## KINERJA PIPA RESAPAN SEBAGAI PENDUKUNG

## KONSERVASI AIR
Edy Susilo 1* , Diah Setyati Budiningrum 2
1.2) Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Semarang Jalan Arteri Sukarno Hatta – Tlogosari – Semarang e-mail :123edysusilo@gmail.com

## ABSTRACT
Changes in land use that make the ground surface more impervious cause a decrease  in  groundwater  infiltration  and  an  increase  in  surface  runoff. Various attempts made by using infiltration wells and bio pores have not yet achieved the expected results. A horizontal recharge pipe is expected to be one  solution  to  overcome  these  problems.  By  using  a  horizontal  recharge pipe with a length of 2 m to 7 m, a diameter of 10 cm, the effect of variable length on the discharge of water infiltration in the ground is obtained. Water infiltration  with  a  horizontal  recharge  pipe  diameter  of  30  cm,  length  Lcm, wall hole ratio of 0.028, and water pressure height of H cm in clay-type soil with  permeability  of  7.09  x  10 -6 cm/second  expressed  by  the  equation Q=0.00019xL 0,913 xH 2.3965 . Flood discharge in a watershed is calculated using the  Rational  formula  and  horizontal  recharge  pipe  requirements  can  be obtained  using  graphs.  The  use  of  horizontal  recharge  pipes  with  other specifications  and  different  types  of  soil  needs  research  development.  The results of this study are expected to be used to maintain water conservation while handling flood problems.
Keywords: horizontal recharge pipe; conservation; flood.

## ABSTRAK
Perubahan  tataguna  lahan  yang  menjadikan  permukaan  tanah  semakin kedap  menyebabkan  penurunan  infiltrasi  air  tanah  dan  peningkatan  debit aliran  permukaan.  Berbagai  upaya  yang  dilakukan  dengan  menggunakan sumur  resapan  dan  biopori  belum  mencapai  hasil  yang  diharapkan.  Pipa resapan  horisontal  diharapkan  menjadi  salah  satu  solusi  untuk  mengatasi permasalahan  tersebut.  Dengan  menggunakan  pipa  horisontal  dinding berlubang  panjang  2  m  sampai  7  m  diameter  10  cm  diperoleh  pengaruh variabel  panjang  terhadap  debit  resapan  air  di  dalam  tanah.  Debit  resapan air  dengan  pipa  horisontal  diameter  30  cm,  panjang  L  cm,  rasio  lubang dinding  0.028,  dan  tinggi  tekan  air  H  cm  pada  tanah  jenis  clay  dengan permeabilitas  7.09  x  10 -6 cm/detik  dinyatakan  dengan  persamaan Q=0.00019xL 0,913 xH 2.3965 .  Debit  banjir  pada  sebuah  DAS  dihitung  dengan rumus  Rasional  dan  kebutuhan  pipa  resapan  horisontal  dapat  diperoleh dengan  menggunakan  grafik.  Penggunaan  pipa  resapan  horisontal  dengan spesifikasi  lain  dan  jenis  tanah  yang  berbeda  perlu  dilakukan pengembangan  penelitian.  Hasil  penelitian  ini  diharapkan  dapat  digunakan untuk memelihara konservasi air sekaligus penangan permasalahan banjir
H . g . a . C Q d 2  ) H H .( g . a . C Q d 1 2 2  
Kata kunci: pipa resapan horisontal, konservasi, banjir

## PENDAHULUAN
Kekeringan  dan  penurunan  permukaan  air  tanah  yang  diikuti  oleh perembesan  air  laut  di  daerah  pantai  menjadi  permasalahan  di  beberapa wilayah.  Menurut  Rahman  (2008)  permukaan-permukaan  tanah  kedap  air yang  bertambah  dalam  suatu  Daerah  aliran  sungai  (DAS)  akan berpengaruh  pada  volume  air  yang  tersedia  di  dalam  tanah  dan  aliran  air permukaan  dalam  daerah  tersebut.  Sumur  resapan  dan  biopori  banyak digunakan antara lain di Bali (Gede, 2017) dan Jawa Barat (Ridwan, 2014). Penggunaannya  selain  untuk  mengatasi  permasalahan  banjir,  juga  untuk peningkatan  infiltrasi  air  tanah.  Namun  karena  debit  resapan  kecil,  maka sumur  resapan  dan  biopori  kurang  efektif  untuk  mengatasi  permasalahan banjir (Joko, 2014; Hari, 2019; dan Edi, 2014). Dengan demikian diperlukan inovasi  sumur  resapan  yang  memiliki  daya  resap  yang  cukup  besar  (Edy, 2018).  Penggunaan  sumur  untuk  pengisian  air  tanah  telah  dilakukan  oleh beberapa  negara  antara  lain  di  Lahore  (Fiaz,  et.al,  2019).  Exploitasi  air tanah berlebihan di India menyebabkan permukaan air tanah menurun dan terjadinya  intrusi  air  laut.  Untuk  mengatasi  permasalahan  tersebut dilakukan  pengisian  air  tanah  di  beberapa  wilayah  dengan  menggunakan sumur resapan (Amarty, 2010).
Pipa resapan merupakan bangunan yang berfungsi untuk meresapkan  air  permukaan  ke  dalam  tanah  dan  dipasang  secara horisontal. Peresapan air ke dalam tanah sebanding dengan tinggi tekanan hidrolis,  permeabilitas  tanah,  dan  faktor  bentuk.  Pipa  resapan  horisontal memiliki  dimensi  yang  tidak  dibatasi  oleh  kedalaman  air  tanah,  sehingga faktor  bentuk  menjadi  besar  dan  akan  meningkatkan  kapasitas  resapan. Bangunan resapan dengan dinding berlubang memiliki daya resap air yang lebih  besar  dibandingkan  tanpa  lubang  untuk  dimensi  yang  sama  (Edy et.al.  2012).  Diharapkan  pipa  resapan  ini  menjadi  alternatif  solusi  untuk meningkatkan infiltrasi air dan menjaga kelestariannya.
Debit aliran bebas yang melalui lubang kecil menurut Triatmojo (1996) dinyatakan dengan persamaan:

## (1)
Sedangkan debit aliran tenggelam dinyatakan dengan persamaan:
(2)
Keterangan: Cd  :  koefisien debit
a :  luas bukaan lubang (m 2 )
g :  percepatan grafitasi (m/dt 2 )
H : tinggi tekanan (m)
Q  : debit aliran (m 3 /dt)
Menurut  Triatmojo  (1996),  koefisien  debit  Cd  harus  ditentukan  dengan percobaan.  Dengan  demikian  rumus  tersebut  dapat  dijadikan  dasar dalamperhitungan debit infiltrasi pipa resapan.
Menurut Sriyono (2013) Persamaan (1) dapat digunakan untuk menghitung debit  aliran  melalui  pipa  berpori  sehingga  dapat  dituliskan  dengan Persamaan (3).
(3)
Keterangan: Cd  :  koefisien debit A f :  luas lubang (m 2 ) g :  percepatan grafitasi (m/dt 2 ) H : tinggi tekanan (m) Q  : debit aliran (m 3 /dt)
Harga  Cd  pada  persamaan  di  atas  menurut  Sriyono  (2013)  merupakan fungsi beberapa variable seperti pada Persamaan (4)
(4)
Keterangan:
Cd    : koefisien debit A f : luas seluruh lubang (m 2 ) A : luas dinding pipa (m 2 ) A f /A :   rasio lubang dinding g : percepatan grafitasi (m/dt 2 ) K : permeabilitas tanah (m/dt) H : tinggi tekanan (m) Q    : debit aliran (m 3 /dt)
Sriyono  mengunakan  Persamaan  (4)  untuk  perhitungan  koefisien  debit pengambilan air dengan pipa berpori. Penggunaannya untuk pipa resapan perlu dilakukan penelitian.
Hidrolika pipa berlubang sangat rumit (van Schilfgaarde et.al, 1974), maka diperlukan pengamatan empiris debit pipa resapan.

## METODOLOGI
Disiapkan pipa diameter 10 cm dengan dinding berlubang diameter 10 mm berjarak 5,7 cm sebanyak 4 baris atau rasio lubang dinding 0,028. Panjang 7 meter dibagi menjadi 6 segmen dengan panjang 2 meter dan selanjutnya disambung dengan pipa 1 meter. Ujung pipa 2 meter dihubungkan dengan knee dan disambungkan vertikal pipa diameter yang sama tanpa dilubangi dindingnya  dengan  panjang  1  meter.  Lubang  dinding  masing-masing segmen ditutup dengan lakban dan dihubungkan dengan tali sampai ujung lubang  pipa  vertikal.  Selanjutnya  pipa  tersebut  dipasang  di  dalam  tanah
Investigasi Tanah - Persentase butiran halus - Permeabilitas tanah Tes Resapan Pipa Horisontal - Diameter pipa 10 cm, Length 2m, 3m, 4m, 5m, 6, dan 7m - Diameter pipa 30 cm panjang 2 meter Kriteria Statistik: Koefisien korelasi R 2 Selesai Ya Tidak Penetapan Lokasi Penelitian Analisa Variabel - Panjang Pipa : L Formulasi Debit Resapan Pipa Horisontal Diagram Kebutuhan Pipa Horisontal
secara  horisontal  dengan  ujung  vertikal  kurang  lebih  20  cm  di  atas permukaan  tanah.  Pengujian  pipa  resapan  dilakukan  untuk  panjang  2 meter,  3  meter,  4  meter,  5  meter,  6  meter,  dan  7  meter  dengan  cara melepas  lakban  yang  terhubung  tali  pada  ujung  pipa.  Pengujian  resapan untuk  masing-masing  panjang  dilakukan  dengan  mengisi  pipa  sampai penuh selanjutnya dibiarkan terjadi penurunan muka air yang tercatat oleh alat  pengukur  kedalaman  air  tiap  5  detik.  Dengan  demikian  debit  resapan dapat  dihitung  dengan  menghitung  volume  penurunan  dengan  waktu resapan.
Langkah-langkah penelitian beriukutnya dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Alir Metoda Penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik tanah di lokasi penelitian dapat dlihat pada Tabel 1 berikut ini.
Tabel 1. Gradasi Tanah
No. Butiran Tanah Satuan Hasil Pengukuran 1. Kerikil % 0.42 2. Pasir Kasar % 3.18 3. Pasir halus % 9.56 4. Lanau % 67.84 5. Lempung % 19.00
Q = A . H B
Q = 0.000495 x L 0.913 x H 1,809
Prosentase lanau dan lempung 86,84% tergolong tanah berbutir halus dan menurut  klasifikasi  segitiga  tekstur  tanah  AASHTO  tergolong  tanah  clay. Permeabilitas tanah sebesar 7.09 x 10 -6 cm/detik.
Dengan  menggunakan  program  NCSS  12  persamaan  diperoleh persamaan  regresi  untuk  masing-masing  panjang  pipa  dengan  bentuk umum :
(5)
Keterangan:
H =  tinggi tekan air (cm) A dan B =  Konstanta Q =  debit resapan untuk tinggi tekan air H (cm 3 /dt)
Koefisien korelasi (R 2 ) untuk keenam panjang pipa diameter 10 cm dan rasio lubang terhadap  luas dinding 0,028 dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Koefisien korelasi dan konstanta persamaan regresi
No. Panjang Pipa Koefisien Korelasi (R 2 ) Konstanta A Konstanta B 1. 7 meter 0,80359 0,42523 1,64606 2. 6 meter 0,89581 0,11855 1,95320 3. 5 meter 0,90207 0,06827 1,97528 4. 4 meter 0,90227 0,10692 1,83356 5. 3 meter 0,81617 0,09084 1,81765 6. 2 meter 0,88567 0,12669 1,66420
Maka  menurut  persamaan  (8),  koefisien  debit  (Cd)  dan  luas  lubang  (Af) masuk ke dalam konstanta A sedangkan konstanta B merupakan pangkat dari variabel tinggi tekanan air (H).
Apabila  variabel  panjang  dimasukkan  didapat  persamaan  umum untuk diameter pipa 10 cm:
(6)
Keterangan :
H =  tinggi tekanan air (cm) L =  Panjang pipa (cm) Q =  debit resapan untuk tinggi tekanan air H (cm 3 /dt)
Koefisien  korelasi  (R 2 )  persamaan  regresi  diatas  sebesar  0.8421  yang berarti  cukup  baik.  Dengan  pangkat  variabel  panjang  (L)  sebesar  0,913 untuk  penyederhanaan  debit  resapan  untuk  diameter  yang  lain  variabel panjang  dapat  dianggap  sama  dengan  diameter  10  cm.  Grafik  debit resapan  untuk  diameter  10  cm  dengan  panjang  2  meter  sampai  7  meter dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Kurva Regresi Debit Resapan Pipa Horisontal Diameter 10 cm
Sumber : Hasil Analisis Peneliti, 2019
Dengan  rasio  lubang  dinding  yang  sama  yaitu  0,028  hasil  pengujian resapan  pipa  diameter  30  cm  dan  panjang  2  meter,  menghasilkan  debit resapan lebih besar sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Debit Resapan Pipa Horisontal Diameter 30 cm Panjang 2 m
Q = 0,278 x C x I x A
 Q = 0,278 x  C x I x A Q = 0.00019 x L 0,913 x H 2.3965
Sumber : Hasil Analisis Peneliti, 2019
Persamaan  regresi  untuk  pipa  diameter  30  cm  dengan  panjang  L  meter rasio lubang 0,028 adalah sebagai berikut :
(7) Keterangan : H =  tinggi tekanan air (cm) L =  Panjang pipa (cm) Q =  debit resapan untuk tinggi tekanan air H (cm 3 /dt)
Debit banjir menurut persamaan rasional dinyatakan dengan rumus :
(8) Keterangan : C =  Koefisien pengaliran I =  Intensitas hujan (mm/jam) A =  Luas daerah aliran sungai (km 2 ) Q
=  debit banjir maksimum (m 3 /dt)
Koefisien  pengaliran merupakan  merupakan  nisbah  jumlah  air  yang  dapat melimpas  dengan  keseluruhan  air  hujan  yang  jatuh  pada  suatu  daerah. Besarnya  koefisen  pengaliran  tergantung  pada  penutup  lahan  di  atas permukaan tanah.
Perubahan  tataguna  lahan  akan  menyebabkan  perubahan  koefisien pengaliran. Apabila perubahan koefisien pengaliran sebesar  C maka akan terjadi perubahan debit sebesar  Q, sehingga persamaan (8) dapat ditulis menjadi :
(9) Keterangan :
 C =  Perubahan koefisien pengaliran
 Q =  Perubahan debit banjir maksimum (m 3 /dt)
Perubahan tataguna lahan yang berakibat penurunan infiltrasi air tanah dan peningkatan debit banjir dapat dilakukan dengan pipa resapan.
Debit yang perlu diresapkan ke dalam tanah dengan pipa resapan dengan intensitas  hujan  I  mm/jam,  perubahan  koefisien  pengaliran  C  dan  luas DAS  A  km 2 dapat  dilihat  pada  Tabel  3.  C.A  adalah  perkalian  antara perubahan koefisien pengaliran dengan luas DAS (km 2 ) untuk kemudahan perhitungan.
Tabel 3. Debit yang perlu diresapkan akibat perubahan tataguna lahan
Intensita s Hujan I (mm/jam ) Debit yang diresapkan akibat perubahan koefisien Pengaliran (m 3 /dt) C.A C.A 0.50 C.A 1.00 C.A 1.50 C.A 2.00 C.A 2.50 C.A 3.00 C.A 3.50 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 25 0.70 3.48 6.95 10.4 3 13.9 0 17.3 8 20.8 5 24.3 3 50 1.39 6.95 13.9 0 20.8 5 27.8 0 34.7 5 41.7 0 48.6 5 75 2.09 10.4 3 20.8 5 31.2 8 41.7 0 52.1 3 62.5 5 72.9 8 100 2.78 13.9 0 27.8 0 41.7 0 55.6 0 69.5 0 83.4 0 97.3 0 125 3.48 17.3 8 34.7 5 52.1 3 69.5 0 86.8 8 104. 25 121. 63 150 4.17 20.8 5 41.7 0 62.5 5 83.4 0 104. 25 125. 10 145. 95 175 4.87 24.3 3 48.6 5 72.9 8 97.3 0 121. 63 145. 95 170. 28 200 5.56 27.8 0 55.6 0 83.4 0 111. 20 139. 00 166. 80 194. 60 225 6.26 31.2 8 62.5 5 93.8 3 125. 10 156. 38 187. 65 218. 93 257 7.14 35.7 1 71.4 3 107. 14 142. 86 178. 57 214. 29 250. 00
(Sumber : Hasil Analisis Peneliti, 2019)
Selain  dengan  menggunakan  tabel  di  atas  perhitungan  debit  yang  perlu diresapkan  juga  dapat  dilakukan  secara  manual  dengan  menggunakan persamaan (9).
Kebutuhan  pipa  resapan  didapat  dengan  membagi  debit  yang  perlu diresapkan  dengan  kapasitas  debit  sebuah  pipa.  Dengan  menggunakan persamaan (7) untuk diameter pipa resapan 30 cm, panjang 400 cm, rasio lubang  dinding  pipa  0,028,  dan  diasumsikan  tinggi  tekanan  air  100  cm, maka debit resapan tiap pipa sebesar 0.0028 m 3 /dt. Untuk lebih mudahnya kebutuhan pipa resapan untuk  C.A 0.10 sampai 3.50 dan intensitas hujan 0mm/jam sampai 257 mm/jam dapat menggunakan grafik pada Gambar 3.
Gambar 3. Kebutuhan Pipa Resapan Horisontal Diameter 30 cm Panjang 4 m
Sumber : Hasil Analisis Peneliti, 2019
Untuk intensitas hujan, perubahan koefisien pengaliran, maupun luas lahan yang tidak sesuai dengan tabel di atas dapat dilakukan interpolasi linear.

## KESIMPULAN
Pipa resapan horisontal dengan dinding berlubang cukup efektif untuk peningkatan  infiltrasi  air  tanah  dan  penurunan  debit  banjir.  Kebutuhan jumlah  pipa  resapan  dengan  diameter  30  cm,  panjang  4  meter,  rasio lubang  dinding  0.028  dapat  menggunakan  grafik.  Penelitian  ini  terbatas untuk tanah dengan permeabilitas sebesar 7,087 x 10 -6 cm/detik atau jenis tanah  clay.  Dengan  demikian  perlu  dilakukan  pengembangan  penelitian pipa  resapan  horizontal  dengan  diameter  yang  lain  dan  jenis  tanah berbeda.

## DAFTAR PUSTAKA
Amarty ,  K.B.,  2010,  “ Artificial  Ground  Water  Recharge  With  a  Special Reference to India ”, IJRRAS 4 (2), August 2010.
Edi,  P.U.  (2014).  “Peneliti  LIPI:  Biopori  Kurang  Efektif  Cegah  Banjir”, http://lipi.go.id/berita/single/Peneliti-LIPI-Biopori-Kurang-Efektif-Cegah- Banjir/9799
Edy,  S.,  Bambang,  P.,  Diah,  S.B.  (2012).  Sumur  Resapan  Sederhana dengan  Dinding  Berlubang,  Laporan  Penelitian  LPPM  Universitas Semarang.
Edy,  S.,  Suripin,  Suharyanto.  (2018). Field  performance  of  shallow recharge  well ,  MATEC  Web  of  Conferences  195,  05006  (2018), ICRMCE 2018, p. 5,  https://doi.org/10.1051/matecconf/201819505006
Fiaz,  H.,  Riaz,  H.,  Ray-Shyan  Wu,  dan  Tanveer,  A.  (2019). “ Rainwater Harvesting  Potential  and  Utilization  for  Artiﬁcial  Recharge  of Groundwater  Using  Recharge  Wells ”,  Processes  2019,  7,  623; doi:10.3390/pr7090623.
Forchheimer (1930) “Hydraulik”, Leipzig, Berlin, B.G. Teubner.
Gede, S. (2017) “Cara ini Lebih Efektif Menyimpan Air ke Tanah Dibanding Biopori”,  https://www.mongabay.co.id/2017/03/07/cara-ini-lebih-efektif- menyimpan-air-ke-tanah-dibanding-biopori/.
Hari, S. (2019) "Kementerian PUPR: Sumur Resapan Bagus, Cuma Banjir
Tak Mudah Selesai", https://megapolitan.kompas.com/read
/2019/03/21/15245161/kementerian-pupr-sumur-resapan-bagus-cuma- banjir-tak-mudah-selesai
Joko, K. (2014) " Menteri PU: Sumur Resapan Pemprov DKI Tidak Efektif", https://news.okezone.com/read/2014/01/15/500/926703/menteri-pu- sumur-resapan-pemprov-dki-tidak-efektif.
Rahman,  H.  (2008). “Aplikasi Water  Balance Model untuk  manajemen  air hujan  perkotaan:  Studi  Kasus  pada  Sub- DAS  Sugutamu”,  Universitas Indonesia, hal. 10
Ridwan,  K.  (2014). “Peneliti  LIPI:  Biopori  Kurang  Efektif  Cegah  Banjir”, http://lipi.go.id/berita/single/Peneliti-LIPI-Biopori-Kurang-Efektif-Cegah- Banjir/9799.
Sriyono.  (2013) “Kajian  Hitungan  Debit  Aliran  Melalui  Pipa  Berpori Terhadap  Kapasitas:  Media  Porous,  Pori  Pipa,  dan  Orifice”,  Jurnal Teknik Vol.3 No.1/APRIL 2013, ISSN 2088.3676.
Triatmojo B. (1996). Hidrolika I, Beta Offset, Yogyakarta.
van  Schilfgaarde,  J.,  ed.  (1974). “ Drainage  for  Agriculture ”, Agronomy Series No. 17, American Society of Agronomy , Madison, WI.