rainwater harvesting
DESCRIPTION
teknologi pemanenan air hujanTRANSCRIPT
RAINWATER HARVESTING / TEKNIK PENGUMPULAN AIR HUJAN
Di bumi, jumlah air sangat banyak; namun jumlah air bersih yang tersedia terkadang
belum dapat memenuhi permintaan sehingga banyak orang menderita kekurangan air bersih.
Terdapat beberapa faktor yang dapat menyebabkan kekurangan air seperti naiknya permintaan
seiring dengan peningkatan populasi, tidak meratanya distribusi air, meningkatnya polusi air dan
pemakaian air yang tidak efisien. Kekurangan air diperburuk dengan adanya kebocoran air akibat
kerusakan alat-alat utilitas rumah yang tidak segera diperbaiki, pemakaian keran yang boros air,
perilaku buruk dalam pemakaian air, dan minimnya pemanfaatan air hujan sebagai sumber air
alternatif. Pemakaian air yang tidak terkontrol akan mengancam keberlanjutan air, sehingga
perlu dilakukannya konservasi air. Salah satu metode konservasi air dalam rangka menjaga
kelestarian lingkungan dalam rumah tangga adalah teknik rainwater harvesting.
Rainwater Harvesting / Teknik pengumpulan air hujan merupakan pengumpulan dan
penyimpanan air hujan untuk digunakan kembali sebelum dikembalikan ke siklus perputaran air
hujan. Air hujan yang disimpan dapat digunakan untuk menyiram tanaman, untuk memberi
minum pada ternak, mencuci mobil, mandi dan masih banyak lagi. Bahkan, air hujan tersebut
dapat digunakan untuk memasak apabila kualitas air tersebut memenuhi standar kesehatan.
Illustrasi Rainwater Harvesting
Selain itu, dalam mencapai suatu bangunan yang memenuhi kriteria dalam mendapatkan
rating green building, desain dalam mendukung rainwater harvesting merupakan salah satu
faktor yang dipertimbangkan. Tujuannya adalah meminimalisasi penggunaan sumber air bersih
dari tanah dan PDAM, untuk kebutuhan irigasi, lansekap dan kebutuhan lainnya. Tolak ukurnya
adalah adanya kapasitas tempat penyimpanan air hujan yang jatuh di atap sesuai kondisi curah
hujan tahunan.
Perancangan bangunan yang berguna dalam memaksimalkan rainwater harvesting, meliputi:
Perancangan lokasi, perhitungan curah hujan tahunan dan penyesuaian kapasitas tempat
penyimpanan air hujan atau groundtank.
Perancangan talang, pipa penyalur air hujan, penyaring debu/daun, overflow ke
peresapan/ kolam dan tidak dibuang ke drainase kota.
Perancangan sistem mekanikal elektrikal sesuai penggunaan air hujan. Air hujan yang
dipanen dapat dimanfaatkan langsung untuk kebutuhan air pemadam kebakaran, flushing,
irigasi dan lansekap atau diolah menjadi air minum.
Alasan untuk melakukan rainwater harvesting
Terdapat 4 alasan mengapa memanen 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 pemanenan air hujan
merupakan alternatif yang bermanfaat.
2. Keberadaan air dari sumber air seperti danau, sungai, dan air bawah tanah sangat
bergantung pada kondisi alam dan. Mengumpulkan dan menyimpan air hujan dapat
menjadi solusi saat jumlah air permukaan, seperti air danau atau sungai, menjadi rendah.
3. Sumber air lain biasanya terletak jauh dari rumah tangga ataupun pemakai sehingga
mengumpulkan dan menyimpan air di dekat rumah akan meningkatkan akses terhadap
persediaan air dan berdampak positif pada kesehatan serta memperkuat rasa kepemilikan
pemakai terhadap sumber air alternatif ini.
4. Persediaan air seperti sungai dapat tercemar oleh kegiatan industri mupun limbah
kegiatan manusia, sedangkan kualitas air hujan secara umum relatif baik.
Komponen dalam Rainwater Harvesting
Dalam teknik rainwater harvesting / pemanenan air hujan terdapat 3 komponen dasar yang
harus dipenuhi yaitu:
1. Penangkap air hujan berupa permukaan atap (catchment)
Penangkap air hujan pada sistem rainwater harvesting adalah sebuah permukaan yang
secara langsung menerima tetesan air hujan dan mengalirkan air hujan tersebut masuk
kedalam sistem. Patut diingat, air yang ditangkap oleh permukaan penangkap sama sekali
tidak layak untuk diminum. Untuk mencapai tahap tersebut diperlukan berbagai tahap
filtrasi dan penyaringan.
2. Sistem penyaluran air hujan dari atap ke tempat penampungan melalui talang (delivery
system)
Pada hunian rumah pada umumnya contoh sistem pengiriman air yang paling sederhana
adalah pipa paralon atau talang air. Sistem pengiriman ini berfungsi untuk mengrimkan
air yang sebelumnya sudah ditangkap oleh permukaan penangkap untuk menuju ke bak
penyimpanan. Sistem pengiriman air disarankan untuk diaplikasikan dengan baik dan
teliti karena sistem pengiriman air kerap menjadi titik yang paling rawan untuk
mengalami masalah dari rangkaian sistem rainwater harvesting.
Contoh jenis talang
3. Tempat penyimpan air hujan berupa tong, bak atau kolam (storage reservoir).
Pada mulanya air hujan yang sudah dipanen dikumpulkan oleh masyarakat suatu
komunitas didalam sebuah ember atau tong. Namun semakin berkembangnya teknologi
dan semakin meningkatnya kebutuhan akan air bersih per individu, maka bak
penyimpanan yang digunakan menggunakan bak dengan konstruksi baja atau beton
bertulang.
Contoh-contoh Bak Penampung Air Hujan
Air hujan yang jatuh di permukaan atap rumah akan melimpas menjadi aliran permukaan.
Air hujan yang melimpas tersebut akan dikumpulkan melalui saluran pengumpul (talang)
berbentuk saluran pipa yang dapat terbuat dari bahan metal yang tahan karat (Galvanized
Bangunan tangki penampung air hujan di Kabupaten Pidie, NAD
Bangunan bak penampung air hujan di Kabupaten Gunung Kidul, DIY
Teknik penampung air hujan dengan tong
Tempat penampung air hujan berbentuk taman/kolam di dalam rumah
Komponen-komponen rainwater harvesting
Iron Pipe), PVC, atau bahan lain yang cukup kuat dan tahan lama. Air hujan yang terkumpul
kemudian akan di alirkan ke tampungan air hujan berbentuk tangki atau bak yang dilengkapi
dengan water tap sebagai outlet apabila air hujan yang ditampung akan digunakan untuk
keperluan konsumsi air sehari-hari.
Air hujan murni yang layak digunakan dapat dikumpulkan dari atap rumah yang terbuat
dari ubin, batu, besi, aluminium atau asbes semen. Atap yang menngunakan logam
dimungkinkan tidak cocok karena alasan kesehatan / berbahaya. Air hujan menyebabkan
karat pada logam, selain itu, penggunaan asbes semen juga perlu waspada karena serabut
semen mungkin dapat telarut dalam air hujan. Plastik mika untuk atap murah namun tidak
tahan lama. Mengecat atap dengan cat anti air mungkin dapat mempengaruhi rasa atau warna
air hujan yang untuk dikumpulkan dan sebaiknya dihindari.
Debu, daun yang jatuh dan kotoran burung akan terkumpul di atas atap selama musim
kering. Semua itu akan terbuang oleh saat pertama kali hujan sehingga diperlukan desain
yang dapat membuat talang vertikal dapat diatur sehingga air pada saat hujan pertama setelah
musim kemarau yang panjang dapat dialirkan untuk dibuang.. Untuk menjaga kualitas air
hujan yang terkumpul, atas atap harus dibersihkan secara teratur.
Selain 3 komponen dasar tersebut, dapat dilengkapi dengan komponen pendukung seperti
pompa air untuk memompa air dari bak atau kolam penampung menuju ke area bangunan
yang memerlukan.
Keuntungan dan Kerugian Rainwater Harvesting
Dalam memikirkan gagasan untuk merancang sebuah sistem rainwater harvesting sangat
penting untuk mengetahui keuntungan dan kerugian dari sistem tersebut. Keuntungan mendasar
pertama dari sistem rainwater harvesting adalah minimnya penggunaan energi dalam proses
penangkapan air hujan.
Namun adapula kerugian paling mendasar dari sistem rainwater harvesting. Kerugiannya
adalah sebuah kenyataan bahwa tidak bisa mengetahui secara pasti seberapa banyak dan kapan
hujan akan turun.
Berikut adalah beberapa keuntungan dan kerugian dari sistem rainwater harvesting:
Tabel Kelebihan dan Kekurangan Sistem Rainwater Harvesting
Kelebihan Kekurangan
Konstruksi Yang Sederhana.
Konstruksi sistem rainwater
harvesting cukup sederhana hingga
penduduk lokal dapat dilatih untuk
membuat sendiri. Hal ini mengurangi
biaya pekerja.
Biaya Yang Cukup Tinggi. Biaya dalam
membangun sistem rainwater harvesting
sebagian besar terpakai pada saat proses
pembangunan. Namun begitu biaya dapat
ditekan dengan desain konstruksi sederhana
dan penggunaan material lokal
Perawatan Terjamin. Perawatan
berkala dan maintenance dapat
diawasi oleh pemilik secara langsung.
Perawatan Intensif. Tuntutan akan
pentingnya perawatan berkala kadangkala
sering dilupakan.
Kualitas Air Relatif Baik.
Kemungkinan lebih baik daripada
sumber air lain seperti sumur.
Kualitas Air Juga Rawan. Tercemar polusi,
kotoran burung, serangga, debu, dan kotoran
lain.
Minim Dampak Negatif. Air hujan
adalah sumber daya alam terbarukan
dan tidak merusak lingkungan.
Suplai Air Bergantung Kepada Musim.
Musim kemarau berkepanjangan ditakutkan
menghabiskan suplai air hujan.
Sumber Air Dekat. Air hujan yang
sudah ditampung dapat langsung
dipergunakan karena jarak
penampungan air tidak jauh.
Suplai Terbatas. Suplai dibatasi oleh jumlah
air hujan yang turun, luas bidang penangkap
air hujan, serta kapasitas penyimpanan air.
Kendala dalam Rainwater Harvesting
Dalam melakukan rainwater harvesting terdapat beberapa kendala dalam pelaksanaannya
antara lain frekuensi dan kuantitas hujan yang tidak pasti dan bergantung pada kondisi alam serta
kualitas air hujan belum memenuhi standar air bersih WHO. Terdapat dua isu terkait kualitas air
hujan, yaitu isu bacteriological water quality dan isu insect vector.
a) Isu bacteriological water quality. Air hujan dapat terkontaminasi oleh kotoran yang ada
di area atap (catchment area) sehingga disarankan untuk menjaga kebersihan atap.
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) Isu 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 perlakuan sederhana dalam
pemakaian air hujan, antara lain: merebus air akan mematikan bakteri, mendisinfeksi air,
dan filtrasi air. Teknik lain adalah 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.
Rainwater Harvesting dengan Teknologi Terpadu
Proses pengumpulan air hujan dengan metode pembuatan bak-bak atau kolam penampungan
(khususnya di daerah pedesaaan atau kawasan pertanian) maupun dengan pembuatan sumur-
sumur resapan (khususnya di kawasan perkotaan) seringkali dihadapkan pada sejumlah kendala,
antara lain menyangkut kurangnya kesadaran warga akan pentingnya mengoptimalkan potensi
air hujan, keterbatasan tempat pembuatan (khususnya di kota-kota besar), hingga kualitas air
hujan yang didapatkan.
Hujan asam serta kualitas udara kota yang kurang baik menjadi penyebab utama
kekhawatiran warga kota untuk menggunakan air hujan, khususnya untuk dijadikan sebagai air
minum. Salah satu upaya pemecahan yang biasa ditawarkan adalah dengan memasang saringan
alami sebelum air masuk ke bak penampungan dan mengukur tingkat keasaman air tampungan
sebelum digunakan dengan menggunakan pH meter atau kertas lakmus. Apabila kualitas tidak
terlalu baik, air tampungan ini sebaiknya digunakan untuk kebutuhan air baku seperti mencuci
mobil maupun menyiram toilet dan bukan untuk kebutuhan air minum.
Penggunaan teknologi terpadu adalah mengoptimalkan pemanfaatan air hujan dengan
bantuan teknologi yang telah ada yang digabung dengan teknologi pengolahan dan pemurnian air
bersih yang sudah dikembangkan. Pemanfaatan kedua jenis teknologi ini digunakan untuk
mendukung dan mengoptimalkan bak-bak penampungan air hujan dan sumur-sumur resapan
dengan menggunakan sedikit modifikasi.
Adapun teknologi yang dapat digunakan dalam konsep ini, selain bak penampungan dan sumur
resapan, antara lain:
Panel surya atau solar cell. Panel surya adalah sebuah teknologi untuk mengubah cahaya
matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan photovoltaics. Secara umum cara
penggunaan tenaga matahari ini dibagi dua yaitu aktif dan pasif. Penggunaan secara aktif
yaitu menggunakan teknologi panel photovoltaic atau panel tenaga surya untuk
mengumpulkan energi listrik. Adapun cara penggunaan secara pasif adalah dengan cara
mengatur arah bangunan, menggunakan material yang menyerap panas dan desain
bangunan yang secara alami memperlancar sirkulasi udara di dalam ruang.
Hidroponik. Hidroponik atau soilless culture atau budidaya tanaman tanpa tanah adalah
budidaya tanaman yang memanfaatkan air dan tanpa menggunakan tanah sebagai media
tanam atau soilless.
Water purifier atau alat pemurni air.
Perlu adanya pemaduan lima komponen teknologi ini dalam proses pengolahan air hujan
sehingga manusia bukan hanya mampu memanfaatkan limpahan air hujan, tetapi juga
mendapatkan beragam manfaat, baik berupa tersedianya sumber air baku yang siap dikembalikan
ke bumi sebagai air tanah, sumber air minum sehat, sistem irigasi sederhana untuk hidroponik
yang dapat menghasilkan sejumlah tanaman budidaya dari ketersediaan lahan padat, serta
berjalannya program penghijauan kota.
Hal pertama yang dapat dilakukan adalah mendesain atap-atap bangunan sedemikian rupa
sehingga dapat menampung air hujan. Konsepnya mirip dengan bak penampungan air hujan. Hal
semacam ini sudah dipraktikkan di Jepang. Pihak yang berwenang di sana berusaha mendaya-
gunakan bangunan-bangunan pemerintah sebagai pengumpul air hujan. Salah satu contohnya
adalah Gedung Ryogoku Kokugikan di Tokyo yang terkenal sebagai arena pertandingan Sumo.
Atap gedung yang memiliki luas sekitar 8.400 meter persegi ini didesain sedemikian rupa
sehingga dapat digunakan sebagai penampung air hujan. Air yang berhasil ditampung digunakan
untuk keperluan perawatan gedung akan tetapi tidak digunakan sebagai air minum.
Ryogoku Kokugikan
Atap yang sudah didesain sebagai bak penampungan tersebut, atau setidaknya memiliki
tempat penampungan air, kemudian dilengkapi dengan saluran-saluran yang memungkinkan air
tersebut mengalir ke bawah. Pada bagian bawah bangunan dibuat kolam resapan yang di sisi-
sisinya dibiarkan berupa material tanah atau bebatuan untuk memudahkan proses peresapan air.
Akan tetapi, sebelum masuk ke kolam resapan ada tabung penampungan sementara yang di
dalamnya dipasangi alat yang memungkinkan sebagian air yang mengalir ke sumur resapan
mengalami proses filtrasi. Alat tersebut bisa menggunakan teknologi pemurni air.
Selanjutnya, sebagian atap ini dapat dilapisi oleh panel surya untuk menyimpan energi
matahari yang diubah menjadi energi listrik. Batere yang menyimpan energi listrik dari panel
surya dapat digunakan sebagai alat penerangan, sumber listrik dan sebagainya.
Energi listrik yang didapat dari panel surya dapat digunakan untuk mengoptimaliasi kerja
alat pemurni air, antara lain untuk menekan filter air dengan pompa. Dengan energi dari panel
surya, air dapat dipompakan secara otomatik dengan menggunakan automatic microcontroler
menjadi alat penyiram lahan-lahan hidroponik di atap-atap bangunan, gedung, ataupun halaman.
Adapun tanaman-tanamannya ditempatkan sesuai konsep hidroponik, di mana tanaman dapat
disimpan di pot-pot yang digantung tanpa memerlukan lahan berupa tanah. Tanaman hidroponik
disiram dengan air dari kolam penampungan yang telah diatur sedemikian rupa, seperti proses
pengembunan, termasuk dengan memasukan unsur nutrisi atau pupuk di dalamnya.
Apabila konsep pengolahan air hujan yang menggabungkan teknologi pengolahan air
baku, hidroponik, dan energi yang terbaharukan bisa diterapkan di rumah sakit, kantor-kantor
pemerintahan, sekolah, apartemen, dan tempat-tempat keramaian, akan ada ribuan orang yang
bisa mendapatkan air minum secara langsung di tempat. Tidak hanya itu, masyarakat pun akan
mendapatkan keuntungan tambahan, yaitu memiliki cadangan air baku sebagai sumber air yang
terbaharukan, memiliki lahan-lahan hijau di tengah perkotaan dengan sistem irigasi yang
multifungsi dan menghasilkan beragam bahan pangan alami lagi sehat penuh gizi.
Contoh bangunan yang menerapkan Rainwater Harvesting
Forest Life
Proyek residensial dari konsultan arsitek Belanda OOZE ini salah satu contoh proyek
hunian yang mengaplikasikan sistem rainwater harvesting. Berlokasi di Gundala, (35 Km di
selatan kota Hyderabad) India, proyek ini dibangun di tapak yang berkarakter seperti hutan.
Gambar Birdview Forest Life
Sumber: ArchDaily
Dengan mengedepankan filosofi sustainable design, proyek ini sangat mengutamakan prinsip-
prinsip desain yang sustainable dimulai dari penghematan energi, pemilihan material, hingga
sistem rainwater harvesting.
Keterangan Forest Life
Forest Life
Foto
Fasilitas Unit hunian, pusat olahraga, pusat kebudayaan, kuil beribadah
Massa
Bangunan
Persegi panjang
Struktur -
Sirkulasi Grid
Jumlah Lapis 2
Kapasitas -
Jumlah Unit
Bangunan
430
Kelebihan Pola grid pada perancangan tapak yang memudahkan sirkulasi.
Masing-masing unit dilengkapi taman.
Kekurangan Lokasi tapak jauh dari pusat kota.
Bangunan memanfaatkan air hujan yang turun di India sebanyak 940 mm/tahun secara
penuh untuk mandi, mencuci, menyiram toilet, menyiram taman, bahkan minum. Air-air yang
sudah digunakan untuk keperluan mandi, cuci, dan menyiram toilet disalurkan ke septic tank
untuk melalui proses pengendapan dan filtrasi hingga grey water tersebut dapat digunakan
kembali untuk keperluan menyiram tanaman.
Gambar Siklus Air Forest Life
Sumber: ArchDaily
TEKNOLOGI DALAM RAINWATER HARVESTING
Sistem teknologi yang dikenal dengan Rain Harvesting yaitu mengumpulkan dan
menyimpan air hujan untuk digunakan berbagai macam keperluan seperti menyiram tanaman
dan mencuci mobil,saat ini sedang terus dikembangkan. Tetapi di satu sisi mempunyai kendala
yaitu mahalnya untuk memasang teknologi seperti itu. Suatu konsep yang disebut dengan Rain
Drops yang dikembangkan oleh Evan Gant mencoba untuk mengatasi masalah mahalnya
instalasi tersebut dan diterapkan di Negara berkembang.
Sebagai pengganti tangki (tempat penampungan air) yang besar dan biasanya mahal, sistem ini
memanfaatkan beberapa botol plastik bekas sebagai tempat penampungan air hujan tersebut.
Sistem ini memanfaatkan pipa air yang biasanya digunakan untuk membuang air yang ada di
bagian atap rumah dan pipa tersebut dibuat beberapa lubang yang nantinya akan dipasang alat
penampung botol sekaligus filter untuk membuat air lebih bersih.
Ketika kita ingin menggunakannya, kita hanya perlu mencopot beberapa botol yang ada sesuai
dengan kebutuhan Bahkan alat untuk menempelkan botol tersebut didesain sehingga dapat
digunakan untuk mencuci tangan langsung dari botol tersebut tanpa harus melepaskannya.
Keuntungan lainnya, selain botol plastik bisa didapatkan secara gratis, botol plastik transparan
juga berfungsi sebagai pembunuh bakteri yang ada di dalam air karena secara tidak langsung,
botol transparan akan menyerap sinar UV dari matahari. Teknologi filterisasi ini disebut juga
dengan SODIS yaitu pemanfaatan sinar UV dan panas dari matahari untuk menghilangkan atau
membunuh microorganisme yang menyebabkan penyakit