BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Sistem Draiase Draiase berasal dari bahasa iggris yaitu draiage yag artiya megalirka, meguras, membuag atau megalihka air. Dalam bidag Tekik Sipil, draiase secara umum dapat didefiisika sebagai suatu tidaka tekis utuk meguragi kelebiha air, baik yag berasal dari air huja, rembesa maupu kelebiha air irigasi dari suatu kawasa/laha, sehigga fugsi kawasa/laha tidak tergaggu (Suripi, 004). Secara umum sistem draiase dapat didefiisika sebagai seragkaia bagua air yag berfugsi utuk meguragi da/atau membuag kelebiha air dari suatu kawasa/laha, sehigga laha dapat difugsika secara optimal. Bagua sistem draiase secara beruruta mulai dari hulu terdiri dari salura peerima (iterceptor drai), salura pegumpul (collector drai), salura pembawa (coveyor drai), salura iduk (mai drai), da bada air peerima (receivig waters). Di sepajag sistem serig dijumpai bagua laiya, seperti gorog-gorog, jembata-jembata, talag da salura mirig/got mirig (Suripi, 004). Sesuai dega cara kerjaya, jeis salura draiase buata dapat dibedaka mejadi: a. Salura Iterceptor (Salura Peerima) Berfugsi sebagai pecegah terjadiya pembebaa alira dari suatu daerah terhadap daerah lai di bawahya. Salura ii biasaya dibagu da diletakka pada bagia yag relatif sejajar dega garis kotur. Outlet dari salura ii biasaya terdapat di salura collector atau coveyor atau lagsug di atural draiage/sugai alam. Uiversitas Sumatera Utara

2 b. Salura Collector (Salura Pegumpul) Berfugsi sebagai pegumpul debit yag diperoleh dari salura draiase yag lebih kecil da akhirya aka dibuag ke salura coveyor (pembawa). c. Salura Coveyor (Salura Pembawa) Berfugsi sebagai pembawa air buaga dari suatu daerah ke lokasi pembuaga tapa harus membahayaka daerah yag dilalui. Meurut keberadaaya, sistem jariga draiase dapat dibedaka mejadi, yaitu: a. Natural Draiage (Draiase Alamiah) Terbetuk melalui proses alamiah yag terbetuk sejak bertahu-tahu megikuti hukum alam yag berlaku. Dalam keyataaya sistem ii berupa sugai beserta aak-aak sugaiya yag membetuk suatu jariga alur alira. b. Artifical Draiage (Draiase Buata) Dibuat oleh mausia, dimaksudka sebagai upaya peyempuraa atau melegkapi kekuraga-kekuraga sistem draiase alamiah dalam fugsiya membuag kelebiha air yag meggaggu. Jika ditijau dari sistem jariga draiase, kedua sistem tersebut harus merupaka kesatua tijaua yag berfugsi secara bersama. Meurut fugsiya, salura draiase dapat dibedaka mejadi: a. Sigle purpose, yaitu salura haya berfugsi megalirka satu jeis air buaga saja. b. Multi purpose, yaitu salura yag berfugsi megalirka beberapa jeis air buaga, baik secara tercampur maupu secara bergatia. Meurut kostruksiya, salura draiase dapat dibedaka mejadi: a. Draiase salura terbuka Salura draiase primer biasaya berupa salura terbuka, baik berupa salura dari taah, pasaga batu kali atau beto. b. Draiase salura tertutup Pada kawasa perkotaa yag padat, salura draiase biasaya berupa salura tertutup. Salura dapat berupa buis beto yag dilegkapi dega bak Uiversitas Sumatera Utara

3 pegotrol, atau salura pasaga batu kali/beto yag diberi plat tutup dari beto bertulag. Karea tertutup, maka perubaha peampag salura akibat sedimetasi, sampah, da lai-lai tidak dapat terlihat dega mudah (Suripi, 004). Meurut kosepya, sistem jariga draiase dapat dibedaka mejadi, yaitu: a. Draiase kovesioal Draiase kovesioal adalah upaya membuag atau megalirka air kelebiha secepatya ke sugai terdekat. Dalam kosep draiase kovesioal, seluruh air huja yag jatuh di suatu wilayah harus secepatya dibuag ke sugai da seterusya megalir ke laut. Jika hal ii dilakuka pada semua kawasa, aka memuculka berbagai masalah, baik di daerah hulu, tegah, maupu hilir. Dampak dari pemakaia kosep draiase kovesioal tersebut dapat kita lihat sekarag ii, yaitu kekeriga yag terjadi di maa-maa, juga bajir, logsor, da pelumpura. Kesalaha kosep draiase kovesioal yag palig pokok adalah filosofi membuag air geaga secepatya ke sugai. Demikia juga megalirka air secepatya berarti meuruka kesempata bagi air utuk meresap ke dalam taah. Dega demikia, cadaga air taah aka berkurag, kekeriga di musim kemarau aka terjadi. Sehigga bajir da kekeriga merupaka dua feomea yag salig memperparah da terjadi susul-meyusul. b. Draiase Ramah Ligkuga Draiase ramah ligkuga didefiisika sebagai upaya megelola air kelebiha dega cara sebayak-bayakya meresapka air ke dalam taah secara alamiah atau megalirka ke sugai dega tapa melampaui kapasitas sugai sebelumya. Dalam draiase ramah ligkuga, justru air kelebiha pada musim huja harus dikelola sedemikia rupa sehigga tidak megalir secepatya ke sugai. Namu diusahaka meresap ke dalam taah, gua meigkatka kaduga air taah utuk cadaga pada musim kemarau. Beberapa metode draiase ramah ligkuga yag dapat dipakai diataraya adalah metode kolam koservasi, metode sumur resapa, metode river side polder, da metode pegembaga areal perliduga air taah (groud water protectio area). Uiversitas Sumatera Utara

4 Gambar. River Side Polder, Kolam Koservasi, da Draiase Resapa Metode kolam koversi Metode kolam koservasi dilakuka dega membuat kolam-kolam air, baik di perkotaa, permukima, pertaia, atau perkebua. Kolam koservasi ii dibuat utuk meampug air huja terlebih dahulu, diresapka da sisaya dapat dialirka ke sugai secara perlaha-laha. Kolam koservasi dapat dibuat dega memafaatka daerah-daerah dega topografi redah, daerahdaerah bekas galia pasir atau galia material laiya, atau secara ekstra dibuat dega meggali suatu areal atau bagia tertetu. Di sampig itu, kolam koservasi dapat dikembagka mejadi bak-bak permae air huja, khususya di daerah-daerah dega itesitas huja yag redah. Metode sumur resapa Metode sumur resapa merupaka metode praktis dega cara membuat sumur- sumur utuk megalirka air huja yag jatuh pada atap perumaha atau kawasa tertetu (Dr Sujoto, UGM). Sumur resapa ii juga dapat dikembagka pada areal olahraga da wisata. Kostruksi da kedalama sumur resapa disesuaika dega kodisi lapisa taah setempat. Perlu Uiversitas Sumatera Utara

5 dicatat bahwa sumur resapa ii haya dikhususka utuk air huja, sehigga masyarakat harus medapatka pemahama medetail utuk tidak memasukka air limbah rumah taggaya ke sumur resapa tersebut. Metode river side polder Metode river side polder adalah metode meaha alira air dega megelola/meaha air kelebiha (huja) di sepajag batara sugai. Pembuata polder piggir sugai ii dilakuka dega memperlebar batara sugai di berbagai tempat secara selektif di sepajag sugai. Lokasi polder perlu dicari, sejauh mugki polder yag dikembagka medekati kodisi alamiah, dalam arti buka polder dega pitu-pitu hidraulik tekis da taggul-taggul ligkar hidraulis yag mahal. Pada saat muka air aik (bajir), sebagia air aka megalir ke polder da aka keluar jika bajir reda, sehigga bajir di bagia hilir dapat dikuragi da koservasi air terjaga. Upaya ii sedag dilakuka di Jepag da Jerma secara besarbesara, sebagai upaya meaha air utuk koservasi sugai musim kemarau da meghidari bajir serta meigkatka daya dukug ekologi wilayah keaira. Demikia juga dapat meigkatka pasoka air sugai musim kemarau utuk medukug trasportasi sugai atau pertaia. Metode areal perliduga air taah Metode areal perliduga air taah dilakuka dega cara meetapka kawasa lidug utuk air taah, di kawasa tersebut tidak boleh dibagu bagua apa pu. Areal tersebut dikhususka utuk meresapka air huja ke dalam taah. Di berbagai kawasa perlu segera mugki dicari tempat-tempat yag cocok secara geologi da ekologi sebagai areal utuk recharge da perliduga air taah sekaligus sebagai bagia petig dari kompoe draiase kawasa. Kosep draiase ramah ligkuga atau eko-draiase ii perlu medapat perhatia yag serius dari pemeritah. Kesalaha pemahama masyarakat, dias terkait, da pergurua tiggi tetag filosofi kosep draiase, yaitu membuag air secepat-cepatya ke sugai, perlu segera direvisi da diluruska secara serius. Perlu pembeaha da revisi bagua Uiversitas Sumatera Utara

6 draiase permukima, tempat olahraga da rekreasi, pertaia da perkebua dega kosep draiase ramah ligkuga.. Siklus Hidrologi Siklus hidrologi adalah sirkulasi air yag tidak perah berheti dari atmosfer ke bumi da kembali ke atmosfer dega matahari sebagai wali utama dalam proses tersebut. Kompoe utama dalam siklus hidrologi adalah kodesasi, presipitasi, ifiltrasi, limpasa permukaa (ru off), evaporasi, da traspirasi. Gambar. Siklus Hidrologi Utuk mejaga siklus hidrologi agar kompoeya dapat bekerja sebagaimaa mestiya, maka perlu dipertahaka keseimbaga melalui proses pegisia air huja dega meresapkaya ke dalam pori/rogga taah, batua atau yag disebut dega upaya koservasi air. Prisip dasar koservasi air adalah mecegah atau memiimalka air yag hilag sebagai alira permukaa da meyimpaya semaksimal mugki ke dalam tubuh bumi. Atas dasar prisip ii maka curah huja yag berlebiha pada musim huja tidak dibiarka megalir ke laut, melaika ditampug dalam suatu wadah yag memugkika air kembali meresap ke dalam taah (groudwater recharge) melalui pemafaata air huja dega cara membuat sumur resapa maupu sumur biopori. Pada siklus hidrologi, posisi sumur resapa (Gambar.3) Uiversitas Sumatera Utara

7 membatu proses ifiltrasi/perkolasi gua meguragi limpasa air huja yag berlebih pada permukaa taah sehigga air huja dapat bergerak secara vertikal di bawah permukaa taah higga air tersebut memasuki sistem air taah. Gambar.3 Posisi Sumur Resapa dalam Siklus Hidrologi.3 Kosep Umum ifiltrasi.3. Defeisi Ifiltrasi adalah proses alira air (umumya berasal dari curah huja) masuk kedalam taah. Perkolasi merupaka proses kelajuta alira air yag berasal dari ifiltrasi ke taah yag lebih dalam. Kebalika dari ifiltrasi adalah rembesa (speege). Laju maksimal geraka air masuk kedalam taah diamaka kapasitas ifiltrasi. Kapasitas ifiltrasi terjadi ketika itesitas huja melebihi kemampua taah dalam meyerap kelembaba taah. Sebalikya apabila itesitas huja lebih kecil dari pada kapasitas ifiltrasi, maka laju ifiltrasi sama dega laju curah huja. Laju ifiltrasi umumya diyataka dalam satua yag sama dega satua itesitas curah huja, yaitu millimeter per jam (mm/jam). Air ifiltrasi yag tidak kembali lagi ke atmosfer melalui proses evapotraspirasi aka mejadi air taah utuk seterusya megalir ke sugai disekitar. Uiversitas Sumatera Utara

8 Salah satu proses yag berkaita dega distribusi air huja yag jatuh ke permukaa bumi adalah ifiltrasi. Ifiltrasi adalah proses masuk atau meresapya air dari atas permukaa taah ke dalam bumi. Jika air huja meresap ke dalam taah maka kadar legas taah meigkat higga mecapai kapasitas lapag. Pada kodisi kapasitas lapag air yag masuk mejadi perkolasi da megisi daerah yag lebih redah eergi potesialya sehigga medorog terjadiya alira atara (iterflow) da alira bawah permukaa laiya (base flow). Air yag berada pada lapisa air taah jeuh dapat pula bergerak ke segala arah (ke sampig da ke atas) dega gaya kapiler atau dega batua peyerapa oleh taama melalui tudug akar. Proses ifiltrasi sagat ditetuka oleh waktu. Jumlah air yag masuk kedalam taah dalam suatu periode waktu disebut laju ifiltrasi. Laju ifiltrasi pada suatu tempat aka semaki kecil seirig kejeuha taah oleh air. Pada saat tertetu laju ifiltrasi mejadi tetap. Nilai laju iilah yag kemudia disebut laju perkolasi. Ketika air huja jatuh diatas permukaa taah, tergatug pada kodisi biofisik permukaa taah, sebagia atau seluruh air huja tersebut aka megalir masuk kedalam taah melalui pori-pori permukaa taah. Proses megalirya air huja kedalam taah disebabka oleh tarika gaya gravitasi da gaya kapiler taah. Di bawah pegaruh gaya gravitasi air huja megalir vertikal kedalam taah, sedagka pada gaya kapiler bersifat megalirka air tersebut tegak lurus keatas, kebawah, da kearah horizotal (lateral). Gaya kapiler bekerja yata pada taah dega pori-pori yag relative kecil. Mekaisme ifiltrasi melibatka 3 proses yag tidak salig mempegaruhi: a. proses masukya air huja melalui pori-pori permukaa taah. b. tertampugya air huja tersebut didalam taah. c. proses megalirya air tersebut ketempat lai (bawah, sampig, da atas). Uiversitas Sumatera Utara

9 .3. Faktor yag Mempegaruhi Ifiltrasi Perpidaha air dari atas ke dalam permukaa taah baik secara vertikal maupu secara horizotal disebut ifiltrasi. Bayakya air yag terifiltrasi dalam satua waktu disebut laju ifiltrasi. Besarya laju ifiltrasi f diyataka dalam mm/jam atau mm/hari. Laju ifiltrasi aka sama dega itesitas huja, bila laju ifiltrasi tersebut lebih kecil dari daya ifiltrasiya. Jadi f fp da f I (Soemarto, 999). Ifiltrasi berubah-ubah sesuai dega itesitas curah huja. Aka tetapi setelah mecapai limitya, bayakya ifiltrasi aka berlagsug terus sesuai dega kecepata absorbsi setiap taah. Pada taah yag sama kapasitas ifiltrasiya berbeda-beda, tergatug dari kodisi permukaa taah, struktur taah, tumbuh-tumbuha da lai-lai. Di sampig itesitas curah huja, ifiltrasi berubah-ubah karea dipegaruhi oleh kelembaba taah da udara yag terdapat dalam taah (Maryoo, 004). Beberapa faktor iteral da eksteral yag mempegaruhi laju ifiltrasi adalah sebagai berikut:. Tiggi geaga air di atas permukaa taah da tebal lapisa taah yag jeuh.. Kadar air atau legas taah 3. Pemadata taah oleh curah huja 4. Peyumbata pori taah mikro oleh partikel taah halus seperti baha edapa dari partikel liat 5. Pemadata taah oleh mausia da hewa akibat traffic lie oleh alat olah 6. Struktur taah 7. Kodisi perakara tumbuha baik akar aktif maupu akar mati (baha orgaik) 8. Proporsi udara yag terdapat dalam taah 9. Topografi atau kemiriga laha 0. Itesitas huja. Kekasara permukaa taah. Kualitas air yag aka terifiltrasi 3. Suhu udara taah da udara sekitar Uiversitas Sumatera Utara

10 Apabila semua faktor-faktor di atas dikelompokka, maka dapat dikategorika mejadi dua faktor utama yaitu:. Faktor yag mempegaruhi air utuk tiggal di suatu tempat sehigga air medapat kesempata utuk terifiltrasi (oppurtuity time).. Faktor yag mempegaruhi proses masukya air ke dalam taah. Selai dari beberapa factor yag meetuka ifiltrasi diatas terdapat pula sifat-sifat khusus dari taah yag meetuka da membatasi kapasitas ifiltrasi (Arsyad, 989) sebagai berikut: a. Ukura pori Laju masukya huja ke dalam taah ditetuka terutama oleh ukura pori da susua pori-pori besar. Pori yag demikia itu diamaka pori aerasi, oleh karea pori-pori mempuyai diameter yag cukup besar yag memugkika air keluar dega cepat sehigga taah beraerasi baik. b. Kematapa pori Kapasitas ifiltrasi haya dapat terpelihara jika porositas semula tetap tidak tergaggu selama waktu tidak terjadi huja. c. Kaduga air Laju ifiltrasi terbesar terjadi pada kaduga air yag redah da sedag. d. Profil taah Sifat bagia lapisa suatu profil taah juga meetuka kecepata masukya air ke dalam taah. Ketika air huja jatuh di atas permukaa taah, maka proses ifiltrasi tergatug pada kodisi biofisik permukaa taah, sebagia atau seluruh air huja tersebut aka megalir masuk ke dalam taah melalui pori-pori permukaa taah. Proses megalirya air huja ke dalam taah disebabka oleh tarika gaya gravitasi da gaya kapiler taah. Oleh karea itu, ifiltrasi juga biasaya disebut sebagai alira air yag masuk ke dalam taah sebagai akibat gaya kapiler da gravitasi. Laju air ifiltrasi yag dipegaruhi oleh gaya gravitasi dibatasi oleh besarya diameter pori-pori taah. Taah dega pori-pori jeuh air mempuyai kapasitas lebih kecil dibadigka dega taah dalam keadaa kerig (Asdak, 00). Uiversitas Sumatera Utara

11 Dibawah pegaruh gaya gravitasi, air huja megalir vertikal kedalam taah melalui profil taah. Dega demikia, mekaisme ifiltrasi melibatka tiga proses yag tidak salig mempegaruhi (Asdak, 00): a. Proses masukya air huja melalui pori-pori permukaa taah. b. Tertampugya air huja tersebut di dalam taah. c. Proses megalirya air tersebut ke tempat lai (bawah, sampig da atas). Pegukura laju ifiltrasi dapat dilakuka pada permukaa taah, pada kedalam tertetu, pada laha kosog atau pada laha bervegetasi. Walaupu satua ifiltrasi serupa dega koduktivitas hidraulik, terdapat perbedaa atara keduaya. Hal itu tidak bisa secara lagsug dikaitka kecuali jika kodisi batas hidraulik diketahui, seperti kemiriga hidraulik da alira air lateral atau jika dapat diperkiraka. Laju ifiltrasi memiliki keguaa seperti studi pembuaga limbah cair, evaluasi potesi laha taki septik, efisiesi pecucia da draiase, kebutuha irigasi, peyebara air da imbuha air taah, da kebocora salura atau beduga da keguaa laiya (Kirkby, M.J., 97). Jumlah da ukura pori yag meetuka adalah jumlah pori-pori yag berukura besar. Maki bayak pori-pori besar maka kapasitas ifiltrasi maki besar pula. Atas dasar ukura pori tersebut, liat kaya aka pori halus da miski aka pori besar. Sebalikya fraksi pasir bayak megadug pori besar da sedikit pori halus. Dega demikia kapasitas ifiltrasi pada taah-taah pasir jauh lebih besar daripada taah liat. Taah-taah yag bertekstur kasar meciptaka struktur taah yag riga. Sebalikya taah-taah yag terbetuk atau tersusu dari tekstur taah yag halus meyebabka terbetukya taah-taah yag bertekstur berat. Taah dega struktur taah yag berat mempuyai jumlah pori halus yag bayak da miski aka pori besar. Sebalikya taah yag riga megadug bayak pori besar da sedikit pori halus. Dega demikia kapasitas ifiltrasi dari kedua jeis taah taah tersebut aka berbeda pula, yaitu taah yag berstruktur riga kapasitas ifiltrasiya aka lebih besar dibadigka dega taah-taah yag berstruktur berat (Saifuddi, 986). Uiversitas Sumatera Utara

12 Meurut Boedi Susato (008), laju ifiltrasi berbeda meurut jeis taahya seperti pada tabel berikut: Tabel. Tekstur Taah dega Kecepata Ifiltrasi Sumber: Soesato, 008 Sifat trasmisi lapisa taah tergatug pada lapisa-lapisa dalam taah. Lapisa taah dibedaka 4 horizo (Soesato, 008) :. Horizo A, yag teratas, sebagia baha orgaik taama.. Horizo B, merupaka akumulasi dari baha koloidal A, ketebala permeabilitas sagat meetuka laju ifiltrasi. 3. Horizo C, kadag-kadag disebut sub soil, terbetuk dari pelapuka baha iduk. 4. Horizo D, merupaka baha iduk (bed rock)..3.3 Perhituga Ifiltrasi da Laju Ifiltrasi Peetua besarya ifiltrasi dapat dilakuka dega melalui tiga cara yaitu:. Meetuka perbedaa volume air huja buata dega volume air laria pada percobaa laboratorium megguaka simulasi huja buata (metode simulasi laboratorium).. Megguaka alat rig ifiltrometer (metode pegukura lapaga). 3. Tekik pemisaha hidrograf alira dari data alira air huja (metode separasi hidrograf). Sigh (989) meyajika beberapa model ifiltrasi yag telah diusulka da diguaka pada kebayaka aalisa hidrologi da hidraulik yag berkaita Uiversitas Sumatera Utara

13 dega sistem keaira. Model - model tersebut dapat dikelompokka ke dalam dua kelas yaki: () model empiris, da () model koseptual. Model empiris meyataka kapasitas ifiltrasi sebagai fugsi waktu. Dimaa kadar legas taah memiliki sifat diamis terhadap waktu, sehigga laju ifiltrasi ditetuka oleh kodisi legas taah mula-mula saat proses ifiltrasi mulai terjadi. Adapu model- model empiris ifiltrasi diataraya adalah Model Kostiakov, Model Horto, Model Holta da Model Overto. Dalam peelitia ii diguaka Model Horto, berikut adalah uraia dari model tersebut: Model Horto adalah salah satu model ifiltrasi yag terkeal dalam hidrologi. Horto megakui bahwa kapasitas ifiltrasi berkurag seirig dega bertambahya waktu higga medekati ilai yag kosta. Ia meyataka padagaya bahwa peurua kapasitas ifiltrasi lebih dikotrol oleh faktor yag beroperasi di permukaa taah dibadig dega proses alira di dalam taah. Faktor yag berpera utuk peguraga laju ifiltrasi seperti peutupa retaka taah oleh koloid taah da pembetuka kerak taah, peghacura struktur permukaa laha da pegagkuta partikel halus dipermukaa taah oleh tetesa air huja. Model Horto dapat diyataka secara matematis megikuti persamaa sebagai berikut: Keteraga: f fc fo k f fc fo fc) e kt ; i fc da k = kosta (.) = laju ifiltrasi yata (cm/h) = laju ifiltrasi tetap (cm/h) = laju ifiltrasi awal (cm/h) = kostata geofisik Model ii sagat simpel da lebih cocok utuk data percobaa. Kelemaha utama dari model ii terletak pada peetua parameterya f 0, f c, da k da ditetuka dega data-fittig. Meskipu demikia dega kemajua sistem komputer proses ii dapat dilakuka dega program spreadsheet sederhaa. Rumus Horto diatas ditrasposisika sebagai berikut: f t fc fo fc) e Kemudia persamaa (.) tersebut di log ka mejadi: Log f t fc log fo fc kt log e kt (.) Uiversitas Sumatera Utara

14 atau Log f t fc log fo fc kt log e t k log e log f t fc log fo fc atau t log f t fc log fo fc (.3) k log e k log e Persamaa (.3) diatas sama dega persamaa Y = mx + C dimaa: Y = t (.4) m (.5) k log e x Log f t f c (.6) C Log f t f c (.7) k log e Dega demikia persamaa ii dapat diwakilka dalam sebuah garis lurus yag mempuyai ilai m k log e digambarka sebagai berikut:. Betuk dari persamaa garis lurus tersebut Gambar.4 Grafik Hubuga t da Log (fo-fc) Uiversitas Sumatera Utara

15 .3.4 Pegukura Ifiltrasi Ifiltrasi dapat diukur dega cara berikut : a. Dega ifiltrometer Ifiltrometer dalam betuk yag palig sederhaa terdiri atas tabug baja yag ditekaka kedalam taah. Permukaa taah di dalam tabug diisi air. Tiggi air dalam tabug aka meuru, karea proses ifiltrasi. Kemudia bayakya air yag ditambahka utuk mempertahaka tiggi air dalam tabug tersebut harus diukur. Maki kecil diameter tabug maki besar gaggua akibat alira ke sampig di bawah tabug. Dega cara ii ifiltrasiya dapat dihitug dari bayakya air yag ditambahka kedalam tabug sebelah dalam per satua waktu. Gambar.5 Ifiltrometer Uiversitas Sumatera Utara

16 b. Dega testplot Pegukura ifiltrasi dega ifiltrometer haya dapat dilakuka terhadap luasa yag kecil saja, sehigga sukar utuk megambil kesimpula terhadap besarya ifiltrasi bagi daerah yag lebih luas. Utuk megatasi hal ii dipilih taah datar yag dikeliligi taggul da digeagi air. Daya ifiltrasiya didapat dari bayakya air yag ditambahka agar permukaaya kosta. Jadi testplot sebearya adalah ifiltrometer yag berskala besar. c. Lysimeter Lysimeter merupaka alat pegukur berupa tagki beto yag ditaam dalam taah diisi taah da taama yag sama dega sekeliligya, dilegkapi dega fasilitas draiase da pemberia air..4 Koefisie Permeabilitas Permeabilitas adalah taah yag dapat meujukka kemampua taah meloloska air. Taah dega permeabilitas tiggi dapat meaikka laju ifiltrasi sehigga meuruka laju air laria. Pada ilmu taah, permeabilitas didefeisika secara kualitatif sebagai peguraga gas-gas, caira-caira atau peetrasi akar taama atau lewat. Koefisise permeabilitas taah tergatug pada beberapa factor, yaitu keketala caira, distribusi ukura pori-pori, distribusi ukura butir, agka pori, kekasara permukaa butira taah da derajat kejeuha taah. Pada taah lempug, struktur taah memgag peraa petig dalam meetuka koefisie permeabilitas. Faktor-faktor lai yag mempegaruhi sifat rembesa taah lempug adalah kosetrasi io da ketebala lapisa air yag meempel pada butira lempug. Harga koefisie permeabilitas (K) utuk tiap-tiap taah berbeda-beda. Beberapa koefisie permeabilitas diberika segai berikut: Uiversitas Sumatera Utara

17 Tabel. Harga Koefisie Permeabilitas pada Umumya Jeis Taah k (cm/detik) (ft/detik) Kerikil bersih Pasir kasar Pasir halus Laau Lempug Kurag dari Kurag dari Sumber: Buku Mekaika Taah Jilid I (Das, 985) Peetua harga koefisie permeabilitas (k) suatu taah didapat dari pegujia laboratorium ataupu pegujia di lapaga. Utuk meetuka koefisie permeabilitas di laboratorium dapat dilakuka dega: a) Pegujia tiggi eergi tetap (costat head permeability test) b) Pegujia tiggi eergi jatuh (fallig head permeability test) c) Peelitia secara tidak lagsug dari pegujia kosolidasi d) Pegujia kapiler horizotal Sedagka utuk meetuka koefisie permeabilitas taah di lapaga dapat dilakuka dega: a) Uji pemompaa (pumpig test) b) Uji perlokasi (auger hoole test) Uji koefisie permeabilitas taah di laboratorium, yaitu: a) Costat Head Permeability Test Percobaa ii dilakuka dega pemberia tegaga tetap. Sampel taah yag dipakai adalah taah yag memiliki daya rembes besar, misalya pasir. Utuk meetuka ilai k, kita lagsug megukur bayakya air yag masuk da keluar dari taah tersebut dalam jagka waktu tertetu. Uiversitas Sumatera Utara

18 Gambar.6 Alat Costat Head Permeabilty Test Setelah data-data hasil percobaa dicatat, kemudia koefisie rembesa dihitug dega turua rumus: Q masuk Qkeluar Qmasuk A V k A ki t Qkeluar k h A L T Maka, Q L K (.8) As h t Dimaa Q = Volume air yag dikumpulka (cm 3 ), As = Luas peampag sampel taah (cm ), t = Waktu (detik), da h = i.(l) b) Fallig Head Permeability Test Utuk percobaa ii, tegaga yag diberika terhadap cotoh taah tidak tetap. Sampel taah yag dipakai adalah taah yag daya rembesya kecil, misalya lempug. Pada cara ii, air yag masuk ke sampel taah melalui pipa berdiamater kecil. Utuk meetuka ilai (k) dilakuka dega megukur peurua ketiggia air pada pipa tersebut sehiga tegaga air tidak tetap. Uiversitas Sumatera Utara

19 Gambar.7 Skema Proses Alat Fallig Head Permeability Jumlah air yag megalir melalui cotoh taah pada waktu (t), yaitu: Debit masuk (Qi) = Debit keluar (Qo) k h L t 0 A dt dt t t dh a dt a Ls As k a Ls As k a Ls As k a Ls As k l h h h h h log h log e dh h Q k Ls tiggi air berkurag dh h h As maka, t k a Ls,303 As k a Ls,303 As t h log h h log h (.9) Uiversitas Sumatera Utara

20 Dimaa: K = Koefisie permeabilitas taah (cm/detik) a = Luas peampag pipa (cm ) L = Pajag sampel taah (cm) A = Luas peampag sampel taah (cm ) t = Iterval peurua h ke h h = Ketiggia mula-mula air pada iterval waktu tertetu (cm) h = Ketiggia akhir air pada iterval waktu tertetu (cm).5 Aalisis Hidrologi Hidrologi adalah ilmu yag mempelajari seluk beluk air, kejadia da distribusiya, sifat alami da sifat kimiaya, serta reaksiya terhadap kebutuha mausia. Pegumpula data da iformasi, terutama data utuk perhituga hidrologi sagat diperluka dalam aalisa peetua debit bajir racaga yag selajutya diperguaka sebagai dasar racaga suatu bagua air. Semaki bayak data yag terkumpul berarti semaki meghemat biaya da waktu, sehigga kegiata aalisis dapat berjala lebih cepat, selai itu aka didapatka hasil perhituga yag lebih akurat. Secara keseluruha pegumpula data hidrologi ii dapat dilakuka dega tahapa-tahapa pegumpula data dasar da pegujia (kalibrasi) data-data yag terkumpul..5. Perhituga Parameter Statistik Parameter statistik yag diguaka utuk meetuka jeis distribusi data adalah sebagai berikut:. Harga/Nilai Rata-rata Rumus: X Xi (.0) Dimaa: X i = Curah huja rata-rata (mm) = Curah huja ke-i (mm) = Jumlah data Uiversitas Sumatera Utara

21 . Stadar Deviasi (S d ) Rumus: Dimaa: S d X i (Xi = Stadar deviasi = Curah huja rat-rata (mm) = Curah huja ke-i (mm) = Jumlah data S d (.) X) 3. Koefisie Skewess (C s ) Kemecega (skewess) adalah suatu ilai yag meujukka derajat ketidaksimetrisa dari suatu betuk distribusi. Rumus: C (.) Dimaa: C s S d X i 4. Koefisie Kurtosis (C k ) s i Xi = Koefisie Skewess = Stadar deviasi = Curah huja rat-rata (mm) = Curah huja ke-i (mm) = Jumlah data X S 3 3 d Pegukura kurtosis dimaksudka utuk megukur keruciga dari betuk kurva distribusi, yag umumya dibadigka dega distribusi ormal. Rumus: 4 i C k (.3) 4 d Xi X -3 S Uiversitas Sumatera Utara

22 Dimaa: C k S d X i = Koefisie Kurtosis = Stadar deviasi = Curah huja rat-rata (mm) = Curah huja ke-i (mm) = Jumlah data 5. Koefisie Variasi (C v ) Koefisie variasi adalah ilai perbadiga atara stadar deviasi dega ilai rat-rata hitug suatu distribusi. Rumus: Dimaa: C v S d C = Koefisie variasi = Stadar deviasi = Curah huja rat-rata (mm) S d v (.4) X.5. Peetua Jeis Distribusi Data Utuk meetuka jeis distribusi data, diguaka beberapa pedekata yag bertujua agar jeis distribusi data yag dipilih sesuai dega keadaa data yag ada. Adapu beberapa pedekata yag dilakuka, yaitu:. Berdasarka hasil perhituga parameter statistik Hasil perhituga parameter statistik ditujukka oleh Tabel.3 sebagai berikut: Tabel.3 Hasil Perhituga Parameter Statistik No. Jeis Distribusi Syarat Normal Cs 0 da Ck 3 Log Normal Cs 3Cv + Cv 3 da Ck Cv 8 + 6CV 6 + 5CV 4 + 6Cv Gumbel Tipe I Cs =,396 da Ck = 5,400 4 Log Pearso Tipe III Selai dari ilai di atas Sumber: Buku Hidrologi Terapa (Triatmodjo, 008) Uiversitas Sumatera Utara

23 . Berdasarka plottig terhadap kertas probabilitas Jeis distribusi data dapat diamati dari garis yag terbetuk oleh titik-titik hasil plottig data pada kertas probabilitas. Apabila plottig titik-titik pada kertas probabilitas tersebut medekati garis lurus, berarti pemiliha distribusiya semaki medekati bear. 3. Berdasarka hasil uji keselarasa Uji keselarasa dimaksudka utuk meetuka apakah persamaa distribusi peluag yag telah dipilih dapat mewakili distribusi statistik sampel data yag diaalisis. Ada jeis keselarasa, yaitu uji keselarasa Chi Square da Smirov Kolmogorov. Pada tes ii biasaya yag diamati adalah ilai hasil perhituga yag diharapka. Uji Keselarasa Chi Square Prisip pegujia dega metode ii didasarka pada jumlah pegamata yag diharapka pada pembagia kelas da ditetuka terhadap jumlah data pegamata yag terbaca di dalam kelas tersebut atau dega membadigka ilai Chi Square (X ) dega ilai Chi Square Kritis (X -Cr). Rumus: Efi Ofi X (.5) i i Ef Dimaa: X = Harga Chi Square, Ef i = Bayakya frekuesi yag diharapka pada data ke-i, Of i = Frekuesi yag terbaca pada kelas yag sama pada data ke-i, da = Jumlah data. Prosedur perhituga Chi Square adalah sebagai berikut: a. Urutka data pegamata dari besar ke kecil b. Hituglah jumlah kelas yag ada (K) = + 3,3 log. Dalam pembagia kelas disaraka agar setiap kelas terdapat miimal 3 buah pegamata. c. Hitug ilai Uiversitas Sumatera Utara

24 d. Hitug bayakya Of = utuk masig-masig kelas. e. Hitug ilai X utuk setiap kelas kemudia hitug ilai total X, dari tabel utuk derajat yata tertetu yag serig diambil sebesar 5% dega parameter derajat kebebasa aka didapatka X Cr. Rumus derajat kebebasa adalah: (.6) Dimaa DK = Derajat kebebasa, K = bayakya kelas, da R = Bayakya keterikata (biasaya diambil R= utuk distribusi ormal da biomial da R= utuk distribusi Poisso da Gumbel). Jika ilai Chi Square (X ) < ilai Chi Square kritis (X Cr), maka data dapat megguaka persamaa distribusi data sesuai dega yag diasumsika pada uji Chi Square. Uji Keselarasa Smirov Kolmogorov Pegujia kecocoka sebara dega metode ii dilakuka dega membadigka probabilitas utuk tiap variabel dari distribusi empiris da teoritis sehigga didapat perbedaa (Δ) tertetu. Perbedaa maksimum yag dihitug (Δmaks) dibadigka dega perbedaa kritis (ΔCr) utuk suatu derajat yata da bayakya varia tertetu, maka sebara sesuai jika (Δmaks) < (ΔCr). Rumus: Δmaks = [P(X) P(Xi)] < ΔCr (a;) (.7) Uiversitas Sumatera Utara

25 Tabel.4 Nilai Δ Kritis utuk Uji Keselarasa Smirov Kolmogorof Sumber: Soewaro, Curah Huja Recaa Perhituga curah huja recaa diguaka utuk memperkiraka besarya huja dega periode ulag tertetu. Berdasarka curah huja recaa tersebut kemudia dicari itesitas huja yag diguaka utuk mecari debit bajir recaa. Utuk memperkiraka curah huja recaa dilakuka dega aalisis frekuesi data huja. Ada beberapa metode yag dapat diguaka dalam meghitug aalisis frekuesi data huja, yaitu:. Distribusi Normal (Cara Aalitis) Utuk aalisis frekuesi curah huja megguaka metode distribusi Normal, dega persamaa sebagai berikut : dega : X T = X + k.s d (.8) X T = Variate yag diekstrapolasika, yaitu besarya curah huja recaa utuk Periode ulag T tahu. X = Harga rata rata dari data = S d = Stadar Deviasi Xi (.9) Uiversitas Sumatera Utara

26 = ( Xi X ) (.0) k = Variabel reduksi Gauss Tabel.5 Nilai Variabel Reduksi Gauss (K) Sumber: Buku Hidrologi Terapa (Harto, 98). Distribusi Log Normal Utuk aalisis frekuesi curah huja megguaka metode distribusi Log Normal, dega persamaa sebagai berikut : Log X = LogX + k.s Log X (.) dega : Log X = Variate yag diekstrapolasika, yaitu besarya curah huja racaga utuk periode ulag T tahu. LogX = Harga rata rata dari data = LogX (.) S LogX = Stadar Deviasi = ( LogX LogX ) K = Variabel reduksi Gauss (.3) Uiversitas Sumatera Utara

27 Tabel.6 Faktor Frekuesi K utuk Distribusi Log Normal Sumber: Soewaro, Distribusi E. J. Gumbel Tipe I Utuk aalisis frekuesi curah huja megguaka metode E.J. Gumbel, dega persamaa sebagai berikut : dega : X T = X + K.S d (.4) X T = Variate yag diekstrapolasika, yaitu besarya curah huja recaa utuk Periode ulag T tahu. X = Harga rata rata dari data = Xi (.5) S d = Stadar Deviasi = ( Xi X ) (.6) K = Faktor frekuesi yag merupaka fugsi dari periode ulag (retur period) da tipe frekuesi. Uiversitas Sumatera Utara

28 Utuk meghitug faktor frekuesi E.J. Gumbel megambil harga : dega : K = Y T S Y Y T = Reduced variate sebagai fugsi dari periode ulag T Y = Reduced mea sebagai fugsi dari bayak data (N) S = Reduced stadard deviatio sebagai fugsi dari bayak data (N) Tabel.7 Harga Reduced Variate pada Periode Ulag Huja T Tahu (.7) Sumber: Soemarto, 999 Tabel.8 Reduced Mea (Y) Sumber: Soemarto, 999 Uiversitas Sumatera Utara

29 Tabel.9 Stadar Deviasi dari Reduksi Variasi (S) Sumber: Soemarto, Log Pearso Tipe III Utuk aalisis frekuesi curah huja megguaka metode Log Pearso Type III, dega persamaa sebagai berikut : dega : Log X = LogX + K tr. S log X (.8) Log X = Variate yag diekstrapolasika, yaitu besarya curah huja racaga utuk periode ulag T-tahu. LogX = Harga rata rata dari data = LogX S log X = Stadar Deviasi ( LogX LogX ) = Ktr = Koefisie frekuesi, didapat berdasarka hubuga ilai Cs dega periode ulag T tahu Cs = koefisie kemecega (.9) (.30) = 3 LogX LogX S LogX 3 (.3) Uiversitas Sumatera Utara

30 Tabel.0 Faktor Frekuesi K Distribusi Log Pearso Tipe III Sumber: Soewaro, Aalisis Itesitas Curah Huja Itesitas curah huja adalah tiggi atau kedalama huja per satua waktu. Sifat umum huja adalah semaki sigkat huja berlagsug, itesitasya cederug semaki tiggi da semaki tiggi serta semaki besar periode ulagya, maka semaki tiggi pula itesitasya. Itesitas curah huja (I) meyataka besarya curah huja dalam jagka pedek yag memberika gambara derasya huja per jam. Utuk megubah curah huja mejadi itesitas curah huja dapat diguaka metode sebagai berikut: Uiversitas Sumatera Utara

31 . Metode Va Bree Metode ii beraggapa bahwa besarya atau lama durasi huja haria adalah berpusat selama 4 jam dega huja efektif sebesar 90% dari huja selama 4 jam (Aoim dalam Melida, 007). Rumus: I 90% R 4 Dimaa I = Itesitas huja (mm/jam) da R 4 maksimum (mm/4 jam). 4 (.3) = Curah huja haria Berdasarka rumus tersebut, maka dapat dibuat suatu kurva durasi itesitas huja. Dimaa Va Bree megambil betuk kurva kota Jakarta sebagai basis. Kurva basis tersebut memberika kecederuga betuk kurva utuk daerah-daerah lai di Idoesia pada umumya. Berdasarka kurva pola Va Bree kota Jakarta, besarya itesitas huja dapat didekati dega persamaa: 54 R T T I T (.33) T t R 0.3R Dimaa: I T = Itesitas huja (mm) pada PUH T, t = Durasi waktu huja (meit), da R T = Curah huja haria maksimum PUH T (mm/4 jam).. Metode Hasper Der Weduwe Peurua rumus diperoleh berdasarka kecederuga curah huja haria yag dikelompokka atas dasar aggapa bahwa huja mempuyai distribusi yag simetris dega durasi huja (t) lebih kecil dari jam da durasi huja sampai 4 jam (Melida, 007). Persamaa yag diguaka adalah: 8 t 54 Rt Xt (.34) Xt t 7 t R 300 Rt t (.35) Setelah didapat ilai dari persamaa diatas, kemudia hitug itesitas curah huja dega persamaa berikut: Uiversitas Sumatera Utara

32 R I (.36) t.5.5 Aalisis Peetua Metode Perhituga Itesitas Curah Huja Setelah kedua metode tersebut dilakuka, maka selajutya dilakuka perhituga peetua/pedekata itesitas huja. Cara ii dimaksudka utuk meetuka persamaa itesitas yag palig medekati utuk daerah perecaaa. Metode yag diguaka adalah metode perhituga dega cara kuadrat terkecil. Meurut Sosrodarsoo (003), ada 3 metode yag dapat diguaka, yaitu:. Metode Sherma (953), mejelaska bahwa itesitas curah huja (I) sebagai berikut: a I (.37) b t Log a i log i i i log t log t i log t log i i log t i log t b i log i i i log t log t i i log t log i log t Dimaa I = Itesiats curah huja (mm/jam), t = Lamaya curah huja (meit), a,b = Kostata yag tergatug pada lama curah huja yag terjadi di daerah alira, da = Bayakya pasaga data i da t.. Metode Ishiguro (905), meetuka itesitas curah huja (I) sebagai berikut: a I (.38) t b Uiversitas Sumatera Utara

33 j j j j j j i i i t. i i t i a j j j j j i i t. i t i i b 3. Metode Talbot (88), rumus ii bayak diguaka karea mudah diterapka dimaa tetapa-tetapa a da b ditetuka dega harga-harga yag diukur. Utuk meetuka itesitas curah huja (I) dapat diguaka rumus: b t a I (.39) j j j j j j i i i.t i i t i a j j j j j i i.t i t i i b Dimaa I = Itesitas curah huja (mm/jam), t = Lamaya curah huja (meit), a da b = Kostata yag tergatug pada lama curah huja yag terjadi di daerah alira, da = Bayakya pasaga data i da t. Utuk pemiliha rumus itesitas curah huja dari ketiga rumus di atas, maka harus dicari selisih terkecil atara I asal da I teoritis berdasarka rumus di atas. Persamaa itesitas dega selisih terkecil itulah yag dipakai utuk perhituga debit. Uiversitas Sumatera Utara

34 Kemudia dilakuka peggambara kurva IDF yag dimaksud utuk meggambarka persamaa-persamaa itesitas curah huja yag dapat diguaka utuk perhituga limpasa (ru off) dega rumus rasioal da besarya kemugkia terjadiya itesitas huja yag berlaku utuk lamaya curah huja sembarag..6 Sumur Resapa.6. Pegertia Di dalam studi ii dipilih sumur resapa, yag dapat diartika sebagai sumur gali yag berbetuk segi empat atau ligkara, dega ke dalama tertetu. Pada saat huja, sumur resapa ii aka meampug air huja yag jatuh di atap bagua rumah, di halama maupu yag jatuh di jala, da meresapkaya kembali ke dalam taah. Gambar.8 Kostruksi Sumur Resapa.6. Fugsi Sumur Resapa Fugsi utama dari sumur resapa bagi kehidupa mausia atara lai adalah sebagai berikut: Uiversitas Sumatera Utara

35 . Pegedali Bajir Bajir yag melada beberapa kawasa perumaha/permukima telah berlagsug cukup lama, bahka telah diaggap sebagai rutiitas yag terjadi setiap tahu. Upaya yag dapat dilakuka utuk megatasi hal tersebut dega membagu sumur resapa air pada setiap rumah dalam suatu kawasa perumaha. Sumur resapa mampu memperkecil alira permukaa sehigga dapat meghidari terjadiya geaga alira permukaa secara berlebiha yag meyebabka bajir. Bayakya alira permukaa yag dapat dikuragi melalui sumur resapa tergatug pada volume da jumlah sumur resapaya.. Koservasi Taah Fugsi lai dari sumur resapa adalah memperbaiki kodisi air taah atau medagkalka permukaa air sumur. Di sii diharapka air huja lebih bayak yag diresapka ke dalam taah mejadi air cadaga dalam taah. Air yag tersimpa dalam taah tersebut aka dapat dimafaatka melalui sumursumur atau mata air. 3. Meeka Laju Erosi Dega adaya peurua alira permukaa, maka laju erosi pu aka meuru. Bila alira permukaa meuru, taah-taah yag tergerus da terhayut pu aka berkurag. Dampakya, alira permukaa air huja mejadi kecil da erosi pu aka kecil. Dega demikia, adaya sumur resapa yag mampu meeka besarya alira permukaa aka dapat meeka laju erosi..6.3 Prisip da Teori Kerja Sumur Resapa Prisip kerja sumur resapa adalah meyalurka da meampug air huja ke dalam lubag atau sumur air agar dapat memiliki waktu tiggal di permukaa taah lebih lama sehigga sedikit demi sedikit air dapat meresap ke dalam taah. Uiversitas Sumatera Utara

36 Sebagaimaa media yag secara lagsug berhubuga dega lapisa taah, dalam pegoperasiaya sumur resapa megadalka kemampua taah dalam meresapka air. Oleh karea itu perecaaa dimesi sumur resapa beragkat dari sifat fisik taah khususya harus bertitik tolak pada keadaa daya rembes taahya. Semaki bayak air yag megalir ke dalam taah, maka aka bayak air taah yag tersimpa di bawah permukaa bumi. Air tersebut dapat dimafaatka kembali melalui sumur-sumur atau mata air yag dapat dieksplorasika setiap saat.jumlah alira permukaa aka meuru karea adaya sumur resapa. Pegaruh positifya, bahaya bajir dapat dihidari karea terkumpulya air permukaa yag berlebiha di suatu tempat dapat dihidarka. Meuruya alira permukaa ii juga aka meuruka tigkat erosi taah. Teori sumur resapa yag diajuka oleh Sujoto (989) dipadag oleh beberapa ahli sebagai teori yag cukup sempura. Debit resap oleh Sujoto (995) diyataka dega persamaa: Qo f k H (.40) Dimaa Qo = Debit resap (m 3 /detik), f = Faktor geometrik (m), k = Koefisie permeabilitas taah (m/detik), H = Kedalama air di dalam sumur resapa (m). Jika dikembalika pada prisip hidrolika air taah, bahwa debit adalah: Qo k i A (.4) Dimaa Qo = Debit (m 3 /det), k = Koefisie permeabilitas taah (m/det), i = Gradie hidrolik Δ H / L da A = Luas bidag resap (m ). Pada persamaa (.40) dapat ditijau bahwa usur fh adalah peggati usur ia dalam persamaa (.4). Dalam kasus peresapa di dalam sistem sumur, maka tidak mudah meetuka gradie hidrolis i da lus bidag resap A. Sebab dimesi sumur resapa itu masih ditafsir. Usur kedalama H mejadi usur peetu sebab baik gradie hidrolis maupu luas bidag resap, keduaya sekaligus aka terjadi maakala H telah ditetapka. Di lai pihak pada sistem sumur resapa, luas bidag resap A terbetuk oleh jari-jari R da kedalama H. Jadi faktor geometrik f pada praktekya adalah fugsi R da H. Dega demikia Qo = k i A = k f H. Pada praktekya faktor geometris (shape factor) f memerlika formulasi utuk kasus sumur resapa yag sama. Uiversitas Sumatera Utara

37 Jika t adalah retag waktu yag dibutuhka utuk megisi sampai dega peuh, maka waktu yag dibutuhka utuk meresapka adalah t. Dega begitu maka aka terpeuhi syarat terjadiya persamaa keseimbaga di dalam sumur resapa, yaitu: Qi t f k H t (.4) Tetapi oleh karea tampuga dalam sumur harus peuh beru kemudia terjadi peresapa, maka evet t terjadi terlebih dahulu baru evet t, meskipu besarya t = t. Q i t f k H t (.43) Pada retag waktu t, yag maa roses resap Qo sedag berlagsug, bersamaa dega itu debit iput Qi tetap megisi tampuga utuk diresapka pada retag waktu seterusuya secara beruruta. Demikia seterusya Qi da Qo salig bekerja secara kotiyu selama retag waktu t. Pada akhir durasi t, debit masuk Qi telah berheti megisi tampuga da debit resap Qo meghabiska sisa volume sumur resapa..6.4 Kompoe-kompoe Proses Peresapa Kompoe-kompoe dalam proses resapa adalah: a. Debit Masuka (Qi = Q) Debit masuka adalah volume air yag megalir masuk ke dalam sumur resapa per satua waktu. Apabila sumur resapa dimaksudka sebagai saraa draiase limpasa permukaa akibat huja, maka debit masuka Qi adalah debit limpasa permukaa dari suatu luasa tertetu. Jika sumur resapa itu adalah saraa draiase bagua tempat tiggal, maka debit masuka Qi adalah berupa air yag terkumpul dari permukaa peutup atap. Peetua debit masuka Qi secara empirs yag bersifat praktis utuk luasa yag relatif kecil sebagaimaa rumah tiggal adalah megguaka metode rasioal, dimaa debit masuk ke sumur resapa (Qi) = debit bajir metode rasioal (Q). Rumus metode rasioal utuk meghitug debit bajir pada suatu kawasa tertetu akibat limpasa air huja (Bediet da Huber, 988) adalah: Uiversitas Sumatera Utara

38 Q Kc C I A (.44) Dimaa: Q = Debit bajir (cfs atau m 3 /detik), C = Koefisie pegalira permukaa, yag besarya <, I = Itesitas huja (i./hr atau mm/jam), A = Luas bidag tagkapa huja (ac atau ha) da Kc = Faktor koversi (Kc = 0,0078, yaitu faktor koversi ha-mm/jam ke m 3 /detik). Luasa bidag tagkapa huja utuk bagua tempat tiggal adalah berupa luas atap yag diukur secara horizotal. Utuk koefisie pegalira (C), apabila tidak diukur lagsug pada meda pegalira yag dimaksud, maka dapat diguaka perkiraa ilai koefisie (C) secara empiris berdasarka hasil peelitia yag dilampirka pada Tabel. berikut. Tabel. Nilai Koefisie Alira Permukaa (C) utuk Berbagai Permukaa Sumber: Maduto, Draiase Perkotaa Volume I, 997 b. Durasi Debit Masuka (t) Pemberia debit masuka ke dalam lubag sumur resapa memiliki durasi tertetu selam t. Apabila sumur resapa sebagai sara draiase huja pada Uiversitas Sumatera Utara

39 tempat tiggal, biasaya megambil t berupa waktu huja yag domia. Dalam hal ii, Sujoto (995) memberika batasa bahwa maksud dari durasi domia huja adalah lamaya huja yag palig serig terjadi. Palig akurat dataya adalah yag didapatka berdasarka data Automatic Raifall Recorder (ARR). Keberadaa durasi (t) dalam perecaaa sumur resapa aka mempegaruhi besar kecilya dimesi sumur resapa, terutama dalam hal berapa lama volume tampuga yag dibutuhka serta kapa kodisi water balace terjadi. c. Koefisie Permeabilitas Taah Proses pegisia air pada sumur resapa utuk megalami peresapa merupaka imbuha buata (artificial recharge). Oleh karea itu dalam proses tersebut semata-mata karea pegaruh gravitasi bumi, maka sifat taah sebagai media peresap aka memiliki arti yag sagat petig. Dalam kaitaya dega masalah ii, maka sifat fisik taah aka mejadi parameter utama. Sifat fisik taah utuk megalirka air dalam betuk rembesa itu ditujukka dega koefisie permeabilitas. d. Faktor Geometrik Tiga usur yaki bidag resap, volume tampuga, da ketiggia air, direcaaka secara bersamaa mejadi faktor geometrik sumur resapa. Jadi faktor geometrik adalah koefisie dalam perecaaa dimesi sumur resapa yag memperhitugka kebutuha aka bidag resap, gradie hidrolis, da volume tampuga air, berdasarka betuk, ukura da kostruksi sumur resapa yag direcaaka..6.5 Perecaa Dimesi Sumur Resapa Dimesi sumur resapa ditetuka oleh beberapa faktor diataraya adalah sebagai berikut: a) Tiggi muka air taah Dasar bagua sumur resapa aka efektif apabila terletak di atas muka air taah. Oleh karea itu diperluka peta sebara muka preatik daerah peelitia Uiversitas Sumatera Utara

40 yag meggambarka distribusi tiggi muka air taah, amu dalam peelitia ii kedalama muka air taah diketahui berdasarka sumur air bersih peduduk di lokasi studi. b) Itesitas huja Itesitas huja sagat diperluka utuk meghitug besarya kapasitas sumur resapa utuk meampug air huja yag jatuh pada suatu laha dega luasa tertetu. Volume air tampuga adalah hasil kali itesitas huja, luas daerah tampuga, da lamaya huja. c) Durasi huja Lama huja adalah waktu terlama huja itu terjadi setiap kejadia huja. Lama huja (durasi) sagat diperhitugka dalam memprediksi daya tampig sumur resapa. d) Luas peampug Luas bidag peampug ii merupaka jumlah total dari atap bagua atau bidag perkerasa yag airya dialirka pada sumur resapa. Semaki besar luas tampuga maka semaki besar pula volume tampugaya. e) Koefisie permeabilitas taah Koefisie permeabilitas taah kemampua suatu taah dalam melewatka air sebagai fugsi dari waktu. Kemampua taah dalam meresapka air huja yag ditampug ditetuka oleh koefisie permeabilitas ii. Metode-metode yag diguaka dalam perecaaa dimesi sumur resapa atara lai sebagai berikut: a. Metode Sujoto (0) Sujoto membagu suatu formula dega asas:. Debit air masuk kedalam sumur diasumsika kosta sama dega Q. hal ii sesuai dega keadaa fisik yaitu dalam suatu durasi huja aka ada debit dari atap yag masuk ke dalam sumur. Uiversitas Sumatera Utara

41 . Debit keluar (meresap) adalah sama dega faktor geometrik kali koefisie permeabilitas fugsi ketiggia air dalam sumur, Qo = F K h. 3. Formula usteady flow coditio ii mejadi sama dega formula Forchheimer (930) bedaya adalah yag terakhir ii adalah steady flow coditio. Bila waktu tak terhigga, maka formula sujoto aka sama mejadi steady flow coditio da formulaya aka sama persis dega formula Forchheimer (930). Gambar.9 Skema Alira dalam Sumur (Sujoto, 0) Secara teoritis, volume da efisiesi sumur resapa dapat dihutug berdasarka keseimbaga air yag masuk ke dalam sumur da air yag meresap ke dalam taah da dapat diilustrasika sebagai berikut: a) Sumur kosog tampag ligkara Utuk kostruksi sumur resapa biasaya dega didig sampig da ruag tetap kosog maka dimesiya dihitug dega: Q FK FKT πr H e (.45) Uiversitas Sumatera Utara

42 b) Sumur kosog tampag rectagular Utuk kostruksi sumur resapa biasaya dega didig sampig da ruag tetap kosog maka dimesiya dihitug dega: fkt bb Q H e (.46) fk Dimaa H = Tiggi muka air dalam sumur (m), F = Faktor geometrik (m), f = Faktor geometrik tampag rectagular (m), Q = Debit air masuk (m 3 /det), T = Waktu pegalira (detik), K = Koefisie permeabilitas taah (m/det), da R = Jari-jari sumur (m). b. Metode PU Pusat peelitia da pembagua permukima Departeme Pekerjaa Umum (00) telah meyusu stadar tat cara perecaaa tekik sumur resapa air huja utuk pekaraga yag dituagka dalam SNI Metode PU meyataka bahwa dimesi atau jumlah sumur resapa air huja yag diperluka pada suatu laha pekaraga ditetuka oleh curah huja maksimum, permeabilitas taah da luas bidag taah, yag dapat dirumuska sebagai berikut: a) Volume adil bajir, diguaka rumus: Vab 0,855 Ctadah Atadah R (.47) Dimaa: V ab = Volume adil bajir yag aka ditampug sumur resapa (m 3 ), C tadah = Koefisie limpasa dari bidag taah, A tadah = Luas bidag taah (m ), da R = Tiggi huja haria rata-rata (L/m hari). b) Volume air huja yag meresap, diguaka rumus: te Vrsp Atotal K (.48) 4 Uiversitas Sumatera Utara

43 Dimaa: V rsp = Volume air huja yag meresap (m 3 ), t e = Durasi huja efektif = 0,9.R 0,9 /60 (jam), A total = Luas didig sumur + luas alas sumur (m ), da K = Koefisie permeabilitas taah (m/hari) dimaa utuk didig sumur kedap, ilai K v = K h, utuk tidak kedap diambil ilai K rata-rata. K A A K K rata rata v h h v (.49) total Dimaa K rata-rata = Koefisie permeabilitas taah rata-rata (m/hari), K v = Koefisie permeabilitas taah pada didig sumur (m/hari) = K h, K h = Koefisie permeabilitas taah pada alas sumur (m/hari), A h = Luas alas sumur dega peampag ligkara = ¼ π D (m ), da A v = Luas didig sumur dega peampag ligkara = π D H (m ). c) Volume peampuga (storasi) air huja: V storasi Vab Vrsp (.50) A d) Peetua jumlah sumur resapa (): V V A H total ab rsp (.5) h H H total (.5) recaa Dimaa: = jumlah sumur resapa air huja (buah), H total = Kedalama total sumur resapa air huja (m), da H recaa = Kedalama yag direcaaka < kedalama muka air taah (m)..6.6 Persyarata Umum da Tekis Sumur Resapa Pada SNI No dijelaska tetag persyarata umum da tekis sumur resapa, stadar ii merupaka hasil revisi dari SNI No Uiversitas Sumatera Utara

44 Persyarata umum yag harus dipeuhi atara lai sebagai berikut: a) Sumur respa air huja ditempatka pada laha yag relatif datar. b) Air yag masuk ke dalam sumur resapa adalah air huja tidak tercemar. c) Peetapa sumur resapa air huja harus mempertimbagka keamaa bagua sekitarya. d) Harus memperhatika peratura daerah setempat e) Hal-hal yag tidak memeuhi ketetua ii harus disetujiu istasi yag berweag. Persyarata tekis yag harus dipeuhi atara lai sebagai berikut: a) Kedalama air taah miimum,50 m pada musim huja. b) Struktur taah yag dapat diguaka harus mempuyai ilai permeabilitas taah,0 cm/jam. c) Jarak peempata sumur resapa air huja terhadap bagua, dapat dilihat pada Tabel. berikut ii. Tabel. Jarak Miimum Sumur Resapa Air Huja Terhadap Bagua Jarak miimum dari sumur No. Jeis Bagua resapa air huja (m). Sumur resapa air huja/ sumur air bersih. Podasi bagua 3 3. Bidag resapa/ sumur resapa tagki septik Jeis da Kostruksi Sumur Resapa Jeis sumur resapa yag dibuat harus memeuhi syarat-syarat agar daya kerjaya dapat dipertaggugjawabka serta tidak meimbulka dampak baru bagi ligkuga. Peerapa sumur resapa pada ligkuga tempat tiggal (terutama di wilayah perkotaa) dapat dibedaka mejadi dua, yaitu: Uiversitas Sumatera Utara

45 . Sumur resapa idividu Sumur resapa idividu merupaka sumur resapa yag dibuat pada masigmasig rumah tiggal. Peletakaya dapat memafaatka laha sisa maupu pekaraga yag ada. Sumur resapa yag diguaka utuk satu rumah terdiri dari sumur resapa dagkal maupu sumur resapa dalam. Skema sumur resapa idividu dapat dilihat pada gambar berikut: Gambar.0 Sumur Resapa Dagkal Berbetuk Bulat dega Megguaka Talag Air Huja (Permeeg Ligkuga Hidup No. Tahu 009) Gambar. Sumur Resapa Dagkal Berbetuk Bulat dega Megguaka Salura Terbuka (Permeeg Ligkuga Hidup No. Tahu 009) Uiversitas Sumatera Utara

46 Gambar. Sumur Resapa Dagkal Berbetuk Bulat Melalui Pembora (Permeeg Ligkuga Hidup No. Tahu 009). Sumur resapa kolektif Sumur resapa kolektif adalah suatu sumur resapa yag diguaka bersamasama utuk lebih dari satu rumah dalam sebuah komuitas warga masyarakat dega skala besar da membutuhka laha yag cukup luas. Sumur resapa kolektif dapat berupa kolam resapa, sumur resapa dalam, resapa parit berorak maupu sumur resapa kolektif yag dapat dipasag di bahu jala. Letak sumur resapa kolektif berada pada lokasi teredah pada suatu kawasa sehigga air dega mudah megalir dari semua tempat dalam kawasa tersebut. Uiversitas Sumatera Utara

47 Gambar.3 Sumur Resapa kolektif di Bahu Jala Gambar.4 Sumur Resapa Kolektif Berbetuk Kolam Resapa Beberapa ketetua umum utuk pembagua kostruksi sumur resapa adalah sebagai berikut: a) Sumur resapa sebaikya berada di atas elevasi/kawasa sumur-sumur gali biasa b) Utuk mejaga pecemara air di lapisa aquifer, kedalama sumur resapa harus di atas kedalama muka air taah tidak terteka (ucofied aquifer) yag ditadai oleh adaya mata air taah. Uiversitas Sumatera Utara

48 c) Pada daerah berkapur/karst, perbukita kapur dega kedalama/solum taah yag dagkal, kedalama air pada umumya sagatlah dalam sehigga pembuata sumur resapa sagatlah tidak direkomedasika. Demikia sebalikya di laha pertaia pasag surut yag berair taah sagat dagkal. d) Utuk medapatka jumlah air yag memadai, sumur resapa harus memiliki tagkapa air huja berupa suatu betag laha baik berupa laha pertaia atau atap rumah. e) Sebelum air huja yag berupa alira permukaa masuk ke dalam sumur melalui salura air, sebaikya dilakuka peyariga air di bak kotrol terlebih dahulu. f) Bak cotrol terdiri dari beberapa lapisa berturut-turut adalah lapisa gravel (kerikil), pasir kasar, pasir, da ijuk. g) Peyariga ii dimaksudka agar partikel-partikel debu hasil erosi dari daerah tagkapa air tidak terbawa masuk ke sumur sehigga tidak meyumbat pori-pori lapisaaquifer yag ada. h) Utuk meaha teaga kietis air yag masuk melalui pipa pemasuka, dasar sumur yag berada di lapisa kedap air dapat diisi dega batu belah atau ijuk. i) Pada didig sumur tepat di depa pipa pemasuka, dipasag pipa pegeluara yag letakya lebih redah dari pipa pemasuka utuk atisipasi maakala terjadi overflow/luapa air di dalam sumur. Bila tidak dilegkapi dega pipa pegeluara, air yag masuk ke sumur harus dapat diatur, misalya dega seka balok, dll. j) Diameter sumur bervariasi tergatug pada besarya curah huja, luas tagkapa air, koduktifitas hidrolika lapisa aquifer da daya tampig lapisa aquifer. Pada umumya diameter berkisar atara,5 m. k) Tergatug pada tigkat kelabila/kodisi lapisa taah da ketersediaa daa yag ada, didig sumur dapat dilapis pasaga batu bata atau buis Uiversitas Sumatera Utara

49 beto. Aka lebih baik bila didig sumur dibuat lubag-lubag air dapat meresap juga secara horizotal. l) Utuk meghidari terjadiya gaggua atau kecelakaa, maka bibir sumur dapat dipertiggi dega pemasaga bata da atau ditutup dega papa/plestera. Gambar.5 Perspektif Sumur Resapa.7 Gambara Umum Daerah Tijaua Studi Gambara umum fisik dasar Keluraha Hutatorua VII, Kecamata Tarutug, Kabupate Tapauli Utara, atara lai memuat gambara tetag letak geografis da batas-batas wilayah, topografi/kemiriga, taah, hidrologi, klimatologi serta pegguaa laha..7. Letak Geografis da Luas Wilayah Keluraha Hutatorua VII berada di Kecamata Tarutug, Kabupate Tapauli Utara, Propisi Sumatera Utara dega luas wilayah kelurahaya adalah,00 Ha. Secara geografis, Keluraha Hutatorua VII (meurut GPS) terletak di atara koordiat 0 0,40 Litag Utara da ,69 Bujur Timur. Batas-batas wilayah Keluraha Hutatorua VII adalah: - Sebelah Utara : Kel. Hutatorua X-XI - Sebelah Timur : Desa Simamora Uiversitas Sumatera Utara

50 - Sebelah Selata : Kel. Partalitorua-Desa Hapoltaha - Sebelah Barat : Kel. Hutatorua IV Kecamata Tarutug dihui oleh orag peduduk dimaa peduduk terbayak berada di Keluraha/desa Hutatorua VII dega jiwa, dimaa terdiri dari.56 rumah tagga. Gambar.6 Peta Kecamata Tarutug Meurut Desa/Keluraha Tabel.3 Luas Wilayah Dirici per Keluraha/Desa di Kecamata Tarutug No. Desa/Keluraha Luas (Km ) Rasio Terhadap Total Luas Kecamata Siador-ador 8,50 7,89 Hutapea Bauarea 8,5 7,66 3 Parbubu Pea,5,6 4 Parbubu II 4,50 4,8 5 Parbubu Dolok 7,94 7,37 6 Hutatorua VIII 3,50 3,5 Uiversitas Sumatera Utara

51 7 Parbubu I 4,75 4,4 8 Hutatorua I,00,86 9 Sosuggulo,6,43 0 Parbaju Torua 4,55 4,3 Hapoltaha,44,34 Hutatorua IV 0,87 0,8 3 Aek Sia Simu 4,56 4,3 4 Hutatorua V,50,39 5 Hutatorua VI 3,5 3,0 6 Hutatorua XI 0,0 0,9 7 Hutatorua IX 0,85 0,79 8 Hutatorua X,04 0,97 9 Hutatorua VII,00,86 0 Partali Torua 0,6 0,58 Parbaju Toga 3,50 3,5 Simamora 3,40 3,6 3 Hutagalug Siwalu Ompu 3,0,97 4 Siraja Oloa 3,75 3,48 5 Hutauruk,9,03 6 Parbaju Julu 3,50 3,5 7 Partali Julu,00,86 8 Sitampurug 7,75 7,0 9 Jambur Nauli 8,76 8,4 30 Sihujur 5,00 4,64 3 Hutatorua III 0,44 0,4 Sumber: Tarutug Dalam Agka, 0 Uiversitas Sumatera Utara

52 No. Tabel.4 Jumlah Peduduk da Rumah Tagga Meurut Desa/Keluraha Desa/Keluraha Jumlah Peduduk Jumlah Rumah Tagga Rata-Rata per Rumah Tagga Siador-ador Hutapea Bauarea Parbubu Pea Parbubu II Parbubu Dolok Hutatorua VIII Parbubu I Hutatorua I Sosuggulo Parbaju Torua Hapoltaha Hutatorua IV Aek Sia Simu Hutatorua V Hutatorua VI Hutatorua XI Hutatorua IX Hutatorua X Hutatorua VII Partali Torua Parbaju Toga Simamora Hutagalug Siwalu Ompu Siraja Oloa Hutauruk Parbaju Julu Partali Julu Uiversitas Sumatera Utara

53 8 Sitampurug Jambur Nauli Sihujur Hutatorua III Jumlah Sumber : Tarutug Dalam Agka, 0.7. Kodisi Fisik Dasar Iklim Kecamata Tarutug memiliki iklim tropis dega musim yaitu musim peghuja da kemarau. Berdasarka data yag diperoleh dari Dias Pertaia da Perkebua Kabupate Tapauli Utara, bayakya curah huja per bula pada tahu 0 tercatat rata-rata curah huja adalah 76 mm, dega curah huja teredah terjadi pada bula Juli (7 mm) da tertiggi terjadi pada bula November (48 mm). Kelembaba udara rata-rata berkisar atara 65-75% da kecepata agi sekitar 0 km/jam. Suhu udara di Kecamata Tarutug berkisar atara -30 C. Topografi/Kemiriga Tabel.5 Ketiggia da Kodisi Kemiriga Lereg Di Kecamata Tarutug Ketiggia Ha Kemiriga Ha a. mi s/d 500 m.930 Datar (0 - %) b. 500 s/d 000 m.793 Ladai ( - 5 %) 7.00 c. 000 s/d 500 m Mirig (5-40 %) d. 500 s/d max 790 Terjal (40 % ke atas) Sumber : Recaa Tata Ruag Wilayah (RTRW Kabupate Tapauli Utara 0) Uiversitas Sumatera Utara

54 Tabel.6 Bayakya Hari Huja da Curah Huja Per Bula 0 Bula Hari Huja Curah Huja (Hari) (mm) Jauari 9 5 Februari 4 99 Maret 6 59 April 37 Mei 3 73 Jui 6 50 Juli 4 7 Agustus 33 September 4 70 Oktober 7 54 November 48 Desember Jumlah 9.7 Rata-rata 6 76 Sumber: Dias Pertaia da Perkebua Tapauli Utara Kedalama Efektif Taah Kedalama efektif taah merupaka kemampua suatu akar tumbuha dapat meembus lapisa taah sampai baha iduk da tumbuha tersebut dapat tembus dega baik da ormal. Kedalama efektif taah di kawasa perecaaa lebih dari 00 cm. Jeis Taah Jeis taah berdasarka satua laha di Kecamata Tarutug dapat dibedaka mejadi 3 jeis kelompok yaitu jeis taah podsolik coklat kelabu, Litosol Regosol, Alluvial, da Podolik Regosol. Uiversitas Sumatera Utara

55 Gambar.7 Peta Topografi Kecamata Tarutug Gambar.8 Peta Jeis Taah Kecamata Tarutug Uiversitas Sumatera Utara