Transcript psda #10 sumur dan parit resapan

SUMUR DAN PARIT RESAPAN
I. PENDAHULUAN

Untuk menanggulangi defisit air tanah, telah
banyak pemikir yang mengajukan konsep
pengisian buatan (artificial recharge), misalnya
dengan genangan buatan dengan sumber air
dari sungai, membuat kolam-kolam di sekitar
rumah, pemanfaatan pipa jaring-jaring
drainase yang porus guna meresapkan air hujan
di sekitar rumah, dan menyebarkan air pada
lahan yang luas dan sekaligus untuk mengairi
daerah pertanian. Cara yang terakhir ini telah
lama dipraktikkan di Jawa dan Bali yaitu pada
lahan pertanian basah (padi sawah).
4/13/2015
2
I. PENDAHULUAN

Pengisian air tanah buatan ke dalam waduk bawah tanah
mempunyai kegunaan sebagai berikut:
1. Menyimpan kelebihan air permukaan di dalam waduk
bawah tanah.
2. Memperbaiki kualitas air tanah lokal melalui
pencampuran dengan pengisian air tanah yang berasal
dari air hujan.
3. Pembentukan lapis tekanan (pressure barriers) untuk
mencegah intrusi air laut.
4. Meningkatkan produksi air tanah, baik untuk air
minum maupun keperluan lainnya.
5. Pengurangan biaya operasi pompa dengan
meningginya muka air tanah.
6. Mencegah terjadinya penurunan muka tanah (land
subsidence).
4/13/2015
3
I. PENDAHULUAN

Walaupun kegunaan pengisian air tanah buatan
sangat banyak, namun tidak dapat diterapkan
di sembarang tempat. Beberapa persyaratan
fisik yang harus dipenuhi dalam pembuatan
pengisian air tanah buatan antara lain:
1. Tersedia kapasitas yang memadai.
2. Tersedia air yang cukup dengan kualitas yang
memadai (lebih baik dari kualitas air tanah
lokal).
3. Tanah atau batuan pada lokasi mempunyai
permeabilitas yang cukup.
4/13/2015
4
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL



Sumur resapan sebenarnya telah banyak digunakan oleh
nenek moyang kita, yaitu dengan membuat lubang-lubang
galian di kebun halaman serta memanfaatkan sumursumur yang tidak terpakai sebagai penampung air hujan.
Konsep dasar sumur resapan pada hakekatnya adalah
memberi kesempatan dan jalan pada air hujan yang jatuh
di atap atau lahan yang kedap air untuk meresap ke
dalam tanah dengan jalan menampung air tersebut pada
suatu sistem resapan.
Berbeda dengan cara konvensional dimana air hujan
dibuang/dialirkan ke sungai diteruskan ke laut, dengan
cara seperti ini dapat mengalirkan air hujan ke dalam
sumur-sumur resapan yang dibuat di halaman rumah.
4/13/2015
5
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL
Gambar 1. Ilustrasi sumur resapan di halaman rumah tinggal
4/13/2015
6
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL
Gambar 2. Contoh sumur resapan di halaman rumah tinggal
4/13/2015
7
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL
Gambar 3. Konstruksi sumur resapan dilengkapi bak kontrol
4/13/2015
8
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL
Sumur resapan ini merupakan sumur kosong
dengan kapasitas tampungan yang cukup
besar sebelum air meresap ke dalam tanah.
 Dengan adanya tampungan, maka air hujan
mempunyai cukup waktu untuk meresap ke
dalam tanah, sehingga pengisian tanah
menjadi optimal.

4/13/2015
9
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL

Berdasarkan konsep tersebut, maka ukuran
atau dimensi sumur yang diperlukan untuk
suatu lahan atau kapling sangat bergantung
dari beberapa faktor berikut:
1. Luas permukaan penutupan
2. Karakteristik hujan
3. Koefisien permeabilitas tanah
4. Tinggi mukai air tanah
4/13/2015
10
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL
1. Metode Litbang Permukiman PU (1990)
Pusat penelitian dan Pengembangan
Permukiman, Departemen PU (1990) telah
menyusun standar tata cara perencanaan
teknis sumur resapan air hujan untuk lahan
pekarangan yang dituangkan dalam SK SNI T06-1990 F. Metode PU menyatakan bahwa
dimensi atau jumlah sumur resapan air hujan
yang diperlukan pada suatu lahan pekarangan
ditentukan oleh curah hujan maksimum,
permeabilitas tanah dan luas bidang tanah.
4/13/2015
11
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL
a. Dinding sumur porus
A = Luas Atap
I = Intensitas Hujan
T = Durasi Hujan
As = Luas sumur
K = Koefisien Permeabilitas
P = keliling basah sumur
Gambar 4. keseimbangan air dinding sumur porus
Volume
Volume
Volume
Volume
4/13/2015
air masuk Vol i
air keluar lewat dasar Vol od
air keluar lewat samping Vol
tampungan Vol t
os
=AIT
= As T K
=PHTK
= As H
12
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL
Volume
Volume
Volume
Volume
air masuk Vol i
air keluar lewat dasar Vol od
air keluar lewat samping Vol
tampungan Vol t
os
=AIT
= As T K
=PHTK
= As H
Keseimbangan menjadi:
Vol t
= Vol i – (Vol od + Vol os)
As H
= A I T - As T K - P H T K
H (As + P T K)
= A I T – As T K
Maka:
4/13/2015
AIT  AS KT
H
AS  PKT
………………… (1)
13
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL
b. Dinding sumur kedap air
AIT  AS KT
H
AS
………………… (2)
Dengan:
H
: tinggi muka air dalam sumur (m)
I
: intensitas hujan (m/jam)
A
: luas atap (m2)
AS
: luas tampang sumur (m2)
P
: keliling sumur (m)
K
: koefisien permeabilitas tanah (m/jam)
T
: durasi hujan/pengaliran (jam)
4/13/2015
14
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL
2. Sunjoto (1988)
Secara teoritis, volume dan efisiensi sumur resapan dapat dihitung berdasarkan
keseimbangan air yang masuk ke dalam sumur dan air yang meresap ke dalam
tanah (Sunjoto, 1988) dan dapat dituliskan sebagai berikut.
Q 
  FKT 
H
1  exp
2 
FK 
 R 
Dengan:
H
F
K
T
R
Q
C
I
A
4/13/2015
:
:
:
:
:
:
:
:
:
………………… (3)
tinggi muka air dalam sumur (m)
faktor geometrik (m)
koefisien permeabilitas tanah (m/jam)
durasi dominan hujan (jam)
radius sumur (m)
debit air masuk (m3/jam)  Q = C I A
koefisien runoff atap (-)
intensitas hujan (m/jam)
luas atap (m2)
15
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL
a. Faktor geometrik sumur resapan
Faktor geometrik adalah mewakili keliling serta
luas tampang sumur, gradien hidraulik, keadaan
perlapisan tanah serta kedudukan sumur terhadap
perlapisan tersebut serta porositas dinding sumur
dinyatakan dalam besaran radius sumuran.
Harga ini dimunculkan oleh Forchheimer (1930).
F= 4 R dalam mencari K dari penelitiannya yang
menggunakan satu lubang bor saja (tanpa sumur
pantau seperti lazimnya > Themes, dll).
4/13/2015
16
4/13/2015
17
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL
Kemudian diikuti oleh:
1) Dengan formulasi:
Samsioe (1931), Harza (1935), Dachler (1936),
Taylor (1948), Hvorslev (1951), Aravin (1965),
Sunjoto (1988).
2) Dengan grafis:
Luthian J.N., Kirkham D. (1949), Hvorslev
(1951), Smiles & Youngs (1965), Wilkinson W.B.
(1968), Raymond G.P., Azzouz M.M. (1969), AlDhahir & Morgenstern (1969), Olson & Daniel
(1981).
4/13/2015
18
II. SUMUR RESAPAN DANGKAL
Gambar 5. Faktor
geometrik yang
diekspresikan dalam
grafik.
Tabel faktor geometrik
sumur resapan.
4/13/2015
19
II.1. Konstruksi Sumur Resapan
Dangkal

Pada dasarnya sumur resapan dapat dibuat dari berbagai
macam bahan yang tersedia di lokasi. Yang perlu
diperhatikan bahwa untuk keamanan, sumur resapan
perlu dilengkapi dengan dinding (Gambar 5). Bahanbahan yang diperlukan untuk sumur resapan meliputi:
1. Saluran pemasukan/pengeluaran dapat menggunakan
pipa besi, pipa PVC, atau dari pasangan batu.
2. Dinding sumur dapat menggunakan anyaman bambu,
drum bekas, tangki fiberglass, pasangan batu bata,
atau buis beton.
3. Dasar sumur dan sela-sela antara galian tanah dan
dinding tempat air meresap dapat diisi dengan ijuk
atau kerikil.
4/13/2015
20
II.1. Konstruksi Sumur Resapan
Dangkal
Gambar 6. Salah satu contoh konstruksi sumur resapan
4/13/2015
21
II.2. Persyaratan Sumur Resapan
Dangkal
Sekalipun sumur resapan banyak mendatangkan manfaat,
namun pembuatannya harus memperhatikan syarat-syarat yang
diperlukan untuk mendapatkan hasil yang optimal.
 Persyaratan umum:
1.
Sumur resapan air hujan dibuat pada lahan yang lolos air
dan tahan longsor.
2.
Sumur resapan air hujan harus bebas
kontaminasi/pencemaran limbah.
3.
Air yang masuk sumur resapan adalah air hujan.
4.
Untuk daerah sanitasi lingkungan buruk, sumur resapan air
hujan hanya menampung dari atap dan disalurkan melalui
talang.
5.
Mempertimbangkan aspek hidrogeologi, geologi, dan
hidrologi.

4/13/2015
22
II.2. Persyaratan Sumur Resapan
Dangkal
Keadaan muka air tanah:
Sumur resapan dibuat pada awal daerah aliran yang dapat
ditentukan dengan mengukur kedalaman dari permukaan air
tanah ke permukaan tanah di sumur sekitarnya pada musim
hujan.
 Permeabilitas tanah:
Permeabilitas tanah yang dapat digunakan untuk sumur
resapan dibagi menjadi 3 kelas, yaitu:
1. Permeabilitas tanah sedang (lanau, 2,0 – 6,5 cm/jam).
2. Permeabilitas tanah agak cepat (pasir halus, 6,5 - 12,5
cm/jam).
3. Permeabilitas tanah cepat (pasir kasar, lebih besar 12,5
cm/jam)

4/13/2015
23
II.2. Persyaratan Sumur Resapan
Dangkal

Penempatan:
Untuk memberikan hasil yang baik, serta tidak
menimbulkan dampak negatif, penempatan
sumur resapan harus memperhatikan kondisi
lingkungan setempat. Penempatan sumur
resapan harus memperhatikan letak septik
tank, sumur air minum, posisi rumah, dan jalan
umum. Tabel 1 memberikan batas minimum
jarak sumur resapan terhadap bangunan
lainnya.
Sebagai gambaran tata letak serta konstruksi
sumur resapan diperlihatkan pada Gambar 7.
4/13/2015
24
II.2. Persyaratan Sumur Resapan
Dangkal
Tabel 1. Jarak minimum sumur resapan dengan bangunan lainnya
No.
Bangunan/obyek yang ada
Jarak minimal dengan sumur
resapan (m)
1
Bangunan/rumah
3,0
2
Batas pemilikan lahan/kapling
1,5
3
Sumur untuk air minum
10,0
4
Septik tank
10,0
5
Aliran air (sungai)
30,0
6
Pipa air minum
3,0
7
Jalan umum
1,5
8
Pohon besar
3,0
4/13/2015
25
II.2. Persyaratan Sumur
Resapan Dangkal
Gambar 7. Tata letak
sumur resapan (atas)
dan konstruksinya
(bawah) untuk resapan
air hujan rumah
tinggal
4/13/2015
26
II.2. Persyaratan Sumur Resapan
Dangkal

Pemeriksaan:
Sumur resapan air hujan perlu diperiksa
secara periodik setiap 6 bulan sekali untuk
menjamin kontinuitas operasi sumur
resapan. Pemeriksaan yang dilakukan
meliputi:
1. Aliran masuk
2. Bak kontrol
3. Kondisi sumur resapan
4/13/2015
27
II.3. Perencanaan Praktis Sumur
Resapan



Secara analitis untuk menentukan besarnya sumur
resapan memerlukan data dan perhitungan yang cukup
rumit, khususnya bagi orang awam, karena banyak faktor
yang harus diperhitungkan kemungkinan sangat bervariasi
dari satu lokasi dengan lokasi lainnya.
Untuk memasyarakatkan sumur resapan ini, maka tiaptiap daerah perlu membuat peta sumur resapan, yang
memuat data tanah, kedalaman air tanah dan sekaligus
dimensi sumur untuk tiap satuan luas lahan.
Tabel 2 menampilkan contoh kebutuhan sumur resapan
untuk berbagai luas kapling pada tanah dengan
permeabilitas rendah (SK. Gub. No. 17 Th. 1992 dalam
Dinas Pertambangan DKI Jakarta dalam Suripin, 2004).
4/13/2015
28
II.3. Perencanaan Praktis Sumur
Resapan
Tabel 2. Volume sumur resapan pada tanah dengan permeabilitas rendah
No.
Luas Kapling
(m2)
Volume sumur resapan
dengan saluran drainase
sebagai pelimpasan (m3)
Volume sumur resapan tanpa
saluran drainase sebagai
pelimpasan (m3)
1
50
1,3 – 2,1
2,1 – 4,0
2
100
2,6 – 4,1
4,1 – 7,9
3
150
3,9 – 6,2
6,2 – 11,9
4
200
5,2 – 6,2
8,2 – 15,8
5
300
7,8 – 12,3
12,3 – 23,4
6
400
10,4 – 16,4
16,4 – 31,6
7
500
13,0 – 20,5
20,5 – 39,6
8
600
15,6 – 24,6
24,6 – 47,4
9
700
18,2 – 28,7
28,7 – 55,3
10
800
20,8 – 32,8
32,8 – 63,2
11
900
23,4 – 36,8
36,8 – 71,1
12
1000
26,0 – 41,0
41,0 – 79,0
4/13/2015
29
II.4. Sumur Resapan Kolektif



Pada rumah tinggal dengan ukuran kapling yang
terbatas, misalnya kompleks perumahan sederhana
atau sangat sederhana, penempatan sumur
resapan yang memenuhi syarat akan mengalami
kesulitan.
Untuk mengatasi hal ini maka perlu dibuat sumur
resapan kolektif (bersama), dimana satu sumur
resapan kolektif dapat melayani beberapa rumah,
misalnya per blok atau per RT, atau kawasan yang
lebih luas lagi.
Untuk menjamin air mengalir dengan lancar, maka
sumur resapan kolektif sebaiknya diletakkan pada
lahan yang paling rendah diantara kawasan yang
dilayani.
4/13/2015
30
II.4. Sumur Resapan Kolektif





Seperti halnya pada sumur resapan individual, sumur
kolektif juga harus memperhatikan tata letak serta jarak
yang tepat supaya dapat berfungsi dengan baik dan tidak
menimbulkan dampak negatif pada lingkungan.
Berdasarkan lahan yang tersedia, sumur kolektif dapat
dibuat dalam bentuk kolam resapan, sumur dalam, atau
parit berorak.
Kolam resapan cocok dibuat pada wilayah dimana lahan
tersedia cukup dan kondisi air tanahnya dangkal (< 5 m).
Sumur dalam dapat dibuat pada lahan sempit, namun
syaratnya air tanah harus dalam (> 5 m).
Sedangkan jika lahannya sempit dan air tanahnya dangkal
dapat dibuat parit berorak.
4/13/2015
31
II.4. Sumur Resapan Kolektif
Gambar 8. Konstruksi kolam resapan dipadukan pertamanan
4/13/2015
32
II.4. Sumur Resapan Kolektif
Kolam resapan merupakan kolam terbuka yang
khusus dibuat untuk menampung air hujan dan
meresapkannya ke dalam tanah.
 Model kolam ini cocok untuk kawasan dimana
air tanahnya dangkal namun tersedia lahan
yang cukup luas.
 Model ini dapat dipadukan dengan pertamanan
atau hutan kota/hutan masyarakat.
 Dengan demikian kolam resapan dapat
mempunyai fungsi ganda, konservasi air dan
udara, sekaligus mempunyai nilai estetika.

4/13/2015
33
III. SUMUR RESAPAN DALAM



Berdasarkan persyaratan yang harus dipenuhi,
sebagaimana tersebut sebelumnya, sumur resapan
dangkal tidak dikembangkan di semua daerah,
khususnya daerah yang mempunyai muka air tanah
yang sangat dangkal.
Dalam kondisi demikian perlu dicari langkah
alternatif, salah satunya dengan pengembangan
sumur resapan dalam (confined recharge well).
Pada prinsipnya sumur resapan dalam berfungsi
sama dengan sumur resapan dangkal. Perbedaan
pokoknya adalah bahwa sumur ini diarahkan untuk
mengisi air pada akuifer tertekan (confined
aquifer) yang biasanya terletak jauh di bawah
permukaan tanah.
4/13/2015
34
III. SUMUR RESAPAN DALAM
Pada daerah yang tidak layak untuk pembuatan
sumur resapan dangkal karena muka air tanah
bebasnya sangat tinggi, sementara tekanan
piezometrik confined aquifer relatif rendah,
maka dapat dicoba dengan sumur resapan
dalam.
 Muka air rendah disebabkan oleh aktifitas
pengambilan (pemompaan) air tanah yang
tidak terkendali sehingga muka air mengalami
penurunan.
 Gambar 9 memperlihatkan penempatan sumur
resapan dangkal dan sumur resapan dalam.

4/13/2015
35
III. SUMUR RESAPAN DALAM
Gambar 9. Penempatan sumur resapan dangkal dan sumur resapan dalam
4/13/2015
36
III. SUMUR RESAPAN DALAM
Gambar 10. Sumur resapan untuk mencegah intrusi air laut
4/13/2015
37
III.1. Kapasitas Sumur Resapan
Dalam


Kapasitas sumur resapan dalam dapat didekati dengan persamaan
dasar yang dikembangkan dari percobaan Darcy, yang menyatakan
bahwa kapasitas akuifer untuk meloloskan air tergantung pada
permeabilitas lapisan akuifer, tebal akuifer, dan beda
potensiometric head.
Secara matematis kapasitas sumur dalam dapat ditulis dalam
bentuk:
2KB h2  h1
………………… (4)
Q


 r2 
ln 
 r1 
Dimana:
Q
: debit (m3/det)
K
: Permeabilitas akuifer (m/det)
B
: tebal confined aquifer (m)
h1, h2 : ketinggian potensiometric surface sumur pantau (m)
r1, r2 : jarak sumur pantau terhadap pusat sumur pengisian (m)
4/13/2015
38
III.1. Kapasitas Sumur Resapan
Dalam
Gambar 11. Sumur resapan dalam
4/13/2015
39
III.1. Kapasitas Sumur Resapan
Dalam

Jika tidak menggunakan sumur pantau, persamaan
dapat ditulis dalam bentuk lain menjadi:
2KBH
Q
B
ln 
r
………………… (5)
Dimana:
Q
: debit (m3/det)
K
: permeabilitas akuifer (m/det)
B
: tebal confined aquifer (m)
H
: ketinggian potensiometric surface
r
: jari-jari pipa (m)
4/13/2015
40
IV. PARIT RESAPAN
1. Sunjoto (1996)
Secara analitis Sunjoto menurunkan formula ini dengan asas kesetimbangan
dinamik sebagai berikut:
B
Dengan:
B
b
f
K
H
T
Q
C
I
A
L
4/13/2015
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
 fKT
 
fKH 

bln1 
Q 
 
………………… (6)
panjang parit (m)
lebar parit (m)
faktor geometrik parit (m)
koefisien permeabilitas tanah (m/jam)
tinggi muka air dalam parit (m)
durasi dominan hujan (jam)
debit masuk (m3/jam)  Q = C I A
runoff coefficient atap (-)
intensitas hujan (m/jam)
luas atap (m2)
tinggi dinding parit porus (m)
41
V. LATIHAN SOAL

Soal:
Rencanakan sumur resapan untuk menampung air
dari luas bangunan (atap) dengan luas 300 m2
dengan data sebagai berikut:
a. K
= 1,5 x 10-4 m/det
b. I
= 100 mm/jam
c. A
= 300 m2
d. T
= 2 jam
e. F
=2πR
f. R
= 50 cm
g. C
= 0,95
Semua satuan harus disamakan dalam M-K-S
4/13/2015
42
V. LATIHAN SOAL

Penyelesaian:
Debit air yang masuk sumur adalah:
Q =CIA
Q = 0,95 x (100/1000) x 300
Q = 28,50 m3/jam
Menurut Sunjoto (1988)
Q 
  FKT 
H
1  exp
2 
FK 
 R 
4/13/2015
43
V. LATIHAN SOAL
28,5 
  3,14x0,54x 2 
H

1  exp
2
3,14x0,54 
 3,14x0,50 
H  16,8 m

Jika digunakan sumur dengan kedalaman 5
m, maka jumlah sumur yang dapat dibuat
adalah 4 buah.
4/13/2015
44
4/13/2015
45