Di tengah krisis iklim yang memperparah siklus banjir dan kekeringan, air hujan seringkali dianggap sebagai musibah. Ia menggenang di jalan, menyebabkan banjir, lalu mengalir terbuang percuma ke laut. Padahal, air hujan adalah sumber daya berharga. Di sinilah peran krusial sumur resapan (sumur infiltrasi) dibutuhkan.

Sumur resapan adalah sebuah intervensi teknik sipil sederhana namun genius. Ia berfungsi menangkap air hujan—biasanya dari limpasan atap rumah atau area kedap air lainnya—dan menyalurkannya langsung ke dalam tanah (akuifer). Tujuannya ada dua: mengurangi limpasan permukaan (runoff) yang menyebabkan banjir, dan mengisi ulang cadangan air tanah (groundwater recharge).

Namun, membuat sumur resapan tidak bisa asal gali. Sebuah sumur yang terlalu kecil akan meluap sia-sia. Sumur yang terlalu besar adalah pemborosan biaya. Diperlukan perhitungan yang cermat untuk menyeimbangkan volume air yang masuk dengan kemampuan tanah menyerapnya. Artikel ini akan membedah tuntas dua contoh soal perhitungan sumur resapan yang paling fundamental, dari menentukan jumlah hingga menentukan dimensi.

baca juga:Belajar Bahasa Lewat Dialog Contoh Soal Percakapan Bahasa

🔖 Baca juga:

Judul: Contoh Soal ABK SD Beserta Pembahasan (Lengkap, Ramah Anak, dan Mudah Dipahami)

Memahami Variabel Kunci Sebelum Menghitung

Sebelum kita menyelami contoh soal, kita harus memahami “bahasa” atau variabel yang digunakan dalam perhitungan sumur resapan. Perhitungan ini pada dasarnya adalah neraca air sederhana: Air Masuk (Inflow) vs. Air Keluar (Outflow).

1. Air Masuk (Inflow): Ini adalah volume air hujan yang masuk ke sumur. Ini bergantung pada:
   • $A$ (Area Bidang Tangkapan): Luas area yang menampung hujan, biasanya luas atap atau lahan parkir (satuan: $m^2$).
   • $R$ (Curah Hujan Desain): Intensitas hujan maksimum yang dijadikan acuan, didapat dari data historis (satuan: mm/jam atau m/jam).
   • $C$ (Koefisien Limpasan): Angka antara $0$ dan $1$ yang menunjukkan seberapa banyak air yang mengalir (runoff) dibanding yang meresap/menguap di area tangkapan. Atap genteng mungkin $C=0.9$ (90% mengalir), sedangkan taman rumput mungkin $C=0.2$ (hanya 20% mengalir).
2. Air Keluar (Outflow): Ini adalah volume air yang berhasil diserap oleh tanah di sekitar sumur. Ini bergantung pada:
   • $q$ (Kapasitas Infiltrasi Tanah): Kecepatan tanah menyerap air. Ini didapat dari uji tanah (misal uji permeabilitas) (satuan: cm/jam atau m/jam).
   • $A_{resapan}$ (Luas Bidang Resapan): Total permukaan sumur yang bersentuhan dengan tanah dan bisa menyerapkan air. Ini adalah luas selimut sumur ditambah luas alas sumur (satuan: $m^2$).
3. Kapasitas Tampungan ($V_{tampung}$):
   • Ini adalah volume geometris sumur itu sendiri (Volume tabung $\pi \times r^2 \times h$). Sumur berfungsi sebagai buffer sementara sebelum air diserap tanah.

Prinsip utamanya: Total Air Hujan (Inflow) = Total Air yang Diserap (Outflow) + Total Air yang Ditampung (Buffer).

Contoh Soal 1: Menentukan Jumlah Sumur Resapan yang Dibutuhkan

Ini adalah skenario paling umum. Kita sudah memiliki desain sumur standar, tapi kita perlu tahu berapa banyak yang harus dibangun untuk menangani limpasan dari atap.

Soal:

Pak Budi ingin membangun sumur resapan untuk menampung air hujan dari atap rumahnya. Luas atap rumah Pak Budi (A) adalah 120 m2. Koefisien limpasan (C) atap genteng adalah 0.9. Curah hujan desain (R) di daerah tersebut adalah 50 mm/jam. Hasil uji tanah menunjukkan kapasitas infiltrasi (q) sebesar 2.0 cm/jam. Pak Budi berencana membangun sumur resapan berbentuk tabung dengan diameter (D) 1 meter dan kedalaman (h) 2.5 meter. Berapa jumlah sumur resapan yang dibutuhkan agar air hujan selama durasi 2 jam dapat tertangani?

Langkah 1: Konversi Semua Satuan ke Meter (m) dan Jam (jam)

• $A = 120 \text{ } m^2$ (Sudah sesuai)
• $C = 0.9$ (Sudah sesuai)
• $R = 50 \text{ mm/jam} = 0.05 \text{ m/jam}$
• $q = 2.0 \text{ cm/jam} = 0.02 \text{ m/jam}$
• $D = 1 \text{ m}$, sehingga radius ($r$) = $0.5 \text{ m}$
• $h = 2.5 \text{ m}$
• $t = 2 \text{ jam}$

Langkah 2: Hitung Total Air Hujan (Inflow) yang Harus Dikelola

Kita hitung dulu debit air masuk per jam (Qin​), lalu kalikan dengan durasi hujan.

• $Q_{in} \text{ (Debit Masuk)} = A \times C \times R$
• $Q_{in} = 120 \text{ } m^2 \times 0.9 \times 0.05 \text{ m/jam}$
• $Q_{in} = 5.4 \text{ } m^3/\text{jam}$
• $V_{total\_hujan} \text{ (Total Volume Hujan selama 2 jam)} = Q_{in} \times t$
• $V_{total\_hujan} = 5.4 \text{ } m^3/\text{jam} \times 2 \text{ jam} = 10.8 \text{ } m^3$

Langkah 3: Hitung Kemampuan Total 1 Buah Sumur Resapan

Kemampuan total 1 sumur adalah gabungan dari volume yang bisa ditampungnya (Vtampung​) ditambah volume yang bisa diresapkannya selama 2 jam (Vresapan​).

• Hitung Kapasitas Tampungan ($V_{tampung}$):
  • $V_{tampung} = \pi \times r^2 \times h$
  • $V_{tampung} = 3.14 \times (0.5 \text{ m})^2 \times 2.5 \text{ m}$
  • $V_{tampung} = 1.9625 \text{ } m^3$
• Hitung Kapasitas Resapan (Outflow) selama 2 jam ($V_{resapan}$):
  • Kita butuh Debit Resapan ($Q_{out}$) = $q \times A_{resapan}$.
  • $A_{resapan}$ = Luas Alas + Luas Selimut Tabung
  • $A_{resapan} = (\pi \times r^2) + (2 \times \pi \times r \times h)$
  • $A_{resapan} = (3.14 \times 0.5^2) + (2 \times 3.14 \times 0.5 \times 2.5)$
  • $A_{resapan} = (0.785) + (7.85) = 8.635 \text{ } m^2$
  • $Q_{out} = q \times A_{resapan} = 0.02 \text{ m/jam} \times 8.635 \text{ } m^2 = 0.1727 \text{ } m^3/\text{jam}$
  • $V_{resapan} \text{ (Volume teresap selama 2 jam)} = Q_{out} \times t$
  • $V_{resapan} = 0.1727 \text{ } m^3/\text{jam} \times 2 \text{ jam} = 0.3454 \text{ } m^3$
• Hitung Kemampuan Total 1 Sumur:
  • Kemampuan Total = $V_{tampung} + V_{resapan}$
  • Kemampuan Total = $1.9625 \text{ } m^3 + 0.3454 \text{ } m^3 = 2.3079 \text{ } m^3$

Langkah 4: Hitung Jumlah Sumur yang Dibutuhkan

• Jumlah Sumur = $V_{total\_hujan} / \text{Kemampuan Total 1 Sumur}$
• Jumlah Sumur = $10.8 \text{ } m^3 / 2.3079 \text{ } m^3$
• Jumlah Sumur $\approx 4.68$

Jawaban:

Karena kita tidak bisa membangun 4.68 sumur, kita harus membulatkannya ke atas. Jadi, Pak Budi membutuhkan 5 buah sumur resapan dengan spesifikasi tersebut.

Contoh Soal 2: Menentukan Kedalaman Minimum Sumur Resapan

Skenario ini terjadi ketika kita memiliki lahan terbatas dan hanya bisa membangun 1 sumur dengan diameter tertentu. Pertanyaannya, seberapa dalam kita harus menggalinya?

Soal:

Sebuah area parkir paving block seluas 200 m2 (C=0.7) akan dialirkan ke satu sumur resapan besar. Diameter sumur ditetapkan 2 meter (r=1 m). Curah hujan desain (R) 60 mm/jam dan kapasitas infiltrasi tanah (q) adalah 2.5 cm/jam. Berapa kedalaman minimum (h) sumur tersebut agar dapat menampung air hujan dengan durasi 1.5 jam (dengan asumsi sumur tepat terisi penuh pada akhir durasi hujan)?

Langkah 1: Konversi Satuan

• $A = 200 \text{ } m^2$
• $C = 0.7$
• $R = 60 \text{ mm/jam} = 0.06 \text{ m/jam}$
• $q = 2.5 \text{ cm/jam} = 0.025 \text{ m/jam}$
• $r = 1 \text{ m}$
• $t = 1.5 \text{ jam}$
• $h = ?$ (Ini yang kita cari)

Langkah 2: Buat Persamaan Keseimbangan Air (Neraca Air)

Prinsipnya: (Total Air Masuk) = (Total Air Keluar/Meresap) + (Volume Air Tertampung)

(Qin​×t)=(Qout​×t)+Vtampung​

baca juga:Ketua Aptisi Soroti Sistem Pendidikan Tinggi, Singgung Peran Nasrullah Yusuf di Rakornas Aptikom

Langkah 3: Rumuskan Setiap Komponen (Beberapa akan mengandung variabel $h$)

• Total Air Masuk:
  • $Q_{in} = A \times C \times R = 200 \times 0.7 \times 0.06 = 8.4 \text{ } m^3/\text{jam}$
  • Total Air Masuk = $8.4 \text{ } m^3/\text{jam} \times 1.5 \text{ jam} = 12.6 \text{ } m^3$
• Total Air Keluar/Meresap (sebagai fungsi $h$):
  • $A_{resapan} = A_{alas} + A_{selimut} = (\pi \times r^2) + (2 \times \pi \times r \times h)$
  • $A_{resapan} = (3.14 \times 1^2) + (2 \times 3.14 \times 1 \times h)$
  • $A_{resapan} = 3.14 + 6.28h$
  • $Q_{out} = q \times A_{resapan} = 0.025 \times (3.14 + 6.28h)$
  • $Q_{out} = 0.0785 + 0.157h$
  • Total Air Keluar = $Q_{out} \times t = (0.0785 + 0.157h) \times 1.5$
  • Total Air Keluar = $0.11775 + 0.2355h$
• Volume Air Tertampung (sebagai fungsi $h$):
  • $V_{tampung} = \pi \times r^2 \times h = 3.14 \times (1)^2 \times h = 3.14h$

Langkah 4: Selesaikan Persamaan Aljabar untuk h

Substitusikan semua komponen ke persamaan keseimbangan:

(Total Air Masuk) = (Total Air Keluar) + (Volume Air Tertampung)

12.6=(0.11775+0.2355h)+(3.14h)

• Gabungkan suku yang mengandung h:12.6=0.11775+(0.2355h+3.14h)12.6=0.11775+3.3755h
• Pindahkan konstanta ke sisi kiri:12.6−0.11775=3.3755h12.48225=3.3755h
• Selesaikan untuk h:h=12.48225/3.3755h≈3.698 meter

Jawaban:

Kedalaman minimum sumur resapan yang dibutuhkan adalah sekitar 3.7 meter.

penulis:Elsandria Aurora