## KAJIAN ANALISIS PERBANDINGAN JUMLAH PEMANFAATAN AIR TANAH
Acep Hidayat   Gneis Setia Graha Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jl. Meruya Selatan, Kembangan, Jakarta 11650 email: acep_hidayat@mercubuana.ac.id, email: gneisssg@gmail.com
Abstrak -- Perkembangan pertumbuhan kota meningkat sehingga fenomena yang berkaitan dengan sumber  daya  air  semakin  meningkat.  Pertumbuhan  penduduk  setiap  tahun  bertambah  menyertai pertumbuhan  kota,  menjadikan  pemanfaatan  air  tanah  semakin  meningkat.  Fenomena  yang  terjadi adalah  bahwa  ketersediaan  lahan  untuk  prosesnya  terjadinya  resapan  air  ke  dalam  tanah  semakin berkurang,  dimana  luasan  lahan  yang  ada  sangat  tidak  mencukupi  resapan  air  ke  dalam  tanah.  Di samping  itu,  resapan  air  ke  dalam  tanah  dipengaruhi  tingkat  permeabilitas  dari  jenis  tanah  pada lingkungan  daerah  sekitar  resapan.  Akibat  dari  jumlah  resapan  air  ke  dalam  tanah  yang  tidak seimbang dengan jumlah pemakaian air tanah yang digunakan mengakibatkan terjadinya penurunan muka  air  tanah  dengan  disertai  penurunan  lapisan  tanah.  Bila  hal  ini  terjadi  secara  terus  menerus menjadikan  elevasi  permukaan  tanah  akan  lebih  rendah  dari  permukaan  laut.  Untuk  mengantisipasi hal  tersebut  terjadi,  maka  penelitian  ini  melakukan  kajian  tingkat  permeabilitas  daya  resap  air  untuk macam  jenis  tanah  dengan  melakukan  tes-tes  tanah,  sehingga  dapat  diketahui  titik  imbang  antara jumlah  air  tanah  yang  dapat  diambil  dengan  air  yang  dapat  meresap  ke  dalam  tanah.  Berdasarkan perhitungan curah hujan didapat bahwa besar curah hujan dalam satu tahun sebesar 54.56  m 3 /detik dan yang meresap hanya 5.37 m 3 /detik atau 9.84 %. Hal ini menunjukkan bahwa jenis tanah di sekitar wilayah  penelitian  berjenis  lanau  dan  clay,  sehingga  mempunyai  angka  pori  yang  kecil.  Dengan kondisi  tersebut  maka  wilayah  tersebut  dapat  diprogramkan  dengan  membuat  folder-folder tampungan, sumur-sumur resapan, lubang-lubang biopori dan lainya.
Kata kunci : Pemanfaatan air tanah, Ketersediaan lahan resapan
Abstract -- The  development  of  urban  growth  increases  so  that  phenomena  relating  to  water resources are increasing. Population growth increases every year accompanies the growth of the city, making use of groundwater is increasing. The phenomenon that occurs is that the availability of land for  the  process  water  infiltration  into  the  soil  decreases,  where  hectares  that  there  was  insufficient water infiltration into the soil. In addition, the absorption of water into the ground influenced the level of permeability of the soil type on the environment surrounding catchment area. As a result of the amount of  water  infiltration  into  the  soil  that  is  not  balanced  with  the  amount of  usage of  ground water  used resulted in a drop in groundwater level, accompanied by a decrease in soil layers. When this happens continuously make the elevation of the ground surface will be lower than sea level. To anticipate this happening, then this study reviewing the level of water permeability absorbing power for different types of soil to perform tests soil, so it can be the point of balance between the amounts of groundwater that can be taken with water to soak into the ground. Based on the calculation of rainfall found that rainfall in one year amounted to 54.56 m 3 /sec and pervasive only 5.37 m 3 /sec, or 9.84%. This indicates that the type of soil around the area of research manifold silt and clay, so have a number of small pores. With these conditions, the region can be programmed to create folders reservoirs, recharge wells, pits and other biopori.
Keywords : Utilization of ground water, land availability infiltration

## PENDAHULUAN
Ketersediaan lahan resapan yang semakin berkurang menjadikan proses air yang masuk ke dalam  tanah  semakin  sedikit.  Bila  hal  ini  terjadi terus  menerus  dalam  jangka  panjang  akan mengakibatkan  menurunnya  muka  air  tanah, penurunan  elevasi  tanah  dan  mudahnya  terjadi instrusi air laut (Shahir et. al ., 2012)
Berlatarbelakang dari hal tersebut dilakukan  penelitian  untuk  mengetahui  tingkat resapan  yang  terjadi  dari  berbagai  jenis  tanah dengan  tingkatan  permeabilitas  yang  berbeda. Sehingga  dapat  diketahui  besarnya  kubikasi  air tanah  yang  dapat  diambil  untuk  suatu  areal luasan wilayah tertentu dengan tingkatan resapan yang terjadi (Li et. al ., 2009).
Tujuan  penulisan  ini  adalah  menentukkan tingkat resapan air dalam tanah dalam hubungannya  dengan  karateristik  permeabilitas macam-macam jenis tanah. Target luaran jangka pendek  berupa  rekomendasi  jumlah  kubikasi  air tanah  yang  dapat  digunakan  dan  target  jangka panjangnya  sebagai  penentuan  rekomendasi jumlah titik maksimum pengambilan air tanah per km²  bagi  Dinas  Pengelolaan  Sumber  Daya  Air. Dalam  bidang  ilmu  pengetahuan  kontribusi  yang dihasilkan  yaitu    suatu  metode  yang  dapat menyeimbangkan antara tingkat resapan dengan model permeabilitas tanah.

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan tahap awal melaksanakan  survey  lapangan  terlebih  dahulu dengan  melihat  kontur  secara  umum  wilayah tersebut.  Selain  itu  juga  melihat  tekstur  tanah permukaan  yang  merupakan  sebagai  asumsi awal dalam melakukan predikasi potensi resapan air  yang  terjadi  serta  sebagai  penilaian  awal tingkat permeabilitas tanah yang terjadi (LaMarche et. al ., 2011).
Gambar 1.  Perakitan Alat Hand Boring
Model  yang  digunakan  berupa  survai sumur  yang  berada  di  lingkungan  wilayah Maruya  Selatan  untuk  melihat  tinggi  muka  air tanah  serta  dilakukan  tes hand  boring untuk diambil  sampel  tanah.  Selanjutnya  dilakukan  tes laboratorium  untuk  mendapat  nilai  permeabilitas dari  jenis  tanah  tersebut.  Proses  pengambilan sampel tanah diperlihatkan pada Gambar 1.
Setelah  itu,  berdasarkan  Hasil  Uji  Tanah dapat diketahui nilai permeabilitas tanah, dimana hasil  uji  ini  menentukan  air  yang  dapat  meresap ke dalam tanah. Kemudian selanjutnya dilakukan perhitungan  analisi  Hidrologi  yakni  perhitungan intensitas  curah  hujan,  uji  konsistensi  data, analisis  kala  ulang  2  tahun,  5  tahun  ,  10  tahun, 25  tahun.  Lalu,  dilanjutkan  Survai  drainase lingkungan di wilayah Meruya Selatan, sebagaimana tampak pada Gambar 2. Keseluruhan  proses  penelitian  ditampilkan dalam bentuk carta alir pada Gambar 3.
Gambar 2.  Peta Lokasi Penelitian
Gambar 3. Metodologi Penelitian HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  peta  di  atas,  luas  daerah  ruang terbuka  hijau  dan  jalur  hijau  untuk  wilayah Kelurahan Meruya Selatan sebesar 18.617,92 m 2 (1.8  Ha)  atau  0.63%  dari  total  luas  wilayahnya. Dalam  penelitian  ini  luas  daerah  penelitian adalah  285  Ha,  dengan  mayoritas  tutupan  lahan adalah pemukiman. Harga koefisien limpasan ( C ) adalah  0,6  untuk  daerah  pemukiman.  Nilai intensitas  hujan  ( I )  sebesar  114,778  mm/hari, Nilai Kc adalah  0,00278.  Laju  aliran  permukaan dihitung  menggunakan  perhitungan  debit  banjir Metode Rasional, pada Persamaan (1) dan (2).
Q hujan = Kc x C x I x A (1) Q hujan = 54,563 m3/det (2)
Sifat bahan pori merupakan sifat yang menentukkan  tingkat  aliran  cairan  yang  berupa air atau minyak melalui rongga pori (Rangeard et. al .,  2003).  Permeabilitas  digambarkan  sebagai bahan  sifat  tanah  yang  mengalirkan  air  melalui rongga  pori  tanah  (Gleeson et.  al .,  2011).  Di dalam  tanah,sifat  aliran  mungkin  laminar  atau turbulen.  Tahanan  terhadap  aliran  bergantung pada jenis tanah, ukuran butiran, bentuk butiran, rapat  massa,  serta  bentuk  geometri  rongga  pori (Zhai dan Rahardjo, 2012).
Untuk  menghitung  tekanan  hidrostatis yang  terjadi  dalam  tanah  dapat  digunakan persamaan Bernoulli  yakni:
z g v w p h    2 2  (3)
Dengan: h = tinggi energi total ( total head) (m) p/  w = tinggi energi tekanan (pressure head)
(m) p = tekanan air (t/m 2 ,kN/m 2 ) v 2 / 2g= tinggi energi kecepatan ( velocity head) (m) v = kecepatan air (m/det)
 w = berat volume air (t/m 3 ,kN/m 3 ) g = percepatan gravitasi (m/dt 2 ) z = tinggi energi elavasi (m)
Karena  Kecepatan  infiltrasi  air  di  dalam tanah  sangat  kecil  maka  tinggi  energi  kecepatan dalam suku persamaan Bernoulli dapat diabaikan.  Sehingga  persamaan  tinggi  energi total menjadi:
z w p h    (4)
Untuk  menghitung  air  yang  masuk  dalam  tanah dengan  melihat  kondisi  tekstur  tanah  yang  ada (Fredlund et. al. , 2011) (Cihan et. al. , 2009).
Untuk  luasan  daerah  ruang  terbuka  dan jalur  hijau,  khusus  tinjauan  wilayah  Kelurahan Meruya  Selatan  seluas  18.617,92  meter  persegi dari  luas  wilayah  285.000  meterpersegi.  Maka dari  curah  hujan  dan  air  yang  dapat  masuk  ke dalam tanah, dengan perhitungan Hukum Darcy, yang  mengusulkan  hubungan  antara  kecepatan dan gradient hidrolik sebagai berikut:
v = ki (5) dengan: v = Kecepatan air (cm/det) i = Gradien hidrolik k = Koefisien permeabilitas (cm/det)
Debit rembesan ( q ) dinyatakan dalam persamaan: q = kiA (6)
Koefisien  permeabilitas (k) mempunyai  satuan yang  sama  dengan  kecepatan  cm/det  atau mm/det.  Yaitu  menunjukkan  ukuran  tahanan tanah  terhadap  air,  bila  pengaruh  sifat-sifatya dimasukkan, Maka: [6]
  g k cm k w  det) / ( (7)
dengan:
k = koefisien absolute (cm 2 ), tergantung dari sifat butiran tanah ρ w = Rapat massa air (g/cm 3 ) µ = koefisien kekentalan air (g/cm.det)
g = percepatan gravitasi (cm/det 2 )
Dari  pengujian  tiga  sampel  tanah  di  tiga  lokasi kelurahan Meruya Selatan didapat hasil sebagaimana ditampilkan pada Tabel 1.

## Tabel 1. Hasil Pengujian Tanah

## LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS MERCU BUANA
Jalan Meruya Selatan No. 01 Kembangan - Jakarta Barat 11650 Telp. 021-5861779

## PERMEABILITAS
Sampel 1 DATA LABORATORIUM Lokasi : Lapangan bola Univ. Mercu Buana Diameter Tabung : 6,38 cm Kedalaman : 1.8 meter Tinggi Tanah : 7,5 cm Di tes oleh : Dani Ramdani CS Tinggi Tabung (L) : 10 cm Tanggal tes : 10 Oktober 2016 luas Tabung (A) : 31,9 cm Tinggi tekanan air H1 : 70 cm
H2 : 0 cm
Kemiringan Hidrolik i: h1-h2/L = 70-0/10 = 7
Waktu (menit) selang Waktu (∆t) (menit) Volume air Terukur (ml) Debit air rata-rata (q) ml/menit i/√t Q
2 2 150 75 4.949 q = 85 ml/menit 4 2 164 82 3.5
6 2
146 73 2.86
8 2 170 85 2.474 10 2 172 86 2.213 12 2 170 85 2.021 14 2 130 65 1.871 16 2 170 85 1.75 18 2 185 92.5 1.649 20 2 180 90 1.565 22 2 160 80 1.492 24 2 175
87.5 1.429
Koefisien kelolosan air K = q/A.i.60 = 85/31,95.7.60 = 0.00633
Dari  hasil  3  sampel  yang  dilakukan  pengujian  di dapat koefisien kelolosan air adalah:
krata-rata=(k1+k2+k3)/3
=(0.00633+0.002794+0.00324)/3 = 0.00412
Untuk mendapatkan kecepatan rembesan dilakukan perhitungan:
V = k.i  ,
Dimana
i = 7 dari hasil laboratorium.
V = 0.00412 x  7 = 0.02884 cm /detik
Sehingga  debit  yang  masuk  ke  dalam  tanah untuk  luasan  daerah  terbuka  di  wilayah  Meruya Selatan yakni:
Q = V.A = 0.02884 cm/detik x 186 170 000 cm 2
= 5 369 142 cm 3 /detik = 5.37 m 3 /detik
Berdasarkan  hasil  tersebut,  maka  dapat dilihat  bahwa  untuk  wilayah  Meruya  Selatan tergolong  jenis  tanah  dengan  tipe  pori  sangat kecil atau jenis tanah clay / lembung (Tuli et. al. , 2005). Sehingga air yang dapat masuk ke dalam tanah hanya 9.84 %.
Berdasarkan  hasil  analisis  tersebut,  maka pemanfaatan  air  tanah  untuk  wilayah  Meruya Selatan  sangatlah  terbatas.  Sehingga,    untuk wilayah  ini  diperlukan  pengadaan  sumur  resap, biopori dan tampungan-tampungan guna menjaga  stabilitas  air  tanah (Cihan et.  al. ,  2009) (Moldrup et. al. , 2003).

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisis  yang  telah dilakukan,  dapat  diambil  simpulan  sebagai berikut.  Pertama:  jenis  tanah  di  lokasi  penelitian berdasarkan  hasil  uji  permeabilitas  diketahui masuk dalam kategori low permeability yaitu jenis tanah  lanau  tidak  padat.  Selain  itu,  laju  aliran daya  serap  air  0.02884  cm  /detik  sehingga  debit yang dapat masuk ke dalam tanah sebesar 5.37 m 3 /detik  atau  9.84  %.  Kemudian,  dengan  debit rembesan  yang  sangat  kecil,  diperlukan  media untuk menambah daya serap air tersebut seperti sumur resapan, biopori dan tampungan- tampungan guna menjaga stabilitas air tanah.

## REFERENSI
Cihan,  A.,  J.  S.  Tyner  dan  E.  Perfect.  Predicting relative  permeability  from  water  retention:  A direct  approach  based  on  fractal  geometry. Water Resources Research, 2009; 45 (4): 1- 15. http://dx.doi.org/10.1029/2008WR007038 Fredlund,  D.,  D.  Sheng  dan  J.  Zhao.  Estimation of soil suction from the soil-water characteristic  curve. Canadian  Geotechnical Journal, 2011; 48 (2): 186-198. http://dx.doi.org/10.1139/T10-060
Gleeson, T., L. Smith, N. Moosdorf, J. Hartmann, H. H. Dürr, A. H. Manning dan A. M. Jellinek. Mapping  permeability  over  the  surface  of  the Earth. Geophysical  Research  Letters, 2011; 38 (2). http://dx.doi.org/10.1029/2010GL045565
LaMarche, C. Q., J. S. Curtis dan P. T. Metzger. Permeability of JSC-1A: A lunar soil simulant. Icarus. 2011; 212 (1): 383 –389. http://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2010.12.015 Li,  J.  H.  Z.,  L.  M.,  Y. Wang  dan  D.  G.  Fredlund. Permeability tensor and representative
elementary  volume  of  saturated  cracked  soil. Canadian Geotechnical Journal, 2009; 46 (8): 928-942. http://dx.doi.org/10.1139/T09-037 Moldrup,  P.,  S.  Yoshikawa,  T.  Olesen,  T. Komatsu  dan  D.  E.  Rolston.  Air  permeability in  undisturbed  volcanic  ash  soils:  Predictive model  test  and  soil  structure  fingerprint. Soil Science Society of America Journal. 2003: 67
(1): 32 –40. http://dx.doi.org/10.2136/sssaj2003.3200
Rangeard,  D.,  P.  Y.  Hicher  dan  R.  Zentar.
Determining soil permeability from pressuremeter  tests. International  Journal  for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 2003: 27 (1): 1 –24. http://dx.doi.org/10.1002/nag.258 Shahir,  H.,  A.  P ak,  M.  Taiebat  dan  B.  Jeremić. Evaluation  of  variation  of  permeability  in liquefiable  soil  under  earthquake  loading. Computers  and  Geotechnics, 2012;  40:  74 – 88. http://dx.doi.org/10.1016/j.compgeo.2011.10.0
03
Tuli,  A.,  J.  W.  Hopmans,  D.  E.  Rolston  dan  P.
Moldrup.  Comparison  of  Air  and  Water Permeability between Disturbed and Undisturbed  Soils. Soil  Science  Society  of America Journal, 2005; 69: 1361-1371.
http://dx.doi.org/10.2136/sssaj2004.0332
Zhai,  Q.  dan  H.  Rahardjo.  Determination  of  soil- water characteristic curve variables.
Computers  and  Geotechnics, 2012;  42:  37 – 43, 2012. http://dx.doi.org/10.1016/j.compgeo.2011.11.0
10