## KAJIAN EMPIRIS SUMUR RESAPAN PADA TANAH SILT
Edy Susilo 1 , Bambang Sudarmanto 2 , Bambang Purnijanto 3
1 Fakultas Teknik, Universitas Semarang
123edysusilo@gmail.com
2 Fakultas Teknik, Universitas Semarang bambangsudarmanto68@gmail.com
3 Fakultas Teknik, Universitas Semarang aabamb@gmail.com
Abstraksi : Pertumbuhan penduduk sebagai pemicu perubahan tataguna lahan memberikan dampak langsung  terhadap  peningkatan  aliran  permukaan  dan  menurunnya  peresapan  air  ke  dalam  tanah, yang  berakibat    terjadinya  banjir  dan  kekurangan  air  tanah.  Sumur  resapan  salah  satu  alat  untuk menambah  peresapan  air  dan  sekaligus  menurunkan  debit  banjir.  Pendekatan  persamaan  debit sumur resapan pada umumnya dilakukan secara matematis, sedangkan secara empiris masih sangat kurang.Tekstur  tanah  diinvestigasi  dengan  grain  size  dan  hidrometer.  Klasifikasi  tanah  dengan menggunakan  segitiga  tekstur  tanah  menurut  USDA.  Dengan  menggunakan  sumur  dinding  rapat diameter 50 cm, dan tinggi 90 cm dilakukan pengujian debit resapan sumur sebanyak 6 kali dengan periode waktu awal 0 jam (tes-1), 3 jam (tes-2), 18 jam (tes-3), 24 jam (tes-4), 42 jam (tes-5), dan 24 jam (tes-6) dengan terus menerus sumur resapan diisi air tanpa terputus. Pengukuran debit resapan dilakukan  dari  kedalaman  85  cm,  setiap  penurunan  5  cm  sampai  kedalaman  10  cm.  Diterimanya sebuah persamaan regressi dengan melihat koefisien korelasi (R 2 )mendekati 1.
Hasil penelitian debit sumur resapan dengan diameter 0,50 meter untuk tekstur tanah silt, mengikuti persamaan  parabola  Qs  =  0,000001  .  H 4,487 .  Nilai  R 2 untuk  persamaan  ini  adalah  0,984.  Debit resapan  sumur  resapan  akan  menurun  semakin  lama  peresapan  berlangsung.  Tanah  silt  belum mencapai  kondisi  jenuh  dalam  waktu  peresapan  selama  24  jam.  Diharapkan  penelitian  ini  dapat bermanfaat  dalam  pengembangan  ilmu  pengetahuan  khususnya  bidang  sumber  daya  air  yang berhubungan  dengan  permasalahan  debit  resap  sumur  resapan.  Penelitian  ini  masih  sangat  awal dalam menyimpulkan hubungan debit resapan dengan kedalaman air dan masih perlu dikembangkan dengan variasi jenis tanah, diameter dan jenis sumur resapan.
Kata kunci : Sumur resapan, tekstur tanah, silt
Abstract: Population  growth  as  a  driver  of  land-use  change  has  a  direct  impact  on  rising  surface flows and decreasing infiltration into the soil, resulting in flooding and water shortages. The absorption well is one of the tools to increase water infiltration and simultaneously decrease the flood discharge. The approach of the discharge well equation is generally done mathematically, while the empirical is still very less. The soil texture is investigated by grain size and hydrometer. Soil classification using a soil texture triangle according to USDA. Using well wall wells of diameter 50 cm, and height 90 cm, a well discharge well 6 times (0 test-1), 3 hours (test-2), 18 hours (test-3), 24 hours hour (4th test), 42 hours  (test-5),  and  24  hours  (test-6)  with  continuous  absorption  wells  filled  with  water  without interruption. The measurement of absorption discharge is done from a depth of 85 cm, each decrease 5 cm to a depth of 10 cm. Acceptance of a regression equation by looking at the correlation coefficient (R2) approaches 1.
The  results  of  discharge  well  discharge  research  with  diameter  0.50  meters  for  silt  soil  texture, following parabolic equation Qs = 0,000001. H 4,487. The value of R2 for this equation is  0.984. The absorption  well  discharge  will  decrease  the  longer  the  infiltration  takes  place.  The  silt  soil  has  not reached saturation condition within 24 hours of impregnation. It is expected that this research can be useful in the development of science, especially the field of water resources related to the problems of absorption wells disposal. This research is still very early in concluding the relationship of absorption discharge  with  water  depth  and  still  need  to  be  developed  with  variation  of  soil  type,  diameter  and type of absorption well
Keywords: absorption wells, soil texture, silt
1000 x d 4
6 / p 179 d 4 xR 9 , 0 x 7 , 0 x A H
2 2 j 24 t
        
               

## 

## Pendahuluan
Sumber  air  meliputi  air  tanah  dan  air  permukaan  yang  digunakan  untuk  berbagai kepentingan  dirasakan  semakin  menurun  kapasitas  maupun  kualitasnya.  Di  sisi  lain permasalahan  banjir  menjadi  fenomena  di  berbagai  kota  di  Indonesia.  Pertumbuhan penduduk,  perubahan  tata  guna  lahan  serta  pengelolaan  sumber  daya  air  yang  belum menyeluruh merupakan pemicu permasalahan tersebut. Perubahan ini berdampak langsung pada  respon  daerah  aliran  sungai  (DAS)  terhadap  hujan.  Limpasan  permukaan  meningkat dengan  waktu  konsentrasi  yang  makin  singkat,  di  sisi  lain  pengisian  air  tanah  menurun, aliran  antara  dan  aliran  dasar  menjadi  berkurang.  Permukaan-permukaan  kedap  air  yang bertambah  dalam  suatu  DAS  akan  berpengaruh  pada  perpindahan  air  dalam  daerah tersebut dan volume air yang tersedia (Rahman, 2008). Banjir dan kekurangan air menjadi fenomena  di  berbagai  kota  dalam  pengelolaan  sumber  daya  air.  Berdasarkan  perubahan koefisien  pengaliran  akibat  pengalihan  fungsi  lahan  dari  hutan  menjadi  perkerasan  jalan akan  meningkatkan  debit  puncak  banjir  sebesar  9,5  kalinya  (Suripin,  2004).  Perubahan tataguna  lahan  yang  terjadi  pada  DAS  Waduk  Darma  dalam  periode  tahun  1991  sampai tahun  2008  berakibat  meningkatnya  debit  aliran  permukaan  dan  menurunnya  debit  aliran dasar  (Arif,  2009).  Apabila  beberapa  permasalahan  tersebut  tidak  diatasi  maka  akan mengalami  kesulitan  nendapatkan  air  sebagai  kebutuhan  hidup  baik  untuk  kepentingan rumah  tangga,  pertanian,  industri,  pariwisata  dan  lain-Iain,  selain  itu  bahaya  banjir  akan mengancam  setiap  tahun.  Salah  satu  usaha  penyelamatan  sumber  air,  maka  diperlukan adanya  proteksi  terhadap  sumber  air  tersebut  agar  keberadaannya  dapat  berkelanjutan melalui  kegiatan  konservasi  tanah  dan  air  dengan  cara  agronomi,  mekanis,  kimiawi,  dan korservasi  air.  Peresapan  air  permukaan  ke  dalam  sumur  resapan  merupakan  salah  satu cara  yang  sangat  mudah  dilakukan,  terutama  di  daerah  perkotaan  dengan  kedalaman  air tanah  yang  tidak  terlalu  dangkal.  Sumur  resapan  (SR)  menyelesaikan  masalah  genangan dengan  meresapkan  air  hujan  kedalam  tanah  disekitar  permukiman  secara  individual maupun komunal. SR dikembangkan mulai tahun 1980an ketika masalah lingkungan hidup menjadi perhatian global dengan di mulainya era sustainable development . Persamaan debit resapan  SR  pada  umumnya  dikembangkan  berdasarkan  pendekatan  matematis,  adapun pendekatan secara empiris perlu dilakukan penelitian.

## Tujuan Penelitian
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mendapatkan  persamaan  empiris  sumur  resapan  yang sederhana dan mudah diaplikasikan untuk kebutuhan konservasi air.

## Tinjauan Pustaka
SR merupakan salah satu bangunan untuk pelestarian air, yang berfungsi untuk mengurangi debit  aliran  permukaan sekaligus  untuk menambah  infiltrasi  air  ke  dalam  tanah.  Himpunan Mahasiswa Teknik Lingkungan (HMTL) ITB merumuskan model sumur resapan berdasarkan pada  asas  keseimbangan  statis  yang  dibangun  berdasarkan  formulasi  empiris  yang menghitung  dimensi  sumur  resapan menurut  konsep V.  Breen  bahwa  hujan  terkonsentrasi adalah  90%  dan  konsep  Horton  bahwa  air  yang  meresap  alami  adalah  sebesar  30%  jadi yang harus diresapkan adalah sebesar 70% dengan persamaan:
FKh q 0 
PKT A KT A IT A H S S t   
H =  tinggi air dalam sumur (m)
At =  luas bidang atap (m2) d =  dimensi sumur (0,80 – 1,40 m)
p =  Faktor perkolasi (menit/cm) R 24j =  curah hujan terbesar dalam 24 jam (mm/hr) 0,7 =  air hujan yang diresapkan sebesar 70% (Horton) 0,9 =  hujan terkonsentrasi sebesar 90% (V.Breen)
1/6
=  faktor konversi dari 24 jam ke 4 jam (V.Breen)
Persamaan  di  atas  merupakan  pendekatan  umum.  Peresapan  air  hujan  ke  dalam  tanah tergantung  jenis  tanah  sedangkan  hujan  yang  terkonsentrasi  ke  dalam  sumur  tergantung desain  dan  sistem  drainasi  yang  dibangun.  Dengan  konversi  sebesar  1/6  diasumsikan durasi hujan selama 4 jam yang pada kenyataannya tidak selalu demikian. Faktor perkolasi tidak mudah didapatkan secara visual.
Pusat  penelitian  dan  Pengembangan  Permukiman  Departemen  Pekerjaan  Umum  (DPU, 1991) telah menyusun standar tata cara perencanaan teknis sumur resapan air hujan untuk lahan  pekarangan  yang  dituangkan  dalam  SK  SNI  06-2405-1991.  Formula  ini  dibangun berasaskan keseimbangan statik sebagaimana persamaan:
Dimana: H =  kedalaman/tinggi air dalam sumur (m) I =  intensitas hujan (m/jam) A t =  luas tadah, berupa luas bidang atap atau permukaan yang diperkeras (m 2 ) A s =  luas tampungan sumur (m 2 ) P =  keliling sumur (m) K =  koefisien permeabilitas tanah (m/jam) T
=  durasi hujan (jam)
R =  Radius sumur (m)
Persamaan di atas mengasumsi seluruh curah hujan masuk ke dalam sumur resapan, jenis tanah  homogen,  dinding  sumur  kedap,  intensitas  hujan  tetap,  dan  laju  infiltrasi  sumur resapan dianggap konstan.
Rumus  dasar  resapan  di  dalam  tanah  dikemukakan  oleh  Forchheimer  (1930)  sebagai berikut:
dengan: qo = debit infiltrasi (m3/detik) F = faktor bentuk bangunan resapan (m)
K = permeabilitas tanah (m/detik)
h
= kedalaman air (m)
dt dh A dq s 0  dt ) FKh Q ( dV s   dh A dV s  H . K . F Q s 
Gambar 1. Sketsa debit dan kedalaman air di dalam SR
Air  di  dalam  SR  seperti  pada  Gambar  2.2  semula  dengan  kedalaman  h 1 pada  waktu  t 1 , setelah  waktu  t 2 karena  resapan  sebesar  q o dan  tidak  ada  debit  yang  masuk  kedalaman menjadi h 2 . Untuk perubahan  h selama waktu  t, debit yang meresap sebesar:
Perubahan volume yang terjadi bila ada debit masuk sebesar Q s mengakibatkan perubahan kedalaman h dalam waktu t adalah:
Dari  2  persamaan  untuk  t 1 =  0  dan  h 2 =  0,  maka  t 2 =t,  dan  h 2 =h,  maka  persamaan  di  atas menjadi (Sunjoto, 1989b):
Q s = debit infiltrasi SR (m 3 /detik)
F = faktor bentuk bangunan resapan (m) K = permeabilitas tanah (m/detik) h = kedalaman air dalam sumur (m) A s = luas penampang sumur (m 2 )
Apabila tinggi air dalam sumur (h) lebih besar daripada kedalaman sumur (H), maka terjadi limpasan. Resapan yang terjadi pada saat itu sebesar:
dengan:
Q s = debit infiltrasi sumur (m 3 /detik) F = faktor bentuk bangunan resapan (m) K = permeabilitas tanah (m/detik)
           s A FKt s e 1 h . K . F Q
Mulai Selesai Pembuatan dan pemasangan SR Pengambilan sampel tanah Analisa Variabel Kriteria? R 2 Persamaan Modifikasi SR Ya Ya Analisa Parameter Tidak Tekstur Tanah dengan Grain Size dan Hidrometer Pengamatan Debit Resapan Kajian Pustaka Sumur Resapan Persamaan SR yang ada H = kedalaman SR (m)
Faktor  geometrik  yang  mencakup  beberapa  bentuk  dan  jenis  SR  dengan  dinding  rapat maupun berlubang, selain telah dikembangkan oleh beberapa peneliti sejak 1930-an, telah pula  diteliti  oleh  Sunjoto  (1989a).  Menurut  van  Schilfgaarde  et  al  (1974)  hidrolika  pipa berlubang sangat rumit, maka dalam penelitian ini debit resapan sumur akan diamati secara empiris.

## Metodologi Penelitian

## Gambar 2. Diagram alir metoda pelaksanaan penelitian
Sumur resapan yang digunakan dalam penelitian ini berdinding rapat, diameter 50 cm, dan tinggi  90  cm.  Pengujian  debit  resapan  sumur  dilakukan  sebanyak  6  kali  dengan  periode waktu awal 0 jam (tes-1), 3 jam (tes-2), 18 jam (tes-3), 24 jam (tes-4), 42 jam (tes-5), dan 24 jam (tes-6) dengan terus menerus sumur resapan diisi air tanpa terputus. Pengukuran debit resapan dilakukan setiap kedalaman 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm, 35 cm, 40 cm, 45 cm, 50 cm, 55 cm, 60 cm, 65 cm, 70 cm, 75 cm, 80 cm, dan 85 cm. Pengujian dilakukan di Kelurahan Bulusan Kecamatan Tembalang Kota Semarang.
Tanah dasar pemasangan SR diambil sebagai sampel untuk mendapatkan gradasi tanah di Laboratorium dengan menggunakan metoda saringan dan hidrometer. Tanah diklasifikasikan menurut penggolongan segitiga tekstur tanah oleh United State Departement of Agriculture (USDA, 2017). Pengamatan resapan SR dibandingkan dengan persamaan SR dengan  kedalaman  air  tetap.  Kriteria  diterimanya  persamaan  baru  dengan  melihat  nilai R- square (R 2 ). Nilai R 2 semakin mendekati 1 model semakin baik.

## Hasil dan Pembahasan
Investigasi tanah dasar SR menunjukkan prosentasi clay 0%, sand 11,73%, dan silt 88,27%. Menurut klasifikasi segitiga tekstur tanah USDA, tekstur tanah tersebut tergolong silt. Debit resapan untuk 6 kali pengujian dapat dilihat pada tabel 1 dan gambar 3.

## Tabel 1. Debit resapan sumur untuk berbagai kedalaman air
Kedalaman Air Debit Resapan (cm 3 /dt) (cm) Tes 1 Tes 2 Tes 3 Tes 4 Tes 5 Tes 6 10.00 5.67 3.95 5.73 3.99 5.02 2.88 15.00 6.52 4.83 7.49 5.58 5.27 3.82 20.00 8.59 6.43 8.89 8.06 6.87 4.85 25.00 11.86 10.21 13.13 10.08 9.60 7.08 30.00 22.75 12.35 15.27 12.55 12.61 11.58 35.00 29.98 21.07 23.71 25.61 19.45 12.46 40.00 38.41 26.16 29.93 28.82 25.29 21.93 45.00 45.87 36.92 41.16 35.21 38.39 29.77 50.00 53.68 40.92 45.61 42.83 43.24 36.89 55.00 70.93 52.09 59.07 57.25 57.48 48.24 60.00 93.66 81.12 86.09 79.76 80.93 73.30 65.00 161.44 136.49 147.69 139.74 146.70 129.30 70.00 185.67 153.03 170.15 161.84 176.71 165.78 75.00 242.58 230.94 252.38 242.40 262.23 235.99 80.00 321.72 278.76 287.67 295.11 321.09 301.83 85.00 479.13 423.50 391.25 455.97 471.53 455.55
Gambar 3. Debit resapan terhadap kedalaman air
Hasil  pengujian  resapan  menunjukkan  semakin  tinggi  air  di  dalam  SR  debit  resapan semakin besar. Kenyataan ini menunjukkan semakin besar tekanan hidrostatis dalam sumur resapan akan memperbesar debit resapan. Pengujian resapan yang dilakukan beberapa kali dalam  periode  waktu  sampai  48  jam secara  umum menunjukkan kecenderungan menurun (gambar  4).  Namun  dalam  beberapa  kondisi  menunjukkan  naik  turun  dan  belum menunjukkan  kondisi  resapan  stabil.  Dimungkinkan  untuk  tekstur  tanah  silt  dalam  periode waktu terserbut belum mencapai jenuh dan pengisian air kedalam sumur tidak konstan.
Tes
R 2 A B Tes 1-6 0.984 0.000001 4.487 Tes 1 0.985 0.000002 4.300 Tes 2 0.989 0.000001 4.526 Tes 3 0.992 0.000012 3.897 Tes 4 0.988 0.000001 4.678 Tes 5 0.993 0.000001 4.620 Tes 6 0.994 0.000001 4.952
Gambar 4. Debit resapan terhadap waktu
Berdasarkan analisa variabel kedalaman air (H) yang berpengaruh terhadap debit resapan SR  pada  tekstur  tanah  dasar  silt  mengikuti  persamaan  parabola  dengan  koefisien  A, pangkat B, dan konstanta 0 sebaimana ditunjukkan persamaan:
Q = A. H B
Nilai R 2 , koefisien A dan pangkat B untuk tiap pengujian resapan dan tes-1 sampai dengan tes-6 dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2 Nilai R 2 , koefisien dan pangkat
Persamaan terpilih dari 6 kali pengujian adalah persamaan dari penggabungan semua data pengamatan dengan koefisien A sebesar 0,000001 dan pangkat B sebesar 4,487.

## Kesimpulan
Dari hasil analisa data penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut;
1.  Debit resapan SR dengan diameter 0,50 meter untuk tekstur tanah silt, dapat mengikuti persamaan parabola dalam bentuk persamaan:

## Qs = 0,000001 . H 4,487
H   = kedalaman air (cm) Qs  = debit resapan (cm 3 /dt)

## 2.  Debit resapan SR akan menurun semakin lama peresapan berlangsung 3.  Tanah silt belum mencapai kondisi jenuh dalam waktu peresapan selama 24 jam

## Saran
Penelitian  ini  diharapkan  dapat  bermanfaat  dalam  pengembangan  ilmu  pengetahuan khususnya  bidang  sumber  daya  air  yang  berhubungan  dengan  permasalahan  hidrologi, yaitu  debit  resap  sumur  resapan.  Penelitian  ini  masih  sangat  awal  dalam  menyimpulkan hubungan debit resapan dengan kedalaman air. Akan tetapi setidaknya dengan temuan ini untuk jenis tanah silt merupakan formula dasar yang dapat dikembangkan lebih lanjut untuk melaksanakan  penelitian  lanjutan  dengan  variasi  jenis  tanah,  diameter  dan  jenis  sumur resapan.  Dengan  demikian  rumus  hubungan  antara  debit  resapan  dengan  kedalaman  air dapat  diformulasikan secara komprehensif  dengan variable  jenis  tanah, diameter dan jenis sumur resapan dengan dinding berlubang, yang akhirnya akan sangat berguna dalam usaha konservasi  air  tanah  dan  sangat  penting  dalam  pengelolaan  sumber  daya  air,  khususnya penurunan debit banjir.

## DAFTAR PUSTAKA
- Arif, I., 2009, “Pengaruh Perubahan Penggunaan Lahan Terhadap Karakteristik Hidrologi Daerah Tangkapan Air Waduk Da rma, Kabupaten Kuningan, Provinsi Jawa Barat”, Tesis,  Fakultas  Matematika  Dan  Ilmu  Pengetahuan  Alam  Program  Magister  Ilmu Geografi Universitas Indonesia Depok, Desember 2009
- DPU,  1991,  “Tata  Cara  Perencanaan  Teknik  Sumur   esapan  Air  Hujan  Untuk  Lahan Pekar angan”, Yayasan LPMB, Bandung
- Forchheimer, 1930, “Hydraulik”, Leipzig, Berlin, B.G. Teubner.
- ahman, H., 2008, “Aplikasi Water Balance Model untuk manajemen air hujan perkotaan:
Studi Kasus pada Sub- DAS Sugutamu”, Universitas Indonesia, hal. 10
- Sunjoto,  19 89a,  “Pengembangan  Sistem  Drainasi  di  Indonesia”,  Ceramah  Ilmiah  dalam rangka 25 Tahun Jurusan Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Indonesia, Yogyakarta.
- Sunjoto, 1989b, “Teknik Konservasi Air pada Kawasan Pemukiman”, Media Teknik, Edisi Nomor 2 Tahun XI April 1989, ISSN 0216.3012, halaman 77.
- Suripin,  2004,  “Sistem  Drainase  Perkotaan  yang  Berkelanjutan”,  Edisi  I,  Andi, Yogyakarta, halaman 226, 311.
- USDA, 2017, https://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detail/soils/survey/
- van  Schilfgaarde,  J.,  ed.,  1974,  “ Drainage  for  Agriculture ”, Agronomy  Series No.  17, American Society of Agronomy , Madison, WI.