Mengumpulkan Air Hujan / Rainwater Harvesting

Memanen air hujan merupakan alternatif sumber air yang sudah dipraktekkan selama berabad-abad di berbagai negara yang sering mengalami kekurangan air. Air hujan yang dipanen dapat digunakan untuk banyaki tujuan seperti menyiram tanaman, mencuci, mandi dan bahkan dapat digunakan untuk memasak jika kualitas air tersebut memenuhi standar kesehatan.

Alasan Dilakukan Pengumpulan Air Hujan / Rainwater Harvesting

Ada beberapa alasan air hujan penting untuk konservasi air yaitu:

1. Peningkatan kebutuhan terhadap air berakibat meningkatnya pengambilan air bawah tanah sehingga mengurangi cadangan air bawah tanah. Sistem pengumpulan air hujan merupakan alternatif yang bermanfaat.
2. Keberadaan air dari sumber air seperti danau, sungai, dan air bawah tanah sangat fluktuatif. 
3. Mengumpulkan dan menyimpan air hujan dapat menjadi solusi saat kualitas air permukaan, seperti air danau atau sungai, menjadi rendah selama musim hujan
4. Sumber air terletak jauh dari rumah atau pengguna air.
5. Mengumpulkan dan menyimpan air di dekat rumah akan meningkatkan akses terhadap persediaan air
6. Persediaan air dapat tercemar oleh kegiatan industri mupun limbah kegiatan manusia misalnya masuknya mineral seperti arsenic, garam atau fluoride, sedangkan kualitas air hujan secara relatif cukup baik.

Metode Rainwater Harvesting

Berikut ada 2 metode umum untuk mengumpulkan air hujan antara lain:

1. Pengumpulan Air Hujan dari Limpasan Permukaan / Surface Runoff

Di daerah perkotaan, air hujan mengalir sebagai limpasan permukaan. Limpasan ini dapat ditangkap dan digunakan untuk pengisian akuifer dengan mengadopsi metode yang tepat.

2. Pengumpulan Air Hujan di Atap

Ini adalah sistem penangkap air hujan di mana air hujan jatuh. Atap menjadi penangkap dan air hujan ditampung dari atap rumah/bangunan. Air hujan dapat disimpan dalam tangki atau dialihkan ke sistem pengisian ulang buatan. Metode ini lebih murah dan sangat berguna. Jika diterapkan dengan benar dapat  membantu dalam meningkatkan permukaan air tanah di daerah tersebut.

Komponen Pengumpulan Air Hujan

Desain ilustratif dari komponen penting sistem pemanenan air hujan di atap diberikan dalam diagram skematik tipikal yang ditunjukkan pada gambar diatas. Sistem ini terutama terdiri dari sub-komponen berikut:

1. Daerah Tangkapan Air / Catchment

Permukaan yang menerima curah hujan secara langsung merupakan daerah tangkapan air dari sistem pengumpulan air hujan. Area ini bisa berupa teras, halaman, atau tanah terbuka beraspal atau tidak beraspal. Teras dapat berupa atap beton/batu datar atau atap miring. Oleh karena itu daerah tangkapan adalah daerah yang sebenarnya memberikan kontribusi air hujan untuk sistem pemanenan.

2. Transportasi Air / Water Delivery System

Air hujan dari atap harus dialirkan ke bawah untuk mengambil pipa air atau saluran ke sistem penyimpanan. Pipa air harus tahan UV (pipa ISI HDPE/PVC) dari kapasitas yang dibutuhkan. Air dari atap miring bisa ditampung melalui talang dan turun ke pipa. Di teras, mulut setiap saluran pembuangan harus memiliki jaring kawat untuk membatasi material yang mengambang.

3. First Flush / Guyuran / Pembersihan Air Hujan

First Flush adalah alat yang digunakan untuk melakukan pembersihan pada air curah hujan yang pertama kali jatuh dan diterima. Curah hujan yang pertama kali didapatkan perlu disiram untuk menghindari kontaminasi air oleh kemungkinan kontaminan atmosfer dan atap resapan. Hal ini juga akan membantu membersihkan lumpur dan material lain yang menempel di atap selama musim kemarau. Penyediaan separator hujan pertama harus dibuat di outlet setiap pipa pembuangan.

4. Filter

Filter digunakan pada pengolahan air untuk menghilangkan kekeruhan, warna, dan mikroorganisme secara efektif. Setelah pembilasan curah hujan pertama, air harus melewati filter. Filter kerikil, pasir, dan jaring 'netlon' dirancang dan ditempatkan di atas tangki penyimpanan. Filter ini sangat penting dalam menjaga kebersihan air hujan di tangki penyimpanan. Cara ini dapat menghilangkan lumpur, debu, daun, dan bahan organik lainnya dari memasuki tangki penyimpanan.

Media filter harus dibersihkan setiap hari setelah hujan terjadi. Filter yang tersumbat dapat mencegah air hujan masuk dengan mudah ke tangki penyimpanan dan menyebabkan air meluap. Media pasir atau kerikil harus dikeluarkan dan dicuci sebelum diganti dalam saringan. 

Ada berbagai jenis filter dalam praktiknya, tetapi fungsi dasarnya adalah untuk memurnikan air. Berbagai jenis filter dijelaskan di bagian berikut:

1. Filter Kerikil Pasir

Ini adalah filter yang umum digunakan, dibuat dari pasangan bata dan diisi dengan kerikil, kerikil, dan pasir. Setiap lapisan harus dipisahkan dengan wire mesh.

2. Filter Arang

Filter arang dapat dibuat di tempat atau di dalam drum. Batu, kerikil, pasir, dan arang seperti yang ditunjukkan pada gambar harus mengisi drum atau ruang. Setiap lapisan harus dipisahkan dengan wire mesh. Lapisan tipis arang digunakan untuk menyerap bau yang ada.  Lapisan arang juga bisa dimasukkan di antara dua lapisan.

3. PVC – Filter pipa

Filter ini dapat dibuat dengan pipa PVC dengan panjang 1 hingga 1,20 m. Diameter pipa tergantung pada luas atap. Pipa diameter 6" cukup untuk 1500 ft2 atap dan pipa diameter 8" harus digunakan untuk atap lebih dari 1500 ft2. Pipa dibagi menjadi tiga kompartemen dengan wire mesh.

Kedua ujung filter harus memiliki pengurangan ukuran yang diperlukan untuk menghubungkan saluran masuk dan saluran keluar. Filter ini dapat ditempatkan secara horizontal atau vertikal di dalam sistem. 

4. Filter Spons

Ini adalah filter sederhana yang terbuat dari drum PVC yang memiliki lapisan spons di tengah drum. Ini adalah filter bentuk termudah dan termurah dan cocok diaplikasikan pada hunian.

Penggunaan Air Hujan

Berikut adalah penggunaan air hujan antara lain:

1. Penyimpanan untuk Penggunaan Langsung

Dalam metode ini, air hujan yang dikumpulkan dari atap bangunan dialihkan ke tangki penyimpanan. Tangki penyimpanan harus dirancang sesuai dengan kebutuhan air, curah hujan, dan ketersediaan daerah tangkapan.

Setiap pipa pembuangan harus memiliki saringan jaring di mulut dan perangkat pembilasan pertama diikuti dengan sistem penyaringan sebelum dihubungkan ke tangki penyimpanan. Setiap tangki harus memiliki sistem luapan air berlebih.

Kelebihan air dapat dialihkan ke sistem pengisian ulang. Air dari tangki penyimpanan dapat digunakan untuk keperluan sekunder seperti mencuci dan berkebun dll. Ini adalah cara yang paling hemat biaya untuk mengumpulkan air hujan.

Keuntungan utama dari pengumpulan dan penggunaan air hujan selama musim hujan tidak hanya untuk menghemat air dari sumber konvensional tetapi juga untuk menghemat energi yang dikeluarkan untuk distribusi air. Cara ini juga menghemat air tanah, jika diambil untuk memenuhi permintaan saat hujan turun.

2. Resapan Air Tanah Aquifer

Akuifer air tanah dapat diisi ulang dengan berbagai jenis struktur untuk memastikan perkolasi air hujan di tanah alih-alih mengalir keluar dari permukaan. Metode pengisian yang umum digunakan adalah: -

• Resapan sumur bor / bore wells
• Resapan sumur gali / dug  wells
• Resapan lubang / pits
• Resapan / trench
• Soakaways atau Resapan Shaft
• Tangki Perkolasi / Percolation Tank

a. Resapan Sumur Bor

Air hujan yang dikumpulkan dari atap gedung dialirkan melalui pipa pembuangan ke bak penampungan atau tangki filtrasi. Setelah turun, air yang disaring dialihkan ke sumur bor untuk mengisi ulang air akuifer dalam. Sumur bor yang terbengkalai juga dapat digunakan untuk pengisian ulang air akuifer.

Kapasitas optimum tangki pengendapan / tangki filtrasi dapat dirancang berdasarkan luas daerah tangkapan, intensitas curah hujan, dan laju pengisian ulang. Saat pengisian ulang, masuknya bahan terapung dan lumpur harus dibatasi karena dapat menyumbat struktur pengisian. Satu atau curahan hujan pertama harus dibuang melalui pemisah hujan untuk menghindari kontaminasi.

 

b. Resapan Sumur Gali

Sumur gali dapat digunakan sebagai struktur resapan. Air hujan dari rooftop dialihkan ke sumur bor setelah melewati filter bed. Pembersihan dan penghilangan garam pada sumur gali harus dilakukan secara teratur untuk meningkatkan laju pengisian ulang. Metode filtrasi untuk pengisian ulang sumur bor dapat digunakan untuk sumur gali.

d. Resapan Lubang / Pits

Lubang isi ulang adalah lubang kecil dalam bentuk apa pun persegi panjang, persegi, atau lingkaran yang terhubung dengan dinding pasangan bata atau batu dengan lubang - lubang. Bagian atas lubang dapat ditutup dengan penutup berlubang. Bagian bawah lubang harus diisi dengan media filter.

Kapasitas lubang dapat dirancang berdasarkan luas daerah tangkapan, intensitas curah hujan, dan recharge rate tanah. Biasanya, dimensi lubang dapat memiliki lebar 1m hingga 2m dan kedalaman 2m hingga 3m, tergantung pada kedalaman lapisan sebelumnya. Lubang-lubang ini cocok untuk pengisian akuifer dangkal, dan rumah-rumah kecil.

e. Resapan Parit / Trench

Parit resapan disediakan di mana lapisan tanah atas yang kedap air dangkal. Parit resapan digali di tanah dan diisi kembali dengan media berpori seperti kerikil, bongkahan batu, atau batako. Biasanya dibuat untuk mengumpulkan limpasan permukaan. Sumur bor juga dapat disediakan di dalam parit sebagai poros resapan untuk meningkatkan perkolasi. Panjang parit ditentukan sesuai dengan jumlah limpasan yang diharapkan. Metode ini cocok untuk rumah kecil, taman bermain, taman, dan saluran air pinggir jalan. Parit resapan dapat berukuran lebar 0,5m hingga 1m dan kedalaman 1m hingga 1,5m.

f. Soakway atau Poros Resapan

Perendaman, atau poros resapan disediakan di mana lapisan atas berupa tanah aluvial atau kurang berpori. Ini adalah lubang bor berdiameter 30cm dengan kedalaman hingga 10 sampai 15m, tergantung pada kedalaman lapisan tembusnya. Lubang harus dilapisi dengan pipa PVC perforated / MS berlubang untuk mencegah runtuhnya sisi vertikal. Di bagian atas perendaman, ukuran yang diperlukan dibangun untuk menahan limpasan sebelum filter melalui area perendaman. Bak harus diisi dengan media filter.

g. Tangki Perkolasi

Tangki perkolasi adalah air permukaan yang dibuat secara artifisial, merendam area tanah dengan permeabilitas yang memadai untuk memfasilitasi perkolasi yang cukup untuk mengisi ulang air tanah. Cara ini dapat dibangun di kampus-kampus besar di mana tanah dan topografinya cocok. Limpasan permukaan air di atas atap dapat dialihkan ke tangki ini. Air yang terkumpul di tangki merembes ke dalam padatan untuk menambah air tanah. Air yang disimpan dapat digunakan langsung untuk berkebun dan penggunaan mentah. Tangki perkolasi harus dibangun di taman, ruang terbuka, dan jalur hijau pinggir jalan di daerah perkotaan.

Kendala Rainwater Harvesting

Kendala yang dihadapi dalam rain hervesting antara lain frekuensi dan kuantitas hujan yang fluktuatif serta kualitas air hujan belum memenuhi pedoman standar air bersih WHO. Ada dua isu terkait kualitas air hujan, yaitu:

• Bacteriological Water Quality
• Insect Vector

a. Bacteriological Water Quality

Air hujan dapat terkontaminasi oleh kotoran yang ada di catchment area sehingga disarankan untuk menjaga kebersihan sumber catchment area. Penampung air hujan juga harus memiliki tutup agar terhindar dari kotoran. Bakteri tidak dapat hidup di air yang bersih. Lumut dapat hidup jika ada sinar matahari menembus tong penampung air. Oleh sebab itu tong penampung air hujan sebaiknya dibiarkan gelap dan diletakkan di tempat teduh agar lumut tidak dapat tumbuh.

b. Insect Vector

Serangga dapat berkembang biak dengan meletakkan telurnya dalam air. Oleh karena itu sebaiknya tong penampung air ditutup rapat untuk menghindari masuknya serangga seperti nyamuk. Ada beberapa metode sederhana dalam pemakaian air hujan, antara lain: merebus air akan mematikan bakteri, menambahkan chlorine (35ml sodium hypochlorite per 1000 liter air) akan mendisinfeksi air, filtrasi pasir (biosand) akan menghilangkan organism berbahaya. Sekarang dikembangkan teknik SODIS (Solar Water Disinfection) yaitu botol plastik yang sudah dicat hitam diisi air dan dijemur beberapa jam dengan tujuan untuk mematikan bakteri dan mikroorganisme dalam air hujan.