44

Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Volume Pengeluaran dan Volume


4.1.2.1 Jenis Kebutuhan Pemakaian Air

Pemakaian air untuk kebutuhan non domestik di kawasan gedung Fakultas

Teknik dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 4.8 Kebutuhan Air Per Hari

No. Gedung Fungsi Gedung

Jumlah

Pengguna Air

(liter)

Kebutuhan Air

Perhari (Liter)

1 J01 Jurusan Teknik Sipil 44 924

2 J02 Ikatsi dan Lab Komputasi 5 105

3 J03 Ruang Kuliah Teknik Sipil 510 6670

4 J04 Lab Beton 6 126

5 J05 Laboratorium dan Ruang Kuliah 0 0

6 J06 Aula Teknik 0 0

7 J07 Ruang kuliah Arsitektur 404 4154

8 J08 Laboratorium dan Ruang Kuliah 238 4998

9 J09 Ruang Kuliah Teknik Kimia 426 5460

10 J11 Dharma wanita 0 0

11 J12 Ruang Kuliah Teknik

Lingkungan 223 2912

12 J13 Ruang Kuliah S2 Teknik Sipil 103 2163

Dari data di lapangan, air untuk kebutuhan non domestik selama ini

menggunakan air PAM, dan diperkirakan setiap harinya dibutuhkan air dengan

volume bervariasi pada masing – masing gedung.

0.00

5000.00

10000.00

15000.00

20000.00

25000.00

30000.00

J01 J02 J03 J04 J05 J06 J07 J08 J09 J11 J12 J13

Vo

lum

e p

er h

ari (

liter

)

Gedung

Perbandingan Volume Pengeluaran dan volume Kebutuhan Per hari

Pengeluaran

Kebutuhan


45

4.1.2.2 Perhitungan

Perhitungan kebutuhan air pada setiap gedung dilakukan dengan

mengalikan volume kebutuhan air per orang per hari dengan jumlah orang yang

terdapat pada gedung tersebut. Untuk gedung perkuliahan kebutuhan air

diperkirakan 80 liter per orang per hari, sedangkan untuk laboratorium

kebutuhan air diperkirakan 100 liter per orang per hari. Hal ini berdasarkan

Peraturan Ditjen Cipta Karya, Dep PU, 1997 mengenai perencanaan kebutuhan

air non domestik di kawasan perkotaan.

Tabel 4.9 Volume Pengeluaran Perhari vs Kebutuhan Air Perhari

No. Gedung

Total volume pengeluaran per hari

(liter)


(Liter)

1 J01 4264,49 924

2 J02 12543,12 105

3 J03 24073,20 6669,76

4 J04 13104,72 126

5 J05 0,00 0

6 J06 0,00 0

7 J07 1995,84 4154

8 J08 1016,06 4998

9 J09 4440,96 5460

10 J11 0,00 0

11 J12 723,60 2912

12 J13 2658,96 2163

Dari hasil perhitungan, didapatkan kebutuhan air pada gedung J01 sebanyak

3.520 liter per hari, gedung J02 sebanyak 420 liter per hari, gedung J03

sebanyak 5.290 liter per hari, gedung J04 sebanyak 100 liter per hari, gedung

J05 sebanyak 8.100 liter per hari, gedung J07 sebanyak 44.920 liter per hari,

gedung J08 sebanyak 26.500 liter per hari, gedung J09 sebanyak 43.520 liter per

hari, gedung J12 sebanyak 46.240 liter per hari, dan gedung J13 sebanyak 8.340

liter per hari.


46

4.1.3 Volume Cistern

Volume cistern ditentukan dengan cara keseimbangan antara ketersediaan

air dan kebutuhan air (neraca air) pada gedung di wilayah Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara. Cistern akan dibuat berdasarkan volume kebutuhan

air harian untuk memenuhi kebutuhan air pada gedung – gedung tersebut. Pada

sebelumnya telah disebutkan bahwa kebutuhan air harian pada gedung di

wilayah Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara bervariasi pada tiap gedung

seperti diperlihatkan pada tabel 4.8. Atas dasar kebutuhan tersebut, maka dipilih

dimensi cistern yang sesuai dengan kebutuhan tersebut yang tersedia dipasaran.

Beberapa cistern yang tersedia di pasaran mampu mencukupi desain

kebutuhan air gedung di kawasan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

yang dapat dilihat pada tabel 2.2. Pemilihan produk lokal atas pertimbangan

ketersediaan produk serta kelebihan dan kekurangannya.

Gambar 4.3 Spesifikasi Teknis Heavyduty Tank

(sumber : Penguin Water and Chemical Storage)

Untuk alat penyaring digunakan filter air J – Water kapasitas 2000 liter

sebanyak 1 buah dan kapasitas 4000 liter sebanyak 3 buah.

Perhitungan neraca air mengasumsikan bahwa kebutuhan air pada masing –

masing gedung di Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara ada setiap hari.


47

Dari lampiran 2, maka dibuatlah neraca air untuk setiap masing – masing

gedung.

Data hasil tabulasi neraca air untuk desain cistern dapat dilihat di lampiran

3. Pada gedung J07 dengan menggunakan tangki kapasitas 3000 liter sebanyak 1

unit, kebutuhan air bersih setiap bulannya dapat dipenuhi dengan memanfaatkan

volume tampungan air hujan. Hanya pada 15 hari di awal bulan Januari cistern

tidak dapat terisi penuh.

Pada gedung J08 menggunakan tangki kapasitas 2000 liter sebanyak 2 unit,

kebutuhan air bersih dapat dipenuhi setiap bulannya dengan memanfaatkan

volume tampungan air hujan. Hanya di awal bulan Januari hingga 5 hari di awal

April cistern tidak dapat terisi penuh.

Pada gedung J09 dengan menggunakan tangki kapasitas 2000 liter sebanyak

1 unit, kebutuhan air bersih dapat dipenuhi setiap bulannya dengan

memanfaatkan volume tampungan air hujan. Hanya pada 14 hari di awal bulan

Januari cistern tidak dapat terisi penuh.

Pada gedung J12 dengan menggunakan tangki kapasitas 3000 liter sebanyak

1 unit, kebutuhan air bersih dapat dipenuhi setiap bulannya dengan

memanfaatkan volume tampungan air hujan. Hanya pada 15 hari di awal bulan

Januari cistern tidak dapat terisi penuh.

Tabel 4.10 Desain Rencana Cistern

Gedung Kapasitas Tangki (liter) Jumalah Tangki (unit)

J07 3000 1

J08 2000 2

J09 2000 1

J12 3000 1


48

4.2 Perhitungan Dimensi Pipa dan Banyaknya Pipa Air Hujan

Perhitungan besaran pipa dan banyaknya pipa air hujan untuk atap miring dapat

dilakukan dengan menggunakan persamaan 2.1. Dan menggunakan standar

ukuran pipa vertical/tegak untuk menampung air hujan dari atap

3 inch > Luas atap 0 s.d – 180 m2 > Volume 255 Ltr/Mnt

4 inch > Luas atap s.d 385 m2

> Volume 547 Ltr/Mnt

5 inch > Luas atap s.d 698 m2

> Volume 990 Ltr/Mnt

6 inch > Luas atap s.d 1.135 m2 > Volume 1.610 Ltr/Mnt

8 inch > Luas atap s.d 2.445 m2 > Volume 3.470 Ltr/Mnt

4.2.1 Gedung J07

Volume air rata – rata, V = 7,177 m3

Panjang talang = 60 m

Luas atap = 1.223,51 m2

Jenis atap = Genting

Diameter pipa, d = 8 inch = 0,203 m

Luas lingkaran pipa, A = ¼ πd2 = 1/4x3,14x0,203

2 = 0,032 m

2

Waktu pengaliran, t = 1 menit = 60 detik

Panjang pipa, l = 6 m

Kecepatan pengaliran, v = l/t = 6/60 = 0,10 m/detik

Debit pengaliran, Q = V/t = 7,177/60 = 0,1196 m3/detik

Maka, jumlah pipa pengaliran adalah :

Q = v.x.A

0,1196 = 0,10.x.0,032


49

x = 37 buah

4.2.2 Gedung J08


Luas atap = 1.111,23 m2




2 = 0,018 m

2






Q = v.x.A

0,1087 = 0,10.x.0,018

x = 60 buah

4.2.3 Gedung J09


Panjang talang = 40 m

Luas atap = 1.324,37 m2




2 = 0,032 m

2


50






Q = v.x.A

0,1295 = 0,05.x.0,032

x = 80 buah

4.2.4 Gedung J12


Luas atap = 1.016,03 m2

Jenis atap = Dak Beton



2 = 0,018 m

2






Q = v.x.A

0,119 = 0,15.x.0,018

x = 44 buah


51

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa potensi air hujan yang ada di

gedung Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara adalah sebagai berikut :

Berdasarkan hasil perhitungan kebutuhan air bersih pada masing –

masing gedung, terdapat beberapa gedung yang membutuhkan penerapan

Metode Rainwater Harvesting, yaitu gedung J07, J08, J09, dan J12

dikarekan ketersediaan air PAM yang tidak dapat memenuhi kebutuhan

air bersih pada gedung – gedung tersebut.

Volume tampungan air hujan pada gedung J07 adalah sebesar 2670,13

m3 per tahun, volume tampungan air hujan pada gedung J08 adalah

sebesar 2425,09 m3 per tahun, volume tampungan air hujan pada gedung

J09 adalah sebesar 2890,24 m3 per tahun, dan volume tampungan air

hujan pada gedung J12 adalah sebesar 2660,79 m3 per tahun.

Kebutuhan rata – rata harian pada gedung J07 adalah sebesar 2,158 m3

per hari, pada gedung J08 adalah sebesar 3,982 m3 per hari, pada gedung

J09 adalah sebesar 1,019 m3 per hari, dan pada gedung J12 adalah

sebesar 2,188 m3 per hari.

Desain yang akan dipilih adalah cistern fiberglass dengan kapasitas

berbeda pada masing – masing gedung sesuai kebutuhan. Untuk gedung

J07 digunakan tangki dengan kapasitas 3000 liter sebanyak 1 unit, untuk

gedung J08 digunakan tangki dengan kapasitas 2000 liter sebanyak 2

unit, untuk gedung J09 digunakan tangki dengan kapasitas 2000 liter

sebanyak 1 unit, dan untuk gedung J12 digunakan tangki dengan

kapasitas 3000 liter sebanyak 1 unit dengan penempatan didekat

drainase.

Ukuran talang untuk gedung J07 adalah 8 inch sebanyak 37 buah, untuk

gedung J08 adalah 6 inch sebanyak 60 buah, untuk gedung J09 adalah 8


52

inch sebanyak 80 buah, dan ukuran pipa penyaluran pada gedung J12

yang menggunakan atap dak beton adalah 6 inch sebanyak 44 buah.

5.2 Saran

Dari penelitian yang telah dilakukan, penulis menyarankan masih

diperlukan beberapa perbaikan pada penelitian untuk masa yang akan datang

guna memperoleh hasil yang lebih baik, antara lain :

Diperlukan studi lebih lanjut mengenai Metode Rainwater Harvesting

terhadap cakupan wilayah lainnya.

Diperlukan penelitian yang lebih mendalam lagi tentang kualitas air

hujan untuk pemanfaatan lebih lanjut dari air hujan yang dipanen.


53

DAFTAR PUSTAKA

Dennis Paul Tambingon Liany A. Hendratta, Jeffry S. F. Sumarauw ., (2016),

Perencanaan Pengembangan Sistem Distribusi Air Bersih Di Desa

Pakuure Tinanian. Jurusan Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sam

Ratulangi Manado.

Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah. 2000. Tata Cara Perencanaan

Sumur Resapan Air Hujan untuk Lahan Pekarangan. Bandung

Faez Hussein Buraihia,c, Abdul Rashid Mohamed Shariffb. 2015. Selection Of

Rainwater Harvesting Sites By Using Remote Sensing And Gis

Techniques: A Case Study Of Kirkuk, Iraq. Universitas Putra Malaysia.

Malaysia.

Faisal Nurrohman, Satria Waskita Eka Paksi, Sri Sangkawati, Sugiyanto. (2015).

Perencanaan Panen Air Hujan Sebagai Sumber Air Alternatif Pada

Kampus Universitas Diponegoro. Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik.

Universitas Diponegoro. Semarang.

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. 2010. Sistem Penyaluran Air

Minum. Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan

Perencanaan.

Mohamad Suhaily Yusri Che Ngah, Zainudin Othman, Mohmadisa Hashim,

Nasir Nayan & Yazid Saleh. 2014. Rainwater as a Potential Alternative

Source of Water in Tanjong Malim, Perak. Geografi Vol. 2 No.1.

Universitas Putra Malaysia. Malaysia.

Panduan Penggunaan Bangunan Gedung Hijau Jakarta. 2012. Efisiensi Air

Volume 5. Jakarta.

Peraturan Gubernur Provinsi Daerah Khusus Ibukota Jakarta Nomor 38. 2012.

Bangunan Gedung Hijau. Jakarta.

Ray K. Linsley, Joseph B. Fransini. 1985. Teknik Sumber Daya Air. Jilid 1.

Terjemahan oleh Djoko Sasongko. Jakarta : Erlangga.

Sallata, M. Kudeng. 2015. Konservasi dan Pengelolaan Sumber Daya Air

Berdasarkan Keberadaannya Sebagai Sumber Daya Alam. Balai

Penelitian Kehutanan Makassar. Sulawesi Selatan.


54

Suripin. (2004). Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. Penerbit ANDI.

Yogyakarta.

Susana, Tri Yayuk. 2012. Analisa Pemanfaatan Potensi Air Hujan dengan

Menggunakan Cistern sebagai Alternatif Sumber Air Pertamanan pada

Gedung Perkantoran Bank Indonesia. Fakultas Teknik. Universitas

Indonesia. Depok.

Sya’bani,Marta. (2014). Perencanaan Penyediaan Air Bersih Masyarakat

Dengan Air Tanah Dangkal di Dusun Lendangguar Desa Kedaro-

Lombok Barat.Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas

Mataram.

Tambun, Nohanamian. 2010. Perhitungan Debit Andalan Sebagai Sumber Air

Bersih Pdam Jayapura Calculation Of Dependable Flow As Water

Source In Pdam Jayapura. Skripsi Sarjana pada Jurusan Teknik

Lingkungan. FTSP-ITS.

Wanggay, Putri Arawitha. 2013. Analisa Perhitungan Air Bersih dan Air Kotor.

Studi Kasus Gedung Pusdiklat UNS Surakarta. Skripsi Ahli Madya pada

Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret.

Surakarta.


55

Lampiran 1

Data Curah Hujan Balai Besar Wilayah I Medan

Tahun

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agu Sep Okt Nov Des Jumlah Peringka

t

2008 126.7 16.2 126.8 146 173.5 62 276.8 195.7 294.8 333.5 410.5 245.7 2408 2008

2009 196 95.4 342.6 217 466.7 77.7 183.6 306 374.1 340.2 130.8 46.1 2776 2009

2010 166.1 30.2 142.8 65.4 125 154.4 219.5 382.3 89.4 161.3 246.4 159.2 1942 2010

2011 155.9 81.1 289.2 215.1 217.3 128 135.5 283.3 262.7 419.7 224.7 169.3 2582 2011

2012 61.6 92.9 202.4 206.2 515.2 54.3 230.8 160.3 242.2 362.3 242 270 2640 2012

2013 158.4 267.2 115.7 174.1 156.8 124.8 90.5 420.8 373.7 509.1 242.9 499 3133 2013

2014 19.8 39 126.9 142 324.4 62.3 122.9 196.7 285 288.6 195 299.7 2102 2014

2015 355 152.5 173.7 251.6 249.8 85.7 160.7 173.6 229.2 245.8 378.4 124 2580 2015

2016 187.5 335 164 109 474 125 176 285 585 408 193.5 172.8 3215 2016

2017 202.3 141 242.3 197.8 274.8 155.4 222.9 267.8 542 247 177.7 238.8 2910 2017

∑ Total curah hujan yang sudah diurutkan

TAHUN

ΣTOTAL CURAH HUJAN

2016 3215

2013 3133 m = n*0,2 + 1 = 10*0,20+1=3

2017 2910

2009 2776 dimana : m= data urutan ke m yang dipakai sbg curah hujan efektif pada tabel F.J. MOCK


56

2012 2776 n = banyak tahun pengamatan

2011 2582

2015 2580 Berarti curah hujan efektif yang dipakai adalah urutan ke 3 yaitu data pada tahun 2017

2008 2408

2014 2102

2010 1942

TAHUN JANUARI

FEBRUARI MARET APRIL MEI JUNI JULI

AGUSTUS

SEPTEMBER

OKTOBER

NOVEMBER

DESEMBER

202.3 141 242.3 197.8 274.8 155.4 222.9 267.8 542 247 177.7 238.8

242.4833


57

Bulan

Curah Hujan

Januari 202.3

Februari 141

Maret 242.3

April 197.8

Mei 274.8

Juni 155.4

Juli 222.9

Agustus 267.8

September 542

Oktober 247

November 177.7

Desember 238.8

202.3 141

242.3 197.8

274.8

155.4 222.9

267.8

542

247 177.7

238.8

0100200300400500600

Cu

rah

Hu

jan

(m

m)

Bulan

Curah Hujan Andalan

Curah Hujan Andalan


58


59


60


61


62


63


64


pemanfaatan air hujan untuk kebutuhan air bersih …

Documents