SISTEM JARINGAN DRAINASE Manusia atau makhluk hidup lainnya dan tumbuh-tumbuhan, membutuhkan air dalam jumlah secukupnya. Selain tumbuhan air, tumbuhan lain akan terganggu pertumbuhannya (bahkan busuk lalu mati) bila air tergenang cukup lama. Air dalam tanah juga menimbulkan masalah pada kegiatan konstruksi apabila muka airnya tinggi. Pekerjaan drainase mencakup pekerjaan pengendalian air permukaan yang berlebih (banjir, genangan) dan pengaturan muka air di sungai serta pengendalian air tanah. Pekerjaan drainase di suatu wilayah dapat dikategorikan menjadi dua macam, yaitu: o Drainase basin (basin drainage) o Drainase perkotaan/permukiman (Urban drainage). Drainase basin (Basin drainage) Pekerjaan drainase basin menyangkut pengaturan aliran sungai meliputi pengendalian debit dan muka air sungai dalam suatu daerah pengaliran sungai atau sub daerah pengaliran sungai. Aliran sungai meluap dari alurnya karena kapasitas sungai tidak mampu melewatkan debit banjir saat itu. Dalam skala DPS, sungai-sungai yaitu sungai utama (sungai induk, main stream) dan anak-anak sungai (tributaries) merupakan drainase alam yang berfungsi mengalirkan air dari DPS-nya ke laut. Banjir ditimbulkan oleh sungai-sungai yang pada hujan tertentu alurnya tidak mampu melewatkan debit banjir. Banjir suatu sungai disebabkan oleh: Pengendapan di alur sungai mengurangi kapasitas alir sungai. Pengaruh air balik dari sungai utama masuk ke anak-anak sungai atau dari laut masuk ke sungai utama/induk, sehingga muka air naik melampaui tebing sungai. Hambatan di alur sungai, misalnya penyempitan penampang sungai (alami atau karena adanya bangunan, belokan dlsb.) Bencana banjir yang ditimbulkan oleh sungai dapat mencakup ratusan hektar lahan dan kerusakan yang ditimbulkan meliputi kerusakan lahan produktif,
permukiman, bangunan-bangunan di darat dan di sungai, prasarana transportasi, kerugian harta benda, hewan ternak dsb termasuk adanya korban jiwa. Penanggulangan banjir yang disebabkan oleh sungai banyak ragamnya, termasuk dalam pekerjaan teknik sungai antara lain pembuatan tanggul, normalisasi sungai, pembuatan waduk pengendali banjir dsb. yang tidak dibahas dalam matakuliah Drainase ini. Pekerjaan penanggulangan banjir dalam hal ini disebut basin drainage. Banjir yang terjadi dapat masuk dalam wilayah kota/permukiman karena sungai ybs. mengalir dekat atau melalui kota tersebut., disebut sebagai banjir makro. Dalam penanganannya, harus dipastikan kapasitas alur sungai tersebut harus dapat menampung debit banjir dengan periode ulang tertentu. Drainase perkotaan/permukiman Pekerjaan drainase yang menyangkut pengaturan pembuangan air hujan dan/atau air limbah dalam wilayah suatu kota/permukiman, disebut juga sebagai urban drainage. Drainase lapangan terbang, daerah industri, pelabuhan dalam lingkungan perkotaan termasuk dalam kategori ini, dengan cara penanggulangan yang tidak jauh berbeda. Dalam lingkup perkotaan atau permukiman, air bersih (hasil olahan air sungai di instalasi pengolahan air, water treatment plant) kita peroleh dari PAM untuk rumah tangga, ± 30% yang habis terpakai, sedangkan sisanya terbuang sebagai limbah cair rumah tangga antara lain buangan dari kamar mandi, sisa cucian dan dari dapur serta sisa lainnya. Air buangan rumah tangga dapat mengandung deterjen/sabun, sisa-sisa minyak dari dapur dsb. Air untuk industri, sebagian air digunakan untuk proses, sebagian untuk pendingin. Sisa proses berupa limbah, dapat berupa limbah organik (contoh: limbah pabrik tahu, pabrik tapioka, dsb.) atau limbah yang mengandung zatzat kimia sisa proses tersebut (limbah pabrik tekstil dsb). Air sisa irigasi terbuang ke sungai-sungai dalam keadaan berbeda dengan air yang disuplai, karena telah mengandung sisa-sisa pupuk dan pestisida. Air buangan yang berasal dari rumahtangga / permukiman, dari pabrik dan dari daerah pertanian / sawah bila mengandung zat-zat yang berbahaya bagi kesehatan, tidak kita harapkan berada di sekitar kita. Dengan demikian ada beberapa macam air yang perlu dikendalikan di wilayah perkotaan/permukiman, yaitu:
a. Air limbah (buangan) dari rumah tangga, fasilitas umum, industri dsb yang disebut juga sebagai limbah perkotaan atau limbah domestik. Air sisa irigasi termasuk juga sebagai air limbah. b. Air limpasan hujan atau disebut air berlebih (excess water) c. Air tanah. Pekerjaan yang berurusan dengan pembuangan air limbah dan air berlebih di suatu tempat disebut drainase perkotaan/permukiman atau urban drainage. Jaringan saluran drainase dalam suatu kota atau suatu wilayah kota belum tentu dalam kondisi tertata baik yang menjamin kelancaran pengaliran air. Air hujan yang tidak dapat mengalir dengan baik, akan meluap dari saluran dan menggenangi lahan di sekitarnya Telah disampaikan di atas, bahwa ada dua macam air yang perlu dikendalikan pengaliran dan pembuangannya, yaitu air limbah dan air berlebih. Air berlebih dapat berupa air hujan yang tidak meresap ke dalam tanah dan tak tertampung di sungai atau saluran sehingga menimbulkan banjir/genangan. Air tanah yang ke luar ke permukaan menggenangi dan merusak bangunan (misalnya menggenangi jalan raya), atau air tanah dangkal yang permukaannya relatif tinggi, sehingga mengganggu lingkungan (sanitasi terganggu, pertumbuhan tanaman terganggu) dan menghambat pekerjaan konstruksi bangunan. Dampak pada lingkungan yang ditimbulkan oleh sistem drainase yang buruk: 1. Air limbah yang tertahan di saluran atau di tempat-tempat yang rendah menimbulkan bau busuk, warna yang tidak sedap dipandang, mengandung bibit penyakit dan zat-zat berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan. 2. Genangan, selain menjadi sarang nyamuk, merusak estetika lingkungan, sarana penyebaran penyakit (karena sanitasi terganggu), mengganggu pertumbuhan tanaman, merangsang tumbuhnya tanaman pengganggu di saluran atau di rawarawa. Genangan menimbulkan kerugian materiil, menghambat kegiatan ekonomi dan sosial, menghambat kelancaran lalu lintas dan merusak sarana dan prasarana perkotaan (bangunan, jalan dan sebagainya). 3. Air berlebih yang tertahan dalam badan jalan, yaitu dalam konstruksi perkerasan jalan atau lapangan terbang dapat menurunkan stabilitas jalan.
Berkaitan dengan hal-hal di atas, maka maksud dan tujuan pembuangan air limbah dan air berlebih (selanjutnya disebut pekerjaan drainase) adalah : 1. Mengalirkan air limbah dan/atau air berlebih secara cepat dan aman ke tempat pengolahan air limbah (bagi air limbah) dan pembuangan akhir atau badan air penerima bagi air berlebih (limpasan hujan) untuk menghindarkan terjadinya: banjir genangan air pada permukiman atau lahan produktif erosi lapisan tanah dan endapan-endapan kerusakan dan gangguan fisik, kimiawi dan biologi terhadap lahan atau lingkungan aktif dan produktif, agar kesehatan lingkungan tetap terjaga, estetika terpelihara baik, komunikasi dan lalu lintas ekonomi dan sosial tidak terhambat 2. Mengeringkan lahan yang tergenang atau yang jenuh air dalam waktu yang sesingkat-singkatnya agar sanitasi dapat berjalan dengan baik, dan tanaman dapat tumbuh tak terganggu. 3. Mengusahakan agar air tidak tertahan di dalam badan jalan/perkerasan agar kestabilan konstruksi jalan tetap terjaga. FUNGSI DAN TIPE JARINGAN DRAINASE Berkaitan dengan tujuannya dan obyeknya dalam mengatasi air limbah dan atau air berlebih, pekerjaan drainase meliputi beberapa macam yaitu: 1. Drainase permukiman/perkotaan. Lingkup pekerjaannya adalah mengatur pembuangan air limbah dan air hujan di daerah permukiman/perkotaan Berkenaan dengan macam air yang perlu dibuang, ada dua alternatif sistem yang dapat dipilih, yaitu: Sistem terpisah, di mana air limbah (domestik, industri) dialirkan dalam suatu jaringan saluran menuju tempat pengolahan air limbah sebelum dibuang ke perairan umum (sungai, danau, laut), sedang air hujan dialirkan dalam jaringan saluran lain yang terpisah dan dapat dibuang secara langsung ke perairan umum. Sistem tercampur, di mana air limbah dan air hujan dialirkan bersama-sama dalam suatu jaringan saluran drainase, dan langsung dibuang ke perairan umum. 2. Drainase lahan
Drainase lahan, mengatur pembuangan air berlebih pada suatu lahan, baik yang berada di atas permukaan lahan, maupun yang berada di dalam tanah, termasuk mengatur kedalaman muka air tanah. Drainase lahan pertanian termasuk dalam kelompok ini, namun tidak dibahas dalam materi kuliah drainase ini. Penjelasan mengenai drainase lahan pertanian dapat diperoleh di matakuliah Irigasi. Dalam materi perkuliahan Drainase, lahan yang didrain/dipatus berupa lahan di mana tidak dikehendaki adanya saluran-saluran terbuka di permukaan tanah karena dapat mengganggu aktivitas di atasnya, seperti lapangan sepak bola, lapangan golf dan sebagainya. 3. Drainase jalan raya Lingkup pekerjaannya adalah mengupayakan agar air hujan atau air tanah tidak menggenang di atas permukaan jalan dan tidak bertahan dalam lapisan perkerasan jalankarena dapat menurunkan kestabilan konstruksi jalan. 4. Drainase lapangan terbang Maksud dan tujuannya serupa dengan drainase jalan raya. Ada dua cara untuk mematus lahan lapngan terbang; yang pertama dengan membuat saluran-saluran dan pembuangan seperti drainase permukiman, yang kedua dalam hal pembuangan tidak dapat dilakukan secara langsung, air hujan ditampung sementara dalam kolam penampung, untuk selanjutnya dibuang apabila kondisi muka air di saluran pembuangan akhir sudah cukup rendah. Menurut cara pengalirannya sistem drainase dapat dibedakan atas: a. Sistem gravitasi, aliran mengandalkan perbedaan tinggi muka air di hulu dan di hilir. Hal ini terkait dengan kemiringan medan yang menentukan kemiringan saluran serta ketinggian muka air di pembuangan akhir. b. Sistem pompa, dilakukan apabila pengaliran secara gravitasi tidak dapat dilakukan sehubungan muka air di hilir (di pembuangan) lebih tinggi daripada muka air di hulu (di saluran).
Seperti halnya dengan drainse lapangan terbang yang menggunakan kolam penampungan sementara, pada sistemn drainase permukiman hal tersebut dapat juga dilakukan. Kolam penampungan sementara disebut dengan busem. Pada lahan dengan pengaturan saluran drainase permukaan yang baik akan meningkatkan jarak drainase pipa sampai 50%, dibandingkan dengan lahan yang kelebihan air dibuang dengan drainase pipa tanpa dilakukan upaya pengaturan saluran drainase permukaan terlebih dahulu. Untuk efektifitas yang tinggi, pekerjaan land grading harus dilakukan secara teliti. ketidakseragaman dalam pengolahan lahan dan areal yang memiliki cekungan merupakan tempat aliran permukaan berkumpul, harus dihilangkan dengan bantuan peralatan pengukuran tanah Pada tanah yang memiliki cekungan, terdapat genangan air yang berdampak buruk terhadap tanaman. Genangan air tersebut harus di buang melalui saluran pembuangan. Ada beberapa jenis saluran drainase pembuangan yaitu (1) Saluran/parit terbuka yang disebut sebagai saluran acak yang dangkal (shallow random field drains), (2) saluran pembuangan utama (main outlet ditch) 5. Drainase acak (Random Field Drains) Di bawah ini merupakan gambar yang menunjukan pengelolaan untuk mengatasi masalah cekungan dan lubang lubang tempat berkumpulnya air. Lokasi dan arah dari saluran drainase disesuaikan dengan kondisi tofografi lahan. Kemiringan lahan biasanya diusahakan sedatar mungkin, 6. Drainase Paralel (Parallel Field Drains) Drainase ini digunakan pada tanah yang relative datar dengan kemiringan kurang dari 1% 2 %, sistem saluran drainase parallel bisa digunakan. Sistem drainase ini dikenal sebagai sistem bedengan. Saluran drainase dibuat secara parallel, jika jarak antara saluran tidak sama. Hal ini tergantung dari panjang dari barisan saluran drainase untuk jenis tanah pada lahan tersebut, jarak dan jumlah dari tanah yang harus dipindahkan dalam pembuatan barisan saluran drainase, dan panjang maksimum kemiringan lahan terhadap saluran 200 meter. Keuntungan dari sistem
saluran drainase parallel, pada lahan terdapat cukup banyak saluran drainase. Tanaman dilahan dalam alur, tegak lurus terhadap saluran drainase paralel. Jumlah populasi tanaman pada lahan akan berkurang dikarenakan adanya saluran paralel. Sehingga bila dibandingkan dengan land grading dan smoothing, hasil produksi akan lebih sedikit. Penambahan jarak antara saluran paralel akan menimbulkan kerugian pada sistem bedengan, karena jarak yang lebar menimbulkan kerugian pada sistem bedengan, karena jarak yang lebar membutuhkan saluran drainase yang lebih besar dan dalam. Bila lebar bedengan sistem 400 m, maka aliran akan dibagi dua agar lebar bedengan tidak lebih dari 200 m. Pada bedengan yang lebar, harus dibarengi dengan land grading dan smoothing. Pada tanah gambut, saluran drainase paralel dengan side slope yang curam digunakan adalah 1 meter. Pada daerah ini biasa dilengkapi dengan bangunan pengambilan dan pompa, bangunan pintu air berfungsi untuk mengalirkan air drainase pada musim hujan.pada daerah dataran tertentu ditemukan sistem khusus dari jarak saluran paralel, 2 saluran diletakkan secara paralel dengan jarak 5-15 meter. Tanah galian saluran diletakkan diantara kedua saluran tersebut, dimanfaatkan sebagai jalan yang diperlukan pada saat pemeliharaan saluran. Gambar 1. Sistem Drainase Paralel 7. Drainase Mole Drainase mole biasa disebut dengan lubang tikus berupa saluran bulat yang konstruksinya tanpa dilindungi sama sekali, pembuatannya tanpa harus menggali tanah, cukup dengan menarik dengan traktor bentukan baja bulat yang disebut mole yang dipasang pada alat seperti bajak di lapisan tanah subsoil pada kedalaman
dangkal. Pada bagian belakang alat mole biasanya disertakan alat expander yang gunanya untuk memperbesar dan memperkuat bentuk lubang. Berdasarkan Penampungannya drainase dalam dibagi menjadi 2, yaitu singular dan komposit. 8. Singular Terdiri dari jajaran pipa lateral yang ditanam di bawah permukaan tanah dengan jarak tertentu, air yang keluar dari seluruh pipa lateral ditampung pada saluran terbuka, selanjutnya disalurkan ke saluran drainase utama 9. Komposit Gambar 2. Sistem Drainase Singular Terdiri dari jajaran pipa pipa lateral yang ditanam di bawah permukaan tanah dengan jarak tertentu, air dari seluruh pipa lateral ditampung pada pipa penampung yang juga ditanam di tanah, antara pipa lateral dengan pipa penampung dihubungkan dengan sambuangan, selanjutnya disalurkan ke saluran drainase utama.
Gambar 3. Sistem Drainase Komposit Berdasarkan sistemnya, drainase dalam dibagi menjadi 4, yaitu: 10. Random sistem Sistem ini digunakan pada lahan yang berombak atau pada lahan dimana kondisi tanahnya terdiri dari beragam jenis tanah dan pada lahan yang terdapat area tergenang. Sistem drainase random, daerah cekungan dihubungkan dengan saluran pengumpul air dan air di keluarkan dari lahan melalui saluran pembuang. Sistem ini sering diterapkan di lahan yang tidak memerlukan operasi pertanian intensif, seperti padang rumput, atau di mana peralatan mekanisasi pertanian terutama peralatan kecil dan sederhana dapat diterapkan. Gambar 4. Sistem Drainase Random Gambar 5. Sistem Drainase Random
11. Herringbone sistem Terdiri dari pipa saluran drainase lateral yang diletakan secara parallel dan terhubung dengan pipa utama dengan membuat sudut tertentu, biasanya dari kedua sisi. Pipa utama atau sub utama diletakkan pada bagian lahan yang rendah atau lahan yang pada kemiringan lahan yang besar atau lembah. Gambar 6. Sistem Drainase Herringbone 12. Sistem Gridiron Sistem drainase gridiron terdiri dari pipa pipa saluran drainase lateral yang diletakkan secara paralel dan terhubung dengan pipa utama secara tegak lurus, biasanya dari satu sisi. Sistem ini sesuai untuk lahan di daerah rendah yang datar dengan ukuran lahan yang sama. Gambar 7. Sistem Drainase Gridion 13. Sistem Drainase Intersepsi Sistem drainase intersepsi dapat menampung rembesan air yang mengalir ke lahan
yang terletak lebih rendah atau di bagian bawah. Pipa intersepsi biasanya diletakkan pada bagian atas dan daerah yang basah yang ditentukan dari hasil pengamatan drainase awal. Gambar 8. Sistem Drainase Intersepsi